【正文】 （共 25 頁(yè)） 19．為了測(cè)出待測(cè)電阻 RX的電阻，小明和小麗分別采用了不同的實(shí)驗(yàn)方案． （ 1）小明采用伏安法測(cè)電阻，連接了如圖 1 所示的實(shí)物圖，有一處連線錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫 “ ”并改正； （ 2）小麗設(shè)計(jì)了如圖 2 所示的電路， R0 為定值電阻． ①將滑動(dòng)變阻器的滑片置于 b （選填 “a”或 “b”）端，可用電壓表測(cè)出電源的電壓 U； ②將開(kāi)關(guān) S 擲向 1，待測(cè)電阻 RX 與滑動(dòng)變阻器 串 聯(lián)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 至某一位置，讀出電壓表的示數(shù)為 UX； ③保持滑動(dòng)變阻器滑片 P 的位置不變，將開(kāi)關(guān) S 擲向 2，讀出電壓表的示數(shù)為 U0； ④根據(jù)小明的測(cè)量數(shù)據(jù)可以得到待測(cè)電阻的阻值 RX= ．（用 U、 UX、U0、 R0 表示） 【考點(diǎn)】 伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）在該實(shí)驗(yàn)中，電流表測(cè)量電路的電流，電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，故據(jù)此分析即可判斷； （ 2）閉合開(kāi)關(guān)前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；當(dāng)開(kāi)關(guān) S 擲向 1 時(shí)，待測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)待測(cè)電阻兩端的電壓；保持滑動(dòng)變阻器滑片 P 的位置不變，將開(kāi)關(guān) S 擲向 2 時(shí)，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律分別得出等式，解等式即可求出待測(cè)電阻的阻值． 【解答】 解：（ 1）電壓表應(yīng)該和定值電阻并聯(lián)，測(cè)量定值電阻兩端的 電壓．如圖所示： （ 2）開(kāi)關(guān)閉合前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值的 b， 將開(kāi)關(guān) S 擲向 1 時(shí)，待測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由 b 至 a 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 至某一位置，如下圖所示： 第 21 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 則， I= = ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣ ① 保持滑動(dòng)變阻器滑片 P 的位置不變，將開(kāi)關(guān) S 擲向 2 時(shí)，如下圖所示： 則， I′= = ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣ ② 由 ①②兩式可得： Rx= ． 故答案為：（ 1）見(jiàn)上圖；（ 2） ①b； ②串； ④ ． 20．某同學(xué)在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有： 6V 鉛蓄電池組、電流表、電壓表、額定 電壓為 的待測(cè)小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線，規(guī)格為 ”50Ω 1A”和 “10Ω ”的兩種滑動(dòng)變阻器．實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖甲所示． （ 1）正確連接電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最 左 端，然后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么移動(dòng)滑片小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是 燈泡斷路 ． （ 2）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表示數(shù)為 時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈絲的電流為 A，小燈泡的額定功率為 W．當(dāng)電壓表示數(shù)為 1V 時(shí)，燈絲電阻 小于 （選填 “大于 ”“小于 ”或 “等于 ’’） 9Ω． （ 3）為順利完成實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用規(guī)格為 “50Ω 1A” 的滑動(dòng)變阻器． 第 22 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 【考點(diǎn)】 電功率的測(cè)量． 【分析】 （ 1）連接電路時(shí)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大值處； 電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路中電阻很大，可能是斷路了；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源的兩極連接的電路中無(wú)斷路．由此分析原因； （ 2）由電流表的量程和分度值讀數(shù)，由 P=UI 計(jì)算電功率； （ 3）求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器． 【解答】 解： （ 1）為了保護(hù) 電路，由圖知，連接電路時(shí)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大值左端； 電流表指針幾乎不動(dòng)，可能是斷路了；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源的兩極連接的電路中是通路，所以故障的原因可能是燈泡斷路了； （ 2）由圖甲知，電流表的量程為 0﹣ ，分度值為 ，由圖乙知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為 ，燈的額定功率 P 額 =U 額 I 額 = =； 此時(shí)燈泡電阻： RL= = ≈ 9Ω， 因?yàn)闊襞蓦娮桦S溫度升高而增大，隨溫度降低而減小，所以當(dāng)燈泡為 1V 時(shí)，其實(shí)際功率減小，溫度降低，燈絲電阻小于正 常發(fā)光電阻，即小于 9Ω； （ 3）由（ 2）泡正常發(fā)光電路中電流約為： I 額 = 此時(shí)變阻器兩端電壓 U 變 =U﹣ U 額 =6V﹣ =， 變阻器連入阻值： R= = =， 故應(yīng)選 “50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器． 故答案為：（ 1）左；燈泡斷路；（ 2） ； ；小于；（ 3） “50Ω 1A”． 五、解答題（共 2 小題，滿分 13 分） 21．如圖甲所示， R1 的阻值是 20Ω，滑動(dòng)變阻器 R2 消耗的功率 P 與其電阻 R2 的關(guān)系圖象如圖乙所示，則 R2 消耗的最大功率是多少？ 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算；歐姆定 律的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）由圖乙可知，當(dāng) R2=10Ω時(shí)其消耗的電功率，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和 P=I2R求出電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓； （ 2）由圖乙可知，當(dāng) R2 的阻值為 20Ω時(shí)，消耗的功率最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù) P=I2R 求出 R2 消耗的最大功率． 【解答】 解：（ 1）由圖乙可知，當(dāng) R2=10Ω時(shí)， P2=， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，由 P=I2R 可得，電路中的電流： 第 23 頁(yè)（共 25 頁(yè)） I= = =， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，由 I= 可得，電源電壓： U=I（ R1+R2） = （ 20Ω+10Ω） =6V； （ 2）由圖乙可知，當(dāng) R2′=20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大， 此時(shí)電路中的電流： I′= = =， R2 的最大功率： P′=（ I′） 2R2=（ ） 2 20Ω=． 答： R2 消耗的最大功率是 ． 22．如圖甲所示，雙輪電動(dòng)平衡車因其體積小，操控新穎方便，越來(lái)越受到年青人的喜愛(ài)．如表是某雙輪電動(dòng)平衡車的部分技術(shù)參數(shù)． 技術(shù)參數(shù) 車身自重 20kg 最高速度 20km/h 電池 可充 鋰電池 額定工作電壓 60V 電池容量 100Ah （ 1）當(dāng)電動(dòng)平衡車在平直路面上水平向右勻速行駛時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出該車輪受到地面摩擦力的示意圖． （ 2）體重為 600N 的小明站在該雙輪電動(dòng)平衡車上時(shí)，若每個(gè)車輪與地面的接觸面積為20cm2，則地面受到的壓強(qiáng)是多大？ （ 3）該雙輪電動(dòng)平衡車充滿電后，小明騎著它在水平路面上勻速行駛 后，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車的電能剛好消耗了一半．若電動(dòng)平衡車行駛時(shí)受到的阻力為總重的 倍，則此電動(dòng)平衡車的效率約為多少？ 【考點(diǎn)】 壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；摩擦力的示意圖；能量 利用效率；功的計(jì)算． 【分析】 （ 1）力的示意圖是用一個(gè)帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)要素表示出來(lái)，線段的長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭表示力的方向，線段起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)． 第 24 頁(yè)（共 25 頁(yè)） （ 2）電動(dòng)車在水平路面上駕駛時(shí)，對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，受力面積為 2 個(gè)車輪與地面的接觸面積，根據(jù) p= 求出對(duì)地面的壓強(qiáng)； （ 3）由銘牌提供信息，利用 W=UIt=UQ 求雙輪電動(dòng)平衡車一次充電儲(chǔ)存電能（總能量）；求出電動(dòng)車勻速行駛 牽引力做的功（有用能量），利用效率公式求雙輪電動(dòng)平衡車的效率． 【解答】 解：（ 1）電動(dòng) 平衡車在水平直路面上水平向右勻速行駛時(shí)，車輪給地面向后的摩擦力，根據(jù)力的作用是相互的，地面就給后輪向前的摩擦力；故該車輪受到地面摩擦力是水平向右的，過(guò)作用點(diǎn)作一條水平向右的線段，用符號(hào) f 表示，如下圖所示： （ 2）電動(dòng)車在水平路面上駕駛時(shí)，對(duì)地面的壓力： F=G 總 =m 車 g+G 小明 =20kg 10N/kg+600N=800N， 受力面積： S=2 20cm2=40cm2=4 10﹣ 3m2， 對(duì)地面的壓強(qiáng)： p= = =2 105Pa； （ 3）因?yàn)閯蛩傩旭?，?F=f= 總 = 800N=80N， 雙 輪電動(dòng)平衡車的牽引力做功： W 有 =Fs=80N 103m= 105J， 雙輪電動(dòng)平衡車一次充電儲(chǔ)存電能： W 總 =UIt=UQ=60V 10Ah=60V 10A 3600s= 106J， = W 總 = 106J= 106J， 雙輪電動(dòng)平衡車的效率： η= 100%= 100%=80%． 答：（ 1）見(jiàn)上圖； （ 2）地面受到的壓強(qiáng)是 2 105Pa； （ 3）此電動(dòng)平衡車的效率約為 80%． 第 25 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 2022 年 10 月 9 日