人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方法,如:“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等。
(1)下面是初中物理中的几个研究实例:①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时,让导体两端的电压保持不变;②研究磁场时,引入“磁感线”;③研究动能与速度的关系时,让物体的质量保持不变;④研究电流时,把电流比作水流。其中,采用了相同研究方法的是( )
A.①和② B.①和③
C.②和④ D.③和④
(2)下面的几幅图运用了_________的方法说明分子也具有动能和势能。
(3)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。同学们提出了下列几种猜想:
猜想1:电阻可能与导体的长度有关;
猜想2:电阻可能与导体的横截面积有关;
①根据你掌握的电学知识,你认为猜想3:电阻还与___________有关。
序号 |
材料 |
长度 |
横截面积 |
1 |
锰铜合金丝 |
L |
S |
2 |
镍铬合金丝 |
L |
S |
3 |
镍铬合金丝 |
L |
2S |
4 |
镍铬合金丝 |
2L |
S |
②小明设计了如图所示的电路图,在A、B间接入下表中待研究的电阻丝(电阻丝用电阻符号表示),电源电压U恒定。
若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想1,应该控制__________和__________不变;要探究猜想2,应该选用电阻丝__________和电阻丝__________(填电阻丝的序号)进行对比实验。
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究。甲同学的实验探究如下:
实验:先在A、B间接入电阻丝2,闭合开关S,记录电流表的示数为I1;然后在A、B间接入电阻丝4,闭合开关S,记录电流表的示数为I2;发现:I1≠I2。
分析:由于电阻丝2和4的横截面积不变,而两种情况下电路中电流的大小不等,所以电阻与导体的横截面积无关。
结论:猜想2是错误的。
对甲同学的实验探究,你认为他的实验方法是__________(正确/错误)的,请具体指出他的错误是:__________________,根据他的实验和他的分析思路还可得出:__________的结论,这个结论是__________(正确/错误)的。
(2014·锦州)在测定额定电压为3.8V的小灯泡(电阻大约为10Ω)额定功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变.
(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮).
(2)在连接电路时,开关必须 .若有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 (填“A”、“B”或“C”)连入电路,才能保证实验顺利进行.
(3)在实验中,若电压表示数为2V,则小灯泡的实际功率 额定功率(填“大于”、“小于”或“等于”);在此基础上,为了能测量小灯泡的额定功率,必须将滑片P向 (填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(4)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I﹣U图象,如图丙所示.结果发现图象不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压 (填“成”或“不成”)正比,这是因为 .
(2014·绥化) 有一阻值恒定的电阻元件,额定功率P额=6W,额定电压在10V~19V之间.若要正确使用该元件,应先知道其额定电压.实验室里有如下器材:一个蓄电池(电压约为6V)、一个电流表(量程:0~0.6A和0~3A)、一个定值电阻R0=10Ω,两个单刀开关、导线若干.请你用上述器材测出该元件的额定电压.
(1)猜想与假设:根据欧姆定律I=U/R,电功率P=UI,只要我们测出元件电阻的阻值,进而就可计算出其额定电压.
(2)设计实验:
a.该元件的额定电流不超过 A.为提高测量的精确度,电流表应选量程 A.
b.根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中.
(3)进行实验:请按照你设计的电路图补全以下实验步骤,并写出测量的物理量及其对应的符号.
a.连接电路;b. ;c. ;d.断开开关,整理器材.
(4)用测量的物理量和已知物理量的符号表示出额定电压:U额= .
(2014·抚顺)如图是“测量小灯泡额定功率”的实验,其中灯泡的额定电压为3.8V,电源电压未知,请你将实验过程补充完整.
(1)如图甲是实验电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,并使滑动变阻器连入电路的阻值最大(导线不允许交叉).
(2)实验过程中的某时刻,电压表的示数如图乙所示,为了测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动.灯泡正常发光时电流表的示数如图丙为 A,则灯泡的额定功率为 W.
(3)为了考察同学们的能力,老师拿来了一个已知额定电流为0.2A,但额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2,利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整;
① (填开关S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 ;
②闭合开关S、S2,断开S1, (选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”),读出电压表的示数为U;
③灯泡额定功率的表达式为:P= .
(2014·宁夏)要测量“3.8V”小灯泡的额定功率,给定的器材有干电池(3节)、电压表、电流表和滑动变阻器等
(l)小刚同学连接的实物电路如图甲所示,当闭合开关时A表 ,V表 (选填“有示数”或“无示数”),其原因是打“×”的导线接错了。请你在原图上重新正确连接该导线;
(2)正确连接电路再次闭合开关前,应将变阻器的滑片P移到最 (选填“左端”或“右端”),当V表指针的位置如图乙所示时,小灯泡两端电压是 V,要测量它的额定功率,须将变阻器的滑片向 移动(选填“左端”或“右端”):
(3)当小灯泡正常发光时,A表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)某小组发现电压表“0-15V”的量程损坏了,于是他们改变了测量方法:将该V表并联在变阻器两端,调节变阻器的滑片,当V表的示数为0.7V时,即可知道加在小灯泡两端的电压,继而求出其额定功率。
①他们这样得到小灯泡两端的电压,其依据是 。
②请在虚线框内画出该小组完整的实验电路图。
(2014·淮安)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用的器材有:新干电池2节、标有“2.5V”的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1个和导线若干.
(1)连接的实物电路,如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“A”或“B”端),其作用是 .
(2)对照实物电路,补充完整图乙的电路图.
(3)检查电路连接无误后,闭合开关,读得电压表、电流表的示数分别是0.6V、0.12A,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω.
(4)实验过程中,当电压表的读数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,其值为 A,则小灯泡的额定功率是 W.
(5)LED节能灯的发光亮度与此小灯泡相同时,LED灯可节约85.8%的电能,据此推算小灯泡正常发光时的亮度与 W的LED灯亮度相当.