题目内容
【题目】小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小.将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连(不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端.探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上.R0=5Ω，电源电压为3V.问：
（1）用F1=10N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，此时物体A受到的摩擦力为9N，电流表的示数为0.1A，求变阻器R1的最大电阻.
（2）将物体B放在长木板上，用F2=20N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，B物体所受的摩擦力是多少？
【答案】
（1）解：指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，滑变接入电路的电阻为最大阻值的 
，
电流表的示数为0.1A时电路总电阻： 
，
根据串联电路电阻特点：R1接入电路部分的电阻： 
则R1总电阻： 
答：变阻器R1的最大电阻是30Ω.
（2）解：第一次物体A受到的摩擦力为9N，即弹簧受到的拉力为9N；
指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，弹簧伸长了（18-15）=3cm
第二次指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，弹簧伸长了（18-13）=5cm
根据弹簧的伸长量与受到的拉力成正比得： 
，
解得此时的摩擦力： 
.
答：B物体所受的摩擦力是15N.
【解析】(1)由欧姆定律计算电路的总电阻，由串联电路电阻特点计算R1接入电路部分的电阻，从而得到其最大值；
(2)根据弹簧的伸长与所受拉力成正比计算第二次的拉力，从而得到摩擦力.
【考点精析】解答此题的关键在于理解二力平衡条件的应用的相关知识，掌握二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零．（一物、二力、等大、反向、同直线），以及对欧姆定律及其应用的理解，了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．
