Question

（2009?宜昌模拟）（1）如图所示，在用“自由落体验证机械能守恒定律”的实验中，下面列举了该实验的几个操作步骤，你认为没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是

BC

（填字母代号）
A．按照图示的装置正确安装好实验器材
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．先接通电源开关，再释放悬挂纸带的夹子让重锤下落
（2 ）为了精确测量某待测电阻R_x的阻值（约为30Ω）．有以下一些器材可供选择：
电流表：A₁（量程0～50mA，内阻约12Ω）
A₂（量程0～3A，内阻约0.12Ω）
电压表：V₁（量程0～3V，内阻很大）
V₂（量程0～15V，内阻很大）
电源：E（电动势为约为3V，内阻约为0.2Ω）
定值电阻R （ 30Ω，允许最大电流1.0A ）
滑动变阻器R₁ （0～10Ω、允许最大电流2.0A ）
滑动变阻器R₂ （ 0～1kΩ、允许最大电流0.5A ）
单刀单掷开关S一个，导线若干
①电流表应选

A₁

，电压表应选

V₁

，滑动变阻器应

R₁

（填字母代号）．
②请在方框中画出测量电阻Rx 的实验电路图（要求所测量值的范围尽可能大些，所用器材用对应的符号标出）
③某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为R_x=

U

I

-R

．

Answer 1

分析：（1）本题要抓住打点计时器只有交流电压下才能工作；需要验证的方程为mgh=

1

2

mv2，即为gh=

1

2

v2，不需要测量重锤的质量；
（2）解决本题的关键是将待测电阻与定值电阻串联使用，应通过估算说明．并由欧姆定律得到R_x的表达式．

解答：解：（1）不恰当的步骤是B：应将打点计时器接到学生电源的交流输出端上；
不需要的步骤是C：因需要验证的方程为mgh=

1

2

mv2，即为gh=

1

2

v2，不需要测量重锤的质量；
（2）①测量电阻时，电路中最大电流约为I_max=

E

Rx

=

3

30

A=0.1A=100mA，比较小，故电流表应选A₁；
电源电动势为3V，故电压表应选V₁．
据题，要求所测量值的范围尽可能大些，变阻器应采用分压接法，为方便调节，应选择总电阻较小的变阻器，故选R₁．
②待测电阻阻值远与电流表的内阻接近，而远小于电压表的内阻，为减小误差，电流表应选外接法，
但根据欧姆定律，若将电阻直接接在电压表两端时，电阻两端最大电压为U=I_AR_x=50×10^-3×12V=0.6V，太小，电压表无法读数，应将电阻与定值电阻串联，电路图如图所示．

③由欧姆定律可得R_x=

U

I

-R
故答案为：
（1）BC
（2）①A₁，V₁，R₁
②在右面方框中画出实验电路图．
③

U

I

-R．

点评：解决实验问题关键要理解并掌握实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．