Question

（1）某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，如图所示．测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为______mm．
（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平
C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁，
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂
①实验中还应测量的物理量是______．
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为______
（3）实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）：
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω：）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）：
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）：
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）：
F．开关、导线若干：
请解答下列问题：
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是______（填代号），应选择的电流表量程是______（填量程），应选择的电压表量程是______（填量程）．
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V，内阻r=6Ω，某小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为______W．（保留3位有效数字）

Answer

（1）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．
（2）要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测位移；
利用vA=，VB=，即可将mAvA-mBVB=0，转化为mA -mB=0．
根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能即Ep=mAVA2+mB vB2，利用位移求出vA和vB．
（3）由于滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为阻Imin==0.14A，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D，小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，读出电压和电流，由P=UI求出功率．
【解析】
（1）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×44.6mm=0.446mm，最终读数为4.946mm．
（2）①因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=，VB=，即mAvA-mBVB=0．
所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．
②由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是mA -mB=0．
③根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=mAVA2+mB vB2，
将vA=，VB=，代入上式得EP=mA（）2+mB （）2，
（3）①由题，一方面，滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，而实验时电路中的电流要达到电流表量程的一半，即0.3A左右，容易烧坏此变阻器，另一方面容易，该变阻器总电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为Imin==0.14A，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D．
应选择的电流表量程是0～0.6A，应选择的电压表量程是0～3V 
②小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，
作出电源的U-I图象，读出交点处的电压和电流分别为：U=1.5V，I=0.25A，则小灯泡的功率为 P=UI=0.375W．

故答案为：（1）4.946
（2）①B的右端至D板的距离L2 
②mA -mB=0   
③EP=mA（）2+mB （）2，
（3）①D，0～0.6A，0～3V 
②0.375W