小明用如图甲所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。实验时,小明将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是使拉力与摩擦力 。改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾等铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度。
(1)观察三个实验,比较甲图和 图所示实验,说明滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。
(2)观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明了滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)小明在进行乙图中实验时,改变放在木块上的砝码,通过多次实验得到滑动摩擦力F摩与作用在物体表面的压力F压的关系图线如丁图所示,由图可知:F摩= F压。乙图中当木块与砝码对地面的压力变为12N时,木块在长木板上匀速滑动时受到的拉力为 N,如果此时弹簧测力计拉着木块和砝码水平向右一起做加速运动,木块所受的滑动摩擦力为 N,此时砝码受 (静摩擦力、滑动摩擦力)作用。方向为 。(选填“水平向右”、“水平向左”)。
(4)小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时,拉力F随时间t的变化关系如图戊所示(其中0~3s木块处于静止状态)。分析图像可知:要使木块由静止到开始运动,至少要用 N的水平拉力;若木块所受的拉力F=4N,则木块所处的状态是 。
A.静止 |
B.匀速直线运动 |
C.静止或匀速直线运动 |
D.条件不足,无法判断 |
问题解决——测量电阻:
小雨想要知道未知电阻Rx的阻值,现有—个电压恒定的电源(电压值未知)、—个单刀双掷开关、一个量程较小的电流表、两个阻值分别为R1和R2的定值电阻与若干导线,其中R1和R2的阻值都较小,均不能单独与电流表串联接在电源两端,否则会损坏电流表。
(1)请在方框内画出实验电路圈(电路连接好后实验中不能拆卸),并完成测量步骤:
①按照电路图连接实物电路;
②………… ……………………
………………………………
(2)推导出测量电阻Rx的数学表达式。
在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电路图如图甲所示.
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大.(导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态.
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是 (填字母).
A.电阻断路 | B.电流表坏了 | C.滑动变阻器短路 | D.电阻短路 |
(4)排除电路故障进行实验.为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到 的作用.实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向 (填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住 才可能达到这个目的.
(5)根据实验数据,作出I﹣R图象如图丙所示.根据实验目的分析图象可得出结论:导体两端
如图所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来。
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是( )
A.电流表的正、负接线柱接反 |
B.电压表的量程选小了 |
C.电阻R发生了短路 |
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路 |
(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图所示,此时测得的Rx=____Ω。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是____。
为了测量某种不吸水的软塑泥的密度,刘强同学设计了如图实验步骤:
甲:将适量的水装入量杯,水面处刻度值为V1;
乙:将塑料软泥捏成小碗形状,小碗漂浮在量杯中的水面上,水面处刻度值为V2;
丙:将塑料软泥捏成实心团,放入量杯中的水里,泥团漂浮在水面上,用细钢针轻压泥团,使泥团完全浸没水中,水面处刻度值为V3;
丁:将泥团取出,吸干表面水滴,用细线系着泥团称重,测力计示数为F.
(1)请给步骤丙这种方法取一个名字 ;
(2)选取甲、乙、丙三步法测塑泥密度,用V1、V2、V3、ρ水表示ρ泥= ;
(3)选取甲、乙、丙三步法测塑泥密度,用V1、V3、F、g表示ρ泥= .
某兴趣小组在进行“伏安法测电阻”实验时,设计了如图甲所示的原理图,实验中提供的器材有:电压为6V的蓄电池、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(50Ω 1.5A)、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约5Ω)、开关一个、导线若干。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
电压U/V |
0.3 |
0.7 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流I/A |
0.19 |
0.30 |
|
0.41 |
0.44 |
0.48 |
(1)实验中电流表应选择 的量程,电压表应选择 的量程,闭合开关前,滑动变阻器应调到 (选择“a”或“b”)端。
(2)闭合开关后,通过改变滑动变阻器的阻值,测得如图乙所示的六组数据,根据实验数据描绘出如图丙所示的U﹣I图象。由于数据记录失误,第三次操作中电流没有记录,通过U﹣I图象估测该数据可能为 A(小数点后保留两位)。通过此图象可发现小灯泡的阻值随着电压增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若将这个小灯泡与阻值为10Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端,则这个小灯泡的实际功率为 W(小数点后保留三位)。
如图所示,小明同学在“测未知电阻Rx”的实验中。
(1)连接电路时,开关应 。请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 (填“A”或“B”) 端。
(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障原因是_________(选填“Rx短路”或“ Rx断路”)。
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 A,则所测电阻Rx的值是 Ω。
(5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为R0,当滑片P置于最左端时,电流表示数为I1,滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,则未知电阻的表达式为 。
在学习电学时,小夏利用如图所示的电路图,做了不少实验,其中电阻R可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻。
(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,小夏先把10Ω的电阻连入电路,闭合开关,把电流表的读数填在表格中,然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻,将相应的电流值记录到表格中。
小夏的错误做法是
(2)在做“伏安法”测电阻的实验时,小夏根据电路图连接的电路如图所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线完成电路连接,要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大。实验中小夏测得的结果如下表。由此可以判断,小夏同学选用的定值电阻的阻值为 Ω。
实验序号 |
电压表示数/V |
电流表示数/A |
1 |
1.5 |
0.16 |
2 |
2.5 |
0.25 |
3 |
3.5 |
0.34 |
(3)在做“测量小灯泡额定功率”的实验时,小夏用额定电压为“3V”的小灯泡代替电路图中的电阻R,连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图所示,则电流表的读数是 A,小灯泡的额定功率为 W。
某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中,做了如图所示的实验,将同一物体A逐渐浸入到密度为的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律,得出以下一些结论:
(1)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越 ;分析比较实验序号 可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)由实验可知A物体的重力为 N,A物体浸没在液体中时所受的浮力是 N。
(3)同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度,她具体操作如下:
①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中,待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面,如图甲所示,则木块浸入液体中的深度是 ,木块底部所受液体的压强是 (以上两空均用相关的物理量表示)。
②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1,如图乙。
③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央,放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2,如图丙。
④则B物体的密度= (用相关的物理量表示)。实验结束后同学们展开了激烈讨论,认为小薇同学的操作还是有一些不足,请你说出一条不足之处 。
在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
⑴为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
⑵用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
⑶闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 (选填“A”或“B”)端。
⑷闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
⑸排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
⑹根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图丙所示)。分析图像可知:
①小灯泡的额定功率为 W。② 小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
③实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于0.5V时,小灯泡不发光,根据图像分析其原因是 。
⑺完成上述实验后,小华在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图像,设计出了一个测未知定值电阻的电路,如图丁所示。请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤:
①
②
表达式:Rx=
雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小,刮动的速度相应地发生变化。雨停后,刮水器自动停止工作。小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置。小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如图-1所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图-2所示模拟电路进行探究。
(1)小华按照所设计的电路图连接电路,实验时,检测网未放入雨水中,电路处于断开状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是______(选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中____________的变化,来判断电动机转速的变化,从而反映刮水器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据:
检测网浸入雨水中部分 |
未浸入 |
1/3浸入 |
2/3浸入 |
全部浸入 |
电流表的示数/A |
________ |
0.16 |
0.20 |
0.32 |
①结合上述实验将表格中的数据补充完整。
②分析数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在__________(选填“变大”或“变小”)。根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的_____________变化引起的。
(3)小华设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上,在该电路中加装一个电路元件,以解决此问题。
加装的元件是:_____________
简述你的做法:____________________________________________________________
_________________________________________________________
小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图所示的部分实验电路。
(1)请你添加一条导线,将图所示的实物图补充完整,并使滑动变阻器的滑片P右移时接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关S1,将开关S2板向 (选填“1”或“2”),调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图所示,I1= A。
(3)将开关S2扳向另一端,保持 的阻值不变,调节 的阻值R,使电流表的示数仍为I1。
(4)若此时R=7.0Ω,小灯泡的实际功率P1= W。
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 ( )
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
某同学要测出一个电压约为40V的电源电压(电压保持不变),可供选用的器材如下:待测电源;一块电压表(量程0-15V);四个阻值已知的电阻,分别为R1(100Ω)、R2(150Ω)、R3(200Ω)、和R4(4kΩ);一个开关及若干导线,请合理选择器材,设计一个实验精确测出电源电压。要求:
(1)画出实验电路图
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量
(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)
在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4. 5V,小灯泡的额定电压为2. 5V、电阻约为10Ω。可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω,他们所设计的实验电路如图A所示。
(1)在连接电路时,应该选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”);
(2)移动滑片P到某一点时,电压表示数如图B所示,若他想测量小灯泡的额定功率,滑片应向 (选填“C”或“D”)端移动,使电压表的示数为2. 5V;
(3)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图C所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏____(选填“大”或“小”),其原因是 。
小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,所用电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中仅有一处故障,这个故障可能是: 。
(3)排除故障后继续实验,小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是: 。
物理量 次数 |
电压 U/V |
电流 I/A |
实际电功率 P/W |
小灯泡 亮度 |
1 |
0.5 |
0.12 |
0.06 |
不亮 |
2 |
1.5 |
0.20 |
0.30 |
偏亮 |
3 |
2.5 |
0.30 |
|
正常 |
4 |
2.8 |
0.32 |
0.90 |
更亮 |
(4)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为 W。实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率____,灯泡越亮。