小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如右图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面 倾斜角θ |
小车重G/N |
斜面高 h/m |
斜面长 |
拉力 F/N |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率η |
12° |
5 |
0.2 |
1 |
2.1 |
|
2.1 |
48% |
30° |
5 |
0.5 |
1 |
3.6 |
2.5 |
|
69% |
45° |
5 |
0.7 |
1 |
4.3 |
3.5 |
4.3 |
|
⑴请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ,斜面越省力,斜面的机械效率越 。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面 。
⑷若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,斜面的光滑程度不变,只改变 ,这种研究问题的方法我们称之为 法。
如图所示电路用的是等效替代法测量未知电阻。
其中Rx是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0 是
电阻箱(电阻箱的最大电阻值大于Rx)。
请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大。
②闭合开关S1
③闭合开关_______,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。
④先断开开关_______,再闭合开关_______,保持___________的电阻不变,调节_______,使电流表的示数仍为I。
用伏安法测电阻,实验电路图如图1所示,电源电压保持U0不变。
图1图2图3
(1)该实验的原理是 。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端。
(3)假如小珍同学用完好的器材按如图17所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:① ;② 。
(4)小珍在张芳同学已连好的电路上操作,当闭合开关S,把P向a端移动时,发现电流表示数增大,电压表示数减小。发生此现象的原因是张芳同学把 。
(5)小珍同学按图1所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图2所示,电流表示数如图3所示,则此时被测电阻Rx两端电压为 V,通过Rx的电流为 A,被测电阻Rx= Ω。
(6)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,请你用剩下的器材测出Rx。先在右边方框内画出此时的实验电路图;再简要写出实验步骤和计算Rx的表达式。
a.实验步骤: 。
b.Rx的表达式:Rx= 。
小明与小青想利用实验室所提供的器材测量未知电阻R(阻值约为1k
)。实验室所提供的器材有:电源(电压约为9V)、滑动变阻器R(100
2A)、电流表(量程为0~0.6A、分度值为0.02A)、电压表(量程为0~3V、分度值为0.1V)各一个,开关S1、S2两只,导线若干。
⑴小明设计了如图甲所示的电路进行测量,通过改变R的阻值改 变电路中电流,但小青同学觉得他不能准确测出未知电阻R,其主要理由是因为 。
⑵小青又设计了如图乙所示的电路进行测量。具体方案是:
①将滑动变阻器调到最大值;②闭合S1、S2,测得电流I1;
③断开S2,再用电压表测得 两端的电压U;④求出未知电阻R,其表达式为:R
= (用已知量和测得量表示)。
⑶小明觉得小青在第③步中没必要把电压表接入测电压,而是直接再次测得电流I2,求得未知电阻R=(
-1)R即可,你觉得小明与小青的方案中,是 方案更科学合理。
在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用图甲所示的器材进行实验.
(1)用笔画线代替导线完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小.
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,立即看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是 和 .
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,某次测量时,电流表的示数为0.5 4,电压表的示数如图乙所示,则此时Rx= .
(4)在某次实验时,电压表因出现故障而不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路.测量时,闭合S2,将S2拨到1,电流表的示数为I1;将S2拨到2,电流表的示数为I2,小亮说待测电阻Rx=.R0.小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是: .
(5)在只有一只电表的情况下,小明设计了下图所示的四种电路,电阻R0已知,当通过闭合或断开电路中的不同开关时,你认为能够测算出未知电阻Rx阻值的电路是
小强利用如图甲所示电路测定小灯泡的电阻,被测小灯泡的正常发光的电压为2.5V。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:R1(20Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A)。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是__________。正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,灯泡都不亮,电压表的示数接近6V,而电流表的示数几乎为0,则电路可能出现的故障是 。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙),则小灯泡正常发光的电阻为_______Ω。在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数减小时,电压表与电流表的示数之比 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)灯泡的电阻测量完毕,小强用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像,则小明应选用滑动变阻器____(选填“R1”、“R2”或“R3”)。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为21Ω, 则所选定值电阻的阻值为 Ω。