Question

實驗題
（1）如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節(jié)的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊4自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記人表中．（g取9.8m/s²）

實驗序號	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
傳感器示數(shù)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要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），髙度可以調節(jié)的斜面，此外還需的器材有

 

；
A、毫米刻度尺 　　　B、天平　　 C．秒表 　D．打點計時器 E彈簧測力計
②選擇適當?shù)奈锢砹吭谌鐖D2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時的速度與斜面髙度的關系圖象；（需標出橫縱坐標所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明機械能守恒的依據(jù)，若不守恒，說明機械能不守恒的原因．你的結論是

 

；
（2）測一個待測電阻Rx（約200Ω）的阻值，除待測電阻外，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3V，內阻不計；
電流表A₁ 量程0～10mA、內阻r₁約為50Ω；
電流表A₂：量程0～50μA、內阻r₂=1000Ω；
滑動變阻器R₁：最大阻值20Ω、額定電流2A；
電阻箱R₂：阻值范圍0～9999Ω
①由于沒有提供電壓表，為了測定待測電阻上的電壓，應選電流表

 

與電阻箱R₂連接，將其改裝成電壓表．
②對于下列測量R_x的四種電路圖（如圖3），為了測量準確且方便應選圖

 

．

③實驗中將電阻箱R₂的阻值調到4000Ω，再調節(jié)滑動變阻器R₁，兩表的示數(shù)如圖4所示，可測得待測電阻R_x的測量值是

 

Ω

Answer 1

分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，v²與h成正比，因此做v²-h圖象，能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時的速度與斜面髙度的關系．要由此裝置驗證機械能守恒定律，需要用毫米刻度尺測量斜面高度h．
（2）電表改裝時要知道其確切的內阻大小，串聯(lián)電阻改裝為電壓表，并聯(lián)電阻改裝為電流表；
（2）由于滑動變阻器總阻值與待測電阻相比較小，故選用滑動變阻器分壓式接法，根據(jù)待測電阻和改裝的電壓表內阻之間關系可知，安培表要外接；
（3）根據(jù)指針指示可正確讀出電表讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律R=

U

I

可求出待測電阻大小．

解答：解：（1）①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器A．毫米刻度尺用來測量斜面高度h．故選A．
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，v²與h成正比，因此做v²-h圖象，能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時的速度與斜面髙度的關系．

③v²-h圖象是過原點的一條直線，所以圖線過原點且斜率k=2g，理論上v²=2gh，所以機械能守恒．
（2）①電壓表可以通過電流表的改裝完成，根據(jù)改裝原理：定值電流表A₂應與電阻箱串聯(lián)．
②由于滑動變阻器總阻值與待測電阻相比較小，故選用滑動變阻器分壓式接法；改裝后的電壓表電阻大于1000Ω，由Rx＜

RARV

，故安培表外接，故乙正確．
（3）根據(jù)mA表頭讀數(shù)精度值為0.2mA，故讀成6.4mA；由?A表頭讀數(shù)精度值為10?A，故讀成240?A，
電阻阻值：R_x=

U

I

=187.5Ω．
故答案為：（1）①A      ②如圖 
③圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒
（2）①A₂
②乙
③187.5Ω

點評：只有掌握了實驗原理才能順利解決此類題目，才能以不變應萬變．本題考查了電學實驗的基礎知識，電表改裝、滑動變阻器的分壓接法、電流表的外接法，電表讀數(shù)等，是考查基礎知識的好題．