在中国科技馆”探索与发现”展厅里,有一件十分神奇的展品一磁液宝塔,如图甲所示。磁液是一种具有磁性的液体,它既具有液体的流动性,又具有固体磁性材料的磁性。磁液槽中有三个圆锥体,当用手转动展台下方的手柄时,磁液就会沿圆锥体爬升,手柄转动速度越大,磁液爬升的速度也越大,如图乙所示手柄停止转动后,爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽。
请根据以上介绍,从力学或电磁学角度提出一个物理问题,并用所学的物理知识进行解释。
现有一个阻值为 20 Ω 的定值电阻 R 0 ,一个电压约为 15 V 的电源,一个量程为 0 ~ 1 A 的电流表,一个单刀双掷开关及导线若干。请你利用上述器材设计实验,测出约为 10 Ω 的未知电阻 R x 的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻 R x 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
如图1所示的电路中,定值电阻 R 1 为 10 Ω , R 2 为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图象如图2所示。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,准备了如下器材:弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码。
他利用上述器材进行了如下实验:
①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。
②在木块上加砝码,如图2所示。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。
完成下列任务:
(1)在图3中画出长木板被匀速拉动时(木块相对桌面静止),长木板在水平方向上的受力示意图。
(2)通过实验步骤①②可验证猜想 一 。
(3)要完成对“猜想三”的验证,需在实验步骤①的基础上进一步实验,请你写出下一步的实验方案。
下面是小明同学的实验报告,请按要求帮他将报告补充完整。
实验:测量食用油的密度
实验目的:测量油的密度
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、油
实验原理: ρ = m V
主要实验步骤:
(1)调节天平横梁平衡时,发现指针指在分度盘中线的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右” ) 侧调节。
(2)往量筒中倒入适量的油,测出油的体积,如图1所示。
(3)用天平测出空烧杯的质量为 30 g 。
(4)将量筒中的油全部倒入烧杯中,测出烧杯和油的总质量,如图2所示。
实验数据记录:
在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格,并将测量数据及计算结果填入表中。
实验评估:
按照上述实验方案测出的油的密度值比真实值 (选填“偏大”或“偏小” ) 。
某电热水器的铭牌如下表所示,现将水箱装满水,电热水器正常工作时,把水从 20 ° C 加热到 60 ° C .已知 C 水 = 4 . 2 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C} ,不计热量损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
型号
× × ×
额定电压
220 V
加热功率
2000 W
频率
50 Hz
水箱容量
50 kg