题目内容
4．如图甲所示，是小明在“测量小灯泡电功率”实验中连接的实验电路，所用小灯泡的额定电压为3.8V，电源是电压为6V且保持不变的蓄电池组．
（1）实验开始，当开关闭合，变阻器滑片向右移动时，电流表示数变大，电压表示数不变．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）同组的小红发现连线中有一处不符合实验要求，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验．请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线．
（3）小明将电路连接正确后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．
| 电压表的示数U/V | 电流表的示数I/A | 小电灯的功率P/W |
| 2.0 | 0.20 | |
| 2.5 | 0.22 | |
| 3.0 | 0.25 | |
| 3.8 | 0.30 | |
| 4.5 | 0.32 |
②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为7.3Ω．（结果保留一位小数）
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消粍的总功率为1.5W．
（4）如果电压表的0～15V量程被损坏，只有0～3V量程能正常使用，实验室里也没有其它电压表可供更换，要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率．请在虚线框中画出你设计的电路图．
分析 （1）滑动变阻器接入右半段，滑片右移，接入电路的右半段变短．电阻变小，总电阻变小，电流变大．
灯泡和滑动变阻器串联在电路中，总电压等于电源电压，电压表测灯泡和滑动变阻器两端的总电压．
根据电源电压不变判断电压表示数．
（2）测灯泡功率的实验，电压表要并联在灯泡两端测灯泡的电压．
（3）①知道额定电压和额定电流，根据P=UI，计算额定功率，灯丝的电阻随温度的升高而增大；
②由串联电路特点和欧姆定律计算小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值；
③两个相同的这种灯泡串联在6V电源上，可知两灯的实际电压，由此根据表格数据计算实际功率，从而得到总功率；
（4）根据串联电路电压特点，当灯泡正常工作时，求出滑动变阻器电压小于3V，测滑动变阻器电压，间接得到灯泡的额定功电压．
解答 解：（1）滑动变阻器接入右半段，滑片右移，总电阻变小，电路电流变大，电流表的示数变大．
灯泡和滑动变阻器串联在电源上，灯泡与滑动变阻器电压之和等于电源电压，
电压表测灯泡和滑动变阻器两端，滑片移动，不会改变电源电压，所以电压表示数不变．
（2）电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端，测两者的总电压是错误的．
电压表要测灯泡两端电压，要并联在灯泡两端．如下面实物图．
（3）①小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.30A=1.14W．
根据R=$\frac{U}{I}$得实验1、2、3、4、5次电阻分别是10Ω、11.4Ω、12Ω、12.7Ω、14Ω，可见随小电灯电压的增大，通过的电流也增大，小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高，由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大．
②由串联电路特点和欧姆定律计算小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值：
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-3.8V}{0.30A}$≈7.3Ω；
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后接在6V电源的两端，所以两灯电压各为3V，由表格数据此时灯泡电流为0.25A，
电路的总功率：P总=UI=6V×0.25A=1.5W；
（4）电源电压为6V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡额定电压为3.8V，要上灯泡正常工作，滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V＜3V，可以用电压表0～3V量程，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2.2V时，灯泡正常工作．电路图如下图．
故答案为：（1）变大；不变；（2）如上面实物图．（3）①1.14；灯丝电阻随温度的升高而增大；②7.3；③1.5；（4）电路图如上图．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电功率公式的应用、故障分析、求功率、求电阻阻值、数据处理、电路图的设计等问题，需要注意两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，灯泡两端的电压为3V，电流需要从数据中判断．
| 观察对象 | 有关记录 | 研究活动 |
| 电水壶的铭牌 | 额定电压：220V 额定功率：800W 容量：2L | （1）用点水壶加热一壶水；（壶中装水量：1.5kg，通电前水温：30℃） （2）关闭家里其它用电器，只将该电水壶接入电路烧水，观察电能表，表盘在2min内转了30r，此时用温度计测得水的温度为40℃． |
| 电能表的铭牌 | 220V 10（20）A 50Hz 1200r/kW•h |
（1）水所吸收的热量；
（2）电水壶的实际功率；
（3）电水壶烧水的效率．
如图所示的是李岚同学用弹簧测力计拉着一个重为0.4N的小木块在斜面上做匀速直线运动的情景．在该次实验中，小木块运动的距离s为0.5m，斜面与水平面之间的夹角为30°．则实验结束时，小木块上升的距离为0.25m； 若在过程中，李岚的手所用的力恒为0.5N，则李岚的手共做了0.25J的功；若李岚想要利用该斜面向上提升小木块，则该斜面的机械效率为40%．
如图所示，工人用滑轮组将重480N的物体以0.2m/s的速度匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%，则该工人做的总功为1200J，拉力做功的功率为120W．如只增加提升重物上升的高度滑轮组的机械效率将不变（选填“不变”、“增大”或“减小”）| A． | 小明的质量 | B． | 单杠的高度 | ||
| C． | 每次身体上升的高度 | D． | 做引体向上的时间 |
某学习小组用自制的水凸透镜（用薄膜充入水后制成水凸透镜，与注射器相连，注射器里有少量水）来模拟近视眼的成因及矫正，如图所示．先调整蜡烛的位置使光屏上得到一个清晰的倒立缩小的像，然后向水凸透镜内注水，使它的焦距变小，会发现光屏上的像变得模糊，为了能再次在光屏上成清晰的像，下列操作不可行的是（ ）| A． | 光屏向左移动，保持蜡烛不动 | |
| B． | 蜡烛向右移动，保持光屏不动 | |
| C． | 在凸透镜前放置一架度数合适的远视眼镜 | |
| D． | 在凸透镜前放置一架度数合适的近视眼镜 |
