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23. 如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验.器材有:木块A一块、砝码一个,弹簧测力计一个,长木板一块和棉布一块
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A,使其在长木板上做 匀速
直线运动,此时弹簧测力计示数的大小等于滑动摩擦力的大小; (2)甲实验中,木块A才受到的摩擦力为 2
N; (3)比较甲、乙实验,可以探究滑动摩擦力的大小与 压力大小
有关;比较 乙、丙
实验可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关; (4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出;滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 错误
(选填“正确”或“错误”)的; (5)本实验采用的探究方法是 控制变量法
(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
[专题]探究型实验综合题.
[分析](1)木块只有在做匀速直线运动时,受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力; (2)在进行测力计的读数时,注意测力计的分度值; (3)影响摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度;在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力就越大; (4)根据控制变量法的要求分析答题; (5)滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,本实验采用的探究方法是控制变量法.
[解答]解: (1)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等; (2)由甲图知,测力计的分度值为0.5N,其示数为2N; (3)比较甲、乙实验可知:两此实验的接触面的粗糙程度不变,压力的大小不同,弹簧测力计的示数不同,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关; 比较乙、丙两图可知:此两实验的压力大小不变,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,所以能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关; (4)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的; (5)滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,本实验采用的探究方法是控制变量法. 故答案为:(1)匀速;(2)2;(3)压力大小;乙、丙;(4)错误;(5)控制变量法.
[点评]本题考查了实验现象分析,知道实验原理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可解题,熟练应用控制变量法是正确解题的关键.
24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(要求导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)
(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 B
(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 变大
(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?
不合理
(选填“合理“或“不合理“),你的理由是 灯丝的电阻受温度影响,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同
.
(5)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=3.8V×I
.
[专题]计算题;实验题;作图题;探究题;测量型实验综合题.
[分析](1)根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,根据题中要求“变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小”即滑动变阻器的阻值变大,右下方接线柱必须接入电路. (2)为保护用电器,连接电路过程中开关要断开;闭合开关之前滑动变阻器滑片要位于最大阻值处; (3)灯泡灯丝烧断,即可将灯泡在原电路中去掉,在此基础上进行分析,此时电压表的示数等于电源电压; (4)影响电阻的因素有:导体的温度、长度、横截面积和材料等,而小灯泡两端的电压不同,小灯泡灯丝的温度会不同,因此电阻也不同; (5)根据串联电路的电压特点知,在电源电压不变时,用电压表测量滑动变阻器的电压也可使灯的电压为额定电压.
[解答]解:(1)由图可知,电压表、电流表的量程已经确定,滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,题中要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小,这说明滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,则左下方A接线柱必须接入电路,如下图所示;
(2)闭合开关之前滑动变阻器滑片要位于最大阻值处,由上图可知,滑动变阻器的滑片P应移到B端.
(3)因为小灯泡的灯丝烧断后,电压表测量电源电压,所以电压表的示数变大.
(4)灯丝的电阻与温度有关,小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以不能求灯丝电阻的平均值,该做法不合理;
(5)电源电压为6V,电压表“0-15V”量程不能用,由串联电路的电压特点可知,当灯泡两端电压为3.8V时,滑动变阻器两端的电压为2.2V;所以,应使用电压表的0-3V的量程测滑动变阻器的电压,当电压表示数为2.2V时,灯的电压就是3.8V,此时灯泡正常发光,记下此时电流表的示数I.电路图如图所示:
小灯泡的额定电压U额=3.8V,灯泡正常发光时电流表的示数为I,
则小灯泡额定功率的表达式:P额=U额I=3.8V×I.
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)变大;(4)不合理;灯丝的电阻受温度影响,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同;(5)将电压表并联在变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.2V,记下此时电流表的示数I;P额=3.8V×I.
[点评]本题考查了伏安法测电阻实验中滑动变阻器的连接、电路故障原因与现象的对应关系、影响电阻的因素等知识点,包含的内容较多,综合性较强.