Question

（1）為了用彈簧測力計測定兩木塊A和B間的動摩擦因數μ，兩同學分別設計了如圖所示的甲、乙實驗方案．
①為了用某一彈簧測力計的示數表示A和B之間的滑動摩擦力大小，你認為

 

方案更合理．
②若A和B的重力分別為10.0N和20.0N．當A被拉動時，彈簧測力計a示數為6.0N，b示數為11.0N，c示數為4.0N，則A、B間的動摩擦因數為

 

．

（2）一額定功率為0.01W的電阻，其阻值不詳．用歐姆表粗測其阻值結果如圖1所示（檔位上×1K）．現有下列器材，試設計適當的電路，選擇合適的器材，較精確地測定其阻值（滑動變阻器的調節要方便）．
A．電流表，量程0～400μA，內阻約150Ω
B．電流表，量程0～10mA，內阻約45Ω
C．電壓表，量程0～3V，內阻約6KΩ
D．電壓表，量程0～15V，內阻約30KΩ
E．干電池兩節，每節電動勢為1.5V
F．直流穩壓電源，輸出電壓6V，額定電流3A
G．直流穩壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A
H．滑動變阻器，0～50Ω，1A
I．滑動變阻器，0～4KΩ，0.1A
J．電鍵一只，導線若干
①歐姆表測得的電阻值約為

 

Ω；
②電流表應該選擇

 

，電壓表應該選擇

 

，電源應該選擇

 

，滑動變阻器最好選擇

 

（填字母代號）；
③在方框中畫出電路原理圖．

Answer 1

分析：（1）分析清楚圖示情景，從便于實驗操作、便于測量的角度分析確定哪種實驗方案更合理；
根據所選實驗方案及實驗數據，根據滑動摩擦力公式的變形公式求出A、B間的動摩擦因數．
（2）①歐姆表讀數等于歐姆表指針示數乘以倍率，
由圖示1所示歐姆表指針讀出歐姆表指針示數，然后求出電阻阻值．
②要準確測量電阻阻值，可以多次測量求平均值，電壓與電流變化范圍要大一些，因此電源電壓要大；
根據電源電壓選擇電壓表；根據電阻額定電流選擇電流表；為了便于實驗操作，在保證安全的情況下，滑動變阻器阻值越小越好．
③根據題意及所給實驗器材確定滑動變阻器的接法、電流表的接法，然后作出實驗電路圖．

解答：解：（1）①由圖甲可知，用彈簧測力計b拉動木塊A，木塊B受到滑動摩擦力作用，
彈簧測力計a的示數等于木塊受到的滑動摩擦力，彈簧測力計a固定不動，便于讀數；
由圖乙可知，用彈簧測力計勻速拉動木塊A，使木塊A做勻速直線運動，A處于平衡狀態，彈簧測力計c的示數等于木塊受到的滑動變阻器，彈簧測力計是運動的，不便于讀數，另一方面，要使彈簧測力計示數等于滑動摩擦力，要控制木塊做勻速直線運動，難度較大；比較兩種實驗方案可以發現，方案甲更合理．
②在甲方案中，物體間的滑動摩擦力f=Fa=6N，物體間的正壓力F=G_B=20N，則物體間的動摩擦因數μ=

f

F

=

6N

20N

=0.3．
（2）①由圖1可知，歐姆表測得的電阻值約為R=40×1000Ω=4.0×10⁴Ω．
②要測多組實驗數據，電源電壓應適當大一些，因此電源應選G、直流穩壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A；
電源電壓是24V，因此電壓表應選D、電壓表，量程0～15V，內阻約30KΩ；電阻的額定功率P=0.01W，
電阻約為R═4.0×10⁴Ω，則額定電流約為I=

P R

=

0.01W 4×104Ω

=5×10^-4A=0.5mA=500μA＜＜10mA，
因此電流表可以選A、量程0～400μA，內阻約150Ω；
電路最大電流約為0.5mA＜＜1A，為方便操作滑動變阻器應選H、0～50Ω，1A；
③為實現多次測量，滑動變阻器應采用分壓接法，由所選擇的實驗器材可知，
待測電阻阻值遠大于電流表內阻，可以采用電流表內接法，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）①甲；②0.3；（2）①4.0×10⁴；②A；D；G；H；③實驗電路圖如圖所示．

點評：本題考查了實驗方案選擇、歐姆表讀數、實驗器材的選擇、實驗電路設計，對學生的能力要求較高，有一定難度，學生平時要加強訓練，注意實驗能力的培養．