Question

（1）某同學用如圖1所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，實驗中，他把鉤碼重力當作小車受到的合力．①為減小把鉤碼的重力當作小車受到的合力而帶來的誤差，實驗中，除了拉小車的細線與長木板平行外．①還應(yīng)采取的措施有：

 

 

．（填兩條）
②木塊從靜止開 始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄木塊的運動情況，如圖2所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點．A、B、C是該同學在紙帶上所取的一些點，下圖所標明的數(shù)據(jù)為A、B、C各點到O點的距離，已知打點計時器所用交流電源頻率f=50Hz，木塊運動的加速度a=

 

m/s²．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導(dǎo)電箍M和N，如圖3所示．用多用表電阻檔測得MN間的電阻膜的電阻約為100Ω，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度．某同學利用下列器材設(shè)計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗．
A．刻度尺（最小分度為mm）；  B．游標卡尺；
C．電流表A₁（量程0～300mA，內(nèi)阻約0.2Ω）；
D．電流表A₂ （量程0～100mA，內(nèi)阻約0.6Ω）；
E．電壓表V₁ （量程10V，內(nèi)阻約5kΩ）；
F．電壓表V₂ （量程5V，內(nèi)阻約3kΩ）；
G．滑動變阻器R₁ （阻值范圍0～30Ω，額定電流1.5A）；
H．滑動變阻器R₂ （阻值范圍0～1.5KΩ，額定電流1A）；
I．電源E （電動勢9V，內(nèi)阻可不計）；     J．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．
①他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l，用游標卡尺測量該陶瓷管的外徑D．
②為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實驗中應(yīng)選用電流表

 

，電壓表

 

，滑動變阻器

 

．（填寫器材前面的字母代號）
③在答題卷方框內(nèi)畫出測量電阻膜的電阻R的實驗電路圖．
④若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，鍍膜材料的電阻率為ρ，計算電阻膜厚度d （d遠小于D）的表達式為：d=

 

（用所測得的量和已知量的符號表示）．

Answer 1

分析：（1）中探究牛頓第二定律實驗中首先應(yīng)平衡摩擦力，這樣繩子對小車的拉力才可等效為小車受到的合力；再就是當鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時繩子對鉤碼的拉力才近似等于鉤碼重力．（2）中關(guān)鍵是通過閉合電路歐姆定律估算出電路最大電流，然后選擇電流表，再就是根據(jù)電流表能讀數(shù)的最小電流值算出電路需要的最大電阻，進而判斷滑動變阻器不能用限流式接法．

解答：解：（1）、①根據(jù)牛頓第二定律不難推得若把鉤碼重力當作小車受到的合力應(yīng)采取以下措施：平衡摩擦力，因為只有平衡摩擦力后繩子繩子對小車的拉力才為小車受到的合力；鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，因為只有鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，繩子拉力才可近似等于鉤碼的重力．
②根據(jù)△x=a

t

2

，可得a=

x   BC -x   AB

(5 1 f ) 2

=0.39 m/s² 
（2）、②根據(jù)閉合電路歐姆定律電路中最大電流為

I

m

=

E

R

=

9

100

A=90mA，故電流表應(yīng)選D，因電源電動勢為9V，故電壓表應(yīng)選E，又根據(jù)電流表最小電流可求出電路中最大

R

m

=

E

1 3 I   A

=270Ω，所以若用限流式接法則變阻器

R

1

阻值太小而

R

2

阻值太大，故應(yīng)用分壓式接法，變阻器應(yīng)選阻值小的G．
③由于

R   V

R   x

＜

R   x

R   A

，故電流表應(yīng)用內(nèi)接法，又難點變阻器應(yīng)用分壓式，電路圖如圖所示．
  
④根據(jù)歐姆定律和電阻定律有R=

U

I

，R=

ρL

S

，又S=πDd，三式聯(lián)立解得d=

ρIL

πUD

故答案為（1）①平衡摩擦力，鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，②0.39
        （2）②D，E，G   ③如圖，④

ρIL

πUD

點評：應(yīng)理解探究牛頓第二定律實驗中為什么要求鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；在進行電路估算時滑動變阻器應(yīng)是限流式接法，注意電表能準確讀數(shù)的條件是指針應(yīng)在

1

3

～

2

3

滿刻度之間，若滑動變阻器用限流式時電阻值太小就應(yīng)用分壓式，此時選阻值越小的越好．