Question

（I）用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质．现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系．
（1）测量上述物理量需要的主要器材是：______、______、______等．
（2）若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式：x=______（若用到比例系数，可用k表示）

拉 力   长度 L/cm	伸长 拉力F/N x/cm   直径 D/mm	50.0	100.0	200.0
5.00	0.040	0.20	0.40	0.80
10.00	0.040	0.40	0.80	1.60
5.00	0.080	0.10	0.20	0.40

（3）在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是______（只需写出一种）
（4）若有一根合金丝的长度为20cm，截面直径为0.200mm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为______ N．
（II）测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：
A．待测电压表（量程3V，内阻未知）一块    B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一块
C．定值电阻（阻值5kΩ，额定电流0.5A）一个  D．电池组（电动势小于3V，内阻不计）一
E．多用电表一块     F．开关两只     G．导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
（1）用多用电表进行粗测：多用电表电阻档有3种倍率，分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω．该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太小．为了较准确地进行测量，应重新选择倍率．重新选择倍率后，刻度盘上的指针位置如图1所示，那么测量结果大约是______Ω．
（2）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图2中的甲、乙两个实验电路．你认为其中较合理的是______（填“甲”或“乙”）电路．其理由是：______．
（3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量______；用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式应为R_v=______．

Answer 1

【答案】分析：I、（1）根据实验中需测量的数据可以得出需要的工具；（2）采用控制变量的形式可得出各量之间的关系，则可得出表达式；（3）实验中涉及的量较多，故应采用控制变量法；（4）由胡克定律可得出最大拉；
Ⅱ、（1）万用表测量电阻时，应让指针指在中间位置，若不符，则可以调节档位使指针符合要求；（2）分析两电路的特点可知符合题意、更为准确的电路；（3）根据实验的要求及原理可知实验中需要测量的数据，则可得出测量值的表达式．
解答：解：（I）（1）测量截面积应先螺旋测微器测出直径再求出面积；而长度可以直接用刻度尺测量；而拉力用弹簧测力计测量；
 （2）分别比较相同直径及相同长度的两种情况，则可得出拉力与长度成正比，与截面积成反比，则可知x=k；
（3）由（2）的分析可知，实验中要求要控制变量，故采用了控制变量法，同时本实验也采用了归纳法；
（4）由x=k，由上表的数据代入可求得k，则拉力F==62.5N；
（II）（1）因偏角太小，说明我们的档位选择太小，故应增大档位，故应采用×100档，由表可知示数乘以档位可知电阻为3.0 KΩ．
（2）甲图为电压表与电流表串联，因电压表内阻过大，故电路中电流太小，故应选取乙图；   
（3）开关K₂闭合前，电压表与电阻串联，电压表测的电压为电压表两端的电压，而开关闭合后，电压表测量电压为电动势，则由串联电路的规律可得出结果；
故答案为：I、（1）螺旋测微器、刻度尺、弹簧测力计；（2）k； （3）控制变量法；（4）62.5；
Ⅱ、（1）3.0； （2）乙、因为甲图中流过电流表的电流太小，读数误差比较大．（3）K₂闭合前后电压表的读数U₁、U₂； ．
点评：这两个实验均为探究性实验，要求我们能正确审题，找出实验中的基本原理才能顺利求解出结果．