Question

（1）在“用单摆测重力加速度”的实验中，小明同学的操作步骤为：
A．取一根细线，下端系着直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上；
B．用刻度尺量得细线长度l；
C．在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球；
D．用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到周期；
E．用公式计算重力加速度
①为减小实验误差，小明同学应在小球经过______（选填“释放位置”或“平衡位置”）时开始计时．
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（2）小亮同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0.55A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：
A．电压表（量程是3V，内阻是6kΩ的伏特表）
B．电压表（量程是15V，内阻是30kΩ的伏特表）
C．电流表（量程是0.6A，内阻是0.5Ω的安培表）
D．电流表（量程是3A，内阻是0.1Ω的安培表）
F．滑动变阻器（阻值范围0～5Ω），额定电流为0.6A
G．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω），额定电流为0.6A
直流电源（电动势E=3V，内阻不计） 开关、导线若干．
该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学元件上的电流和电压）．

I/A		0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V		0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

①为提高实验结果的准确程度，电流表选______；电压表选______；滑动变阻器选______．（以上均填写器材代号）
②请在上面的方框中画出实验电路图；
③在图（a）中描出该电学元件的伏安特性曲线；
④据图（a）中描出的伏安特性曲线可知，该电学元件的电阻随温度而变化的情况为：______；
⑤把本题中的电学元件接到图（b）所示电路中，若电源电动势E=2.0V，内阻不计，定值电阻R=5Ω，则此时该电学元件的功率是______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）用单摆测重力加速度的实验中为减小实验误差，应在小球经过平衡位置时开始计时；单摆的摆长应该是细线长度l加小球的半径；
（2）由安全性和准确性根据额定电压可知应使用的电压表；由额定电流可知应采用的电流表； 滑动变阻器采用分压式接法，应该选择最大阻值较小的，有利于数据的测量．
（3）要求测量从0V到2.0V的电压下待测元件的通过的电流，所以应采用分压式接法．由于待测元件的电阻更接近电流表内阻，所以采用电流表外接法．
解答：解：（1）用单摆测重力加速度的实验中小球经过平衡位置时的速度最大，更容易确定开始的时间，故为减小实验误差，应在小球经过平衡位置时开始计时；单摆的摆长应该是细线长度l加小球的半径，该实验中，仅仅用刻度尺量得细线长度l，没有算上小球的半径，根据单摆周期的公式：，L偏小，故T偏小．
（2）因待测元件的额定电压为2.5V，故电压表应A；
额定电流为0.55A，故电流表应选C，
滑动变阻器采用分压式接法，应该选择最大阻值较小的，有利于数据的测量．故选F．
（3）要求测量从0V到2.0V的电压下通过待测元件的电流，所以应采用分压式接法．由于待测元件的电阻更接近电流表内阻，所以采用电流表外接法．
（4）描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个坐标点描绘图象．图（a）中描出的伏安特性曲线可知，该电学元件的电阻随温度而变化的情况是元件电阻随温度升高而增大；
（5）由图可以计算待测元件的最大电阻：，接入b电路时待测元件的电阻要小于5Ω，它分担的电压也小于1V，流过它的电流是0.21A时，由图表可知其电阻：
流过它的电流是0.12A时，由图表可知其电阻：Ω
故待测元件的电功率：估计大约是0.14～0.18W．
故答案为：（1）平衡位置；偏小．        
          （2）①C；A； F．         ②如答图1所示．         ③如答图2所示．       ④元件电阻随温度升高而增大．      ⑤0.14～0.18W均可．             

点评：电学实验中要注意仪表的选择方法、实物图的连接、电路的接法等，要多练习从而找出相应的规律； 明确分压接法使用的条件，并能根据电流表及电压表的内阻确定电流表的内外接法；测小灯泡的伏安特性曲线采用的均为分压外接法．