解题不规范,就是思路不清晰。
§ 24.(6分)生活中铝箔的应用非常广泛,厨房中常用铝箔包裹食物加热。由于铝箔厚度很小,无法直接测量。小方从家中找到图 21 所示的器材和足量的水 (水的密度为 )。请你利用所给器材,帮他设计一个测量一块长方形铝箔厚度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出铝箔厚度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。

答案: (1)实验步骤
① 用刻度尺测出铝箔的长为 、宽为 ;
②用空玻璃杯取适量的水,用电子秤测出其质量为 ;
③ 把铝箔叠成适当大小,用细线拉着浸没在水中,不碰杯底和侧壁,此时电子秤示数为 。
(2)铝箔厚度为
解析: (1)铝箔的厚度非常小不能直接测量,但是铝箔的面积很好测量。有面积需要找厚度,这就需要借助体积。
因此这是一个求解铝箔体积的问题。题目中水杯粗细是不一样的,因此不能用排水测量。
怎么办呢?有电子秤可以直接测量铝箔的质量。能否用质量和密度计算体积呢?
不可以。因为不知道铝箔的密度。如果先求解铝箔的密度呢?
还是不可以,求密度需要先求铝箔的体积。这又绕回去了。
怎么办?借助浮力,浮力的计算过程中也有体积。
我们需要把铝箔折叠浸没在水中,想办法求出其受到的浮力,就能解出其体积。
求解浮力没有弹簧测力计怎么办?
这里有电子秤,电子秤测量的是质量,但其本质上测量的是物体对它的压力,通过公式 转换成质量。
这个压力与电子秤对物体的支持力是相互作用力大小相等。而电子秤对物体的支持力与物体的重力是平衡力大小也相等。所以压力与物体的重力大小相等,此时其示数即物体的质量 。
反之,电子秤测得的质量也可以通过公式 转回成力,这样就能用电子秤来测力的大小了。
详细步骤见答案。
(2)设铝箔的厚度为 ,结合实验数据,
则有铝箔的体积 ,
水杯和水的重力 ,
铝箔浸没在水中后,铝箔受到的浮力
,
根据力的相互作用铝箔对水的压力
,方向竖直向下。
把水和杯子看成一个整体。
他受到自身的重力、铝箔的压力和电子秤的支持力作用。因为他处于平衡状态(静止)。
已知电子秤对他的支持力 ,竖直向上。
则有 ,
带入数据可得 ,
解得 。
注意: 利用电子秤测量力进而求解铝箔受到的浮力是解题的关键。
25.(6分)某同学用如图 22 所示电路探究黑箱内电阻连接情况,黑箱内 个相同的定值电阻以一定方式连接,、、、 为箱内线路引出的四个接线柱, 、 是接线头。电源电压恒为 ,小灯泡标有“ ”字样,其阻值不变。 将 、 或 、 或 、 接入电路,闭合开关,小灯泡均正常发光,电压表示数均为 ,电流表示数均为 ;当 、 或 、 接入电路时,电压表示数均为 ,电流表示数均为 ; ,电流表、电压表均正常工作,小灯泡均发光。根据以上操作,请完成以下问题:

(1)画出黑箱内电阻的连接情况;
(2) ;
(3)上述探究中电路工作的最小功率。
答案: (1)

(2)
(3)
解析: (1) ① 将 、 或 、 或 、 接入电路,闭合开关,小灯泡均正常发光,电压表示数均为 ,电流表示数均为 。
因为小灯泡标有“ ”字样,所以
,
。
已知电源电压 ,则黑箱两端的电压
,
黑箱的电阻 。
② 当 、 或 、 接入电路时,电压表示数均为 ,电流表示数均为 ; 。
则 ,
黑箱两端的电压
因为小灯泡标有“ ”字样,
所以灯泡电阻 。
因为小灯泡的电阻不变,且小灯泡与黑箱串联。
所以 ,
解得 ,
(也可以解出 ,进而解决第2问。)
到此可知当 、 或 、 或 、 接入电路时,黑箱的电阻是 ; 当 、 或 、 接入电路时,黑箱的电阻是 。
基本可以确定第一次连入了一个电阻,第二次两个电阻串联。电路图如下图。

(2)可以利用(1)直接计算
。
也可以这样计算,因为小灯泡电阻不变,
由 ,可知
。
(3)由(1)可知当 、 接 、 时, 个电阻串联,黑箱连入的电阻最大,而小灯泡的电阻不变,所以此时电路的总电阻最大,电路的功率最小。
已知
由 和 ,可知
。