Question

Ⅰ．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）根據(jù)打出的紙帶（圖2），選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為x_o，點(diǎn)A、C間的距離為x₁，點(diǎn)C、E間的距離為x₂，交流電的周期為T，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，則根據(jù)這些條件計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)的速度表達(dá)式為：v_c=

x   1 +x   2

4T

（用x₁、x₂和T表示）
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，只要驗(yàn)證表達(dá)式

g（

x

0

+x

1

）=

(x   1 +x   2 ) 2

3 2T 2

（用g、x₀、x₁、x₂和T表示）成立，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
（3）完成實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用，我們可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小則還需要測(cè)量的物理量是

重物質(zhì)量m

（寫出名稱）
Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖1為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)其提出質(zhì)疑，先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：

器材（代號(hào)）

規(guī)格

電流表（A1） 電流表（A2） 電壓表（V1） 電壓表（V2） 滑動(dòng)變阻器（R1） 滑動(dòng)變阻器（R2） 直流電源（E） 開關(guān)（S） 導(dǎo)線若干

量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω 量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω 量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ 量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ 阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A 阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA 輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)

①為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用

A

2

；
電壓表應(yīng)選用

V

1

；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

R

1

．（以上均填器材代號(hào)）
②為達(dá)到上述目的，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)（圖2）畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖3．
③實(shí)物連線（部分已連接好，完成余下部分）

Answer 1

分析：本題Ⅰ的關(guān)鍵是明確若機(jī)械能守恒需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后分別求出數(shù)值驗(yàn)證即可，注意紙帶問(wèn)題速度的求法；題Ⅱ的關(guān)鍵是根據(jù)I-U圖象讀出最大電流和最大電壓，從而選出電流表和電壓表量程；根據(jù)變阻器采用分壓式接法時(shí)，應(yīng)選全電阻小的變阻器即可選出變阻器；根據(jù)待測(cè)元件電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，可知電流表應(yīng)用外接法．

解答：解：Ⅰ（1）根據(jù)

v

t 2

=

x

t

可得，打C點(diǎn)時(shí)的速度表達(dá)式為：

v

c

=

x   1 +x   2

4T

，
 （2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，若滿足mg（

x

0

+x

1

）=

1

2

mv

2 c

，代入上式整理為g（

x

0

+x

1

）=

(x   1 +x   2 ) 2

3 2T 2

，即可得證．  
（3）設(shè)阻力大小為f，則由能量守恒定律可得：mg（

x

0

+x

1

）=

1

2

mv

2 c

+f

(x

0

+x

1

)，可見要測(cè)量阻力f，還需要測(cè)量的物理量是重物質(zhì)量m．
Ⅱ①?gòu)腎-U圖象可知，最大電流為

I

m

=0.12A=120mA，最大電壓為

U

m

=2.5V，所以電流表應(yīng)選

A

2

，電壓表

V

1

；
由于電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)用分壓式，應(yīng)選全電阻小的變阻器

R

1

．
②從I-U圖象可知，待測(cè)電器元件的最大電阻約為

R

m

=

0.5

0.01

=50Ω，由于滿足

R   V

R

＞

R

R   A

，所以電流表應(yīng)選外接法，由變阻器應(yīng)用分壓式，電路圖如圖所示：

③實(shí)物連線圖如圖所示：

故答案為：Ⅰ（1）

x   1 +x   2

4T

，（2）g（

x

0

+x

1

）=

(x   1 +x   2 ) 2

3 2T 2

，（3）重物質(zhì)量m；Ⅱ①

A

2

，

V

1

，

R

1

；②如圖；③如圖

點(diǎn)評(píng)：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，由于阻力的影響，會(huì)得出減少的重力勢(shì)能略小于增加的動(dòng)能；對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，注意伏安法時(shí)電流表內(nèi)外接法的選擇方法以及滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法的條件和選擇變阻器的原則．