题目内容
【题目】物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系.实验室有电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择,实验所用电路如图所示.
(1)他们测得多组数据记录在表一中,在给定的坐标纸上作出图象,分析得出了结论.在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同.请你利用表中数据在右图中作出I﹣U图象,并回答造成这种不同的原因:____.
表一 | 表二 | |||||||||
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 实验组次 | 1 | 2 | 3 | |
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 | |
电流I/A | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 | 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.16 |
(2)接着小组同学拿来5 Ω、10 Ω、15 Ω的三个定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,实验中数据读取准确无误.
①由于操作不当,导致表二中第____次实验的数据存在错误,出错的原因是____.
改正表二的错误后,分析数据我们得到的结论是____
②记录第1次实验数据时,定值电阻与滑动变阻器消耗功率的比值a;记录第2次实验数据时,定值电阻与滑动变阻器消耗功率的比值b;则a____b (大于/小于/等于”).
【答案】选取的定值电阻的阻值不同 三 没有控制电阻两端电压不变 见解析所示 等于
【解析】
(1)根据表格一中的数据利用描点连线法作出I-U图象,如下图所示:
实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同,所以,在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同;
(2)探究“电流与电阻的关系”时,有控制变量法知道,需要控制电阻两端的电压不变,根据欧姆定律,由表二中的数据知道,第一次与第二次实验时,电阻两端的电压都是2V,而第三次不是,所以,第三次实验的数据存在错误;改正表二的错误后,分析数据我们得到的结论是:电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比。
(3)设电源电压是U,第一次与第二次实验时电路中滑动变阻器接入电路的电阻分别是R滑1和R滑2,根据表格数据,由欧姆定律知道,U=I1(R1+R滑1),U=I2(R2+R滑2),所以,2 R滑1= R滑2;
由知道,第1次实验时,定值电阻消耗的功率是: ,滑动变阻器消耗的功率是:
第1次实验时,定值电阻消耗的功率是:,滑动变阻器消耗的功率是:
根据题意知道, a= ,b= ,又因为2 R滑1= R滑2,所以, ,即a=b。
【题目】科学研究表明:金属杆受到拉力会伸长,在一定范围内,金属杆的伸长与它所受到的拉力F成正比。现有一金属杆,长为8m,横截面积为0.4cm2,实际使用时要求金属杆受到拉力后的伸长不超过0.4cm。由于直接对这一金属杆测试有困难,故选用同种材料制成的样品进行测试,测试时样品所受的拉力始终为2000N,通过测试取得数据如下。
长度l(m) | 横截面积cm2 | 伸长cm |
1 | ||
2 | ||
1 | ||
4 | ||
4 |
请分析表中数据回答下列问题:
(1)在对样品进行测试时,采用如图所示的装置,这样设计有何优点?答:______。
(2)分析样品测试数据可知,金属杆伸长的长度(伸长量)跟它的长度和______有关。
(3)根据(2)及金属杆的伸长量还与它所受到的拉力F成正比,可以得到金属杆伸长量的表达式ΔL =______。比例系数用k表示,拉力,长度和横截面积分别用F、L和S表示
(4)该金属杆P能够承受的最大拉力为______N。
【题目】某同学用如图所示的装置比较不同物质的比热容。将分别盛有质量相同的水和食用油的两个烧杯放在隔热垫上,使用电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:(不考虑热量的损失)
物质 | 质量/g | 初始温度/℃ | 加热时间/min | 最后温度/℃ |
水 | 50 | 15 | 5 | 35 |
食用油 | 50 | 15 | 5 | 45 |
(1)实验中,应使用_________________________的电加热器;实验结果表明,不同物质,在质量相等, ______________相同时,______________________不同。
(2)电加热器给食用油加热5分钟后,食用油吸收的热量为_______________。
(3)由表格中的数据可知,食用油的比热容为_______________。