在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所-优题课

在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R₁和R₂是两根电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：

1．如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R₁和R₂的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，分别对应哪一档加热功率?
2．小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。
3．使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度不再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么?

科目物理题型实验题难度中等

知识点：电功率的计算热平衡方程的应用欧姆定律的应用

小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。

（1）为了保护电路，闭合开关 $S_{1}$ 前，应将滑片 $P$ 移到滑动变阻器的　　 $($ “ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端。

（2）闭合开关 $S_{1}$ ，将单刀双掷开关 $S_{2}$ 扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为 $I_{1}$ ，如图乙所示， $I_{1} =$ 　　 $A$ ；

（3）将开关 $S_{2}$ 扳向“2”，保持滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值 $R$ ，使电流表的示数仍为 $I_{1}$ ，此时 $R = 5 Ω$ ；则步骤（2）中小灯泡的电阻 $R_{1} =$ 　　 $Ω$ ，测量小灯泡电阻的方法是　　（选填“控制变量法”或“等效替代法” $)$ ；

（4）步骤（2）小灯泡的实际功率 $P_{1} =$ 　　 $W$ ；

（5）若小灯泡的额定电流为 $I_{0} = 2 I_{1}$ ，以下关于灯泡额定功率 $P_{0}$ 与实际功率 $P_{1}$ 的数值关系，你认为最有可能的是　　。

$A$ ． $P_{0} = 2 P_{1} B$ ． $P_{0} = 3 P_{1}$ $C$ ． $P_{0} = 4 P_{1} D$ ． $P_{0} = 5 P_{1}$

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球 $m$ 和 $M (M$ 的质量大于 $m)$ ，分别不从同的高度 $h$ 和 $H (H > h)$ 静止开始放下，观察木块 $B$ 被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。

（1）小明通过观察木块 $B$ 移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是　　（选填“控制变量法”或“转换法” $)$ ；若水平面绝对光滑，本实验将　　（选填“能”或“不能” $)$ 达到探究目的。

（2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与　　有关。

（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　　（选填“正确”或“错误” $)$ ，理由是：　　。

夏天我们经常使用电风扇，电风扇吹出风的强度与什么因素有关？对此小明提了两个猜想，并利用玩具电风扇来进行探究。

猜想一：电风扇吹出风的强度与距离电风扇的远近有关；

猜想二：电风扇吹出风的强度与扇叶的转速有关；

为证实上述猜思小明同学设计了如图甲所示装置：将纸板 $B$ 固定在支架上，纸板 $A$ 与轻杆固定后悬挂在纸板 $B$ 上的转轴 $O$ 处，纸板 $A$ 和轻杆可绕转轴 $O$ 自由摆动，将电风扇放在左侧正对纸板 $A$ ．图中 $s$ 是纸板 $A$ 自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离， $θ$ 是纸板 $A$ 问右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角， $θ$ 越大，说用电风扇吹出风的强度越强。

（1）探究猜想一：保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使 $s$ 分别等于 $0.3 cm$ 、 $0.5 cm$ 、 $0.7 cm$ 、 $0.9 cm$ ，在纸板 $B$ 上分别标下纸板 $A$ 稳定时轻轩的位置 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ ，如图乙所示，可知猜想一是　　（选“正确”或“错误” $)$ 的。

（2）探究猜想二：小明同学将一个滑动变阻器与电风扇的电动机　　（选填“串联”或“并联” $)$ ，在探究过程中，还要保持　　不变。

（3）你认为电风扇吹出风的强度还可能与　　有关。（写出一个合理的答案）

小明利用如图甲所示装置探究冰块熔化的特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。

（1）冰的熔化过程持续了　　 $\min$ 。

（2）图乙是他根据记录的数据绘制的“温度 $- -$ 时间”图象，由图象可知：冰属于　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$ ，这样判断的依据是　　。

（3）图乙中第 $4 \min$ 时，物质处于　　态。

（4）图乙中，物体在 $A$ 点时其有的内能　　（选填大于”、“小于”或“等于” $)$ 在 $B$ 点时的内能。

在测量“小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供的实验器材有：

$A$ ．电源（电压为 $4.5 V)$ ，

$B$ ．电流表 $A_{1}$ （量程为 $0 - 0.6 A$ ，电阻为 $0.5 Ω)$

$C$ ．电流表 $A_{2}$ （量程为 $0 - 3 A$ ，电阻为 $0.2 Ω)$

$D$ ．电压表 $V_{1}$ （量程为 $3 V$ ，内阻为 $3 kΩ)$

$E$ ．电压表 $V_{2}$ （量程为 $15 V$ ，内阻为 $1 kΩ)$

$F$ ．滑动变阻器 $R$ （阻值 $0 - 10 Ω)$

$G$ ．定值电阻 $R_{0} = 800 Ω$

$H$ ．待测小灯泡 $L$ （额定电压为 $3.8 V$ ，额定功率大约是 $1.2 W)$

$I$ ．开关 $S$ 一个，导线若干

实验要求：既要保证电路安全，又要提高测量精确度；为了减小系统误差，测量时电表示数应大于量程的三分之一。则

（1）根据实验要求，电流表应选　　，电压表应选　　（选填器材前的字母代号）。

（2）根据实验要求，在虚线方框内画出实验电路图（其中部分电路已画出）。

（3）根据实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来使之成为实验电路（其中部分导线已连接好）。

（4）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到　　端（选填实物图中“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ ；正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，仔细检查电路各部分均接触良好，其原因可能是　　。