21．（12分）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m₁和m₂（已知m₁＝3m，m₂＝2m），活塞与气缸壁间无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。环境温度为T₀，当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。

   （1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度不变）。

（2）在达到上一问的终态后，环境温度缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。

上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果。

（2）当滑动变阻器Pb段的电阻为0.5R_x时，变阻器上消耗的功率。

某同学的部分解答如下：

灯L的电阻R_L＝＝＝6W，

滑片P滑至b端时，灯L和（R_x＋R₂）并联，并联电阻为：R_并＝

由R_L?I_A＝（R_x＋R₂）?I₂（I_A、I₂分别为通过电流表和R₂的电流）得I₂＝

流过电源的电流为I＝I_A＋I₂

20．（12分）如图所示电路中，已知电阻R₁＝2Ω，R₂＝5Ω，灯泡L标有“3V，1.5W”字样，电源内阻r＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R_x。当滑片P滑至a端时，电流表的示数为1A，此时灯泡L恰好正常发光。求：

（1）当滑片P滑至b端时，电流表的示数；

19．（9分）如图a所示，装有位移传感器发射器的、质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器的接收器，它能将A到C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图像和速率-时间（v-t）图像。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为L、高度为h。（取重力加速度g＝10m/s²，结果保留一位有效数字）

   （1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图像如图b所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a＝____m/s²，从图线还可知摩擦力对滑块A运动的影响______。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

   （2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时，通过改变______，可以验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变______，可以验证力一定时，加速度与质量成反比的关系（用L、h、M字母表示）    

   （3）将气垫导轨换成滑板，给滑块A一沿滑板向上的初速度，A的s-t图像如图c所示。图线不对称是由于______造成的，通过图像可求得滑板的倾角θ＝_____（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝____。

   （2）如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω，定值电阻R＝18 Ω，则接入_____

（选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些。

   （3）在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为

____________W。

   （4）若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全

相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为____________W。

18．（8分）如图所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图。

   （1）在左下框中画出实验电路图（根据该电路图可得到U-I关系的完整曲线），可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑线变阻器（变化范围0―50Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。

17．（4分）用DIS描绘电场等势线的实验中，在平整的木板

上依次铺放白纸、复写纸和导电纸．在导电纸上平放

两个圆柱形电极A与B，分别与直流电源的正、负极相

连，如图所示．若以A、B连线为x轴，A、B连线的中

垂线为y轴．将一个探针固定在y轴上的某一点，沿x轴

移动另一个探针，发现无论怎样移动，计算机屏幕上

电压测量值始终为零，若电源及连线都是完好的，可

能的故障是________．将实验故障排除后，探针从BO

间某处沿x轴向电极A移动的过程中，计算机屏幕上电压

测量值的变化情况是________________。