实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素,准备了满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干,四个装有电阻丝、煤油和温度计的保温烧瓶装置 A、B、C、D,其中保温烧瓶、温度计、煤油质量和初温均相同,电阻丝阻值关系为 R1>R2、R3=R4。实验小组的同学根据现有的实验器材,以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:分别设计了甲、乙两个方案。请你解答以下问题:
(1)甲方案电路如图甲所示,该电路可探究电流产生的热量多少跟_____ 的关系。闭合开关S,通电一段时间后,温度升高较多的装置_____(选填“A”或“B”)中的温度计;实验中用_____表示电流通过电阻丝R产生的热量多少。
(2)乙方案电路如图乙所示,实验小组的同学想探究“电流产生的热量跟通过电阻丝电流大小的关系”,请你指出他们计划探究问题的自变量是:_____。
(3)实验小组同学设计的实验步骤如下:
①将装置C与滑动变阻器、电流表等串联接入电路中,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置;
②闭合开关 S,调节滑动变阻器滑片到适当位置,观察并记录电流表的示数I,开始计时的同时观察并记录装置C中温度计的示数t0,通电5min,停止计时的同时观察并记录温度计的示数t,断开开关 S;
③用装置D替换电路中的装置C,闭合开关S,观察并记录电流表的示数I,开始计时的同时观察并记录装置D中温度计的示数t0,通电 6min,停止计时的同时观察并记录温度计的示数t,断开开关 S。
请你针对上述实验步骤中存在的问题,写出改正措施:_____.
小明同学为了探究“通过导体的电流大小与导体两端的电压大小的关系”,他选用了下列符合实验要求的器材:电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、定值电阻各一个,导线若干,并按照要求 设计了如图所示的实验电路图。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
① 将电压表、电流表调零,断开开关 S,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片 P 使其接入电路的阻值最大;
② 闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片 P 到适当位置,读出此时定值电阻 R 两端的电压U及通过它的电流I,并将数据记录在表格中;
③ _____,读出此时定值电阻R两端电压U及通过它的电流I,并将数据记录在表格中;
④ 仿照步骤③,再做四次实验,并把实验数据记录在表格中。
(2)小明通过实验记录的数据如表所示,为了进一步分析通过定值电阻的电流与电压的关系,他根据实验数据绘制出 I-U 图像,如下图所示,请你选出能正确反映通过定值电阻的电流与电压关系的图像是_____。(单选,填写图像下的字母)
U/V | 0.6 | 1.0 | 1.6 | 1.8 | 2.4 | 2.8 |
I/A | 0.06 | 0.1 | 0.16 | 0.18 | 0.24 | 0.28 |
(3)小明在完成上述实验之后,想继续探究“通过导体的电流与电阻大小的关系”,他需要添加的器材是_____。
(4)请你帮助小明设计出探究“通过导体的电流与电阻大小的关系”的实验表格_____。
小李同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为 2.5V,电阻约为 10Ω。实验室有如下器材:电压为 6V 的电源、电流表、电压表、开关各一个,规格不同的滑动变阻器两个:R1(10Ω 2A)、R2(50Ω 1.5A),导线若干。小李同学设计的电路如图甲所示,请你回答下列问题:
(1)连接电路时开关应_____,滑动变阻器的滑片 P 应置于_____端。(选填“左” 或“右”)
(2)为了完成实验,应选用的滑动变阻器是_____。(选填“R1”或“R2”)
(3)实验电路连好后,闭合开关时,小李同学发现灯泡没有发光,造成该现象的原因可能是_____。(多选,填写选项前的字母)
A.小灯泡灯丝断路 B.电流表的接线柱松动而接触不良
C.滑动变阻器接入电路的阻值过大 D.电压表选用的量程过大
(4)解决小灯泡发光的问题后,小李同学移动滑动变阻器的滑片 P,当电压表示数为2.5V 时,发现电流表示数如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为_____W。
用图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,图中R为电阻箱(电阻箱的符号为),R0为滑动变阻器,电源两端的电压不变。
(1)请你完成该实验的主要步骤:
①根据图甲中的电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②断开开关 S2,闭合开关 S1,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数为I;
③断开开关 S1,闭合开关 S2,调节_____,使电流表的示数I保持不变;
④读出电阻箱的示数R。
(2)实验操作完成后,电阻箱的示数如图乙所示,可知待测电阻Rx=_____Ω。
(3)本实验中蕴含的“等效替代”思想是科学研究中的一种常用思想方法,其实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,并找出其中的规律。在下列四个实例中,体现了“等效替代”思想的是_____。(单选,填写选项前的字母)
A.学习电压时,我们可以通过水压来认识它
B.引入磁感线形象描述磁体周围的磁场
C.用一个 10Ω的电阻代替两个 5Ω串联时的电阻
D.选用同一个定值电阻探究电流与电压的关系
磁场看不见、摸不着,小宇想利用铁屑和小磁针(黑色一端为 N 极)来探究通电螺线管外部磁场特点。请你解答以下问题:
(1)根据图甲中铁屑的排列情况可初步推断:通电螺线管外部的磁场分布与_____磁体的磁场相似。
(2)实验中,小磁针的作用是为了研究通电螺线管周围的_____。(选填“磁场强弱”或“磁场方向”)
(3)小宇在奥斯特实验的启发下,只改变通电螺线管中的电流方向,实验现象如图乙所示。对比两次的实验现象可知:通电螺线管两端的磁极性质与通电螺线管中的电流方向_____。(选填“有关”或“无关”)
(4)下列操作中能增强通电螺线管磁性的是_____。(多选,填写选项前的字母)
A.只增大通电螺线管中的电流 B.只改变通电螺线管中的电流方向
C.只在通电螺线管内插入铁棒 D.只减少通电螺线管的匝数
小刚利用如图所示的装置,探究导体的电阻大小与哪些因素有关,a、b、c、d 是四根金属丝,实验数据如表所示。请你解答以下问题:
金属丝 | 材料 | 长度l/m | 横截面积S/mm2 | 电流I/A |
a | 镍铬合金 | 1 | 0.5 | 0.7 |
b | 锰铜合金 | 1 | 0.5 | 1.7 |
c | 镍铬合金 | 1 | 1 | 1.4 |
d | 镍铬合金 | 1 | 2 | 2.8 |
(1)实验中通过观察_____来比较导体的电阻大小。
(2)分析_____两根金属丝的实验数据,可得出的结论是:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)通过分析 a、c、d 三根金属丝的实验数据,可得出的结论是:当导体的材料和长度不变时,_____。
(4)若实验中只选用金属丝 a,可探究导体电阻大小与_____的关系。