【正文】 路） （寫出一條即可）． ③ 排除故障 后進(jìn)行實驗得到的數(shù)據(jù)如表，由此可得到的實驗結(jié)論是 電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比 ． 電壓 U/V 電流 I/A （ 2）乙小組探究 “ 電流與電阻的關(guān)系 ” ． ① 將 5Ω 的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為 ，并記下相應(yīng)的電流值．再用 10Ω 的電阻替代 5Ω 的電阻，此時滑片應(yīng)向 右 （選填 “ 左 ”或 “ 右 ” ）端移動直到電壓表的示數(shù)為 ，讀出電流表的示數(shù)． ② 他們用小燈泡替換定值電阻，移動滑片，使小燈泡正常發(fā)光 ，電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是 W． 【考點】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗． 【分析】 （ 1） ① 由電路圖可知，電壓表與電阻 R并聯(lián)，然后根據(jù)電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出將電壓表接入電路中； ② 電流表有示數(shù)，表明電流表所在電路接通；電壓表無示數(shù)表明電阻短路，或電壓表斷路，或電壓表短路； ③ 電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比； （ 2） ① 當(dāng)將電阻由 5Ω 更換為 10Ω 后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應(yīng)移動滑動變阻器滑片，使滑動變 阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持 ； ② 讀出小燈泡正常發(fā)光時的電流值，根據(jù) P=UI求出其額定功率． 【解答】 解：（ 1） ① 定值電阻與滑動變阻器、電流表串聯(lián)接入電路；電壓表與電阻并聯(lián)，電流從 “+” 接線柱流入，從 “ ﹣ ” 接線柱流出；如圖所示： ② 電流表有示數(shù)，表明電路接通；電壓表無示數(shù)表明定值電阻（或電壓表）短路或電壓表斷路； ③ 分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比； （ 2） ① 定值電阻由 5Ω 更換為 10Ω 后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩 端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向右移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的 ，保持定值電阻兩端電壓一定； ② 圖丙中電流表的分度值為 ，示數(shù)為 ， 小燈泡的額定功率 P=UI== ． 故答案為：（ 1） ① 見上圖； ② 定值電阻短路（或電壓表短路、電壓表斷路）； ③ 電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比； （ 2）右； ． 四、計算題 26． 2021年 4月 21日，重達(dá) 能飛機(jī) “ 陽光動力 2號 ” 降落在南京機(jī)場．如圖所示，該飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼均采用極輕的碳纖維材料．機(jī)翼上安裝有高效太陽能電池板，能提供 65kW的最大功率，該飛機(jī)的最大飛行速度為 140km/h．假設(shè)飛機(jī)停在水平地面時輪與地面的總接觸面積為 ， g取 10N/kg．求： （ 1）飛機(jī)停在水平地面時對地面的壓強(qiáng)大小； （ 2）當(dāng)飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率保持 60kW，并以 108km/h的速度水平勻速飛行時，發(fā)動機(jī)的牽引力大??； （ 3）若飛機(jī)發(fā)動機(jī)保持 60kW的輸出功率勻速飛行 1h，發(fā)動機(jī)輸出的能量為多大？這些能量相當(dāng)于多少升的航 空燃油完全燃燒時釋放的能量？航空燃油的熱值取 410 7J/kg，密度取10 3kg/m3． 【考點】 壓強(qiáng)的大小及其計算；功率計算公式的應(yīng)用；熱量的計算． 【分析】 （ 1）根據(jù) p= 求出飛機(jī)停在水平地面時對地面的壓強(qiáng)； （ 2）根據(jù)公式 P= =Fv計算牽引力的大?。? （ 3）根據(jù) W=Pt計算發(fā)動機(jī)輸出的能量； 根據(jù) m= = 計算燃料的質(zhì)量，由 V= 計算燃料的體積． 【解答】 解：（ 1）飛機(jī)在水平地面，對地面的壓力： F=G=mg=10 3kg10N/kg=10 4N； 飛機(jī)對地面 的壓強(qiáng)： p= = = =10 5Pa； （ 2）由 P=Fv得： F= = =210 3N； （ 3）由 P= 得： W=Pt=6010 3W3600s=10 8J； 由 Q=qm得： m= = =； 由 ρ= 得： V= = =10 ﹣ 3m3=． 答：（ 1）飛機(jī)停在水平地面時對地面的壓強(qiáng)為 10 5Pa； （ 2）發(fā)動機(jī)的牽引力大小 210 3N； （ 3）發(fā)動機(jī)輸出的能量為 10 8J；這些能量相當(dāng)于 能量． 27．如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡 L標(biāo)有 “3V ” 的字樣，滑動變阻器 R1的阻值變化范圍為 0～ 70Ω ，定值電阻 R2的阻值為 30Ω ．求： （ 1）小燈泡 L正常發(fā)光時的阻值為多少？ （ 2）當(dāng) S S2和 S3都閉合，滑動變阻器的滑片滑到 a端時，小燈泡 L恰好正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為多少？ （ 3）保證電流表有示數(shù)時，滑動變阻器的滑片應(yīng)怎樣移動，同時開關(guān)應(yīng)怎樣閉合或斷開才能使電路的總電功率最??？最小電功率為多少？ 【考點】 歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算． 【分析】 （ 1）利用 P= 求出小燈泡正常發(fā)光時 的電阻； （ 2）當(dāng) S S2和 S3都閉合，滑動變阻器的滑片滑到 a端時， R2與 L并聯(lián)，小燈泡 L恰好正常發(fā)光，先求出小燈泡中的電流，再利用并聯(lián)電壓相等得到 R2的電壓，結(jié)合歐姆定律求出R2中的電流，進(jìn)而求出電流表的示數(shù)； （ 3）當(dāng)電壓一定時由 P= 可知，電路中電阻最大時，電功率最小，分析確定開關(guān)的狀態(tài)，求出最小功率． 【解答】 解：（ 1）小燈泡正常發(fā)光時的阻值為： RL= = =6Ω ； （ 2）當(dāng) S S2和 S3都閉合，滑動變阻器的滑片滑到 a端時， R2與 L并聯(lián)，小燈泡 L恰好正常發(fā)光，此時并聯(lián)電路兩端電壓為 U=U2=UL=3V 小燈泡中的電流 IL= = =， 電阻 R2中的電流為 I2= = =， 電流表串聯(lián)在干路上，則其示數(shù)為： I=IL+I2=+=； （ 3）保證電流表有示數(shù)時，當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到 b端，開關(guān) S2斷開， S1S3都閉合時，R1和 R2串聯(lián)，電路中總電阻最大，電路中總功率最??； 最小功率為 Pmin= = =． 答：（ 1）小燈泡 L正常發(fā)光時的阻值為 6Ω ； （ 2）當(dāng) S S2和 S3都閉合，滑動變阻器的滑片滑到 a端時，小燈泡 L恰好正常發(fā)光，此時電流表的示 數(shù)為 ； （ 3）保證電流表有示數(shù)時，當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到 b端，開關(guān) S2斷開， S1S3都閉合時，R1和 R2串聯(lián)，電路中總電阻最大，電路中總功率最??； 最小電功率為 ． 28．如圖所示是利用起重機(jī)打撈水中物體的示意圖，吊臂前端由滑輪組組成，動滑輪總重300Kg，繩重和摩擦不計．現(xiàn)在用此起重機(jī)從水中把質(zhì)量為 210 3Kg，體積為 G勻速提起，滑輪組上鋼絲繩拉力 F的功率為 3KW（ g=10N/Kg， ρ 水 =10 3Kg/m3）．求： （ 1）物體完全浸沒在水中時受到的浮力； （ 2） 物體離開水面前拉力 F的大?。? （ 3）物體離開水面前上升的速度； （ 4）物體離開水面前，滑輪組的機(jī)械效率多大． 【考點】 浮力大小的計算；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率計算公式的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）未露出液面，此時物體排開水的體積與物體體積相等，由阿基米德原理可求出金屬塊的浮力； （ 2）物體離開水面前受重力、拉力和浮力的作用，根據(jù)受力平衡求出物體對滑輪組的拉力G′ ；求出動滑輪的重力，由于繩重和摩擦不計，則利用 F= （ G+G 動 ）求繩子的拉力． （ 3）根據(jù) P=Fv即可求出上升的速度； （ 4）根據(jù) η= = = = 求機(jī)械效率． 【解答】 解：（ 1）物體排開水的體積與物體的體積相等，即 V 排 =V 物 =， 則 F 浮 =ρ 水 V 排 g=10 3kg/m310N/kg 3=810 3N； （ 2）物體重力 G=mg=210 3Kg10N/kg=210 4N； 由于物體離開水面前受重力、滑輪組對物體的拉力 G′ 和浮力的作用，根據(jù)受力平衡可知：G=G′+F 浮 ； 所以， G′=G ﹣ F 浮 =210 4N﹣ 810 3N=10 4N； 動滑輪的總重力為 G 動 =m 動 g=30010N/kg=310 3N； 由圖可知：滑 輪組的繩子股數(shù)為 n=3， 則由于繩重和摩擦不計，所以繩子的拉力為 F= （ G′+G 動 ） = （ 10 4N+310 3N）=510 3N； （ 3）已知功率 P=3kW=3000W，根據(jù) P= = =Fv得： 速度 v= = =，則物體上升的速度為 v′= V= ； （ 4）由于繩重和摩擦不計，則 η= = = = ， 所以，物體離開水面前，的機(jī)械效率η= 100%= 100%=80% ． 答：（ 1）物體完全浸沒在水中時受到的浮力為 810 3N； （ 2）物體離開水面前拉力 F的大小為 510 3N； （ 3）物體離開水面前上升的速度為 ； （ 4）物體離開水面前，滑輪組的機(jī)械效率為 80%．