题目内容
【题目】小文研究小灯泡电阻，设计并连接电路如图所示。所选灯泡额定电压为 2.5V：
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.5 |
电流I/A | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
电阻R/Ω | |||
灯泡亮度 | 稍亮 | 较亮 | 更亮 |
(1)实验中测量小灯泡电阻的实验原理是_____；反映灯丝电阻变化的证据是_____；
(2)连接电路后，开关 S 闭合，灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是_____。排除故障后，小文进行“研究小灯 泡电阻”的实验，收集的信息如上面的表格所示。根据表格中的数据可得结论是_____；
(3)以上实验结束后，小文不慎将电流表损坏，他想利用现有器材和表格中的数据准确测出一个阻值适当的未知电阻 RX 的阻值，请你将小文的实验补充完整：
①设计电路图如图所示；
②闭合开关 S，先移动滑片 P 使电压表的示数为 1.0V；保持滑片 P 位置不动，再将电压表并联在未知电阻 RX 两端，记下电压表示数为 U1，结合表格中的数据计算出 RX1＝_____；
③按照②的方法分别测出当灯泡两端的电压为 1.5V、2.5V 时，未知电阻两端的电压分别为 U2、U3；
④则 RX＝_____。
【答案】欧姆定律 电流变化的倍数小于电压变化的倍数 灯泡被短路 灯丝电阻随温度升高而增大 
【解析】
(1)[1]本实验为伏安法测测量小灯泡电阻，实验原理是欧姆定律。
[2]分析表格数据可知，电流变化的倍数小于电压变化的倍数，说明灯丝电阻不是定值，而是变化的。
(2)[3]闭合开关，发现电流表有示数，说明电路中无断路故障；灯泡不发光，电压表无示数，则故障为小灯泡短路。
[4]由表格数据可得三次实验中灯丝的电阻分别为
R1=
=
=5Ω， R2==
=6Ω， R3==
8.3Ω
灯丝的电阻逐渐增大，分析可知，通过灯丝的电流增大时，灯丝温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大。
(3) ②[5]据题意，电压表首先与灯泡并联，闭合开关 S，先移动滑片 P 使电压表的示数为 1.0V；由表可知，通过灯丝的电流为0.20A，保持滑片 P 位置不动，再将电压表并联在未知电阻 RX 两端，记下电压表示数为 U1，据串联电路电流相等，此时通过电阻 RX 的电流为0.20A，由欧姆定律得
RX1＝
=
即RX1＝。
③④[6]同理可计算出未知电阻两端的电压分别为 U2、U3时，未知电阻RX 的电阻
RX2＝
=
，RX3＝
=
则
RX＝
=
即RX＝。
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【题目】小明家卫生间新装一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫自动加热和冲水功能：
①坐垫加热原理如图甲：R1和 R2是表示电热丝的定值电阻，单刀双掷开关 S2可接a 或b，通过开关 S1和 S2的不同接法组合，实现“高、中、低”三档加热功能，其中低温档和中温档功率分别为20W和40W；
②冲水原理如图乙：手动打开出水阀，水箱中的水减少，空心铜球在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆 AB 绕 O 点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中的水位逐渐上升，空心铜球也随之向上运动，进水管阀门则向下运动，当金属杆处于水平位置时，进水管阀门将进水口堵住，不再进水。下表为马桶的相关参数：
项目 | 内容 |
适用水压 | 0.2—0.5MPa |
水箱容积 | 1.8L |
(1)坐垫加热高温档功率为_________W；
(2)小明家的马桶比设在一楼的配水房高 25m，若要使家里的马桶能正常工作，则一 楼配水房提供的水压应不低于多少_____Pa？
(3)已知空心铜球的质量为 80g， AB 长 225mm，AO 长 25mm，进水管阀门的受力面积是24mm2，当它承受水的压强是5×105Pa 时停止进水，且空心铜球恰好浸没。若不计金属杆的质量与形变，重力和浮力认为作用在铜球重心C点，则空心铜球的体积是多少_______cm3？
