；

（2）小明发现电流表示数为0，电压表示数很大，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路：R断路； （3）当电压表示数最大U1=3V且R1=2.5Ω时，电路中的电流最大， 则I大=

U13V==1.2A， R12.5Ω滑动变阻器的规格为“15Ω1A”，滑动变阻器的最大电流不能超过1A，故2.5Ω不能用； （3）由题意知，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻的最大电阻为15Ω；根据串联电路的电压关系：

UR3V25?=， ?U滑R滑U?3V15?解得：U=4.8V，

所以电阻两端的电压只能在3V到4.8V之间。

故答案为：（1）如上图；（2）R断路；（3）2.5；（4）3；4.8。

【点评】探究电流与电压和电阻的关系实验，是欧姆定律的得出，主要考查控制变量法的应用，并要掌握滑动变阻器在实验中改变电压和控制电压不变的作用，同时要会应用欧姆定律来分析滑动变阻器的变化。

四、解答题（本大题共2小题，共19分解答时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程）

22．（9分）如图所示，水平地面上有一个扫地机器人，它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触，清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘，遇到障碍物能够自动改变方向继续行进，某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s，然后继续扫地2min，总行驶路程为36m。已知机器人质量为3.8kg，圆形身体半径为0.2m，三个轮子与地面接触的总有效面积为2×10﹣4m2，行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N，忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响，取g=10N/kg。求： （1）机器人清扫工作中对地面的压强；

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（2）机器人在本次清扫工作中的平均速度

（3）若机器人某段时间以0.5m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率

【考点】压强的大小及其计算；变速运动与平均速度；功率的计算．

【专题】计算题；长度、时间、速度；压强、液体的压强；功、功率、机械效率． 【分析】（1）机器人对地面的压力与重力相等，F=G=mg；然后根据p=

F计算压强； SS2v=（）根据公式计算平均速度的大小；

tW（3）根据公式P==Fv计算牵引力的功率。

t【解答】解：

（1）机器人对水平地面的压力为： F=G=mg=3.8kg×10N/kg=38N； 机器人对地面的压强为：p=F38N?=1.9?105Pa； ?42S2?10m（2）机器人总行驶路程S=36m，

所用总时间为：t=1×60s+20s+2×60s=200s， 则机器人在本次清扫工作中的平均速度：

S36mv===0.18m/s； t200s（3）因为机器人做匀速直线运动， 所以牵引力与阻力平衡，则F牵=f=10N； 由P=

WFS==Fv可得，机器人牵引力的功率为： ttP=F牵v=10N×0.5m/s=5W。

答：（1）机器人清扫工作中对地面的压强为1.9×105Pa； （2）机器人在本次清扫工作中的平均速度为0.18m/s； （3）机器人牵引力的功率为5W。

【点评】本题考查了平均速度、压强及功率的计算，在计算平均速度时，注意s和t都表示总路程和总时间；对于功率的推导公式P=Fv也是经常用到的。

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23．（10分）某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能，电路如图所示，闭合开关S1、S2，刚开始触点D与E接触，随着锅内温度升高，热敏电阻R阻值减小，继电器内电流增大，当锅内温度达到103℃时电磁铁吸合衔铁，使触点D脱开E改与F接触；当锅内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点D再次与E接触。已知电饭锅工作电压为220V，R1=44Ω，R0为定值电阻，控制电路消耗的功率忽略不计。求： （1）电饭锅煮饭时消耗的电功率；

（2）要在保温时保持锅内温度不变，假设此时电饭锅散热功率恒为110W，则电路中R2的阻值应为多大；

（3）要给电路加一个保温工作指示灯，则指示灯应该放在图中甲或乙的哪个位置，该指示灯电阻的阻值应具备怎样的特点。

【考点】电功率的计算． 【专题】计算题；电能和电功率．

【分析】（1）由题和图示知，闭合开关S1、S2，触点D与E接触为煮饭状态，此时只有

U2R1接入电路中，由P=计算电饭锅煮饭时消耗的电功率；

R（2）为使保温时保持锅内温度不变，电饭锅保温功率应等于散热功率，此时触点D脱

U2开E，R1、R2串联，由此根据P=计算电饭锅保温时的总电阻，从而可得R2的阻值；

R（3）保温指示灯应在R2接入电路时工作，由此可知应该其位置；指示灯接入电路中后应对电路不产生过大影响，由此分析其阻值特点。 【解答】解：

（1）由题和图示知，闭合开关S1、S2，触点D与E接触为煮饭状态，此时R2被短路，只有R1接入电路中，

所以电饭锅煮饭时消耗的电功率：

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U2(220V)2P煮饭===1100W；

R144Ω（2）由题意知，保温时触点D脱开E，此时R1、R2串联，为使锅内温度保持不变，电饭锅保温功率应等于散热功率， 即：P保温=P散热=110W，

U2由P=可得，保温时电饭锅工作电路的总电阻：

R2U2（220V）R总===440Ω，

P保温110W根据电阻的串联可得，R2的阻值：R2=R总-R1=440Ω-44Ω=396Ω；

（3）保温时R2才接入电路，煮饭时R2被短路，所以指示灯应放在图中的乙处； 指示灯与R2并联时，并联后的总电阻比并联的每个电阻都小，即比最小的电阻还要小； 若指示灯的电阻比R2小，总电阻更小；若指示灯的电阻比R2大，总电阻只比R2小，所以选择阻值比R2更大指示灯，总电阻的变化越小，这样对保温功率的影响较小。 答：（1）电饭锅煮饭时消耗的电功率为1100W；

（2）要在保温时保持锅内温度不变，电路中R2的阻值应为396Ω； （3）保温工作指示灯应该放在图中乙处，指示灯电阻的阻值应比R2更大。

【点评】本题以电饭锅为情景考查了串联和并联电路特点和电功率计算公式的应用，结合电路图，理解题意是解题的关键。

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