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題目:
【實驗題】在實驗室中,小明同學要完成一個實驗項目,需要測量一個金屬塊的質量和體積。他手頭只有:一個量程為3V的電壓表,一個量程為0.6A的電流表,一個電源(電壓未知),一個開關,若干根導線和一個金屬塊。
要求:
1. 畫出實驗電路圖;
2. 寫出實驗步驟;
3. 寫出金屬塊的質量m和體積V的表達式。
【答案】
實驗電路圖:
電路圖略。
實驗步驟:
1. 將電壓表與電流表串聯接入電路中;
2. 將金屬塊放入電路中,用開關控制電路;
3. 記錄電壓表和電流表的示數,分別記為V1和I1;
4. 改變金屬塊的位置,再記錄電壓表和電流表的示數,分別記為V2和I2;
5. 重復步驟3-4三次;
6. 根據實驗數據計算金屬塊的質量m和體積V。
金屬塊的質量m的表達式:m = V1I1 / g(g為重力加速度)
金屬塊的體積V的表達式:V = (V1 + V2 + V3) / 3I1(其中V1、V2、V3為三次實驗測量的體積值)。
這道題目主要考察了學生對電學實驗的理解和操作能力,需要學生根據題目給出的器材和要求設計出合理的實驗方案,并能夠根據實驗數據得出正確的結論。同時,題目還考察了學生的數學運算能力,需要學生能夠正確地運用公式進行計算。