Question

（Ⅰ）為了測定木塊與木板（一端帶有光滑滑輪）之間的動摩擦因數，利用手頭現有的器材：木塊、木板、彈簧秤、刻度尺、細繩、砂桶、細砂，甲、乙兩位同學各設計了一個實驗方案；
甲的方案是：如圖（1）所示，將木板固定在水平桌面上，讓砂桶帶動木塊勻速運行．
乙的方案是：如圖（2）所示，用彈簧秤水平拉住木塊，拉動木板從木塊下面抽出的過程中，保持木塊不動．
你認為誰的實驗方案測量誤差較小

 

（Ⅱ）下列四幅圖為現行高，中課本中的四個電學實驗：電路的實物連線圖：A為“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的電路、B為“測定金屈絲的電阻率”的電路、C為“測定電源電動勢和內阻”的電路、D為“把電流表改裝為電壓表”的校表電路．
其中有一幅圖不符合實驗要求，試判斷這幅圖是

 

 （填寫圖的編號）．

（Ⅲ）有一額定電壓為10V、額定功率在10-15W之間的用電器，為了測定它的額定功率，現有下面器材可供選用：
電源E一個，電動勢力15V，內阻不計
直流電壓表V₀一個，量程為0-3V，內阻為2kC）
直流電流表A₀一個，雙量程0～0.6A～3A，內阻不計
滑動變阻器R器-個，規格0～15Q、2.0A
定值電阻三個：R_l=lkΩ、R₂=2kΩ、R₃二5kΩ
單刀單擲開關一個、導線若干根
（1）為完成測量，應將電壓表V₀進行改裝，若改裝成量程為12V的電壓表V，在三個給定的定值電阻中應選用：

 

將改裝成的v表內部結構電路圖畫在答題紙的虛線框內：
（2）若該用是器止常工作時，電流表的指針如圖所示，則它的額定功率為

 

W．

Answer 1

分析：Ⅰ、從方便實驗操作與減小實驗誤差的角度分析各實驗方案的優劣．
Ⅱ、“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，電壓和電流應從零開始連續調節，變阻器應采用分壓接法．
“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，采用限流式、電流表內接法．
“測定電源電動勢和內阻”的實驗中，電壓表測量路端電壓．
“把電流表改裝為電壓表”的校表電路變阻器采用分壓接法．
Ⅲ、（1）根據串聯電路分壓特點可知，電壓表量程擴大4倍時，對應的電阻也要擴大4倍，即串聯的電阻為原來的3倍，再根據電阻的串聯選擇定值電阻．
因直流電流表的內阻不計，根據電流表內接分流判斷電路的正誤和畫出電路圖．
（2）根據用電器的額定電壓和額定功率的大約值確定電流表的為0～3A，根據分度值讀出示數，根據P=UI求出它的額定功率．

解答：解：（Ⅰ）、甲的方案：增減沙桶內的沙，使木塊勻速運動時，木塊所受的摩擦力μmg等于沙及桶的重力Mg，有μ=

M

m

，此方案要很難保證木塊是否做勻速運動，不準確，誤差大．
乙的方案：用力F拉出木板時，木塊受摩擦力作用，該力f可直接由彈簧測力計測出，則μ=

f

G

，且木板是不是勻速拉動不影響實驗結果，簡便，易操作．
所以乙實驗方案測量誤差較小．
（Ⅱ）、A、“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，電壓和電流應從零開始連續調節，變阻器應采用分壓接法．燈泡電阻較小，應采用電流表內接法，而此圖是電流表內接法，誤差較大，不符合實驗要求，
B、“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，采用限流式、電流表內接法，此圖符合要求．
C、“測定電源電動勢和內阻”的實驗中，電壓表測量路端電壓，變阻器與電流表串聯，可改變電路中的電流和路端電壓，此圖符合要求．
D、“把電流表改裝為電壓表”的校表電路變阻器采用分壓接法．符合要求．
本題選不符合實驗要求的，故選：A
（Ⅲ）、（1）根據串聯分壓原理，將電壓表V₀成量程為12V的電壓表，量程擴大到原來的四倍，應該串聯阻值等于原來內阻3倍的電阻，故在三個給定的定值電阻中應選用R₁和R₃，如右圖所示．
想測定額定電壓為10V、額定功率在10～15W之間的用電器的額定功率，由于直流電流表內阻不計，電路應該設計成電流表內接限流電路，所以沒有一個合理的電路．新的電路如下圖所示．
（2）若該用電器正常工作時，電流表的指針如圖丁所示，I=1.20A，則它的額定功率為：
P=UI=10×1.20W=12.0W．

故答案為：
Ⅰ、乙；
Ⅱ、A；
Ⅲ、（1）R₁、R₃．（2）12．

點評：第1小題由于本實驗的成功與否主要體現在實驗條件的優化上，故本探究題滲透了多種物理問題的科學研究方法，對培養學生良好的科學品質、創造能力有很好的作用．
第2小題是電表改裝的問題，根據串聯電路分壓原理進行分析．
第3小題考查了電壓表的改造和電路圖的設計以及電流表的讀數、電功率的計算，關鍵是知道電壓表的構造和工作原理以及電流表內接限流．