小明用“伏安法”测量一小灯泡(额定电压为2.5V,正常工作时灯丝电阻约为10Ω)的电功率,提供的实验器材有:电源(电压为6V)、滑动变阻器R1(“10Ω5A”)滑动变阻器R2(“50Ω0.5A”)、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)实验电路如图甲所示,其中有一根导线未画出,请用笔画线代替导线完成实物连接,要求滑片向右滑动时电路中电流减小;
(________)
(2)正确连接完电路后,应将滑动变阻器的滑片P滑到_____(选填“A”或“B”)端,再闭合开关,这里主要是让滑动变阻器起_____的作用。为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用_____(选填“R1”或“R2”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是_____。故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图像。据图像可知小灯泡的额定功率为_____W;
(4)小明又设计了如图丙所示电路,测量另一只灯泡的额定功率。已知:电源电压不变,滑动变阻器R1的最大电阻为R0,灯泡的额定电流为I额。实验步骤如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为I额;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表示数仍为I额;
③接着将R1的滑片调至最左端,记下电流表的示数为I1,再将R1的滑片调至最右端,记下电流表的示数为I2;
则:该灯泡额定功率的表达式P额=_____(用I额、R0、I1和I2表示);请简要分析本实验方案中滑动变阻器R2的作用:_____。
为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,小明使用了以下器材:长木板、重为1N的木块、弹簧测力计、细线和重为0.5N的砝码若干。
他的实验步骤如下:
①组装实验器材(如图甲所示);
②第1次实验,在木块上放一个砝码,向右拉动长木板,读出此时弹簧测力计的示数为F拉;将砝码的总重力G和F拉,记入表格中;
③逐一增加砝码数量,重复上述步骤,多次实验。
记录的实验数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
G/N | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
F拉/N | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 1.9 | 2.4 |
(1)组装器材时,_____调节细线水平;向右拉动长木板时,_____确保匀速拉动;(两空均选填“需要”或“不需要”)
(2)小明认为,根据二力平衡知识,各次实验中木块受到的滑动摩擦力f=F拉,木块与长木板间的压力F压=G,他根据实验数据,在坐标系中描点后,作出甲、乙两条f-F压的关系图像如图乙所示。从实验数据处理规范考虑,图线_____更合理;
(3)经查阅资料可知:滑动摩擦力大小与压力大小的关系满足关系式f=μF压(其中μ为比例常数,叫做动摩擦因数,它的数值大小与物体材料和接触面粗糙程度有关)。小明发现自己所作图线不过原点,其主要原因是_____;利用题中信息可以求出:实验中所用长木板和木块接触面间动摩擦因数μ=_____。
小明用如图所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。他将两段阻值不等的电阻丝密封在两个完全相同的透明容器中,并通过短玻璃管与相同的气球相连。
(1)在这个实验中,电流产生热量的多少可以通过气球膨胀体积的大小体现出来,其原理是气体温度越高,_____剧烈。这里用到的研究方法与以下实验中相同的是_____;
A.研究真空能否传声
B.将电压与水压进行类比
C.研究压力作用效果与哪些因素有关
D.通过物体被撞距离的远近来比较动能的大小
(2)该装置可探究电流产生的热量与_____的关系,将两电阻丝这样连接是为了确保_____、_____相同;
(3)若实验过程中发现,两气球的体积膨胀都不是很明显,请你分析可能的原因,写出其中一条:_____。
在“探究杠杆的平衡条件”实验中,
(1)安装好杠杆,调节杠杆两端的_____,使之在水平位置平衡,这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和_____,若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆_____(“是”或“不是”)处于平衡状态;
(2)调节杠杆平衡后,在左侧挂两个钩码,每个钩码重1N,在右侧用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示。已知杠杆上刻度均匀,则此时弹簧测力计的示数F=_____N;本实验中,需改变钩码位置、数量和弹簧测力计位置进行多次实验,其目的与“伏安法测定值电阻的阻值”中的多次实验_____(选填“相同”和“不同”)
(3)如图丙所示,小明实验时所使用的杠杆上没有刻度,他在平衡好的杠杆两侧分别放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。左侧三个硬币没有摆放整齐,小明没有在意,仍用刻度尺测出最下方硬币圆心与转轴O点的距离L1和L2,则L2_____(选填“>”、“<”或“=”)3L1。
如图是实验“探究平面镜成像时像与物的关系”的实验装置
(1)为了保证实验效果,应该选择_____(选填“平面镜”、“厚玻璃板”或“薄玻璃板“);且将其_____放置在水平桌面上;
(2)实验过程中选择A、B两支相同的蜡烛是为了比较像与物的_____关系;实验过程中需要用到刻度尺,这是为了比较像与物_____是否相等;
(3)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是_____像。
如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡上标有“3V1.5W”字样,定值电阻R1的阻值为15Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作是的电阻为多大?
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率最小为多大?
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围是什么?