Question

（1）為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的器材：A為小車(chē)，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)�力F等于砝碼和小桶的總重量．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：
（a）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取什么做法？
（b）在“探究加度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車(chē)加速度a/m?s-2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車(chē)質(zhì)量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)繪制出a-m圖象如圖乙所示：通過(guò)對(duì)圖象（圖乙）的觀察，可猜想在拉車(chē)F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m^-1、a∝m^-2、a∝m^-3等等，為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．
（c）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖丁，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

．
（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
（a）從圖中讀出金屬絲的直徑為

0.520

mm．
（b）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很小；
B．電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
C．電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω；
G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是

B

，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

E

．
（c）根據(jù)所選的器材，在右邊的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（d）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為R_x=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為

1.6

×10

-7

Ω?m．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題（1）（a）的關(guān)鍵是明確只有通過(guò)平衡摩擦力才能使繩子拉力為小車(chē)受到的合力；題（b）的關(guān)鍵是明確只有圖象是直線時(shí)才能確定兩物理量間的函數(shù)關(guān)系；題（c）的關(guān)鍵是明確根據(jù)牛頓第二定律即可做出判斷；本題（2）的關(guān)鍵是明確通過(guò)估算通過(guò)待測(cè)電阻的電流來(lái)選擇電流表量程；通過(guò)估算電路中最小電阻來(lái)選擇變阻器；根據(jù)伏安法測(cè)電阻時(shí)電流表內(nèi)外接法的選擇方法來(lái)判斷電流表應(yīng)用外接法．

解答：（1）（a）為消除摩擦力，可以把木板的右端（或安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那端）適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力；
（b）從圖乙可以看出a-m圖象是一條曲線，可以做出a-

1

m

圖象，如圖所示：

（c）若a-

1

m

圖象不過(guò)原點(diǎn)，如圖丁所示，當(dāng)a=0時(shí)力F≠0，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分；
（2）（a）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm   
 （b）通過(guò)電阻絲的最大電流為

I

m

=

U

R

=

3

4

A=0.75A，所以電流表應(yīng)選B；根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的最小電阻應(yīng)為

R

min

=

E

I   A

=

4.5

0.6

Ω=7.5Ω，所以變阻器的最小阻值為7.5-4=3.5Ω，所以應(yīng)該選用的變阻器是E，且是限流式接法即可．
（c）由于滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應(yīng)用外接法，又變阻器采用限流式，電路圖如圖所示：

（d）由R=

ρL

1 4 πd 2

，可得ρ=

πd 2   R

4L

，代入數(shù)據(jù)解得ρ=1.6

×10

-7

Ω?m．
故答案為：（1）（a）可以把木板的右端（或安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那端）適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力； （b）如圖； （c）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分；
         （2）（a）0.520； （b）B，E； （c）如圖； （d）1.6

×10

-7

Ω?m

點(diǎn)評(píng)：對(duì)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，應(yīng)明確繩子拉力為小車(chē)受到的合力的條件是需要平衡掉摩擦力，同時(shí)還應(yīng)滿足沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量的條件，明確a-

1

m

圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因；對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，應(yīng)明確應(yīng)通過(guò)估算電路中電流來(lái)選擇電流表量程，通過(guò)估算電路中最小電阻來(lái)選擇變阻器，通過(guò)比較

R   V

R   x

與

R   x

R   A

的大小來(lái)選擇電流表內(nèi)外接法．