专题突破(十四)
[实验设计题]
1．[原创]19世纪，英国科学家法拉第发现，如果让闭合回路的导线在磁场中做切割磁感线的运动，导线中就会产生感应电流，而如果给位于磁场中的导线通电，则这根导线将会受到一个力的作用。根据法拉第的发现，人们发明了现在广泛应用的发电机和电动机。电动机产生的强劲扭矩启示了科学家和军事家，如果把磁场中的这根导线换成一个导轨，上面再搁一枚炮弹，或干脆把导线换作一枚可导电的炮弹，这枚炮弹能不能被发射出去呢？
1901年，挪威人克里斯廷·伯克兰制造出了世界上第一台电磁发射器，开创了电磁炮的先河。目前，电磁炮受到各个国家的关注，因为它具有普通火炮无法比拟的优势：炮弹的速度快，射程远，精度高，威力大。普通炮弹的飞行速度最高约1800 m/s，而电磁炮炮弹弹丸的速度可达其3倍以上，威力巨大。电磁炮作为发展中的高技术武器，具有广阔的军事前景。
为了更好地了解关于电磁炮的一些特性，研究各种因素对其性能影响的大小，并提高自己的动手能力，物理兴趣小组的同学决定自己动手制作一个电磁炮模型。
结构图：
图Z14－2
工作原理图：
图Z14－3
模型做好后，有同学猜想：炮弹射程远近是否与电压成正比？请你设计一个实验探究炮弹射程远近与电压有什么样的关系。
(1)写出除组装电磁炮以外需要补充的测量器材：________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)画出实验数据记录表。
(3)补全他们实验探究的步骤：
①按照结构图组装好电磁炮，________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③重复实验步骤②，再做四次实验。
④分析数据，整理实验仪器。
2．[原创]科学活动课上，老师教小明自制静电发动机如图Z14－4甲所示。老师先将一个塑料杯外面套一层铝箔纸，其外再套一层塑料杯和一层铝箔纸，做成一个电容杯，用一条铝箔纸做导线，连接在电容杯的铝箔上；然后用双面胶将一个塑料杯外壁均匀贴上铝箔条，并留有等间距的空隙，用竹签在中间顶一下，顶出一个凹坑，做成一个转杯；接着将竹签固定在橡皮上做成一个支架；最后把铅笔笔尖朝上固定在泡沫板上，并把转杯放置在笔尖上，这样依次将各部分结构组装起来如图甲所示，便完成静电发动机的制作。老师用毛皮摩擦橡胶棒使它带电，接触电容杯时，发现转杯转动了起来，看起来很神奇，但是班里同学不明白其中的原因，于是小明给大家解释说：“这主要是因为电容杯带电时，静电会通过铝箔条传到转杯的铝箔上，由于同种电荷的排斥作用，转杯就会转动下去，而转杯另一侧的铝箔起到了将静电导走的作用，这样就造成了转杯的一侧有排斥的力而另一侧没有，转杯就在这种静电力的作用下转动起来了”。这时正好有一位同学用摩擦后的梳子靠近纸屑，纸屑却被吸引如图乙所示，小军看后则认为是同种电荷相互吸引。 若现在提供有下列实验器材：橡胶棒、有机玻璃棒各两根，毛皮、丝绸各一块，绝缘支架一个。请你用实验说明你的观点(写出实验步骤和实验现象及实验结论)。
甲 乙
图Z14－4
3．[原创]如图Z14－5所示，仓库中有一字迹模糊不全的金属存储罐，摇晃此金属存储罐听不到任何声音。请你思考在不允许打开阀门的前提下，判断这个金属存储罐里装的是液化石油气还是石油气。现在提供的实验器材有：无弹性细绳、刻度尺、磅秤和一个空的金属存储罐，只是空的金属存储罐和此罐一样的。请写出你的实验步骤和结论。
图Z14－5
4．[原创]在科学课上，我们都制作过水果(柠檬)电池如图Z14－6甲所示，但是它与平常我们所认识的电池(如图乙所示)相比，我们不能看到水果(柠檬)电池的正负极。小亮认为 图甲水果(柠檬)电池中的左侧黑线端是正极，右侧红线端是负极；而小静持相反意见，认为左侧黑线端是负极，右侧红线端是正极；最后小飞提出了自己的观点，认为水果(柠檬)电池没有固定的正负极。请你设计实验写出：(1)除图中以外所用到的器材；(2)用最简单可行的实验证明你的观点并写出结论。
图Z14－6
5．[原创]气功是中国古代一种强身健体的方式。有一天老师在初一科学课上也表演了一次“气功”：隔物吹蜡烛(如图Z14－7所示)。老师先放置一根点燃的蜡烛A，然后又在A的后方放置了玻璃板，又在玻璃板的后方放置了蜡烛B，同学们看到玻璃板两侧分别各有一支点燃的蜡烛，当老师在玻璃板前侧对A吹气时，同学们看到玻璃板后方放置点燃的蜡烛B同时被老师一口气吹灭了，老师真能隔物吹灭这两根蜡烛吗？请你用所学的知识和科学的方法来揭秘。
(1)写出你实验所用器材(除图中所提供以外的)。
(2)实验的步骤、实验现象和实验结论。
图Z14－7
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