Question

（1）某同學(xué)完成《測(cè)定玻璃的折射率》實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)課本思考題的耍求，又繼續(xù)對(duì)半圓柱形玻璃磚折射率進(jìn)行測(cè)定．如圖所示為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中畫出的過(guò)圓心0的入射光P₁P₂的光路圖，P₃是該入射光經(jīng)玻璃磚折射后所經(jīng)過(guò)的一點(diǎn)．現(xiàn)該同學(xué)身邊僅有的測(cè)量工具為學(xué)生用三角板．
①請(qǐng)?jiān)趫D中作出入射光玻璃磚折射后的折射光線；
②根據(jù)提供的器材，用你測(cè)量出來(lái)的量表示半圓柱形玻璃磚折射率的表達(dá)式n=

 

． （要求所用物理量與你在圖上標(biāo)的符號(hào)相一致）
（2）小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變化．為研究這一現(xiàn)象，某同學(xué)用K列器材通過(guò)實(shí)驗(yàn)繪出了小燈泡的伏安特性曲線如下圖所示．
除了電源E、小燈泡L （額定電壓為2V）、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
電流表：A₁（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）      A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
電壓表：V₁（量程3V，內(nèi)阻約5KΩ）         V₂（量程15V，內(nèi)阻約15KΩ）
滑動(dòng)變阻器：R₁（最大阻值10Ω）R₂（最大阻值2KΩ）
①為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表

 

，電壓表

 

滑動(dòng)變阻器

 

．（填器材的符號(hào)）
②在下框中出該同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)電路圖．

③通過(guò)實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而

 

（選填：“增大”、“減小”、“不變”），小燈泡正常工作時(shí)的電阻是常溫下電阻的

 

倍．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)折射定律可知，從圓心射入的光線，從玻璃磚射出時(shí)，沿半徑射出，根據(jù)光線的射出點(diǎn)可以確定出射光線，根據(jù)光路圖找到入射角和折射角，即可求出光的折射率表達(dá)式；
（2）根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知，電壓最大值為2V，電流最大值為0.5A，由此可以正確選擇電壓表和電流表，注意要求指針偏轉(zhuǎn)大些，在三分之二左右偏轉(zhuǎn)最好，該實(shí)驗(yàn)采用的是滑動(dòng)變阻器的分壓接法，因此滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的那個(gè)．

解答：解：（1）①根據(jù)P₃位置，確定其光路圖如下所示：
②根據(jù)折射定律有：n=

sini

sinr

=

d1

d2

．
故答案為：

d1

d2

．
（2）①根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知，電壓最大值為2V，電流最大值為0.5A，在選電壓表和電流表時(shí)注意要求指針偏轉(zhuǎn)大些，在三分之二左右偏轉(zhuǎn)最好，因此電壓表選V₁，電流表選A₂，該實(shí)驗(yàn)采用的是滑動(dòng)變阻器的分壓接法，因此滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的那個(gè)，故選R₁．
故答案為：A₂，V₁，R₁．
②由題意可知燈泡電阻較小，因此安培表采用外接法，該實(shí)驗(yàn)電壓需要從零調(diào)節(jié)，而且需要多測(cè)數(shù)據(jù)，因此滑動(dòng)變阻器需要用分壓接法，故原理圖如右圖所示：
③根據(jù)圖線可知，小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大，由圖線可知，燈泡電壓為2V時(shí)，電流為0.5A，因此正常工作電阻為：R=

U

R

=

2V

0.5A

=4Ω；
開始電流很少時(shí)的電阻為燈泡的常溫電阻，大小大約為：R0=

U

I

=

0.2V

0.1A

=2Ω，
因此小燈泡正常工作時(shí)的電阻是常溫下電阻的：

R

R0

=2倍，由于需要估讀，因此在范圍1.9～2.1內(nèi)都正確．
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：幾何光學(xué)問(wèn)題，要明確光路圖，依據(jù)折射定律求解；儀器選擇、電路設(shè)計(jì)、連接實(shí)物圖是電學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常考查的重點(diǎn)知識(shí)，對(duì)于這部分知識(shí)主要在平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練，加深理解．