Question

（18分）

⑴某同學利用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態，他在地面上用測力計測量砝碼的重力，示數是G，他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發現測力計的示數小于G，由此判斷此時電梯的運動狀態可能是                 。
⑵用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的結果如圖所示。該金屬絲的直徑是      mm。
                         
⑶某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始玻璃磚的位置如圖中實線所示，使大頭針P₁、P₂與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉動，同時在玻璃磚的直徑邊一側觀察P₁、P₂的像，且P₂的像擋住P₁的像，如此觀察，當玻璃磚轉到圖中虛線位置時，上述現象恰好消失。此時只須測量出              ，即可計算出玻璃磚的折射率，請用你的測量量表示出折射率n=        。
⑷某同學測量阻值約為25kΩ的電阻R_x，現備有下列器材：
A. 電流表（量程100μA，內阻約2kΩ）；
B. 電流表（量程500μA，內阻約300Ω）；
C. 電壓表（量程15V，內阻約100kΩ）；
D. 電壓表（量程50V，內阻約500kΩ）；
E. 直流電源（20V，允許最大電流1A）；
F. 滑動變阻器（最大阻值1kΩ，額定功率1W）；
G. 電鍵和導線若干。
電流表應選_________.電壓表應_________.(填字母代號)
該同學正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實驗順利進行，并使測量誤差盡量減小，實驗前請你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題：
①___________________________________；
②___________________________________。

Answer 1

（1）可能是減速上升或加速下降。（2）1.704-1.708（3）。
（4）C   ①電流表應采用內接的方法；②滑動變阻器應采用分壓器方式的接法 。

（1）物體處于失重狀態，加速度方向向下，故而可能是減速上升或加速下降。
（2）注意副尺一定要有估讀。讀數為1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因為個人情況不同，估讀不一定一致，本題讀數1.704-1.708都算正確。
（3）由題意可知，當玻璃磚轉過某一角度θ時，剛好發生全反射，在直徑邊一側觀察不到P₁、P₂的像，做出如圖所示的光路圖可知，當轉過角度θ時有。
（4）電學實驗選擇儀器的一般步驟如下：① 根據量程選擇電流表和電壓表，不能超過表的量程，不能量程太大導致表的讀數偏��；② 根據題中關鍵語句，如精確測量，從零開始連續可調等等選擇分壓電路亦或是限流電路；分壓電路滑動變阻器選擇小阻值，限流電路滑動變阻器選擇大阻值；③ 選擇電流表的內外接法，一般的原則是“大內偏大，小外偏小”；也可以根據與之間的關系來判斷，當>時，采用電流表的外接法，反之選擇電流表內接法。
（1）本題中，待測電阻R_x的阻值約為25kΩ，直流電源電動勢為20V，經粗略計算電路中最大的電流約為，所以電流表選擇B；雖然電壓表C的量程不足，但是相比起來電壓表D的量程超過太多，讀數偏小，所以電壓表選擇C表。
（2）根據本題解析的第②、③兩條原則可知電路圖的問題為：①電流表應采用內接的方法；②滑動變阻器應采用分壓器方式的接法 。