(8分)小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
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小红____________向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如下表:
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钩码重(N) |
弹簧测力计提升的高度(m) |
有用功(J) |
总功(J) |
机械效率 |
|
2 |
0.4 |
0.2 |
0.2 |
100% |
(2)小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因________________________ 。
(3)该滑轮组的机械效率实际为____ _。
(4)若本次实验的摩擦可以忽略不计,则钩码重增加到4N,该滑轮组的机械效率为_______(保留小数点后一位)
(8分)小楠同学想测量一个定值电阻的阻值。
(1)如图甲是小楠设计的实验电路,请你依图甲用笔画线代替导线在图乙中将没有连接完的实物电路补充完整,并要求滑动变阻器向左移动时电流表示数变大。
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(2)连好电路后,闭合开关S,小楠发现电流表的示数不为零,电压表的示数为零,产生故障的原因可能是下列的哪种情况 。
A.定值电阻短路 B.电源电压太小
C.定值电阻处接触不良 D.电压表的正、负接线柱接反
(3)排除故障后,小楠进行了实验,但是由于小楠同学的疏忽,做完实验后才发现,把测量的电流值都写在草稿纸上而忘了填入记录表格中。请你帮助小楠同学根据草稿纸纸中数据,算得电阻的阻值为 Ω
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
|
电压U/V |
1.0 |
2.0 |
2.5 |
|
电流I/A |
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|
|
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(4)另一组同学在实验中,不小心将滑动变阻器损坏(不能使用了),一时又找不到其他变阻器。此时该同学将滑动变阻器从电路中撤下后,假如还能测出R的阻值,那么,滑动变阻器损坏后,可能对实验结果的影响是 。
为了克服上述缺点,除了换用新的滑动变阻器外,还可以采用的办法是: 。
(写出一个即可)
(5)完成上述实验后,小楠同学想用原电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。他用灯泡替换了电阻R,闭合开关后,调节滑动变阻器,测得五组实验数据如下表所示:
|
实验 次数 |
电压表读数/V |
电流表读数/A |
灯泡电阻/Ω |
|
1 |
0.5 |
0.16 |
3.13 |
|
2 |
1.0 |
0.20 |
5.00 |
|
3 |
1.5 |
0.27 |
5.56 |
|
4 |
2.0 |
0.32 |
6.25 |
|
5 |
2.5 |
0.35 |
7.35 |
根据上述实验数据,小楠画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系曲线,如图,由图可知灯泡电阻是变化的,你认为出现这种现象的原因是
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b. 根据上述表格我们还可以计算出这个小灯泡的额定功率是 W。
(10分)我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,这个规律叫做电阻定律,用公式表示为
,其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫做材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见下表:
|
实验序号 |
材料 |
长度L/m |
横截面积S/mm2 |
电阻R/Ω |
电阻率ρ |
|
1 |
铜 |
1.0 |
0.1 |
0.17 |
0.017 |
|
2 |
铜 |
2.0 |
0.1 |
0.34 |
0.017 |
|
3 |
铜 |
1.0 |
0.05 |
0.34 |
0.017 |
|
4 |
铁 |
1.0 |
0.1 |
1.0 |
0.1 |
|
5 |
镍铬合金 |
1.0 |
0.1 |
11.0 |
1.1 |
(1)你认为下面哪一个是电阻率的单位:( )
A. Ω·m B. Ω/m C. Ω/m2
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是___ __(选填“正确”或“错误”)的。
(3)分析比较实验序号_________的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是 。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用材料 作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料做成的电阻较 (选填“大”或“小”),可以调节的阻值范围较大。
(6)根据表中的数据求出一段长10m,横截面积2mm2 的铁导线的电阻是 Ω。
(7)我们知道导体的电阻还与温度有关,有的导体温度升高电阻增大,有的导体温度升高电阻反而减小。你认为,导体的电阻随温度变化,是因为 ( )
A、
不成立 B、ρ发生变化
C、L发生变化
D、S发生变化
(8分)小明观察到当我们逆风骑自行车时,弯着身体,会省力些;雨天,撑伞逆风行走时,风速越大,行走越困难.这是因为受到空气阻力的作用.物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢?小明猜想可能与物体的迎风面积和风速有关.为验证以上猜想,小明选用了如下器材:可调速电风扇(高、中、低三档)、弹簧测力计、面积不同的塑料挡板三块、光滑玻璃板、小车.
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(1)小明设计了如图所示实验,用电风扇向小车及挡板吹风,模拟小车运动时受到的空气阻力.根据 的知识,通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力.
(2)小明在探究风速对小车所受空气阻力的影响时,保持迎风面积一定,测得数据如下:
|
风速 |
低 |
中 |
高 |
|
小车受到的空气阻力/N |
0.8 |
2.2 |
3.8 |
通过对表中数据分析,可得出的结论是: .
(3)小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响,请你帮他设计出主要的实验步骤: .
(4)你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有 (写出一个).