Question

（2007?四川）（1）在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是

CF

．
A．游標卡尺    B．秒表      C．坐標紙
D．天平        E．彈簧秤    F．重垂線
實驗中，下列說法正確的是

AD

A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端可以不水平
D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些
E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應該用一條曲線把所有的點連接起來
（2）甲同學設計了如圖所示的電路測電源電動勢E及電阻R₁和R₂阻值．實驗器材有：待測電源E（不計內阻），待測電阻R₁，待測電阻R₂，電壓表V（量程為1.5V，內阻很大），電阻箱R（0-99.99Ω），單刀單擲開關S₁，單刀雙擲開關S₂，導線若干．
①先測電阻R₁的阻值．請將甲同學的操作補充完整：閉合S₁，將S₂切換到a，調節電阻箱，讀出其示數r和對應的電壓表示數U_l，保持電阻箱示數不變，

將S₂切換到b

，讀出電壓表的示數U₂．則電阻R₁的表達式為R₁=

U2-U1

U2

r

．
②甲同學已經測得電阻R_l=4.8Ω，繼續測電源電動勢E和電阻R₂的阻值．該同學的做法是：閉合S₁，將S₂切換到a，多次調節電阻箱，讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U，由測得的數據，繪出了如圖所示的

1

U

-

1

R

圖線，則電源電動勢E=

1.43

V，電阻R₂=

1.2

Ω．
③利用甲同學設計的電路和測得的電阻R_l，乙同學測電源電動勢E和電阻R₂的阻值的做法是：閉合S₁，將S₂切換到b，多次調節電阻箱，讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U，由測得的數據，繪出于相應的

1

U

-

1

R-R1

圖線，根據圖線得到電源電動勢E和電阻R₂．這種做法與甲同學的做法比較，由于電壓表測得的數據范圍

較小

（選填“較大”、“較小”或“相同”），所以

甲

同學的做法更恰當些．

Answer 1

分析：（1）根據該試驗的實驗原理和實驗的具體操作可以正確選擇所需器材；由研究平拋運動的實驗中注意事項可找出正確的選項；
（2）①利用題目中給出的電路及步驟的提示，同時結合閉合電路的歐姆定律可得出實驗的步驟；
②再由原理可得出實驗中數據處理的方法及公式，結合圖象可求得電動勢和內電阻．
③兩位同學的實驗中的主要區別在于甲中電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，而乙中電壓表測滑動變阻器與定值電阻兩端的電壓，因R₁阻值不變，則滑動變阻器對電壓表的調節作用減弱，電壓表變化范圍減小．

解答：解：（1）做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、游標卡尺、斜槽、鉛筆、坐標紙、圖釘之外，還需要的是器材是重垂線．它的作用是確保小球拋出是在豎直面內運動，坐標紙可以找出小球的準確位置；故選CF；
（2）為了能畫出平拋運動軌跡，首先保證小球做的是平拋運動，所以斜槽軌道不一定要光滑，但必須是水平的．同時要讓小球總是從同一位置釋放，這樣才能找到同一運動軌跡上的幾個點，然后將這幾個點平滑連接起來．故選 AD
（2）①由題意可知，本實驗中沒有給出電流表，故應是電壓表與電阻箱求電源電動勢和內電阻的；實驗中應充分利用電阻值及串并聯電路的規律得出表達式；為了多測數據，應再將S₂切換到b；
由歐姆定律可知：
U₂=I（r+R₁）
U₁=Ir
而電路電流相等，聯立解得：
R₁=

U2-U1

U2

r；
②根據E=U+

U

R

（R₁+R₂），有

1

U

=

1

E

+

1

R

R1+R2

E

，
比照直線方程y=kx+b，有截距

1

E

=b=0.7，
所以，E=1.43（

10

7

）；
斜率k=

2.8-0.7

0.5

=4.2，
又k=

R1+R2

E

，已測出R₁=4.8Ω，求得R₂=1.2Ω 
③若開關打在b處，則電壓表測量的為電阻箱與R₁兩端的電壓，因定值電阻的分壓作用，使電壓表測量范圍減小，故實驗中誤差較多，故應選擇甲同學的做法；
故答案為：（1）CF，AD；
（2）①

U2-U1

U2

r；②1.43；1.2；③較小；  甲

點評：用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內電阻（本題的R₂相當于內電阻）并用圖象進行數據處理求出結果；本方法可與伏安法類比簡稱伏阻法．也是實驗中常用方法之一．