Question

（1）小明同學為探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)時，用了完全相同的四塊磚和完全相同的三塊海綿，做了如圖所示的三個實驗．

①該探究實驗用到的實驗方法是

 

②觀察三個實驗，比較甲圖和

 

圖所示實驗，說明：受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯．
③觀察三個實驗，比較甲圖和丙圖所示實驗，說明：

 

相同時，

 

越小，壓力作用效果越明顯．
（2）小紅用如圖甲所示的電路測定小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為6Ω．除小燈泡外，實驗室提供的器材有：電壓為6V的電源，電流表（0～0.6A 0～3A），電壓表（0～3V  0～15V），滑動變阻器R₁（20Ω  1.5A），滑動變阻器R₂（5Ω  1A），開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．實驗中，小紅經(jīng)過分析．電流表選用了（0～0.6A）量程．

①為保證實驗的順利進行，提高實驗的準確性，電壓表量程應(yīng)該選

 

，滑動變阻器應(yīng)該選

 

．
②請按照小紅設(shè)計的電路圖，幫助她用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，把乙圖中實物連接圖補充完整．
③閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到

 

端（選填“左”或“右”）；實驗中，由于某種原因，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變?yōu)榱悖�電流表的示�?shù)增大，則電路可能出現(xiàn)的故障是

 

．

Answer 1

分析：（1）①壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)，研究與其中某一個因素的關(guān)系時，采用控制變量法；
②研究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系，必須控制受力面積相同，改變壓力的大小；
③比較甲、丙兩圖，找出相同因素和不同因素，結(jié)合控制變量法的思想，得出正確的結(jié)論．
（2）①實驗測量小燈泡的額定功率，要求小燈泡兩端的電壓達到額定電壓，根據(jù)這個電壓值選擇電壓表的量程；計算出小燈泡正常發(fā)光時，需要串聯(lián)的電阻值，根據(jù)這個電阻值選擇合適的滑動變阻器；
②小燈泡和滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電流表測電流，串聯(lián)在電路中；電壓表測量燈泡兩端的電壓，與小燈泡并聯(lián)；
③電學實驗，連接電路時開關(guān)要斷開，滑片移到最大阻值處；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表被短路或者與電源連接部分有斷路，再根據(jù)電流表的示數(shù)情況判斷電路故障．

解答：解：（1）①探究影響壓力作用效果的因素，應(yīng)采用控制變量法的思想；
答：控制變量法．
②要得出“受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯”的結(jié)論，必須控制受力面積相同，壓力大小不同，符合條件的只有甲、乙兩圖；
答：乙．
③甲、丙兩圖中，都是一塊磚，壓力相同，放置方式不同，受力面積不同，壓力的作用效果不同，因此會得出壓力相同時，受力面積越小，壓力作用效果越顯著．
答：壓力、受力面積．
（2）①小燈泡的額定電壓是2.5V，因此電壓表量程選擇0～3V；電源電壓是6V，小燈泡要想正常發(fā)光，必須串聯(lián)一個滑動變阻器起分壓作用：
分擔的電壓U′=6V-2.5V=3.5V，電路中的電流等于燈泡的額定電流，即I′=I_燈=

U燈

R燈

=

2.5V

6Ω

=0.4A，
∴此時滑動變阻器接入電路的阻值為R′=

U′

I′

=

3.5V

0.4A

=8.75Ω
因此選擇R₁（20Ω  1.5A）．
答：電壓表選擇0～3V量程，滑動變阻器選擇R₁（20Ω  1.5A）．
②電壓表量程選擇0～3V，滑動變阻器按照“一上一下”的方式接入電路，如下圖所示：
答：實物電路連接圖：

③任何電學實驗，連接電路時開關(guān)要斷開，滑片移到最大阻值處，滑動變阻器下端選擇的是左端的接線柱，因此滑片要移到右端；
電壓表示數(shù)為零，說明電壓表被短路或者與電源連接部分有斷路，因為電流表有示數(shù)，所以電路無斷路，因此電路故障是電壓表局部短路（或小燈泡L局部短路）．
答：滑片移到右端、電路故障是：電壓表局部短路（或小燈泡L局部短路）．

點評：本題易錯問題有兩個：
（1）滑動變阻器規(guī)格的選擇，滑動變阻器起分壓的作用，根據(jù)需要分擔的電壓值和電路中的電流值，計算出接入的電阻值，選擇合適的滑動變阻器．
（2）電壓表和電流表判斷電路故障的方法和思路，分兩種情況：
①電壓表無示數(shù)說明電壓表所測量電路中，包含電源的部分電路斷路或不包含電源部分短路，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．
②電壓表有示數(shù)說明電壓表所測量電路中，包含電源的部分電路短路或不包含電源部分斷路，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．