Question

（1）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中
①為了較準確地測出重力加速度，可選用的器材為

 

（填正確選項的序號）
A．40cm長的結實細線、小木球、秒表、米尺、鐵架臺
B．40cm長的結實細線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺
C．100cm長的結實細線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺
D．100cm長的結實細線、大木球、秒表、米尺、鐵架臺
②用游標為10分度的卡尺測量小球的直徑，某次測量的示數如圖所示，讀出小球直徑d的值為

 

m．

③某次測得單擺擺線的長度為L（m），小球直徑為d（m），此單擺完成n次全振動所用時間為t（s），則重力加速度可表示為g=

 

．
（2）某研究性學習小組欲用圖1所示的電路，測定一節干電池的電動勢和內阻．

①先直接用多用電表測定該電池的電動勢．在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數如圖2，其示數為

 

V．
電池的內阻較小，為了防止在調節滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R₀起保護作用．除電池、開關和導線外，可供選用的實驗器材還有：
電流表：A（量程0～0.6A，內阻約為0.1Ω）；（量程0～3A，內阻約為0.05Ω）；
電壓表：V（量程0～3V，內阻約6kΩ）；（量程0～15V，內阻約15kΩ）；
定值電阻：R₀（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；
滑動變阻器：R（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）（阻值范圍0～1kΩ、額定電流1A）
②為了調節方便，測量準確，實驗中應選用電流表的量程為

 

，電壓表的量程為

 

，定值電阻R₀的阻值為

 

，滑動變阻器的阻值范圍為

 

．
③根據電路圖，在下圖3所示的實物上畫出連線（部分線已畫出）．

④按正確的器材連接好實驗電路后，接通開關，改變滑動變阻器的阻值R，讀出對應的電流表的示數I和電壓表的示數U，并作記錄．某同學記錄的實驗數據如下表所示，試根據這些數據在圖4中畫出U-I圖線．

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U/V	1.32	1.25	1.18	1.18	1.04	0.90

⑤根據圖線得到被測電池的電動勢E=

 

V，內電阻r=

 

Ω（結果保留三位有效數字）．
⑥用該實驗電路測出的電動勢值E_測

 

實際值；內阻R_測

 

實際值．（選填“＞”、“＜”或“=”）
⑦引起該實驗系統誤差的主要原因是

 

．
A．由于電壓表和電流表讀數不準確引起誤差
B．用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成誤差
C．由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電源實際輸出的電流小
D．保護電阻R₀的使用．

Answer 1

分析：（1）①根據實驗要求，擺長1m左右，體積較小的實心金屬球，測量周期用秒表；
②考查游標卡尺和秒表的讀數：先讀主尺（只讀整數），再加上游標尺（格數乘以分度分之一，格數找對齊的一個不估讀）；
③根據周期公式即可解答；
（2）干電池電動勢一般約為1.5V，以此判定電壓表量程；電流表量程、滑動變阻器與定值電阻選擇時應兼顧電路安全和偏轉范圍．根據電路圖連接實物圖，根據U-I圖象做坐標軸的交點求解電動勢和內阻．

解答：解：（1）①根據實驗要求，擺長1m左右，用米尺測量，體積較小的實心金屬球，選小鋼球，測量周期用秒表，故選C；
②直徑：主尺：1.6cm，游標尺對齊格數：2個格，讀數：2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以直徑為：1.6+0.02=1.62cm=1.62×10^-2m
③單擺完成n次全振動所用時間為t，所以T=

t

n

，根據單擺周期公式T=2π

L g

得：g=

4π2L

T2

=

4π2n2(L+ d 2 )

t2

（2）①由圖可知，其示數為1.75V；
②由于電源是一節干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故選1Ω；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現開始幾乎不變最后突然變化的現象．
③根據電路圖，畫出的實物圖如圖所示，
④描點法作圖，如圖所示：
⑤根據U-I圖象可知，與U軸的交點表示電動勢，所以E=1.45V，r=

1.45-0.8

0.48

=1.37Ω
⑥關于系統誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏�。�本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比測量值小，造成E_測＜E_真，r_測＜r_真．
⑦由⑥的分析可知，引起該實驗系統誤差的主要原因是電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電源實際輸出的電流小
，故選C
故答案為：（1）①C  �、�1.62×10^-2 �、�

4π2n2(L+ d 2 )

t2

（2）①1.75   ②0～0.6A，0～3 V，1Ω，0～10Ω　
③如圖所示 　　    ④如圖所示 
⑤1.45，1.37　�、蓿�，＜
⑦C

點評：實驗儀器的選擇是考試中經常出現的問題，在學習中要注意掌握好其安全、準確的原則；同時注意滑動變阻器的電路中的應用規律．