Question

【題目】某物理探究小組開展“實驗方法多樣性”為主題的探究活動。
（1）測物質(zhì)密度實驗
Ⅰ.在探究測蠟塊的密度實驗時，設計以下步驟：

①在已調(diào)好的天平上測出蠟的質(zhì)量，如甲圖所示。
②取蠟塊用細線系好，再在蠟塊下系一小鐵塊，如乙圖所示。
③再用量筒測出蠟塊的體積，如丙、丁、戊圖所示。
請將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表的空格中，并根據(jù)數(shù)據(jù)計算臘的密度。

蠟塊的質(zhì)量（g）	蠟塊的體積（cm3）	蠟塊的密度（kg/m3）

Ⅱ.探究測長方體合金塊的密度時，小組同學從天平（帶砝碼）、彈簧秤、刻度尺、量筒、燒杯、水和細線中選
用了所需的實驗器材，設計出了一種方法(見下表)�，F(xiàn)請你從上列器材中選擇必要的實驗器材，參照方法一，至少設計出兩種方法。

	主要實驗器材	實驗的主要步驟和應用測量的物理量	合金塊密度的表達式
方法一	天平、量筒、水	1．天平測出合金塊的m 2．測出量筒內(nèi)水的體積 V1 3．測出合金塊浸沒在水中時合金和水的總體積 V2
方法二
方法三

（2）測量小燈泡的額定電功率實驗
Ⅰ.小組同學選擇以下器材：額定電壓為 2．5V 的小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表各一個，新干電池2節(jié)，導線若干。設計如下三種實驗電路圖：

①經(jīng)小組討論，圖無法完成實驗目的。
②選擇正確電路圖連接電路，連接電路的時候，開關(guān)應 ， 滑動變阻器的滑片放置在端。（填“a”或“b”）
③小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖，小燈泡的額定電功率是W。

Ⅱ.實驗過程中，電流表損壞不能使用,小組增加一個定值電阻 R0=5Ω，把開關(guān)換成單刀雙擲開關(guān)。設計了如圖丁的電路圖，測出了小燈泡的額定電功率。請你幫她完成實驗步驟并寫出測定額定功率的表達式．實驗步驟：

①按圖連接電路；然后把開關(guān)打到觸點 ， 移動滑片 P，使電壓表的示數(shù)為V;
②把開關(guān)打到另一觸點前，應該 ， 否則有損壞儀表的可能性。
③開關(guān)打到另一觸點時，電壓表示數(shù)為 0.3V，則小燈泡的額定功率P額＝W.
Ⅲ.若小組同學選擇以下器材：
額定電流為 0.3A 的小燈泡、滑動變阻器、電流表各 1 個，開關(guān) 2 個，新干電池 2 節(jié)，導線若干。他根據(jù)如圖戊的電路圖測出了小燈泡的額定電功率。請你幫他完成實驗步驟：

①按圖連接電路，然后只閉合開關(guān) S1 ， 移動滑片 P ， 使電流表的示數(shù)為A;
②再閉合開關(guān) S2 ， 滑片 P 位置（動/不動），電流表示數(shù)為 0.5A；
③小燈泡的額定功率：P 額＝W

Answer 1

【答案】
（1）18.2；20；0.91×103；天平、刻度尺；1.用刻度尺分別測出小礦石的長、寬、高的長度分別為a、b、c，則體積v=abc．2.用天平測量金屬塊的質(zhì)量m；；彈簧測力計、水、燒杯、細線；1.用彈簧測力計測出金屬塊的重力G；2.用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中時的示數(shù)F；3.根據(jù)12步驟計算出浮力的表達式F浮=G-F；
（2）甲；斷開；a；0.5；1；2.5；對調(diào)電壓表的正負接線柱；0.15；0.3；不動；0.36
【解析】小題1：（1）m=10g+5g+2g+1.1g=18.2g;
（2）、（3）測量物質(zhì)的密度要得知物質(zhì)的質(zhì)量和體積，本題有給出測量質(zhì)量的天平和量筒，根據(jù)已有的知識，而蠟塊的密度小于水的密度，放在水中會漂浮，采用懸垂法測量蠟塊的體積,，V蠟=50cm3-30cm3 =20cm3 ， ρ==0.91×103 ；
（4）、（5）、（6）用刻度尺分別測出小礦石的長、寬、高的長度分別為a、b、c，則體積v=abc，用天平測量金屬塊的質(zhì)量m，代入ρ=得ρ=;
（7）、（8）、（9）用彈簧測力計測出金屬塊的重力G，用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中時的示數(shù)F，計算出浮力的表達式F浮=G-F，
代入ρ=得ρ = 。
所以答案是（1）18.2，（2）20，（3）0.91×103 ， （4）天平、刻度尺，（5）1.用刻度尺分別測出小礦石的長、寬、高的長度分別為a、b、c，則體積v=abc．2.用天平測量金屬塊的質(zhì)量m，（6）ρ= ， （7）彈簧測力計、水、燒杯、細線,，（8）1.用彈簧測力計測出金屬塊的重力G；2.用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中時的示數(shù)F；3.根據(jù)12步驟計算出浮力的表達式F浮=G-F，（9）ρ=。
小題2：（1）甲圖的電壓表測的是電源電壓，無法測出燈泡兩端的電壓，所以選甲圖；
（2）、（3）連接電路時開關(guān)應斷開，滑動變阻器的阻值移a端；
（4）P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
（5）、（6）電壓表測燈泡的電壓，開關(guān)打到觸點1，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的示數(shù)為2.5V；
（7）若不對調(diào)電壓表的正負接線柱，電壓表的指針將反向偏轉(zhuǎn)，有損壞儀表的可能性；
（8）燈泡和R0串聯(lián)：I燈=I0==0.06A,P燈=U燈I燈=2.5V×0.06A=0.15W;
（9）通過燈泡的電流等于它的額定電流0.3A；
（10）不能改變滑動變阻器的阻值；
（11）根據(jù)U總=U1+U2和U=IR得當只閉合s1時RP和燈泡串聯(lián)，3V=0.3A×RP+0.3A×R①，再閉合s2時電路中只有RP3V=0.3A×RP②,結(jié)合①②得R=4Ω，RP=6Ω，P額=I額2R=（0.3A）2×4Ω=0.36W；
故答案：（1）甲，（2）斷開，（3）a，（4）0.5，（5）1，（6）2.5，（7）對調(diào)電壓表的正負接線柱，（8）0.15，（9）0.3，（10）不動，（11）0.36。
【考點精析】通過靈活運用電功率的計算公式和探究用電器的電功率實驗，掌握計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R；測量小燈泡功率的實驗中滑動變阻器的作用：（1）保護電路（2）改變燈泡兩端的電壓，進行多次測量即可以解答此題．