图所示是空气开关的原理图，S为闸刀开关，N为引铁，可绕O转动，M为电磁铁，当电路中电流过大时，闸刀开关能自动断开，切断电流，起到保护作用，试分析该装置的工作原理．

实验室有一学生电源，正、负极标记已看不清楚，请你设计一个实验，帮忙确定电源的正、负极．所能提供的器材除学生电源外，还有一卷细铜线、一只约5Ω的电阻、导线若干、开关一只、细棉线一段．画出电路图，并简述实验步骤．

喇叭上的圆柱形磁铁从中间分开，如图所示，然后按原状态靠近，发现它们互相排斥，试说明原因．

做实验时，明明不小心将一小盒铁屑和铜屑混在了一起，请你想办法帮忙将铁屑从铜屑中挑出来．

水的比热容是，它的物理意义是______，将质量是2kg，初温为20℃的水，加热使温度升高了40℃，那么吸收的热量是____J．

目前新建楼房的供电系统中已经不再使用熔丝，而是用一种自动控制的安全电路．当用电负荷太大或发生短路时，电路会自动切断；如果站在地面上的人碰到火线而使火线经人体与大地构成通路时，电路也会自动切断，以保证人身安全．小玲家新居中装的就是这样的电路．搬家后，他看到墙上的电源插孔是三线的，为了安装电视机，她买了一个插销板，插在墙上的三线插孔中，然后把电视机的插头插到插销板的插孔内．但是，接通电视机的电源时，室内所有插座全部断电，表明电路自动切断了．到配电箱一看，果然是“掉闸”(总开关自动切断了)．是电视机出了故障？用电量太大了？用手把总开关闭合，换其他几个确保正常工作的用电器插到这个插销板上，仍然“掉闸”，直至换了耗电功率为15W的小台灯，仍然如此．故此把插销板插到墙上其他插孔上，一切正常．问题可能出在哪里？为什么会出现这样的现象？怎样解决？

日本一中学生友好交流团访问武汉市某中学时，一位日本同学发现他随身携带的一个旅行电热壶不能在武汉使用，这个电热壶的英文和中文铭牌如下：

(1)请问该电热壶为什么不能在武汉使用？

(2)请你设计一种不改变电热壶而又能使用的方法？(简要叙述)

(3)请计算该电热壶正常工作5min消耗的电能．

探究设计题

(1)提出问题：

电视机和洗衣机都是常见的家用电器，正常工作时哪个用电器更耗电呢？

(2)大胆猜想：___________________________________．

(3)设计实验，进行探究：_________________________．

要求：请写出实验步骤．(提示：利用家中的电能表、手表)

(4)分析归纳：

根据实验数据，如你的猜想正确，则：____；如猜想不正确，则：____．

在物理实验中常用到等效替代法，例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻．

在用图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法，其中是待测电阻(阻值大约几百欧)，R是滑动变阻器，是电阻箱(电阻箱的最大电阻值大于)．

(1)请根据实验电路图填写下列主要实验步骤中的空白．

①按电路图连好电路，并将电阻箱的阻值调至最大；

②闭合开关前，滑片P置于____端(填“a”或“b”)，

③闭合开关；

④闭合开关____，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I；

⑤先断开开关____，再闭合开关____，保持____的电阻不变，调节____，使电流表的示数仍为I．

(2)在此实验中，若将电流表改用电压表，其他器材不变，画出用等效替代法测量电阻的实验电路图(要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况)．

一个工作电压为的电热器(可看成电阻)，正常工作时通过的电流I＝5A，现有一个U＝18V的电源和一个阻值的电阻，还需要一个多大电阻怎样与已有电阻连接，才能使电热器正常工作？