设计实验：实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。请画出实验电路图，并写出实验步骤。

（1）实验电路图：　　　　　　　　

（2）实验步骤：

姚江对加在定值电阻R₁、R₂两端的电压U和通过电阻的电流I分别进行测量，并根据测量数据绘制了图线如图18所示， 如图可知R₁ R₂。（填：“大于”、“小于”或“等于” ）

小明在学校上完“密度”这节物理课后，回到家里想测量牛奶的密度，可家里没有天平、量筒等仪器。小明思考了一会儿，找来家中的弹簧秤、矿泉水瓶、一盒牛奶和足够的水、一根绳子（用来拴瓶子，以便秤量），很快就测量出了牛奶的密度。

下面是小明的操作步骤。根据你的理解，请你写出步骤（3）和完成步骤（4）中的表达式。（注：所测量的量要写符号；水的密度为ρ₀。）

（1）用弹簧秤称出矿泉水空瓶的重量G₀。

（2）往瓶子里倒入足量的水，在瓶子上画上刻度，记下水位。用弹簧秤称出此时水和瓶子的总重量G₁，然后把水倒干净。

（3）                                                                 

                                                                       。

（4）根据上面所测量的数据，用ρ＝              式子，就可计算出牛奶的密度了。

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第l 、2 、3 次实验装置分别如下图17中的所示，记录的数据如下表：

　　　 ①比较第1 次实验和第2 次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越　　　　 。

②第3 次实验中所做的有用功是　　　 J，机械效率是　　　 。

③第3 次实验中动滑轮个数比第2 次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功　　　　　 （选填“增加”或“减小”）。因而，由第2 、3 次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。

④综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，　　　　 额外功（选填“增大”或“减小”）。

小强同学用如图16所示的装置，验证电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小、通过导体的电流和通电时间的关系。图中两个密封的烧瓶内盛满质量和温度都相同的煤油，瓶中插有两端开口的细玻璃管。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝的电阻比较小，烧瓶B中的金属丝的电阻比较大。

（1）将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上，通过观察玻璃管中         变化的多少，来比较金属丝放出热量的多少。通电一定时间后，B中细玻璃管内煤油液面较高，它表明在通电时间和         相等的情况下，                      。

（2）单独给烧瓶中金属丝通入大小不同的电流，通电时间相同，烧瓶A中金属丝通入电流较        （填“大”或“小” ）时煤油中产生的热量越多；

用如图15所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3 m所用的时间为10s，不计绳重和摩擦，求：

(1)所做的有用功；(2)拉力的功率；(3)滑轮组的机械效率。                                     

李敏同学家的自动电水壶铭牌如右表所示，请问：

（1）电水壶正常工作时电热丝的电阻是多大？

（2）若电水壶正常工作时，烧开一壶水需用时15min，则它消耗的电能为多少千瓦时？

（3）家庭电路的电压在用电高峰时段，有时会降低到 200V，在此电压下该电水壶的实际功率是多少？（保留一位小数） 

如图14所示，同一水平桌面上放有体积相等的正方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想。写出实验的步骤及判断方法。

（1）实验的步骤：

（2）判断方法：

如图12所示 做“测定小灯泡功率”的实验时，所用小灯泡的额定电压为3.8V，电源两端电压为6V且保持不变。

　　　 图12　　　　　　　　　　　　　　　　　 图13

（1）用笔画线完成图12所示的实验电路的连接，并在图框中画出电路图。

（2）调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图13所示，用公式　　　 ，计算小灯泡的额定功率为　　　 W。

（3）某同学在连接好电路后闭合开关，却发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，

电表示数都不变，而且灯泡的亮度比较暗。出现该现象的原因是：　　　 　　 。

下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系：

                                                             。