Question

实验题
（1）如图1所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为速度传感器，它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上，整个装置置于高度可调节的斜面上，设斜面高度为h．启动气源，滑块4自导轨顶端由静止释放，将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记人表中．（g取9.8m/s²）

实验序号	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
传感器示数v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.43
v2（m2/s2）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	11.76

①要由此装置验证机械能守恒定律，所需的器材有速度传感器（带电源、计算机、导线），滑块，气垫导轨（带气源），髙度可以调节的斜面，此外还需的器材有______；
A、毫米刻度尺  B、天平  C．秒表  D．打点计时器 E弹簧测力计
②选择适当的物理量在如图2中所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系图象；（需标出横纵坐标所代表的物理量）
③由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守恒．若守恒，说明机械能守恒的依据，若不守恒，说明机械能不守恒的原因．你的结论是______；
（2）测一个待测电阻Rx（约200Ω）的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电源E：电动势3V，内阻不计；
电流表A₁ 量程0～10mA、内阻r₁约为50Ω；
电流表A₂：量程0～50μA、内阻r₂=1000Ω；
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω、额定电流2A；
电阻箱R₂：阻值范围0～9999Ω
①由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表______与电阻箱R₂连接，将其改装成电压表．
②对于下列测量R_x的四种电路图（如图3），为了测量准确且方便应选图______．

③实验中将电阻箱R₂的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R₁，两表的示数如图4所示，可测得待测电阻R_x的测量值是______Ω

Answer 1

【答案】分析：（1）根据表中数据，v²与h成正比，因此做v²-h图象，能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系．要由此装置验证机械能守恒定律，需要用毫米刻度尺测量斜面高度h．
（2）电表改装时要知道其确切的内阻大小，串联电阻改装为电压表，并联电阻改装为电流表；
（2）由于滑动变阻器总阻值与待测电阻相比较小，故选用滑动变阻器分压式接法，根据待测电阻和改装的电压表内阻之间关系可知，安培表要外接；
（3）根据指针指示可正确读出电表读数，根据欧姆定律R=可求出待测电阻大小．
解答：解：（1）①要由此装置验证机械能守恒定律，所需的器材有速度传感器A．毫米刻度尺用来测量斜面高度h．故选A．
②根据表中数据，v²与h成正比，因此做v²-h图象，能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系．

③v²-h图象是过原点的一条直线，所以图线过原点且斜率k=2g，理论上v²=2gh，所以机械能守恒．
（2）①电压表可以通过电流表的改装完成，根据改装原理：定值电流表A₂应与电阻箱串联．
②由于滑动变阻器总阻值与待测电阻相比较小，故选用滑动变阻器分压式接法；改装后的电压表电阻大于1000Ω，由Rx＜，故安培表外接，故乙正确．
（3）根据mA表头读数精度值为0.2mA，故读成6.4mA；由µA表头读数精度值为10µA，故读成240µA，
电阻阻值：R_x==187.5Ω．
故答案为：（1）①A      ②如图 
③图线过原点且斜率k=2g，表明机械能守恒
（2）①A₂
②乙
③187.5Ω
点评：只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目，才能以不变应万变．本题考查了电学实验的基础知识，电表改装、滑动变阻器的分压接法、电流表的外接法，电表读数等，是考查基础知识的好题．