Question

（1）为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，一组同学用图甲所示的装置进行实验，并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中．

①在图乙中作出a-F图线；
②由a-F图线可以发现，该组同学实验操作中遗漏了

 

这个步骤；
③根据a-F图线可以求出系统的质量是

 

（保留两位有效数字）．
（2）电流表A₁的量程为0～200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：
电流表A₂：与A₁规格相同
滑动变阻器R₁：阻值0～20Ω
电阻箱R₂：阻值0～9999Ω
保护电阻R₃：阻值约为3kΩ
电源：电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图丙所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，他设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成．
②电路完整后，请你完善以下测量电流表A₁内电阻的实验步骤．
a．先将滑动变阻器R₁的滑动端移到使电路安全的位置，再把电阻箱R₂的阻值调到

 

（填“最大”或“最小”）
b．闭合开关S₁、S，调节滑动变阻器R₁，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A₂的示数I
c．断开S₁，保持S闭合、R₁不变，再闭合S₂，调节电阻箱R₂，使电流表A₂的示数

 

，读出此时电阻箱的示数R₂，则电流表A₁内电阻 r=

 

．

Answer 1

分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．作出a-F图线应该采用描点法拟合呈一条倾斜的直线．
（2）由图示可知，实验应用半偏法测电流表内阻，为方便操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，由于电流表内阻远大于滑动变阻器电阻，滑动变阻器应采用分压接法，据此作出实验电路图．根据电路图与半偏法测电阻的原理设计实验步骤．

解答：解：①如图

②从上图中发现直线没过原点，当F≤0.12N时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力将绳子的拉力抵消．该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤．
③根据a-F图线可以求出a-F图线的斜率即物体质量的倒数．所以质量m=

0.4-0.12

0.9

=0.31kg
（2）①为方便实验操作，滑动变阻器选择R₁：阻值0～20Ω，电流表电阻远大于滑动变阻器最大阻值，
为多次测量，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示．

②根据实验电路、半偏法测电笔内阻的原理，实验步骤如下：
a、将变阻器R₁的滑动端移到左端，电阻箱的阻值调到最大．
b、闭合开关S₁、S，调节变阻器，使两电流表指针有较大的偏转，记录电流表A₂的示数I．
c、断开S₁，保持S闭合、R₁不变，再闭合S₂，调节电阻箱，使电流表A₂的示数再次为I．
   读出此时电阻箱的示数R₂，R₂的大小为电流表A₁内电阻r．即r=R₂．
故答案为：（1）①如图②平衡摩擦力③0.31kg （0.30 kg～0.33 kg）； 
         （2）①完成电路如图   ②a．最大c．再次为I（或仍为I）R₂．

点评：知道实验原理是正确设计实验电路图、补充实验步骤的关键．