Question

（1）理想变压器初、次级匝数比为55：9，初级接在u=311sinl00πtV的交流电源上，则与次级并联的电压表的读数为______V，当次级接上60Ω的电灯一盏时，变压器输入功率为______W．
（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，静止地放置在气垫导轨上；
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，本实验中还应测量的物理量是______，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）在“测定金属的电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m，金属丝的电阻大约为4Ω．先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
①从图中读出金属丝的直径为______．
②在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
电流表A₁：量程0-0.6A，内阻0.125Ω：
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω
滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是______，应该选用的滑动变阻器是______．
③根据所选的器材，画出实验电路图．
④若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为______Ω•m．（保留二位有效数字）

Answer

（1）由交变电流的瞬时值表达式求出电流的有效值，由变压器的变压比求出副线圈电压表示数；由电功率公式P=求出灯泡实际功率．
（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；
滑块做匀速直线运动，由速度公式可以求出滑块的速度vA=，VB=，由动量守恒定律可得：mAvA-mBVB=0，即：mA-mB=0．
（3）①螺旋测微器固定刻度与刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
②根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为便于实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
③先确定滑动变阻器的接法，然后根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出电路图．
④根据实验数据，由电阻定律可以求出金属丝的电阻率．
【解析】
（1）由在u=311sinl00πtV可知，原线圈电压的峰值是311V，有效值是220V，∵=，∴U2==36V，副线圈电压表示数是36V；灯泡实际功率P===21.6W；
（2）要验证动量守恒，需要测出滑块的位移与运动时间，由题意知，还需要测出滑块B的右端到挡板D的距离L2；
由于滑块在水平方向不受摩擦力，滑块在水平方向做匀速直线运动，由速度公式可知，滑块的速度：vA=，VB=，
验证动量守恒的公式是：mAvA-mBVB=0，将速度代入可得：mA-mB=0．
（3）①由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数是0.5mm，可动刻度示数是2.0×0.01mm=0.020mm，则金属丝的直径d=0.5mm+0.020mm=0.520mm；
②电压表量程是0～3V，待测电阻两端最大电压是3V，通过电阻的最大电流为I===0.75A，电流表选3A量程读数误差较大，应选0.6A量程的电流表，即选电流表A1；为方便实验操作可选：滑动变阻器R1：最大阻值10Ω．
③在该实验中滑动变阻器既可以采用分压接法，也可以采用限流接法，为减小温度对电阻率的影响，应使电路电流小些，因此滑动变阻器采用限流接法；
==32，==750，＞，则电流表采用外接法，实验电路图如图所示．
④由电阻定律得：R=ρ=ρ，电阻率ρ==≈1.1×10-6Ω•m．
故答案为：（1）36；21.6；（2）B的右端至D板的距离L2；mA-mB=0；（3）①0.520mm；②A1； R1；③电路图如图所示；④1.1×10-6．