Question

（1）某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他找到了一塊大小約為3cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球．他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．將石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將尼龍線的上端固定于O點(diǎn)，如圖1所示
B．用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)
C．將石塊拉開(kāi)一個(gè)大約α=5⁰的角度，然后由靜止釋放
D．從擺球擺到最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出30次全振動(dòng)的總時(shí)間t，由T=t/30得出周期
E．改變OM間尼龍線的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下每次相應(yīng)的L和T
F．求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的L和T的平均值，作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù)，代入公式g=(

2π

T

)2L，求出重力加速度g
①該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是

BCF

．
②該同學(xué)用OM的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值

偏小

（“偏大”或“偏小”）．
③用什么方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難？
（2）有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W“的字樣，現(xiàn)要求用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的I-U圖線（如圖2）．現(xiàn)有下列器材供選用：
A?電壓表（O～5V，內(nèi)阻10kΩ）    B．電壓表（O～I(xiàn)OV；內(nèi)阻20kΩ）
C?電流表（O～O．3A，內(nèi)阻1Ω）    D．理想電流表（O～O．6A）
E．滑動(dòng)變阻器（1kΩ，2A）    F．滑動(dòng)變阻器（5Ω，2A）
G．學(xué)生電源（直流6V），還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線
①實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選

A

．電流表應(yīng)選

D

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

F

；（用序號(hào)字母表示）
②為了使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)圖3在方框內(nèi)畫出滿足買驗(yàn)要求的電路圖．
③請(qǐng)你根據(jù)如圖所示的買驗(yàn)結(jié)果求出小燈泡在2.4V電壓下的實(shí)際功率

1.03

 W．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）①擺長(zhǎng)等于懸點(diǎn)到大理石塊的質(zhì)心的距離；單擺在擺角較小時(shí)（小于5°）可看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；在最低點(diǎn)速度最大，此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)誤差最��；不能通過(guò)測(cè)得物理量的平均值作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)各組數(shù)據(jù)求出重力加速度，再求平均值．
②根據(jù)單擺的周期公式和數(shù)學(xué)知識(shí)得到重力加速度與T²-L圖象斜率的關(guān)系．由單擺周期公式，求出重力加速度的表達(dá)式．
（2）用伏安法測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，電流表和電壓表的選取要根據(jù)小燈泡的額定電流和額定電壓來(lái)決定，既不能燒表又能較精確讀出數(shù)值，一般要求指針在刻度盤的中間位置．

解答：解：（1）①B（擺長(zhǎng)應(yīng)從懸點(diǎn)到大理石塊的質(zhì)心）；
C（擺角太大，不能看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)）；
F（必須先分別求和各組L和T值對(duì)應(yīng)的g，再取所求得的各個(gè)g的平均值）；
故錯(cuò)誤的選項(xiàng)為：BCF；
②OM小于正確擺長(zhǎng)，故由周期公式T=2π

l g

可知，所測(cè)周期偏��；
③為了減小誤差可以采用圖象法作圖，利用圖象的斜率可以求出重力加速度；
（2）①、因小燈泡標(biāo)有“4V，2W”的字樣，故電壓表應(yīng)選A，由I=

P

U

得小燈泡額定電流為0.5A，故電流表應(yīng)選D，因小燈泡電流從零調(diào)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器，故應(yīng)選E．
②因小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故電流表應(yīng)用外接法，因要求電流從零調(diào)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示

③由圖可知，當(dāng)電壓為2.4V時(shí)，電流為0.42A，則功率P=UI=2.4×0.43=1.03W；
故答案為；（1）①BCF   ②偏�。�③作圖象法直線斜率（2）①A D F   ②如右圖所示；③1.03

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)要明確實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)要求，更要注意實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)分析方法，明確哪種方法更為合理．