Question

Ⅰ．用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律．
①为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下

砂桶

，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做

匀速直线

运动．
②某次实验测得的数据如下表所示，根据这些数据在坐标图中描点并作出a-

1

m

图线，从a-

1

m

图线求得合外力大小为

0.3

N（计算结果保留两位有效数字）．
Ⅱ．某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性．
（1）请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整．为了保证实验的安全，滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于

a

端（选填“a”或“b”）

（2）正确连接电路后，在保温容器中注入适量冷水．接通电源，调节R记下电压表和电流表的示数，计算出该温度下的电阻值，将它与此时的水温一起记入表中．改变水的温度，测量出不同温度下的电阻值．该组同学的测量数据如下表所示，请你在图丙的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图．对比实验结果与理论曲线（图中已画出）可以看出二者有一定的差异．除了读数等偶然误差外，还可能是什么原因造成？

电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小，电流表的分压作用更明显，相对误差更大

．

温度/℃	30	40	50	60	70	80	90	100
阻值/kΩ	7.8	5.3	3.4	2.2	1.5	1.1	0.9	0.7

（3）已知电阻的散热功率可表示为P_散=k（t-t₀），其中k是比例系数，t是电阻的温度，t₀是周围环境温度．现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中，使流过它的电流恒为40mA，t₀=20℃，k=0.16W/℃．由理论曲线可知：
①该电阻的温度大约稳定在

50

℃；    ②此时电阻的发热功率为

4.8

W．

Answer 1

分析：Ⅰ．明确实验原理，了解具体操作步骤的含义，尤其是实验中如何进行平衡摩擦力的操作；由F=ma可知，在a-

1

m

图象中，图象的斜率表示物体所受合外力的大小．
Ⅱ．（1）滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于阻值最大处，以保护电路；
（2）根据描点法作出图象，从电压表的分流作用分析即可；
（3）作出P_散=k（t-t₀）的图象，与热敏电阻随温度变化的图象的交点即为该电阻的稳定温度，带入公式即可求得此时的发热功率．

解答：解：Ⅰ．①将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂砂桶的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力，这样便平衡了摩擦力．
②用描点法画出图象如下所示：
由F=ma可知，在a-

1

m

图象中，图象的斜率表示物体所受合外力的大小，
由图象可知其斜率为k=0.3（0.28～0.32），故所受合外力大小为0.3N（0.28～0.32）．
Ⅱ．（1）滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于阻值最大处，以保护电路，故置于a端；
（2）根据描点法作出图象，如图所示，两者差异的原因是：电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大；或者随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小，电流表的分压作用更明显，相对误差更大；
（3）作出P_散=0.16（t-20）的图象，如图所示，与热敏电阻随温度变化的图象的交点即为该电阻的稳定温度，所以该电阻的温度大约稳定在50℃； 
此时电阻的发热功率为P_散=0.16×（50-20）W=4.8W
故答案为：Ⅰ．①砂桶；匀速直线；②描点、连线如图所示； 0.30；
Ⅱ．（1）如图所示；a；（2）如图所示；电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小，电流表的分压作用更明显，相对误差更大；（3）①50；②4.8．

点评：在解决实验问题时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析，同时也加深了对具体实验操作步骤的理解．