Question

實驗題
（1）為測定木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)讓木塊從斜面上端自靜止起做勻加速下滑運動，如圖1所示，他使用的器材僅限于固定的斜面、木塊、秒表、米尺（當(dāng)?shù)刂亓�加速度g已知）．



①實驗中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)是______．
②計算動摩擦因數(shù)的公式是μ=______．
（2）測定一個待測電阻R_x（阻值約為200Ω）的阻值，除了待測電阻外，實驗室提供了如下器材：
電池組E（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）；
電流表A₁（量程為0～10mA，內(nèi)阻約為r₁=50Ω）；
電流表A₂（量程為0～500μA，內(nèi)阻r₂=1000Ω）；
滑動變阻器R₁（阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A）；
電阻箱R₂（阻值范圍為0～9999Ω，額定電流為1A）；
開關(guān)S，導(dǎo)線若干．
請你幫助該同學(xué)完成實驗中的下述問題（實驗中應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地測量R_x的阻值）：
①上述器材中缺少電壓表，需選一只電流表將它改裝成電壓表．請在圖2中圖甲所示方框中畫出將電流表改裝成電壓表的電路原理圖，并在圖中標(biāo)明所用器材的代號．
②請在圖乙的方框中畫出測量R_x阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明各器材的代號．
③實驗中，將電阻箱R₂的阻值調(diào)為4000Ω，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R₁，使兩表的示數(shù)如下圖3所示，可讀出電流表A₁的示數(shù)是______mA，電流表A₂的示數(shù)是______ μA，基于伏安法測得的阻值Rx=

U

I

=______Ω（取兩位有效數(shù)字），此測量值與真實值比較是______（填偏大、偏小或相等）．

Answer 1

（1）①實驗已經(jīng)限定了木塊在斜面上勻加速下滑，根據(jù)牛頓第二定律，得a=gsinθ-μgcosθ，從而μ=tanθ-

a

gcosθ

，只要測出傾角和加速度即可．題給器材只能測量長度和時間，根據(jù)tanθ=

h

d

，cosθ=

d

L

，且a=

2L

t2

，可知，只要測量出斜面長度L、斜面高度h、木塊下滑的時間t，斜面對應(yīng)的底邊長d，即可求出動摩擦因數(shù)．
②其表達式是：μ=

h

d

-

2L2

gdt2

．
（2）①將電流表A₂和電阻箱串聯(lián)改裝為電壓表．如圖所示．
②將電流表A₂改裝為電壓表內(nèi)阻RV=

3

0.5×10-3

Ω=6000Ω，可知待測電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，電流表采用外接法．由于滑動變阻器阻值較小，若采用限流式接法，移動滑動變阻器，電流、電壓變化較小，測量誤差大，所以采用滑動變阻器分壓式接法．如圖所示．
③電流表A₁的示數(shù)為6.40mA，電流表A₂的示數(shù)為240μA，根據(jù)歐姆定律，Rx=

U

I

=

240×10-6×(4000+1000)

6.4×10-3

≈1.9×10²Ω．
由于電流表采用外接法，電阻箱支路起分流作用，所以測量的電流偏大，則測量的電阻偏下．
故答案為：（1）①斜面長度L、斜面高度h、木塊下滑的時間t，斜面對應(yīng)的底邊長d，②μ=

h

d

-

2L2

gdt2

．
（2）①如圖所示；②如圖所示




③6.40mA，240μA（238-242μA），1.9×10²Ω，偏�。�