今年春节，小明帮爸爸安装彩灯，爸爸说：照明灯具迈进了新的时代-优题课

今年春节，小明帮爸爸安装彩灯，爸爸说：照明灯具迈进了新的时代。前些年，白炽灯还是照明灯具的主力军，人们为延长白炽灯的使用寿命，在楼道里常把两只相同的白炽灯串联起来使用。但这样两只灯发光时的整体亮度，还不如只用其中一只灯时亮。小明很疑惑“为什么会变暗呢？”请你用所学的知识为小明解惑。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：电功率的计算实际功率欧姆定律的应用

实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：

①接触面所受的压力大小；

②接触面的粗糙程度；

③接触面积的大小。

通过图所示实验操作验证这些猜想：

（1）实验中应该用弹簧测力计水平　　拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据　　的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小。

（2）如果要验证猜想②，应该选择　　两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，　　，滑动摩擦力越大。

（3）要验证猜想③，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示。比较甲和丁的实验结果，于是小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论　　（填“可靠”或“不可靠” $)$ ，理由是　　。

旺姆在做“测定小灯泡的电功率”实验。所以小灯泡的额定电压是 $2.5 V$ 。

（1）请完成如图甲所示实验电路的连接。（注 $:$ 连线不得交叉）

（2）连接电路时开关应　　（选题“断开”或“闭合” $)$ 滑动变阻器的滑片 $p$ 应放在变阻器的　　端（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$

（3）当小灯泡正常发光时，此时电流表的示数如图乙所示为　　 $A$ ，小灯泡的额定功率为　　 $W$ 。

为了测量盐水的密度，尼玛同学取适量盐水的样品进行了如下实验：

（1）将天平放在水平台上，游码归零后，发现分度盘指针如图甲所示，应将平衡螺母向　　调节（选题“左”或“右” $)$ ，指针指向分度盘中央。

（2）天平调平后，将盛有适量盐水的烧杯放在天平左盘内，改变右盘中的砝码个数及和游码的位置，使天平在水平位置重新平衡，此时砝码的质量和游码的实数如图乙所示。则烧杯和杯内盐水的总质量是　　 $g$ 。

（3）将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，如图丙所示。量筒中盐水的体积为　　 $c m^{3}$ ，再用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为 $106 g$ 。

（4）根据上述实验数据计算出盐水的密度　　 $kg / m^{3}$ 。

如图是某种晶体熔化时温度随时间变化的图象，根据图象的特征可判定该晶体的熔点是　　 $^{°} C$ ．在 $AB$ 段晶体处于　　态（选题“固”“液”或“固液共存” $)$ 熔化过程用了　　 $\min$ 。

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位置？

针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为 $r)$ ，将导线连在电阻丝 $A$ 处模拟输电线短路，如图1甲所示。他们把一个电源（电压恒为 $U_{0})$ 、一个定值电阻（阻值为 $R_{0})$ 和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线 $B$ 端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到 $B$ 端的距离。

请你解答如下问题：

（1）在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；

（2）根据你设计的检测电路，推导出 $AB$ 间距离 $L$ 与电压表示数 $U$ 的关系式：

（3）进一步研究发现，当电压表的量程为 $0 ~ \frac{U_{0}}{2}$ 时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号 $)$ ，通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图2所示）。