【正文】 小燈泡電阻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三次測量的電阻相差較大． 經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)識到：實(shí) 驗(yàn)有誤差是肯定的，但這個(gè)現(xiàn)象不能單純用誤差來解釋，因?yàn)槿绻钦`差，那么三次測得的電阻值應(yīng)該相差 較小 （選填 “較大 ”或 “較小 ”），并具有 時(shí)大時(shí)小 的特點(diǎn)（選瑣 “逐次增大 ”、 “逐次減小 ”或 “時(shí)大時(shí)小 ”）后來，同學(xué)們注意到燈泡發(fā)熱發(fā)光的特殊性，認(rèn)為燈泡的電阻可能與 溫度 有關(guān)，并通過査閱課本得到了證實(shí)． （ 4）同學(xué)們又設(shè)計(jì)了如圖 3 所示的測量電路．同樣可以測量未知電阻，其中 R0 是已知阻值的定值電阻，請?jiān)诳崭駜?nèi)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整 ① 閉合開關(guān) S、 S1 ，用電壓表測出電源的電壓為 U． ② 閉合開關(guān) S、斷開 S1 ，用 電壓表測出待測電阻 Rx 兩端的電壓為 U1． ③請用測量值 U 和 U1，已知量 R0 來表示 Rx= ， ． 【考點(diǎn)】 伏安法測電阻的探究實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）由圖 2 所示電流表確定電流表量程與分度值，然后讀出電流表示數(shù)；然后由歐姆定律求出燈泡電阻． （ 2）電流表有示數(shù)，說明電路中無斷路，而電壓表無示數(shù)，則電壓表或電阻短路． （ 3）當(dāng)一個(gè)被測量的物理量是定值時(shí)，由于誤差，測量結(jié)果會出現(xiàn)較小的差值．如果出現(xiàn)較大的差值，要么測量錯(cuò)誤，要么另有原因．導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)，從導(dǎo)體電阻大小影響因素來考慮． （ 4） 由電路圖可知，當(dāng)開關(guān) S、 S1 均閉合時(shí)電路為 Rx 的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當(dāng)開關(guān) S 閉合、 S1 斷開時(shí)， R0、 Rx 串聯(lián)，電壓表測 Rx 兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和定值電阻的阻值求出 Rx 的阻值，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果． 【解答】 解：（ 1）由圖 2 所示電流表可知，電流表量程是 0～ ，分度值是 ，電流表示數(shù)是 ； 由 I= 得： 電阻 R= = =4Ω． （ 2）由圖可知，電壓表與電阻 R 并聯(lián)，由于電壓表無示數(shù)，所以電壓表短路或電路中斷路，而電流表有示數(shù)，所以電路不能斷路，故障出現(xiàn)在 R 或 Rx，只 可能 R 短路． （ 3）如果只是誤差，三次測量值相差會比較小，時(shí)大時(shí)小，現(xiàn)在測量值相差比較大，可能是錯(cuò)誤，可能是其它原因． 燈絲電壓增大，亮度增強(qiáng)，電阻增大，不是錯(cuò)誤的原因．實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈絲長度、橫截面積、材料不變，電壓增大，亮度增大，溫度升高，電阻增大，電阻可能與溫度有關(guān)． （ 4）實(shí)驗(yàn)步驟： ①閉合開關(guān) S、 S1，用電壓表測出電源的電壓 U； ②閉合開關(guān) S、斷開 S1，用電壓表測出待測電阻 Rx 兩端的電壓為 U1； ③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以， R0 兩端的電壓： U0=U﹣ Ux=U﹣ U1， 因串聯(lián)電路中各處 的電流相等， 所以， I= = ，即 = ， 第 18 頁（共 21 頁） 解得： Rx= ． 故答案為： （ 1） 4；（ 2）電阻 RX 短路；（ 3）較??；時(shí)大時(shí)??；溫度；（ 4） ①閉合開關(guān) S、 S1； ②閉合開關(guān) S、斷開 S1； ③ ． 五、綜合應(yīng)用題（第 20 題 8 分，第 21 題 9 分，共 17 分） 20．基于環(huán)保性、能源安全性等原因，大力發(fā)展新能源汽車新興產(chǎn)業(yè)是我國的基本國策．如圖，電動汽車是以車載電源為動力，用電動機(jī)驅(qū)動車輪行駛．下表是某電動汽車的主要技術(shù)指標(biāo) 最高車速 120km/h 一次充電連續(xù)行駛里程 150km 蓄電池 336V/40A?h 高 性能磷酸鐵鋰電池 充電時(shí)間 4﹣ 6h 每百公里耗電 12kw?h 整車質(zhì)量 1050kg （ 1）電動機(jī)的工作原理是 通電導(dǎo)線在磁場中受力而運(yùn)動 ． （ 2）該汽車每個(gè)車輪與地面的接觸面積為 150cm2，請計(jì)算該汽車靜止在水平地面上時(shí)對于地面的壓強(qiáng)？ （ 3）若質(zhì)量是一個(gè) 70kg 的人開著電動汽車在水平路面上以 60km/h 的速度勻速行駛時(shí)，受到的阻力是人與車總重的 倍，取 g=10N/kg，求：行駛 30min，電動機(jī)對汽車做的功． （ 4）若普通的汽車每行駛 100km 耗油 8L，油價(jià)約 6 元 /L，照明用電的電費(fèi)約 元 /kw?h；請通過計(jì)算說明使用電動汽車與普通的汽車哪種更經(jīng)濟(jì)？ 【考點(diǎn)】 壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；功的計(jì)算． 【分析】 （ 1）通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，即通電能動，電動機(jī)就是利用該原理制成的； （ 2）水平地面上的靜止的物體，地面受到的壓力等于重力，根據(jù) p= 即可求出汽車對地面的壓強(qiáng)； （ 3）根據(jù)二力平衡的條件以及阻力與重力的關(guān)系即可求出牽引力的大小，然后根據(jù) W=Fs求出電動機(jī)對汽車做的功； （ 4）分別求出行駛 100km 消耗的價(jià)格，從而確定那種汽車更經(jīng)濟(jì)． 【解答】 解：（ 1）電動機(jī)的工作原理：通電導(dǎo)線在 磁場中受力而運(yùn)動； （ 2） S=150 10﹣ 4m2 4= F=G=mg=1050kg 10N/kg=10500N p= = = 105Pa； （ 3）因?yàn)槠囋谒焦锷蟿蛩傩旭?，因此牽引力與阻力是一對平衡力，即F=f=== 10N/kg=336N； 第 19 頁（共 21 頁） 由 v= 可得： s=vt=60km/h =30km=30000m； 電動機(jī)對汽車做的功： W=Fs=336N 30000m= 107J； （ 4）普通汽車費(fèi)用： 6 元 /L 8L=48 元 電動汽車費(fèi)用 ： 12kW?h 元 /kW?h=6 元 顯然電動汽車更經(jīng)濟(jì)． 故答案為：（ 1）通電導(dǎo)線在磁場中受力而運(yùn)動； （ 2）汽車靜止在水平地面上時(shí)對于地面的壓強(qiáng)為 105Pa； （ 3）行駛 30min，電動機(jī)對汽車做的功為 107J； （ 4）電動汽車更經(jīng)濟(jì)． 21．即熱式電熱水器以出熱水快，只需 3 秒鐘即可；熱水量不受限制，可連續(xù)不斷供熱水；體積小，外形精致等優(yōu)點(diǎn)迅速占據(jù)市場．如圖所示． 以下是某品牌即熱式電熱水器的銘牌 產(chǎn)品參數(shù) 型號 DSK75﹣ 528H 產(chǎn)品名稱 即熱式電熱水器 最大 功率 8000W 額定電壓 220V﹣ 50Hz 電源線 ≥ 4 平方毫米 預(yù)設(shè)計(jì)溫度 35﹣ 52℃ 產(chǎn)品規(guī)格 33 22 8cm 防水等級 IP 4 水壓力 ﹣ （ 1）即熱式電熱水器是利用電流的 熱 效應(yīng)工作的； （ 2）即熱式電熱水器在最大功率工作時(shí)電流是多少？ （ 3）若水管橫截面積為 6cm2，水管內(nèi)水流速為 10m/s，使用該熱水器最大功率工作十五分鐘，水溫可以從 15℃ 升高到 40℃ ，求這個(gè)過程中熱水器的加熱效率； （ 4）即熱式電熱水器與太陽能熱水器相比，有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)． 【考點(diǎn)】 電功率與電壓、電流的關(guān)系；能量利用效率． 【分析】 （ 1）電流的熱效應(yīng)就是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． （ 2）已知電熱水器在最大功率，利用 P=UI 可求得工作時(shí)電流； （ 3）根據(jù)水管橫截面積，水管內(nèi)水流速熱水器最大功率工作十五分鐘，利用密度公式可求得水的質(zhì)量，然后利 Q=cm△ t 求得水吸收的熱量，再利用 P= 可求得消耗的電能，最后用η= 求得熱水器的加熱效率； 第 20 頁（共 21 頁） （ 4）從省時(shí)、效率等角度分析優(yōu)點(diǎn)，從功率高的角度分析缺點(diǎn)． 【解答】 解：（ 1）電熱水器是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的； （ 2）由 P=UI 可得 ，在最大功率工作時(shí)電流 I= = ≈ ； （ 3）由 ρ= 可得，水的質(zhì)量 m=ρV= 103kg/m3 15 60s 6 10﹣ 4m2=54kg， 水吸收熱量 Q=cm△ t= 103J/（ kg?℃ ） 54kg （ 40℃ ﹣ 15℃ ） = 106J， 由 P= 可得，消耗電能 W=Pt=8000W 15 60s= 106J， 加熱效率 η= 100%= 100%=%． （ 4）優(yōu)點(diǎn)：快速、省時(shí)、效率高； 缺點(diǎn)：功率高，需要大功率電能表和熔點(diǎn)較高的導(dǎo)線． 答：（ 1）熱； （ 2）即熱式電熱水器在最大功率工作時(shí)電流是 ； （ 3）這個(gè)過程中熱水器的加熱效率為 %． （ 4）優(yōu)點(diǎn)：快速、省時(shí)、效率高；缺點(diǎn)：功率高，需要大功率電能表和熔點(diǎn)較高的導(dǎo)線． 第 21 頁（共 21 頁） 2022 年 10 月 21 日