Question

（1）某同学用单摆测重力加速度，他将单摆挂起后，进行了如下实验步骤：
①测摆长l：用米尺量出摆线的长度；
②测周期T：将摆球拉起，摆角小于5°时自由释放摆球，在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时，将此作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T=

t

60

；
③将所测量的 l和T值代入单摆周期公式，算出重力加速度g，将它作为实验的最后结果写进实验报告中去．
请在下面的空白处，分别指出各步骤中遗漏或错误的地方．
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻R_x（标称阻值为180Ω）的电流随其两端电压变化的特点．
实验器材：多用电表，电流表A（0-50mA，内阻约15Ω），电压表V（5V，内阻约20kΩ），电源E（6V直流电源，内阻可忽略不计），滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），定值电阻R₀（100Ω），电阻箱（99.9Ω）、开关K和导线若干．
①该小组用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很小；为了准确地进行测量，应换到

 

倍率的挡位；如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：

 

，补上该步骤后，表盘的示数如图1所示，则它的电阻是

 

Ω．

②该小组按照自己设计的电路进行实验．实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V，作出热敏电阻的I-U图线，如图2所示．请在所提供的器材中选择必需的器材，在方框内画出该小组设计的电路图．

③分析该小组所画出的I-U图线，说明在电流比较大的情况下热敏电阻的阻值随电流的增大而

 

；分析其变化的原因可能是

 

④提出一个简单的实验方法，说明你对变化原因的判断是正确的．

Answer 1

分析：（1）在用单摆测重力加速度的实验中，摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，周期等于完成一次全振动的时间，用时间除以全振动的次数．利用多次测量取平均值求出当地的重力加速度．
（2）①多用电表的刻度盘零刻度在右边，当指针偏角比较大时，说明电阻比较小，指针偏角比较小时，说明电阻比较大．每次换挡需重新进行欧姆调零．欧姆表测电阻的阻值等于读数乘以倍率．
②加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V，滑动变阻器需采用分压式．通过电阻的大小判断电流表采取外接还是内接，“大内偏大，小外偏小”．
③I-U图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，根据斜率的变化判断电阻的变化．
④答案比较开放，只要能用实验说明热敏电阻的温度升高电阻变小即可．

解答：解：（1）实验的第一步错误，摆长不等于摆线的长度，应等于摆线的长度加上摆球的半径．
实验的第二步错误，周期应等于时间与全振动次数的比值，一次全振动两次经过最低点．在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时，将此作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T=

t

29.5

．
实验第三步错误，应采取多次测量取平均值，因为一次测量偶然误差较大．
（2）①用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很小，说明电阻较大，换用大倍率的，所以换用“×10”倍率；换挡后，需重新欧姆调零．电阻的阻值等于20×10Ω=200Ω．
②电压电流从零测起，所以滑动变阻器需要分压式接法，热敏电阻的阻值与电流表和电压表内阻比较，发现远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如下图．
③I-U图线上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率增大，则电阻减小．这是由于电流较大时，通电生热，使热敏电阻的温度升高，阻值变小．
④用欧姆档测热敏电阻的阻值，如果用手握热敏电阻使其温度升高，可以看出热敏电阻随温度升高阻值变小．
故答案为：（1）①要用卡尺测出摆球的直径d，摆长l等于摆线长加上

d

2

；
②单摆周期T的计算，应该是T=

t

29.5

；
③改变摆长，多次测量，取g的平均值作为实验的最后结果．
（2）①“×10”；重新进行欧姆调零；200（200～205都给分）．

③减小，这是由于电流较大时，通电生热，使热敏电阻的温度升高，阻值变小．
④答案比较开放，只要能用实验说明热敏电阻的温度升高电阻变小即可．如：用欧姆档测热敏电阻的阻值，如果用手握热敏电阻使其温度升高，可以看出热敏电阻随温度升高阻值变小．

点评：本题考查了力学和电学两大实验，综合性强，关键掌握实验的原理，操作的步骤，以及掌握仪器的读数等．