Question

【題目】小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)測(cè)電流表的示數(shù)來(lái)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(zhǎng)木板上，導(dǎo)電性能良好的彈簧右端與物體及滑動(dòng)變阻器R1滑片P相連(不計(jì)滑片與滑動(dòng)變阻器線圈間的摩擦；滑動(dòng)變阻器長(zhǎng)18cm，其阻值隨長(zhǎng)度均勻變化；彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，指針正好指在a端.探究過(guò)程中，滑片P始終在a、b間，彈簧的左端固定在墻壁上.R0=5Ω，電源電壓為3V.問(wèn)：

（1）用F1=10N的力向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，當(dāng)指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端15cm處，此時(shí)物體A受到的摩擦力為9N，電流表的示數(shù)為0.1A，求變阻器R1的最大電阻.
（2）將物體B放在長(zhǎng)木板上，用F2=20N的力向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，當(dāng)指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端13cm處，B物體所受的摩擦力是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端15cm處，滑變接入電路的電阻為最大阻值的 ，

電流表的示數(shù)為0.1A時(shí)電路總電阻： ，

根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)：R1接入電路部分的電阻：

則R1總電阻：

答：變阻器R1的最大電阻是30Ω.

（2）解：第一次物體A受到的摩擦力為9N，即彈簧受到的拉力為9N；

指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端15cm處，彈簧伸長(zhǎng)了（18-15）=3cm

第二次指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端13cm處，彈簧伸長(zhǎng)了（18-13）=5cm

根據(jù)彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成正比得： ，

解得此時(shí)的摩擦力： .

答：B物體所受的摩擦力是15N.

【解析】(1)由歐姆定律計(jì)算電路的總電阻，由串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)計(jì)算R1接入電路部分的電阻，從而得到其最大值；
(2)根據(jù)彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成正比計(jì)算第二次的拉力，從而得到摩擦力.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解二力平衡條件的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線），以及對(duì)歐姆定律及其應(yīng)用的理解，了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．