Question

I．在探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，用傳感器（其余電路部分未畫）水平拉一放在水平桌面上的小木塊，如圖1所示，小木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與計(jì)算機(jī)的讀數(shù)如下表所示（每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊與桌面的接觸面相同），則通過(guò)分析下表可知以下判斷中正確的是

 

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	小木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)	計(jì)算機(jī)讀數(shù)（N）
1	靜止	2.2
2	靜止	3.4
3	直線加速	3.8
4	直線勻速	3.2
5	直線減速	1.9
6	靜止	1.2

A．木塊受到的最大靜摩擦力為3.8N
B．木塊受到的最大靜摩擦力可能為3.4N
C．在這六次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在這六次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小各不相同
II．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)小燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：

 

A．電壓表V1（0～5V，內(nèi)阻約10kΩ）B．電壓表V2（0～10V，內(nèi)阻約20kΩ）
C．電流表A1（0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω）D．電流表A2（0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑動(dòng)變阻器R2（0～100Ω，0.2A）
G．學(xué)生電源（直流6V）、開關(guān)及導(dǎo)線
（1）為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電壓表

 

，電流表

 

，滑動(dòng)變阻器

 

．（填器材的前方選項(xiàng)符號(hào)，如A，B）
（2）為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)；請(qǐng)?jiān)趫D2的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（3）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線，如圖3所示，若用電動(dòng)勢(shì)為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源直接給該小燈泡供電，則該小燈泡的實(shí)際功率是

 

W．
（4）P為上圖中圖線上的一點(diǎn)，PN為圖線上P點(diǎn)的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說(shuō)法中正確的是

 

A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為5.33Ω
D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為24.0Ω

Answer 1

分析：I．（1）物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到平衡力的作用．
（2）二力平衡的條件：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個(gè)物體上．
（3）滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積，運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)．
II．（1）儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測(cè)量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過(guò)燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過(guò)燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的不同作用，結(jié)合題意選擇滑動(dòng)變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內(nèi)阻間的大小關(guān)系確定電流表的接法．
（3）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流即為此時(shí)小燈泡的實(shí)際電壓與電流，根據(jù)P=UI即可求得實(shí)際功率；
（4）根據(jù)電阻的定義R=

U

I

，電阻等于圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)，斜率逐漸減小，電阻逐漸增大．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，燈泡的電阻等于過(guò)P點(diǎn)的切線斜率的倒數(shù)．

解答：解：I．A、第二次實(shí)驗(yàn)，木塊保持靜止，拉力3.4N，
第三次實(shí)驗(yàn)，直線加速，拉力3.8，說(shuō)明拉力大于滑動(dòng)摩擦力．
第四次實(shí)驗(yàn)，直線勻速，拉力3.2N，拉力等于滑動(dòng)摩擦力．
最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力略大一點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、在這六次實(shí)驗(yàn)中，木塊有三次運(yùn)動(dòng)，即有三次受滑動(dòng)摩擦力，所以木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的，故C正確．
D、根據(jù)C選項(xiàng)分析，故D錯(cuò)誤．
故選BC．
II．：（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確；故只能選用A電壓表；
由P=UI得，燈泡的額定電流I=

P

U

=

2

4

A=0.5A，故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；
變阻器用分壓接法，應(yīng)選小阻值的E．
（2）燈泡內(nèi)阻R=

U2

P

=8Ω，電壓表遠(yuǎn)大于燈泡內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法；
而由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，
電路圖如圖所示：
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=4-8I，畫出U-I圖象如圖所示，
交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時(shí)的實(shí)際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.2V，電流I=O.35A，
所以實(shí)際功率為P=UI=1.2×0.35W=0.42W
（4）A、B圖線的斜率逐漸減小，說(shuō)明電阻逐漸增大．故A正確，B錯(cuò)誤；
C、D對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=

U

I

=

2.4

0.45

=5.33Ω，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選AC
故答案為：I．BC
II．（1）A，D，E；
（2）如圖所示
（3）0.42 W；
（4）AC

點(diǎn)評(píng)：I．（1）掌握二力平衡條件；（2）掌握物體靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體受到平衡力的作用．
II．本題考查實(shí)驗(yàn)中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時(shí)還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．