Question

实验题
（1）为测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，如图1所示，他使用的器材仅限于固定的斜面、木块、秒表、米尺（当地重力加速度g已知）．

①实验中应记录的数据是______．
②计算动摩擦因数的公式是μ=______．
（2）测定一个待测电阻R_x（阻值约为200Ω）的阻值，除了待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电池组E（电动势为3V，内阻不计）；
电流表A₁（量程为0～10mA，内阻约为r₁=50Ω）；
电流表A₂（量程为0～500μA，内阻r₂=1000Ω）；
滑动变阻器R₁（阻值范围为0～20Ω，额定电流为2A）；
电阻箱R₂（阻值范围为0～9999Ω，额定电流为1A）；
开关S，导线若干．
请你帮助该同学完成实验中的下述问题（实验中应尽可能准确地测量R_x的阻值）：
①上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表．请在图2中图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图，并在图中标明所用器材的代号．
②请在图乙的方框中画出测量R_x阻值的电路图，并在图中标明各器材的代号．
③实验中，将电阻箱R₂的阻值调为4000Ω，再调节滑动变阻器R₁，使两表的示数如下图3所示，可读出电流表A₁的示数是______mA，电流表A₂的示数是______ μA，基于伏安法测得的阻值=______Ω（取两位有效数字），此测量值与真实值比较是______（填偏大、偏小或相等）．

Answer

（1）根据牛顿第二定律推导出加速度的表达式，从而得出动摩擦因数的表达式，通过表达式得出所要测量的物理量．
（2）将电流表改装为 电压表，需串联电阻起分压作用．通过待测电阻的大小确定电流表的内外接，由于滑动变阻器阻值较小，从测量误差角度确定滑动变阻器采用分压式接法．
根据欧姆定律求出待测电阻的阻值，根据电阻箱起分流作用确定测量的误差．
【解析】
（1）①实验已经限定了木块在斜面上匀加速下滑，根据牛顿第二定律，得a=gsinθ-μgcosθ，从而，只要测出倾角和加速度即可．题给器材只能测量长度和时间，根据，，且a=，可知，只要测量出斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t，斜面对应的底边长d，即可求出动摩擦因数．
②其表达式是：．
（2）①将电流表A2和电阻箱串联改装为电压表．如图所示．
②将电流表A2改装为电压表内阻，可知待测电阻与电流表内阻相当，属于小电阻，电流表采用外接法．由于滑动变阻器阻值较小，若采用限流式接法，移动滑动变阻器，电流、电压变化较小，测量误差大，所以采用滑动变阻器分压式接法．如图所示．
③电流表A1的示数为6.40mA，电流表A2的示数为240μA，根据欧姆定律，≈1.9×102Ω．
由于电流表采用外接法，电阻箱支路起分流作用，所以测量的电流偏大，则测量的电阻偏下．
故答案为：（1）①斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t，斜面对应的底边长d，②．
（2）①如图所示；②如图所示

③6.40mA，240μA（238-242μA），1.9×102Ω，偏小．