Question

实验题
I．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流，他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．
（1）按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DF．、EF间的距离分别为s_l、s₂、s₃、s₄、s₅，其中s₁=______cm；
（2）该物体的加速度a=______m/s²（保留2位有效数字）．

Ⅱ．某同学要测量一待测电阻R_x的阻值，备选器材如下：
电流表A，量程为50mA，内阻r=30Ω；    电压表V₁，量程为3V，内阻约为2kΩ；
电压表V₂，量程为15V，内阻约为4.5kΩ；待测电阻R_x，阻值约为20Ω；
定值电阻R，阻值为100Ω；             滑动变阻器R₁．最大阻值为20Ω；
滑动变阻器R₂，最大阻值为200Ω；       电源E，电动势为4V，内阻忽略不计；
开关S，导线若干．
实验中要求电表的读数超出量程的，能测多组数据，并有尽可能高的测量精确度．
（1）该实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______；
（2）在下面的有框中画出实验电路图，标明仪器代号；
（3）如果在实验中，电压表的示数为2.70V时，电流表的指针指在正中间，则待测电阻R_x的阻值为______Ω．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）由图示刻度尺确定刻度尺的分度值，然后读出AB间的距离．
（2）根据△x=at²可以求出物体的加速度．
Ⅱ（1）根据电源电动势选择电压表，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系选择滑动变阻器．
（2）先确定滑动变阻器采用分压接法还是限流接法，电流表是内接法还是外接法，然后作出电路图．
（3）由图示电流表读出电流表示数，然后由串并联电路特点及欧姆定律求出待测电阻阻值．
解答：解：I（1）由图示可知，刻度尺的分度值是1mm，s₁=1.00cm；
（2）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，物体的加速度：
a===cm/s²
≈42cm/s²=0.42m/s²；
Ⅱ（1）电压表电动势是4V，因此电压表可选V₁，为了减小误差，进行多次测量，滑动变阻器可以采用分压接法，滑动变阻器可以选最大阻值减小的R₁，方便实验操作．
（2）为了实现多次测量，滑动变阻器可以采用分压接法，为使电压表读数超出量程的，电流表应采用内接法；电流表量程为50mA=0.05A，太小，电路电流大于电流表量程，因此应该给电流表并联一个分流电阻R，实验电路图如图所示．
（3）由图示电流表可知，通过电流表的电流I_A=25mA=0.025A，电流表两端电压U_A=I_Ar=0.025A×30Ω=0.75V，
通过与电流表并联的定值电阻的电流I===0.0075A，通过待测电阻的电流I=I_A+I=0.0325A，待测电阻两端电压U_X=U_V-U_A=2.7V-0.75V=1.95V，待测电阻阻值R_X===60Ω．
故答案为：Ⅰ（1）1.00；（2）0.42；II（1）V₁；R₁；（2）电路图如图所示；（3）60．
点评：对刻度尺进行读数时，要先确定刻度尺的分度值，要注意估读；
本题的难点是设计实验电路图，知道实验目的、根据实验器材、按实验要求进行实验设计．