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p，两位同学分别设计了如图1所示甲、乙的实验方案．
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）甲同学采用如图2所示的电路测定电源的电动势和内电阻．实验室提供的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、多用电表、滑动变阻器R、电源、电键s、导线及若干个定值电阻．
①连好电路后．当该同学闭合电键s，发现电流表的示数为0，电压表的示数不为0．检查各接线柱均未接错，接触良好．且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd时，示数与电压表的示数相同，由此可推断故障是

 

．
②排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示．并根据数据在空白的坐标纸上，作出图3所示的U-I图线，该图存在多处不妥之处，请指出．（能指出两处不妥之处的该小题得满分）．

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.87	2.85	2.77	2.75	2.70

 

、

 

③为了在实验中保护电流表和调节电阻时电流表、电压表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图4所示的电路，丙图中电阻R₀应选取下列备选电阻

 

（用字母表示）．
    A．1Ω    B．5Ω    C．10Ω   D．20Ω
若乙同学用图丙的实验电路进行实验，只测得两组数据为I₁、U₁、I₂、U₂．则该电源内电阻r=

 

（请用物理量的字母表示）

Answer 1

分析：（1）①根据作用力与反作用力的关系，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数；
②在不同的情况下接触面受到的正压力的大小不同，摩擦力也就不一样．
（2）①由于电流表示数为零，电压表示数不为零，说明电路出现断路．若电路中只有一处断路，用电压表两表笔逐段（如ab、bc、cd、…）依次并联进行测量，若与哪一段电路并联时电压表指针偏转，说明此段电路断路．
②U轴坐标起点的选取从0开始使得图象分布在一个很小的区域内，该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥．
③根据闭合电路欧姆定律列出等式求解．

解答：解：（1）①甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动它的示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理．
②由于弹簧测力计a示数为6.0N，所以A、B间的动摩擦因数μ=

Ff

FN

=

6

20

=0.30．
故答案为：①甲；②0.30．
（2）①由于电流表示数为零，电压表示数不为零，说明电路出现断路．若电路中只有一处断路，用电压表两表笔逐段（如ab、bc、cd、…）依次并联进行测量，若与哪一段电路并联时电压表指针偏转，说明此段电路断路．原因是如果电路中仅有一处断路，那么整个电路的电势差全部降落在断路之处，其余各处电压均为零．所以当电压表两表笔接cd时，由于示数与电压表的示数相同，故与电压表并接的两点之间断路，应是滑动变阻器发生断路故障．
②由图3可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，原因是电压U的取值范围在2.70～3.00V之间，而U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥；此外该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥；还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上，不在直线的点应尽量对称分布在直线的两侧，偏离直线太远的点应去掉，该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥之处．
③保护电阻R₀应大约为

3V

0.6A

=5Ω，所以B选项正确；
根据闭合电路欧姆定律有
E=U₁+I₁（R₀+r），
E=U₂+I₂（R₀+r），
解得r=

U1-U2

I2-I1

-R0
故答案为：①滑动变阻器R断路 
②（1）U轴坐标起点选取不当；（2）U，I轴没有标记用何单位；
③B；　

U1-U2

I2-I1

-R0

点评：（1）本题考查了作用力与反作用力、平衡力的关系，并且要判断在不同的情况下接触面受到的正压力的大小，特别是注意根据给出的各个弹簧测力计的示数，分析判断出要用哪一个数据，是解答本题的难点，这对于学生有一定的迷惑性．
（2）本题考查测定电动势和内电阻的图象和数据处理，要明确该实验的原理和步骤．