Question

（1）在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如甲图所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如乙图，则结合该图象，下列说法正确的是：    ．

A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）
（2）某研究性学习小组设计了如丙图所示的电路，其中A、B为接线柱，备用器材如下：
电流表A₁（量程0--0.6A，内阻约0.5Ω），电流表A₂（量程0--100mA，内阻约1Ω）；电压表V₁（量程0--3V，内阻约2kΩ），电压表V₂（量程0--15V，内阻约3kΩ）；电源E₁（电动势3V，内阻可不计），电源E₂（电动势15V，内阻可不计）．滑动变阻器、开关、导线等．

①用此电路来进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，选用电流表A₁、电压表V₁、电源E₁等器材安装好电路后，把标有“2.8V，1.5W”的小灯泡接在A、B两接线柱上，在实验时应把单刀双掷开关K₂置于位置    （填1或2）．
②用此电路来进行“测定金属的电阻率”的实验，把电阻约为200Ω的电阻丝两端分别接在A、B接线柱上，测出电阻丝的有效长度和直径，其中一次测直径的示数如丁图所示，读出金属丝直径为     mm．
测金属丝的电阻时，选用电源E₂、电压表V₂，则电流表应选用    ；单刀双掷开关K₂应置于位置    ；那么测出的电阻值    真实值（填大于、等于、小于）．

Answer 1

【答案】分析：（1）对滑块进行受力分析，滑块水平方向受到小车给它的摩擦力和绳子的拉力，根据小车的运动情况分析滑块受到的摩擦力性质即可求解．
（2）①用此电路来进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，滑动变阻器分压式接入电路中，电压表测量灯泡电压，电流表测量灯泡电流；
②螺旋测微器读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数；实际安培表内电阻较小，但不为零；实际电压表内阻较大，不是无穷大；
图为安培表内接法，由于电流表的分压作用，电压的测量值偏大；实际测量时应根据电阻的大小选择误差较小的接法．
解答：解：（1）由于滑块一直处于静止状态，所以传感器显示的力和滑块受到的摩擦力大小相等，实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，此时小车没有运动，滑块与小车间是静摩擦力，随着沙子逐渐增多，达50s时，小车与滑块间的摩擦力达到最大静摩擦力，此时停止加入沙子，此后滑块受到滑动摩擦力且保持不变．
A、实验开始时打开传感器的瞬间还没有向沙桶倒沙子时，传感器的数据即表示空桶的重力，2N，故A正确；
B、50s以后小车与滑块间的摩擦力是滑动静摩擦力，传感器显示的力和滑块受到的滑动摩擦力大小相等，即f_滑=3N，故B正确；
C、达50s时，小车与滑块间的摩擦力达到最大静摩擦力，此时最大静摩擦力等于3.5N，沙子和桶的重力也为3.5N，故C正确；
D、由C分析可知，50s后沙子和桶的重力为3.5N，而滑动摩擦力为3N，所以小车做匀加速运动，故D错误．
故选ABC
（2）①用此电路来进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，滑动变阻器分压式接入电路中，电压表测量灯泡电压，电流表测量灯泡电流，所以在实验时应把单刀双掷开关K₂置于位置1上；
②固定刻度读数：0.5mm；可动刻度读数0.12mm×2.0=0.120mm；
故螺旋测微器读数为：0.620mm；测金属丝的电阻时，电流表内阻较小，金属丝电阻较大，所以选用电流表内接法接入电路，故单刀双掷开关K₂应置于位置2；
根据I=得：最大电流为I==75mA，所以电流表选A₂；
电路中电压表的读数是R_x与电流表的电压之和，即测得的电压值偏大，由欧姆定律R=知，测得的电阻偏大，即测出的电阻值大于真实值．
故答案为：（1）ABC；（2）①1； ②0.620；  A₂；   2；大于．
点评：第一题主要考查了二力平衡条件的应用，要知道滑动摩擦力与静摩擦力的关系，第二题的关键是要会用螺旋测微器测量长度，同时要明确安培表内、外接法的误差来源，并会选择减小误差的方法．