某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压-优题课

某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为 $2.5 V$ 。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；

（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是：　　；

（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为　　 $V$ ．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向　　（填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端移动，使电压表的示数为 $2.5 V$ ；

（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的 $U - I$ 图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为　　 $W$ ；

（5）为了用电流表、电阻箱 $R$ 和滑动变阻器，测量额定电流为 $I_{额}$ 的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：

①闭合开关 $S$ 、 $S_{1}$ ，断开 $S_{2}$ ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 $I_{额}$ ，此时小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关 $S$ 、 $S_{2}$ ，断开 $S_{1}$ ，调节电阻箱 $R$ ，使电流表的示数为 $I_{额}$ ，读出此时电阻箱的电阻值为 $R_{0}$ ，则小灯泡的额定电功率的表达式为 $P_{额} =$ 　　。

科目物理题型综合题难度中等

知识点：电压表的读数方法电流表、电压表在判断电路故障中的应用电功率的测量实验实物的电路连接

请阅读《国之重器——综合极端条件实验装置》并回答问题。

国之重器——综合极端条件实验装置

从人类第一次仰望星空，到试图用“中国天眼”破译日月星辰等天文现象的奥秘，从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构，都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。

在宇宙中，高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。

所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等（如图所示）实验条件。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，例如某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0（如铝在﹣271.76℃——即1.39K——以下时电阻为0），这就是超导现象。

肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城，并已投入使用。该项目拥有极低温（可达1mK）、强磁场（可达32.35T）、超高压（可达3.8×10¹¹Pa）和超快光场（时间分辨率可达10^﹣18s）极端条件实验装置。

科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件：＿＿＿＿＿。

（2）我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了 $10000 m$ 的深潜试验，创造了中国载人深潜的新纪录。超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在 $10000 m$ 深海中（海水密度取 $1.0 \times 10^{3} k g / m^{3}$ ）承受压强的＿＿＿＿＿倍。（填写正确选项前的字母）

A．	$4$
B．	$40$
C．	$4000$
D．	$400000$

（3）强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致铝导线等熔化，给强磁场的产生带来限制。依据文中信息，请写出应选择哪种极端条件，能减少电流通过导线所产生的热量，从而突破限制，创造强磁场极端条件，并写出选择依据。

在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于＿＿＿＿（选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向＿＿＿＿（选填“左”或“右”）调。

（2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：＿＿＿＿＿＿＿＿（用 $F_{1} 、 F_{2} 、 l_{1} 、 l_{2}$ 表示）。

实验序号	动力 $F_{1} / N$	动力臂 $l_{1} / c m$	阻力 $F_{2} / N$	阻力臂 $l_{2} / c m$
1	$1$	$30$	$3$	$10$
2	$2$	$20$	$1$	$40$
3	$3$	$20$	$6$	$10$

（3）在完成实验后，陶子同学在 $A$ 处挂了 $3$ 个钩码（每个钩码重 $1 N$ ，杠杆上每格的长度为 $10 c m$ ），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（ $O A ＝ 30 c m ， O B ＝ 40 c m$ ），此时拉力与水平方向的夹角为 $30 °$ ，则弹簧测力计的示数为＿＿＿＿ $N$ 。

某货船利用风帆提供辅助动力，使用了包括计算机在内的大量技术，可以实时根据风力大小和风向调整风帆，获得适宜的驱动力。货船从甲港口航行到乙港口，出发和到达的时刻及航程表示数如表所示。

港口	时刻	航程表示数
甲港口	6月15日6：00	$4000 k m$
乙港口	6月16日6：00	$4480 k m$

（1）请计算货船的平均速度为多少千米每时？

（2）货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入，需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。漏洞在海面下 $10 m$ 处，漏洞面积为 $0.02 m^{2}$ ．请计算至少需要施加多大压力才能将漏洞堵上？（修补材料质量忽略不计， $ρ_{海水}$ 取 $1.0 \times 10^{3} k g / m^{3} ， g 取 10 N / k g$ ）

（3）请写出利用风帆提供动力的优点和缺点各1条。

音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。

（1）第 $28 s$ 红灯两端的电压为 $100 V$ ，求此时通过红灯的电流；

（2）请计算 $0 ～ 30 s$ 内红灯和绿灯消耗的总电能；

（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。 $A B$ 两端输入如图丙所示的周期性变化的电压 $U_{A B}$ ，定值电阻 $R ＝ 2 Ω$ ， $D$ 为特殊电子元件。当 $U_{A B} ＜ 6 V$ 时， $D$ 两端的电压 $U_{D} ＝ U_{A B}$ ；当 $U_{A B} \geq 6 V$ 时， $U_{D}$ 恒为 $6 V$ 不变。当通过 $R$ 的电流满足 $I \geq 2 A$ 时，电路启动喷水，此时 $U_{A B}$ 至少为多少伏？该电路工作 $10 m i n$ ，其中喷水时间有多少秒？

巴陵广场是市民休闲的好去处，广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像，高约 $16 m$ ，质量为 $2 \times 10^{6} k g$ 。小明从家里出发，以 $1 m / s$ 的速度散步去广场， $600 s$ 后到达。

（1）求小明从家到广场经过的路程；

（2）求雕像所受的重力大小；

（3）小明估测雕像与水平地面的接触面积约为 $100 m^{2}$ ，求雕像对地面的压强。