科学研究需要“大胆猜测、小心求证”。下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关?”所作的猜测与求证。
猜测1:可能与导线切割磁感线的速度有关
猜测2:可能与导线切割磁感线的方向有关
猜测3:可能与切割磁感线的导线条数有关
(1)为了验证以上猜测,某同学先后用图甲和图乙的装置进行实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测? 。
(2)要利用图甲的装置来验证猜测1,在进行对照实验时,其操作上的区别是 。
如图是某同学研究电流与电阻关系的实物图。
(1)实验时,将定值电阻R由2Ω换成4Ω,滑动变阻器R′的滑片P应向 (选填“左”或“右”)端移动才能使电阻R两端的电压保持不变。
(2)上表是他的实验记录,分析表中数据可知,他在实验时,将电阻R两端的电压控制在 伏。
气体产生的压强(气压)大小与哪些因索有关呢?某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;②蓝球充气越多,越不易被压扁;
③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息____________(填序号)可作为”气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系,步骤如下:
步骤一:往气球内充入一定量的空气后,用细线扎紧气球口;
步骤二:在容器底部固定一滑轮,往容器中加人适量的水;
步骤三:拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中,标记水面位置并测出细线露出水面的长度;
步骤四:升高水温,拉动细线改变气球浸没的深度,使水面的位置保持不变,测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时,保持水面位置不变是为了_________________。
②实验中对多个不易观测的量,进行了巧妙的“转换”,如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”; “气球浸入水中的深度越大”反映________________越大。
材料一:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二:1825年,瑞士物理学家科拉顿做了如下实验:他将一个能反映微小变化的电流表,通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路,并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间,如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内,同时跑到另一个房间里,观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验,他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三: 1831年,英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体,在磁场里切割磁感线的时候,发现导体中产生电流,从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
(1)进行奥斯特实验时,在静止的小磁针上方,分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时,小磁针发生明显偏转的是_______(选填“甲”或“乙”)。
(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究,是基于_____________的科学猜想。
(3)科拉顿的实验中,_______(选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转,你提出的一种改进方法是________________________。
小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系,将两个斜面AO与OB对接成如图装置,进行实验。
①让质量为5克的小球,在斜面A0上高H处静止释放,沿斜面滚下,经O点滚上斜面OB,测量小球达到的最大高度h,将数据记录在表中;改变斜面OB的倾角θ,重复实验;
②用质量为7克的小球重复上述实验,将数据记录在表中。
实验 序号 |
小球质 量m/克 |
小球在斜面AO上 释放高度H/厘米 |
斜面OB 的倾角θ |
小球在斜面OB上 的最大高度h/厘米 |
1 |
5 |
10 |
40 |
9.0 |
2 |
30 |
8.6 |
||
3 |
20 |
8.0 |
||
4 |
7 |
10 |
40 |
9.0 |
5 |
30 |
8.6 |
||
6 |
20 |
8.0 |
(1)比较实验1、2、3(或4、5、6),说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与___________有关。
(2)比较实验____________(选择序号),说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦,小球在斜面OB能达到的量大高度是__________厘米。
小张将一瓶矿泉水在冰箱中放较长时间后取出,一会儿发现瓶外壁出现小水珠。用干毛巾擦净,等一会儿又出现小水珠。于是他与小吴一起对此现象进行研究,但观点不一致。小张认为这是矿泉水瓶内的水往外渗透后,附着在矿泉水瓶外壁上;而小吴则认为是空气中的水蒸气液化成小水珠附着在矿泉水瓶外壁上。请你设计一个实验证明他俩的结论是否正确。
如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,闭合开关后,铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数 |
开关 |
磁场方向 |
导体AB的运动方向 |
电流表指针的偏转方向 |
1 |
断开 |
上N下S |
向右运动 |
不偏转 |
2 |
断开 |
上N下S |
向左运动 |
不偏转 |
3 |
闭合 |
上N下S |
向右运动 |
向左偏转 |
4 |
闭合 |
上N下S |
向左运动 |
向右偏转 |
5 |
闭合 |
上N下S |
向上运动 |
不偏转 |
6 |
闭合 |
上S下N |
向下运动 |
不偏转 |
7 |
闭合 |
上S下N |
向右运动 |
向右偏转 |
8 |
闭合 |
上S下N[] |
向左运动 |
向左偏转 |
(1)通过比较实验次数3和4(或7和8)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与 有关.
(2)通过比较实验次数3和7(或4和8)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与 有关.
(3)小明通过以上实验解析得出:闭合电路中的一部分导体在磁场里做 时,导体中就会产生感应电流.
(4)针对这个实验,小明作了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,为了验证小明的猜想,请你帮他设计主要的实验步骤,并对实验结果进行解析判断.
在做“观察水的沸腾”的实验时,甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验.
(1)甲组同学从水温升高到90℃时开始记录数据,以后每隔1分钟记录一次水的温度,直到水沸腾5分钟为止,实验数据如下表所示.解析表中的数据可知,甲组同学选择的是 (A或B)套装置.
时间min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
温度℃ |
90 |
92 |
94 |
96 |
98 |
100 |
101 |
102 |
102 |
102 |
102m] |
102 |
(2)乙、丙两组同学都选择了另外一套实验装置,这两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图象如图C所示,得到a、b两种不同图象的原因是:水的 不同.
(3)实验后,甲组的同学对大家提出了这样的疑问:如果不对水加热,能让水重新沸腾吗?老师马上将一杯停止沸腾的水放进能抽气的密闭玻璃罩中,如图D所示,接通抽气机电源,随着玻璃罩中空气的抽出,热水居然沸腾起来.通过解析,同学们知道了发生此现象的原因是:抽气机抽气时,玻璃罩内的气压 (选填“增大”、“减小”或“不变”),水的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”),因此在不加热的情况下,水能重新沸腾.
为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验.用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间.实验数据记录如下表.
物质 |
质量/g |
初始温度/℃ |
加热时间/min |
最后温度/℃ |
水 |
60 |
20 |
6 |
45 |
食用油 |
60 |
20 |
6 |
68 |
(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异.
(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给 _________加热更长的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.
(3)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同,物质的这种特性用 这个物理量来描述.
1821年,德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象:把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路,然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温,另一个连接点放在火焰上加热,发现灵敏电流计的指针发生了偏转,表明这时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”,把这种电路叫“热电偶电路”。
某研究小组的同学们按上图所示的电路,模拟塞贝克实验,探究了决定“热电流”大小的因素,通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据:
两接点间的温差/℃ |
0 |
1 |
100 |
200 |
300 |
500 |
电路中的电流/10-1A |
0.00 |
0.01 |
0.64 |
1.42 |
2.29 |
4.17 |
请根据以上资料和数据说明:
(1)产生热电流的条件是 ; 。
(2)根据热电流的特点,猜想并写出热电偶电路的一种应用: 。
小明在探究“光反射时的规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板放置在平面镜上。
(1)小明让一束光贴着纸板射到O点(如图甲),要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,纸板与平面镜的位置关系是 (选填“一定垂直”、“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”)。
(2)小明探究反射角和入射角之间的关系时,三次改变入射角i的大小(如图乙),实验所测数据如下表,他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明实验中出现错误的原因是 。
实验次数 |
入射角 |
反射角 |
第一次 |
200 |
700 |
第二次 |
300 |
600 |
第三次 |
500 |
400 |
利用一个空瓶子和一个装有红棕色二氧化氮气体的瓶子(平板玻璃盖住瓶口),用来证明气体的分子是运动的。已知二氧化氮的密度大于空气的密度,实验时,应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在空瓶子的 方。
某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时,滑动变阻器的作用是__________。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
在探究“杠杆平衡条件”的实验中,若杠杆在使用前左高右低,要使它水平平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 调节。某小组得到的两组实验数据如下表所示:
动力F1/N |
动力臂L1/cm |
阻力F2/N |
阻力臂L2/cm |
2 |
5 |
1 |
10 |
1 |
6 |
2 |
3 |
根据实验数据,可以得出的结论是: (用文字或符号表述均可)。
如图所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫__________(填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体________的关系。