Question

（1）某試驗小組利用拉力傳感器和打點計時器驗證牛頓運動定律，實驗裝置如圖1．他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力F的大小；小車后面固定一打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度．若交流電的頻率為
10Hz，則根據(jù)圖2所打紙帶記錄，小車此次運動經(jīng)B點時的速度v_B=

 

m/s，
小車的加速度a=

 

m/s²．
（2）現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻，其內(nèi)阻在5Ω～8Ω之間，可選用的器材如下：
A．待測電流表A（量程10mA）；
B．電壓表V₁（量程0.3V，內(nèi)阻約500Ω）
C．電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）；
D．滑動變阻器R₁（最大電阻10Ω）
E．滑動變阻器R₂（最大電阻5Ω） F．定值電阻R₃（阻值20Ω）
G．電源E（電動勢3V）H．開關(guān)S及導(dǎo)線苦干
要求測量結(jié)果盡可能精確且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié)．
①在如圖3方框內(nèi)畫出實驗電路圖并標(biāo)明符號；
②電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為：R_A=

 

，式中各符號的物理意義為

 

．

Answer 1

分析：1、在勻變速直線運動中，根據(jù)時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小和勻變速直線運動的推論△x=aT²求解速度與加速度．
2、要求測量結(jié)果盡可能精確且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié)，因此滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法；
根據(jù)部分電路的歐姆定律即可計算出電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式．

解答：解：（1）①由紙帶可知兩個計數(shù)點之間有5個時間間隔，因此其時間為T=5×0.02s=0.1s；
在勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，因此有：
v_B=

xAC

2T

=0.40m/s
根據(jù)逐差法△x=aT²得：
a=

xBC-xAB

T2

=

0.08-0.0327-0.0327

(0.1)2

=1.46m/s²．
（2）①將電流表與定值電阻R₃串聯(lián)在一起進行測量時，要求測量結(jié)果盡可能精確且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié)，因此滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法；
實驗電路圖：

②電壓表的示數(shù)是定值電阻R₃與電流表的電壓的和，即：U=I（R_A+R₃），
所以R_A=

U

I

-R₃．U為電壓表的讀數(shù)，I為電流表的讀數(shù)．
故答案為：（1）0.40，1.46；
（2）①如圖；
②

U

I

-R₃，U為電壓表的讀數(shù)，I為電流表的讀數(shù)．

點評：1、要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
2、該題中由于待測電流表的內(nèi)阻比較小，所以應(yīng)該將電流表與定值電阻串聯(lián)在一起進行測量．該種方法稱為補償法，是物理學(xué)實驗中常用的方法之一．