Question

（1）为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两同学分别设计了如图所示的甲、乙实验方案．
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为

 

方案更合理．
②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N．当A被拉动时，弹簧测力计a示数为6.0N，b示数为11.0N，c示数为4.0N，则A、B间的动摩擦因数为

 

．

（2）一额定功率为0.01W的电阻，其阻值不详．用欧姆表粗测其阻值结果如图1所示（档位上×1K）．现有下列器材，试设计适当的电路，选择合适的器材，较精确地测定其阻值（滑动变阻器的调节要方便）．
A．电流表，量程0～400μA，内阻约150Ω
B．电流表，量程0～10mA，内阻约45Ω
C．电压表，量程0～3V，内阻约6KΩ
D．电压表，量程0～15V，内阻约30KΩ
E．干电池两节，每节电动势为1.5V
F．直流稳压电源，输出电压6V，额定电流3A
G．直流稳压电源，输出电压24V，额定电流0.5A
H．滑动变阻器，0～50Ω，1A
I．滑动变阻器，0～4KΩ，0.1A
J．电键一只，导线若干
①欧姆表测得的电阻值约为

 

Ω；
②电流表应该选择

 

，电压表应该选择

 

，电源应该选择

 

，滑动变阻器最好选择

 

（填字母代号）；
③在方框中画出电路原理图．

Answer 1

分析：（1）分析清楚图示情景，从便于实验操作、便于测量的角度分析确定哪种实验方案更合理；
根据所选实验方案及实验数据，根据滑动摩擦力公式的变形公式求出A、B间的动摩擦因数．
（2）①欧姆表读数等于欧姆表指针示数乘以倍率，
由图示1所示欧姆表指针读出欧姆表指针示数，然后求出电阻阻值．
②要准确测量电阻阻值，可以多次测量求平均值，电压与电流变化范围要大一些，因此电源电压要大；
根据电源电压选择电压表；根据电阻额定电流选择电流表；为了便于实验操作，在保证安全的情况下，滑动变阻器阻值越小越好．
③根据题意及所给实验器材确定滑动变阻器的接法、电流表的接法，然后作出实验电路图．

解答：解：（1）①由图甲可知，用弹簧测力计b拉动木块A，木块B受到滑动摩擦力作用，
弹簧测力计a的示数等于木块受到的滑动摩擦力，弹簧测力计a固定不动，便于读数；
由图乙可知，用弹簧测力计匀速拉动木块A，使木块A做匀速直线运动，A处于平衡状态，弹簧测力计c的示数等于木块受到的滑动变阻器，弹簧测力计是运动的，不便于读数，另一方面，要使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力，要控制木块做匀速直线运动，难度较大；比较两种实验方案可以发现，方案甲更合理．
②在甲方案中，物体间的滑动摩擦力f=Fa=6N，物体间的正压力F=G_B=20N，则物体间的动摩擦因数μ=

f

F

=

6N

20N

=0.3．
（2）①由图1可知，欧姆表测得的电阻值约为R=40×1000Ω=4.0×10⁴Ω．
②要测多组实验数据，电源电压应适当大一些，因此电源应选G、直流稳压电源，输出电压24V，额定电流0.5A；
电源电压是24V，因此电压表应选D、电压表，量程0～15V，内阻约30KΩ；电阻的额定功率P=0.01W，
电阻约为R═4.0×10⁴Ω，则额定电流约为I=

P R

=

0.01W 4×104Ω

=5×10^-4A=0.5mA=500μA＜＜10mA，
因此电流表可以选A、量程0～400μA，内阻约150Ω；
电路最大电流约为0.5mA＜＜1A，为方便操作滑动变阻器应选H、0～50Ω，1A；
③为实现多次测量，滑动变阻器应采用分压接法，由所选择的实验器材可知，
待测电阻阻值远大于电流表内阻，可以采用电流表内接法，电路图如图所示．
故答案为：（1）①甲；②0.3；（2）①4.0×10⁴；②A；D；G；H；③实验电路图如图所示．

点评：本题考查了实验方案选择、欧姆表读数、实验器材的选择、实验电路设计，对学生的能力要求较高，有一定难度，学生平时要加强训练，注意实验能力的培养．