20．利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验，探究物理规律，是学习物理的好方法．给你一个透明玻璃杯、一支铅笔、足够的水和一张白纸，请你利用这些器材或从中选用部分器材，设计一个小实验来研究（说明）相关的物理问题或现象．
（1）要研究（说明）的物理问题或现象；
（2）选用的器材；
（3）简述实验过程及现象．

19．晓伟在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动的情况后猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关．于是他想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确．下表是他在实验时选用琴弦的相关数据．

控制因素 编号	琴弦材料	琴弦的长度 L/cm	琴弦的横截面积 S/mm2
A	钢	20	0.3
B	钢	20	0.7
C	尼龙	30	0.5
D	铜	40	0.5
E	尼龙	40	0.5

（1）在探究一个物理量是否与多个因素有关过程中，常常采用控制变量的方法．如果晓伟想探究弦发声的音调是否与弦的材料有关，你认为他应选用表中编号为D、E的琴弦．
（2）如果选用编号为A、B的两根琴弦，可探究弦发声的音调是否与弦的粗细有关．

18．下面是小明和同学完成的实验探究：

（1）为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验．
①他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸起大头针的多少来显示电磁铁磁性的强弱，下面的实验也用这种方法的是C．
A、认识电压时，我们可以用水压来类比
B、用磁感线形象地描述磁场
C、探究“影响导体产生热量的因素有哪些”时，通过温度计示数的变化判断产生热量的多少
②根据甲图示可知，说明电流一定时，匝数越多，电磁铁磁性越强；
③电磁铁吸引的大头针下端分散（张开）的原因是同名磁极相互排斥．
（2）小明和小红想利用如图乙所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，左瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，右瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．
①这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相等．
②实验中，小明和小红发现右烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．

17．为了探究电热与电阻的关系，小伟设计了如图甲所示的装置，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R₁＞R₂

（1）实验中电流产生热量的多少是通过温度计升高的示数反映的．
（2）实验时小伟将R₁和R₂串联接入电路中，这是为了控制流过电阻丝R₁、R₂的电流相同．
（3）小华将两根阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，如图乙所示，想利用此装置来探究电热与电阻的关系，比较小伟和小华的装置，你认为甲装置更好，理由是：乙图中的气球体积大小不便于观察和比较．
（4）小明想利用甲装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他除了将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水外；还需要使两烧瓶中的电阻丝的阻值相同．通过实验观察，发现装有煤油（选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度变化较大，说明水的比热容比较大．

16．阅读下面的短文，回答问题
神奇的生物电
同学们去中国科技馆“探索与发现”主题展“生命之旅”展厅参观后，对生物电有了认识．首先发现生物电的是意大利的生物学家伽伐尼．经过了一系列研究，他证实了生物电的存在．实验已揭示，不仅动物，所有生物都有生物电活动，生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象．生物电是指生命过程中产生的电流或电压．科学研究表明，生物电现象是基本的生命活动之一．生物体一旦停止了新陈代谢，生物电现象和生命活动也就终结了．与生命体的正常生理活动相伴的是正常的生物电分布，当生物体发生病变时，生物体的电现象也发生相应的病理性改变，这就是医学进行诊断和治疗的依据． 人体组织细胞总在自发地不断产生着很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录下来得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即为脑电图．目前，对健康人和患者进行心电图、脑电图、肌电图，甚至视网膜电图、胃肠电图的检查，已经成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段．电疗在人体发生某些病变时，可以采用外加电压的形式对人体本来的生物电进行干预，已达到治疗的目的．
A．请根据上述材料回答下列问题：
（1）生物电是指生命过程中产生的电流或电压．
（2）举出上文中医学应用生物电的两个实例脑电图、肌电图．
水果电池
了解了生物电的基本知识后，物理小组的同学在活动课中，用4个大小接近的脐橙制作了水果电池．选用形状相同的4个铜片和4个铝片作为电池的电极，将每组电极中的一个铜片和一个铝片相隔约5cm的距离分别插入每个脐橙中，再将这样的4个脐橙串联，即用导线将一个脐橙上的铜片和另一个脐橙上的铝片依次连接起来如图甲所示．一同学将二极管接入接线夹A、B之间时，看到二极管发光．接着他将二极管的两个极对调后再接入A、B之间，发现二极管不再发光．

随后，小组同学们用控制变量的方法，又分别对可能影响脐橙水果电池电压的下列两个因素做了初步探究：
（1）脐橙被水平切去部分后是否影响水果电池的电压：为了便于探究，小组同学选用一个脐橙，在不改变电极铜片和铝片间距离及插入脐橙深度的情况下，用电压表先测出一个完整脐橙水果电池的电压如图乙所示，再测出被水平切掉约$\frac{1}{2}$后剩下的脐橙水果电池电压如图丙所示，共测得3种情况下的脐橙水果电池的电压如数据表一所示．
（2）不同的电极材料是否影响水果电池的电压：同学们仍用一个脐橙，用铜片作为电池的正极，分别用外形相同的镁、铝、铁金属片作为电池的负极，使电极间距离和插入脐橙的深度相同，分别测出3组不同电极材料的脐橙水果电池的电压，如数据表二所示．
数据表一                             

脐橙大小	整个	约3/4个	约1/2个
电压U/V	0.95	0.95	0.95

数据表二

电极材料	铜和镁	铜和铝	铜和铁
电压U/V	1.62	0.95	0.46

B．请根据以上脐橙水果电池资料，回答下列问题：
（1）将二极管两极接线对调后，发现二极管不再发光，其原因是C（填选项字母）．
A．水果电池的正负极之间已经没有电压   B．二极管是由绝缘体材料组成的
C．二极管具有单向导电性，当反向接入电路时，电阻很大
（2）由数据表一和数据表二可知：电极材料会影响水果电池的电压．
（3）小组同学将图23乙中的脐橙挤压几下后，发现两电极之间的电压达到1.05V，请根据此现象，提出一个可探究的科学问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关．

15．小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．

物理量 次数	电压 I/V	电流 I/A	实际电功率 P/W	小灯泡 亮度
1	0.5	0.12	0.06	不亮
2	1.5	0.20	0.30	稍亮
3	2.5	0.30		正常
4	2.8	0.32	0.90	更亮

（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最右端（选填“左”或“右”）．
（3）小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中，在第1次实验中小灯泡不亮，能否判断为电路出现断路不能，依据是电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮的原因是：变阻器接入阻值太大，灯的实际功率太小．
（4）分析表格中信息，可知小灯泡的额定功率为0.75W，实验得出的结论是：小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．

14．一般物体都有热胀冷缩的性质，小丽注意到：温度计中不同液体热胀冷缩的程度似乎不同，她猜测：物体热胀冷缩的程度可能与物质的种类等多个因索有关．

实验序号	材料	原长/m	温度升高/摄氏度	伸长量/mm
1	铜	1	10	0.19
2	铜	2	10	0.38
3	铜	1	30	0.57
4	铝	1	30	0.69
5	铝	2	10	0.46
6	______	2	______	/

（1）小丽和同学利用身边横截面积相同的铜线和铝线进行实验探究，验证自己的猜想，下表是小丽和其同学探究影响物体线膨胀（物体受热时在长度方向上的膨胀叫线膨胀）因素的实验记录：
请根据实验记录完成下列各题：
①该实验应准备的两件测量工具是温度计和刻度尺．
②比较实验序号2与5，可得结论：当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀与材料有关．
③比较实验序号1与2可得到的初步结论是：同种材料温度升高相同温度时，物体线膨胀与原长有关．
④为了进一步探究③中的结论，表格中空格里应填写的信息是铝、30．
（2）由上述知识可知：夏天施工架设输电线，要将电线适当放松（选填“绷紧”或“放松”）些．

13．热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克（seeback）效应，其优点是测量精度高、测量范围广、构造简单、使用方便等．
热电偶式温度计的原理如图所示，两种不同的导体（如铂、镍）各取一端接在一起作为热点（J₁点）放在高温处，另一端作为冷点（J₂点）放在低温处，在低温处的A、B两点之间就会存在一定的电压，这就是热电偶．已知热电偶的电压与J₁、J₂两点间的温度差成正比，当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的电压为1.5mV．若已知冷点J₂的温度，就可以通过接在A、B两点间电压表的读数确定热点J₁的温度．
请回答下面问题：
（1）热电偶的电压与冷、热两点间的温度差有关（选填“温度”或“温度差”）．
（2）热电偶实际上是一个电源，它的电能是由内（热）能转化而来．
（3）当热、冷热两点间的温度差是800℃时，产生的电压为12mV时；若此时低温处温度为20℃，高温处的温度820℃．

12．一般而言，可探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系，其中的变量必须是可观察或测量的．其陈述方式有下列三种：某个变量影响另一个变量吗？如果改变某个变量，另一个变量会怎样变化？一个变量跟另一个变量有关吗？根据对可探究的科学问题的陈述，回答下面问题：
（1）小红在学习电阻时，提出的问题是：“电阻的大小与哪些因素有关？”小红提出的问题不是可探究的科学问题（选填“是”或“不是”）．
（2）小明在做“水果电池”的实验：他将铜片和锌片作为电极插入柠檬中，并将铜片和锌片与电压表相连，发现电压表有示数，如图所示；然后，他将其中一个电极的材料由锌片换成铝片，另一个电极的材料不变，同样连接到电压表，发现电压表的示数发生了变化．请根据以上的实验现象，提出一个可探究的科学问题：“水果电池”电压的大小与电极的材料有关吗？．

11．实验桌上有废旧灯管中的钨丝（电路图符号）、满足实验要求的电源、酒精灯、电流表、开关、火柴、导线若干．请选用上述实验器材证明：“金属导体的电阻随温度的升高而增大”．
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表格．