题目内容
20．如图1所示是测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率的实物连接图，电源电压为6V保持不变．（1）根据你所设计的电路图将实物电路连接好．（要求：滑片P向右移动时，电流表示数变小．）
（2）晓红同学连接好最后一根导线后，小灯泡立即发出耀眼的亮光并很快熄灭．检查后，发现连线正确，原因可能是连接电路时开关没有断开、没有将变阻器的最大电阻连入电路中．实验时发现电压表示数为2V，为测额定功率应将滑动变阻器滑片P向左移动，使电压表示数3.8V．
（3）利用该实验装置还可以完成（研究）测小灯泡的电阻等实验．
（4）如果实验中电压表0～15V的量程不慎被损坏，轩宇同学硬是想了办法也测算出了该小灯泡的额定功率．请你在方框内画出他实验的电路图．
（5）重新连接电路．闭合开关S后，调节滑动变阻器，电压表的示数为2.2V时，小灯泡正常发光．此时电流表的示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为1.44W，灯丝电阻为10Ω．
（6）轩宇同学移动滑动变阻器滑片P，又做了两次实验，得到两组数据后，计算出小灯泡电功率的平均值．你认为轩宇同学的做法是否合理？不合理，
理由是：灯在额定电压下的功率为额定功率，将在不同电压下的功率取平均值没有意义．
（7）闭合开关后，可能出现下列几种不正常现象，请用短线连接对应的可能原因．
分析 （1）电源、电建、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，由灯的额定电压确定电压表量程并联在小灯泡两端，电流表由图3选用小量程串联在电路中，由滑片P向右移动时，电流表示数变小确定变阻器的连接；
（2）为保护电路，连接电路时开关应断开；将变阻器的最大电阻连入电路中；
灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（3）利用该装置还可测小灯泡的电阻．
（4）根据串联电路电压的规律，求出灯正常发光时变阻器分得的电压，用电压表测滑动变阻器的电压；
（5）由串联电路的特点知，当灯泡电阻为额定电压U=3.8V时，电源电压6V与灯泡额定电压3.8V之差2.2V为滑动变阻器电压，调节滑动变阻器使电压表示数为2.2V；由图可知电流表示数I，由P=UI求出灯泡功率；由欧姆定律求出灯泡电阻．
（6）灯在额定电压下的功率为额定功率，将在不同电压下的功率取平均值没有意义．
（7）电路故障有两种：短路与断路，根据电路图结合故障现象分析连线．
解答 解：（1）测灯的额定功率，电压表与灯并联测电压，因灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程，电流表串联在电路中测电流，由图3电流表选用小量程与灯串联，因滑片P向右移动时，电流表示数变小，即电阻变大，故滑片以左电阻丝连入电路中，如下左图所示：
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2V，小于灯的额定电压23.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压3.8V；
（3）因电压表可测出灯的电压，电流表可测出通过灯的电流，根据欧姆定律可求出灯的电阻，利用该实验装置还可以完成（研究）测灯的电阻等实验；
（4）如果实验中电压表0～15V的量程不慎被损坏，则只能用0-3V的量程，因电源电压为6V，根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：
U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V时，灯一定正常发光，故轩宇同学将电压表并联在变阻器两端，当电压表示数为2.2V时，也测算出了该小灯泡的额定功率．画出的电路如上右所示；
（5）灯在额定电压下正常发光，节滑动变阻器，电压表的示数为2.2V时，小灯泡正常发光．此时电流表的示数如图3所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.38A，则小灯泡的额定功率为：
P=UI=3.8V×0.38A=1.44W，灯丝电阻为：
R=$\frac{U}{I}=\frac{3.8V}{0.38A}$=10Ω；
（6）灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的功率不同，将在不同电压下的功率取平均值没有意义；
（7）若电流表有较大示数，则说明电路为通路，根据灯不亮电压表示数为0，说明灯座两接线柱短路了；
电压表有示数，电压表指针迅速打到刻度最右端，说明电压表量程选小了；
移动滑片时，两表示数均不随之变化，说明变阻器失去了变阻 的作用中，将变阻器全部电阻连入了电路中．
如表所示．
故答案为：（1）电路图如上图左；（2）连接电路时开关没有断开；没有将变阻器的最大电阻连入电路中；左，3.8；
（3）测小灯泡的电阻；
（4）电路图如右图所示．
（5）2.2，1.444，10；
（6）灯在额定电压下的功率为额定功率，将在不同电压下的功率取平均值没有意义
（7）如上所示．
点评 本题测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率，考查电路的连接、注意事项、操作过程、数据的处理及设计实验方案的能力及故障和反常现象的分析．
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在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉花；让小车从斜面顶端由静止滑下，如图所示，观察和比较小车在毛巾表面，棉花表面和木板表面滑行的距离．
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| C． | 电压表和电流表示数都不变 | D． | 电压表和电流表示数都变大 |
| A． | 夏天，从冰箱里取出的易拉罐过一会儿外壁出现了小水滴--水蒸气凝华 | |
| B． | 二氧化碳可以像到水一样倒入一个容器--二氧化碳的密度比空气大且有流动性 | |
| C． | 夏天雷雨过后，天边会出现一道彩虹--光的直线传播 | |
| D． | 人们将盛液氮的钢瓶漆成黑色--液氮是黑色的 |
| A． | 边吃零食边做实验 | |
| B． | 随意闻气味 | |
| C． | 同桌在做实验的时候，我可以睡会儿 | |
| D． | 出现意外伤害事故，应立即报告老师 |
