Question

（1）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）．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某同学的实验处理结果如图1，与橡皮条共线的力一定是______．（选填“F”或“F′”）
②本实验采用的科学方法是______．
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法
（2）某型号电吹风的内部电路图及铭牌如图2所示，图中M为电动机，R为电热丝．该电吹风有“热风”和“冷风”两种功能，可通过开关S₁和S₂的通断来切换，则正常使用该电吹风的热风功能时电热丝的电阻为______Ω．
小明从一个废弃的该型号电吹风中拆下电热丝，想用伏安法测量该电热丝在常温下的电阻，手边有如下器材：
A．电源E（电动势4.5V，内阻0.5Ω）
B．电压表V（0～3～15V，内阻大于3kΩ）
C．电流表A（0～15～150mA，内阻小于1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～15Ω，2.0A）
E．滑动变阻器R₂（0～2kΩ，0.3A）
F．开关S和导线若干
（1）滑动变阻器应该选择______（选填“R₁”或“R₂”），连接电路时，电压表的量程应该选择______V，电流表的量程应该选择______mA．
（2）请在图3的虚线框中补全实验电路图．
（3）若一次实验中，两表的指针分别如图4所示，则电压表的读数为______V，该电热丝在常温下的电阻为______Ω．（结果均保留三位有效数字）
4量结果与正常工作时的阻值有较大差异主要是因为______．
A．伏安法测电阻时电压表内阻带来的系统误差
B．伏安法测电阻时电流表内阻带来的系统误差
C．测量时电阻温度与正常工作时电阻温度差异较大
D．电压表和电流表读数的偶然误差．

Answer 1

【答案】分析：（1）①在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；
②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）电热丝功率等于热风功率与冷风功率之差，由电吹风铭牌求出电热丝功率，然后由电功率公式的变形公式求出电热丝阻值．
（3）①在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据电源电动势选择电压表量程；根据通过电阻丝的电流选择电流表量程；
②为准确测量电阻阻值，应进行多次测量求平均值，电表变化范围应大一些，因此滑动变阻器因采用分压接法；根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法．
③根据电表量程由图示电表确定其分度值，读出电表示数，然后由欧姆定律求出电阻阻值．
④电热丝工作时温度远高于常温下的温度，电热丝的电阻率随温度升高而变大，电热丝电阻随温度升高而变大，电热丝正常工作时的电阻比常温下电阻大很多．
解答：解：（1）①实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，由于实验过程不可 避免的存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差．
②实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ABD错误，C正确．故选C．
（2）由电吹风铭牌可知，电热丝功率P=900-20=880W，电热丝电阻R===55Ω；
（3）①为方便实验操作，滑动变阻器应选R₁（0～15Ω，2.0A）；电源电动势为4.5V，为准确测量，电压表应选0～3V量程；电热丝两端最大电压为3V，电热丝在常温下电阻约为十几至几十欧姆，通过电热丝的最大电流约较小，电流表可以选0～150mA量程．
②为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，待测电阻约为十几欧姆，电压表内阻大于3kΩ，电流表内阻小于1Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，因此电流表可以采用外接法，实验电路图如图所示．
③电压表量程为0～3V，由图4所示电压表可知，其分度值是0.1V，电压表示数为1.8V；电流表量程是0～150mA，其分度值是5mA，电流表示数为120mA=0.12A，电阻丝阻值R===15Ω；
④电阻丝阻值随温度升高而变大，测量时电阻温度与正常工作时电阻温度差异较大，因此测量结果与正常工作时的阻值有较大差异，故C正确，故选C．
故答案为：（1）①F′；②C；（2）55；（3）①R₁；0～3；0～150；②电路图如图所示；③1.8；15；④C．
点评：对于中学中的实验，学生尽量要到实验室进行实际操作，只有这样才能体会具体操作细节的意义，解答实验问题时才能更加有把握．对电表读数时要先确定其量程与分度值，读数时视线要与刻度线垂直．