Question

（1）單擺測定重力加速度”的實驗中，①測擺長時，若正確測出懸線長L和擺球直徑d，則擺長為

 

；②測周期時，當擺球經過

 

位置時開始計時并計數1次，測出經過該位置N次（約60～100次）的時間為t，則周期為

 

．
此外，請你從下列器材中選用所需器材，再設計一個實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表（示例的方法不能再用）．
A．天平；  B．刻度尺；   C．彈簧秤；   D．電磁打點計時器；  E．帶夾子的重錘；
F．紙帶；  G．導線若干； H．鐵架臺；   I．低壓交流電源；    J．低壓直流電源；
K．小車；   L．螺旋測微器；   M．斜面（高度可調，粗糙程度均勻）．

	所選器材（只填器材序號）	簡述實驗方法（不要求寫出具體步驟）
示例	B、D、E、F、G、H、I	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落．用刻度尺測出所需數據，處理數據，得出結果．
實驗設計

（2）某研究性學習小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學對其提出質疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：

器材（代號）	規格
電流表（A1） 電流表（A2） 電壓表（V1） 電壓表（V2） 滑動變阻器（R1） 滑動變阻器（R2） 直流電源（E） 開關（S）導線若干	量程0～50mA，內阻約為50Ω 量程0～200mA，內阻約為10Ω 量程0～3V，內阻約為10kΩ 量程0～15V，內阻約為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，內阻不計

①為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用

 

；電壓表應選用

 

；滑動變阻器應選用

 

．（以上均填器材代號）
②為達到上述目的，請在虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖，并標明所用器材的代號．
③若發現實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？
相同點：

 

，不同點：

 

．

Answer 1

分析：（1）擺長等于擺線的長度與擺球的半徑之和；經過平衡位置時速度最大，開始計時誤差較小；完成一次全振動所需的時間為一個周期；根據單擺的周期公式T=2π

l g

推導重力加速度的表達式．
（2）由圖象可知小燈泡的電壓及電流范圍，則可根據安全性及準確性選出合適的儀表；由表格中電流從零開始變化，可知滑動變阻器的接法，根據所選電流表和電壓表內阻可知電流表的接法．分析伏安特性曲線，然后答題．

解答：解：（1）①擺長等于擺線的長度與擺球的半徑之和，所以擺長為l+

d

2

．
    ②擺球經過平衡位置時速度最大，最大位移處速度為0，在平衡位置開始計時誤差較小．完成一次全振動的時間為一個周期，一個周期內2次經過平衡位置，所以T=

2t

N-1

．

	實驗器材	簡述實驗方法
實驗設計	A、C、E	用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質量m，則g=G/m．
或 實驗設計	B、D、F、G、I、K、M	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數據．改變斜面高度再測一次．利用兩次數據，由牛頓第二定律算出結果．

（2）如右圖所示；
①由圖可知，電流最大值為0.12A，故電流表應選用A₂，燈泡兩端的電壓最大為2.5V，故電壓表應選用V₁，由圖可知，電流電壓是從零開始變化的，故應選用分壓接法，故滑動變阻器應選用小量程的，故選R₁；
②滑動變阻器選用分壓接法；元件內阻較小，故應選用電流表外接法，電路圖如右圖所示．
③相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關系和通過小電珠的電流與電壓的變化關系都是非線性關系；不同點：
故答案為：（1）A₂；V₁；R₁；
（3）相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關系和通過小電珠的電流與電壓的變化關系都是非線性關系；
不同點：該元件的電阻值隨電壓的升高而減小，而小電珠的電阻值隨電壓的升高而增大．
故答案為：（1）①l+

d

2

； ②平衡；

2t

N-1

；

	實驗器材	簡述實驗方法
實驗設計	A、C、E	用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質量m，則g=G/m．
或 實驗設計	B、D、F、G、I、K、M	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數據．改變斜面高度再測一次．利用兩次數據，由牛頓第二定律算出結果．

（2）①A₂ V₁    R₁
②如圖 外接，分壓
③相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關系和通過小電珠的電流與電壓的變化關系都是非線性關系，該元件的電阻隨電壓的增大而減小，而笑電珠的電阻值隨電壓的升高而增大．

點評：解決本題的關鍵掌握單擺的周期公式T=2π

l g

．知道擺長為擺線長度和擺球半徑之和，從平衡位置開始計時誤差較小；小燈泡的伏安特性曲線中的儀表的選擇，及接法，