Question

（2008?东城区三模）（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f，的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图1所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为s₀，点AC间的距离为s₁，点CE间的距离为s₂，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

①从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P=

mg（S₀+S₁）

，重锤动能的增加量为△E_K

m(s1+s2)2f2

32

．
②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=

(s2-s1)f2

4

，它和当地的重力加速度g进行比较，则a

小于

g（填大于，等于，小于）．
（2）如图2给出器材为：电源E（电动势为12V，内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K．现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V．
（Ⅰ）在图2中连线，画成实验电路原理图．
（Ⅱ）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方．
a．接好实验电路．
b．

把变阻器的滑动触头移到靠近D端处

．
c．合上K，并将探针P与A相接触．
d．

调节R，使电压表读数为6V

．
e．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上．
f．将探针与某一基准点相接触，

记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点

，这一点是此基准的等势点．用探针把这一点的位置也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其它等势点．
g．重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点．取出白纸画出各条等势线．
（3）如图3是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为

30.7

mA；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为

1.5×10³

Ω．如果要用此多用表测量一个约2.0×10⁴Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是

×1K

（选填“×10”、“×100”或“×1K”）．换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是

欧姆调零．

．

Answer 1

分析：（1）根据下落的高度求出 重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而求出C点的动能．
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重锤下落的加速度，由于存在摩擦和空气阻力，这个加速度小于重力加速度．
（2）（Ⅰ）滑线变阻器R总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻，变阻器采用分压式接法，便于调节电压．
（Ⅱ）开关闭合前，把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置．合上开关K，并将探针P与A相接触．调节R，使电压表读数为6V．用电压表找到等势点．
（3）欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率，为了测量准确，尽量让指针指在中间附近．每次换挡，需重新欧姆调零．

解答：解：（1）①重锤下落的高度为（s₀+s₁），重力势能的减少量为mg（s₀+s₁）．
C点的速度为：vC=

.

v

=

s1+s2

4T

=

(s1+s2)f

4

打C点时重锤的动能为：EK=

1

2

m

v

2 C

=

m(s1+s2)2f2

32

②重锤下落的加速度a=

s2-s1

(2T)2

=

(s2-s1)f2

4

，由于存在摩擦和空气阻力，这个加速度小于重力加速度．
（2）（Ⅰ）由题意，滑线变阻器R总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻，变阻器采用分压式接法，便于调节电压．实验电路原理图如图所示．
（Ⅱ）b、开关闭合前，把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置，则把变阻器的滑动触头移到靠近D处．
d、为使AB间的电压达到6V，则应调节R，使电压表读数为6V．
f、记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点．

（3）所测电流I=30.7mA，若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为R=15×100=1.5×10³Ω．如果要用此多用表测量一个约2.0×10⁴Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是“×1K”挡．换挡后需重新欧姆调零．
故答案为：（1）①mg（S₀+S₁），

m(s1+s2)2f2

32

；
②

(s2-s1)f2

4

，小于；
（2）（Ⅰ）连接线路如图
（Ⅱ）b．把变阻器的滑动触头移到靠近D端处
d．调节R，使电压表读数为6V
f．记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表
读数与所记下的数值相同的另一点
（3）30.7～30.9mA；1.5×10³Ω．×1K，欧姆调零．

点评：本题考查了三个实验，掌握实验的原理、一般的操作步骤，注意事项，以及误差形成的原因．