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(1)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得单摆的摆角小于50,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得的摆线长为L,用螺旋测微器测得摆球的直径为d.
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
4π2n2(L+
d
2
)
t2
4π2n2(L+
d
2
)
t2

②从图1可知,摆球直径d的读数为
5.980mm
5.980mm

③实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的
C
C


A.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B.单摆所用的摆球质量太大
C.把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间
D.以摆线长作为摆长来计算
(2)在测定电阻的实验中,若待测电阻Rx约为3Ω,其发热功率不超过0.75W,备有的部分器材有:A.6V电池组;B.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω);C.电流表(0~3A,内阻0.01Ω);D.电压表(0~3V,内阻1kΩ);E.电压表(0~15V,内阻5kΩ);F.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流1A).要求:①要尽量减小实验误差,②电压表读数从零开始变化.
①上述器材中应选用的是
ABDF
ABDF
(用字母代替).
②在实验中,有的同学连成图2所示电路,其中
a,b,c,…,k是表示接线柱的字母.请将图中接线
错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、
改正的方法(改接、撤消或增添),分别填写在下面相应的表格中.
接线错误 引起的后果 改正的方法
ce
ce
可能引起短路,损坏电源;可能烧毁电流表或电阻Rx
可能引起短路,损坏电源;可能烧毁电流表或电阻Rx
撤销ce连线
撤销ce连线
ef
ef
使电流表内接,增大了实验误差
使电流表内接,增大了实验误差
撤消ef,连接eh
撤消ef,连接eh
fi,hj
fi,hj
电流表指针反偏,烧坏电流表
电流表指针反偏,烧坏电流表
撤消hj,连接ij
撤消hj,连接ij
分析:(1)根据单摆的周期公式,求出重力加速度的表达式,通过重力加速度的表达式,分析重力加速度偏大的原因.螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读.
(2)根据通过待测电阻的最大电流确定电流表的量程,通过电阻两端间的最大电压确定电压表的量程.本题通过伏安法测量待测电阻的大小,通过滑动变阻器的分压还是限流接法、电流表的内外接等情况确定连线的正误.
解答:解:(1)①根据T=
L0
g
得:
g=
4π2L0
T2

因为摆长为:L0=L+
d
2
,T=
t
n

则有:g=
4π2n2(L+
d
2
)
t2

②螺旋测微器的固定刻度读数为5.5mm,可动刻度读数为0.01×48.0mm=0.480mm,所以最终读数为5.980mm,即摆球的直径d=5.980mm.
③A、根据T=
L0
g
得:g=
4π2L0
T2
,悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了,知测量的摆长偏小,则测得的重力加速度偏小.故A错误.
B、单摆的摆球质量较大不影响重力加速度的测量.故B错误.
C、根据T=
L0
g
得:g=
4π2L0
T2
,把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间,测量的周期偏小,则测得的重力加速度偏大.故C正确.
D、根据T=
L0
g
得,g=
4π2L0
T2
,以摆线长作为摆长来计算,测得的摆长偏小,则测得的重力加速度偏小.故D错误.
故选:C.
(2)①待测电阻Rx约为3Ω,其发热功率不超过0.75W,根据P=I2R得:I=
P
R
=
0.75
3
A=0.5A
.所以电流表量程选择0~0.6A,电阻两端最大电压大约为U=IR=1.5V,所以电压表量程选择0~3V.所以应选用的器材有:ABDF.
②图中接线出现的错误、引起的后果以及改正方法如表格所示.
接线错误 引起的后果 改正的方法
ce 可能引起短路,损坏电源;可能烧毁电流表或电阻Rx 撤销ce连线
ef 使电流表内接,增大了实验误差 撤消ef,连接eh
fi,hj 电流表指针反偏,烧坏电流表 撤消hj,连接ij
故答案为:(1)①
4π2n2(L+
d
2
)
t2
 ②5.980mm   ③C

(2)①A、B、D、F 

接线错误 引起的后果 改正的方法
ce 可能引起短路,损坏电源;可能烧毁电流表或电阻Rx 撤销ce连线
ef 使电流表内接,增大了实验误差 撤消ef,连接eh
fi,hj 电流表指针反偏,烧坏电流表 撤消hj,连接ij
点评:解决本题的关键知道实验的原理、实验的注意事项以及误差形成的原因.对于电学实验,掌握器材选取的原则,即精确、安全、可操作性.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得单摆的摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得的摆线长为L,用螺旋测微器测得摆球的直径为d.
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
4π2n2(L+
d
2
)
t2
4π2n2(L+
d
2
)
t2

②从图1可知,摆球直径d的读数为
5.980
5.980

③实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的
BC
BC

A、悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B、把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间
C、以摆线长作为摆长来计算
(2)如图2所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置.将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀.将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连.拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转.
实验次数 I(A) B(×10-3T)
1 0.5 0.62
2 1.0 1.25
3 1.5 1.88
4 2.0 2.51
5 2.5 3.12
①将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ,Dφ=
dm
N△?
,式中△?为单匝试测线圈磁通量的变化量.则试测线圈所在处磁感应强度B=
dm
2NDΦS
dm
2NDΦS
;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为△t,则试测线圈P中产生的平均感应电动势E=
dm
D?△t
dm
D?△t

②调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表.由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=
0.00125I
0.00125I

③为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
AB
AB

A.适当增加试测线圈的匝数N     B.适当增大试测线圈的横截面积S
C.适当增大可变电阻R的阻值     D.适当拨长拨动开关的时间△t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得单摆的摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得的摆线长为L,用五十分度的游标卡尺测得摆球的直径d.
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
4π2n2(L+
d
2
)
t2
4π2n2(L+
d
2
)
t2

②从图1可知,摆球直径d的读数(分尺标度为5与主尺某一刻度线对齐)为
1.750
1.750
cm.
(2)将倾角为θ的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一个质量为m、带电量为q的小物体在斜面上由静止开始下滑(设斜面足够长)如图2所示,滑到某一位置开始离开,求:
①物体带电荷性质
负电
负电

②物体离开斜面时的速度及物体在斜面上滑行的长度是
m2g(cosθ)2
2q2B2sinθ
m2g(cosθ)2
2q2B2sinθ

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?武汉模拟)(1)在“利用单摆测重力加速度”实验中,测得单摆摆角小于 5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为 L,用螺旋测微器侧得摆球直径为d.
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达形式g=
4π2(L+
d
2
)n2
t2
4π2(L+
d
2
)n2
t2

②从图1可知,摆球直径 d 的读数为
5.980
5.980
mm

③实验中某同学发现自己测得的重力加速度值总是偏大,其原因可能是
C
C

A.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B.单摆所用摆球质量太大
C.把n次全振动时间误作(n+l )次全振动时间
D.以摆线长作为摆长来计算
( 2 )将满偏电流Ig=50μA、内阻未知的电流表G改装成电流表并进行校准.
①利用如图2所示电路测量电流表内阻(图中电源电动势 E=4V ):先闭合S1,调节 R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持 R 不变,调节 R',使电流表指针偏转到满刻度的 3/5,读出此时 R'的阻值为 1425Ω,则电流表内阻测量值Rg=
950
950
Ω.
②将该表改装成量程为 1mA 的电流表 A,需
(填“串联”或“并联”),阻值为 R0=
50
50
Ω的电阻.
③用标准电流表 A1对改装好的电流表 A 进行校准,请在方框内画出实验电路图并按电路图连接实物图.

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实验题:
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(1)①在利用单摆测重力加速度的实验中,甲组同学用游标卡尺测出小球的直径如图1所示.则该小球的直径为
 
cm.
②乙组同学在实验中测出多组摆长和运动的周期,根据实验数据,作出T2-L的关系图象如图2所示,该同学在实验中出现的错误可能是计算摆长时
 
(选填“漏加”或“多加”)了小球的半径.
③虽然实验中出现了错误,但根据图象中的数据,仍可算出准确的重力加速度,其值为
 
rn/s2(最后结果保留三位有效数字).
(2)用半偏法测电流表内阻,提供的器材如下:
干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω)、待测电流表A(0~50μA,内阻约4kΩ)、电阻箱R1、R2(均为0~99999.9Ω)、电键、导线若干.
①实验电路如图3,有关实验操作及测量如下:
I.只闭合S,当调节R1到26090.0Ω时,电流表A满偏;
Ⅱ.再闭合S1,R2调为3770.0Ω时,电流表A半偏,由此可得电流表的内阻Rg的测量值为
 
Ω.
②半偏法测量电流表内阻时,要求R1>Rg(比值R1/Rg越大.测量误差越小),本实验中R1虽比Rg大.但两者之比不是很大,因此导致Rg的测量误差较大.具体分析如下:电流表A半偏时的回路总电阻比全偏时的回路总电阻
 
(填“偏大”或“偏小”),导致这时的总电流
 
(选填“变大”或“变小”),半偏时R2
 
Rg(填“大于”或“小于”).
③为减小Rg的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路的总电阻的变化补回来.具体的数值可以通过估算得出,实际操作如下:在①中粗测出Rg后,再把R1先增加到
 
Ω[用第①问中的有关条件求得具体数值],再调节R2使电流表
 
.用这时R2的值表示Rg的测量值,如此多次补偿即可使误差尽量得以减小.

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