江涛同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装-优题课

探究杠杆的平衡条件

$[$ 猜想与假设】

猜想一：动力 $\times$ 动力臂 $=$ 阻力 $\times$ 阻力臂

猜想二：动力 $\times$ 支点到动力作用点的距离 $=$ 阻力 $\times$ 支点到阻力作用点的距离

【设计实验与进行实验】

（1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向　　（选填"左"或"右" $)$ 调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如表。

（3）改变钩码的　　和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。

实验次数		动力 $F_{1} / N$	$OB$ 间距离 $/ cm$	阻力 $F_{2} / N$	$OA$ 间距离 $/ cm$
小明	1	1.0	5	0.5	10
	2	1.5	10	1.0	15
	3	1.0	10	2.0	5
小红和小明	4	0.8	15	1.0	10
小红和小明	5	1.4	15	1.0	10

【分析与论证】

根据小明同学的数据可验证猜想　　（选填"一"、"二"或"一和二" $)$ 是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的　　进行实验。

于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想　　是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是　　。

通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到　　的距离。

【实验名称】测量小灯泡的电功率

【实验器材】额定电压为 $2.5 V$ 的小灯泡（电阻约 $10 Ω)$ 、电压为 $6 V$ 的电源、电流表、电压表、滑动变阻器 $(50 Ω 5 A)$ 、开关、导线若干。

【实验步骤】

（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；

（2）电路连接时开关应　　。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该　　；

（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为　　 $W$ ；当小灯泡两端电压为 $1.5 V$ 时，小灯泡的亮度　　（选填"正常"、"较暗"或"较亮" $)$ 。

实验次数	电压 $U / V$	电流 $I / A$	小灯泡亮度	电功率 $P / W$
1	2.5	0.30
2	1.5	0.22
3	3.0	0.32

【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个 $R_{0} = 20 Ω$ 的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。

（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；

（2）保持滑片位置不变，电压表所接的 $b$ 接点不动，只断开 $a$ 接点，改接到 $c$ 接点上，测定值电阻 $R_{0}$ 两端的电压 $U_{0}$ ；

（3）计算小灯泡的额定功率。

仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：① 　　；② 　　。

亲爱的同学，请你根据自己掌握的实验操作技能，回答下列问题：

（1）如图1所示是一个测量　　大小的仪表，它的分度值是　　。

（2）如图2甲所示，小红同学用自制的刻度尺（刻度准确）来测量大拇指和食指之间的距离，她的刻度尺存在的缺陷是　　，测得大拇指和食指之间的距离是　　。

（3）用天平测量物体质量前，观察到水平桌面上的天平指针在虚线范围内摆动（如图2乙所示），接下来的操作是　　。

（4）实验室常用的温度计是利用　　的性质来测量温度的。如图2丙所示是一种新型温度计，从温度计上可知，人体感觉比较舒适的温度范围是　　。

小明和小华在实验室做如下两个电学实验：

实验次数	电阻 $R / Ω$	电流 $I / A$
1	5	0.32
2	10	0.16
3	20	0.08

（1）在探究"通过导体的电流与电阻的关系"实验中，小明所用的器材有：新干电池两节， $5 Ω$ 、 $10 Ω$ 、 $20 Ω$ 的定值电阻各一个，电流表、电压表、" $20 Ω 1 A$ "的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。

①实验中小明将 $5 Ω$ 的电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线连接错误，请你在这根导线上打" $\times$ "，并用笔画线代替导线画出正确的接法；

②改正错误后，将滑片调至　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至某一位置，使电压表示数为 $1.6 V$ ，读出电流表的示数并记录在表格中，将此时滑片的位置标记为 $M$ ；

③接着将 $5 Ω$ 的电阻换为 $10 Ω$ ，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为 $1.6 V$ ，读出对应电流表的示数并记录，此时滑片的位置在 $M$ 的　　（选填"左侧"或"右侧" $)$ ；

④最后小明换用 $20 Ω$ 的电阻继续进行实验并记录电流表的示数；分析表中数据，可得到的结论是：　　。

（2）小华利用电源（电压恒定且未知）、电流表、电阻箱 $(0 ~ 999.9 Ω)$ 、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干，设计了如图乙所示电路，测出了额定电流为 $I_{额}$ 的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案：

①闭合开关 $S_{1}$ ，将开关 $S_{2}$ 拨至1，调节电阻箱 $R_{1}$ ，使　　，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为 $R$ ；

②仍闭合开关 $S_{1}$ ，将开关 $S_{2}$ 拨至2，只调节 $R_{2}$ ，使电流表示数为 $I_{额}$ ；

③在步骤②的基础上，将 $R_{1}$ 阻值调为0， $R_{2}$ 的滑片　　（填滑动变阻器滑片的位置变化情况），并读出电流表示数为 $I$ ；

④则小灯泡额定功率的表达式为： $P =$ 　　（用已知量和所测物理量的符号表示）；

⑤实验后小华发现，电路中只需将　　和　　互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率。

小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为 $10 c m^{3}$ 的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材，设计实验验证阿基米德原理。

（1）小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路：

①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为 $G_{1}$ 和 $G_{2}$ ；

②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向下，在大烧杯中　　水，过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方；

③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为 $F_{1}$ ；

④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为 $F_{2}$ 。

若满足　　（用所测物理量符号表示）等式成立就可以验证阿基米德原理。

（2）老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是：　　。

（3）小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组成员又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块　　（选填"一定"或"不一定" $)$ 要浸没在水中。