2020高三物理三轮冲刺：实验题技巧练(七)

实验题技巧练(七)

22．为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图1甲所示的实验装置，其中由弹簧与方形薄管组成发射器(未全画出)，弹簧原长小于管长，发射器出口末端与水平桌面相切．每次实验时，都将发射器固定于水平桌面上，将弹簧压缩到相同长度，测量发射器出口B与桌面右端距离为x，小滑块从发射器出口射出，经桌面滑行x距离后从桌面右端水平抛出，落在水平地面上的P点，测量水平距离为s.已知桌面到水平地面的高度H＝1 m，不计空气阻力．该同学在实验中得到的几组x、s数据如下表，请根据数据在图乙中画出s2－x图象，得到μ＝________(保留两位有效数字)．

图1

答案　见解析图　0.31

解析　因每次将弹簧压缩到相同长度，可知滑块离开管口的动能相同，设为Ep，则有Ep－mv2＝μmgx；滑块做平抛运动，则：s＝vt，H＝gt2；其中H＝1 m，联立解得：s2＝－4μx＋；根据数据画出图象如图；由图象可知k＝－4μ＝－＝－1.25，解得μ≈0.31(0.28～0.35均可)．

23．某同学欲将量程为300 μA的微安表头改装成量程为0.3 A的电流表．可供选择的实验器材有：

A．微安表头(量程300 μA，内阻约为几百欧姆)

B．滑动变阻器R1(0～10 kΩ)

C．滑动变阻器R2(0～50 kΩ)

D．电阻箱(0～9 999 Ω)

E．电源E1(电动势约为1.5 V)

F．电源E2(电动势约为9 V)

G．开关、导线若干

该同学先采用如图2甲的电路测量的内阻，实验步骤如下：

图2

①按图甲连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端所对应的位置；

②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使满偏；

③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使的示数为200 μA，记下此时电阻箱的阻值．

回答下列问题：

(1)实验中电源应选用________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．

(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则的内阻Rg与R的关系式为Rg＝________.

(3)实验测得的内阻Rg＝500 Ω，为将改装成量程为0.3  A的电流表，应选用阻值为________ Ω的电阻与________(填“串联”或“并联”)．

(4)接着该同学利用改装后的电流表，按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值．某次测量时电压表的示数为1.20 V，表头的指针指在原电流刻度的250 μA处，则Rx＝________ Ω.

答案　(1)E2　 R2　(2)R　(3)0.5　并联　(4)4.3

解析　(1)闭合开关S2时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路总电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2；

(2)闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的，则流过电阻箱的电流为满偏电流的，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则：Rg＝R；

(3)把微安表改装成0.3 A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R＝＝ Ω≈0.5 Ω；

(4)改装后电流表内阻：RA＝＝ Ω＝0.5 Ω；微安表量程为300 μA，改装后电流表量程为0.3 A，量程扩大了1 000倍，微安表示数为250 μA时，流过电流表的电流为：I＝250×10－6×1 000 A＝0.25 A，由题图乙所示电路图可知，待测电阻阻值：Rx＝－RA＝ Ω－0.5 Ω＝4.3 Ω.