Question

（1）向心力演示器如圖1所示．轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動．皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動．小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球?qū)�擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大小．現(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為探究小球受到的向心力大小與哪些因素有關(guān)系，下列想法正確的是______

A．用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球做實驗，使它們運動半徑相等，比較向心力的大小與質(zhì)量大小的關(guān)系
B．用質(zhì)量相同的兩個小球做實驗，使它們的角速度不等，比較向心力的大小與角速度大小的關(guān)系
C．用質(zhì)量相同的兩個小球做實驗，使它們的運動半徑不等，比較向心力的大小與半徑大小的關(guān)系
D．在兩個小球的質(zhì)量、運動半徑和角速度三個量中，保持其中兩個量相等，才能比較向心力的大小與第三個量的關(guān)系
（2）圖2為某電流表G的表盤，測得電流表G內(nèi)阻為R_g=105.0Ω，把它改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要______聯(lián)（填“串”或“并”）一個電阻R_x=______．請在圖3的虛線框內(nèi)標(biāo)上改裝后表盤上應(yīng)該標(biāo)注的符號．用它來測量電壓，電流表盤指針位置如圖3所示，則此時所測量的電壓值應(yīng)是______V．
（3）某同學(xué)在做“用多用電表探測黑箱內(nèi)的元件”的實驗中，已知黑箱面板上有三個接線柱A、B、C，如圖4所示，黑箱內(nèi)的元件可能是電阻、二極管、電容等，且只有其中兩個元件，測量情況為：

紅表筆	A	A	B	B	C	C
黑表筆	B	C	A	C	A	B
測量結(jié)果	接近0Ω	接近10kΩ	∞	10kΩ	∞	10kΩ

請根據(jù)以上結(jié)果畫出黑箱中的電路．

Answer 1

【答案】分析：（1）要探究小球受到的向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球轉(zhuǎn)動的半徑和角速度不變．探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的半徑不變．探究小球受到的向心力大小與半徑的關(guān)系，需保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的角速率不變．
（2）要把電流表G改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要串聯(lián)電阻R_x，根據(jù)歐姆定律求解R_x．并由歐姆定律求出電流表盤指針位置如圖3所示時所測量的電壓值．
（3）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)分析黑箱中的元件．若正向與反向電阻相差很大，是二極管．若正向與反向電阻相等，則是電阻．
解答：解：（1）根據(jù)F=mrω²，知向心力與三個量有關(guān)，在兩個小球的質(zhì)量、運動半徑和角速度三個量中，保持其中兩個量相等，才能比較向心力的大小與第三個量的關(guān)系．故D正確，ABC均錯誤．
故選D
（2）要把電流表G改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要串聯(lián)電阻R_x，根據(jù)歐姆定律求解R_x==49895Ω．
電流表盤指針位置如圖3所示電流為I=230.0μA，所測量的電壓值為U=I（R_g+R_x）=11.5V
（3）由表格的數(shù)據(jù)可以看出，AB間正向與反向電阻相差很大，應(yīng)是二極管，B接線柱接二極管的正極，BC間電阻正向與反向電阻相同，則BC間是電阻．畫出電路圖如圖．
故答案為：
（1）D；（2）串，49895Ω，11.5V．（3）畫出黑箱中的電路如圖所示．
點評：本實驗第1題采用控制變量法，即要研究一個量與另外一個量的關(guān)系，需要控制其它量不變．第2題電表的改裝關(guān)鍵抓住原理是串聯(lián)電路的分壓作用．