题目内容
20．在电学实验中，物理实验小组的同学们按照甲图所示电路图连接好电路，想同时完成电学的多个实验．已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，还有导线和电流表剩余．电路如图所示：
（1）请在甲图中的圆圈内填出电流表与电压表所在位置；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器应处于阻值最大处；
（3）闭合开关，发现电流表无示数，灯泡不亮，电压表示数为6V，出现的故障可能是灯泡断路；
（4）排除故障后，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左（选填“向左”“向右”） 移，电流表示数将变大，电压表示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为12.67Ω，小灯泡的电功率是1.14W；
（6）在不改变电路元件的前提下，能否利用控制变量法来探究电流与电压的关系？为什么？不能；灯泡电阻随温度的变化而变化，不是定值．
分析 （1）根据电流表使用时与被测电路元件串联、电压表使用时与被测电路元件并联判断电表的位置；
（2）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）电压表示数为6V说明电压表与电源之间是通路，电流表无示数、灯泡不亮说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（4）电流表示数变大，说明电路中的电阻变小即滑动变阻器接入电路中的电阻变小，据此判断滑片移动的方向，根据欧姆定律判断电压表示数的变化；
（5）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出灯泡的电阻，利用P=UI求出小灯泡的电功率；
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻与温度有关．
解答 解：（1）由图甲可知，上面圆圈的电表串联在电路中应为电流表，下面圆圈的电表与灯泡并联应为电压表，如下图所示：
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（3）闭合开关，发现电流表无示数，灯泡不亮，电压表示数为6V，说明电压表并联部分断路，即故障原因可能是灯泡断路；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可知，电流表示数变大时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，则滑片向左移动；
由U=IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表的示数变大；
（5）小灯泡正常发光时的电压U=3.8V，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数I=0.3A，
则小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.67Ω，灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，由于灯泡电阻随温度变化为变化，不是定值，所以不能用该实验装置探究电流与电压的关系．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）断开；最大；
（3）灯泡断路；
（4）向左；变大；
（5）12.67；1.14；
（6）不能；灯泡电阻随温度的变化而变化，不是定值．
点评 本题考查了电表的正确使用和电流表的读数、实验的注意事项、电路故障的判断、欧姆定律和电功率的应用等，涉及到的知识点较多，综合性较强；要注意探究电流与电压的关系时要控制电阻的阻值不变．
如图，传感器不仅在日常生活中有广泛的作用，计算机和传感器结合，在科学探究和中学物理实验探究中也有很多应用．如图是研究磁体间相互作用的情景，下列说法正确的是（ ）| A． | 利用此装置只能研究同名磁极间相互排斥力的关系 | |
| B． | 实验中传感器实现了把电信息转化成力的信息 | |
| C． | 磁体间相互作用的引力或斥力大小相等、方向相反 | |
| D． | 波形的变化说明磁体的磁性强弱时刻改变 |
底面积为100cm2的烧杯中装有适量水．当金属块浸没在水中静止时，如图甲所示，弹簧测力计的示数F1=3.4N，水对杯底的压强为p1；当金属块总体积的$\frac{1}{4}$露出水面静止时，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F2，水对杯底的压强为p2；若p1、p2之差为50Pa，g取10N/kg，则（ ）| A． | 金属块的体积V金是2×10-3m3 | B． | 弹簧测力计的示数F2是5.4N | ||
| C． | 金属块的密度是2.7×103kg/m3 | D． | 金属块受到的重力是6.8kg/m3 |
| 用热形式 | 装置 | 能量转化形式 |
| 烧水 | 煤气灶 | 化学能转化为内能 |
| 煮饭 | 电饭锅 | 电能转化为内能 |
