Question

（1）圖丙為研究小球的平拋運動時拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5cm的小方格，重力加速度g取10m/s²．由圖可知：小球從A點運動到B點經(jīng)歷的時間

 

（填“小于”、“等于”或“大于”）從B點運動到C點經(jīng)歷的時間；照相機的閃光頻率為

 

Hz；小球拋出時的初速度大小為

 

m/s．
（2）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，被測金屬絲的電阻大約為6Ω．現(xiàn)先用刻度尺測出金屬絲的長度l；接著用螺旋測微器測量金屬絲直徑d，其刻度位置如圖甲所示；再用伏安法測出金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I，計算出它的電阻，最后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．
①從圖甲中讀出金屬絲的直徑d為

 

mm．
②在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測的電阻絲以及電鍵K外，還有如下供選擇的實驗器材：
直流電源E：電動勢約4.5V，內(nèi)阻很小；
電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.125Ω；
電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻為0.025Ω；
電壓表V₁：量程0～3.0V，內(nèi)阻為3kΩ；
電壓表V₂：量程0～15V，內(nèi)阻為15kΩ；
滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為0.2A；
滑動變阻器R₂：最大阻值20Ω，允許通過的最大電流為1.0A；
要求有較高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)．在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是

 

，應選用的電壓表是

 

，應該選用的滑動變阻器是

 

．
③根據(jù)所選的器材，在圖乙的虛線框中畫出實驗電路圖．
④寫出用測得的物理量表示的計算電阻率的表達式（用字母表示）：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）正確應用平拋運動規(guī)律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期，然后進一步根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律、推論求解．
（2）①螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；注意判斷0.5毫米刻度線是否出現(xiàn)的方法：若可動刻度的“0”在固定刻度上方，則沒有露出，若在下方則以及露出．
②根據(jù)電路最大電壓選擇電壓表，根據(jù)電源電動勢、待測電阻阻值與所選電流表選擇滑動變阻器．
③根據(jù)實驗器材確定滑動變阻器接法，根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻關系確定電流表接法，作出電路圖．
④根據(jù)電阻定律求出金屬絲的電阻率．

解答：解：（1）水平方向的運動是勻速直線運動，從A到B和從B到C水平方向的位移相同，所以經(jīng)歷的時間相等．
在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，
因此閃光頻率為：f=

1

T

=10Hz
水平方向勻速運動，有：s=v₀t，選AB段：其中s=5l=25cm，t=T=0.1s，代入解得：v₀=2.5m/s．
（2）①由于可動刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的讀數(shù)為：0.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×0.0mm=0.000mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.000mm=0.500mm．
②電源的電動勢為4.5V，從減小讀數(shù)誤差角度，因此選用的電壓表是V₁；
因被測金屬絲的電阻大約為6Ω．所以最大電流為0.75A，因此選擇量程0～0.6A的電流表A₁；
為保證電路安全，滑動變阻器應選滑動變阻器R₂：最大電流為1.0A；
③在測量電阻時，需要有較大的電壓測量范圍，所以滑動變阻器采用分壓式接法；由題意知，待測電阻的阻值偏上，因此電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示；
④由電阻定律得：R=ρ

L

S

=ρ

L

π(  d 2 )2

，又由于R=

U

I

，因此電阻率為ρ=

RS

L

=

πd2U

4IL

故答案為：（1）等于；10；2.5．
（2）①0.500；②如右圖所示；③A₁；V₁；R₂；④ρ=

πd2U

4IL

點評：對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．
決本題的關鍵是掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
本題關鍵：（1）用伏安法測電阻時安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測量范圍時，滑動變阻器采用分壓式接法．