27.(7分)(2013?泰州)用如图(甲)所示的装置做“探究冰的熔化特点”的实验.
(1)装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热.这样做,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较 慢 (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度.为了使烧杯内各部分受热均匀,还需要进行的操作是 用搅拌棒搅拌 .
(2)实验中,应始终注意观察烧杯中冰的 状态 变化,并每隔0.5min记录一次温度计的示数,其中,由图(乙)可读出第1min时温度计的示数是 ﹣4 ℃.
(3)根据下表数据,在图(丙)中画出这段时间内冰的温度随时间变化的图象. 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 6 … 时间0 /min 0 0 0 0 0 0 温度/℃ ﹣8 ﹣6 ﹣2 0 状态 固态 固液共存态 (4)由图象可以看出,冰在熔化过程中温度 不变 .(选填“变化”或“不变”)
考点: 熔化和凝固的探究实验. 专题: 探究型实验综合题. 分析: (1)为了能使固体物质均匀受热,常用水浴法,若物质的熔点较低,可以不对其加热,还可以用搅拌棒进行搅拌,这样不仅能够使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较慢,便于记录数据; (2)在探究物质的熔化特点时,不仅要记录其温度的变化情况,还要观察其状态的变化情况;在进行温度计的读数时,注意温度计的分度值; (3)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来; (4)冰是晶体,结合图象可知,在熔化过程中温度保持不变. 解答: 解:(1)冰的熔点为0℃,所以装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度.为了使烧杯内各部分受热均匀,还需要用搅拌棒进行搅拌; (2)探究冰的熔化特点,不仅要探究温度随时间的变化情况,而且要观察其状态的变化; 温度计的分度值为1℃,所以其示数为﹣4℃; (3)根据表格中数据进行描点,并将各点用平滑的曲线连接起来,如图所示: ; (4)由图象知,水达到沸点后沸腾,虽不断吸热但温度保持不变. 故答案为:(1)慢;用搅拌棒搅拌;(2)状态;﹣4;(3)见上图;(4)不变. 点评: 此题是探究冰的熔化特点,考查了学生对水浴法的应用及理解,同时考查了熔化图象的画法及晶体熔化时的特.晶体与非晶体最大的区别就是看是否有一定的熔点,从图象上分辨,最大的不同就是晶体有一段时间只吸热而温度不变,我们应该学会区分. 28.(6分)(2013?泰州)如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路.
(1)请将实验电路用笔划线代替导线连接完整. (2)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路的故障可能是 Rx 断路.排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图(乙)所示,则通过电阻的电流为 0.24 A,阻值为 10 Ω.
(3)实验结束后,老师向同学们提出:“如果不适用电压表,再提供一只已知阻值的定值电阻R0,能否设计一个也能测量Rx阻值的实验”.如图丙是小明设计的实验电路图,他的做法是:将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将接到b,读出电流表的示数I2;I2Rx=I1R0由可得Rx=
.试对小明的方案做出评价(必须简要说明理由)
考点: 伏安法测电阻的探究实验. 专题: 测量型实验综合题. 分析: (1)在测量定值电阻Rx阻值的实验的实验中,电流表、待测电阻、滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端;滑动变阻器采用“一上一下”的接法; (2)电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的;电流表无示数说明是某处断路或电流表短路,综合分析进行故障判断. 确定电流表量程、最小分度值,读出电流表示数,已知电压和电流,由R=求出电阻阻值; (3)小明想用等效替代法测待测电阻的电压,但根据小明的设计,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,小明的设计是不合理的. 解答: 解: (1)由图知:大部分电路已经连接完成,滑动变阻器连接了左上方的接线柱,需要再选择下方的一个接线柱与电源正极相连.电路连接如图所示; (2)电流表无示数,说明电路无电流通过,而电压表有示数说明正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,所以电路故障为待测电阻Rx断路. 电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的示数为0.24A, 待测电阻的阻值为R===10Ω; (3)小明的设计不合理,因为:在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等. 故答案为: (1)实物连接如下图: (2)电阻Rx;0.24;10; (3)不合理,因为S接a、b时,Rx与R0两端的电压不相等. 点评: 本题考查了连接电路、电路故障分析、电流表的读数和电阻的计算以及不同方法测量待测电阻阻值,其中利用串联电路特点应用等效法测量电阻阻值时,应该保持电阻和电阻电阻两端电压相同. 29.(8分)(2013?泰州)如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图.所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干. 表一: 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.20 2 1.5 0.30 3 2.0 0.40 表二: 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.40 2 10 0.20 3 20 0.10 (1)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值见表1.分析表中数据可知:电阻箱接入电路的阻值为 5 Ω;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比例 关系.
(2)探究电流与电阻的关系时,应调节 电阻箱 改变接入电路中的阻值,并调节 滑动变阻器 使电压表的示数保持相同,读出电流值,所测得几组数据见表2.分析表中数据可知:电阻箱两端的电压为 2 V;当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比例 关系.
(3)就本实验所用器材,在探究电流与电阻的关系时,若保持电阻箱两端的电压为2V,为能完成实验,电阻箱可接入电路的阻值范围是 3.3 Ω至 20 Ω(保留一位小数).
考点: 探究电流与电压、电阻的关系实验. 专题: 探究型实验综合题. 分析: 要探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,需要用到控制变量法,若探究电流与电压的关系,需使电阻不变,改变电压;若要探究电流与电阻的关系,需使电压不变,改变电阻. 掌握滑动变阻器在两种情况下的作用及调节; 掌握欧姆定律的基本公式及其变形公式. 解答: 解:(1)探究电流与电压的关系时,要保持电阻值不变,根据第一组数据知,R===5Ω; 分析得,电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,可得当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比; (2)此实验通过调节变阻箱来改变接入电路中的电阻,通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变; 由第一组数据知,U=IR=0.4A×5Ω=2V; 分析数据得,电压不变,导体的电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,可得当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比; (3)根据题意,电流表的量程为0~0.6A,所以当电流表的示数为0.6A时,便是电阻箱的最小阻值; 当滑动变阻器电阻为40Ω时,便是电阻箱可接的最大电阻. 因为电阻箱两端的电压为2V,所以R最小==≈3.3Ω; 若滑动变阻器的电阻为40Ω,则电路中电流,I最小=所以R最大===20Ω ==0.1A 故答案为:(1)5;正比例;(2)电阻箱;滑动变阻器;2;反比例;(3)3.3;20. 点评: 此题是探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,注意控制变量法在此实验中的应用,滑动变阻器在此实验中的作用也是相当重要的,第(3)问是本题的难点,关键是搞清什么时候是电阻箱的最小值,什么时候是电阻箱的最大值.