Question

（1）某同學用單擺測重力加速度，他將單擺掛起后，進行了如下實驗步驟：
①測擺長l：用米尺量出擺線的長度；
②測周期T：將擺球拉起，擺角小于5°時自由釋放擺球，在擺球某次通過最低點時按下秒表開始計時，將此作為第一次，接著一直數到擺球第60次通過最低點時，按下秒表停止計時，讀出這段時間t，算出單擺的周期T=

t

60

；
③將所測量的 l和T值代入單擺周期公式，算出重力加速度g，將它作為實驗的最后結果寫進實驗報告中去．
請在下面的空白處，分別指出各步驟中遺漏或錯誤的地方．
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）某實驗小組選用下列器材探究通過熱敏電阻R_x（標稱阻值為180Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點．
實驗器材：多用電表，電流表A（0-50mA，內阻約15Ω），電壓表V（5V，內阻約20kΩ），電源E（6V直流電源，內阻可忽略不計），滑動變阻器R（最大阻值為20Ω），定值電阻R₀（100Ω），電阻箱（99.9Ω）、開關K和導線若干．
①該小組用多用表的“×1”倍率的擋位測熱敏電阻在室溫下的阻值，發現表頭指針偏轉的角度很小；為了準確地進行測量，應換到

 

倍率的擋位；如果換檔后就用表筆連接熱敏電阻進行讀數，那么欠缺的實驗步驟是：

 

，補上該步驟后，表盤的示數如圖1所示，則它的電阻是

 

Ω．

②該小組按照自己設計的電路進行實驗．實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從0開始逐漸增大到5V，作出熱敏電阻的I-U圖線，如圖2所示．請在所提供的器材中選擇必需的器材，在方框內畫出該小組設計的電路圖．

③分析該小組所畫出的I-U圖線，說明在電流比較大的情況下熱敏電阻的阻值隨電流的增大而

 

；分析其變化的原因可能是

 

④提出一個簡單的實驗方法，說明你對變化原因的判斷是正確的．

Answer 1

分析：（1）在用單擺測重力加速度的實驗中，擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑，周期等于完成一次全振動的時間，用時間除以全振動的次數．利用多次測量取平均值求出當地的重力加速度．
（2）①多用電表的刻度盤零刻度在右邊，當指針偏角比較大時，說明電阻比較小，指針偏角比較小時，說明電阻比較大．每次換擋需重新進行歐姆調零．歐姆表測電阻的阻值等于讀數乘以倍率．
②加在熱敏電阻兩端的電壓從0開始逐漸增大到5V，滑動變阻器需采用分壓式．通過電阻的大小判斷電流表采取外接還是內接，“大內偏大，小外偏小”．
③I-U圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，根據斜率的變化判斷電阻的變化．
④答案比較開放，只要能用實驗說明熱敏電阻的溫度升高電阻變小即可．

解答：解：（1）實驗的第一步錯誤，擺長不等于擺線的長度，應等于擺線的長度加上擺球的半徑．
實驗的第二步錯誤，周期應等于時間與全振動次數的比值，一次全振動兩次經過最低點．在擺球某次通過最低點時按下秒表開始計時，將此作為第一次，接著一直數到擺球第60次通過最低點時，按下秒表停止計時，讀出這段時間t，算出單擺的周期T=

t

29.5

．
實驗第三步錯誤，應采取多次測量取平均值，因為一次測量偶然誤差較大．
（2）①用多用表的“×1”倍率的擋位測熱敏電阻在室溫下的阻值，發現表頭指針偏轉的角度很小，說明電阻較大，換用大倍率的，所以換用“×10”倍率；換擋后，需重新歐姆調零．電阻的阻值等于20×10Ω=200Ω．
②電壓電流從零測起，所以滑動變阻器需要分壓式接法，熱敏電阻的阻值與電流表和電壓表內阻比較，發現遠小于電壓表內阻，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如下圖．
③I-U圖線上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，斜率增大，則電阻減小．這是由于電流較大時，通電生熱，使熱敏電阻的溫度升高，阻值變小．
④用歐姆檔測熱敏電阻的阻值，如果用手握熱敏電阻使其溫度升高，可以看出熱敏電阻隨溫度升高阻值變小．
故答案為：（1）①要用卡尺測出擺球的直徑d，擺長l等于擺線長加上

d

2

；
②單擺周期T的計算，應該是T=

t

29.5

；
③改變擺長，多次測量，取g的平均值作為實驗的最后結果．
（2）①“×10”；重新進行歐姆調零；200（200～205都給分）．

③減小，這是由于電流較大時，通電生熱，使熱敏電阻的溫度升高，阻值變小．
④答案比較開放，只要能用實驗說明熱敏電阻的溫度升高電阻變小即可．如：用歐姆檔測熱敏電阻的阻值，如果用手握熱敏電阻使其溫度升高，可以看出熱敏電阻隨溫度升高阻值變小．

點評：本題考查了力學和電學兩大實驗，綜合性強，關鍵掌握實驗的原理，操作的步驟，以及掌握儀器的讀數等．