请阅读《研究物理问题常用的方法》并回答问题。
研究物理问题常用的方法在学习物理过程中,我们不仅学习到了具体的物理知识,还接触到了许多物理研究方法,其中控制变量法、模型法、类比法、等效替代法和转换法等是研究物理问题时常见的方法。比如在研究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,这是用了控制变量法;在研究杠杆的平衡条件时,需要将实际的硬棒抽象为没有质量的杠杆模型,这是用了模型法;学习电流的概念时将电流与水流类比,这是用了类比法;耳熟能详的“曹冲称象”,使大量石块对船的作用效果与大象对船的作用效果相同,从而通过称量石块的质量得出了大象的质量,这是用了等效替代法。
转换法在很多地方也有运用。将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象,或者将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量,都是用了转换法。比如通过微小压强计U形管两侧液面的高度差反映液体内部的压强的大小;通过电流的热效应和磁效应判断电流的存在;根据磁体吸引大头针数量的多少判断磁体磁性的强弱;在电热丝加热煤油的实验中用煤油温度的变化反映电流通过电热丝产生热量的多少等等,都用到了转换法。
此外,很多测量仪器也利用了转换法。比如用实验室常见的液体温度计测温度时,我们是根据温度计中液柱的长短来识别温度高低的,这就是将温度的测量转化为长度的测量。同理,利用电流表测电流时,我们是在量程确定的情况下根据电流表指针偏转的角度来识别电流大小的,这就是将电流的测量转化为角度的测量。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)根据电路中的小灯泡正在发光,可判断出此时电路中有电流,这一判断采用的研究方法是______;在研究液体内部压强大小与深度的关系时,需要在同一种液体中改变微小压强计探头的深度,保证这样的实验条件采用的研究方法是______。(选填选项前的字母,每空只有一个选项正确)
A.控制变量法 B.等效替代法 C.转换法 D.模型法
(2)如图的测量仪器中,将所测量的物理量转化为长度测量的是______。(选填选项前的字母,正确选项多于一个)
A B C D E
学了家庭电路和安全用电之后,小红认为:在家庭电路中,同时工作的用电器个数越多,家庭电路的总电流越大。实验桌上有满足实验需要的如下器材:电源(电压恒定)、开关、滑动变阻器、电流表各1个,阻值为5、10的电阻各3个,导线若干。请你选用以上实验器材模拟家庭电路情况,设计一个实验推断小红的观点是错误的;请你画出实验电路图(在图中标出电阻的阻值大小),并简述主要实验步骤和推断理由。
为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中,在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r。已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U,输送电能的功率为P,由于电流通过输电线发热会损失电能,该输电线路输送电能的效率为__________。(输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值)
小明在研究某个电路的总电功率P随其中的一个电阻R的阻值变化关系时,测量并记录了如下表所示的实验数据,请根据表格中的数据归纳出总电功率P和电阻R的关系:P=________ 。
R/W | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
P/W | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 3.2 |
用图所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率,其中R0是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器.请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
(1)闭合开关S和S1,断开S2,________,并记录电流表的示数为I1;
(2)_______________________________________________________________;
(3)则灯泡L的额定功率P=___。(用已知量和实验中所测物理量的字母表示)
我们知道:“电流通过导体时产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。”这就是焦耳定律,用公式可表达为:Q=I2Rt,小明想通过实验验证这个规律中Q与R的关系,他设计了图(甲)、(乙)所示的两个实验,他的方法是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热,然后观察插在煤油中的温度计示数,就可以对比电阻丝放热的多少,请你应用所学知识分析回答下列问题:
(1)他应该选用实验电路____来完成他的验证实验(选填“甲”或“乙”).
(2)如果他采用实验电路(乙),已知两个电阻丝的电阻大小关系是R3<R4,那么闭合开关后,经过相同的时间,温度计c和d中示数变化较大的应该是__。