某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为 2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是： ；
（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为 V．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 （填“ A”或“ B” )端移动，使电压表的示数为 2.5V；
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的 U−I图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为 W；
（5）为了用电流表、电阻箱 R和滑动变阻器，测量额定电流为 I额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：
①闭合开关 S、 S1，断开 S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 I额，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关 S、 S2，断开 S1，调节电阻箱 R，使电流表的示数为 I额，读出此时电阻箱的电阻值为 R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为 P额= 。
问题解决 −−设计“超重报警器”：
小雨想利用电磁继电器自制一种“超重报警器”。要求：当物重达到 150N时，电铃响报警，反之绿灯亮显示正常。他找来以下器材：电磁继电器（部分电路已接好），轻质硬刻度尺、电铃、绿灯、滑轮各一个，线绳和导线若干，一根轻质硬弹簧，一端已经固定，另一端连接触点 P，弹簧的最大伸长量与触点 P、 M之间的距离相等，弹簧能承受的最大拉力为 50N。
请利用上述器材帮小雨制作“超重报警器”在虚线框中完成装置设计，并简述工作过程。
演绎式探究 −探究太阳的引力系数：
（1）宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力，万有引力的大小 F引=Gm1m2r2，其中 m1、 m2分别为两个物体间的距离，万有引力常数 G=6.67×10−11N·m2/kg2．物体间引力和距离一定时，两个物体质量 m1、 m2分的关系可以用如图中图线 b 来表示。
（2）行星绕恒星的运动可以近似地看作匀速圆周运动。行星受到一个恒定的指向恒星的向心力，向心力的大小 F向=mω2r，其中 m为行星质量， r为两星之间的距离， ω为行星做圆周运动的角速度，其大小等于单位时间内行星与恒星连线转过的角度。行星绕恒星运动一周所用的时间用周期 T表示，角速度 ω与转动周期 T的关系为： ω=2πT．行星所受向心力 F向的大小等于恒星对行星的引力 F引的大小。
每个星球对在它表面附件的物体都存在引力，引力与物体质量的比值叫作引力系数，用 g表示，我们学过地球的引力系数 g地=10N/kg。对于每个星球来讲，下列公式成立： R2g=GM，其中 R为星球半径， g为星球引力系数， M为星球质量，万有引力常数 G=6.67×10−11N·m2/kg2。
已知地球质量为 m，地球到太阳的距离为 L，太阳半径为 R，地球的公转周期为 T．请你推导出太阳的引力系数 g日=4π2L3R2T2。
归纳式探究 −−研究带电粒子在电场中的运动：
给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场。带电离子在电场中受到力的作用，速度的大小和方向都可能发生变化。
（1）甲图中两板间电压为 U，若一个质量为 m，电荷量为 q的负离子，在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动，忽略重力的影响，到达正极板时的速度 v与质量 m、电荷量 q和电压 U的关系数据如表一。则带电离子到达正极板时速度的平方 v2=k1 。
（2）在其他条件一定时，若第二次实验中的带电粒子以不同的速度沿着乙图中的两板中线方向入射到电场中，带电离子就会发生偏转，离开电场时偏移距离 y与入射初速度 v的关系数据如表二。则偏移距离 y=k2 。将数据的表格形式变成公式形式，运用了 法。
表一：
次数 |
m/kg |
q/C |
U/V |
v2/(m2⋅s−2) |
1 |
2×10−30 |
1.6×10−19 |
1 |
1.6×1011 |
2 |
4×10−30 |
1.6×10−19 |
1 |
0.8×1011 |
3 |
4×10−30 |
3.2×10−19 |
1 |
1.6×1011 |
4 |
2×10−30 |
1.6×10−19 |
3 |
4.8×1011 |
表二：
v2/(m2⋅s−2) |
y/m |
0.8×1011 |
3.6×10−2 |
1.6×1011 |
1.8×10−2 |
4.8×1011 |
0.6×10−2 |
7.2×1011 |
0.4×10−2 |
（3）将甲、乙两装置组合，如图丙所示。甲装置两板间电压为 2V，质量为 4×10−30kg，带 1.6×10−19C电荷量的负粒子，自甲装置负极板由静止开始运动，则其最终离开乙装置时偏移距离 y= m。
进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。 (g取 10N/kg)
空车质量 |
800kg |
每个轮胎与地面接触面积 |
50cm2 |
电池容量 |
44kW·h |
标准承载 |
200kg |
最大续航（充满电最大行驶路程） |
200km |
所受阻力与汽车总重的比值 |
0.09 |
（1）电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是 。电动机的工作原理是 。
（2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？
（3）图2是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以速度匀速行驶1分钟的耗电量为 0.4kW·h，电动机的效率是多少？
（4）若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济？
某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置。闭合开关 S，旋钮绕 P转动，实现挡位转换，旋至1档时 R1、 R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2档时 R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。 R1和 R2均为电热丝，其阻值不受温度影响， R1=22Ω，主要参数如下表。 (c水=4.2×103J/(kg⋅∘C}))
∗∗牌智能滚筒洗衣机 |
|
额定电压 |
220V |
加热功率 |
2400W |
设定温度范围 |
30°C~90°C |
电动机功率 |
240W |
防电墙电阻 |
1×106Ω |
（1）洗衣机内注入 10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由 20°C上升到 50°C，此过程中的加热效率是多少？
（2） R2阻值是多少？
（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
（4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为 1×105Ω，人体的安全电压不高于 36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
粤公网安备 44130202000953号