Question

（1）绕固定轴转动的物体也有动能，称为转动动能，其表达式为，其中ω为物体转动的角速度，I称为转动惯量．某人利用下面的实验如图1来测量一个均匀圆盘绕其
中心轴转动的转动惯量．用一根光滑的轴穿过待测圆盘中心，将圆盘悬挂起来，在其边缘上用轻细线缠绕若干圈，线的一端固定在盘的边缘，另一端连接一个物块，让物块由静止开始下落．已知下落过程中物块做匀加速运动，当地的重力加速度为g．
①实验中，除了用米尺和秒表分别测量物块从静止下落的高度h和对应的时间t外，还需要测定的物理量是______
A．物块的质量m   B．圆盘的质量M    C．圆盘的半径R     D．物块下落h高度时的速度v
②用h、t和你在①中所选择的物理量表达转动惯量的表达式为I=______．
③由于物块下落过程中存在摩擦，实际上上述实验所测得的转动惯量与真实值比较______
A．偏大         B．偏小          C．摩擦力不影响测量
（2）某实验室提供的实验器材如下：
A．一节干电池E（电动势1.5V，内阻约0.5Ω）
B．一个电压表V（量程0～1V，内阻约1KΩ）
C．一个电流表mA（量程0～4mA，内阻在60Ω～90Ω之间）
D．一个定值电阻R（电阻200Ω，允许通过的最大电流为0.5A）
E．一个滑动变阻器R（电阻0～10Ω，允许通过的最大电流为1A）
F．一个单刀单掷开关S，导线若干
为了扩大其中电流表mA的量程，需要先测量出电流表的内阻．为此，某同学根据提供的器材设计了一种利用伏安法进行测量的较为合理的电路，并在实验中正确操作，测出了几组数据，作出了电压表的示数U和电流表的示数I的关系图线，如图2．
①请你根据提供的器材和该同学的测量数据在如图3虚线框中画出该同学设计的实验电路图（需要标注个元件的符号）
②该同学测出的mA表的内阻为______Ω（结果保留三位有效数字）

Answer

（1）取物体与转盘为系统，在系统机械能守恒情况下，运用机械能守恒定律，来得出转盘的动能，从而根据题意可求出转动惯量，所以必须知道物体的质量与圆盘的半径；由于物块下落过程中存在摩擦，则系统的机械能不守恒，因此根据转动惯量可知，下落的加速度小于g，所以测量值大于真实值．
（2）要测量电流表的电阻，通过伏安法来测量，根据各自的量程，则电流表必须要与定值电阻串联后，才能用电压表测量电压，同时由于画出电压与电流值的图象，所以须使用滑动变阻器的分压式，最后由-R，可求出电流表的电阻．
【解析】
（1）①取物体与转盘为系统，在系统机械能守恒情况下，运用机械能守恒定律，来得出转盘的动能，从而根据题意可求出转动惯量，所以必须知道物体的质量与圆盘的半径，
故选：AC；
②根据转动动能表达式为，
而 
又v=ωR 
则综合解得：；
③下落过程中，由于存在摩擦阻力，而计算时当作自由下落的，因此测量计算式中的加速度比实际值来偏大，所以导致测量值比实际值大．
故选：A
（2）①通过伏安法测量电流表的电阻，根据电流表与电压表的量程，则其比值比电流表的估计电阻大，因此要进行实验时必须用定值与电流表串联，再将电压表接入其两端，同时由于通过作图法，求出电流表电阻与定值电阻的之和，所以要求电压与电流连续变化，且范围较大，故滑动变阻器使用分压式接入电路．电路如图所示：
②由-R，可得：
Ω-200Ω=285.7Ω-200Ω=85.7Ω，
故答案为：85.7Ω