题目内容
【题目】如图1所示，电源电压为U0且保持不变，定值电阻R2的阻值为R0，电流表的量程为0~I0。只闭合开关S1，移动滑动变阻器R1的滑片，当滑动到其中点时，滑动变阻器消耗的电功率最大。小灯泡和滑动变阻器的U-I关系图象如图2所示：滑动变阻器消耗的电功率与通过它电流的关系图象如图3所示。请完成下列有关分析和计算。
(1)图2中，图线________(选填“a”或“b”)是滑动变阻器的U-I关系图象；
(2)求滑动变阻器R1的最大阻值_____及图3中A点的纵坐标____；
(3)通过调整开关S1、S2、S3的状态，求电路消耗的最大总功率______。
【答案】b 
【解析】
(1)[1]根据题意：只闭合开关S1，移动滑动变阻器R1的滑片，当滑动到其中点时，滑动变阻器消耗的电功率最大。小灯泡和滑动变阻器的U-I关系图象如图2所示：滑动变阻器消耗的电功率与通过它电流的关系图象如图3所示，只闭合开关S1时，电路是一个串联电路，移动滑动变阻器的滑片，当电路中的电流增大时，小灯泡两端的电压增大，滑动变阻器两端的电压减小，所以，图线a是小灯泡的U-I关系图象，图线b是滑动变阻器的U-I关系图象。
(2)[2]根据题意，小灯泡和滑动变阻器的U-I关系图象如图2所示：滑动变阻器消耗的电功率与通过它电流的关系图象如图3所示，当电流为I1时，加在滑动变阻器和小灯泡两端的电压相等都等于电源电压的一半，所以此时滑动变阻器的阻值为
所以滑动变阻器R1的最大阻值为
[3]因为此时滑动变阻器两端的电压为
，电流为I1，功率就是图3中A点的纵坐标为
(3)[4]由公式
，电源的电压一定，当电路中的总电阻越小，电路的总功率越大，所以，开关S1、S2、S3都闭合时，电路中的总电阻最小，电路中小灯泡被短路，电阻R1和R2并联，且不能超出电流表的最大量程，所以此时的最大功率为
【题目】小乐同学按图甲所示的电路图，探究“小灯泡的亮度和实际电功率的关系”。可用器材：标有2.5V字样的灯泡、电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器R1“20Ω 1A”、 R2“50Ω 1A”、 R3“100Ω 0.1A”电流表(量程为0~0.6A 、0~3A)电压表(量程为0~3V、0~15V)
(1)请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路(导线不许交叉)；
（______）
(2)小乐按照正确步骤操作后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来小乐应该_________(填选项前的字母)；
A.更换小灯泡 B.检查电路是否开路 C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
(3)正确操作后，小乐闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，在甲电路图中，若要灯泡正常发光，则应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率为________W；
(4)小乐又陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并填入表中，根据表中数据可知，小乐选择的滑动变阻器是________(选填“R1 ”、“R2 ”或“R3”)；
电压表的示数U/V | 电流表的示数I/A | 灯泡亮度 |
0.5 | 0.1 | 暗 |
1.0 | 0.2 | 较暗 |
1.5 | 0.26 | 较亮 |
2.5 | 0.3 | 亮 |
(5)根据实验数据和现象，小乐得出结论：小灯泡的实际功率越__________(选填“大”或“小”)，灯泡越亮。
【题目】在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一个滑轮组匀速提升不同数量的钩码，记录数据如下表所示。
实验次数 | 钩码的重力G/N | 钩码被提升的高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 机械效率 |
1 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74% |
2 | 4 | 0.1 | 1.6 | 0.3 | 83% |
3 | 6 | 0.1 | 2.3 | 0.3 |
（1）第三次实验中，滑轮组提升钩码的机械效率为_______%（保留整数）；
（2）由表格中的直接测量数据可得到提高该滑轮组机械效率的方法是_______；
（3）钩码被提升的高度不同，该滑轮组的机械效率是否不同？请作出判断，并说明依据_______。
