某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关,各小组利用如图所示的装置进行验证,杨阳那组得到的实验数据如表:
实验次数 |
物重 (N) |
物体上升的高度 (m) |
拉力(N) |
绳子自由端移动的距离(m) |
机械效率(%) |
1 |
1 |
0.1 |
0.6 |
0.2 |
83.3 |
2 |
1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
62.5 |
3 |
2 |
0.1 |
0.65 |
0.4 |
76.9 |
4 |
1 |
0.2 |
0.6 |
0.4 |
83. 3 |
(1)比较第1、2次实验数据得出:用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮个数越多, ;比较第2、3次实验数据得出:同一个滑轮组,提升的物体越重, ;比较第1、4实验数据得出:同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 .
(2)在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让弹簧测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),测得机械效率 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还与 有关.
(3)有两个组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测的机械效率却不同,原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给各种机械加润滑油,是为了 它的机械效率.
问题解决--测量浮力:
小雨想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没在水中时所受浮力的大小,身边只有一个轻质滑轮,一把轻质硬木刻度尺,一个密度小于水的正方体木块,一个盛有适量水的水槽和线绳.
(1)测量步骤(配图说明);
(2)计算出浮力的大小F浮=.
归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是 .
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
次数 |
m/kg |
q/C |
B/T |
R/m |
Ek/J |
1 |
3.2×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
4×10-16 |
2 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
2×10-16 |
3 |
3.2×10-27 |
4.8×10-19 |
1×10-2 |
1 |
36×10-16 |
4 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
2×10-2 |
1 |
8×10-16 |
5 |
1.6×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
3 |
72×10-16 |
①Ek= k ,其中k= (填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线 表示.
综合作图--测量电阻:
现有一个电压恒定的电源(电压值未知)、一个电压表(量程大于电源电压值)、一个阻值为R1的定值电阻、一个单刀双掷开关和若干导线,要利用以上器材测量的待测电阻R2的阻值.请在方框内设计出实验电路图(电路连接好后实验中不能拆卸)并完成下列步骤.
(1)根据电路图连接实物电路;
(2);
(3)利用上述测量值算出待测电阻的阻值R2=.
综合实验--两个验证试验(可以配图说明)
(1)请设计一个小实验,验证“在液体中,流速越大的位置压强越小”.
(2)小雨要验证“电阻大小与横截面积大小的关系”,请完成实验设计方案
器材 |
电源、开关、导线、电流表、3根长度相同横截面积均为0.5mm2的镍络合金丝 |
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实验步骤 |
分析数据,得出结论 |
数据记录表格 |
(1)回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整)
过程现象 |
如图是小雨通过改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象,请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向,判定并标出图丁中小磁针的N、S极.![]() |
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方法结论 |
实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定,这里运用了____法.我们可以用____定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系. |
应用 |
请标出图中电源的正、负极![]() |
(2)探究欧姆定律:
电路图 |
请在方框中画出实验电路图:![]() |
表格图象 |
表1 R=10Ω
表2U=2V
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问题讨论 |
将上述实验电路中的定值电阻换成标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,在测量小灯泡的电功率时,两电表示数如图所示,此时小灯泡的实际功率为____W.若要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向____移动.![]() |