现有一个阻值为30Ω的定值电阻R0，一个电压约为12V的电源，一个只有0～3V量程的电压表，一个最大阻值约为200Ω的滑动变阻器，开关及导线若干．请你设计一个实验，比较精确地测出一个约为20Ω的未知电阻Rx的阻值（电路可重组）．要求：
（1）画出实验电路图：
（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）．
为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻R x、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将如表中①②处的内容填写完整。
| 实验次数 |
① |
② |
电阻R/Ω |
| 1 |
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| 2 |
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|
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| 3 |
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（3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，则电流表示数为 A，本次测得R x的阻值为 Ω。
（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 （填字母代号）。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R 0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了R x的阻值，请你完成下列实验步骤：
①闭合开关S 1，断开S 2，读出电压表的示数U 1；
② ，读出电压表的示数U 2；
③待测电阻的阻值R x＝ （用已知量和测得量的字母表示）
小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R 1＝2Ω、R 2＝4Ω、R 3＝5Ω、R 4＝10Ω，电源电压可调。
（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。（此时电源电压为3V）
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R 2两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是 （选填字母）。
A.R 1处短路
B.R 2处断路
C.电流表处短路
（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如表。
| |
I/A |
U AB/V |
U BC/V |
U AC/V |
|
| 1 |
R 1与R 2串联 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
| 2 |
R 2与R 3串联 |
0.2 |
0.8 |
1 |
1.8 |
| 3 |
R 3与R 4串联 |
0.3 |
1.5 |
3 |
4.5 |
| 4 |
R 1与R 4串联 |
|
1 |
5 |
6 |
①表格中第4次实验空格处的数据为 。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是 。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是 。
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是 。
【拓展】完成实验后，小红连接了如图3所示电路，已知R x＞R 1。调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的R x的最大值与最小值之比是 。
我国第一高楼"上海中心大厦"的建筑高度是632米，为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动，大厦上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统，如图甲所示。阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端，阻尼器类似一个质量巨大的金属摆，其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动，触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动（如图丙所示）。阻尼器不停的往复摆动，使大厦上部晃动逐渐减弱，这样就不断吸收大厦晃动的能量。请回答下列问题：
（1）若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m，乘坐高速电梯从底层到125层用时58s，则这一过程电梯的平均速度是多少？
（2）若阻尼器系统的质量是10 6kg，则它受到的重力是多少？（取g＝10N/kg）
（3）图丙中，大厦刚开始向左晃动时，内部的阻尼器为什么会相对向右摆动？
（4）阻尼器吸收的能量不断增加，从安全角度考虑，设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大，若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈，结合电磁感应知识，你认为还缺少的器件是什么？请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有"3V 0.6A"的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求：
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S 1闭合、S 2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S 1、S 2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力（f）。空气阻力的大小与哪些因素有关呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气阻力。由此猜想：空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关。
为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机（该手机每隔相同时间对物体拍摄一次）。
如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置。（气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体）
请回答下列问题：
（1）将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直？写出你的办法： ；
（2）用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比：第一次记录钩码位置如图乙所示，可判断钩码从位置 （填序号）开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位置如图丙所示。对比乙、丙两图可知：在图 中，气球匀速下落的速度较大；
（3）若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，于是用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小。由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力 ；
（4）以上实验过程均没有考虑气球所受浮力，那么气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果是否产生影响？ 请在答题卡虚线框中分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况，并结合受力情况写出理由。 （不考虑空气对钩码的作用力）
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