Question

（1）圖丙為研究小球的平拋運動時拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5cm的小方格，重力加速度g取10m/s²．由圖可知：小球從A點運動到B點經歷的時間

 

（填“小于”、“等于”或“大于”）從B點運動到C點經歷的時間；照相機的閃光頻率為

 

Hz；小球拋出時的初速度大小為

 

m/s．
（2）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，被測金屬絲的電阻大約為6Ω．現先用刻度尺測出金屬絲的長度l；接著用螺旋測微器測量金屬絲直徑d，其刻度位置如圖甲所示；再用伏安法測出金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I，計算出它的電阻，最后根據電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．
①從圖甲中讀出金屬絲的直徑d為

 

mm．
②在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測的電阻絲以及電鍵K外，還有如下供選擇的實驗器材：
直流電源E：電動勢約4.5V，內阻很小；
電流表A₁：量程0～0.6A，內阻為0.125Ω；
電流表A₂：量程0～3.0A，內阻為0.025Ω；
電壓表V₁：量程0～3.0V，內阻為3kΩ；
電壓表V₂：量程0～15V，內阻為15kΩ；
滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為0.2A；
滑動變阻器R₂：最大阻值20Ω，允許通過的最大電流為1.0A；
要求有較高的測量精度，并能測得多組數據．在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是

 

，應選用的電壓表是

 

，應該選用的滑動變阻器是

 

．
③根據所選的器材，在圖乙的虛線框中畫出實驗電路圖．
④寫出用測得的物理量表示的計算電阻率的表達式（用字母表示）：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）正確應用平拋運動規律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續相等時間內的位移差等于常數解出閃光周期，然后進一步根據勻變速直線運動的規律、推論求解．
（2）①螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀；注意判斷0.5毫米刻度線是否出現的方法：若可動刻度的“0”在固定刻度上方，則沒有露出，若在下方則以及露出．
②根據電路最大電壓選擇電壓表，根據電源電動勢、待測電阻阻值與所選電流表選擇滑動變阻器．
③根據實驗器材確定滑動變阻器接法，根據待測電阻阻值與電表內阻關系確定電流表接法，作出電路圖．
④根據電阻定律求出金屬絲的電阻率．

解答：解：（1）水平方向的運動是勻速直線運動，從A到B和從B到C水平方向的位移相同，所以經歷的時間相等．
在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，
因此閃光頻率為：f=

1

T

=10Hz
水平方向勻速運動，有：s=v₀t，選AB段：其中s=5l=25cm，t=T=0.1s，代入解得：v₀=2.5m/s．
（2）①由于可動刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的讀數為：0.5mm，可動刻度讀數為0.01×0.0mm=0.000mm，所以最終讀數為：0.5mm+0.000mm=0.500mm．
②電源的電動勢為4.5V，從減小讀數誤差角度，因此選用的電壓表是V₁；
因被測金屬絲的電阻大約為6Ω．所以最大電流為0.75A，因此選擇量程0～0.6A的電流表A₁；
為保證電路安全，滑動變阻器應選滑動變阻器R₂：最大電流為1.0A；
③在測量電阻時，需要有較大的電壓測量范圍，所以滑動變阻器采用分壓式接法；由題意知，待測電阻的阻值偏上，因此電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示；
④由電阻定律得：R=ρ

L

S

=ρ

L

π(  d 2 )2

，又由于R=

U

I

，因此電阻率為ρ=

RS

L

=

πd2U

4IL

故答案為：（1）等于；10；2.5．
（2）①0.500；②如右圖所示；③A₁；V₁；R₂；④ρ=

πd2U

4IL

點評：對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應用勻變速直線運動的規律和推論解題．
決本題的關鍵是掌握螺旋測微器的讀數方法，螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
本題關鍵：（1）用伏安法測電阻時安培表內、外接法的選擇原則是“大內小外”，即對于大電阻采用安培表內接法，對于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測量范圍時，滑動變阻器采用分壓式接法．