Question

（2009?崇文区一模）（1）①如图所示，用刻度尺测得物体的长度为

3.42

cm．

②下列实验中需要用刻度尺测量长度的实验是：

ABCD

．（填入选择的字母代号）

（2）现有量程I_g=500μA，内阻约为100Ω的微安表G，将其改装成量程为10V的电压表．
①采用如图所示的电路测电流表G的内阻R_g，可选用的器材有：

A．电阻箱：最大阻值为999.9Ω
B．电阻箱：最大阻值为99999.9Ω
C．滑动变阻器：最大阻值为200Ω
D．滑动变阻器，最大阻值为2kΩ
E．电源：电动势约为2V，内阻很小
F．电源：电动势约为6V，内阻很小
G．开关、导线若干
为提高测量精度，在上述可供选择的器材中，可变电阻R₁应选择

B

；可变电阻R₂应选择

A

；电源E应选择

F

．（填入选用器材的字母代号）
②若测得R_g=105.0Ω，需

串

联一个

19895

Ω的电阻将它改装成量程10V电压表．
（3）如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C．

某同学在一次实验时的情况如下：
a．根据图甲所示的电路图接好实验电路；
b．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数I₀=490μA，电压表的示数U₀=8.0V（I₀、U₀分别是电容器放电时的初始电流和电压）；
c．断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测一次电流i值，将测得数据填入表格，并标示在坐标纸上（时间t为横坐标，电流i为纵坐标）如图乙中黑点所示．根据上述实验，回答下列问题：
①在图乙中画出i-t图线；
②在①中，描绘的图线与坐标轴所围成面积的物理意义

电容器充电到电压为U时所带的电荷量

；
③该电容器的电容为

1.0×10^-3

F（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）①由图示刻度尺确定刻度尺的分度值，物体端点所对应的刻度尺示数是物体长度；
②验证动量守恒实验中用刻度尺测量射程，测定金属的电阻率实验中用刻度尺测金属丝的长度，研究匀变速直线运动时用刻度尺测量计数点的间隔距离，双缝干涉测波长实验需要用刻度尺测出双缝到光屏的距离．
（2）半偏法测电流表内阻，闭合电键S₂后，电流表两端电压变小，但实验时认为电流表两端电压不变，为减小实验误差，串联电阻阻值应大些，电源电动势应高一些，与电流表并联的电阻箱要与待测电流表阻值相当，据此选择实验器材．把电流表改装成电压表，应串联一个电阻，由串联电路特点及欧姆定律可以求出串联电阻阻值．
（3）由△Q=I?△t知，电荷量为I-t图象与坐标轴所包围的面积，计面积时可数格数，由C=

Q

U

求出电容C．

解答：解：（1）①由图示刻度尺可知，刻度尺的分度值是1mm，物体的长度是3.42cm；
②A、验证动量守恒实验中用刻度尺测量射程，故A正确．
B、测定金属的电阻率实验中用刻度尺测金属丝的长度，故B正确．
C、研究匀变速直线运动时用刻度尺测量计数点的间隔距离，故C正确．
D、双缝干涉测波长实验，需要用刻度尺测出双缝到光屏的距离，故D正确，
故选ABCD．
（2）①为减小实验误差，可变电阻R₁阻值应大一些，可变电阻R₁应选择B、
电阻箱：最大阻值为99999.9Ω；可变电阻R₂阻值应与电流表内阻相当，可以选A、
电阻箱：最大阻值为999.9Ω；电源电压应适当大一点，可以选：F、
电源：电动势约为6V，内阻很小；
②把电流表改装成电压表，应串联一个电阻，电流表的满偏电压U_g=I_gR_g，串联电阻两端电压U_R=U-U_g，
串联电阻阻值R=

UR

Ig

=

U-IgRg

Ig

=

10V-500×10-6A×105Ω

500×10-6A

=19895Ω．
（3）①用平滑的曲线连接．如图所示

②由△Q=I?△t知，电荷量为I-t图象与坐标轴所包围的面积：则面积为电容器充电到电压为U₀时所带的电荷量．
③查出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求：Q=8.0×10^-3C，则C=

Q

U

=

8×10-3

8.0

F=1×10-3F；
故答案为：（1）①3.42；②ABCD；（2）①B；A；F；②串；19895；（3）①如图所示；②电容器充电到电压为U时所带的电荷量；③1.0×10^-3．

点评：解决本题的关键掌握刻度尺的读数方法，刻度尺的读数等于整刻度读数加上估读刻度读数．以及知道哪些实验需要刻度尺．要掌握用数学方法求解物理问题，明确图象的面积的意义．