小程用图甲所示的电路探究同一电阻，电流与电压的关系。（1）连-优题课

在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

实验次数	滑轮材质	钩码重 $G / N$	提升的高度 $h / m$	有用功 $W_{有用} / J$	拉力 $F / N$	绳端移动的距离 $s / m$	总功 $W_{总} / J$	机械效率。 $η$
1	铝	1	0.1	0.1	0.6	0.3	0.18	$56 %$
2	铝	2	0.1	0.2	1.0	0.3	0.3	$67 %$
3	铝	2	0.2	0.4	1.0	0.6	0.6	$67 %$
4	塑料	2	0.2	0.4	0.8	0.6	0.48	$83 %$
5	塑料	2	0.2	0.4	2.1	0.2	0.42	$95 %$

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码　　，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　　有关。

③比较　　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图　　的装置完成的，判断依据是　　。

⑤利用图甲的装置，把重 $6 N$ 的物体用 $2.5 N$ 的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用　　的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　　。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　　。

$A$ 、焦耳定律

$B$ 、牛顿第一定律

$C$ 、阿基米德原理

$D$ 、欧姆定律

小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为 $15 cm$ 。

（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的　　，利用此原理可以制成　　。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）

（2）小明把蜡烛依次放在 $A$ 、 $B$ 位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示 $(A'$ 、 $B'$ 分别表示蜡烛在 $A$ 、 $B$ 处所成的像）。跟同学们交流后发现：

①成倒立放大像的条件是　　

②成实像时，物距减小，像距　　

（3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜 $18 cm$ 处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是　　。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是　　。（选填“近视镜”或“远视镜”）

如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：

额定电压	$220 V$
频率	$50 Hz$
额定功率	$1100 W$
容量	$1 L$

（1）养生壶正常工作的电阻。

（2）若该养生壶的加热效率为 $80 %$ ，在标准大气压下，将初温是 $12^{°} C$ 的一壶水烧开，需要多长时间？ $(c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)$ ， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}]$

（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“ $1200 r / (kW \cdot h)$ ”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水， $2 \min$ 电能表的转盘转了 $40 r$ ，求电养生壶的实际功率。

节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表：

空车质量	$1380 kg$	最大功率	$100 kW$
轮胎与地面总接触面积	$0.032 m^{2}$	最高时速	$120 km / h$
电池容量	$42 kW \cdot h$	最大续行里程	$260 km$

假如汽车上只有司机一人，质量为 $60 kg$ ，汽车以 $60 km / h$ 的速度匀速行驶 $36 km$ ，耗电 $9 kW \cdot h$ ，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。 $g = 10 N / kg$ ，试问：

（1）电动机的工作原理是　　（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”）电动汽车前进和倒退是通过改变　　来改变电动机的转动方向的。

（2）电动汽车对水平地面的压强是多少？

（3）电动汽车牵引力所做的功是多大？

（4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？

在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有： $6 V$ 的电源一个， $2.5 V$ 的小灯泡（电阻约为 $10 Ω)$ 一个，电流表 $(0 ~ 0.6 A, 0 ~ 3 A)$ 和电压表 $(0 ~ 3 V, 0 ~ 15 V)$ 各一个，“ $50 Ω 2 A$ ”的滑动变阻器 $A$ 和“ $10 Ω 1 A$ ”的滑动变阻器 $B$ 各一个，开关一个，导线若干。

（1）通过估算，你应选用的滑动变阻器是　　（选填“ $A$ ”或“ $B$ ”）。

（2）闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“ $\times$ ”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。

（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路”）。

（4）故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2.5 V$ 时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$ ，小灯泡正常工作时的电阻是　　 $Ω$ ，（小数点后保留1位小数）

（5）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流 $I$ 与电压 $U$ 的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻　　（选填“增大”或“减小”）。