暑期持续的桑拿天，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾-优题课

暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生．调查发现，起火原因都是电路超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．请回答：
（1）“超负荷”是指电路中的_______过大（电流、电阻）；
（2）火灾发生的理论依据是___________________________（选填物理规律）；
（3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取的措施：_____________________________．

科目物理题型综合题难度中等

知识点：安全用电原则家庭电路电流过大的原因

在赤峰市某中小学科技小制作活动中，小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯，原理图如图所示，其中灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 6 W$ ”字样。当开关 $S$ 接 $a$ 时， $L$ 恰好正常发光；当开关 $S$ 接 $b$ 时， $L$ 中的电流为 $0.2 A$ ． $R_{1}$ 为定值电阻，且电源电压和小灯泡 $L$ 电阻保持不变。求：

（1）小灯泡 $L$ 的电阻及电源电压；

（2） $R_{1}$ 的阻值；

（3）开关 $S$ 接 $b$ 时，小灯泡 $L$ 的实际功率；

（4）开关 $S$ 接 $b$ 时， $10 s$ 时间内 $R_{1}$ 上产生的热量。

如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数 $F$ 与圆柱体下降高度 $h$ 关系如图乙所示。 $(g = 10 N / kg$ ；水的密度约为 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$

求：

（1）圆柱体的重力；

（2）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到的水的压强；

（3）圆柱体的密度。

阅读短文，回答问题：

阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72 m$ ，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5 m$ ；机长 $22.4 m$ ，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300 kg$ ，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70 kW$ 的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000 m$ 的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500 m$ 高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，这个密度值表示的物理意义是：　　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30 \min$ 的时间内产生　　 $kW \cdot h$ 的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

马剑同学利用如图甲所示电器，测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据，已知电源电压恒定，当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中，两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示，当通过电动机的电流大于 $0.4 A$ 时，电动机转子才转动。

（1）开关 $S$ 闭合前，滑动变阻器滑片应滑至最　　端（选填“左”或“右”）；由图可知电源电压为　　 $V$ ，其中　　（选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ 是表示 $V_{1}$ 与 $A$ 变化的规律；

（2）求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值；

（3）在这个过程中，求电动机的最大输出功率；当电动机输出功率最大时，求电动机的效率。

近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 $m$ ，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。

（1）该汽车匀速爬上倾角为 $30 °$ 的斜坡时，汽车的动能　　，重力势能　　，机械能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）若斜坡长为 $L$ ，爬坡速度为 $v_{1}$ ，求汽车爬坡所用时间；

（3）如果该汽车以 $v_{2}$ 的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 $P$ ，行驶 $t_{2}$ 时间内，消耗的电能为 $E$ ，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；

（4）若汽车在相同的水平路面上以 $\frac{1}{2} v_{2}$ 的速度匀速行驶时间为 $t_{3}$ ，试求牵引力在 $t_{3}$ 时间内做的功。