题目内容
3．在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5V的学生电源一个，电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）各一个，开关一个，标有“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为3.8V小灯泡一个．实验前电压表与电流表均已调零．
（1）第一组的同学实验时连接电路如图甲所示，检查时发现有一根导线接错了，请你在错误的导线上打一个“×”，然后用笔画线重画一根导线使电路完整．
（2）开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到A．（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，移动滑动变阻器滑片P可以改变电流表的示数，那么电路的故障原因是小灯泡短路．
（4）排除故障后，调节滑片到某一位置时，此时电压表的示数如图乙，则应将滑动变阻器滑片向A（选填“A”或“B”）端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表度数为0.4A，则小灯泡的额定功率为1.52W．
（5）该小组的同学们经过多次实验，记录了多组电压与电流值，并绘出如图丙所示图象．大家发现，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，导致这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（6）第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0～15V的量程已损坏，而0～3V的量程可以使用．经过研究设计了如图丁所示电路，完成了小灯泡功率的测量．实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.2V时，小灯泡正常发光．
（7）第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值．滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω-12Ω．
分析 （1）电压表应并联在灯的两端．
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处．
（3）电流表有示数，说明整个电路是通路，电压表无示数，由此找故障的原因．
（4）根据图乙知电压表量程和分度值，读出其示数，和额定电压大小比较我，根据分压原理确定滑片的移动方向；根据P=UI计算小灯泡的额定功率．
（5）从温度影响电阻的角度分析原因．
（6）由串联电路的电压特点分析说明．
（7）保证电压表不超量程，小灯泡不超额定值，根据串联电路特点和欧姆定律结合图象计算滑动变阻器接入电路的阻值范围保证电压表不超量程，小灯泡不超额定值，根据串联电路特点和欧姆定律结合图象计算滑动变阻器接入电路的阻值范围．
解答 
解：（1）原电路图中，电压表串联在电路中，电流表并联在灯的变阻的两端，电压表应并联在灯的两端，如右图所示；
（2）为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即A端．
（3）电流表有示数，说明整个电路是通路，而电压表无示数，灯泡也不亮，所以故障的原因可能是灯泡短路了．
（4）由图乙电压表使用的是0-15V量程，分度值0.5V，示数为4.5V，应减小灯的电压，增大变阻器分得的电压根据分压原理，滑片向A端移动；所以小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（5）随着电压的增大，灯的实际功率也逐渐增大，灯的温度逐渐升高，而金属的电阻随温度的升高而增大，即电压表与电流表的示数之比变大．
（6）由图丁，电压表测滑动变阻器两端电压，当灯泡正常发光时电压为3.8V，此时滑动变阻器两端电压U变=U-U额=5V-3.8V=1.2V，即电压表示数为1.2V时，小灯泡正常发光．
（7）由题为使电压不超量程，小灯泡不超额定值，电压表示数最大3V，最小1.2V，
当电压表示数最小为1.2V时，变阻器连入阻值最小，灯正常工作，I=IL=I变=0.4A，
所以变阻器连入的最小值R变=$\frac{{U}_{变}}{{I}_{变}}=\frac{1.2V}{0.4A}$=3Ω；
当电压表示数最大为3V时，变阻器连入阻值最大，灯泡电压UL=5V-3V=2V，由图象可知此时I′=IL′=I变′=0.25A，
所以变阻器连入的最大值R变′=$\frac{{U′}_{变}}{{I′}_{变}}=\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
所以电压不超量程，小灯泡不超额定值，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω-12Ω．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）A；
（3）小灯泡短路；
（4）A；1.52；
（5）灯丝电阻随溫度的升高而变大；
（6）1.2；
（7）3Ω-12Ω．
点评 本题测小灯泡电功率，考查电路的连接、故障的分析、操作过程、电功率的计算、影响电阻大小的因素、器材的选择等知识，考点多，综合性较强．
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如图所示，将质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体放在水平桌面上，求：
某剧组为拍摄需要，设计了如图所示的装置来改变照明灯的高度．轻质杠杆ABO可绕O点转动．在图中画出杠杆所受拉力的力臂L1以及杠杆所受阻力F2的示意图．
随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多，那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O（颈椎）转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5牛模拟头部的重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计，支点（颈椎）承受的压力约为头部重力与绳子拉力之和，实验数据如表：| 低头 角度/度 | 绳子 拉力/牛 | 颈椎承受的压力/牛 |
| 0 | 0 | 5 |
| 15 | 5 | 10 |
| 30 | 9 | 14 |
| 45 | 13.5 | 18.5 |
| 60 | 17.5 | 22.5 |
（2）头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因：当低头角度变大时，重力的力臂变大（“变大”或“变小”）；
（3）下列措施中，有利于保护颈椎的是ABC（多选）．
A．不要长时间低头看手机
B．适当抬高手机屏幕，减小低头角度
C．低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力．
）或两个单刀单掷开关，借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．在虚线框内画出实验电路图．| A． | 书对桌面的压力和桌面对书的支持力 | |
| B． | 书受到的重力和书对桌面的压力 | |
| C． | 桌子的重力和桌面对书的支持力 | |
| D． | 桌面对书的支持力书受到的重力 |
如图是我国094型战略核潜艇图片，它是我国有史以来建造的排水量最大的潜艇，该型潜艇可携带12枚巨浪2洲际导弹，是我国核反击力量之一．当潜艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮=G（填“＞”、“＜”或“=”）．若潜艇从长江内河潜行到海洋时，潜水艇受到的浮力变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）（ρ海水=1.03×103kg/m3）．| A． |  磁悬浮列车行驶时不接触轨道 | B． |  气垫船行驶时船体离开水面 | ||
| C． |  自行车轴承内部装有滚珠 | D． |  汽车轮胎表面刻有花纹 |