如图是某实验小组设计的加热器的简化电路图。R1、R2是发热电-优题课

如图是某实验小组设计的加热器的简化电路图。R₁、R₂是发热电阻，R₂阻值是15Ω，电源电压是12V。该加热器有高温和低温两个档位，低温档的电功率是6W。

试求：（1）低温档时，电路中的电流是多少？
（2）R₁ 的电阻是多少？
（3）高温档时的电功率是多少？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：电功率的计算

为响应国家提出的"节能减排，低碳生活"的号召。质量为 $60 kg$ 的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为 $15 kg$ ，轮胎与水平地面的总接触面积为 $30 c m^{2}$ ，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 。求：

（1）小明和自行车的总重力；

（2）他骑行时自行车对地面的压强；

（3）若他在水平路面上 $5 \min$ 内匀速骑行了 $1500 m$ ，则他骑行时的功率是多大。

综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示， $ab$ 为长 $10 cm$ 、阻值 $25 Ω$ 的电阻丝，其阻值与长度成正比，滑片 $P$ 左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片 $P$ 位于 $a$ 端，电源电压恒为 $6 V$ ，弹簧电阻恒为 $1 Ω$ ， $R_{0}$ 为 $4 Ω$ ，其余部分电阻不计，电流表量程为 $0 ~ 0.6 A$ 。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。

（1）虚线框内接线柱"1"应与　　（选填"2"或"3" $)$ 连接。

（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时， $R_{0}$ 消耗的功率多大？

（3）弹簧的伸长量△ $L$ 与所受拉力 $F$ 之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大？

（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程 $0 ~ 3 V)$ 与 $R_{0}$ 并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升　　 $%$ 。

（5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变， $R_{0}$ 的阻值应不小于　　 $Ω$ 。

2021年5月，我国自主设计的"祝融号"火星车成功着陆火星，如图所示，实现了我国航天史上的新突破，已知同一物体在火星上的重力是地球上的 $\frac{3}{8}$ 。（地球表面 $g$ 取 $10 N / kg)$

（1）火星车依靠太阳能工作，太阳能　　（选填"属于"或"不属于" $)$ 可再生能源，车的质量为 $240 kg$ ，它从地球上到火星上质量　　（选填"变大""变小"或"不变" $)$ 。

（2）火星车在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为 $300 c m^{2}$ ，则车对火星表面的压强是多少帕？

一位设计师设计了一种"重力灯"。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种"重力灯"的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为 $25 kg$ 的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为 $2.4 m$ 的过程中，就可以供一个标有" $3.6 V 1 W$ "字样的 $LED$ 灯持续正常发光 $4 \min$ 。 $(g$ 取 $10 N / kg)$

（1）甲图虚线框内一定有　　，它的工作原理是　　。

（2）求重物下落时，重力做功的功率。

（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。

（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的 $a$ 、 $b$ 两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出 $3.6 V$ 电压）。 $R_{0}$ 为标有" $5 Ω 0.3 A$ "的定值电阻，滑动变阻器 $R_{1}$ 标有" $50 Ω 1 A$ "，电流表选择量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表选择量程为 $0 ~ 3 V$ 。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。

若滑冰运动员以固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行 $40 m$ 用时 $10 s$ 。已知运动员和滑冰鞋的总质量为 $50 kg$ ，滑行过程中冰面的受力面积为 $2.5 \times 10^{- 4} m^{2}$ 。 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）运动员的滑行速度。

（2）冰面受到的压力。

（3）此时冰面受到的压强。