Question

I．在探究摩擦力的实验中，用传感器（其余电路部分未画）水平拉一放在水平桌面上的小木块，如图1所示，小木块的运动状态与计算机的读数如下表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相同），则通过分析下表可知以下判断中正确的是

 

实验次数	小木块的运动状态	计算机读数（N）
1	静止	2.2
2	静止	3.4
3	直线加速	3.8
4	直线匀速	3.2
5	直线减速	1.9
6	静止	1.2

A．木块受到的最大静摩擦力为3.8N
B．木块受到的最大静摩擦力可能为3.4N
C．在这六次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这六次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同
II．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：

 

A．电压表V1（0～5V，内阻约10kΩ）B．电压表V2（0～10V，内阻约20kΩ）
C．电流表A1（0～0.3A，内阻约1Ω）D．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
E．滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑动变阻器R2（0～100Ω，0.2A）
G．学生电源（直流6V）、开关及导线
（1）为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表

 

，电流表

 

，滑动变阻器

 

．（填器材的前方选项符号，如A，B）
（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在图2的方框中画出实验电路图．

（3）某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图3所示，若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是

 

W．
（4）P为上图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是

 

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻约为5.33Ω
D．对应P点，小灯泡的电阻约为24.0Ω

Answer 1

分析：I．（1）物体静止或匀速直线运动时受到平衡力的作用．
（2）二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上．
（3）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟接触面积，运动速度无关．
II．（1）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；由题意判断需要的滑动变阻器；
（2）根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用，结合题意选择滑动变阻器的接法；由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法．
（3）画出电源的U-I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，根据P=UI即可求得实际功率；
（4）根据电阻的定义R=

U

I

，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，斜率逐渐减小，电阻逐渐增大．对应P点，灯泡的电阻等于过P点的切线斜率的倒数．

解答：解：I．A、第二次实验，木块保持静止，拉力3.4N，
第三次实验，直线加速，拉力3.8，说明拉力大于滑动摩擦力．
第四次实验，直线匀速，拉力3.2N，拉力等于滑动摩擦力．
最大静摩擦力比滑动摩擦力略大一点，故A错误，B正确．
C、在这六次实验中，木块有三次运动，即有三次受滑动摩擦力，所以木块受到的摩擦力大小有三次是相同的，故C正确．
D、根据C选项分析，故D错误．
故选BC．
II．：（1）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用A电压表；
由P=UI得，灯泡的额定电流I=

P

U

=

2

4

A=0.5A，故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；
变阻器用分压接法，应选小阻值的E．
（2）灯泡内阻R=

U2

P

=8Ω，电压表远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；
而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，
电路图如图所示：
（3）根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，则有U=4-8I，画出U-I图象如图所示，
交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为1.2V，电流I=O.35A，
所以实际功率为P=UI=1.2×0.35W=0.42W
（4）A、B图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大．故A正确，B错误；
C、D对应P点，小灯泡的电阻为R=

U

I

=

2.4

0.45

=5.33Ω，故C正确，D错误．
故选AC
故答案为：I．BC
II．（1）A，D，E；
（2）如图所示
（3）0.42 W；
（4）AC

点评：I．（1）掌握二力平衡条件；（2）掌握物体静止和匀速直线运动时物体受到平衡力的作用．
II．本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断．