如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验:
(1)在水平静止的杠杆上A、B处,挂5个质量均为50g的钩码,如图甲所示,杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂:
(2)改变钩码数量与位置,数据记录如下表,分析表中数据,杠杆平衡条件应为__________。
实验次数 | 左侧钩码数(个) | 左侧钩码距离支点O(格) | 右侧钩码数(个) | 右侧钩码距离支点O(格) |
1 | 2 | 3 | 3 | 2 |
2 | 1 | 6 | 3 | 2 |
3 | 2 | 6 | 3 | 4 |
(3)某次实验如图乙,使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是________________。
(4)图丙是小明验证结论的实验,E点弹簧测力计示数是________N (g取10N/kg)。
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为了检验“浸没在液体中的固体所受浮力与固体形状有关”的猜想是否正确,小明选用了弹簧测力计、细线、装有适量水的大烧杯和50g橡皮泥块。
(1)将橡皮泥块捏成长方体,用细线系住挂在弹簧测力计上浸没于水中,弹簧测力计示数为0.3N,这时橡皮泥块受到水的浮力为_______N(g取10N/kg)。
(2)取出橡皮泥块捏成圆柱体,再浸没于水中的不同深度,弹簧测力计示数均为0.3N,说明:浮力的大小与物体浸没的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)小明的实验证明,上述猜想是_____(选填“错误”或“正确”)的。
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某市举办的中学生物理实验大赛中,其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率,给他们的实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡,电源、电流表电压表、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线,将图乙中实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电路中的小灯泡变暗,且导线不能交叉)______;
(2)连接电路时,开关必须______,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端;
(3)连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表几乎没有示数,电压表的示数接近电源电压,小灯泡不亮,则电路中存在的故障可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)小华同学所在的实验小组电压表被损坏,老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R0,仍然测出了小灯泡的额定功率,他们所设计的实验电路如图丁所示,请根据电路图和操作步骤完成下列问题:
a.连接好电路后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1=______A时,小灯泡正常发光;
b.保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;
c.则小灯泡的额定功率P额=______(用U额、I1、I2表示)。
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关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小________(选填“相等”或“不相等”),本实验中的“阻力”是指小车受到的________;
(2)分析图运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越________(选填“快”或“慢”);
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持________状态或________状态;
(4)牛顿第一定律________(选填“是”或“不是”)直接由实验得出的,其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
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小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)
(1)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“A”或“B”)
A.“10Ω 5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是_____。
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图乙所示),分析图像可知:小灯泡的额定功率为_____W。
(4)完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经坏,于是他又找来了两个开关和一定值电阻,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请你完成下面实验步骤:
①_____(填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____;
②_____(填写S、S1、S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③灯泡额定功率的表达式为P额=_____。
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测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是某同学开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(____)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是______。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,示数为______A,小灯泡的额定功率为______W,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。(保留2位小数)
(4)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光。
③只闭合开关S2,______,使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=______(用I额、I1、I2、R表示)。
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在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(____)。
(2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A端”或“B端”)。
(3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如下表:
电压/V | 2.0 | 2.5 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.5 |
电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.53 | 0.56 | 0.58 | 0.61 |
电阻/Ω | 5.0 | 5.2 | 5.3 | 5.4 | 5.5 | 5.7 |
平均电阻/Ω | 5.4 |
根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗?______(选填“合理”或“不合理”),你的理由是______。
(拓展)小明还想利用现有的实验器材测量小灯泡的额定功率,但此时电压表0~15V量程突然损坏,而0~3V量程完好。请你在不增减器材的情况下,帮他设计测量小灯泡额定功率的实验。要求写出必要的实验步骤,用字母(或数值)记录所测得的物理量并写出小灯泡额定功率的表达式。
实验步骤:______。
小灯泡额定功率的表达式:P额=______。
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小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)。现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表,电压表、开关各一个,导线若干。
(1)他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线,将该电路连接完整(____);
(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最______端,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为______V;
(3)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0,他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍0;则由此可以判断故障是:______。
(4)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏,小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用______V;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示:
次数 | 1 | 2 | 3 |
AC长度(cm) | 4.0 | 14.0 | 20.0 |
电压表示数(V) | 0.8 | 2.0 | 2.4 |
求出第1次实验时电路中的电流I1=______A;利用表中所有数据求出待测电阻Rx=______Ω。
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小宸利用图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为U,Rt是热敏电阻,其阻值与温度有关,二者关系为Rt=kt+b(k>0,b>0)。
(1)本实验要保持Rt阻值不变,也就是保持Rt的______不变。
(2)使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准______刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其______(选填“+”或“-”)接线柱流入。
(3)图乙是某次测量时电压表的示数,其读数为______V,如果要使电压表示数变大,应将滑动变阻器滑片P向______端(选填“a”或“b”)移动;图丙是小宸根据实验数据画出的I-U图像,经分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成______比。
(拓展)改变电源电压并换用不同规格的滑动变阻器,两电表量程可重新选择。用标有“2.5V”字样的小灯泡替换Rt,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格第1列中;移动滑片至滑动变阻器中点,测出数据,记录在表格第2列中;分析表格中的数据可知:小灯泡正常发光时,电路的总功率为______W。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 0.9 | 1.5 | 2.5 |
电流I/A | 0.36 | 0.6 | 1 |
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在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
(_____)
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须________。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因能____________。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为________A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为________V。
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