【正文】 故答案為：（ 1）水平；左；偶然性結(jié)論；（ 2） 1；變大；小于． 【點(diǎn)評(píng)】 對(duì)于杠桿平衡問題，杠桿平衡條件是最基本的規(guī)律，用杠桿平衡條件去解決問題，一定要掌握，并要掌握 物理實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的． 19．小林用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材探究 “電流與電阻的關(guān)系 ”．電源電壓恒為 3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有 “20Ω， 2A”字樣，阻值分別為 5Ω、 10Ω、 20Ω、 50Ω的定值電阻各一個(gè)． （ 1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整． （ 2）小彬 5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是 定值電阻 R1 短路 （寫出一種）；排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為 A． （ 3）將 5Ω定值電阻換成 10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持 電壓 表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向 A （選填 “A”或 “B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù)． （ 4）將 10Ω定值電阻換成 20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（ 3）． （ 5）實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)如表所示．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成 反 比． 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 定值電阻 Ω） 電流表示數(shù)（ A） 1 5 2 10 3 20 （ 6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小彬問老師在此實(shí)驗(yàn)中能否換用 50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？老師指導(dǎo)小彬分析了不能更 換的原因．你認(rèn)為其原因是 滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無(wú)法保持電壓表示數(shù)為 ． 【考點(diǎn)】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）電壓表與電阻并聯(lián)，電流表、滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器要接一上一下； （ 2）根據(jù)電流表和電壓表有示數(shù)進(jìn)行分析具體原因；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流值； （ 3）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，換接電阻后，應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串分壓的知識(shí)判斷滑片的移動(dòng)方向； （ 5）電流與電阻的關(guān)系：電壓一定，電流與電阻成反比； （ 6）根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)進(jìn)行判斷． 【解答】 解：（ 1）電 壓表與電阻并聯(lián)，由于電源電壓為 3V，所以應(yīng)選擇 0～ 3V 的量程；滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線柱，可再接上面任意一個(gè)接線柱，如圖所示： （ 2）電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)部分發(fā)生短路，或定值電阻 R1 短路；由乙圖知，電流表的量程為 0～ ，分度值為 ，示數(shù)為 ； （ 3）將 5Ω電阻換成 10Ω后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向 A 移動(dòng)，使電壓表仍為原來的示數(shù)不變； （ 5）電流和電阻的關(guān)系為：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比； （ 6）當(dāng)定值電阻為 50Ω時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器最大阻值為 20Ω， 根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知： = = = ，則定值電阻兩端最小電壓為 3V ≈ ＞ ，故無(wú)法保持定值電阻兩端電壓始終為 ． 故答案為：（ 1）如圖所示；（ 2）定值電阻 R1 短路； ；（ 3）電壓； A；（ 5）反；（ 6）滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無(wú)法保持電壓表示數(shù)為 ． 【點(diǎn)評(píng)】 此題是探究電流和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的接法，考查了電流表的讀數(shù)及電阻的計(jì)算，涉及到了串聯(lián)電路中電流 、電壓的關(guān)系及歐姆定律的靈活應(yīng)用． 五、綜合應(yīng)用 20． 2022 年 4 月 21 日，重達(dá) 噸的世界上最大的太陽(yáng)能飛機(jī) “陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào) ”降落在南京機(jī)場(chǎng)．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(yáng)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(shí)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(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)大??； （ 2）當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持 60kW，并以 108km/h 的速度水平勻速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引 力大??； （ 3）若飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)保持 60kW 的輸出功率勻速飛行 1h，發(fā)動(dòng)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(shí)釋放的能量？航空燃油的熱值取 4 107J/kg，密度取 103kg/m3． 【考點(diǎn)】 壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；功率計(jì)算公式的應(yīng)用；熱量的計(jì)算． 【分析】 （ 1）根據(jù) p= 求出飛機(jī)停在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)； （ 2）根據(jù)公式 P= =Fv 計(jì)算牽引力的大?。? （ 3）根據(jù) W=Pt 計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量； 根據(jù) m= = 計(jì)算燃料的質(zhì)量，由 V= 計(jì)算燃料的體積． 【解答】 解：（ 1）飛機(jī)在水平 地面，對(duì)地面的壓力： F=G=mg= 103kg 10N/kg= 104N； 飛機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)： p= = = = 105Pa； （ 2）由 P=Fv 得： F= = =2 103N； （ 3）由 P= 得： W=Pt=60 103W 3600s= 108J； 由 Q=qm 得： m= = =； 由 ρ= 得： V= = = 10﹣ 3m3=． 答：（ 1）飛機(jī)停在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為 105Pa； （ 2）發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力大小 2 103N； （ 3）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量為 108J；這些能量相當(dāng)于 的航空燃油完全燃燒時(shí)釋放的能量． 【點(diǎn)評(píng)】 本題主要考查了壓強(qiáng)、功和功率、熱值、密度的有關(guān)計(jì)算，考查全面，難度適中． 21．我國(guó)的水力資源非常豐富，尤其西南地區(qū)，今年剛剛又在四川建成一座水電站．該水電站是在某河流上游修建了 120m 高的攔河大壩，每分鐘有 200m3 的水從高處自由落下沖擊水輪機(jī)，已知水輪機(jī)到上游水面的落差為 100m，水輪機(jī)與大壩內(nèi)側(cè)底部約在同一水平面上．求： （ 1）攔河大壩的內(nèi)側(cè)底部受到的水的壓強(qiáng)； （ 2）水從高處自由落下時(shí)，重力每分鐘做的功； （ 3）如果 水的機(jī)械能有 75%轉(zhuǎn)化為電能，該水電站的發(fā)電功率； （ 4）如果該水電站通過遠(yuǎn)距離向某城市供電，兩條輸電導(dǎo)線的電阻為 90Ω，某城市用電電壓為 220V，則該水電站送電電壓大約是多少伏？ 【考點(diǎn)】 液體的壓強(qiáng)的計(jì)算；功的計(jì)算；電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）根據(jù) p=ρ 水 gh 可求得攔河大壩的內(nèi)側(cè)底部受到的水的壓強(qiáng)； （ 2）已知水的體積，可求得水的質(zhì)量，再利用密度公式變形可求得水的質(zhì)量，然后可求得重力，再利用 W=Gh 可求得重力每分鐘做的功； （ 3）水的機(jī)械能有 75%轉(zhuǎn)化為電能可求得電能，再利用 P= 可求得水電站的發(fā)電功率 ； （ 4）當(dāng)兩條輸電導(dǎo)線的電阻為 90Ω時(shí)，可把兩條輸電導(dǎo)線看做是一個(gè)電阻，某城市用電電壓看做一個(gè)燈泡，因此可以看出一個(gè)電阻和一個(gè)燈泡的串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)求得該水電站送電電壓． 【解答】 解：（ 1）攔河大壩的內(nèi)側(cè)底部受到的水的壓強(qiáng) p=ρ 水 gh= 103kg/m3 10N/kg 100m=1 106Pa； （ 2）由 ρ= 可得， m 水 =ρ 水 V= 103kg/m3 200m3=2 105kg， W=Gh=m 水 gh=2 105kg 10N/kg 100m=2 108J， （ 3） W 電 =75%W=75% 2 108J= 108J， P 電 = = = 106W； （ 4）兩條輸電導(dǎo)線看做是一個(gè)電阻，某城市用電電壓看做一個(gè)燈泡，因此可以看出一個(gè)電阻和一個(gè)燈泡的串聯(lián)電路，如圖所示： 該水電站送電電壓為 U，則電路中電流 I= ，電阻兩端電壓 UR=（ ） R= 90Ω= 90Ω， 則該水電站送電電壓 U=UR+U 燈 ， 即 U= 90Ω+220V 解得 U≈ 15110V． 答：（ 1）攔河大壩的內(nèi)側(cè)底部受到的水的壓強(qiáng)為 1 106Pa； （ 2）水從高處自由落下時(shí)，重力每分鐘做的功為 2 108J； （ 3）如果水的機(jī) 械能有 75%轉(zhuǎn)化為電能，該水電站的發(fā)電功率為 106W； （ 4）則該水電站送電電壓大約是 15110V． 【點(diǎn)評(píng)】 此題為力學(xué)和電學(xué)綜合題，考查了液體壓強(qiáng)的計(jì)算、密度公式變形的應(yīng)用、功的計(jì)算、電功率的計(jì)算、串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有一定的拔高難度，屬于難題．