Question

請完成以下兩小題
（1）為了測定滑塊與桌面之間的動摩擦因數，某同學設計了如圖所示的實驗裝置．其中，a是質量為m的滑塊（可視為質點），b是可以固定于桌面的滑槽（滑槽末端與桌面相切）．第一次實驗時，將滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端與桌面的右端M對齊，讓滑塊a從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P點；第二次實驗時，將滑槽沿桌面向左移動并固定，測出滑槽的末端N與桌面的右端M的距離為L，讓滑塊a再次從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P′點．然后測得MO=2.5L，OP=3L，OP′=2L．不計空氣阻力．則滑塊a與桌面間的動摩擦因數 μ=

 

（2）某學習小組通過實驗來研究電器元件Z的伏安特性曲線．他們在實驗中測得電器元件Z兩端的電壓與通過它的電流的數據如下表：

U/V	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
I/A	0.00	0.10	0.20	0.30	0.36	0.38	0.40

現備有下列器材
A．低壓直流電源：電壓6V，內阻不計
B．電流表：量程為0-0.6A-3A，0.6A內阻約為10Ω，3A內阻約為2Ω
C．電壓表：量程為0-3V-15V，3V內阻約為7.2kΩ，15V內阻約為36kΩ
E．滑動變阻器：阻值為0～10Ω，額定電流為3A的
F．電鍵K，導線若干
①按提供的器材，在實物圖（a）（見答題紙）上連接正確的實驗電路，要求測量誤差盡可能小
②利用這些數據繪出的電器元件Z的伏安特性曲線如圖（b）所示，分析曲線說明通過電器元件Z的電流隨電壓變化的特點
③若把電器元件Z接入如圖（c）所示的電路中時，通過Z的電流為0.10A，已知A、B兩端電壓恒為1.5V，則此時燈泡L的功率為

 

W．

Answer 1

分析：本題（1）的關鍵是明確滑塊滑動斜槽底端時速度不變，再結合平拋規律以及運動學公式聯立即可求解動摩擦因數．本題（2）①的關鍵是根據數據表可知電流表與電壓表的量程，通過估算待測電阻電阻可以選擇電流表應用外接法；根據最小電流為零可知，滑動變阻器應用分壓式接法；③的關鍵是首先根據I-U圖象讀出電器元件電壓，然后算出小燈泡兩端電壓，從而求出小燈泡的功率．

解答：解：（1）設滑塊滑到斜槽底端時速度大小為

v

0

，第二次離開桌面時速度大小為v，
第一次時應有：OP=

v

0

2OM g

即3L=

v

0

5L g

①
第二次時應有：O

P

′

=v

2OM g

即2L=v

5L g

②，
且

v

2

-v

2 0

=-2μgL③
聯立①②③解得μ=0.5
（2）①從數據表可知電流表應選量程為0.6A，電壓表量程應選3V，由于電器元件電阻很小，電流表應用內接法，由于電流從零增大，滑動變阻器應用分壓式接法，實物連線如圖所示 

②由I-U圖象可知電流隨電壓的增大非線性增大．
③根據I-U圖象可讀出I=0.10A時電器元件Z兩端電壓為

U

Z

=0.20V，所以燈泡兩端電壓為

U

L

=U-

U

Z

=1.5-0.2=1.3V
則小燈泡的功率為P=I

U

L

=0.1×1.3W=0.13W．
故答案為：（1）0.5，（2）①如圖，②電流隨電壓的增大非線性增大，③0.13

點評：（1）明確物理過程，根據不同物理過程選擇相應規律兩式求解即可；（2）對電學實驗題目，要掌握電表量程的選擇方法、電流表內外接法的選擇方法、滑動變阻器分壓與限流的選擇方法，以及I-U圖象的應用．