Question

（Ⅰ） 如圖，把彈簧測力計(jì)的一端固定在墻上，用力F水平向左拉金屬板，金屬板向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定（圖中已把彈簧測力計(jì)的示數(shù)放大畫出），則物塊P受到的金屬板的滑動(dòng)摩擦力的大小是

 

N，方向?yàn)?!--BA-->

 

．彈簧測力計(jì)測得物塊P重13N，根據(jù)表中給出的動(dòng)摩擦因數(shù)，可推算出物塊P的材料為

 

材料	動(dòng)摩擦因數(shù)
金屬-金屬	0.25
橡膠-金屬	0.30
木頭-金屬	0.20
皮革-金屬	0.28

（Ⅱ）為了測定某迭層電池的電動(dòng)勢（約15V）和內(nèi)電阻（小于2Ω），需要把一個(gè)量程為6V的直流電壓表接一個(gè)固定電阻（用電阻箱代替），改裝成量程為18V的電壓表，然后用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，以下是該實(shí)驗(yàn)的操作過程：
（1）把電壓表量程擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請完成第五步的填空．
第一步：把滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片移到最右端
第二步：把電阻箱阻值調(diào)到零
第三步：閉合開關(guān)
第四步：把滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表讀數(shù)為6V
第五步：把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為

 

V
第六步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其他線路，即得量程為18V的電壓表

（2）上述實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有：
A．迭層電池（電動(dòng)勢約15V，內(nèi)電阻小于2Ω）
B．電壓表（量程為6V，內(nèi)阻約10KΩ）
C．電阻箱（阻值范圍0～9999Ω，額定功率小于10W）
D．電阻箱（阻值范圍0～99999Ω，額定功率小于10W）
E．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～20Ω，額定電流為2A）
F．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～2KΩ，額定電流為0.2A）
電阻箱應(yīng)選

 

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

 

（用器材前的序號(hào)表示）
（3）用擴(kuò)大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），使用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，測量該迭層電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r．改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄電壓表示數(shù)，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U-I圖象如圖丙所示．可知電池的電動(dòng)勢為

 

V，內(nèi)電阻為

 

Ω（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（Ⅰ）分析物塊P的受力情況，由二力平衡可知摩擦力的大小，由滑動(dòng)摩擦力公式求出動(dòng)摩擦因數(shù)．
（Ⅱ）（1）把6V的直流電壓表接一固定電阻（用電阻箱代替），改裝為量程為18V的電壓表時(shí)，將直流電壓表與電阻箱串聯(lián)，整個(gè)作為電壓表，據(jù)題分析，電阻箱阻值調(diào)到零，電壓表讀數(shù)為6V，則知把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為2V．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，可確定出電阻箱的電阻與電壓表內(nèi)阻的關(guān)系，選擇電阻箱的規(guī)格．在分壓電路中，為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用阻值較小的．
（3）由于電壓表的表盤沒變，改裝后的電壓表的讀數(shù)應(yīng)為電壓表讀數(shù)的3倍．U-I圖線縱軸截距的3倍表示電動(dòng)勢，斜率的3倍大小等于電池的內(nèi)阻．

解答：解：（Ⅰ）分析物塊P的受力情況可知，物塊P受金屬板給P的滑動(dòng)摩擦力F_f，方向向左，受彈簧測力計(jì)向右的拉力F，由二力平衡可知，F(xiàn)_f=F，測力計(jì)讀數(shù)為2.60 N，所以F_f=2.60 N；又根據(jù)F_f=μG可得：μ=

Ff

G

=0.2．從表中可對比得知，物塊P為木頭．
    （Ⅱ）（1）把6V的直流電壓表接一電阻箱，改裝為量程為18V的電壓表時(shí)，將直流電壓表與電阻箱串聯(lián)，整個(gè)作為一只電壓表，據(jù)題分析，電阻箱阻值調(diào)到零，電壓表讀數(shù)為6V，則知把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為2V．
（2）由題，電壓表的量程為6V，內(nèi)阻約為10kΩ，要改裝成18V的電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，所串聯(lián)的電阻箱電阻應(yīng)為2×10kΩ=20000Ω．故電阻箱應(yīng)選電阻箱（阻值范圍0～99999Ω，額定功率小于10W）．在分壓電路中，為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用阻值較小的，即選E．
（3）由丙讀出，外電路斷路時(shí)，電壓表的電壓為U=4.8V，則電源的電動(dòng)勢為E=3×4.8=14.4V，內(nèi)阻為r=

E-U

I

=

14.4-3×3

4.6

=1.17Ω．
故答案為：（Ⅰ） ①2.60      ②水平向左      ③木頭
       （Ⅱ） （1）2     （2）D    E    （3）14.4  1.17

點(diǎn)評：（Ⅰ）本題考查了彈簧秤的讀數(shù)和滑動(dòng)摩擦力的求法，記住摩擦力的公式，難度不大．
（Ⅱ）本題涉及電表的改裝，其原理是串聯(lián)電路的特點(diǎn)．伏安法測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的原理是閉合電路歐姆定律，要注意路端電壓應(yīng)為改裝后電壓表的讀數(shù)．