Question

（1）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中．用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图（1）所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后；

①若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为

 

；
②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为

 

；
③若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为

 

．
（2）建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起（图2）、施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验．研究将钢板从水下水平拉出（实验1）和以一定倾角拉出（实验2）的过程中总拉力的变化情况．
①必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和

 

等．
②根据实验曲线（图3），实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了

 

．

③根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是

 

．
④可能导致测量拉力的实验误差的原因有：读数不准、钢板有油污、

 

等等（答出两个即可）

Answer 1

分析：（1）根据电压表及电流表的示数可以得出电路中的故障原因；若电压表有示数说明电压表与电源相连，一般在电压表中间的部分存在断路；若电流表有示数而电压表无示数，说明有短路现象；
（2）根据实验中的原理，可知实验中应用到的仪器；根据所学过的分子动理论结合图象知识可得出拉力变大的原因；分析实验中的影响因素可知产生误差的原因．

解答：解：（1）①电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，但灯泡不亮说明电路中有断路，且断路只能是d导线； 
②电流表有示数说明电路是导通的，电压表无示数说明电压表与电断开，故只能是h断路；
③调节滑动变阻器能控制电路说明电路是完好的，但电压表及电流表无法调到零说明接成了限流接法，故应该是g导线断路；
（2）①因为本实验是要判断拉力的变化情况，故应用到测力计（弹测力计、力传感器等等）
②实验一的最大拉力  F_1m=4.35N
实验二的最大拉力　F_2m=3.75+0.025=3.78N
△F=F_1m-F_2m=4.35-3.78=0.57N，
所以

△F

F1m

=

0.57

4.35

=0.131=13.1%
③钢板在水面下时，拉力F₁=3.40N，
钢板出水后绳的拉力F₂=3.78N
钢板在水中受到的浮力 F₀=F_2--F₁=0.38N；
实验1中的最大拉力明显大于钢板的重力，是因为水分子与钢板分子间的相互作用力不同；
应实验1中的接触面积大，故实验1中受到的分子之间的引力大；
④拉动时钢板匀速时最准确，故当快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化会引起数据的误差；
另外水中有油污、水面波动等等都会导致实验误差较大；
故答案为：（1）①、d导线；②h导线；③g导线；
（2）①测力计；②13.1%；③分子之间存在引力，钢板与水面的接触面积大；
④快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化、水中有油污、水面波动等等（任选两条回答）

点评：本题难度较大，很多同学难以找出本实验现象的形成原因，造成了无法下手；近几年实验出现了很多新的探究实验，要求我们能理解题意，熟练掌握我们所学过的物理规律进行分析求解．