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【解析】实验名字为探究电流与电阻的关系，所以应该更换定值电阻，滑动变阻器的作为为保证电压不变。电路当中有示数，说明电路连通，故障是短路，根据电压表的示数可以判断应该是滑动变阻器短路。根据表格其他数据以及电表示数，可知电流大小为 0.1A。根据图表数据，可以算出定值电阻两端电压为 2V， 滑动变阻器两端电压为 4V，电压比为 1/2，则电阻比也为 1/2.使用 20Ω 的定值电阻可以作实验，说明滑动变阻器电阻大于 40Ω；使用 30Ω 的定值电阻无法实验，说明滑动变阻器小于 60Ω，综上所诉，选 C 滑动变阻器。
【答案】（1）R1；（2）（4）C。（5）如下图 R2 短路；（3）0.1A；
六、计算题(本大题共 3 小题,共 20 分)
31.2018 年 3 月,中国首个大型页岩气田建成,年产量 100 亿立方米。一户家庭平均每天使用 0.5m3的页岩气即可满足生活需求而 0.5m3 页岩气在热效率为 60%的情况下,可将 30kg 水从 20℃加热到 100℃,水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)30kg 水从 20℃加热到 100℃需要吸收多少热量? (2)页岩气的热值。
【答案】（1）Q 吸=cm△t=4.2×103/(kg℃)×30kg×(100℃-20℃) =1.008×107J； （2）热效率为 60%，η=Q 吸/Q 放 得 Q 放=Q 吸/η=1.008×107J/60%=1.68×
107J； 由 Q 放=Vq 得 q=Q 放/V=1.68×107J/0.5m3=3.36×107J/m3。
32.(6 分)某知名国产手机厂家近期推出 SUPeR VOOC 闪充技术的充电器,参数为 10V5A。小茜用它将工作电压 3.8V、电池容量 4000mAh 的新电池芯从 0%到充满的时间记录如下表。求:
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(1)充电器的充电功率。 (2)电至 70%时的充电效率。 【答案】（1）P=UI=10V×5A=50W； （2）W 容量=UIt=3.8V×4A×3600s=54720J；
W 实际=70%W 容量=54720J×70%=38304J； 由表格数据可知，充电 70%需要 17.5min； W 总=Pt=50W×17.5×60s=52500J；
η=(W 实际/W 总)×100%=(38304J/52500J) ×100%=72.96%。
33.(8 分)在图 29 所示电路中灯泡 L1 标有“6V3W”,电源电压可调。
(1)求 L1 正常发光时的电流。
(2)电源电压调为 9V,要使 L1 正常发光,求滑动变阻器接入电路的电阻。
(3)现用额定电压为 12V 的灯泡 L2 代替 L 接入电路。调节电源电压,滑片 P 移到中点时,L2 正常发光;滑片 P 移到右端时,电压表示数变化了 3V,求此时的电源电压。(设灯泡的电阻不随温度变化) 【答案】（1）由 P=UI 得 I=P/U=3W/6V=0.5A； （2）灯 L1 与滑动变阻器串联，灯 L1 正常发光；
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∴IP=I1=0.5A；
∵U=U1+UP ∴UP=9V-6V=3V；
RP=UP/IP=3V/0.5A=6Ω；
（3）L2 与滑动变阻器串联；
滑片 P 移到中点：U=U2+UP=U2(1+ UP/U2)=12(1+ RP/2R2）；
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滑片 P 移到最右：U=U2+UP=U2(1+ UP/U2)=9(1+ RP/R2)；
联立以上两式子：RP=R2，所以当滑片 P 移到最右端，U2=UP=9V,电源电压 U=U2+UP=18V。
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