◎ 题目

实验题 （1）为测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，如图1所示，他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺（当地重力加速度g已知）． ①实验中应记录的数据是______． ②计算动摩擦因数的公式是μ=______． （2）测定一个待测电阻Rx（阻值约为200Ω）的阻值，除了待测电阻外，实验室提供了如下器材： 电池组E（电动势为3V，内阻不计）； 电流表A1（量程为0～10mA，内阻约为r1=50Ω）； 电流表A2（量程为0～500μA，内阻r2=1000Ω）； 滑动变阻器R1（阻值范围为0～20Ω，额定电流为2A）； 电阻箱R2（阻值范围为0～9999Ω，额定电流为1A）； 开关S，导线若干． 请你帮助该同学完成实验中的下述问题（实验中应尽可能准确地测量Rx的阻值）： ①上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表．请在图2中图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图，并在图中标明所用器材的代号． ②请在图乙的方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明各器材的代号． ③实验中，将电阻箱R2的阻值调为4000Ω，再调节滑动变阻器R1，使两表的示数如下图3所示，可读出电流表A1的示数是______mA，电流表A2的示数是______ μA，基于伏安法测得的阻值Rx= U I =______Ω（取两位有效数字），此测量值与真实值比较是______（填偏大、偏小或相等）．

◎ 答案

（1）①实验已经限定了木块在斜面上匀加速下滑，根据牛顿第二定律，得a=gsinθ-μgcosθ，从而μ=tanθ- a gcosθ ，只要测出倾角和加速度即可．题给器材只能测量长度和时间，根据tanθ= h d ，cosθ= d L ，且a= 2L t2 ，可知，只要测量出斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t，斜面对应的底边长d，即可求出动摩擦因数． ②其表达式是：μ= h d - 2L2 gdt2 ． （2）①将电流表A2和电阻箱串联改装为电压表．如图所示． ②将电流表A2改装为电压表内阻RV= 3 0.5×10-3 Ω=6000Ω，可知待测电阻与电流表内阻相当，属于小电阻，电流表采用外接法．由于滑动变阻器阻值较小，若采用限流式接法，移动滑动变阻器，电流、电压变化较小，测量误差大，所以采用滑动变阻器分压式接法．如图所示． ③电流表A1的示数为6.40mA，电流表A2的示数为240μA，根据欧姆定律，Rx= U I = 240×10-6×(4000+1000) 6.4×10-3 ≈1.9×102Ω． 由于电流表采用外接法，电阻箱支路起分流作用，所以测量的电流偏大，则测量的电阻偏下． 故答案为：（1）①斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t，斜面对应的底边长d，②μ= h d - 2L2 gdt2 ． （2）①如图所示；②如图所示 ③6.40mA，240μA（238-242μA），1.9×102Ω，偏小．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“实验题（1）为测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，如图1所示，他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺（当地重力加速度…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【实验：伏安法测电阻】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。