Question

（2011?安慶模擬）（1）在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力規(guī)律的實驗中，特設計了如甲圖所示的演示裝置，力傳感器A與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細繩與一滑塊相連（調節(jié)傳感器高度可使細繩水平），滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶（調節(jié)滑輪可使桌面上部細繩水平），整個裝置處于靜止狀態(tài)．實驗開始時打開傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運動起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如乙圖，則結合該圖象，下列說法正確的是：

ABC

．

A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小
C．可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小
D．可判斷第50秒后小車做勻速直線運動（滑塊仍在車上）
（2）某研究性學習小組設計了如丙圖所示的電路，其中A、B為接線柱，備用器材如下：
電流表A₁（量程0--0.6A，內阻約0.5Ω），電流表A₂（量程0--100mA，內阻約1Ω）；電壓表V₁（量程0--3V，內阻約2kΩ），電壓表V₂（量程0--15V，內阻約3kΩ）；電源E₁（電動勢3V，內阻可不計），電源E₂（電動勢15V，內阻可不計）．滑動變阻器、開關、導線等．

①用此電路來進行“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗，選用電流表A₁、電壓表V₁、電源E₁等器材安裝好電路后，把標有“2.8V，1.5W”的小燈泡接在A、B兩接線柱上，在實驗時應把單刀雙擲開關K₂置于位置

1

（填1或2）．
②用此電路來進行“測定金屬的電阻率”的實驗，把電阻約為200Ω的電阻絲兩端分別接在A、B接線柱上，測出電阻絲的有效長度和直徑，其中一次測直徑的示數如丁圖所示，讀出金屬絲直徑為

0.620

 mm．
測金屬絲的電阻時，選用電源E₂、電壓表V₂，則電流表應選用

A₂

；單刀雙擲開關K₂應置于位置

2

；那么測出的電阻值

大于

真實值（填大于、等于、小于）．

Answer 1

分析：（1）對滑塊進行受力分析，滑塊水平方向受到小車給它的摩擦力和繩子的拉力，根據小車的運動情況分析滑塊受到的摩擦力性質即可求解．
（2）①用此電路來進行“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，滑動變阻器分壓式接入電路中，電壓表測量燈泡電壓，電流表測量燈泡電流；
②螺旋測微器讀數=固定刻度讀數+半刻度讀數+可動刻度讀數；實際安培表內電阻較小，但不為零；實際電壓表內阻較大，不是無窮大；
圖為安培表內接法，由于電流表的分壓作用，電壓的測量值偏大；實際測量時應根據電阻的大小選擇誤差較小的接法．

解答：解：（1）由于滑塊一直處于靜止狀態(tài)，所以傳感器顯示的力和滑塊受到的摩擦力大小相等，實驗開始時打開傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，此時小車沒有運動，滑塊與小車間是靜摩擦力，隨著沙子逐漸增多，達50s時，小車與滑塊間的摩擦力達到最大靜摩擦力，此時停止加入沙子，此后滑塊受到滑動摩擦力且保持不變．
A、實驗開始時打開傳感器的瞬間還沒有向沙桶倒沙子時，傳感器的數據即表示空桶的重力，2N，故A正確；
B、50s以后小車與滑塊間的摩擦力是滑動靜摩擦力，傳感器顯示的力和滑塊受到的滑動摩擦力大小相等，即f_滑=3N，故B正確；
C、達50s時，小車與滑塊間的摩擦力達到最大靜摩擦力，此時最大靜摩擦力等于3.5N，沙子和桶的重力也為3.5N，故C正確；
D、由C分析可知，50s后沙子和桶的重力為3.5N，而滑動摩擦力為3N，所以小車做勻加速運動，故D錯誤．
故選ABC
（2）①用此電路來進行“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，滑動變阻器分壓式接入電路中，電壓表測量燈泡電壓，電流表測量燈泡電流，所以在實驗時應把單刀雙擲開關K₂置于位置1上；
②固定刻度讀數：0.5mm；可動刻度讀數0.12mm×2.0=0.120mm；
故螺旋測微器讀數為：0.620mm；測金屬絲的電阻時，電流表內阻較小，金屬絲電阻較大，所以選用電流表內接法接入電路，故單刀雙擲開關K₂應置于位置2；
根據I=

U

R

得：最大電流為I=

15

200

A=75mA，所以電流表選A₂；
電路中電壓表的讀數是R_x與電流表的電壓之和，即測得的電壓值偏大，由歐姆定律R=

U

I

知，測得的電阻偏大，即測出的電阻值大于真實值．
故答案為：（1）ABC；（2）①1； ②0.620；  A₂；   2；大于．

點評：第一題主要考查了二力平衡條件的應用，要知道滑動摩擦力與靜摩擦力的關系，第二題的關鍵是要會用螺旋測微器測量長度，同時要明確安培表內、外接法的誤差來源，并會選擇減小誤差的方法．