Question

（2013?河口區(qū)模擬）設(shè)計(jì)題：（本題包括2個(gè)小題）
（1）學(xué)習(xí)完浮力后，有的同學(xué)提出，浮力大小除了與排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)外，是否還與物體的形狀有關(guān)？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)從提供的器材中選取儀器進(jìn)行探究．請(qǐng)寫(xiě)出選擇的器材并簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟．
提供選擇的器材有：彈簧測(cè)力計(jì)，三個(gè)形狀不同的小石塊，橡皮泥，燒杯、細(xì)線和水．
（2）請(qǐng)根據(jù)下列提供的器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使直流電動(dòng)機(jī)在人的操作下（運(yùn)用開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合）既能正傳，也能反轉(zhuǎn)，請(qǐng)畫(huà)出電路圖． 提供選擇的器材有：電源（1個(gè)）、開(kāi)關(guān)（多個(gè)）或單刀雙置開(kāi)關(guān)（2個(gè)）、直流電動(dòng)機(jī)（1臺(tái)）、導(dǎo)線若干．

Answer 1

分析：（1）要正確地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，注意控制變量．由于浮力大小除了與排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)，所以在探究浮力是否還與物體的形狀有關(guān)時(shí)，需控制物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度．因此實(shí)驗(yàn)中需要選擇橡皮泥，即可將其做成不同的形狀，又可使其排開(kāi)液體的體積不變（完全浸沒(méi)）．
（2）首先知道通電導(dǎo)體的受力方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)．在此實(shí)驗(yàn)中，磁場(chǎng)方向是不便改變的，所以應(yīng)通過(guò)改變通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流方向來(lái)改變．
設(shè)計(jì)宗旨：開(kāi)關(guān)處于不同的位置時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)與電源的正負(fù)極連接發(fā)生改變．

解答：（1）器材：彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮泥、燒杯、細(xì)線和水．
實(shí)驗(yàn)步驟：
方一：①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測(cè)力計(jì)上，測(cè)出橡皮泥重G；
②將橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
③改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
④再改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₃．
結(jié)論：求出橡皮泥各次在水中所受的浮力．若各次所受浮力相等，說(shuō)明浮力大小與形狀無(wú)關(guān)；若各次所受浮力不等，說(shuō)明浮力大小與形狀有關(guān)．
方二：①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測(cè)力計(jì)上，將橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
③再改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒(méi)水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₃．
結(jié)論：比較橡皮泥各次浸沒(méi)水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)．若測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等，說(shuō)明浮力大小與形狀無(wú)關(guān)；若測(cè)力計(jì)的示數(shù)不等，則說(shuō)明浮力大小與形狀有關(guān)．
（2）
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點(diǎn)評(píng)：此題考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力．（1）中特別要注意控制變量法的應(yīng)用；（2）中要注意怎樣改變通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流．