Question

（Ⅰ）為了測定木塊與木板（一端帶有光滑滑輪）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，利用手頭現(xiàn)有的器材：木塊、木板、彈簧秤、刻度尺、細(xì)繩、砂桶、細(xì)砂，甲、乙兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(dòng)木塊勻速運(yùn)行．
乙的方案是：如圖（2）所示，用彈簧秤水平拉住木塊，拉動(dòng)木板從木塊下面抽出的過程中，保持木塊不動(dòng)．
你認(rèn)為誰的實(shí)驗(yàn)方案測量誤差較小

 

（Ⅱ）下列四幅圖為現(xiàn)行高，中課本中的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)：電路的實(shí)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(dòng)勢和內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)有下面器材可供選用：
電源E一個(gè)，電動(dòng)勢力15V，內(nèi)阻不計(jì)
直流電壓表V₀一個(gè)，量程為0-3V，內(nèi)阻為2kC）
直流電流表A₀一個(gè)，雙量程0～0.6A～3A，內(nèi)阻不計(jì)
滑動(dòng)變阻器R器-個(gè)，規(guī)格0～15Q、2.0A
定值電阻三個(gè)：R_l=lkΩ、R₂=2kΩ、R₃二5kΩ
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干根
（1）為完成測量，應(yīng)將電壓表V₀進(jìn)行改裝，若改裝成量程為12V的電壓表V，在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)選用：

 

將改裝成的v表內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖畫在答題紙的虛線框內(nèi)：
（2）若該用是器止常工作時(shí)，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(shí)驗(yàn)操作與減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度分析各實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣．
Ⅱ、“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，電壓和電流應(yīng)從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，變阻器應(yīng)采用分壓接法．
“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，采用限流式、電流表內(nèi)接法．
“測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)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(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知，電壓表量程擴(kuò)大4倍時(shí)，對應(yīng)的電阻也要擴(kuò)大4倍，即串聯(lián)的電阻為原來的3倍，再根據(jù)電阻的串聯(lián)選擇定值電阻．
因直流電流表的內(nèi)阻不計(jì)，根據(jù)電流表內(nèi)接分流判斷電路的正誤和畫出電路圖．
（2）根據(jù)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(jù)分度值讀出示數(shù)，根據(jù)P=UI求出它的額定功率．

解答：解：（Ⅰ）、甲的方案：增減沙桶內(nèi)的沙，使木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，不準(zhǔn)確，誤差大．
乙的方案：用力F拉出木板時(shí)，木塊受摩擦力作用，該力f可直接由彈簧測力計(jì)測出，則μ=

f

G

，且木板是不是勻速拉動(dòng)不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，簡便，易操作．
所以乙實(shí)驗(yàn)方案測量誤差較小．
（Ⅱ）、A、“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，電壓和電流應(yīng)從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，變阻器應(yīng)采用分壓接法．燈泡電阻較小，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，而此圖是電流表內(nèi)接法，誤差較大，不符合實(shí)驗(yàn)要求，
B、“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，采用限流式、電流表內(nèi)接法，此圖符合要求．
C、“測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，電壓表測量路端電壓，變阻器與電流表串聯(lián)，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(shí)驗(yàn)要求的，故選：A
（Ⅲ）、（1）根據(jù)串聯(lián)分壓原理，將電壓表V₀成量程為12V的電壓表，量程擴(kuò)大到原來的四倍，應(yīng)該串聯(lián)阻值等于原來內(nèi)阻3倍的電阻，故在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)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(nèi)阻不計(jì)，電路應(yīng)該設(shè)計(jì)成電流表內(nèi)接限流電路，所以沒有一個(gè)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(shí)，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(diǎn)評：第1小題由于本實(shí)驗(yàn)的成功與否主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化上，故本探究題滲透了多種物理問題的科學(xué)研究方法，對培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)、創(chuàng)造能力有很好的作用．
第2小題是電表改裝的問題，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理進(jìn)行分析．
第3小題考查了電壓表的改造和電路圖的設(shè)計(jì)以及電流表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道電壓表的構(gòu)造和工作原理以及電流表內(nèi)接限流．