小明利用如图1所示的电路探究串、并联电路中电流的关系。（1）-优题课

小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“。

（1）探究串联电路中电流的关系。

①用笔画线代替导线将开关 $S_{3}$ 连入电路中。（要求：只闭合开关 $S_{3}$ 后， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 以及电流表串联；导线不许交叉）

②小明将 $S_{3}$ 闭合后，发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在 $R_{1}$ 两端时，电压表与电流表均无示数；接在 $R_{2}$ 两端时，电压表有示数，电流表无示数。电路中的故障是　　。小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等。

（2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系。

①各开关的连接情况是　　（填写各开关断开或闭合）。

②分析实验中各电流表的读数（如图2所示），可知并联电路中电流的关系是：　　。

③电阻 $R_{1} : R_{2} =$ 　　。

（3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：　　。

【拓展】在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比 $P_{最大} : P_{最小} =$ 　　。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：探究串并联电路中的电流特点实验

如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释：为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？

宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压砂瓜，被称为“石头缝里长出的西瓜”，如图所示。每到种植季节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中，这样可以利用砂石有效蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被冻伤。请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析：为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后，能起到保温作用？

平衡车作为一种新兴的代步工具，深受年轻人的喜欢，小明最近购入一台平衡车，如图所示。他仔细阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下：

平衡车整车参数		电池参数
净重	$12 kg$	工作电压	$36 V$
最高车速	$16 km / h$	电池容量	$2.5 Ah$ 锂电池
电动机额定功率	$900 W$	智能 $BMS$	过压 $/$ 欠压 $/$ 短路 $/$ 过热保护
最大载重	$85 kg$	智能 $BMS$
轮胎与地面总接触面积	$100 c m^{2}$

（1）该平衡车在水平路而正常行驶时，对地面产生的最大压强是多少？（要有计算过程）

（2）该平衡车的电池充满电后，所储存的电能为　　 $J$ 。

（3）平衡车脚踏位置布满花纹，其作用是　　。

人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的 $LED$ 灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：

（1） $LED$ 灯正常发光时的电流是多大？

（2） $LED$ 灯正常发光时的电阻是多大？

（3）正常工作 $10 h$ ，使用 $LED$ 灯比白炽灯要节约多少电能？

类型	$LED$ 灯	白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24伏	220伏
响应时间	$10^{- 9}$ 秒	$10^{- 3}$ 秒
额定功率	12瓦	100瓦

在中国科技馆”探索与发现”展厅里，有一件十分神奇的展品一磁液宝塔，如图甲所示。磁液是一种具有磁性的液体，它既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料的磁性。磁液槽中有三个圆锥体，当用手转动展台下方的手柄时，磁液就会沿圆锥体爬升，手柄转动速度越大，磁液爬升的速度也越大，如图乙所示手柄停止转动后，爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽。

请根据以上介绍，从力学或电磁学角度提出一个物理问题，并用所学的物理知识进行解释。