题目内容

13．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？

分析 （1）由图可知，R0与R1串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R1的阻值，根据滑动变阻器的阻值随长度均匀变化求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）当指针P稳定时，物体受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，根据在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成正比 得出等式即可求出此时B物体所受的摩擦力．

解答 解：（1）由图可知，R0与R1串联，电流表测电路中的电流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电流表的示数为0.1A时电路中的总电阻：
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R1=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω，
因滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化，
所以，变阻器R1的最大电阻：
R1大=$\frac{18cm}{15cm}$×25Ω=30Ω；
（ 2 ）当指针P稳定时，物体受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，
因在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比，
所以，$\frac{{f}_{1}}{{f}_{2}}$=$\frac{△{x}_{1}}{△{x}_{2}}$，即$\frac{9N}{{f}_{2}}$=$\frac{18cm-15cm}{18cm-13cm}$，
解得：f2=15N．
答：（1）变阻器R1的最大电阻为30Ω；
（2）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15N．

点评 本题是一道电学和力学的综合题，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、弹簧测力计原理以及二力平衡条件的应用，有一定的难度．

练习册系列答案
相关题目
18．下列情景中没有受到浮力的是（　　）
A．
     正在上升的飞机		B．
正在太空中遨游的“天宫一号”
C．
     正在下潜的蛙人		D．
     正在航行的轮船
19．在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中
①小明将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是10cm．
②小明同学继续做实验时，发现烛焰在光屏上的像如图所示，若要使烛焰在光屏中心成像，只调节光屏，应将光屏向上（选填上/下）调节．
③小明同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像．将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了，为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向左（左/右）移动．
1．如图所示的光线在玻璃、水、空气三种介质中折射的情况，可以断定这三种介质依次是（　　）
A．甲是空气，乙是水，丙是玻璃B．甲是玻璃，乙是空气，丙是水
C．甲是空气，乙是玻璃，丙是水D．甲是玻璃，乙是水，丙是空气
8．在测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的实验中．
（1）如图所示为明明同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整；
（2）明明连接好电路后在正确操作的前提下闭合开关，发现电流表有示数但较小，小灯泡不亮，则明明接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；
（3）如表是为测定小灯泡电功率而设计的实验数据表，该组同学按照表格要求认真作了填写．请问：此表格设计不妥之处是设置小灯泡电功率的平均值一栏；根据表格可知，该灯泡的额定功率为0.63W．
次数U/VI/AP/W
12.000.160.32
22.500.250.63
33.000.270.81
小灯泡电功率的平均值P平均=0.59W
18．甲、乙同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验，他们使用电压相同的电源（1.5伏的整数倍），两个分别标有“10Ω  1A”和“20Ω  2A”字样的滑动变阻器，待测小灯两个，且都标有“0.2A”字样，已知它们的额定功率在0.4瓦～0.9瓦之间，他们分别按要求正确连接电路进行实验，闭合电键后移动变阻器的滑片，使小灯正常发光时，滑片的位置都恰好在中点，但是甲灯比乙灯亮．
（1）简述他们判断小灯泡正常发光的理由：当电流表的示数为0.2A时，灯正常发光．
（2）他们所用的电源电压为4.5伏．
（3）甲同学选用的滑动变阻器的规格为“10Ω1A”．
（4）乙同学选用小灯泡的额定功率为0.5瓦．
5．婧婧和欣欣两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验，如图所示．实验中使用的小灯泡村有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω  2A”字样，电源电压为10V且不变．
①婧婧同学正确连接电路，闭合开关，移动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮．欣欣帮助查找电路故障时发现，电流表示数为0，电压表求数为10V．若电路只有一处故障且只发生在小灯泡或滑动变阻器上，电路故障应当是小灯泡断路．
②欣欣同学排除故障后，正确连接电路，闭合开关后，向左移动变阻器的滑片，电压表的示数将增大（选填“增大”、“减小”、“不变”）；当变阻器的滑片在四分之三位置（即电阻圈连入电路的部分），小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为1.25W．
2．体育课上同学们进行实心球投掷练习，以下说法正确的是（　　）
A．实心球在下落过程中重力对它做功
B．对实心球做功越多则实心球飞的就越远
C．实心球在空中不受浮力的作用
D．实心球每次离开手时动能大小都 一样
3．以下是《中国教育报》2003年10月17日刊登的“中国首次载人航天全程纪录”一文节选：
10月15日9时整    火箭在震天撼地的轰鸣中腾空而起，急速飞向太空．
10月15日9时10分左右   飞船进入预定轨道．从这一刻起，杨利伟成了浩瀚太空迎来的第一位中国访客．…
10月16日5时38分“神舟”五号在完成预定14圈飞行后，飞船制动火箭点火，飞船返回舱飞行速度减缓．返回舱向预定着陆场降落．
10月16日6时07分  搜救直升机收到“神舟”五号发出的无线电信号，地面搜索人员目视到“神舟”五号返回舱．
10月16日6时许  杨利伟报告身体状况良好，返回舱引导伞已打开．
10月16日6时28分   地面搜索人员报告距“神舟”五号返回舱落点7.5公里（千米）．
10月16日6时36分   地面搜索人员找到了“神舟”五号返回舱．
10月16日6时38分   搜索人员报告，杨利伟身体状况良好，稍后杨利伟向人群挥手，正在出舱．
10月16日6时51分  杨利伟在“神舟”五号舱口向大家招手，神态自若．
（1）根据上述材料，请你算出地面搜索人员从发现“神舟”五号落地到找到“神舟”五号的地面搜索速度是多少千米/时？
（2）“神舟”五号发射成功并顺利返航，实现了中华民族的千年飞天梦．请大家根据所学的物理知识，依据自己看到的或大胆想一想，杨利伟在太空生活与地面生活不相同的地方（至少说出三个）

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