Question

4．小明同學(xué)進(jìn)行了以下兩項(xiàng)測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他完成：

（1）用天平、量筒測(cè)巖石的密度．
①在稱量巖石的質(zhì)量時(shí)，他將天平放在水平桌面上，移動(dòng)游碼至零刻度線，實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)指針停在如圖1甲所示位置，此時(shí)應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)，直至天平平衡；稱量時(shí)將巖石放入天平右盤，當(dāng)天平再次平衡后，左盤中砝碼質(zhì)量和游碼位置如圖1乙所示，則巖石質(zhì)量是83.4g．
②在用量筒測(cè)量巖石體積時(shí)，測(cè)量結(jié)果如圖1丙丁所示，則巖石的體積為2×10^-5m³，巖石的密度為4.17×10³kg/m³．
（2）用電阻箱和電流表測(cè)量未知電阻R_x的阻值．
①如圖2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使其連入電路的阻值最大．將S撥至a處，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為某一適當(dāng)值I；
②將S從a撥至b處，調(diào)節(jié)電阻箱（選填“電阻箱”、“滑動(dòng)變阻器”或“電阻箱與滑動(dòng)變阻器”），使電流表的示數(shù)為I；
③讀出電阻箱的示數(shù)R=50Ω（如圖3），即為待測(cè)電阻R_x的阻值．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)天平平衡的規(guī)律是：將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的反方向移動(dòng)．物體的質(zhì)量等于砝碼的總質(zhì)量加上游碼所對(duì)的刻度．排水法測(cè)量固體的體積，其數(shù)值等于固體浸沒(méi)前后兩次的體積差．金屬塊的密度根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$得出．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)電壓表，只有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：連接好電路圖后，用電流表測(cè)出通過(guò)待測(cè)電阻的電流，再將開關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測(cè)電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
電阻箱的讀數(shù)方法：各旋盤對(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)（圖中的小三角）的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值．

解答 解：（1）由甲圖知，指針向左偏轉(zhuǎn)，所以平衡螺母應(yīng)向右調(diào)；
由乙圖知，巖石的質(zhì)量為m=50g+20g+10g+3.4g=83.4g，
金屬塊的體積為V=80cm³-60cm³=20cm³=2×10^-5m³
所以金屬塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{83.4g}{20c{m}^{3}}$=4.17×10³kg/m³．
（2）由①可知，將S撥至a處，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為某一適當(dāng)值I；根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測(cè)電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，可知②將S撥至b處，應(yīng)調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I；
此時(shí)電阻箱的示數(shù)R=0×1000Ω+0×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=50Ω；
故答案為：（1）①右；83.4；②2×10^-5；4.17×10³；（2）電阻箱；50．

點(diǎn)評(píng) （1）題考查的是固體密度的測(cè)量，屬于基本知識(shí)的應(yīng)用，難度較小．
（2）題考查了伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，涉及到實(shí)驗(yàn)的原理和滑動(dòng)變阻器的連接、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、歐姆定律的應(yīng)用和減小誤差的方法等，要特別注意等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用．