Question

Ⅰ、某同学为估测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力，设计了下述实验：将输液用500ml的玻璃瓶装适量水后，连同输液管一起绑在摩托车上，调节输液管的滴水速度，刚好每隔1.00s滴一滴．该同学骑摩托车，先使之加速至某一速度，然后熄火，让摩托车在同一路面上沿直线滑行．如图1为某次实验中水泥路面上的部分水滴（左侧为起点）设该同学质量为50kg，摩托车质量为150kg，g=10m/s²．根据该同学的实验结果可估算（空气阻力不计，保留三位有效数字）

①骑摩托车加速时的加速度大小为

3.79m/

s

2

，
②摩托车加速时的牵引力大小为

796N

．
Ⅱ、在“测量金属丝的电阻率”的实验中：
（1）已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有

ACFGH

（只填代号）
A、量程是0～0.6A，内阻是0.5Ω的电流表
B、量程是0～3A，内阻是0.1Ω的电流表
C、量程是0～3V，内阻是6KΩ的电压表
D、量程是0～15V，内阻是30KΩ的电压表
E、阻值为0～1KΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器
F、阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器
G、蓄电池（6V）
H、开关一个，导线若干
（2）请根据现有器材，设计最佳实验电路，并连接好如图2的电路实物图；
（3）实验的主要步骤如下：
①首先他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，用螺旋测微器在金属丝不同位置测出金属丝的直径d各三次求平均值．
某次示数如图3所示．金属丝的直径是

0.200

mm．
②用毫米刻度尺测量

接入电路中的被测金属导线

的长度，反复测量3次，求出其平均值l．
③断开开关，将实验器材连接成实验电路，
④闭合开关，调节

滑动变阻器

，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据．
⑤改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中．
⑥断开电键S，求出导线电阻R的平均值．
（4）试用测得的R、l、d值写出电阻率计算表达式：

ρ=

πd2R

4l

Answer 1

分析：求平均加速度用△x=a

t

2

时△x的求法，要先进行电路估算来选择实验器材，注意电流表内外接法的选择方法以及滑动变阻器分压和限流的选择方法．

解答：解：Ⅰ①加速时，由△x=a

t

2

得a=

△x

t 2

=

(12.11+15.89)-(4.52+8.31)

4

m/

s

2

=3.79 m/s²
  ②减速时，加速度

a

′

=

△x

t 2

=

(10.17+9.98)-(9.79+9.61)

4

=0.188m/

s

2

，由牛顿第二定律得阻力f=m

a

′

    （1）
加速时由牛顿第二定律得F-f=ma      （2）
联立（1）（2）并将数值代入求得F=796N．
Ⅱ（1）根据题意电路中最大电流

I

m

=

E

R

=

6

10

=0.6A，故电流表应选A，显然电压表应选C，根据电流表0.2≤

E

R+r

≤0.4，得电路电阻范围15Ω≤R≤3Ω，所以滑动变阻器应选限流式接法，变阻器应选F，当然还应选G、H．即应选ACFGH．
（2）因待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，变阻器应用限流式，实物图如图所示，

（3）①螺旋测微器读数为d=20.0×0.01mm=0.200mm     
     ②用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度  
     ④应调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数
（4）由电阻定律R=

ρL

S

及S=

1

4

πd

2

，联立可得ρ=

πd2R

4l

故答案为Ⅰ①3.79m/

s

2

，②796N
Ⅱ（1）ACFGH
  （2）如图．
 （3）①0.200  ②接入电路中的被测金属导线．④滑动变阻器．
  （4）ρ=

πd2R

4l

点评：掌握用“二分法”求平均加速度的方法，掌握电路器材的选择方法，以及电流表内外接法的选择接法和滑动变阻器分压和限流的选择方法．