小华同学通过观察发现:架设在高压线杆上的金属导线在夏天时比在冬天时下垂得要明显,这是为什么呢?通过与同学们讨论交流,他明白了这是由于金属导线热胀冷缩导致的.金属导线受热时,在各个方向上都会膨胀;在冷却时,都会收缩.金属导线受热时膨胀的长度与哪些因素有关呢?同学们经过讨论提出了如下猜想:
猜想一:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线升高的温度有关;
猜想二:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的原长有关;
猜想三:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的材料有关.
实验序号 | 材料 | 升高的温度/℃ | 原长/m | 膨胀的长度/mm |
1 | 黄铜 | 10 | 1.0 | 0.19 |
2 | 黄铜 | 20 | 1.0 | 0.38 |
3 | 黄铜 | 30 | 1.0 | 0.57 |
4 | 康铜 | 10 | 1.0 | 0.15 |
5 | 康铜 | 10 | 1.2 | 0.18 |
6 | 康铜 | 10 | 1.3 | 0.20 |
7 | 铝 | 10 | 1.0 | 0.23 |
同学们感到要亲自试验收集数据验证上述猜想存在困难,于是请老师帮忙从材料研究所找到了如表中的实验数据.
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(1)比较表中序号为1、2、3的三组数据可得出的结论是:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线 有关,若温度为50℃,膨胀的长度约为 mm.
(2)比较表中序号为 的三组数据可得出的结论是:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的原长有关.由此可知,夏季架设输电线应 (“绷紧”或“松弛”)一些;
(3)某自动温控电路的原理图,如图所示.其中的双金属片由长度相同的黄铜片和康铜片铆合在一起制成,它与固定触点构成温控开关.当双金属片所处的环境温度升高时,双金属片由于受热向上弯曲,使电路断开,停止加热.运用如表中的实验数据进行分析,该温控开关的双金属片与固定触点接触的一边所用的材料应该是 .请说明原因 .
现有下列器材:蓄电池(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,要利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”:
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(1)实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中,请你利用表格中的数据,在图1坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图象.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电阻R/Ω | 30 | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 |
电流I/A | 0.1 | 0.12 | 0.15 | 0.2 | 0.3 | 0.6 |
(2)在做完第五次实验后,接下来的操作是:断开开关,将10Ω的定值电阻更换为5Ω的定值电阻,闭合开关后,电压表示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),需将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数.
(3)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 .
A.50Ω 1.0A B.50Ω 0.5A C.20Ω 1.0A D.20Ω 0.5A.