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    8．某实验台上有：电源、“30Ω 0.5A”的滑动变阻器，10Ω的定值电阻R、未知电阻R1、标有“3.8V”的小灯泡、电流表、电压表各一个，开关、导线若干．选择其中的器材可以完成下列电学实验：

    （一）探究电流与电压的关系
    （1）请将图甲的电路连接完整．
    （2）若电源电压为6V，甲图中定值电阻R两端电压的调节范围应该为1.5V～3V．
    （二）测量定值电阻Rx的阻值
    （1）测量定值电阻阻值的原理是R=$\frac{U}{I}$．
    （2）为了减小测量的误差，采取的方法是多次测量取平均值．
    （3）若电流表或电压表只选择其中的一个，电源电压未知，下列设计的电路中，不经过重新拆装电路不能测出待测电阻的是C．

    （三）测量小灯泡的额定功率
    （1）将甲图中的电阻R换成“3.8V”的小灯泡，必须改变电压表的量程．
    （2）闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向B（选填“A”、“B”）端移动，灯泡L逐渐变亮，在灯泡逐渐变亮的过程中，电压表示数与电流表示数的比值在增大（选填“增大”或“减小”）．
    （3）当小灯泡两端电压表的示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为1.216W．
    （4）若电源电压未知，小红设计了不用电压表就能测量“3.8V”小灯泡的额定功率的电路图，如图丙所示，但她不能确定已知电阻R和灯泡L的位置，请你帮她完成电路的设计．

    分析 （一）（1）探究电流与电压的关系实验中，要控制电阻的大小不变，改变电压的大小，记下电流随电压的变化，所以电压表应并联在定值电阻的两端，电流表与定值电阻串联，变阻器接线柱按一上一下的原则串联接入电路中；
    （2）根据电压表选用的量程确定电压的最大值；根据欧姆定律求出电路中的最小电流，再确定电压表允许的最小值；
    （二）（1）测量定值电阻的原理是欧姆定律；
    （2）多次测量取平均值可减小误差；
    （3）根据串联电路电压和电流规律结合欧姆定律，分别对四个选项分析，确定不拆接能测量电阻大小的选项，据此作答；
    （三）（1）根据灯的额定电压确定电压表的量程；
    （2）要使灯变亮，应增大通过灯的电流，根据欧姆定律确定滑片移动的方向；根据欧姆定律和影响电阻大小的因素回答；
    （3）根据图乙电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
    （4）要测定额定电压为3.8V灯泡的电功率，首先使灯正常发光．在没有电压表的情况下，电流表和定值电阻应起到电压表测量电压的作用，所以应将定值电阻与电流串联后再与灯并联，据此作答．

    解答 解：（1）将电阻与电流表串联起来，变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，电压表并联在电阻的两端，如下图1所示：


    （2）因电压表选用小量程，所以R两端的最大电压为3V；当变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，定值电阻的电压最小，电路的最大总电阻R总=R+R滑=10Ω+30Ω=40Ω，电路的最小电流为
    I小=$\frac{U}{{R}_{总}}=\frac{6V}{40Ω}$=0.15A，电压表最小示数为U小=I小×R=0.15A×10Ω=1.5V，所以若电源电压为6V，甲图中定值电阻R两端电压的调节范围应该为1.5V-3V；
    （二）（1）测电阻的实验原理为R=$\frac{U}{I}$；
    （2）定值电阻的大小不变，为提高测量的准确程度，要多次测量取平均值来减小误差；
    （3）A选项，当滑片移至左端时，电压表示数即为电源电压U；当滑片移动到最右端时，变阻器的最大阻值为
    R0=30Ω，此时R1与串联R0，记下电压表的示数U1，根据串联电路电压的规律，R0的电压为U-U1，通过其的电流大小I=$\frac{U{-U}_{1}}{30Ω}$，由串联电路电流的特点，则被测电阻的大小R1=$\frac{{U}_{1}}{I}=\frac{{U}_{1}}{\frac{U{-U}_{1}}{30Ω}}=\frac{{U}_{1}}{U{-U}_{1}}$×30Ω，不经过重新拆装电路就能测出待测电阻大小，不符合题意；
    B选项，当开关闭合时，定值电阻R被短路，记下此时电流表的示数为I1，当断开开关时，定值电阻R与R1串联，记下此时电流表示数I2，因电源电压保持不变，所以I1×R=I2（R1+R），所以R1=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}{-I}_{2}}×$×10Ω，不符合题意；
    C选项，只能测出R1的电压，无法求出电路中的电流大小，不经过重新拆装电路不能测出待测电阻的大小，符合题意；
    D选项，将变阻器的滑片移动到最右端时，变阻器连入电路中的电阻最大，R1与30Ω的电阻串联，记下电流表的示数为I1；当滑片移动到最左端时，变阻器连入电路中的电阻为0，此时电路中只有R1接入电路中，记下此时电流表的示数I2；
    根据电源电压不变，则I1（R1+R）=I2R1，R1=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}{-I}_{1}}$×30Ω，不符合题意．
    故答案选C．
    （三）（1）因灯的额定电压为3.8V大于3V，所以应更换电压表量程；
    （2）要使灯变亮，应增大电路中的电流大小，根据欧姆定律要减小电路中的电阻大小，所以，滑片向B端移动；根据欧姆定律，电压表示数与电流表示数的比值即为灯的电阻大小，因灯变亮，即灯的实际功率变大，灯丝的温度升高，根据灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻增大，即电压表示数与电流表示数的比值增大；
    （3）图乙中电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.32A，灯的额定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
    （4）要测定额定电压为3.8V灯泡的电功率，应使灯正常发光．在没有电压表的情况下，电流表和定值电阻应起到测量电压的作用，应将定值电阻与电流串联后再与灯并联，如下图2所示：

    步骤：当只闭合S、S1时，通过移动滑片，使电流表示数为I=$\frac{{U}_{额}}{R}=\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A时，定值电阻的电压一定为3.8V，根据并联电路电压的规律，灯的电压为UL=3.8V，灯正常发光；
    保持滑片位置不动，再断开S1，闭合S2，电路的连接关系没有改变，各用电器的电压没有改变，灯仍正常工作，记下此时电流表的示数ILR，因通过定值电阻的电流大小不变，由并联电路电流的规律，通过灯的电流
    IL=ILR-0.38A，根据PL=ULIL可求灯的额定功率．
    故答案为：（一）（1）如上图1所示；
    （2）1.5-3；
    （二）（1）R=$\frac{U}{I}$；
    （2）多次测量取平均值；
    （3）C；
    （三）（1）电压；
    （2）B；增大；
    （3）1.216；
    （4）如上图2所示．

    点评 本题涉及电学中的三个重要实验，考查电路的连接、对定值电阻电压的要求、实验原理、数据处理方法、影响电阻大小的因素、额定功率的计算，在没有电压表的情况设计实验测电阻的能力及测定额定功率的能力，综合性强，难度大．

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    （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到过竖直位置的速度相同，从而探究动能与质量关系．
    试验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm
    1202030
    2402058
    36020
    （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学建议换用同样较长的木板，丙同学建议降低钢球下摆的高度．你认为应当采用乙的建议．
    （4）由上述实验数据和现象可得出结论：在速度一定时，质量越大动能越大．

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    （1）观光车空车静止在水平地面时对地面的压强．
    （2）在观光车行驶10km的过程中，发动机的功率．
    （3）观光车行驶10km的过程中，消耗了多少汽油？

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    13．热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分．为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：
      工作时间 燃煤 发电总功率 废气
    ××热电站 20h 4000t 5×105kw 向周边供热3.6×1013J
    （1）4000t煤完全燃烧放出1.2×1014J的热量（q煤=3×107J/kg）．
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    （2）如图乙所示，他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后，多次改变探头在水中的深度，并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差．这是为了探究液体内部压强与深度的关系．
    （3）他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在下列液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差最大的是C．
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