Question

（1）現要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用表示）的伏安特性曲線．要求所測電壓范圍為0.1V～4V．
現有器材：直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計），電壓表（量程4.5V，內阻約為4×10⁴Ω），電流表（量程250mA，內阻約為2Ω），電流表（量程500mA，內阻約為1Ω），滑動變阻器R（最大阻值約為30Ω），電鍵S，導線若干．
如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是______．
下面兩個電路應該選用的是______．

（2）一塊玻璃磚用兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過表面）．現要測定此玻璃的析射率．給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P₁、P₂、P₃、P₄）帶有刻度的直角三角板、量角器．
實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直．在紙上畫出直線aa'和bb'，aa'表示鍍銀的玻璃表面，bb'表示另一表面，如圖所示．然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P₁、P₂（位置如圖）．用P₁、P₂的連線表示入射光線．
ⅰ．為了測量折射率，應如何正確使用大頭針P₃、P₄？試在題圖中標出P₃、P₄的位置．
ⅱ．然后，移去玻璃磚與大頭針．試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角θ₁與折射角θ₂．簡要寫出作圖步驟．
ⅲ．寫出θ₁、θ₂表示的折射率公式為n=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）選擇電表的原則是一是不能超過其量程，二是指針偏轉盡量大些，在其三分之二左右偏轉即可；描繪燈泡的伏安特性曲線需要多測量數據，因此滑動變阻器采用分壓接法，同時燈泡電阻較小，因此安培表用外接法．
（2）求出入射角和折射角的大小，根據折射定律可以求出折射率的表達式．
解答：解：（1）小燈泡的額定功率1.6W，當電壓調為最大等于額定電壓4V時流過小燈泡的電流為400 mA，只能選A₂，由于小燈泡的電阻為10Ω，比較小，接近電流表A₂的內阻，應該采用外接法，選擇甲．
故答案為：A₂，甲．
（2）確定P₃、P₄位置的作圖方法：由于aa'表面鍍銀，只能反射，所以光路為入射光線、經過bb'的折射光線、經過aa'的反射光線、再次經過bb'的折射后的出射光線（P₃、P₄的連線），作出此光路，即可標出P₃、P₄的位置．
ⅰ、實驗方法：在bb'一側觀察P₁、P₂（經bb'折射、aa'反射，再經bb'折射后）的像，在適當的位置插上P₃，使得P₃與P₁、P₂的像在一條直線上，即讓P₃擋住P₁、P₂的像：再插上P₄，讓它擋住P₂（或P₁）的像和P₃．P₃、P₄的位置如圖．

故具體操作為：在bb'一側觀察P₁、P₂（經bb'折射、aa'反射，再經bb'折射后）的像，在適當的位置插上P₃，使得P₃與P₁、P₂的像在一條直線上，即讓P₃擋住P₁、P₂的像：再插上P₄，讓它擋住P₂（或P₁）的像和P₃，P₃、P₄的位置見上圖．
ⅱ、確定P₃、P₄位置的作圖步驟：
①過P₁、P₂作直線與bb'交于O；
②過P₃、P₄作直線與bb'交于O'；
③利用刻度尺找到OO'的中點M；
④過O點作bb'的垂線CD為法線，過M點作bb'的垂線與aa'相交與N，如圖所示，連接ON為經過bb'的折射光線；
⑤則∠P₁OD=θ₁，∠CON=θ₂
ⅲ、根據折射定律有：．
故答案為：．
點評：（1）儀器的選擇、安培表的內外接法，滑動變阻器的分壓、限流接法是電學實驗考查的重點和熱點，要注意在平時訓練中加強練習；
（2）明確實驗原理，了解具體實驗操作，正確應用基本物理規律解決實驗問題是學好實驗的前提．