半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大，-优题课

半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大，如图甲所示是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料电阻的特性，某物理兴趣小组的同学设计了如图乙所示的电路，用来测量某一环境的温度，已知定值电阻R₀=10Ω，电源电压保持不变。

（1）当环境温度为20℃时，电流表的示数为0.2A，电源电压是多少？
（2）电流表的示数为0.4A时，当时的环境温度是多少？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：欧姆定律的应用

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3 V$ 的电源 $U$ 、阻值为 $10 Ω$ 的电阻 $R$ 、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$ 相连的滑片 $P$ 平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$ 停在最上端 $a$ 点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m = 30 kg$ 时，滑片 $P$ 刚好处于最下端 $b$ 点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1 \min$ 在电阻 $R$ 上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U' = 1.2 V$ 时，被称量物体的质量 $m'$ 为多少？

如图所示的电路中，电源电压恒为 $6 V$ ，电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $2 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ 上标有“ $10 Ω 3 A$ ”的字样，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 3 W$ ”的字样，电流表的量程为 $0 - 3 A$ 。

（1）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S$ 都闭合时，电流表的示数为 $2 A$ ，求 $R_{2}$ 消耗的电功率；

（2）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都断开， $S$ 闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的 $\frac{2}{3}$ ，求滑动变阻器 $R_{2}$ 接入电路的最小阻值。

2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开。现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体 $A$ 代替沉船，已知 $A$ 的体积为 $0.1 m^{3}$ ，质量为 $280 kg$ （设整个过程 $A$ 均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）

（1） $A$ 完全浸没在水中时受到的浮力是多大？ $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$

（2）若 $A$ 完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 $60 %$ ，那么 $A$ 完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力 $F$ 为多大？

（3）若 $A$ 完全打捞出水面后，以 $0.1 m / s$ 的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力 $F$ 的功率。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 $8 kg$ 的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在 $4 \min$ 内完全燃烧了 $1.4 kg$ 的煤，水的比热容为 $4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)$ ，煤的热值约为 $3 \times 10^{7} J / kg$ ，求：

（1）经过 $4 \min$ 时间加热，水所吸收的热量。

（2）煤炉烧水时的热效率。

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡 $L$ 标有“ $6 V 3 W$ ”的字样，滑动变阻器 $R_{1}$ 的阻值变化范围为 $0 ~ 36 Ω$ ，当 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 和 $S_{3}$ 都闭合，滑动变阻器的滑片滑到 $a$ 端时，小灯泡 $L$ 刚好正常发光，电流表示数为 $0.75 A$ ．（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：

（1）电源电压；

（2） $R_{2}$ 的阻值；

（3）在功率不为0的情况下，电路中最小功率与最大功率之比。