题目内容
11．学习了导体电阻的知识后，物理兴趣小组的同学为“探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关”，设计的实验电路如图甲所示，a、b是两个相同的金属电极．同学们提出了以下猜想：①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关
②食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属电极间的距离有关
为了验证猜想，他们将a、b两电极分别插入图乙、丙、丁、戊所示的食盐水溶液中进行探究，实验过程中保持金属电极a、b插入盐水中的深度都相同．
结合实验回答下列问题：
（1）该电路中接入电阻R0的目的是保护电路作用．
（2）本实验中，食盐水溶液的导电性能强弱是由电流表示数的大小来判断的．
（3）为了验证猜想①，兴趣小组的同学应选图21乙和丙进行实验．
（4）将a、b两电极分别插入如图丙、丁、戊中所示的位置进行实验，记录的实验数据如表所示，由此可得到的结论是：在盐水浓度和电极浸入盐水中深度不变的条件下，电极间距越大，食盐水导电能力越差．
| 电极间距d/cm | 4.3 | 3.4 | 1.7 |
| 电流I/A | 0.15 | 0.2 | 0.26 |
分析 （1）连接电路过程中，电路中接入定值电阻目的是保护电路；
（2）金属片a、b插入盐水中，电源电压一定，盐水导电性越强，电阻越小，电流越大，电流表示数越大；用电流表示数大小来反映盐水电阻的大小；
（3）盐水的电阻可能跟盐水的浓度、质量、金属片之间的距离有关．探究盐水电阻跟盐水浓度的关系时，控制盐水的质量和金属片的距离不变；探究盐水电阻跟质量的关系，控制盐水的浓度、金属片之间的距离不变；
（4）探究盐水电阻跟金属片距离的关系，控制盐水的浓度、盐水的质量不变．
解答 解：（1）连接电路过程中为了防止电流过大将电流表烧坏，电路中接入一定值电阻R0，起到保护电路的作用；
（2）若食盐水溶液的导电性能比较强，其电阻就比较小，电流表示数较大；反之，电流表示数较小，可见，食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断；
（3）a、b分别插入甲、乙所示位置，盐水的质量和金属片的距离不变，可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关．为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系，需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变，改变溶液的质量，应将金属片a、b分别插入乙、丙两图所示位置，应选丙图；
（4）将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时，溶液的浓度相同，质量也相等，溶液中两点间的距离不相等，若I乙≠I丁，所以，食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关，在盐水浓度和电极浸入盐水中深度不变的条件下，电极间距越大，食盐水导电能力越差．
故答案为：（1）保护电路作用； （2）电流表示数大小； （3）丙；（4）在盐水浓度和电极浸入盐水中深度不变的条件下，电极间距越大，食盐水导电能力越差．
点评 探究物理问题时，要猜想物理量可能与哪些因素有关，利用控制变量法，探究物理量的影响因素．
练习册系列答案
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19．在客流量较大的区域，部分面食店为了减少顾客的就餐等待时间，会把面食的温度控制得恰到好处．某兴趣小组为了探究热水与冷水混合后的温度和哪些因素有关，将不同质量、不同温度的水在绝热容器中进行混合，并测出混合后的温度．实验结果记录如表．
（1）分析实验序号1与2与4的数据可知：当热水的温度t1、冷水的温度t2与冷水的质量m2保持不变时，混合后的温度t随热水的质量m1的增大而升高．
（2）分析实验序号1（或3或8或9）的数据可以得出：当热水的质量m1等于冷水的质量m2时，混合后的温度t与热水的温度t1、冷水的温度t2满足关系式$\frac{{t}_{1}{+t}_{2}}{2}$．
（3）某同学分析表格中的数据，得出的结论是：当热水的质量m1、冷水的质量m2、冷水温度t2保持不变时，混合后的温度t与热水的温度t1成正比．请您分析该结论是否正确并说明理由．不正确；分析实验序号5、6、7的数据可知当热水的质量m1、冷水的质量m2保持不变且冷水的温度t2=0℃时，混合后的温度t与热水的温度t1成正比．
| 实验 序号 | 热水的质量 m1（克） | 热水的温度 t1（℃） | 冷水的质量 m2（克） | 冷水的温度 t2（℃） | 混合后的温度 t（℃） |
| 1 | 10 | 60 | 10 | 10 | 35 |
| 2 | 30 | 60 | 10 | 10 | 47.5 |
| 3 | 30 | 80 | 30 | 24 | 52 |
| 4 | 40 | 60 | 10 | 10 | 50 |
| 5 | 40 | 45 | 20 | 0 | 30 |
| 6 | 40 | 60 | 20 | 0 | 40 |
| 7 | 40 | 75 | 20 | 0 | 50 |
| 8 | 40 | 90 | 40 | 20 | 55 |
| 9 | 40 | 60 | 40 | 20 | 40 |
（2）分析实验序号1（或3或8或9）的数据可以得出：当热水的质量m1等于冷水的质量m2时，混合后的温度t与热水的温度t1、冷水的温度t2满足关系式$\frac{{t}_{1}{+t}_{2}}{2}$．
（3）某同学分析表格中的数据，得出的结论是：当热水的质量m1、冷水的质量m2、冷水温度t2保持不变时，混合后的温度t与热水的温度t1成正比．请您分析该结论是否正确并说明理由．不正确；分析实验序号5、6、7的数据可知当热水的质量m1、冷水的质量m2保持不变且冷水的温度t2=0℃时，混合后的温度t与热水的温度t1成正比．
实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量相等的水、酒精和煤油、完全相同的三个温度计、停表、酒精灯和火柴，如图所示．请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“保持液体质量和升高相同温度时，液体的比热容越大，液体吸收的热量越多”．实验设计中可用加热时间t的长短表示液体吸收热量的多少，已知C水＞C酒精＞C煤油．
3．
小明弯曲手中的锯片，发现锯片形变量（弯曲程度）与所用拉力大小有关，同时他猜想，形变量可能还与锯片的长度有关，于是他和同学合作进行了如图所示实验，将长度不同的同种材料组成的两根锯片分别夹于厚书内，伸出的长度（简称长度）用L表示，锯片形变量（弯曲程度）用末端量△x表示，对锯片的拉力用F表示，其大小等于弹簧测力计读数．实验数据分别如下表一、表二所示：
表一
表二
①分析表一、表二中实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件，可归纳出的初步结论是：同种材料组成的长度相同的锯片，形变量与所用拉力大小成正比；
②分析表一、表二中实验序号1与4或2与5或3与6的数据及相关条件，可归纳出初步结论是：同种材料组成的长度不同的锯片，当所用拉力大小相同时，长度越小，形变量越小．
③请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件，并归纳得出结论．
（a）分析比较表一或表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料组成的锯片，长度相同，形变量与所用拉力大小的比值相同；
（b）分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料组成的锯片，长度越小，形变量与所用拉力大小的比值越小．
小明弯曲手中的锯片，发现锯片形变量（弯曲程度）与所用拉力大小有关，同时他猜想，形变量可能还与锯片的长度有关，于是他和同学合作进行了如图所示实验，将长度不同的同种材料组成的两根锯片分别夹于厚书内，伸出的长度（简称长度）用L表示，锯片形变量（弯曲程度）用末端量△x表示，对锯片的拉力用F表示，其大小等于弹簧测力计读数．实验数据分别如下表一、表二所示：表一
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 长度L（厘米） | 25 | 25 | 25 |
| 拉力F（牛） | 0.09 | 0.18 | 0.36 |
| 形变量△x（厘米） | 1.5 | 3 | 6 |
| 实验序号 | 4 | 5 | 6 |
| 长度L（厘米） | 15 | 15 | 15 |
| 拉力F（牛） | 0.09 | 0.18 | 0.36 |
| 形变量△x（厘米） | 1 | 2 | 4 |
②分析表一、表二中实验序号1与4或2与5或3与6的数据及相关条件，可归纳出初步结论是：同种材料组成的长度不同的锯片，当所用拉力大小相同时，长度越小，形变量越小．
③请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件，并归纳得出结论．
（a）分析比较表一或表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料组成的锯片，长度相同，形变量与所用拉力大小的比值相同；
（b）分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料组成的锯片，长度越小，形变量与所用拉力大小的比值越小．
20．如图甲所示，是风力发电场的外景，小明在参观了发电场后，对风力发电产生了浓厚的兴趣．小明想：风力发电机输出功率是否与风速有关呢？为此，小明设计了如下实验步骤：
①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．
③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表一中．
（注：电风扇挡位越高，风速越大）
表一：
（1）这个实验是通过测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小．
（2）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大，风力发电机输出功率越大．
为了研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
表三：发电机输出功率与风速的关系
（3）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率是30%．
（4）风速为10m/s时，这台发电机1h发的电可供100只“220V 100W”的路灯工作36h．
（5）你认为风力发电的优点是环保，节省能源，缺点是不稳定．
①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．
③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表一中．
（注：电风扇挡位越高，风速越大）
表一：
| 电风扇挡位 | 钩码的质量（g） | 提升钩码到A点的时间（s） |
| 1 | 50 | 15 |
| 2 | 50 | 13 |
| 3 | 50 | 10 |
（2）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大，风力发电机输出功率越大．
为了研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 1s获得的能量（104J） | 15 | 120 | 405 | 350 |
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 输出功率（kW） | 4 | 360 | 1500 | 1100 |
（4）风速为10m/s时，这台发电机1h发的电可供100只“220V 100W”的路灯工作36h．
（5）你认为风力发电的优点是环保，节省能源，缺点是不稳定．
