Question

（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图甲所示，可以读出此金属球的直径为

 

mm．

单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图乙所示，则该单摆的周期为

 

s．
（2）电流表A₁的量程为0～200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：
电流表A₂：与A₁规格相同滑动变阻器R₁：阻值0～20Ω
电阻箱R₂：阻值0～9999Ω
保护电阻R₃：3kΩ
电源：电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图丙所示，某同学设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成．
②电路完整后，依你所选方案写出测量电流表A₁内电阻的实验步骤．

 

 

 

．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数．单摆经过平衡位置（最低点）时的速度最大，拉力最大，一个周期摆球两次经过最低点，由图象可以求出单摆周期．
（2）由图示可知，实验应用半偏法测电流表内阻，为方便操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，由于电流表内阻远大于滑动变阻器电阻，滑动变阻器应采用分压接法，据此作出实验电路图．根据电路图与半偏法测电阻的原理设计实验步骤．

解答：解：（1）由图甲所示游标卡尺可知，主尺示数为14mm，游标尺示数为4×0.05mm=0.20mm，
游标卡尺示数为14mm+0.20mm=14.20mm；
由由图乙所示图象可知，每两次拉力最大值间的时间间隔是2s，单摆周期是2s．
（2）①为方便实验操作，滑动变阻器选择R₁：阻值0～20Ω，电流表电阻远大于滑动变阻器最大阻值，
为多次测量，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示．
②根据实验电路、半偏法测电笔内阻的原理，实验步骤如下：方法一：
a、将变阻器R₁的滑动端移到左端，电阻箱的阻值调到最大．
b、闭合开关S₁、S，调节变阻器，使两电流表指针有较大的偏转，记录电流表A₂的示数I．
c、断开S₁，保持S闭合、R₁不变，再闭合S₂，调节电阻箱，使电流表A₂的示数再次为I．读出此时电阻箱的示数R₂，R₂的大小为电流表A₁内电阻r．即r=R₂．
故答案为：（1）14.20；2.0；（2）①实验电路如图所示；②测量电流表A₁内电阻的实验步骤．

点评：本题考查了游标卡尺的示数、求单摆的周期、设计实验电路、补充完善实验步骤等；游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，游标卡尺不需要估读；知道实验原理是正确设计实验电路图、补充实验步骤的关键．