Question

小明設計了如下圖所示的實驗裝置來探究不同物體在木板上所受摩擦力的大小。
將物體放置在水平的長木板上，物體與木板表面粗糙程度不變，導電性能良好的彈簧其右端與物體及滑動變阻器R₁滑片P相連（不計滑片與滑動變阻器線圈間的摩擦；滑動變阻器的阻值隨長度均勻變化；探究過程中，滑片P始終在a、b間），彈簧的左端固定在墻壁上。當木板沿箭頭所示的方向勻速運動時，物體和木板間發生相對滑動，物體處于平衡狀態時，電流表的示數穩定不變，物體和木板間的摩擦力也不變。換用質量不同的物體，重復上述實驗，發現電流表的示數隨所放置物體的質量的變化而變化，不同物體所受的摩擦力f不同，滑動變阻器R₁的阻值也不同。若物體所受摩擦力f與滑動變阻器R₁的阻值的關系如右圖所示，電流表的量程為“0~0.6A”，電源電壓為3V。問：
（1）當滑動變阻器的滑片P指向b端時，為了保護電流表不致損壞，電阻R₀的阻值至少為多大？
（2）若電阻R₀的阻值為10Ω，某一物體在木板上處于平衡狀態時，電流表的示數為0.2A，該物體所受的摩擦力是多少？
（3）當電路中電流表的示數變大時，不同的物體所受的摩擦力發生了什么變化？

R0

Answer 1

1）當滑動變阻器滑片P指向b端時，R1的阻值為0
R0=····················· （2分）
（2）R=······················· （2分）
R1′=R－R0′=15Ω－10Ω=5Ω················ （2分）
根據圖象可知，物體所受的摩擦力f="5N·············" （1分）
（3）當電路中電流表的示數變大時，R1的阻值變小（1分），由圖象可知物體所受的摩擦力變大了（1分）

略