小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻 阻值（范围为 的实验。
器材：干电池两节（总电压为 ，电压表（量程 、 、电流表（量程 、 、滑动变阻器 各一个，开关、导线若干。
（1）要求一：测算出 ，且实验过程中不能拆接电路。
小科设计实验电路如图甲。请分析：
① 小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是
②实验时，先将变阻器滑片 移到某一位置 处，读出电压表示数为 ， 即为电源电压；再将变阻器滑片 移到另一位置 处，读出电压表示数为 ，则 就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 的阻值。实验中滑片 所在的 、 处分别对应的位置是： 。
（2）要求二：增加一个电学器材实现 阻值的直接读取，且电路只能连接一次。
小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器 ，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：
①先闭合开关 、 ，调节滑动变阻器使电压表示数为 ；
②再断开开关 ，闭合开关 ， ，读取此时 的数值。 的示数即为 的阻值。
托盘天平是一种精密测量仪器，某实验室天平的配套砝码及横梁标尺如图。
（1）小科发现砝码盒中的砝码已磨损，用这样的砝码称量物体质量，测量结果将 。
（2）小科观察铭牌时，发现该天平的最大测量值为 ，但他认为应为 。你认为小科产生这种错误想法的原因是 。
（3）小江认为铭牌上最大测量值没有标错，但砝码盒中 的砝码是多余的，而小明认为砝码盒中所有的砝码都是不可缺少的。你认为谁的观点是正确的，并说明理由： 。
小科利用仅有的一个规格为“ ”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为 ．实验步骤如下：
①用 的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为 ，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片 移到 端。
③依次用阻值为 、 和 的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
（1）小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与 之间的关系。
（2）小科发现，滑片 向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点（该点记为 时突然有了示数。但在完成 电阻的实验后，再做 电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于 ．分析可得，电阻丝 的阻值 的范围是 。
（3）为了完成 电阻实验，将滑片 移到 点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
【资料】1583年，伽利略经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等时性。如图所示，将密度较大的小球作为摆球，用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于 点，组装成一个摆，在 时，让摆球从 点静止释放后摆动，摆的周期（摆球往返一次的时间）只与摆长（摆球重心到悬挂点 的距离）有关。
【质疑1】小科认为：摆球质量越大，惯性也越大，所以相同条件下摆动会越慢，周期会越长。
【探究1】选择不同的小球作为摆球进行实验：①测摆球的直径 和质量 ，计算出摆球的密度 ；②组装摆；③调节摆长 ，使摆长为 ；④在 时，让摆球从 点静止释放后摆动，测出摆动30次的时间 ；⑤计算周期 ；⑥用不同的摆球重复上述实验。
【数据】摆长
次数 摆球 物理量 |
1 |
2 |
3 |
4 |
铅球 |
铁球 |
铁球 |
铜球 |
|
|
22.22 |
22.24 |
22.20 |
22.20 |
|
15.5 |
25.3 |
44.7 |
51.0 |
|
2.7 |
4.4 |
7.8 |
8.9 |
|
53.88 |
53.94 |
53.85 |
53.87 |
|
1.796 |
1.798 |
1.795 |
1.796 |
【思考1】（1）测摆周期是通过测 后求出 ，而不是直接测 ，这是为了 。
（2）实验数据说明，摆长一定时，摆的周期与物体的质量 （填“有关”或“无关” 。这一结论，得到了老师的肯定。
【质疑2】为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢？
【探究2】小科用 、 的乒乓球按上述实验方法测出 。
【思考2】摆长一定时，用乒乓球做实验测得的 明显变大。其实，当摆球密度很小时，空气对摆周期的影响不可以忽略，因为摆球受到的外力 不可忽略了。
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