Question

（1）某变压器不能拆解，课外活动小组准备用下列器材测定其原线圈使用的铜丝长度：多用电表、电流表（0～0.6～3A）、电压表（0～3～15V）、开关、滑动变阻器（0～5Ω）、导线、干电池等．

①用螺旋测微器、多用电表的欧姆“×1”挡分别测量铜丝的直径、阻值，结果如图1、2所示，则铜丝的直径为

 

 mm、电阻约为

 

Ω；
②请在下面虚框中画出测量铜丝电阻的实验原理图，并在下面实物图3中补画出未连接的导线．
（2）（10分）某同学安装如图甲的实验装置，探究合外力做功与物体动能变化的关系．
①此实验中，应当是让重物做

 

运动，

 

（“需要”、“不需要”）测出重物的质量；
②打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v_B=

 

　m/s，若再求得D点对应的速度为v_D，测出重物下落的高度为h_BD，则还应计算

 

与

 

大小是否相等（填字母表达式）；
③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是

 

；研究纸带时存在的问题是

 

，实验误差可能较大．

Answer 1

分析：（1）①螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数；
②根据待测电阻阻值与滑动变阻器阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，然后确定电流表的接法，最后作出实验电路图．
（2）让重物做自由落体运动，探究外力做功与物体动能变化的关系，实验时需要验证

1

2

mv²-

1

2

mv′²=mgh，则

1

2

v²-

1

2

v′²=gh，
因此实验过程中不需要测量物体的质量；由匀变速运动特点可以求出物体的瞬时速度；为减小实验误差，应让物体运动的时间长，位移大一些．

解答：解：（1）①由图1可知，螺旋测微器固定刻度示数是1.5mm，可动刻度示数是9.8×0.01mm=0.098mm，
铜丝直径d=1.5mm+0.098mm=1.598mm；由图2所示欧姆表可知，铜丝的电阻约为13×1Ω=13Ω．
②滑动变阻器最大阻值是5Ω，铜丝电阻约为13Ω，为准确测量电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法；
电压表内阻很大，远大于铜丝电阻13Ω，电流表应采用外接法，实验电路图如左图所示，
根据实验电路图连接实物图，如右图所示．
（2）①实验过程中应让重物做自由落体运动，实验过程中不需要测量重物的质量．
②B点的瞬时速度v_B=

AC

2T

=

1.9mm+5.8mm

2×0.02s

=192.5mm/s≈0.19m/s；
求得D点对应的速度为v_D，测出重物下落的高度为h_BD，需要验证：

1

2

v_D²-

1

2

v_B²与gh_BD是否相等；
③由图甲可知，重物放在实验桌上面而没有伸出实验桌之外，实验时重物将会落在实验桌上，
重物的位移太小，纸带打点过短；由图乙可知，BD间的距离太小，打点时间间隔太短．
故答案为：（1）①1.598；13；②实验电路图与实物电路图如图所示；
（2）①自由落体；不需要；②0.19；

1

2

v_D²-

1

2

v_B²；gh_BD；③重物没有出桌面之外；B、D两点间时间间隔过短．

点评：螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数．
设计实验电路时，要注意滑动变阻器与电流表的接法，这是正确设计实验电路的关键．