Question

（1）為了“探究加速度與力、質量的關系”，現(xiàn)提供如圖甲所示的器材：A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重量．請思考探究思路并回答下列問題：
（a）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取什么做法？
（b）在“探究加度與質量的關系”時，保持砝碼和小桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車加速度a/m?s-2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車質量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，用計算機繪制出a-m圖象如圖乙所示：通過對圖象（圖乙）的觀察，可猜想在拉車F一定的情況下a與m的關系可能是：a∝m^-1、a∝m^-2、a∝m^-3等等，為了驗證猜想，請在圖丙中作出最能直觀反映a與m之間關系的圖象．
（c）在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砝碼的質量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖丁，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是

沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分

．
（2）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．
（a）從圖中讀出金屬絲的直徑為

0.520

mm．
（b）在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：
A．直流電源：電動勢約4.5V，內阻很小；
B．電流表A₁：量程0～0.6A，內阻0.125Ω；
C．電流表A₂：量程0～3.0A，內阻0.025Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內阻3kΩ；
E．滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑動變阻器R₂：最大阻值50Ω；
G．開關、導線等．
在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是

B

，應該選用的滑動變阻器是

E

．
（c）根據(jù)所選的器材，在右邊的方框中畫出實驗電路圖．
（d）若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為R_x=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為

1.6

×10

-7

Ω?m．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題（1）（a）的關鍵是明確只有通過平衡摩擦力才能使繩子拉力為小車受到的合力；題（b）的關鍵是明確只有圖象是直線時才能確定兩物理量間的函數(shù)關系；題（c）的關鍵是明確根據(jù)牛頓第二定律即可做出判斷；本題（2）的關鍵是明確通過估算通過待測電阻的電流來選擇電流表量程；通過估算電路中最小電阻來選擇變阻器；根據(jù)伏安法測電阻時電流表內外接法的選擇方法來判斷電流表應用外接法．

解答：（1）（a）為消除摩擦力，可以把木板的右端（或安裝打點計時器的那端）適當墊高，以平衡摩擦力；
（b）從圖乙可以看出a-m圖象是一條曲線，可以做出a-

1

m

圖象，如圖所示：

（c）若a-

1

m

圖象不過原點，如圖丁所示，當a=0時力F≠0，說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分；
（2）（a）螺旋測微器的讀數(shù)為d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm   
 （b）通過電阻絲的最大電流為

I

m

=

U

R

=

3

4

A=0.75A，所以電流表應選B；根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的最小電阻應為

R

min

=

E

I   A

=

4.5

0.6

Ω=7.5Ω，所以變阻器的最小阻值為7.5-4=3.5Ω，所以應該選用的變阻器是E，且是限流式接法即可．
（c）由于滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應用外接法，又變阻器采用限流式，電路圖如圖所示：

（d）由R=

ρL

1 4 πd 2

，可得ρ=

πd 2   R

4L

，代入數(shù)據(jù)解得ρ=1.6

×10

-7

Ω?m．
故答案為：（1）（a）可以把木板的右端（或安裝打點計時器的那端）適當墊高，以平衡摩擦力； （b）如圖； （c）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力充分；
         （2）（a）0.520； （b）B，E； （c）如圖； （d）1.6

×10

-7

Ω?m

點評：對“探究加速度與力、質量的關系”實驗，應明確繩子拉力為小車受到的合力的條件是需要平衡掉摩擦力，同時還應滿足沙和沙桶總質量遠小于小車的質量的條件，明確a-

1

m

圖象不過原點的原因；對電學實驗題，應明確應通過估算電路中電流來選擇電流表量程，通過估算電路中最小電阻來選擇變阻器，通過比較

R   V

R   x

與

R   x

R   A

的大小來選擇電流表內外接法．