题目内容

15．测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图甲所示的装置，图中长木板水平固定．

（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在交流（填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．
（2）将木块放在靠近电火花计时器处，先接通电源后释放木块，木块在细线拉力的作用下向前运动，图乙为此过程打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出计数点间的距离如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中木块运动的加速度的测量值a=1.0m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）将砝码盘和砝码的总重视为细线中的拉力，不断改变砝码盘内砝码的个数，测出多个不同拉力作用下的木块的加速度，并作出如图丙所示的a-F图线，纵轴截距为-b，横轴截距为c，直线的斜率为k．已知重力加速度为g，则木块与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{b}{g}$．
（4）分析本实验结果产生误差的可能原因（写出一点即可）．

分析 （1）电火花打点计时器使用的交流电源；
（2）根据△x=at2可求小车的加速度；
（3）由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式求出动摩擦因数；
（4）根据实验原理，依据产生误差的根源，即可求解．

解答 解：（1）电火花打点计时器和电磁打点计时器工作时均使用交流电源．
（2）由逐差法，
可得a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.216-0.0879-0.0879}{4×0．{1}^{2}}$m/s2=1.0m/s2．
（3）由牛顿第二定律有F-μMg=Ma，
得a=$\frac{F}{M}$-μg，
对照图线可知μ=$\frac{b}{g}$．
（4）本实验结果产生误差的可能原因是：纸带与电火花计时器限位孔之间存在摩擦；
或砝码盘和砝码的总重不等于细线中的拉力等．
故答案为：（1）交流；　（2）1.0；　（3）$\frac{b}{g}$；
（4）纸带与电火花计时器限位孔之间存在摩擦；或砝码盘和砝码的总重不等于细线中的拉力等．

点评 这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律．
做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决．对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化．

练习册系列答案
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5．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（　　）
A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化回路中就有感应电流
C．闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化
6．某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度．实验装置如图甲，不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距为d，其平面与磁场方向垂直．电流传感器与阻值为R的电阻串联接在导轨上端．质量为m、有效阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨下滑，该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示，电流最大值为Im．棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触，不计电流传感器内阻及空气阻力，重力加速度为g．
（1）求该磁场磁感应强度大小；
（2）求在t1时刻棒AB的速度大小；
（3）在0～t1时间内棒AB下降的高度为h，求此过程电阻R产生的电热．
3．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是（　　）
A．增强引起感应电流的磁通量的变化B．与引起感应电流的磁场反向
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同
10．某校物理兴趣小组的甲同学设计了如图1所示的电路来测电源电动势E、内阻r及电阻Rx的阻值，实验器材有：
待测电源E，待测电阻Rx，电压表V（量程为0.3V，内阻很大），电阻箱R（0-99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．
（I）先测电阻Rx的阻值，甲同学完成如下操作：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数尺R1和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，读出电压表的示数U2，则电阻Rx的表达式为Rx=$\frac{（{U}_{2}-{U}_{1}）{R}_{1}}{{U}_{1}}$；

（2）甲同学已经测得电阻Rx=6.50Ω，继续测电源电动势E 和内阻r的阻值，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图2所示的$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$图线，则电源电动势E=4.00V，内阻r=1.50Ω（结果均保留三位有效数字）．
20．在两个倾角都是θ的光滑斜面上分别放置两个导体棒，棒内分别通有电流I1和I2，两处匀强磁场的磁感应强度B的大小相同，但方向不同，一个垂直于水平面，另一个垂直于斜面（如图所示），当两导体棒都保持平衡时，求I1与I2的比值．
7．如图所示电路，电池的电动势为E，内阻为r．R1和R2是两个阻值固定的电阻．电流表为理想电表，当可变电阻R的滑片从a端向b端移动时，电流表A1的示数和电流表A2的示数变化情况分别是（　　）
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C．A1示数变小，A2示数变大D．A1示数变小，A2示数变小
4．如图所示，光滑水平轨道ab、cd在a、d端很接近但不接触，点a、d到bc边的距离均为4L，b、c间有一阻值为R的定值电阻，竖直向下的匀强磁场垂直穿过轨道面，磁感应强度大小为B．一质量为m，长为L的金属杆在水平外力F的作用下，以初速度v0从bc位置开始向左做直线运动，运动过程中保持杆中电流不变，金属杆和轨道的电阻不计．求：
（1）杆向左运动距离为2L时速度的大小；
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（3）杆向左运动距离为2L用的时间．
2．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．若已知某双星系统中两颗恒星的质量变不同，则根据上述可知（　　）
A．它们的向心力大小相等
B．它们的向心加速度大小相等
C．质量大的恒星的轨道半径大于质量小的恒星的轨道半径
D．质量大的恒星的动能小于质量小的恒星的动能

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