Question

4．小明同學進行了以下兩項測量型實驗，請你幫他完成：

（1）用天平、量筒測巖石的密度．
①在稱量巖石的質(zhì)量時，他將天平放在水平桌面上，移動游碼至零刻度線，實驗前發(fā)現(xiàn)指針停在如圖1甲所示位置，此時應將橫梁右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動，直至天平平衡；稱量時將巖石放入天平右盤，當天平再次平衡后，左盤中砝碼質(zhì)量和游碼位置如圖1乙所示，則巖石質(zhì)量是83.4g．
②在用量筒測量巖石體積時，測量結(jié)果如圖1丙丁所示，則巖石的體積為2×10^-5m³，巖石的密度為4.17×10³kg/m³．
（2）用電阻箱和電流表測量未知電阻R_x的阻值．
①如圖2，移動滑動變阻器的滑片P，使其連入電路的阻值最大．將S撥至a處，移動滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為某一適當值I；
②將S從a撥至b處，調(diào)節(jié)電阻箱（選填“電阻箱”、“滑動變阻器”或“電阻箱與滑動變阻器”），使電流表的示數(shù)為I；
③讀出電阻箱的示數(shù)R=50Ω（如圖3），即為待測電阻R_x的阻值．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)天平平衡的規(guī)律是：將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的反方向移動．物體的質(zhì)量等于砝碼的總質(zhì)量加上游碼所對的刻度．排水法測量固體的體積，其數(shù)值等于固體浸沒前后兩次的體積差．金屬塊的密度根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$得出．
（2）根據(jù)實驗電路圖可知，實驗時無電壓表，只有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點進行實驗，即：連接好電路圖后，用電流表測出通過待測電阻的電流，再將開關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，據(jù)此設(shè)計實驗步驟；
電阻箱的讀數(shù)方法：各旋盤對應的指示點（圖中的小三角）的示數(shù)乘以面板上標記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值．

解答 解：（1）由甲圖知，指針向左偏轉(zhuǎn)，所以平衡螺母應向右調(diào)；
由乙圖知，巖石的質(zhì)量為m=50g+20g+10g+3.4g=83.4g，
金屬塊的體積為V=80cm³-60cm³=20cm³=2×10^-5m³
所以金屬塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{83.4g}{20c{m}^{3}}$=4.17×10³kg/m³．
（2）由①可知，將S撥至a處，移動滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為某一適當值I；根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，可知②將S撥至b處，應調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I；
此時電阻箱的示數(shù)R=0×1000Ω+0×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=50Ω；
故答案為：（1）①右；83.4；②2×10^-5；4.17×10³；（2）電阻箱；50．

點評 （1）題考查的是固體密度的測量，屬于基本知識的應用，難度較�。�
（2）題考查了伏安法測電阻的實驗，涉及到實驗的原理和滑動變阻器的連接、實驗的注意事項、歐姆定律的應用和減小誤差的方法等，要特別注意等效替代法在實驗中的具體應用．