Question

（Ⅰ）为了测定木块与木板（一端带有光滑滑轮）之间的动摩擦因数，利用手头现有的器材：木块、木板、弹簧秤、刻度尺、细绳、砂桶、细砂，甲、乙两位同学各设计了一个实验方案；
甲的方案是：如图（1）所示，将木板固定在水平桌面上，让砂桶带动木块匀速运行．
乙的方案是：如图（2）所示，用弹簧秤水平拉住木块，拉动木板从木块下面抽出的过程中，保持木块不动．
你认为谁的实验方案测量误差较小

 

（Ⅱ）下列四幅图为现行高，中课本中的四个电学实验：电路的实物连线图：A为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的电路、B为“测定金屈丝的电阻率”的电路、C为“测定电源电动势和内阻”的电路、D为“把电流表改装为电压表”的校表电路．
其中有一幅图不符合实验要求，试判断这幅图是

 

 （填写图的编号）．

（Ⅲ）有一额定电压为10V、额定功率在10-15W之间的用电器，为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
电源E一个，电动势力15V，内阻不计
直流电压表V₀一个，量程为0-3V，内阻为2kC）
直流电流表A₀一个，双量程0～0.6A～3A，内阻不计
滑动变阻器R器-个，规格0～15Q、2.0A
定值电阻三个：R_l=lkΩ、R₂=2kΩ、R₃二5kΩ
单刀单掷开关一个、导线若干根
（1）为完成测量，应将电压表V₀进行改装，若改装成量程为12V的电压表V，在三个给定的定值电阻中应选用：

 

将改装成的v表内部结构电路图画在答题纸的虚线框内：
（2）若该用是器止常工作时，电流表的指针如图所示，则它的额定功率为

 

W．

Answer 1

分析：Ⅰ、从方便实验操作与减小实验误差的角度分析各实验方案的优劣．
Ⅱ、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，电压和电流应从零开始连续调节，变阻器应采用分压接法．
“测定金属丝的电阻率”的实验中，采用限流式、电流表内接法．
“测定电源电动势和内阻”的实验中，电压表测量路端电压．
“把电流表改装为电压表”的校表电路变阻器采用分压接法．
Ⅲ、（1）根据串联电路分压特点可知，电压表量程扩大4倍时，对应的电阻也要扩大4倍，即串联的电阻为原来的3倍，再根据电阻的串联选择定值电阻．
因直流电流表的内阻不计，根据电流表内接分流判断电路的正误和画出电路图．
（2）根据用电器的额定电压和额定功率的大约值确定电流表的为0～3A，根据分度值读出示数，根据P=UI求出它的额定功率．

解答：解：（Ⅰ）、甲的方案：增减沙桶内的沙，使木块匀速运动时，木块所受的摩擦力μmg等于沙及桶的重力Mg，有μ=

M

m

，此方案要很难保证木块是否做匀速运动，不准确，误差大．
乙的方案：用力F拉出木板时，木块受摩擦力作用，该力f可直接由弹簧测力计测出，则μ=

f

G

，且木板是不是匀速拉动不影响实验结果，简便，易操作．
所以乙实验方案测量误差较小．
（Ⅱ）、A、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，电压和电流应从零开始连续调节，变阻器应采用分压接法．灯泡电阻较小，应采用电流表内接法，而此图是电流表内接法，误差较大，不符合实验要求，
B、“测定金属丝的电阻率”的实验中，采用限流式、电流表内接法，此图符合要求．
C、“测定电源电动势和内阻”的实验中，电压表测量路端电压，变阻器与电流表串联，可改变电路中的电流和路端电压，此图符合要求．
D、“把电流表改装为电压表”的校表电路变阻器采用分压接法．符合要求．
本题选不符合实验要求的，故选：A
（Ⅲ）、（1）根据串联分压原理，将电压表V₀成量程为12V的电压表，量程扩大到原来的四倍，应该串联阻值等于原来内阻3倍的电阻，故在三个给定的定值电阻中应选用R₁和R₃，如右图所示．
想测定额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器的额定功率，由于直流电流表内阻不计，电路应该设计成电流表内接限流电路，所以没有一个合理的电路．新的电路如下图所示．
（2）若该用电器正常工作时，电流表的指针如图丁所示，I=1.20A，则它的额定功率为：
P=UI=10×1.20W=12.0W．

故答案为：
Ⅰ、乙；
Ⅱ、A；
Ⅲ、（1）R₁、R₃．（2）12．

点评：第1小题由于本实验的成功与否主要体现在实验条件的优化上，故本探究题渗透了多种物理问题的科学研究方法，对培养学生良好的科学品质、创造能力有很好的作用．
第2小题是电表改装的问题，根据串联电路分压原理进行分析．
第3小题考查了电压表的改造和电路图的设计以及电流表的读数、电功率的计算，关键是知道电压表的构造和工作原理以及电流表内接限流．