【正文】 （ 1）請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整． （ 2）實驗中，閉合開關，移動滑片．電流表、電壓表都無示數(shù)，而電源、電表和各處導線連接均正常，由此可以判斷電路發(fā)生的故障是 滑動變阻器斷路 ． （ 3）排除故障后進行實驗，當電壓表示數(shù)為 時電流表的示數(shù)如圖（乙）所示，這時電流為 A，他們利用此組數(shù)據(jù)計算出該待測電阻 Rx的阻值為 8 Ω，結束了實驗．請你針對該實驗設計提出改進意見． 答： 移動滑片改變 U、 I 的值進行多次測量后取平均值 ． 【考點】 伏安法測電阻 的探究實驗． 【分析】 （ 1）本實驗中，待測電阻、電流表、滑動變阻器應串聯(lián)入電路中，電壓表測待測電阻兩端電壓，由此連接實物； （ 2）電流表無示數(shù)，則說明電路可能發(fā)生斷路；電壓表無示數(shù)，說明電壓表到電源間有斷路； （ 3）確定電流表的量程和分度值，讀出電流值，并根據(jù)歐姆定律計算出 Rx的阻值； 測量定值電阻的阻值時，為減小誤差，應多測幾組數(shù)據(jù)求平均值． 【解答】 解： （ 1）伏安法測量電阻的實驗中，待測電阻 Rx、電流表、滑動變阻器應串聯(lián)入電路中，并且滑動變阻器一上一下接，電壓表與待測電阻并聯(lián)，電源電壓 3V，所以電壓使 用 0﹣ 3V 量程，如圖所示： ； （ 2）閉合開關，移動滑片．電流表無示數(shù)，說明電路中可能有斷路發(fā)生，電壓表無示數(shù)，說明電壓表到電源間電路有斷路，而電源、電表和各處導線連接均正常，由此可以判斷電路發(fā)生的故障是滑動變阻器斷路了； （ 3）由圖乙知，電流表的量程為 0～ ，分度值為 ，所以當電壓表示數(shù)為 時電流表的示數(shù) ； 由 I= 可得： Rx= = =8Ω； 測定值電阻的阻值，為減小誤差應多測幾組數(shù)據(jù)求平均值，只測一組數(shù)據(jù)，誤差較大，所以應移動滑片改變 U、 I 的值進行多次測量后取平均值． 故答 案為： （ 1）見上圖；（ 2）滑動變阻器斷路；（ 3） ； 8；移動滑片改變 U、 I 的值進行多次測量后取平均值． 【點評】 此題是 “伏安法測量電阻 ”的實驗，考查了實物電路的連接及電路圖的畫法，同時考查了電流表的讀數(shù)及電路故障的分析，伏安法測電阻綜合性較強，涉及歐姆定律的應用和電流表、電壓表、滑動變阻器的使用，這些都是?？嫉膯栴}，要掌握好． 21．據(jù)中國軍報 2022 年 3 月 1 日報道，我國第一艘自航式浮船塢 “華船一號 ”首航成功，標志著大型戰(zhàn)艦修理由岸基定點保障向遠海機動保障實現(xiàn)突破．浮船塢是一種可以移動并能浮沉的凹 字形船艙，如圖所示．它不僅可用于修、造船舶，還可用于打撈沉船，運送深水船舶通過淺水的航道等．浮船塢的工作原理與潛水艇類似．浮船塢的底部有浮箱，由帶有閥門的水箱組成．開閥門可使水進入水箱，浮船塢下沉，牽引待修船完全進入船塢后，再排出水箱內(nèi)的水，浮船塢便托起待修船浮出水面，此時可對船進行各種維修．某浮船塢空載時排開水的質(zhì)量為 104t，以最大速度勻速直線航行 9km 用時 ，所受阻力是船塢重的 倍．取 g=10N/kg．則： （ 1）浮船塢空載時排開的水的體積是多少 m3？ （ 2）若要托起一萬噸的 “名 揚號 ”貨輪出水進行修理，浮船塢受到的浮力是多少 N？ （ 3）托起 “名揚號 ”后，浮船塢的敁大航速是多少 m/s？（結果保留一位小數(shù)） 【考點】 阿基米德原理；速度公式及其應用． 【分析】 （ 1）已知浮船塢空載時排開水的質(zhì)量，根據(jù) V 排 = 可計算空載時排開水的體積； （ 2）浮船塢托起名揚號貨船時，整體處于漂浮狀態(tài)，浮力 =總重力，據(jù)此求解； （ 3）根據(jù)題意可算出浮船塢空載時的最大速度；由于浮船塢發(fā)動機的最大功率一定，且浮船塢勻速運動，根據(jù) P=Fv=fv 可知，速度與阻力成反比；求出兩種情況下阻力之比，可求得兩種情況下最大 速度之比，從而求得浮船塢托起名揚號貨船時的最大速度． 【解答】 解：（ 1）根據(jù) ρ= 可得，浮船塢空載時排開水的體積： V 排 = = = 104m3； 2）浮船塢空載時處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可得，浮船塢的自重： G1=F 浮 =G 排 =m 空排 g= 104 103kg 10N/kg= 108N． “名揚號 ”貨輪的重： G2=m2g=1 104 103kg 10N/kg=1 108N． 托起名揚號貨輪后，只有浮船塢受到浮力的作用，整體處于漂浮狀態(tài)， 所以此時浮船塢受到的浮力： F 浮 ′=G1+G2= 108N+1 108N= 108N； （ 3）空載時浮船塢的最大航速： v1= = =5m/s； 根據(jù)題意可知，浮船塢托起名揚號貨船后與浮船塢空載時所受阻力之比： = = = = ， 因為浮船塢發(fā)動機的最大功率一定，且浮船塢勻速運動，根據(jù) P=Fv=fv 可知，速度與阻力成反比， 所以，浮船塢托起名揚號貨船后與浮船塢空載時最大速度之比： = = ， 則托起名揚號貨船后浮船塢的最大航速： v2= v1= 5m/s≈ ． 答：（ 1）浮船塢空載時排開的水的體積是 104m3； （ 2）若要托起一萬噸的 “名揚號 ”貨輪出水進行修理，浮船塢受到的浮力是 108N； （ 3）托起 “名揚號 ”后，浮船塢的最大航速是 ． 【點評】 本題主要考查了密度、漂浮條件、阿基米德原理、功率等知識和相關計算；第 3小題隱含了浮船塢發(fā)動機的最大功率一定，利用 P=Fv=fv 并根據(jù)阻力之比來求最大速度之比是難點． 22．（ 10 分）（ 2022?黃石模擬）如圖所示電路中．電源電壓保持不變，小燈泡 L 上標有 “6V 3W”，且電阻不隨溫度變化，閉合開關 S，讓滑動變阻器的滑片 P 從 a 端開始向移動到 c 點，Rbc= Rac．這一過程中，電流表示數(shù)變化了 ，電路消耗的總功率變化了 ，小燈泡消耗的電功率沒有超過額定功率，求： （ 1）小燈泡正常工作時的電阻． （ 2）電源電壓． （ 3）滑片 P 移動的過程中電壓表示數(shù)的最大值． （ 4）滑片 P 移動的過程中滑動變阻器電功率的最大值． 【考點】 歐姆定律的應用． 【分析】 由電路圖可知，燈泡 L 與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流． （ 1）燈泡燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù) P=UI 求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻； （ 2）知道電路中電 流的變化量和電路消耗總功率的變化量，根據(jù)電源的電壓不變時 △ P=U△ I 求出電源的電壓； （ 3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律分別表示出兩種情況下的電流，求出滑動變阻器的最大阻值，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電壓表的示數(shù)最大； （ 4）由串聯(lián)電路特點和歐姆定律表示出電路中電流，由 P=I2R 表示滑動變阻器的功率，從而計算出變阻器的最大功率值． 【解答】 解： 由電路圖可知，燈泡 L 與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流． （ 1）由 P=UI 可得，燈泡正常發(fā)光時的電流： IL= = =， 由 I= 可得，小燈泡的電阻： RL= = =12Ω； （ 2）因電源的電壓不變， 所以，由 △ P=U△ I 可得，電源的電壓： U= = =12V； （ 3）由題知， Ic﹣ Ia=， 由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得： ﹣ = ﹣ =， 整理可得： Rab2﹣ 30Rab+216=0， 解得： Rab=12Ω，或 Rab=18Ω， 當時 Rab=12Ω，電路中的電流分別為： Ia= = =， 所以： Ic=Ia+=+=， 串聯(lián)電路中電流處處相等，所以 P 在 c 點時，電流超過的燈泡的額定電流 ，則燈泡消耗功率超過額定功率，不合理，故舍去； 當時 Rab=18Ω，電路中的電流分別為： Ia= = =， 所以： Ic=Ia+=+=，電流不超過燈泡的額定電流，符合題意． 當滑片在 a 端，變阻器連入阻值為它的最大值，此時變阻器兩端分得電壓最大，所以滑片 P移動的過程中電壓表示數(shù)的最大值： UV 最大 =IaRab= 18Ω=； （ 4）由串聯(lián)電路特點和歐姆定律和 P=I2R，滑動變阻器的功率： P=（ ） 2 R 滑 = R 滑 = R 滑 ， 由上式可知，當 R 滑 =12Ω， P 有最大值， P 最大 = 12Ω=3W． 答：（ 1）小燈泡正常工作時的電阻為 12Ω． （ 2）電源電壓為 12V． （ 3）滑片 P 移動的過程中電壓表示數(shù)的最大值 ． （ 4）滑片 P 移動的過程中滑動變阻器電功率的最大值為 3W． 【點評】 本題考查了串聯(lián)電路特點、歐姆定律公式、電功率公式的應用，解題的關鍵是由電路中電流變化計算出滑動變阻器的最大值，本題在計算變阻器的最大功率值還用到數(shù)學求極值，有一定難度．