解题思路:(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读;
(2)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项;带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的加速度.
(3)①求出金属丝的横截面积,代入公式
R=ρ
L
S
,即可求出电阻率的表达式;②单刀双掷开关S2合向1,由电压表和电流表的示数U1和I1,可求出Rx、电流表、变阻器串联的电阻;将单刀双掷开关S2合向2,读出此时电压表和电流表的示数U2和I2,可求出电流表和变阻器串联的电阻;两个阻值之差等于被测电阻.根据欧姆定律写出表达式.
(1)游标卡尺的主尺读数为0mm,游标尺上第8个刻度与主尺上某一刻度对齐,故其读数为0.05×8mm=0.40mm,
所以最终读数为:0mm+0.40mm=0.40mm=0.040cm.
故答案为:0.040.
(2)没有必要进行的步骤是:
因为我们是比较mgh、[1/2]mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故C没有必要;
操作不恰当的步骤是:
应将打点计时器接到电源的交流输出端上,故B错误.
开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故C错误.
②利用匀变速直线运动的推论△x=at2得:
a=
△x
T2═
s2−s1
(2T0)2=
f2
4(s2−s1)
故答案为:①0.040;②ABC,
f2
4(s2−s1).
(3)①根据电阻定律有:R=ρ
L
S,金属丝的横截面积为:S=
πd2
4
因此解得:ρ=
πd2R
4L.
②将电键S2接1,只调节滑动变阻器r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U2和I2;
由题得:Rx+RA+R1=
U1
I1,RA+R1=
U2
I2
因此有:Rx=
U1
I1−
U2
I2.
故答案为:①
πd2R
4L; ②将电键S2接1,只调节滑动变阻器r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U2、I2③
U1
I1−
U2
I2.
点评:
本题考点: 伏安法测电阻;刻度尺、游标卡尺的使用;验证机械能守恒定律.
考点点评: (1)解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数.
(2)纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.
(3)本题实验设计比较巧妙,利用伏安法测量两次电阻,有效消除系统误差,来源于书本,又高于书本.