Question

I．如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图a所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心，这时手轮上的示数如图b所示，图b中示数    mm．由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为    m．（计算波长结果保留二位有效数字）．

II．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表G（满偏电流3mA，内阻R_G=10Ω）
C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑动变阻器R₂（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R（990Ω）
G．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示中的a、b两个参考实验电路，
其中合理的是    ；在该电路中，为了操作方便且能准确进行测量，滑动变阻器应选    （填写器材之前的字母代号）．
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可得电池的电动势E=    V，内阻r=    Ω．

Answer 1

【答案】分析：I、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．根据双缝干涉条纹的间距公式可以求单色光的波长；
II、（1）本题中没有给出电压表，因此需要用已知内阻的电流表改装，改装时，应该改装量程小的那个，滑动变阻器用限流接法，在选择时要求滑动变阻器的阻值大于待测电阻阻值，滑动变阻器的阻值也不能太大，那样调节不方便．
（2）根据闭合电路欧姆定律写出两坐标所代表物理量的函数关系式，明确斜率、截距的含义即可正确解答．
解答：解：I、图a中螺旋测微器固定刻度为0.5mm，可动刻度为0.01×14.2mm=0.143mm，最终读数为：0.5mm+0.142mm=0.643mm，由于需要估读因此在0.642～0.644范围内均可．
图b中螺旋测微器固定刻度为10mm，可动刻度为0.01×29.4mm=0.294mm，最终读数为：10mm+0.294mm=10.294mm，由于需要估读因此在10.293～10.298范围内均可．
干涉条纹的间距：
根据双缝干涉条纹的间距公式得：，代入数据解得：λ=5.3×10^-7m （5.2～5.6×10^-7范围内均可）
故答案为：10.294（10.293～10.298），5.3×10^-7（5.2～5.6×10^-7）
II．（1）本题中没有给出电压表，因此需要用已知内阻的电流表改装，改装时，应该改装量程小的那个，故（b）电路图合理，滑动变阻器用限流接法，在选择时要求滑动变阻器的阻值大于待测电阻阻值，滑动变阻器的阻值也不能太大，那样调节不方便，故滑动变阻器应选D．
故答案为：b，D．
（2）根据闭合电路欧姆定律得：E=I₁（R+R_g）+I₂r，因此有：，因此在I₁-I₂图线中，图线的斜率表示，纵轴截距为，由此结合图线可求出E=（1.48±0.02）V，r=（ 0.75～0.84）Ω
故答案为：1.48±0.02，0.75～0.84．
点评：I、解决本题的关键熟悉该实验的实验装置，以及掌握螺旋测微器的读数方法和双缝干涉条纹的间距公式的理解和应用；
II、本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．