如图所示，电源电压为6V，R为30Ω0.25A滑动变阻器，R-优题课

如图所示，电源电压为6V，R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器，R₁为“10Ω 0.4A”电阻，电压表量程为0–3V．图中虚线框内接有一只“20Ω 0.3A”电阻R₂（未画出）．已知：① 闭合S₁和S₂，断开S₃时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电路中总电流为0.2A；② 断开S₁，闭合S₂、S₃，调节R，使其接入电路的阻值为6Ω，此时电压表的示数为1.0V．

⑴在情形①中，求电路的总电阻；
⑵请在答题卷的图中画出虚线框内的电路；
⑶当闭合所有开关时，为保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．

科目物理题型综合题难度中等

知识点：串、并联电路的设计

研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。（ $ρ_{泥} ＝ 1.2 g / c m^{3} ， ρ_{水} ＝ 1.0 g / c m^{3}$ ，半球的体积公式是 $V = \frac{2}{3} π R^{3}$ ， $π 取 3$ ， $\sqrt[3]{4.5} 取 1.65$ ）

（1）橡皮泥放入水槽前，水的深度是 $0.1 m$ ，求水对水槽底部的压强；

（2）求橡皮泥的体积；

（3）橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少？

（4）橡皮泥“小碗”的厚度 $d$ 要满足什么条件，才能够漂浮在水面上？

小明用“伏安法”测量未知电阻 $R$ 的阻值。

（1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大、电压表选择合适的量程。

（2）闭合开关前要将滑动变阻器的滑片调到＿＿＿＿端。

（3）电压表的示数为 $1.5 V$ 时，电流表的示数如图丙所示为＿＿＿＿ $A$ ，可算出电阻R的阻值为＿＿＿＿ $Ω$ 。

（4）他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值，算出对应的电阻值及电阻的平均值，计算电阻的平均值的目的是＿＿＿＿。

（5）测出电阻R的阻值后，小明还对标有 $2.5 V$ 的小灯泡的电阻进行了测量，他测量了多组数据，如下表所示。

次数	1	2	3	4	5
电压U/V	2.5	2.1	1.7	0.9	0.1
电流I/A	0.28	0.26	0.24	0.19	0.05
电阻R/Ω	8.93	8.08	7.08	4.74	2.00
小灯泡亮度	亮度越来越暗

小明发现 $5$ 次测量的电阻值相差较大，和其他小组交流发现都存在类似情况，且小灯泡的电阻随电压减小而减小，亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的，而是小灯泡电阻受＿＿＿＿影响；亮度越来越暗，是小灯泡两端电压越来越小，实际功率变　＿＿＿＿的缘故。

某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关 $S$ ，将重物从样品正上方 $h = 5 m$ 处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数 $I$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻 $R$ 随压力 $F$ 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 $U = 12 V$ ，定值电阻 $R_{0} = 10 Ω$ ，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作　　速直线运动，其重力势能转化为　　能；

（2） $0 ~ t_{1}$ 时间内，重物在空中下落，电流表示数是　　 $A$ ，压力传感器的电阻是　　 $Ω$ ；

（3） $t_{1} ~ t_{3}$ 时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是　　 $A$ ，样品受到的最大撞击力是　　 $N$ ；撞击后重物静止在样品上，定值电阻 $R_{0}$ 的功率是　　 $W$ ；

（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？

如图1所示，某打捞船打捞水中重物， $A$ 是重为 $600 N$ 的动滑轮， $B$ 是定滑轮， $C$ 是卷扬机，卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组 $AB$ 竖直提升水中的重物，如图2所示，体积为 $0.3 m^{3}$ 的重物浸没在水中，此时钢丝绳的拉力 $F$ 的大小为 $1.0 \times 10^{3} N$ ，摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg$ 。问：

（1）当重物底部位于水面下 $5 m$ 深处时，水对重物底部的压强是　　 $Pa$ ；

（2）重物浸没在水中时受到三个力，其中浮力大小为　　 $N$ ，重力大小为　　 $N$ ；

（3）当重物逐渐露出水面的过程中，重物浸入水中的体积不断减小，打捞船浸入水中的体积不断变　　；重物全部露出水面和浸没时相比，打捞船浸入水中的体积变化了　　 $m^{3}$ ；

（4）重物全部露出水面后匀速上升了 $1 m$ ，钢丝绳末端移动了　　 $m$ 。此过程中滑轮组的机械效率是多少？

图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有 $5 L$ 的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知小厨宝正常工作时的电压为 $220 V$ ，额定功率为 $2200 W$ ，水的比热容为 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ 。问：

（1）该小厨宝内胆装有水的质量为　　 $kg$ ；

（2）由图象可知，加热 $5 \min$ ，水温升高了　　 $^{°} C$ ，吸收的热量为　　 $J$ ；

（3）本次加热小厨宝消耗了　　 $J$ 的电能，该小厨宝的发热电阻阻值为多少？