Question

（1）測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，長木板處于水平，裝砂的小桶通過細(xì)線繞過定滑輪與木塊連接，細(xì)線的長度大于桌面的高度，木塊可以拖動紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)．
實(shí)驗(yàn)時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放手后，裝砂小桶帶動木塊一起運(yùn)動，小桶與地面接觸之后，木塊還要在木板上繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，如圖所示．紙帶的左端與木塊相連，并用虛線框標(biāo)出了A、B兩個(gè)區(qū)域，為了求得木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，應(yīng)選取

 

區(qū)域的數(shù)據(jù)計(jì)算出木塊運(yùn)動的加速度的大小（用a表示），由此計(jì)算動摩擦因數(shù)的公式是μ=

 

．

（2）小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測量電壓表的內(nèi)阻R_V，所用器材有：
待測電壓表V，量程為3V，內(nèi)阻R_V約3kΩ
電流表A，量程為2mA，內(nèi)阻R_A約0.1Ω
滑動變阻器R最大阻值50Ω，額定電流1.5A
電源E電動勢為6V，內(nèi)阻約0.5Ω

（a）小明設(shè)計(jì)的電路

 

（填“能”或“不能”）測出電壓表的內(nèi)阻．若能，請將圖中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路；若不能，請改造這個(gè)電路，利用這些器材測量電壓表的內(nèi)阻，并將圖中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路．
（b）說明實(shí)驗(yàn)應(yīng)該測的物理量有

 

，電壓表內(nèi)阻的計(jì)算式R_V=

 

．

Answer 1

分析：（1）小桶落地后，木塊僅在滑動摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，求出此時(shí)的加速度結(jié)合牛頓第二定律即可求解動摩擦因數(shù)；
（2）電源電動勢是6V，若按照小明的連接方式接入，則電壓表上的電壓將超過量程，將滑動變阻器應(yīng)用分壓式，根據(jù)歐姆定律求解內(nèi)阻R_v的表達(dá)式．

解答：解：（1）木塊先在細(xì)線拉力和滑動摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動，當(dāng)小桶落地后，木塊僅在滑動摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，滑動摩擦力f=μmg，若能求出此時(shí)的加速度，根據(jù)牛頓第二定律即可求解μ，所以應(yīng)選取B區(qū)域的數(shù)據(jù)計(jì)算出木塊運(yùn)動的加速度，則a=

μmg

m

，解得μ=

a

g

．
（2）電源電動勢是6V，若把電壓表和電流表及滑動變阻器串聯(lián)接入電源，則電壓表所占電壓大于3V，超過電壓表的量程，所以小明設(shè)計(jì)的電路不能測出電壓表的內(nèi)阻．
應(yīng)將限流式電路改成分壓式電路，如圖所示：

調(diào)節(jié)滑動變阻器，測出電壓表的示數(shù)U和電流表示數(shù)I，則R_V=

U

I

故答案為：（1）B；

a

g

；（2）（a）不能 （b）電壓表的示數(shù)U和電流表示數(shù)I；

U

I

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路測電阻、連接實(shí)物電路圖等問題，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對學(xué)生來說難度較大，一定要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)．