Question

（1）在“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)的操作步驟為：
A．取一根細(xì)線，下端系著直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上；
B．用刻度尺量得細(xì)線長度l；
C．在細(xì)線偏離豎直方向角度很小時(shí)釋放小球；
D．用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，得到周期T=

t

n

；
E．用公式g=

4π2l

T2

計(jì)算重力加速度
①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，小明同學(xué)應(yīng)在小球經(jīng)過

 

（選填“釋放位置”或“平衡位置”）時(shí)開始計(jì)時(shí)．
②按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比

 

（選填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（2）小亮同學(xué)為研究某電學(xué)元件（最大電壓不超過2.5V，最大電流不超過0.55A）的伏安特性曲線，在實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表（量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的伏特表）
B．電壓表（量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的伏特表）
C．電流表（量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的安培表）
D．電流表（量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω的安培表）
F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～5Ω），額定電流為0.6A
G．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω），額定電流為0.6A
直流電源（電動(dòng)勢E=3V，內(nèi)阻不計(jì)） 開關(guān)、導(dǎo)線若干．
該同學(xué)設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示電學(xué)元件上的電流和電壓）．

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

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

 

；電壓表選

 

；滑動(dòng)變阻器選

 

．（以上均填寫器材代號(hào)）
②請(qǐng)?jiān)谏厦娴姆娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖；
③在圖（a）中描出該電學(xué)元件的伏安特性曲線；
④據(jù)圖（a）中描出的伏安特性曲線可知，該電學(xué)元件的電阻隨溫度而變化的情況為：

 

；
⑤把本題中的電學(xué)元件接到圖（b）所示電路中，若電源電動(dòng)勢E=2.0V，內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻R=5Ω，則此時(shí)該電學(xué)元件的功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)在小球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)；單擺的擺長應(yīng)該是細(xì)線長度l加小球的半徑；
（2）由安全性和準(zhǔn)確性根據(jù)額定電壓可知應(yīng)使用的電壓表；由額定電流可知應(yīng)采用的電流表； 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測量．
（3）要求測量從0V到2.0V的電壓下待測元件的通過的電流，所以應(yīng)采用分壓式接法．由于待測元件的電阻更接近電流表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法．

解答：解：（1）用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中小球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度最大，更容易確定開始的時(shí)間，故為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)在小球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)；單擺的擺長應(yīng)該是細(xì)線長度l加小球的半徑，該實(shí)驗(yàn)中，僅僅用刻度尺量得細(xì)線長度l，沒有算上小球的半徑，根據(jù)單擺周期的公式：T=2π

L g

，L偏小，故T偏小．
（2）因待測元件的額定電壓為2.5V，故電壓表應(yīng)A；
額定電流為0.55A，故電流表應(yīng)選C，
滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測量．故選F．
（3）要求測量從0V到2.0V的電壓下通過待測元件的電流，所以應(yīng)采用分壓式接法．由于待測元件的電阻更接近電流表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法．
（4）描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測定對(duì)應(yīng)的多組路端電壓和電流，本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)描繪圖象．圖（a）中描出的伏安特性曲線可知，該電學(xué)元件的電阻隨溫度而變化的情況是元件電阻隨溫度升高而增大；
（5）由圖可以計(jì)算待測元件的最大電阻：Rm=

△U

△I

=5.0Ω，接入b電路時(shí)待測元件的電阻要小于5Ω，它分擔(dān)的電壓也小于1V，流過它的電流是0.21A時(shí)，由圖表可知其電阻：R′=

0.4

0.21

=1.90Ω
流過它的電流是0.12A時(shí)，由圖表可知其電阻：R″=

0.20

0.12

=1.67Ω
故待測元件的電功率：估計(jì)大約是0.14～0.18W．
故答案為：（1）平衡位置；偏小．        
          （2）①C；A； F．         ②如答圖1所示．         ③如答圖2所示．       ④元件電阻隨溫度升高而增大．      ⑤0.14～0.18W均可．             

點(diǎn)評(píng)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中要注意儀表的選擇方法、實(shí)物圖的連接、電路的接法等，要多練習(xí)從而找出相應(yīng)的規(guī)律； 明確分壓接法使用的條件，并能根據(jù)電流表及電壓表的內(nèi)阻確定電流表的內(nèi)外接法；測小燈泡的伏安特性曲線采用的均為分壓外接法．