Question

為了探究金屬的熱脹冷縮現象，沈老師制作了如圖所示的“金屬線膨脹演示器”．取兩根等長的金屬絲，左端分別固定在調節螺桿上，右端固定在指針的中孔位置，指針的中孔右端勾掛小彈簧的一端，彈簧另一端固定在鐵釘上．實驗前，調節左端的螺母，使兩指針都指向刻度盤的最左端（此時彈簧被拉伸）．點燃蠟燭，移動蠟燭架，增大金屬絲的受熱范圍．金屬絲膨脹，彈簧拉動指針向右偏轉（指針最下端是可轉動的支點）．
①指針向右偏轉幅度越大，金屬絲的膨脹程度________．
②若用此裝置做比較鐵和銅兩種金屬受熱膨脹的實驗，對兩種金屬絲的選擇要求是________，加熱時對兩蠟燭火焰的要求是________．
③若用該裝置探究金屬的膨脹與溫度的關系，要保證兩根金屬絲的________和________相同，對蠟燭火焰的要求是________．
④該裝置的設計和實驗運用的科學方法有（填兩種方法）：________、________法．

Answer 1

越大    粗細相同    完全相同    材料    粗細    蠟燭的火焰不同    控制變量法    轉換
分析：（1）“金屬線脹演示器”是利用金屬絲的熱漲冷縮帶動指針的移動來確定金屬絲的變化；
（2）影響金屬絲熱漲冷縮的因素有：粗細、材料、溫度；然后運用控制變量法進行探究，探究的因素發生改變，其他因素均保持不變；
（3）物理實驗中經常運用控制變量法和轉換法進行探究．
解答：（1）指針向右偏轉幅度越大，說明金屬絲越長，并帶動指針右移動的距離較大，因此金屬絲的膨脹程度越大；
（2）比較鐵和銅兩種金屬受熱膨脹情況時，需選擇粗細相同的鐵絲和銅絲，并且加熱時要用完全相同的兩支蠟燭；
（3）探究金屬的膨脹與溫度的關系，要保證兩根金屬絲的材料、粗細相同，兩根蠟燭的火焰不同；
（4）因為影響金屬絲熱漲冷縮的因素有：粗細、材料、溫度，因此探究金屬絲與其中一個因素關系時，需控制其他兩個因素不發生改變，故需用控制變量法進行探究，為了明顯看出金屬絲的熱脹冷縮，因此將金屬絲的熱脹冷縮轉換為了指針的偏轉；故該實驗運用了控制變量法和轉換法．
故答案為：①越大；②粗細相同；完全相同；③蠟燭的火焰不同；（4）控制變量法；轉換．
點評：物理學中對于多因素的問題，常常采用控制因素的辦法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法，一定要掌握控制變量法．