Question

（1）①在测定金属丝电阻率的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，一次的测量结果如图所示．图1中读数为

 

mm．
②用多用电表测电阻每次选择倍率后，都必须手动进行电阻

 

．图2是测某一电阻时表盘指针位置，是用×100的倍率则此电阻的阻值为

 

为了提高测量的精度，应选择

 

的倍率更好．（从×1、×10、×1K中选取）

（2）某同学用图a所示电路，描绘小灯泡的伏安特性曲线．可用的器材如下：
电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图b所示．
①由图可知小灯泡的电阻随温度升高而

 

（填“变大”“变小”或“不变”）．
②请在图c虚线框中画出与实物电路相应的电路图．
③若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭．则此时的电路中，当滑动变阻器的滑片移到

 

．（选填“最左端”、“正中间”或“最右端”）时．小灯泡获得的最小功率是

 

W．（结果保留两位有效数字）

（3）某学习小组用如图甲所示的实验装置探究动能定理，已知小车的质量为M，沙和小桶的总质量为m，实验中小桶未到达地
面，要完成该实验，请回答下列问题：
①实验时为保证小车受到的拉力大小与沙和小桶的总重力大小近似相等，沙和小桶的总质量远小于滑块质量，实验时为保证小车受到的细线拉力等于小车所受的合外力，需要的操作是

 

．
②在满足第①问的条件下，若通过实验得到纸带如图乙所示，A、B、C、D、E为计数点，相邻两点间的时间间隔为T当地重力加速度为g，相邻计数点间的距离x₁，x₂，x₃，₄其中B点和D点对应时刻小车的瞬时速度用v_B和v_D表示，则v_B=

 

．小车的运动中对应纸带打B、D两点间的过程，动能变化量表达式△E_K=

 

（用M，v_B和v_D表示）；小车合外力的功表达式W=

 

．在多组实验数据基础上，分析小车合外力的功与动能变化量的关系为W=△E_K

Answer 1

分析：（1）①螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器的示数；
②欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表的示数，中值电阻附近刻度最均匀；
（2）当把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器的连接情况：滑动触头打到最左端或最右端时变阻器均短路，此时小灯泡功率最大，滑动触头在中间时，变阻器的有效电阻最大，小灯泡功率最小，将滑动变阻器和电源看作等效电源，做I-U图象分析；
（3）①由于摩擦阻力的存在，拉力大于合力，故需平衡摩擦力；
②根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解B、D两点速度；求出动能的增加量；拉力做的功等于总功．

解答：解：（1）①由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，
可动刻度所示为35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋测微器的示数为0.5mm+0.355mm=0.855mm；
②每次换挡均需要欧姆调零；
由图乙所示多用电表可知，金属丝电阻阻值R=4.5×100Ω=450Ω；
指针偏转角度过大，可以选择×10挡位；
（2）①根据欧姆定律R=

U

I

知，小灯泡的电阻随电压增大而增大．
②如图所示：

③若把AB间的导线误接在AC之间，则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大R=

10

2

Ω=5Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为3V，内阻为6Ω，则短路电流I_短=

3

6

=

1

2

A=0.5A，在小灯泡的U-I图象中，连接U=3V与I=0.5A两点，画出表示电源的U-I图象，如图，读出两图线的交点坐标为U=0.88V，I=0.35A，则小灯泡的最小功率为P=UI=0.32；

（3）①由于摩擦阻力的存在，拉力不等于合力，故需将长木板一段适当垫高，使重力的下滑分量恰好平衡摩擦力；
②匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故：vB=

x1+x2

2T

；
动能的增加量为：

1

2

M(vD)2-

1

2

M(vB)2；
拉力做的功等于总功，为

1

2

M(vD)2-

1

2

M(vB)2；
故答案为：（1）①0.855；②调零，450，×10；（2）①变大；②如图所示；③正中间，0.32W；（3）①

x1+x2

2T

；②

1

2

M(vD)2-

1

2

M(vB)2，

1

2

M(vD)2-

1

2

M(vB)2．

点评：本题第二问较难，关键明确当已知小灯泡的伏安特性曲线，要求其功率时，要再画出表示电源的U-I图象，则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压，然后根据P=UI求解．