Question

（2011?山東模擬）請(qǐng)完成以下兩小題．
Ⅰ．在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)，本圖中沒有畫出）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是“220V、50Hz”的交變電流．如圖，他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)齊，求：

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表：

vB	vC	vD	vE
0.12m/s	0.16m/s		0.25m/s

則v_D=

0.21

m/s．
（2）根據(jù)（1）中得到的數(shù)據(jù)，試在圖中所給的坐標(biāo)系中，畫出v-t圖象，并從中可得出物體的加速度a=

0.43

m/s²．
（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏

大

．
Ⅱ．某同學(xué)欲設(shè)計(jì)一個(gè)電路，自制一臺(tái)電子秤，通過查閱資料發(fā)現(xiàn)電子秤的主要部件為一個(gè)壓敏電阻，沒有壓力時(shí)阻值為20Ω，允許通過的最大電流為0.5A，現(xiàn)有下列器材：壓敏電阻、質(zhì)量為m₀的砝碼、電流表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體（可置于壓敏電阻的受壓面上）．請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量．
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很小；
B．電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
C．電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
D．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
E．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω；
F．開關(guān)、導(dǎo)線等．
（1）在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是

A₁

，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

R₁

．
（2）根據(jù)所選器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，用來描繪壓敏電阻的電流隨壓力變化的關(guān)系圖象，要求壓敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完成的測(cè)量電路，并根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示；

（3）請(qǐng)說明具體的測(cè)量步驟．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）由公式v_D=

CE

2T

求v_D．讀出CE長(zhǎng)度，T=0.1s．
（2）用描點(diǎn)法作出v-t圖象，求出斜率即為加速度大小．
（3）交變電流的頻率減小，周期增大，而計(jì)算時(shí)仍用T=0.02s，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理△x=aT²，分析誤差．
Ⅱ（1）壓敏電阻允許通過的最大電流為0.5A，電流表量程選0.6A．壓敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法．研究電流與物體質(zhì)量的關(guān)系，作出m-I圖象，讀出電流值，就對(duì)應(yīng)的物體質(zhì)量．

解答：解：
Ⅰ（1）由圖讀出CE=4.10cm，T=0.1s，則v_D=

CE

2T

≈0.21m/s
  （2）先描點(diǎn)，再連線，畫出直線．在直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出坐標(biāo)，求出斜率k=0.43m/s^2_，
則加速度為0.43m/s²．
  （3）電源頻率減小，周期增大，實(shí)際中△x增大，而計(jì)算時(shí)仍原來的周期0.02s，由a=

△x

T2

算出的測(cè)量值比實(shí)際值偏大．
Ⅱ（1）由于壓敏電阻允許通過的最大電流為0.5A，則電流表量程選0-0.6A，故電流表選A₁，題目要求壓敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，則滑動(dòng)變阻器選R₁．
  （2）如圖1所示．
  （3）①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使通過壓敏電阻的電流為某一數(shù)值；
       ②保持滑片位置不動(dòng)，在壓敏電阻上方放一砝碼，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；
       ③不斷增加砝碼個(gè)數(shù)，分別讀出電流表對(duì)應(yīng)的電流值；
       ④建立m-I坐標(biāo)系，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，用平滑的曲線連接，讓盡可能多的點(diǎn)落在這條曲線上；
       ⑤根據(jù)物體放在壓敏電阻上所對(duì)應(yīng)的電流值，對(duì)應(yīng)圖象讀出該物體的質(zhì)量．

故本題答案是：
Ⅰ．（1）0.21 m/s；（2）圖象如表1（作出的圖象為直線）；a=0.43m/s²；
                  （3）大
Ⅱ．（1）A₁，R₁．
（2）如圖2所示．
（3）①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使通過壓敏電阻的電流為某一數(shù)值；
     ②保持滑片位置不動(dòng)，在壓敏電阻上方放一砝碼，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；
     ③不斷增加砝碼個(gè)數(shù)，分別讀出電流表對(duì)應(yīng)的電流值；
     ④建立m-I坐標(biāo)系，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，用平滑的曲線連接，讓盡可能多的點(diǎn)落在這條曲線上；
     ⑤根據(jù)物體放在壓敏電阻上所對(duì)應(yīng)的電流值，對(duì)應(yīng)圖象讀出該物體的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng)：本題考查處理紙帶、分析誤差和設(shè)計(jì)電路的能力．關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)原理，原理是實(shí)驗(yàn)的核心，根據(jù)原理進(jìn)行誤差分析、選擇器材、處理數(shù)據(jù)、安排步驟等等．