Question

（1）在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，用主尺最小分度為1mm，游標上有20個分度的卡尺測量金屬球的直徑，結果如圖甲所示，可以讀出此金屬球的直徑為

 

mm．

單擺細繩的懸點與拉力傳感器相連，將擺球拉開一小角度使單擺做簡諧運動后，拉力傳感器記錄了拉力隨時間變化的情況，如圖乙所示，則該單擺的周期為

 

s．
（2）電流表A₁的量程為0～200μA、內電阻約為500Ω，現要測其內阻，除若干開關、導線之外還有器材如下：
電流表A₂：與A₁規格相同滑動變阻器R₁：阻值0～20Ω
電阻箱R₂：阻值0～9999Ω
保護電阻R₃：3kΩ
電源：電動勢E約1.5V、內電阻r約2Ω
①如圖丙所示，某同學設計了部分測量電路，在此基礎上請你將滑動變阻器接入電路中，使實驗可以完成．
②電路完整后，依你所選方案寫出測量電流表A₁內電阻的實驗步驟．

 

 

 

．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數．單擺經過平衡位置（最低點）時的速度最大，拉力最大，一個周期擺球兩次經過最低點，由圖象可以求出單擺周期．
（2）由圖示可知，實驗應用半偏法測電流表內阻，為方便操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器，由于電流表內阻遠大于滑動變阻器電阻，滑動變阻器應采用分壓接法，據此作出實驗電路圖．根據電路圖與半偏法測電阻的原理設計實驗步驟．

解答：解：（1）由圖甲所示游標卡尺可知，主尺示數為14mm，游標尺示數為4×0.05mm=0.20mm，
游標卡尺示數為14mm+0.20mm=14.20mm；
由由圖乙所示圖象可知，每兩次拉力最大值間的時間間隔是2s，單擺周期是2s．
（2）①為方便實驗操作，滑動變阻器選擇R₁：阻值0～20Ω，電流表電阻遠大于滑動變阻器最大阻值，
為多次測量，滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示．
②根據實驗電路、半偏法測電筆內阻的原理，實驗步驟如下：方法一：
a、將變阻器R₁的滑動端移到左端，電阻箱的阻值調到最大．
b、閉合開關S₁、S，調節變阻器，使兩電流表指針有較大的偏轉，記錄電流表A₂的示數I．
c、斷開S₁，保持S閉合、R₁不變，再閉合S₂，調節電阻箱，使電流表A₂的示數再次為I．讀出此時電阻箱的示數R₂，R₂的大小為電流表A₁內電阻r．即r=R₂．
故答案為：（1）14.20；2.0；（2）①實驗電路如圖所示；②測量電流表A₁內電阻的實驗步驟．

點評：本題考查了游標卡尺的示數、求單擺的周期、設計實驗電路、補充完善實驗步驟等；游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數，游標卡尺不需要估讀；知道實驗原理是正確設計實驗電路圖、補充實驗步驟的關鍵．