(1)如圖1所示的黑盒子中,有導(dǎo)線和幾個(gè)阻值均為5Ω的電阻構(gòu)成的電路,盒外有四個(gè)接線柱.已知1、3接線柱間的電阻為5Ω,2、4接線柱間的電阻也為5Ω,1、2接線柱間的電阻為零,而3、4接線柱間電阻為10Ω.請(qǐng)畫出盒內(nèi)最簡(jiǎn)單的電路圖.
(2)已知室內(nèi)溫度為20℃,此時(shí)用浸有少量酒精的棉花裹在溫度計(jì)的玻璃泡上,隨著酒精的迅速蒸發(fā),請(qǐng)你在圖2所示的坐標(biāo)系中畫出溫度計(jì)讀數(shù)隨時(shí)間的變化圖象.
(3)小明參觀了科技館后,一組靜電實(shí)驗(yàn)給他留下了深刻的印象,回來(lái)后他把實(shí)驗(yàn)情景繪成一幅平面示意圖,圖中A為放在絕緣支架上的帶正電球體,B為用絕緣絲線懸吊的帶正電的小球.先后將小球B懸吊在距離A球遠(yuǎn)近不同的P1、P2、P3處(如圖3所示).
①小球偏離豎直方向的原因是什么?
②請(qǐng)你根據(jù)此圖,提出一個(gè)有研究?jī)r(jià)值的科學(xué)問(wèn)題.
解:(1)每個(gè)電阻的阻值為5Ω;
1、3及2、4之間均為5Ω,說(shuō)明若分別連接1、3或2、4時(shí),電路中只有一個(gè)電阻;
3、4間電阻為10Ω,說(shuō)明1、2間應(yīng)為2個(gè)電阻串聯(lián),1、2間的電阻為0,說(shuō)明3、4之間應(yīng)為導(dǎo)線直線相連;
則首先分別將一個(gè)電阻連接在1、3及2、4之間;在靠近3、4的位置用導(dǎo)線將3、4相連,則可組成符合題意的電路;
如下圖所示:
(2)酒精蒸發(fā)吸熱,能使它附著的溫度計(jì)溫度下降;隨著酒精的迅速蒸發(fā)掉后,受空氣溫度的影響,溫度計(jì)的示數(shù)又會(huì)上升,直到和周圍溫度示數(shù)相同時(shí),不再上升;如下圖所示:
(3)①在重力的作用下應(yīng)該在豎直方向上靜止,向右偏轉(zhuǎn),說(shuō)明其受到了向右的力,由于小球與物體A都帶正電,所以其向右偏轉(zhuǎn)是由于同種電荷相互排斥造成的.
②隨著小球距離帶電體A的距離在增大,發(fā)現(xiàn)小球在豎直方向上偏轉(zhuǎn)的角度在減小,即其受到的作用力在減小,由此可以提出問(wèn)題:電荷間的作用力大小與電荷間的距離有什么關(guān)系?
故答案為:
(1)電路圖如上圖所示;
(2)如上圖所示;
(3)①同種電荷互相排斥;②問(wèn)題:電荷間的作用力大小與電荷間的距離有什么關(guān)系?
(1)由題意可知電阻的阻值均為5Ω,分析各接線柱之間的電阻可知各接線柱之間可能的電路情況,綜合分析得出最簡(jiǎn)單的電路圖即可.
(2)蒸發(fā)具有致冷作用,能使溫度下降;但酒精蒸發(fā)后,受周圍溫度的影響,溫度計(jì)的示數(shù)又會(huì)上升.
(3)偏離,說(shuō)明其受到了力的作用,要從其受力的角度去分析;小球偏離豎直方向的角度大小,反應(yīng)力小球受到的力的大小不同,將小球受到的力的大小不同,與小球距離A的距離的遠(yuǎn)近不同聯(lián)系起來(lái),即可得到探究的問(wèn)題.
點(diǎn)評(píng):(1)黑盒子問(wèn)題主要考查電阻的串并聯(lián),可根據(jù)需要靈活的將電阻組合起來(lái),注意一般要使電路達(dá)到最簡(jiǎn)化的程度.
(2)大部分學(xué)生知道酒精蒸發(fā)吸熱,使溫度計(jì)溫度降低,沒有考慮酒精蒸發(fā)完畢后溫度的回升,解題時(shí)要認(rèn)真審題,弄清題意再做題.
(3)發(fā)現(xiàn)小球偏轉(zhuǎn)豎直方向的角度隨著小球與帶電體A的距離的增大而減小,將兩者建立聯(lián)系是解決此題的關(guān)鍵.