Question

【題目】小明設計了如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滑片相連（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，滑片始終在、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(fā)生相對滑動，物體處于平衡狀態(tài)時，電流表的示數(shù)穩(wěn)定不變，物體和木板間的摩擦力也不變．換用質(zhì)量不同的物體，重復上述實驗，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)隨所放置物體的質(zhì)量的變化而變化，不同物體所受的摩擦力不同，滑動變阻器的阻值也不同．若物體所受摩擦力與滑動變阻器的阻值的關(guān)系如圖所示，電流表的量程為“”，電源電壓為．問：

當滑動變阻器的滑片指向端時，為了保護電流表不致?lián)p壞，電阻的阻值至少為多大？

若電阻的阻值為，某一物體在木板上處于平衡狀態(tài)時，電流表的示數(shù)為，該物體所受的摩擦力是多少？

當電路中電流表的示數(shù)變大時，不同的物體所受的摩擦力發(fā)生了什么變化？

Answer 1

【答案】；；的阻值變小，則物體所受摩擦力變大．

【解析】

（1）要保護電流表，則應讓電路中電流不超過電流表的最大量程，當滑動變阻器接入電阻為0時電流最大，則由歐姆定律可求得R0的最小值；

（2）由歐姆定律可求總電阻，再由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可求得R1的阻值，由圖2可得出物體受到的摩擦力；

（3）由歐姆定律可知當電流表示數(shù)變大時，R1的接入電阻的變化，則由圖2可知電阻的變化。

（1）當滑動變阻器滑片P指向b端時，R1的阻值為0此時R0的阻值最小值：；

（2）由歐姆定律可得電路的總電阻：，此時R1的接入電阻為：，根據(jù)圖像可知，物體所受的摩擦力f=5N；

（3）當電路中電流表的示數(shù)變大時，R1的阻值變小，由圖像可知物體所受的摩擦力變大了；

答：（1）R0的最小值為5Ω；（2）該物體所受的摩擦力為5N；（3）R1的阻值變小，則物體所受摩擦力變大。