小明同学做探究导体中电流与电压的关系实验时，实验室提供的器材-优题课

小明同学做“探究导体中电流与电压的关系”实验时，实验室提供的器材如图1所示，他先画出实验电路图，然后选取相应的实验器材，再正确连接电路进行实验。

①在研究通过导体甲的电流I与它两端电压U的关系时，他将实验数据记录在表一中。表格中还有几处的数据如图2（a）（b）的电表所示，请将表格填写完整。
表一导体甲

实验序号	电压（伏）	电流（安）
1
2	2.8	0.28
3	4.0	0.40

②观察表格中的数据，你认为小明同学从第2次实验到第3次实验，必做的实验操作为：
           。
③实验中多次改变导体甲两端的电压，其目的是：                                  。
④分析比较表一中的实验数据得到的初步结论是：                                。
⑤接下来，他换用其它导体继续实验，其目的是：                               。

科目物理题型实验题难度中等

知识点：探究电流与电压、电阻的关系实验

小科骑自行车时发现，在不同的路面上，停止踩脚踏板，车都能继续运动一段距离。于是小科作出了以下猜想。

猜想一：车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关；

猜想二：车运动的距离可能与车速有关。

为验证猜想，他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。

（1）验证猜想一，应分别将丝绸、棉布铺在　　（选填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板” $)$ 上，并完成实验。

（2）请用所给的器材，设计一个验证猜想二的实验方案（要求简要叙述实验步骤和预期实验结果） $:$ 　　。

（3）小科实验结束后反思，若探究“阻力对物体运动的影响”，那么可以通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离或　　来判断阻力对物体运动的影响。

在不打破鸡蛋的前提下，如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度？小科进行了探究。

【查阅资料】

刚产出的鸡蛋密度相近，冷却后里面内容物收缩，会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大（称为钝端）、一端小（称为尖端）。蛋壳主要成分是碳酸钙，其表面有很多微小气孔，以便于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出。

【实验过程】

任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚，将它们轻放在水中，观察静止后状态。

【实验现象】

（1）4枚鸡蛋漂浮在水面上，其余16枚鸡蛋沉于水底。

（2）沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角，记为 $θ$ ．16枚鸡蛋的大小不一，但尖端基本上比钝端更靠近底面，如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。

【思考与分析】

鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和 $θ$ 大小。

（1）从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的　　（填“钝端”或“尖端” $)$ 附近。

（2） $θ$ 大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关，图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为　　。由此可以从 $θ$ 大小初步判断鸡蛋的新鲜度。

（3）自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，鸡蛋的　　会变小，从而使鸡蛋的密度变小。可以判断，实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。

在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时，电源电压恒为 $3 V$ ，滑动变阻器规格为“ $20 Ω 1.0 A$ ”，还有多个阻值不小于 $5 Ω$ 的定值电阻可供选择。

（1）实验电路如图所示，小科检查电路时发现有一个元件连接错误（其它元件连接正确），该元件和错误分别是　　。

（2）改正错误后，正确操作，测得实验数据如下表所示。

实验次数	第一次	第二次	第三次
定值电阻 $/ Ω$	5	10	★
电流表示数 $/ A$	0.40	0.20	0.10

表中“★“处所选用定值电阻的阻值是　　 $Ω$ 。

（3）小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验，并将滑动变阻器的功率 $P_{变}$ 与其电阻值 $R_{变}$ 的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的　　。

某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。

实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“ $3.8 V$ ”的小灯泡、学生电源（电压恒为 $6 V)$ 、电流表 $(0 ~ 0.6 A, 0 ~ 3 A)$ 、电压表 $(0 ~ 3 V, 0 ~ 15 V)$ 、滑动变阻器 $($ “ $20 Ω 1 A$ ” $)$ 、开关各一只，导线若干。

（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　瓦。

（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表 $0 ~ 15 V$ 的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表 $0 ~ 3 V$ 的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：

步骤一：按图甲电路先将电压表 $(0 ~ 3 V)$ 接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；

步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在　　两端；

步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向　　（填“左”或“右” $)$ 移动，直到电压表示数为　　伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。

（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。

在游泳时，小金发现越往深水区走，越感到胸闷，由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。

步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处，观察现象；

步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时，发现金属盒的位置不动，但 $U$ 形管两侧的液面高度差逐渐减小；

步骤三：调整好器材后，重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图（甲 $) A$ 所示，在深度15厘米处观察到现象如图（甲 $) B$ 所示。

得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加而增大。

请完成下列问题：

（1）该实验过程用到的科学方法有　　（填字母）；

$A$ ．转换法

$B$ ．控制变量法

$C$ ．类比法

（2）步骤二中金属盒在水里的位置不动，但 $U$ 形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是　　；

（3）小金反思：只进行两次实验就得出结论，结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验，其目的是　　；

（4）对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图（乙 $)$ 为一圆柱形容器，容器内装有密度为 $ρ$ 的液体， $a$ 点在深度为 $h$ 处的水平横截面上，横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式 $p = \frac{F}{S}$ ，推导出 $a$ 点所在横截面受到的液体压强 $p_{a}$ 与深度 $h$ 之间的关系式是 $p_{a} =$ 　　。