若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的-优题课

一天小明家中的 $IC$ 电能表上的余额用完了，电能表便切断了电路，小明的父亲将存有300元的 $IC$ 卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电　500　 $kW \cdot h$ ，为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为前为 $IC$ 卡电能表充值。

如图所示，电源电压可调，灯泡 $L$ 规格为“ $15 V 45 W$ ”，且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“ $0 ~ 0.6 A$ ”和“ $0 ~ 3 A$ “，滑动变阻器的规格分别为“ $25 Ω 2 A$ ’和“ $10 Ω 3 A$ ”。

（1）将电源电压调到 $18 V$ ，闭合开关，移动 $P$ ，可使灯泡正常发光。求灯泡正常发光时的电阻和灯泡消耗的最小功率。

（2）将电源电压调到 $15 V$ ，用定值电阻 $R_{0}$ 替换灯泡， $P$ 置于中点 $A$ ，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电流表量程和变阻器 $R)$ 。然后将 $P$ 从 $A$ 移到最左端 $B$ ，两表示数的 $I - U$ 关系如图所示。通过计算判断所用变阻器的规格。

如图所示，某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为 $1600 N$ 的建材由斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为 $30 °$ ，斜面高为 $4.5 m$ ，建材移动的速度为 $0.4 m / s$ ，电动机的输出功率为 $400 W$ ，斜面的效率与整个装置的效率之比 $η_{1} : η_{2} = 10 : 9$ ．（忽略定滑轮处摩擦及绳重）求：

（1）对建材做的有用功。

（2）斜面的效率。

（3）电动机消耗的电能。

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 $P_{最大} : P_{最小} =$ 　　。

探究水对容器底的压强。将一由 $A$ 和 $B$ 构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。 $A$ 、 $B$ 的横截面积分别为 $S_{A}$ 和 $S_{B}$ ，且 $S_{A} = 2 S_{B} = 40 c m^{2}$ ．（容器壁的厚度忽略不计， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 。实验过程如下：

①将容器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，且电子秤的示数为零，如图所示。

②往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中。

③继续往容器内缓慢倒入 $60 g$ 水后，水进入了容器中 $B$ 部分，且在 $B$ 内的高度为 $1 cm$ 。然后在容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。

④计算水对容器底的压强

次数	1	2	3	4	5	6
容器内水的质量 $/ g$	60	100	160	240	300	360
电子称的读数 $/ g$	60	100	160	280	400
容器内水的深度 $/ cm$	1.5	2.5	4	7	10	13
水对容器的压强 $/ Pa$	150	250	400	700	1000	1300

回答下列问题：

（1）将表格中的空白处补充完整。

（2）分析表中数据可知：水对容器底的压强与水的深度　　。若在一底面积为 $40 c m^{2}$ 的圆柱形容器中装入 $300 g$ 水，水对容器底的压强为　　 $Pa$ ，与表格中第5组数据对比可知，水对容器底的压强与水受到的重力大小　　（选填“有关”或“无关” $)$ 。

（3）容器 $A$ 部分的高度为　　 $cm$ 。

【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中， $B$ 内水面上升了 $1 cm$ ，电子秤的读数增加了 $80 g$ ，则合金块的密度为　　 $g / c m^{3}$ 。