Question

（1）某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，如图所示．测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为______mm．
（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平
C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁，
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂
①实验中还应测量的物理量是______．
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为______
（3）实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）：
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω：）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）：
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）：
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）：
F．开关、导线若干：
请解答下列问题：
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是______（填代号），应选择的电流表量程是______（填量程），应选择的电压表量程是______（填量程）．
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V，内阻r=6Ω，某小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为______W．（保留3位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．
（2）要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测位移；
利用v_A=，V_B=，即可将m_Av_A-m_BV_B=0，转化为m_A -m_B=0．
根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能即E_p=m_AV_A²+m_B v_B²，利用位移求出v_A和v_B．
（3）由于滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为阻I_min==0.14A，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D，小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，读出电压和电流，由P=UI求出功率．
解答：解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×44.6mm=0.446mm，最终读数为4.946mm．
（2）①因系统水平方向动量守恒即m_Av_A-m_BV_B=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有v_A=，V_B=，即m_Av_A-m_BV_B=0．
所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L₂．
②由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是m_A -m_B=0．
③根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能E_p=m_AV_A²+m_B v_B²，
将v_A=，V_B=，代入上式得E_P=m_A（）²+m_B （）²，
（3）①由题，一方面，滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，而实验时电路中的电流要达到电流表量程的一半，即0.3A左右，容易烧坏此变阻器，另一方面容易，该变阻器总电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为I_min==0.14A，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D．
应选择的电流表量程是0～0.6A，应选择的电压表量程是0～3V 
②小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，
作出电源的U-I图象，读出交点处的电压和电流分别为：U=1.5V，I=0.25A，则小灯泡的功率为 P=UI=0.375W．


故答案为：（1）4.946
（2）①B的右端至D板的距离L₂ 
②m_A -m_B=0   
③E_P=m_A（）²+m_B （）²，
（3）①D，0～0.6A，0～3V 
②0.375W
点评：（1）解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法
（2）利用位移或位移与时间的比值表示物体的速度是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握．
（3）本题考查选择器材、分析图象的能力，关键根据实验的原理：闭合电路欧姆定律进行研究．