Question

（1）測量木塊與長木板間的動摩擦因數的實驗裝置如圖所示，長木板處于水平，裝砂的小桶通過細線繞過定滑輪與木塊連接，細線的長度大于桌面的高度，木塊可以拖動紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列的點．
實驗時接通打點計時器的電源，放手后，裝砂小桶帶動木塊一起運動，小桶與地面接觸之后，木塊還要在木板上繼續運動一段距離后停下，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，如圖所示．紙帶的左端與木塊相連，并用虛線框標出了A、B兩個區域，為了求得木塊與長木板間的動摩擦因數，應選取

 

區域的數據計算出木塊運動的加速度的大小（用a表示），由此計算動摩擦因數的公式是μ=

 

．

（2）小明設計了如圖所示的電路測量電壓表的內阻R_V，所用器材有：
待測電壓表V，量程為3V，內阻R_V約3kΩ
電流表A，量程為2mA，內阻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，內阻約0.5Ω

（a）小明設計的電路

 

（填“能”或“不能”）測出電壓表的內阻．若能，請將圖中的實物連接成實驗電路；若不能，請改造這個電路，利用這些器材測量電壓表的內阻，并將圖中的實物連接成實驗電路．
（b）說明實驗應該測的物理量有

 

，電壓表內阻的計算式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動，求出此時的加速度結合牛頓第二定律即可求解動摩擦因數；
（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，將滑動變阻器應用分壓式，根據歐姆定律求解內阻R_v的表達式．

解答：解：（1）木塊先在細線拉力和滑動摩擦力作用下做勻加速運動，當小桶落地后，木塊僅在滑動摩擦力作用下做勻減速運動，滑動摩擦力f=μmg，若能求出此時的加速度，根據牛頓第二定律即可求解μ，所以應選取B區域的數據計算出木塊運動的加速度，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，所以小明設計的電路不能測出電壓表的內阻．
應將限流式電路改成分壓式電路，如圖所示：

調節滑動變阻器，測出電壓表的示數U和電流表示數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U和電流表示數I；

U

I

點評：本題考查了實驗設計評價、設計實驗電路測電阻、連接實物電路圖等問題，實驗設計對學生來說難度較大，一定要加強實驗設計能力的培養．