Question

（1）某興趣小組的同學利用如圖1所示的實驗裝置，測量木塊與長木板之間的動摩擦因數，圖中長木板水平固定．
①實驗過程中，打點計時器應接在

 

（填“直流”或“交流”）電源上，調整定滑輪的高度，使

 

．
②已知重力加速度為g，測得木塊的質量為M，砝碼盤和砝碼的總質量為m，砝碼盤、砝碼和木塊的加速度大小為a，則木塊與長木板之間的動摩擦因數μ=

 

．
③實驗時，某同學得到一條紙帶，如圖2所示，每隔三個計時點取一個計數點，即為圖中0、1、2、3、4、5、6點．測得每兩個計數點間的距離為s₁=0.96cm，s₂=2.88cm，s₃=4.80cm，s₄=6.72cm，s₅=8.64cm，s₆=10.56cm，打點計時器的電源頻率為50Hz．計算此紙帶的加速度大小a=m/s²，打第4個計數點時紙帶的速度大小v=

 

m/s．（保留兩位有效數字）

（2）①指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器，請完成下列問題：
在使用多用電表測量時，指針的位置如圖3所示，若選擇開關撥至“×1”擋，則測量的結果為

 

Ω；若選擇開關撥至“50mA”擋，則測量結果為

 

mA．
②多用電表測未知電阻阻值的電路如圖4所示，電池的電動勢為E、內阻為r，R₀為調零電阻，R_g為表頭內阻，電路中電流I與待測電阻的阻值R_x關系圖象如圖5所示，則該圖象的函數關系式為

 

；
③下列根據圖5中I-R_x圖線做出的解釋或判斷中正確的是

 

A．因為函數圖線是非線性變化的，所以歐姆表的示數左小右大
B．歐姆表調零的實質是通過調節R₀使R_x=0時電路中的電流I=I_g
C．R_x越小，相同的電阻變化量對應的電流變化量越大，所以歐姆表的示數左密右疏
D．測量中，當R_x的阻值為圖5中的R₂時，指針位于表盤中央位置的左側．

Answer 1

分析：（1）①打點計時器使用交流電，調整定滑輪的高度，細線與長木板平行．
②通過加速度根據牛頓第二定律求出摩擦力的大小，從而根據f=μN求出動摩擦因數的大小．
③根據連續相等時間內位移之差是一恒量，即△x=aT²求出加速度的大小，根據某段時間內平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出打第4個計數點時紙帶的速度大小．
（2）①多用電表測電阻時，電阻阻值等于表盤讀數與倍率的乘積．測電流時確定量程，從而讀出讀數．
②根據閉合電路歐姆定律得出電流I與待測電阻的阻值R_x關系．
③通過電流I與待測電阻的阻值R_x關系式判斷分析．

解答：解：（1）①打點計時器使用交流電源，為零使繩子的拉力水平，需調整定滑輪的高度，細線與長木板平行．
②對整體分析，根據牛頓第二定律有：mg-μMg=（M+m）a，解得μ=

mg-(m+M)a

Mg

．
③連續相等時間內位移之差為1.92cm，根據△x=aT²得，a=

△x

T2

=

1.92×10-2

(0.02×4)2

m/s2=3.0m/s2．
第4個計數點的瞬時速度等于3、5間的平均速度，則v4=

x35

2T

=

(6.72+8.64)×10-2

2×0.08

m/s=0.96m/s．
（2）①所測的電阻R=18×1=18Ω．
選擇開關撥至“50mA”擋，則電流為I=23.0mA．
②根據閉合電路歐姆定律得，I=

E

R總

=

ε

r+R0+Rg+Rx

．
③A、因為Rx=

E

I

-r-R0-Rg，函數圖線是非線性變化的，當電流比較大時，則電阻比較小，當電流比較小時，則電阻比較大．故A錯誤．
B、當R_x=0，I=

E

r+R0+Rg

，此時電流為滿偏電流．故B正確．
C、R_x越小，相同的電阻變化量對應的電流變化量越大，所以歐姆表的示數左密右疏．故C正確．
D、測量中，當R_x的阻值為圖5中的R₂時，電流比半偏電流小，指針位于表盤中央位置的左側．故D正確．
故選BCD．
故答案為：（1）①交流；細線與長木板平行
②

mg-(m+M)a

Mg

③3.0； 0.96             
（2）①18； 23.0  
②I=

ε

r+R0+Rg+Rx

或I=

ε

R1+Rx

③BCD

點評：本題考查了力學實驗和電學實驗，關鍵掌握實驗的原理以及誤差．以及掌握紙帶的處理和電表的讀數．