Question

（2012?珠海二模）（1）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度．
①請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤：a

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源

；b

重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

．
②該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，測(cè)得h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打點(diǎn)的周期為T，則打E點(diǎn)時(shí)速度為 v_E=

(h5-h3)

2T

；若分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出v²與h的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則重力加速度 g=

9.4

m/s²．
③若當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度值�?.8m/s²，請(qǐng)寫出誤差的主要原因

紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的摩擦阻力

．

（2）測(cè)量電阻絲的電阻率ρ，電阻絲的電阻約為20Ω．先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個(gè)與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度．可供選擇的器材還有：
電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；
電流表A₁（量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω）；
電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；
電阻箱R（0～999.9Ω）；
開關(guān)、導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
A．用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；
B．根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)并連接好如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路；
C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關(guān)；
D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L；
E．改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏．重復(fù)多次，記錄每一次的R和L數(shù)據(jù)．
F．?dāng)嚅_開關(guān)．
①如圖乙，用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑為d=

0.730

 mm；
②電流表應(yīng)選擇

A₁

（選填“A₁”或“A₂”）；
③用記錄的多組R和L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示圖線，截距分別為R₀和L₀，再結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d，寫出電阻絲的電阻率表達(dá)式 ρ=

πd2R0

4L0

（用給定的字母表示）．

Answer 1

分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．
（2）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．根據(jù)電流的最大值選擇電流表，
根據(jù)滿偏電流求出電路中的總電阻判斷選擇的電流表，根據(jù)題意寫出R與L的表達(dá)式，根據(jù)圖象的斜率求出ρ．

解答：解：（1）①a、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源
b、重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_E=

xDF

tDF

=

(h5-h3)

2T

v²=2gh
速度的二次方v²與距離（h）的關(guān)系圖線的斜率為18.8
所以g=9.4m/s²．
③測(cè)量值存在偏差的主要原因是紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的摩擦阻力．
（2）①螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度的讀數(shù)為0.01×23.0=0.230mm，所以最終讀數(shù)為0.730mm．
②做實(shí)驗(yàn)時(shí)要使電流表滿偏，根據(jù)歐姆定律得：R_總=

E

I

可知，若用A₁（量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω），R_總=30Ω；若用A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω），R_總=5Ω
電阻絲的電阻為20Ω，顯然總電阻不會(huì)5Ω，所以選A₁；
③根據(jù)題意可知，R+ρ

L

S

=R₀，則：R=R₀-ρ

L

S

，由圖象可知，斜率為

R0

L0

=

ρ

S

，而S=

πd2

4

，解得：ρ=

πd2R0

4L0

故答案為：（1）①a．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源 b．重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器； 

(h5-h3)

2T

；9.4；紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的摩擦阻力；（2）0.730；A₁；

πd2R0

4L0

點(diǎn)評(píng)：了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理．對(duì)于紙帶的問題，我們要熟悉勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和一些規(guī)律．注意圖象的應(yīng)用，知道斜率的含義，難度適中．