Question

平行于水平桌面的细线
（1）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，其实验装置如图1所示．该同学在实验中的主要操作有：
A．用弹簧秤测出木块A的重力为G=6.00N；
B．用弹簧秤测出木板B的重力为G′=9.25N；
C．按图的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板；
D．松开按住木块和木板的手，让其运动，待弹簧秤指针稳定时再读数．
①该同学的上述操作中多余的步骤是

 

．（填步骤序号）
②在听取意见后，该同学按正确方法操作；读数时弹簧秤的指针位置如图2所示，其示数为

 

N．根据该同学的测量数据，可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为

 

．
（2）如图所3示的电路中，定值电阻R′=15Ω，K₂为单刀双掷开关．闭合S₁，将K₂切换到a端，调节电阻箱，读出其阻值为R₁，
记录“数字式理想电压表”测得的数据为U₁；然后保持电阻箱的阻值不变，将K₁切换到b端，记录“数字式理想电压表”测得的数据为U₂．
①根据电路图用画线代替导线将实验仪器连成实验电路（如图4）；
②试写出测待测电阻R_X的表达式

 

；
③若测得R_X=2.5Ω，将K₂切换到a端，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的阻值R和记录对应的“数字式理想电压表”数据U，对测得的数据进行处理，在

1

U

-

1

R

图上（如图5）描出了几个点．试在坐标上做出

1

U

-

1

R

的图线．可求得电源的电动势E=

 

v，内阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）测量动摩擦因数需测量A木块所受的摩擦力，A对B的正压力，根据据f=μF_N测出动摩擦因数．
（2）①根据电路图连接实物图
②根据欧姆定律结合串并联电路的特点，求出待测电阻R_X的表达式．
③根据闭合电路欧姆定律有：E=

U

R

(RX+R′+r)+U，解得

1

U

=

1

R

?

RX+R′+r

E

+

1

E

，

1

U

与

1

R

成线性关系，根据图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻．

解答：解：（1）①要测量木块A和木板B之间的动摩擦因数，需测量A所受的摩擦力，根据装置图知，通过平衡，A所受的摩擦力等于弹簧秤的拉力，还需测量A对B的压力，而A对B的压力等于A的重力，根据f=μF_N测出动摩擦因数．木板B的重力无需测量．故选B．
②弹簧秤的读数为2.10N，则滑动摩擦力的大小f=2.10N，因为正压力等于A的重力，等于6.00N，则动摩擦因数μ=

f

FN

=

2.10

6

=0.35．
（2）①根据电路图连接实物图，如图所示．
②闭合S₁，将K₂切换到a端，电阻箱两端间的电压为U₁，通过电阻箱的电流I=

U1

R1

，将K₁切换到b端，则R_X两端间的电压U_X=U₂-U₁，根据欧姆定律知RX=

UX

I

=

(U2-U1)R1

U1

．
③根据闭合电路欧姆定律有：E=

U

R

(RX+R′+r)+U，解得

1

U

=

1

R

?

RX+R′+r

E

+

1

E

，

1

U

与

1

R

成线性关系，图线纵轴截距为电动势的倒数，所以E=

1

0.5

=2V．斜率等于

RX+R′+r

E

，则

RX+R′+r

E

=

2.5-0.5

0.2

=10，解得r=2.5Ω．
故答案为：（1）①B　 ②2.10  0.35；
（2）①连线如图
②RX=

(U2-U1)R1

U1

．
③作图，2，2.5．

点评：本题考查了力学实验和电学实验，力学实验较简单，对于该电学实验，关键知道实验的原理，通过闭合电路欧姆定律进行分析．