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p，兩位同學分別設計了如圖1所示甲、乙的實驗方案．
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）甲同學采用如圖2所示的電路測定電源的電動勢和內電阻．實驗室提供的器材：電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、多用電表、滑動變阻器R、電源、電鍵s、導線及若干個定值電阻．
①連好電路后．當該同學閉合電鍵s，發現電流表的示數為0，電壓表的示數不為0．檢查各接線柱均未接錯，接觸良好．且電路未發生短路；他用多用電表的電壓檔檢查電路，把兩表筆分別接bc和de時，示數均為0，把兩表筆接cd時，示數與電壓表的示數相同，由此可推斷故障是

 

．
②排除故障后，該同學順利完成實驗數據的測量，如下表所示．并根據數據在空白的坐標紙上，作出圖3所示的U-I圖線，該圖存在多處不妥之處，請指出．（能指出兩處不妥之處的該小題得滿分）．

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.87	2.85	2.77	2.75	2.70

 

、

 

③為了在實驗中保護電流表和調節電阻時電流表、電壓表的示數變化均明顯，乙同學對甲同學的實驗進行改進，設計了如圖4所示的電路，丙圖中電阻R₀應選取下列備選電阻

 

（用字母表示）．
    A．1Ω    B．5Ω    C．10Ω   D．20Ω
若乙同學用圖丙的實驗電路進行實驗，只測得兩組數據為I₁、U₁、I₂、U₂．則該電源內電阻r=

 

（請用物理量的字母表示）

Answer 1

分析：（1）①根據作用力與反作用力的關系，摩擦力的大小與彈簧的示數相等，求摩擦力也就是看彈簧的讀數；
②在不同的情況下接觸面受到的正壓力的大小不同，摩擦力也就不一樣．
（2）①由于電流表示數為零，電壓表示數不為零，說明電路出現斷路．若電路中只有一處斷路，用電壓表兩表筆逐段（如ab、bc、cd、…）依次并聯進行測量，若與哪一段電路并聯時電壓表指針偏轉，說明此段電路斷路．
②U軸坐標起點的選取從0開始使得圖象分布在一個很小的區域內，該同學建立坐標時沒有標明所用單位也是不妥．
③根據閉合電路歐姆定律列出等式求解．

解答：解：（1）①甲乙兩種方案，在拉著物體A運動的過程中，拉A的彈簧測力計由于在不斷地運動它的示數可能會變化，讀數不是很準，彈簧測力計a是不動的，指針穩定，便于讀數，故甲方案更合理．
②由于彈簧測力計a示數為6.0N，所以A、B間的動摩擦因數μ=

Ff

FN

=

6

20

=0.30．
故答案為：①甲；②0.30．
（2）①由于電流表示數為零，電壓表示數不為零，說明電路出現斷路．若電路中只有一處斷路，用電壓表兩表筆逐段（如ab、bc、cd、…）依次并聯進行測量，若與哪一段電路并聯時電壓表指針偏轉，說明此段電路斷路．原因是如果電路中僅有一處斷路，那么整個電路的電勢差全部降落在斷路之處，其余各處電壓均為零．所以當電壓表兩表筆接cd時，由于示數與電壓表的示數相同，故與電壓表并接的兩點之間斷路，應是滑動變阻器發生斷路故障．
②由圖3可知，圖線幾乎分布在一個很小的區域內，原因是電壓U的取值范圍在2.70～3.00V之間，而U軸坐標起點的選取從0開始顯然不妥；此外該同學建立坐標時沒有標明所用單位也是不妥；還有畫圖線時應盡量使更多的點落在直線上，不在直線的點應盡量對稱分布在直線的兩側，偏離直線太遠的點應去掉，該同學作圖時沒有將不在直線上的點均勻分布在直線兩側也是不妥之處．
③保護電阻R₀應大約為

3V

0.6A

=5Ω，所以B選項正確；
根據閉合電路歐姆定律有
E=U₁+I₁（R₀+r），
E=U₂+I₂（R₀+r），
解得r=

U1-U2

I2-I1

-R0
故答案為：①滑動變阻器R斷路 
②（1）U軸坐標起點選取不當；（2）U，I軸沒有標記用何單位；
③B；　

U1-U2

I2-I1

-R0

點評：（1）本題考查了作用力與反作用力、平衡力的關系，并且要判斷在不同的情況下接觸面受到的正壓力的大小，特別是注意根據給出的各個彈簧測力計的示數，分析判斷出要用哪一個數據，是解答本題的難點，這對于學生有一定的迷惑性．
（2）本題考查測定電動勢和內電阻的圖象和數據處理，要明確該實驗的原理和步驟．