小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率（1）①图-优题课

电炉子是根据电流的　　效应制成的。如图所示，电炉丝热得发红，而和它相连接的铜导线却几乎不发热，为什么？

自行车是一种常见的交通工具，既轻便又环保，自行车在设计上用到许多物理知识，请你找出2个设计，并说出所包含的物理知识。

	设计	包含的物理知识
示例	自行车手闸	省力杠杆
1
2

某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压 $U$ 恒为 $15 V$ ，定值电阻 $R_{0} = 10 Ω$ ， $R_{1}$ 为一竖直固定光滑金属棒，总长 $40 cm$ ，阻值为 $20 Ω$ ，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片 $P$ 固定在弹簧下端且与 $R_{1}$ 接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体 $M$ 通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重 $80 N$ ，高 $60 cm$ ，底面积为 $100 c m^{2}$ ．当水位处于最高位置 $A$ 时， $M$ 刚好浸没在水中，此时滑片 $P$ 恰在 $R_{1}$ 最上端；当水位降至最低位置 $B$ 时， $M$ 的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力 $F$ 与其伸长量△ $L$ 的关系如图乙所示。闭合开关 $S$ ，试问：

（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度　减小　，电压表示数　　。（两空均选填“增大”或“减小” $)$

（2）当水位处于位置 $A$ 时，电压表的示数为多少？

（3）水位由位置 $A$ 降至 $B$ 这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？

（已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$

我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为 $50 kg$ ，最高速度为 $25 km / h$ 。 $g$ 取 $10 N / kg$ 。试问：

（1）对蓄电池充电时，电能转化为　　能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是　　。

（2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为 $100 W$ ，充满电需要 $5 h$ ，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？

（3）蓄电池充满电后，其储存电能的 $75 %$ 用于车克服阻力做功，当质量为 $70 kg$ 的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的 $\frac{1}{40}$ ，则车最多能行驶多少小时？

（4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的　　较大，以减小行车危险。

在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压 $U$ 恒为 $8 V$ ，滑动变阻器规格为“ $20 Ω 2 A$ “，小灯泡的额定电压 $U_{额} = 2.5 V$ ，额定功率小于 $1.2 W$ ，两个阻值分别为 $10 Ω$ 、 $20 Ω$ 的定值电阻 $R_{0}$ 可供选择。

（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。

（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为 $2.5 V$ 时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为　1.05　 $W$ 。

实验次数物理量	1	2	3	4	5
电压 $/ V$	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流 $/ A$	0.24	0.32	0.38		0.44
电功率 $/ W$

（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而　　。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是 $R_{0} =$ 　　 $Ω$ 的定值电阻。

（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“ $0 ~ 15 V$ ”，请将以下实验步骤补充完整。

①检查电路无误后，闭合开关 $S$ ，将开关 $S_{1}$ 拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为　　；

②滑片不动，再将开关 $S_{1}$ ，拨至“2”，读出电压表示数为 $U_{0}$ ；

③小灯泡的额定功率： $P_{额} =$ 　　。（用 $U_{额}$ 、 $U_{0}$ 、 $R_{0}$ 表示）

若步骤②中，在将开关 $S_{1}$ 拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值　　（选填“偏大”或“偏小” $)$ 。