小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)、导线若干。
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。
②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B“)端;电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用。
③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是 。
④小明排除故障后继续实验,先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B“)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为2.5V,同时再记下电流表的示数。
⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W.从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随 升高而增大。
小明在玩“水枪”玩具时,发现“水枪”水平放置,如果推动活塞的速度越快,水枪离地面的高度越高,水就会射得越远,据此,他提出了如下猜想:在空中水平抛出的物体,落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关,为验证猜想,小明找来了如图所示装置进行实验。
(1)让小球从斜槽上自由滚下,是为了使小球到达水平槽时具有一定的 ;小球从斜槽滚下,重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)保持 不变,分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离SA、SB、SC,发现SA>SB>SC.这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与 有关。
(3)逐步降低抛出点离地面的高度,分别为h1、h2、h3,每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3,发现s1>s2>s3.这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与 有关。
(4)若在水平槽铺上毛巾,使抛出点离地面的高度为h3,让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,测出小球落地的水平距离为s4,根据上述实验的结果,应该有s4 s3(选填“>”、“<”或“=”)。
小丽爸爸有一枚印章,小丽想知道印章的密度,于是在实验室进行了以下操作:
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端 处,调节平衡螺母使指针指在分度盘 处。
(2)用调节好的天平测印章的质量,平衡时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,印章的质量是 g。
(3)用量筒测量印章的体积情况如图乙所示,则印章的体积是 cm3。
(4)通过计算,得出印章的密度是 kg/m3。
下面是小明做测定“小灯泡电功率”的实验,电路图如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)连接电路时开关应 。
(2)小明连接好电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是 。
(3)小明改正实验错误后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小明移动滑片P,记录下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
下面是用天平和量筒做“测盐水密度”的实验。
(1)调节天平平衡时,先将天平放在 上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,若发现指针的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向 调节,直到天平平衡。
(2)小聪用调节好的天平测量烧杯质量时,右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示,则小聪所用烧杯的质量为 g。
(3)下表分别是小聪、小明、小玲、小莉所设计和进行实验的过程(表中的图只是实验步骤示意图,图中示数并不是实际测量数据)。这四位同学所测的均为同一种盐水。
设计实验者 |
实验操作顺序 |
计算盐水密度的表达式 |
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步骤1 |
步骤2 |
步骤3 |
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小聪 |
把盐水倒入量筒中测量出体积V |
用天平测量出烧杯质量m1 |
把量筒中盐水倒入烧杯中,测量盐水和烧杯总质量m2 |
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小明 |
用天平测量出烧杯质量m1 |
把盐水倒入烧杯中,测量盐水和烧杯总质量m2 |
把烧杯中的盐水倒入量筒中测量出体积V |
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小玲 |
把盐水倒入烧杯中,测量盐水和烧杯总质量m1 |
把烧杯中的盐水倒入量筒中测量出体积V |
用天平测量出烧杯质量m2 |
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小莉 |
把盐水倒入烧杯中,测量盐水和烧杯总质量m1 |
把烧杯中的部分盐水倒入量筒中测量出体积V |
用天平测量出剩余盐水和烧杯总质量m2 |
①在设计实验时,四位同学都没有写出计算盐水密度的表达式。请你根据小莉的实验步骤写出她计算盐水密度的表达式:ρ盐水= 。
②在对实验结果进行分析论证时,老师发现四位同学中有两位同学的实验结果很接近,而另两位同学的实验结果差别较大。老师指出,实验结果相近的两位同学的数据是较准确的,而另两位同学的结果差别大的主要原因是实验操作顺序不正确引起的。请你分析指出由于操作顺序不正确而导致实验结果偏大的是 ,实验结果偏小的是 。(选填“小聪”、“小明”、“小玲”、“小莉”)
如图甲所示是小明“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图,各元件及连接均完好但不完整。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表和电压表示数,进行多次实验,绘制出I﹣U图象,如图乙中a所示,根据图象得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 。这个实验过程运用的主要实验方法是 。
(4)将电阻换成小灯泡,重复上述实验,绘制出I﹣U图象,如图乙中b所示,则根据图象得出结论:当电灯两端的电压变小,通过灯丝的电流变小,灯丝的电阻 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。