Question

（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1所示．其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．

①在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答：

 

．（选填“变”或“不变”）
②本实验采用的科学方法是

 

A．理想实验法      B．等效替代法      C．控制变量法        D．建立物理模型法
（2）为了测量一电动势约为2V，内阻约0.1Ω蓄电池的电动势和内阻．实验室提供了下列器材：
A．电压表（0～15V，内阻约为30kΩ）；
B．电流表A₁（0～0.6A，内阻r₁约为2Ω）；
C．电流表A₂（0～20mA，内阻r₂=10Ω）；
D．滑动变阻器R₁（0～10Ω，2A）；
E．滑动变阻器R₂（0～100Ω，0.5A）；
F．阻值为1Ω的标准定值电阻R₀；
G．定值电阻R=90Ω；
H．开关1只，足量导线．
①为了使电动势和内阻的测量尽可能准确，实验时滑动变阻器应选

 

（填写器材的字母代号）
②在图2虚线框中画出实验原理电路图．（在图2上标出所用器材的字母符号）；
③根据实验中测得数据作出的I₂-I₁图象如图3所示，由此可得：电源电动势为E=

 

V，电源的内阻为r=

 

Ω．

Answer 1

分析：1、本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用；
2、将电流表A₂串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表，采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．根据闭合回路欧姆定律列出等式求解电动势和内阻．

解答：解：（1）①如果将细线也换成橡皮筋，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化．
②本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．故选：B．
（2）①上述器材中电压表量程较大，不利于读数，但给出了两个电流表，将电流表A₂串联一个电阻R，可以改装成较大量程的电压表．
采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选R₁．
②标准定值电阻R₀作为保护电阻应用到电路中，实验原理电路图：

③根据闭合电路欧姆定律得：E=I₂（R+R_A2）+I₁（r+R₀），
I₂=

E

R+RA2

-

r+R0

R+RA2

I₁
根据实验中测得数据作出的I₂-I₁图象如图3所示，
图线的斜率表示

r

R+RA2

，纵轴截距为

E

R+RA2

，
由此结合图线可求出：E=20mA×（90+10）Ω=2.00V，
从I₂-I₁图象中可以找出图象的斜率为：k=0.012
r=100k-R₀=1.20-1=0.20Ω
故答案为：（1）①不变 ②B
（2）①R₁；②如图；
③2.00，0.20．

点评：1、在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．
2、本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．