31.(8分)小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置,其原理如图甲所示.绝缘轻弹簧的左端固定在O点,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在左端固定在O点的粗细均匀、电阻随长度均匀变化的水平金属杆上,迎风板与金属杆接触良好.电路中左端导线与金属杆的左端相连,右端导线连接在迎风板上并可随迎风板一起移动,R是定值电阻,a、b、c、d为四个接线柱.
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(1)在他们的设计中,若要求在风力增大时,接入电路的电表的示数也随之而增大,则应该 ( )
A.只在a、b之间接电流表
B.只在c、d之间接电压表
C.在a、b之间接电流表,在c、d之间连接导线
D.在c、d之间接电压表,在a、b之间连接导线
(2)为了较准确的测出水平方向风力的大小,三位同学先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量.
①小明利用测量的数据作出了原长为40cm的轻弹簧的长度
与所受压力F的关系图象(如图乙所示).由图可知:该弹簧每缩短10cm,弹簧受到的压力将增加____N.
②小亮和小敏设计了如图丙所示的电路,用来测量长度为50cm的金属杆的电阻.他们备选的部分器材有:
A.电源(能够提供3V的稳定电压)
B.电流表A(量程0-0.6A)
C.电压表V(量程0-3V)
D.滑动变阻器R1 (阻值变化范围为0-5
)
E.滑动变阻器R2 (阻值变化范围为0-10
)
选好器材后,小亮和小敏在实验中正确操作,他们记录的测量数据如下表:
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
A表示数I/A |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
|
V表示数U/V |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
根据他们的测量数据可以知道:他们实验中选用的滑动变阻器是_________(填器材
的序号字母),他们测出的金属杆的电阻为_________
.
(3)三位同学最后根据(1)的要求,按图甲进行组装时,除用到上述选定的轻弹簧、金属杆和(2)中备选的电源、电表外,还选了阻值R=3
的定值电阻.如果无风时,迎风板离O点的距离以及轻弹簧的长度均等于弹簧的原长,则该装置能够测量的最大水平风力是__________N.
(4)对小明、小亮和小敏设计的测定水平方向风力的装置,从力的角度,请你指出可能对测量准确度产生影响的因素之一:___________________________________.
29.(4分)为了研究由特殊材料制成的某导体元件L的电学特性,小明和小华通过实验,测得加在该元件两端的电压U与通过它的电流I的实验数据如下表所示:
|
U/V |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
I/(×10-3 A) |
0 |
20 |
80 |
180 |
320 |
500 |
观察表中的实验数据,小明、小华对I与U间的关系提出了以下猜想:
猜想甲:通过导体元件L的电流可能与加在它两端的电压成正比;
猜想乙:通过导体元件L的电流可能与加在它两端的电压的平方成正比;
猜想丙:加在导体元件L两端电压可能与通过它的电流的平方成正比.
经分析与论证,你认为,表中的实验数据支持上述哪种猜想?
答:____________________.
通过导体元件L的电流I与加在它两端电压U之间的关系式应是:I=_________.