Question

（1）為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙實(shí)驗(yàn)方案．
①為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力大小，你認(rèn)為

 

方案更合理．
②若A和B的重力分別為10.0N和20.0N．當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為6.0N，b示數(shù)為11.0N，c示數(shù)為4.0N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

 

．

（2）一額定功率為0.01W的電阻，其阻值不詳．用歐姆表粗測(cè)其阻值結(jié)果如圖1所示（檔位上×1K）．現(xiàn)有下列器材，試設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐�，選擇合適的器材，較精確地測(cè)定其阻值（滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)要方便）．
A．電流表，量程0～400μA，內(nèi)阻約150Ω
B．電流表，量程0～10mA，內(nèi)阻約45Ω
C．電壓表，量程0～3V，內(nèi)阻約6KΩ
D．電壓表，量程0～15V，內(nèi)阻約30KΩ
E．干電池兩節(jié)，每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V
F．直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓6V，額定電流3A
G．直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A
H．滑動(dòng)變阻器，0～50Ω，1A
I．滑動(dòng)變阻器，0～4KΩ，0.1A
J．電鍵一只，導(dǎo)線若干
①歐姆表測(cè)得的電阻值約為

 

Ω；
②電流表應(yīng)該選擇

 

，電壓表應(yīng)該選擇

 

，電源應(yīng)該選擇

 

，滑動(dòng)變阻器最好選擇

 

（填字母代號(hào)）；
③在方框中畫(huà)出電路原理圖．

Answer 1

分析：（1）分析清楚圖示情景，從便于實(shí)驗(yàn)操作、便于測(cè)量的角度分析確定哪種實(shí)驗(yàn)方案更合理；
根據(jù)所選實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式的變形公式求出A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)．
（2）①歐姆表讀數(shù)等于歐姆表指針示數(shù)乘以倍率，
由圖示1所示歐姆表指針讀出歐姆表指針示數(shù)，然后求出電阻阻值．
②要準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，可以多次測(cè)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(jù)電源電壓選擇電壓表；根據(jù)電阻額定電流選擇電流表；為了便于實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的情況下，滑動(dòng)變阻器阻值越小越好．
③根據(jù)題意及所給實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器的接法、電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

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

f

F

=

6N

20N

=0.3．
（2）①由圖1可知，歐姆表測(cè)得的電阻值約為R=40×1000Ω=4.0×10⁴Ω．
②要測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電源電壓應(yīng)適當(dāng)大一些，因此電源應(yīng)選G、直流穩(wěn)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(yīng)選D、電壓表，量程0～15V，內(nèi)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(nèi)阻約150Ω；
電路最大電流約為0.5mA＜＜1A，為方便操作滑動(dòng)變阻器應(yīng)選H、0～50Ω，1A；
③為實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由所選擇的實(shí)驗(yàn)器材可知，
待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，可以采用電流表內(nèi)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(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案選擇、歐姆表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的能力要求較高，有一定難度，學(xué)生平時(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練，注意實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)．