Question

（1）元件R₀由某種半導體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小．現將元件R₀進行測試（圖1），測得其電流與加在它兩端的電壓值，測試數據如下表所示．

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

①把元件如接入如圖所示的電路中，閉合開關后，電流表讀數為1.8A．已知電路中的電源電壓為3V，此時定值電阻R的電功率為________W
②分析表中數據，寫出元件R₀的I和U之間的關系式是________
（2）在一次研究性學習活動中，某小組同學對“運動物體所受空氣阻力與運動速度的關系”進行了探究（圖2），探究過程如下：
A．他們計劃從物體自由下落的距離與下落的時間關系上入手進行探究，并設計了這樣的實驗：取一些“一次性紙杯”作為研究對象，用“頻閃攝影”的方法測量“一次性紙杯”在空氣中自由直線下落時的下落距離和下落時間的一些數據．
B．在相同條件下，同學們進行了以下實驗：
實驗1：測量一只“一次性紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離，將數據填入下面的表格中，并且畫出了“下落距離一時間”圖線，如下圖線1；
實驗2：將幾只“一次性紙杯”疊放在一起，測出它們在不同時刻下落的距離，畫出“下落距離一時間”圖線．如圖線2；
實驗3：繼續增加“一次性紙杯”的數量，重復上面的實驗，畫出“下落距離一時間”圖線，如圖線3．

時間t/s	下落高度S/m
0.0	0.00
0.4	0.036
0.8	0.467
1.2	0.957
1.6	1.447
2.0	x

請回答下列問題：
①分析圖線1，推算表格中x的值應為________m．
②分析比較圖線l、2、3，在最后階段，圖線________對應的“一次性紙杯”速度最小．圖線________對應的“一次性紙杯”受到的空氣阻力最大．
（3）小王在參加物理課外興趣小組活動時，老師提供了如圖所示的電路（圖3），電源電壓未知但保持不變，R₀為阻值已知的定值電阻．要求小王在不拆開電路的情況下，只用一只量程滿足實驗要求的電流表和若干導線估測未知電阻Rx的值．小王感到有些畏難，請你開動腦筋，設計一個實驗幫助小王解決這個問題．
①你所設計的實驗的主要步驟及所要測出的量是：
②根據你的實驗，得出的Rx為________（用測出量和已知量表示）

Answer 1

解：（1）①如圖，R₀與R串聯，當I=1.8A時，查表可知R₀兩端的電壓U₁為：U₁=1.2V
∴R兩端的電壓U₂為：U₂=U-U₁=3V-1.2V=1.8V，
定值電阻R的電功率為P₂=U₂I=1.8V×1.8A=3.24W．
②分析電流跟電壓之間的數量關系可找出電流I跟電壓U之間的關系式為I=1.25U²A/V²
（2）①由表中數據可知：2.0s時紙杯下落的距離為2.0m；
②分析圖象可知：在最后的階段，相同的時間內0.25秒，1運動的距離最遠，3運動的距離最近；
相同的時間1運動的距離最短，運動的速度最小；3運動的距離最大，運動的速度最大．
由上面的分析可知3的運動速度最大，受到的空氣阻力就越大．
（3）①步驟：a、用導線把電流表與R_x并聯，測通過R₀電流I₁．
b、用導線把電流表與R₀并聯，測通過R_x電流I₂．
②根據前后兩個過程電源電壓相等得：I₁R₀=I₂R_x，所以，R_x=．
故答案為：（1）①3.24；②I=1.25U²A/V；（2）①2.0；②1；3；
（3）①a、用導線把電流表與R_x并聯，測通過R₀電流I₁；b、用導線把電流表與R₀并聯，測通過R_x電流I₂；②R_x=．
分析：（1）①由電路圖可知，R₀和R串聯，先由表格中的數據得出電流表讀數為1.8A時R₀兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點和P=UI求出此時定值電阻R的電功率；
②分析電流跟電壓之間的數量關系可找出電流I跟電壓U之間的關系式．
（2）①從圖象中找到2.0s，然后做縱軸的平行線與1的圖象有一個交點，再過交點做橫軸的平行線找出2.0s對應的距離．
②最后階段，1、2、3都是勻速直線運動，我們可以選取一個相同的時間段，看這個時間段內，誰運動的距離短，誰運動的速度就小；根據速度和空氣阻力的關系做出解答．
（3）不拆原電路的情況下，可以先用電流表把R_x短路，測R₀的電流I₁，再用電流表把把R₀短路，測R_x的電流I₂，找前后兩個電路電源電壓相等．
點評：本題考查了串聯電路的特點和電功率、歐姆定律的計算，以及測電阻實驗的設計和分析實驗數據得出規律的能力；涉及的知識點較多，綜合性較強，給解題帶來了難度．