Question

（1）用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图1甲所示．该金属丝的直径是

 

 mm；用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如图乙所示，则该工件的长度是

 

 cm．

（2）在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图2所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．
①当M与m的大小关系满足

 

时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；
②在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图3所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是

 

 m/s²．当打点计时器打D点时小车的速度是

 

 m/s；（计算结果小数点后保留两位数字）
③小张同学用同一装置做实验，他们俩在同一坐标纸上画出了a-F关系图，如图4所示，小张和小王同学做实验，哪一个物理量是不同的

 

．
（3）某同学在做测定小灯泡功率的实验中，得到如下一组数据：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.60	3.00
I/A	0.02	0.06	0.10	0.14	0.17	0.19	0.20	0.21
灯泡发光情况	不亮		低亮		逐渐变亮		正常发光

①从表中数据可以看出：当功率逐渐增大时，灯丝的电阻变化情况是

 

；这表明该导体的电阻随温度的升高而

 

．
若该同学在实验中选用的器材如下：
A．待测小灯泡一个
B．E=6V的直流电源（内阻很小）一个
C．最大阻值为10Ω的滑动变阻器一个
D．量程为300mA的电流表（内阻约为1Ω）一只
E．量程为3V的电压表（内阻约为10kΩ）一只
F．导线若干，开关一只
②请你通过对该同学测量数据的分析和给出的器材，在图5的虚线框中画出合理的实验电路图．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
D点的速度可由C到E点的平均速度求出，加速度可由匀变速运动的规律：△x=at²求解．
a-F图象的斜率等于物体的质量，故斜率不同则物体的质量不同．
（3）根据表中实验数据由欧姆定律求出灯泡电阻，找出灯丝电阻随温度变化的规律．

解答：解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm．可动刻度读数为0.01×48.0mm=0.480mm，所以最终读数为0.980mm．
    游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×5=0.25mm，所以最终读数为10.25mm=1.025cm．
（2）①以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

，
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
②该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s
由△x=at²得：
a1=

XCD-XOA

T2

a2=

XDE-XAB

T2

a3=

XEF-XBC

T2

a=

a1+a2+a3

3

=0.39m/s²．
B点的速度等于A到C点的平均速度
v_D=

XCE

tCE

=0.20m/s
③根据F=ma可得m=

F

a

，即a-F图象的斜率等于物体的质量，故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同．
（3）①从表中数据可以看出：当功率逐渐增大时，据由欧姆定律得灯泡的电阻在逐渐增大，灯泡的电功率增大，则其温度就越高，
这表明该导体的电阻随温度的升高而增大．
②为了得到更大范围的数据，滑动变阻器采用分压式连接．
由于灯泡电阻大约是10Ω，更接近电流表内阻，所以采用外接法．
实验电路图为右图：

故答案为：（1）0.980，1.025
（2）①m?M ②0.39，0.20
③小车及车上砝码的总质量不同（或M不同）
（3）功率增大，电阻越大；增大；见图

点评：（1）解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．
（3）本题主要从实验数据中分析实验结论，灯丝电阻不变的原因和逐渐增大的原因．