某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁 和 , 铁钉上绕有更多匝数的线圈,实验装置如图所示。
(1)如图甲,闭合开关,电磁铁 的钉尖是 极(选填“ ”或“ ”);将滑动变阻器的滑片 向右移动,能吸引 的大头针(选填“更多”“不变”或“更少”)。
(2)如图乙,把电磁铁 和 串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片 ,发现电磁铁 总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是 。
(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例: 。
小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是 、 。
(2)请设计出实验数据记录表。
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持 不变,这里采用的科学研究方法 。
在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示。
(1)电路中滑动变阻器的主要作用是 。
(2)小明将实物连接成如图甲所示电路。经查,其中有一条连线错误,在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 ,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是 (填一种即可)。
(4)排除故障后进行实验,将滑动变阻器的滑片 逐渐向右移动,发现随着电压表示数的变大,电流表示数 ,依次记录电压表与电流表的示数。
(5)根据实验数据,作出 图像。分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 比。
(6)进一步分析 图像,结合实验器材规格可知:当电压表示数为 时,滑动变阻器的滑片 位于 端,当电压表示数为 时,滑动变阻器连入电路的电阻为 。
小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
实验次数 |
液体种类 |
金属块的重力/ |
金属块浸入情况 |
金属块在液体中时测力计的示数/ |
金属块所受浮力/ |
1 |
—— |
2.7 |
—— |
—— |
—— |
2 |
水 |
2.7 |
部分 |
2.0 |
0.7 |
3 |
水 |
2.7 |
全部 |
1.7 |
1.0 |
4 |
浓盐水 |
2.7 |
全部 |
1.5 |
|
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越 ;
(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越 ;
(4)结论:浮力的大小与 和 有关。
(5)用这种实验方法,还可以测量 的密度。
(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数 随物体下表面至水面深度 变化的 图像(图⑤)。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数 ,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度 。
小华用如图所示装置探究电流与电压的关系,电源电压 恒定不变,滑动变阻器规格为“ ”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片 向右滑动时,电流表的示数变大。
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表。空白处的电流如图乙所示,请将数据填写到下面的表格中,根据表中数据可归纳得出结论: 。
电压 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
电流 |
0.10 |
0.20 |
|
0.40 |
0.50 |
0.60 |
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来 、 、 的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为 ,接下来用 的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填:“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为 ,记录电流表示数。再将 、 的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将 的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为 的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于 ;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论: ;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的 电阻 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。