Question

7．（一）野营时，小红携手的手电筒不发光了请你帮助找出原因．
（1）请根据图1手电筒的结构示意图，将电路图补画完整．
（2）写出手电筒不发光的三种可能原因．①灯丝断了；②电池没电了．
（二）小明实验小组利用图2的电路进行“并联电路电流规律”的实验探究，图2中两个小灯泡的规格相同．
（l）请按图2左边的电路图帮小明连好右侧的实物图（注：电流表量程任选，导线不许交叉）．
（2）实验中小明在接好电路的最后一根导线时，小灯泡立即发光，同时发现电流表A的指针向左偏转，则导致上述现象的两个操作错误是：①连接电路时，开关没有断开；②电流表A的正负接线柱接反了．
（3）改正实验错误后，小明将开关S闭合，记录了三块电流表示数如表：

I${\;}_{{1}_{1}}$/A	I${\;}_{{2}_{2}}$/A	I/A
0.3	0.3	0.6

（4）为了让探究出的结论更科学更具有普遍性，请你指出小明的实验设计及探究过程有哪些需要改进之处？
（三）李智和周慧做“探究导体电阻大小与导体横截面积关系”的实验．他们准备在图3中的M、N两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下：

导体编号	材料	长度	横截面积
ab	镍铬合金丝	L	S
cd	锰铜合金丝	L	S
ef	镍铬合金丝	2L	S
gh	镍铬合金丝	L	2S

（1）他们应选择编号为ab、gh的两根电阻丝来探究；
（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入M、N两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小．实验中，两次电流表指针均有偏转，但第一次的示数小于第二次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的电阻值较小，同时周慧发现第一次实验中灯泡不亮，你认为原因是灯泡的实际功率非常小．
A．根据物质在常温下的形状和体积是否固定，可将物质分为三种状态
B．通过观察木块被运动物体碰撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小
C．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同
（3）以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是B
A．根据物质在常温下的形状和体积是否固定，可将物质分为三种状态
B．通过观察木块被运动物体碰撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小
C．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同 

Answer 1

分析 （一）手电筒是基本电路，所以，电路图中缺少电源和灯泡；灯泡不发光的原因可能是断路，如：灯丝断了．开关接触不良，也可能是电池没电了．
（二）（1）根据原理图连接实物图，从电源正极出发，先连干路，再连支路，注意连线不要交叉．
（2）好电路的最后一根导线时，小灯泡立即发光，说明连接电路时，开关是闭合的，没有断开；电流表A的指针正常情况下应向右偏转，现在向左偏转，说明电流表的正负接线柱接反了．
（3）表中实验数据是在两支路灯泡相等，只进行了一次测量的情况下得出的结论，实验数据不具有普遍性，结论不完全正确．
（4）可从①让两支路电阻不等；②改变电路电阻进行多次测量；两方面改进实验．
（三）（1）导体的电阻跟导体的长度、横截面积和材料有关，当研究电阻与导体横截面积的关系时，应控制其它的因素不变；
（2）从两次电流表示数大小可以比较连入导线的电阻大小；灯泡的实际功率决定了灯泡的明暗程度，当实际功率非常小时，灯泡不会发光．
（3）转换法是中学物理中一种重要的研究方法，也就是借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观．据此选择．

解答 解：（1）手电筒中的灯泡与开关串联后接到电源的两极上，如图所示：

（2）手电筒不发光，可能有两种可能，断路和电源没电．
（二）（1）按实验的原理图连接电路，从电源正极出发，先连干路，再连支路L₁、L₂，实物连接图如图所示：

（2）连接实物图时，开关应断开，现在接好电路的最后一根导线时，小灯泡立即发光，说明此时电路是接通的，即开关未断开；电流表指针正常情况下应向右偏转，现在电流表A的指针向左偏转，说明电流表A的正负接线柱接反了．
（3）小明实验小组在两支路电阻（小灯泡）相同的极端情况下得出的结论：前半部分对，后半部分错误，即小明实验小组的结论不完全正确．
（4）为了让探究出的结论更科学更具有普遍性，可对实验设计及探究过程做如下改进：
①让两并联支路换用不同的灯泡或阻值不同的电阻；②在干路中接入滑动变阻器，改变电路电阻，进行多次测量，收集更多的实验数据，然后再进行分析，得出结论．
（三）（1）研究电阻与横截面积的关系，要保持导线的长度和材料相同，所以选ab、gh两根导线；
（2）第一次电流表的示数小于第二次电流表的示数，说明第一次接入MN间的导线的电阻大，第二次接入MN间的导线的电阻小；
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡不亮，说明灯泡的实际功率非常小．
（3）（3）（2）中通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小，采用的转换法，能体现这种方法是通过观察木块被运动物体碰撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小，故选B．
故答案为：（一）（1）灯丝断了，（2）电池没电了．（二）：（1）实物图如图所示．（2）①连接电路时，开关没有断开；②电流表A的正负接线柱接反了．（4）改进之处：①让两并联支路换用不同的灯泡或阻值不同的电阻；②在干路中接入滑动变阻器，改变电路电阻，进行多次测量，收集更多的实验数据，然后再进行分析，得出结论．（三）（1）ab；gh；（2）较小；灯泡的实际功率非常小．（3）B．

点评 本探究实验中用到了两种物理学方法：一是控制变量法，二是转换法（通过电流大小比较电阻大小）