Question

（1）光电计时器结构如图a所示，当有物体从M、N间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，若知物体的长度，就可知道物体通过光电门的速度．如图b，E、F为上下两个光电门，现要利用此装置探究机械能守恒定律．

①读出如图c游标卡尺测量的物块A厚度为

 

cm．
②让物块A从某一位置下落，通过测量并计算得出它通过光电门E和F的速度分别为v₁和v₂，已知当地重力加速度为g，若要探究物块在EF之间运动的过程机械能是否守恒，还需测量的物理量为

 

．若

 

和

 

在误差允许的范围内相等，则可说明物块的机械能守恒．（用物理量的字母符号表示）
（2）（用伏安法测量某一较大阻值的电阻R_x，为了避免电表内阻的影响造成误差，采用如图d的实验电路，其中R为高精度的电阻箱，S为单刀双掷开关．请完成有关内容：
①主要实验步骤如下：
A．开关S拨向1，

 

，使电压表和电流表有一合适的读数U和I．
B．初步估测电阻R_x的大小．
C．调节电阻箱的阻值为R_x的估测值，再把开关S拨向2，微调电阻箱的阻值，使电压表的读数为U时电流表的读数为

 

，读出此时电阻箱的阻值R₀．
②利用测得的数据，可得该电阻R_x=

 

．还可测得电流表的内电阻等于

 

．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；
测出两光电门间的距离，如果物体在两光电门间的动能之差等于物体重力势能的变化，则物体的机械能守恒．
（2）应用等效法测电阻阻值，闭合开关，适当调节滑动变阻器阻值，然后保持滑动变阻器阻值不变，分别把待测电阻与电阻箱接入电路，然电压表与电流表示数相等，由欧姆定律可以求出待测电阻阻值与电流表内阻．

解答：解：（1）①由图示游标卡尺可知，主尺示数为1.2cm，游标尺示数为1×0.1mm=0.01cm，
游标卡尺示数为1.2cm+0.01cm=1.21cm；
②用刻度尺测出E、F两点间的距离L，如果物体从E到F过程中动能的变化量

1

2

m(

v

2 2

-

v

2 1

)与物体重力势能的变化量
mgL在误差允许的范围内相等，则可说明物块的机械能守恒．
（2）①A、开关S拨向1，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有一合适的读数U和I．
C．调节电阻箱的阻值为R_x的估测值，再把开关S拨向2，微调电阻箱的阻值，使电压表的读数为U时电流表的读数为I，读出此时电阻箱的阻值R₀．
②由欧姆定律可得：开关在1位置时：

U

I

=R_X+R_A，开关在2位置时：

U

I

=R₀+R_A，由此可知，R_X=R₀，R_A=

U

I

-R₀；
故答案为：（1）①1.21；②E、F之间的距离L；

1

2

m(

v

2 2

-

v

2 1

)；mgL；
（2）①A、调节滑动变阻器；C、I； ②R₀；

U

I

-R₀．

点评：常规伏安法测电阻由于电流表分压与电压表分流作用，总是存在系统误差；在该实验中采用等效法测电阻，避免了由于电表内阻造成的系统误差，不失为测电阻的一种好方法．