Question

（2009?崇文區(qū)一模）（1）①如圖所示，用刻度尺測(cè)得物體的長(zhǎng)度為

3.42

cm．

②下列實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)是：

ABCD

．（填入選擇的字母代號(hào)）

（2）現(xiàn)有量程I_g=500μA，內(nèi)阻約為100Ω的微安表G，將其改裝成量程為10V的電壓表．
①采用如圖所示的電路測(cè)電流表G的內(nèi)阻R_g，可選用的器材有：

A．電阻箱：最大阻值為999.9Ω
B．電阻箱：最大阻值為99999.9Ω
C．滑動(dòng)變阻器：最大阻值為200Ω
D．滑動(dòng)變阻器，最大阻值為2kΩ
E．電源：電動(dòng)勢(shì)約為2V，內(nèi)阻很小
F．電源：電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻很小
G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
為提高測(cè)量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻R₁應(yīng)選擇

B

；可變電阻R₂應(yīng)選擇

A

；電源E應(yīng)選擇

F

．（填入選用器材的字母代號(hào)）
②若測(cè)得R_g=105.0Ω，需

串

聯(lián)一個(gè)

19895

Ω的電阻將它改裝成量程10V電壓表．
（3）如圖甲所示是一種測(cè)量電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)高阻值電阻放電的方法測(cè)出電容器充電至電壓U時(shí)所帶的電荷量Q，從而再求出待測(cè)電容器的電容C．

某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：
a．根據(jù)圖甲所示的電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路；
b．閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)I₀=490μA，電壓表的示數(shù)U₀=8.0V（I₀、U₀分別是電容器放電時(shí)的初始電流和電壓）；
c．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5s或10s測(cè)一次電流i值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)示在坐標(biāo)紙上（時(shí)間t為橫坐標(biāo)，電流i為縱坐標(biāo)）如圖乙中黑點(diǎn)所示．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
①在圖乙中畫(huà)出i-t圖線；
②在①中，描繪的圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義

電容器充電到電壓為U時(shí)所帶的電荷量

；
③該電容器的電容為

1.0×10^-3

F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）①由圖示刻度尺確定刻度尺的分度值，物體端點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)是物體長(zhǎng)度；
②驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中用刻度尺測(cè)量射程，測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中用刻度尺測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)的間隔距離，雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)出雙縫到光屏的距離．
（2）半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，閉合電鍵S₂后，電流表兩端電壓變小，但實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為電流表兩端電壓不變，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，串聯(lián)電阻阻值應(yīng)大些，電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)高一些，與電流表并聯(lián)的電阻箱要與待測(cè)電流表阻值相當(dāng)，據(jù)此選擇實(shí)驗(yàn)器材．把電流表改裝成電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值．
（3）由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積，計(jì)面積時(shí)可數(shù)格數(shù)，由C=

Q

U

求出電容C．

解答：解：（1）①由圖示刻度尺可知，刻度尺的分度值是1mm，物體的長(zhǎng)度是3.42cm；
②A、驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中用刻度尺測(cè)量射程，故A正確．
B、測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中用刻度尺測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度，故B正確．
C、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)的間隔距離，故C正確．
D、雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，需要用刻度尺測(cè)出雙縫到光屏的距離，故D正確，
故選ABCD．
（2）①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可變電阻R₁阻值應(yīng)大一些，可變電阻R₁應(yīng)選擇B、
電阻箱：最大阻值為99999.9Ω；可變電阻R₂阻值應(yīng)與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，可以選A、
電阻箱：最大阻值為999.9Ω；電源電壓應(yīng)適當(dāng)大一點(diǎn)，可以選：F、
電源：電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻很�。�
②把電流表改裝成電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，電流表的滿偏電壓U_g=I_gR_g，串聯(lián)電阻兩端電壓U_R=U-U_g，
串聯(lián)電阻阻值R=

UR

Ig

=

U-IgRg

Ig

=

10V-500×10-6A×105Ω

500×10-6A

=19895Ω．
（3）①用平滑的曲線連接．如圖所示

②由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積：則面積為電容器充電到電壓為U₀時(shí)所帶的電荷量．
③查出格子數(shù)，由總格子數(shù)乘以每個(gè)格子的“面積”值求：Q=8.0×10^-3C，則C=

Q

U

=

8×10-3

8.0

F=1×10-3F；
故答案為：（1）①3.42；②ABCD；（2）①B；A；F；②串；19895；（3）①如圖所示；②電容器充電到電壓為U時(shí)所帶的電荷量；③1.0×10^-3．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握刻度尺的讀數(shù)方法，刻度尺的讀數(shù)等于整刻度讀數(shù)加上估讀刻度讀數(shù)．以及知道哪些實(shí)驗(yàn)需要刻度尺．要掌握用數(shù)學(xué)方法求解物理問(wèn)題，明確圖象的面積的意義．