5.在學(xué)校舉行的物理創(chuàng)新大賽上,小明和小紅所在的科技小組分別設(shè)計(jì)了一種測(cè)量托盤所受壓力的壓力測(cè)量?jī)x,如圖甲、乙所示.兩裝置中所用的器材與規(guī)格完全相同,壓力表是由電壓表改裝而成,R1為定值電阻,阻值為10Ω,R2為滑動(dòng)變阻器,規(guī)格為“10Ω lA".金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動(dòng),且與它接觸良好,金屬指針和金屬桿電阻忽略不計(jì).M為彈簧,在彈性限度內(nèi)它縮短的長(zhǎng)度與其所受的壓力大小成正比.當(dāng)托盤所受壓力為零時(shí),P恰好位于R2的最上端;當(dāng)托盤所受壓力為50N時(shí),P恰好位于R2的最下端,此時(shí)彈簧的形變?nèi)栽趶椥韵薅葍?nèi).
(1)甲裝置中,當(dāng)P位于R2的最下端時(shí),電壓表的示數(shù)為3V,則電源電壓是多少?
(2)甲裝置中,壓力25N的刻度位置標(biāo)在電壓表表盤多少伏的刻度線上?
(3)在甲、乙兩種裝置中,兩壓力表的刻度特點(diǎn)有何不同?試說(shuō)明理由.
4.小明用圖甲所示的電路,研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系.電源電壓恒為6V.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,他做了六次實(shí)驗(yàn),每次改變電阻箱R',的阻值后.通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器始終保持R'兩端的電壓不變,記下相應(yīng)的電流值.根據(jù)記錄的六組數(shù)據(jù),他在方格紙上描出了電流I與電阻箱阻值R'的關(guān)系圖線,如圖乙.
(1)記錄第一組數(shù)據(jù)時(shí),電阻箱R'的阻值為4Ω,此時(shí)電流表示數(shù)是多少?
(2)小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中.控制電阻箱R'兩端的電壓是多大?
(3)記錄第二組數(shù)據(jù)時(shí),小明記下電流表的示數(shù)為0.4 A,此時(shí)電阻箱消耗的功率是多少?滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是多大?
(4)記錄第四組數(shù)據(jù)時(shí),電阻箱和滑動(dòng)變阻器消耗的功率之比是多少?
3.小華組裝了一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型,她將電動(dòng)機(jī)模型接入如圖(a)所示的電路中,已知電源電壓U=3V,并保持不變,線圈電阻R=1.5Ω,接通電路后,電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng),電流表讀數(shù)I=0.8A,已知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖(b)所示,摩擦不計(jì),求:
(1)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)1min消耗的電能W和線圈產(chǎn)生的熱量Q.
(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P.
(3)電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率η.
2.如圖是嘯宇家新買的一臺(tái)快速電水壺,這臺(tái)電水壺的銘牌如下表.為了測(cè)量該電水壺?zé)畷r(shí)的實(shí)際功率,嘯宇用所學(xué)知識(shí)和爸爸合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):關(guān)掉家里所有用電器,將該電水壺裝滿水,接入家庭電路中,測(cè)得壺中水從25℃上升到35℃所用的時(shí)間是50s,同時(shí)觀察到家中“220V 10A(40A) 3200imp/(kw.h)”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp.請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息解答下列問(wèn)題.(C水=4.2×103J/(kg. ℃))
(1)電水壺中水的質(zhì)量;
(2)電水壺?zé)畷r(shí)的實(shí)際功率;
(3)電水壺加熱的效率;
(4)通過(guò)比較實(shí)際功率與額定功率大小關(guān)系,簡(jiǎn)要回答造成這種關(guān)系的一種可能原因.
1.半導(dǎo)體材判的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間.其電阻受溫度影響較大.如圖甲是某種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖像.根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性,小星和他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路(如圖乙).可以測(cè)定某一空間的溫度使用的器材如下:半導(dǎo)體電阻、電源、電流表(0~0.6A).開(kāi)關(guān),定值電阻R0(10Ω)、導(dǎo)線若干.
(1)定值電阻R0的作用是什么?______________
(2)當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí).電流表的讀數(shù)為0.2A,求電源的電壓.
(3)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí),當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度是多少?半導(dǎo)體電阻的電功率是多少?
8、在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時(shí),甲、乙兩位同學(xué)作出如下猜想:
甲:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);
乙:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。
現(xiàn)提供多根電阻絲,如圖所示。材料參數(shù)如下表。
編號(hào) |
材料 |
長(zhǎng)度/m |
橫截面積/mm2 |
A |
鎳鎘合金 |
0.5 |
0.1 |
B |
鎳鎘合金 |
1.0 |
0.1 |
C |
鎳鎘合金 |
0.5 |
0.2 |
D |
錳銅合金 |
0.5 |
0.1 |
(1)某同學(xué)要驗(yàn)證上述猜想,設(shè)計(jì)了如下電路。請(qǐng)你根據(jù)電路圖連接實(shí)物。
(2)如要驗(yàn)證上述乙同學(xué)的猜想,則應(yīng)該選用 兩根電阻絲(填編號(hào)):
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)如果電流表壞了,請(qǐng)利用余下器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證上述甲同學(xué)的猜想
①簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)的原理:
②在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,注明所選用電阻
絲的編號(hào)(電阻絲符號(hào)用 表示)。
7、小明和小華利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)器材,探究物體的浮沉條件,他們探究活動(dòng)的過(guò)程如下:
(1)探究蠟塊的上浮條件
1測(cè)量蠟塊的重力
小明設(shè)計(jì)的方案:用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出蠟塊的重力。
小華設(shè)計(jì)的方案:用天平測(cè)出蠟塊的質(zhì)量,求出重力。
你支持 (小明/小華)的方案,理由是 。
2測(cè)量蠟塊受到的浮力。
小明在量筒中放入適量的水,把蠟塊放在水中浮在水面時(shí),測(cè)出蠟塊排開(kāi)水的體積,用阿基米德原理求出浮力。你認(rèn)為上述操作用存在的問(wèn)題是
。
3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力,可知物體上浮的條件。
(2)探究蠟塊下沉的條件
1測(cè)量石塊的重力
用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力
2測(cè)量石塊受到的浮力
小明利用量筒測(cè)出石塊浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積,用阿基米德原理求出浮力
小華依據(jù)另一種原理,采用不同的方法也測(cè)出了石塊受到的浮力,其方法是:
.
3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力,可知物體下沉的條件。
6、實(shí)驗(yàn)探究和推理都是科學(xué)研究的基本方法。比如科學(xué)猜想,往往是以一定的事實(shí)和已有知
識(shí)為依據(jù),通過(guò)推理而提出來(lái)的。
(1)用放大鏡觀察素描炭筆的筆跡,觀察到微小的顆粒;麥粒碾成面粉,面粉揉成面團(tuán)……大量類似事實(shí),為我們想象物質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型提供了依據(jù),終于認(rèn)識(shí)到: 是由大量分子構(gòu)成的。向冷、熱不同的清水中各滴一滴墨水,觀察到墨水?dāng)U散的快慢不一樣……大量類似現(xiàn)象使我們推想到:分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的快慢與 有關(guān)。
(2)物理學(xué)把“物體內(nèi)所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能”。請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)意思,結(jié)合所學(xué)知識(shí),就“影響物體內(nèi)能大小的因素”提出合理猜想、給出推理性結(jié)論、說(shuō)明推理依據(jù)(參照示例):
示例:①物體內(nèi)能的大小可能與物體的溫度有關(guān)。推理性結(jié)論:一個(gè)物體的溫度越高,內(nèi)能越大。推理依據(jù):溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越快,分子動(dòng)能越大。
②物體內(nèi)能的大小還可能與物體的 有關(guān)。推理性結(jié)論: 。
推理依據(jù): 。
(3)由于推理性結(jié)論具有一定的事實(shí)和理論依據(jù),所以在科學(xué)研究中,有時(shí)就運(yùn)用它來(lái)初步解釋相關(guān)問(wèn)題--同學(xué)們也來(lái)嘗試一下:
在圖5中,(a)杯中水量較少、(b)(c)(d)的水量相同。根據(jù)問(wèn)題(2)中所得的推理性結(jié)論,比較各杯中水的內(nèi)能的大。
① 杯中水的內(nèi)能最大,因?yàn)?u> 。
② 兩杯中水的內(nèi)能不好比較,因?yàn)?u> 。
5、在探究“串聯(lián)電路的總電阻與各串聯(lián)電阻之和的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,提供的器材有:定值電阻Rl、R2和R3(阻值分別為 2Ω、3Ω 和6Ω )、電源(電壓恒定但準(zhǔn)確值未知)、電流表和電壓表各一只、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干.按要求完成以下內(nèi)容:
(1)圖4是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇器材后連接的部分電路,在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線把電壓表接入電路中.
(2)實(shí)驗(yàn)中還要用到R3,使用R3的具體操作是:
(3)在題中所給的器材中,將電壓表?yè)Q成電阻箱(符號(hào)為 )也能完成此實(shí)驗(yàn).在虛線框中畫出一個(gè)能反映實(shí)驗(yàn)原理的電路圖.
4、老師在課堂上演示了電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)后,小楊同學(xué)有了新的想法:如果線圈不動(dòng),磁體相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)是否也會(huì)產(chǎn)生電流?于是他找來(lái)線圈、條形磁鐵、靈敏電流計(jì)和一些導(dǎo)線開(kāi)始探究。當(dāng)他把條形磁鐵插入線圈的瞬間,電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)(如圖3所示),實(shí)驗(yàn)成功了!小楊又想:在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)呢?請(qǐng)你針對(duì)小楊的問(wèn)題提出一個(gè)猜想,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想。
猜想:
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
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