Question

（1）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V～4V．
现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表（量程4.5V，内阻约为4×10⁴Ω），电流表（量程250mA，内阻约为2Ω），电流表（量程500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电键S，导线若干．
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是

 

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下面两个电路应该选用的是

 

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（2）一块玻璃砖用两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过表面）．现要测定此玻璃的析射率．给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P₁、P₂、P₃、P₄）带有刻度的直角三角板、量角器．
实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa'和bb'，aa'表示镀银的玻璃表面，bb'表示另一表面，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂（位置如图）．用P₁、P₂的连线表示入射光线．
ⅰ．为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P₄？试在题图中标出P₃、P₄的位置．
ⅱ．然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂．简要写出作图步骤．
ⅲ．写出θ₁、θ₂表示的折射率公式为n=

 

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Answer 1

分析：（1）选择电表的原则是一是不能超过其量程，二是指针偏转尽量大些，在其三分之二左右偏转即可；描绘灯泡的伏安特性曲线需要多测量数据，因此滑动变阻器采用分压接法，同时灯泡电阻较小，因此安培表用外接法．
（2）求出入射角和折射角的大小，根据折射定律可以求出折射率的表达式．

解答：解：（1）小灯泡的额定功率1.6W，当电压调为最大等于额定电压4V时流过小灯泡的电流为400 mA，只能选A₂，由于小灯泡的电阻为10Ω，比较小，接近电流表A₂的内阻，应该采用外接法，选择甲．
故答案为：A₂，甲．
（2）确定P₃、P₄位置的作图方法：由于aa'表面镀银，只能反射，所以光路为入射光线、经过bb'的折射光线、经过aa'的反射光线、再次经过bb'的折射后的出射光线（P₃、P₄的连线），作出此光路，即可标出P₃、P₄的位置．
ⅰ、实验方法：在bb'一侧观察P₁、P₂（经bb'折射、aa'反射，再经bb'折射后）的像，在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的像：再插上P₄，让它挡住P₂（或P₁）的像和P₃．P₃、P₄的位置如图．

故具体操作为：在bb'一侧观察P₁、P₂（经bb'折射、aa'反射，再经bb'折射后）的像，在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的像：再插上P₄，让它挡住P₂（或P₁）的像和P₃，P₃、P₄的位置见上图．
ⅱ、确定P₃、P₄位置的作图步骤：
①过P₁、P₂作直线与bb'交于O；
②过P₃、P₄作直线与bb'交于O'；
③利用刻度尺找到OO'的中点M；
④过O点作bb'的垂线CD为法线，过M点作bb'的垂线与aa'相交与N，如图所示，连接ON为经过bb'的折射光线；
⑤则∠P₁OD=θ₁，∠CON=θ₂
ⅲ、根据折射定律有：n=

sinθ1

sinθ2

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故答案为：

sinθ1

sinθ2

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点评：（1）仪器的选择、安培表的内外接法，滑动变阻器的分压、限流接法是电学实验考查的重点和热点，要注意在平时训练中加强练习；
（2）明确实验原理，了解具体实验操作，正确应用基本物理规律解决实验问题是学好实验的前提．