Question

Ⅰ．為了測定滑槽對物體的摩擦力所做功的大小，利用刻度尺和如圖1所示的實驗裝置進行實驗．其中a是質(zhì)量m的小球（可視為質(zhì)點），b是固定于桌面的滑槽（滑槽末端切線沿水平方向），實驗時讓小a從滑槽上同一位置C點多次由靜止釋放滑下，落在地面上的平均落地點為p點，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，不計空氣阻力．
則實驗時
（1）需要測量的物理量（用文字和字母表示）：    、    、    ．
（2）計算滑槽b對小a的摩擦力所做的功的關(guān)系式（用測得的物理量的字母表示）W_f=    ．
Ⅱ．實驗室新進了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ωm．課外活動小組的同學(xué)設(shè)計了一個實驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．
（1）他們使用多用電表粗略測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：（請?zhí)顚懙冖诓讲僮鳎?br />①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；
②    ；
③把紅黑表筆分別與金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖2（a）所示，則可知電阻為    Ω
（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實驗誤差，并且要求測量數(shù)據(jù)從零調(diào)起，應(yīng)從如圖2（b）的A、B、C、D四個電路中選擇    電路來測量金屬絲電阻；
（3）他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖3所示，金屬絲的直徑為    mm；
（4）如電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，金屬絲直徑為D，金屬絲電阻率為ρ，用上述物理量寫出金屬絲長度L的表達式為    ．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ需要測出C點到桌面的高度，求出小球重力所做的功，測出桌面到地面的高度及小球落地點到桌邊的水平距離，以便應(yīng)用平拋運動的知識求出小球離開滑槽時的速度，最后由動能定理求出滑槽阻力對小球所做的功．
Ⅱ（1）使用多用電表歐姆檔測電阻時，要先估測待測電阻阻值，然后選擇合適倍率，對歐姆表進行歐姆調(diào)零，最后用歐姆表測電阻，歐姆表讀數(shù)是指針示數(shù)乘以倍率．
（2）待測電阻絲阻值很小，應(yīng)該使用電流表的外接法；為了測出多組實驗數(shù)據(jù)，且從零開始測量，滑動變阻器應(yīng)使用分壓接法，據(jù)此分析電路圖，找出符合要求的實驗電路．
（3）對千分尺讀數(shù)時，先讀固定刻度，再讀可動刻度，可動刻度示數(shù)乘以精度0.01與固定刻度示數(shù)之和是千分尺的示數(shù)，由圖3所示千分尺可以讀出千分尺示數(shù)．
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，由歐姆定律求出電阻絲電阻，然后由電阻定律求出電阻絲的電阻率．
解答：解：Ⅰ、（1）實驗中需要測量的物理量有：C點到桌面的高度h₁，桌面到地面高度h₂，O點到p點的水平距離x；
（2）設(shè)小球離開滑槽時的速度是v，在空中的運動時間為t，小球離開滑槽后做平拋運動，在水平方向上，做勻速直線運動，位移：x=vt…①
在豎直方向上做自由落體運動：h₂=gt² …②
由①②解得：v=x
小球從C點滑到滑槽末端的過程中，由動能定理可得：mgh₁-W_f=mv²-0，W_f=-mgh₁
Ⅱ、（1）②對歐姆表進行歐姆調(diào)零，具體操作是：將紅黑表筆對接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻，使指針指在最右端零刻度線處；
③由圖2（a）所示多用電表可知，歐姆表示數(shù)是4×1Ω=4Ω．
（2）為減小誤差，實驗多次測量，根據(jù)題目要求可知，實驗時應(yīng)采用電流表的外接法，滑動變阻器應(yīng)使用分壓接法，由圖2所是電路圖可知，符合要求的實驗電路是D．
（3）由圖3所示千分尺可知，千分尺固定刻度示數(shù)是0，可動刻度示數(shù)是26.0，千分尺的示數(shù)是26.0×0.01mm=0.260mm．
（4）金屬絲的電阻：R=，金屬絲的橫截面積：S=πr²=π，
∵R=ρ，∴金屬絲的長度：L==×=．
故答案為：Ⅰ（1）C點到桌面的高度h₁；桌面到地面高度h₂；O點到p點的水平距離x；（2）-mgh₁；
Ⅱ（1）將紅黑表筆對接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻，使指針指在最右端零刻度線處；4；
（2）D；（3）0.260；（4）L=．
點評：（1）本實驗考查了實驗需要測量的物理量、求摩擦力做的功等問題，知道實驗原理、熟練應(yīng)用動能定理即可正確解題．
（2）本實驗考查了實驗操作、電阻箱讀數(shù)、千分尺讀數(shù)、求電阻絲長度等問題，熟練掌握基礎(chǔ)知識，熟練應(yīng)用歐姆定律、電阻定律即可正確解題．