2022-2023学年山东省潍坊市诸城市九年级（下）开学物理试卷（PDF版含答案）

2022-2023 学年山东省潍坊市诸城市九年级（下）开学物理试卷
一、单项选择题（本大题有 8 小题，每小题 3 分，共 24 分.每个小题给出的四个选项中，只有一个正确，选对的每小题得 3 分.多选、漏选、错选均不
得分）
1．核酸检测的“大白”用酒精给双手消毒时，我们隔着口罩都能闻到浓浓的酒精气味。该现象说明（ ）
A．分子间存在引力
B．分子间存在间隙
C．分子间存在斥力
D．分子在不停做无规则运动
2．下列关于家庭用电的说法正确的是（ ）
A．当发现电线着火时，应立即泼水灭火
B．使用试电笔检验插座是否带电时，手必须接触笔尾金属体
C．可以把多个大功率用电器插头插在家庭电路中的同一个插排上使用
D．家里的空气开关“跳闸”了，一定是线路的某个地方出现了短路
3．如图所示是家庭电路中的某一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合 S1，灯 L1 亮；②断开 S1，闭合
S2，灯 L2 不亮；③再用试电笔测 a、b、c、d 四个接线点，发现只有在 c 点氖管不发光。若电路中只有一处故障，
则是（ ）
A．灯 L2 短路 B．灯 L2 所在支路断路
C．c、d 两点间断路 D．c 点左侧的零线断路
4．在“伏安法”测量小灯泡电功率的实验中，某同学连接好电路闭合开关，当变阻器连入电路的电阻变大时，电
压表示数也随着变大；反之，随着变小。这是因为（ ）
A．电压表与滑动变阻器并联
B．小灯泡被短路了
C．滑动变阻器接错了接线柱
D．电压表的正、负接线柱接错了
5．小明家有一款磁悬浮音箱如图（a）所示，闭合开关，音箱悬浮空中。经过研究，小明发现音箱底部有一块磁铁，
底座内部有电磁铁。他画出了图（b）所示的电路原理图。下列判断正确的是（ ）
A．音箱底部磁铁的 A 端应该是 N 极
B．音箱悬浮的原理是同名磁极相互排斥
C．滑片 P 向左移动可增加音箱“悬浮”的高度
D．底座通电后能产生磁场是利用了电磁感应原理
6．如图为某兴趣小组制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物
两侧，该转框可以绕电池持续转动。下列实验原理与该神奇转框工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B 位置可以安装电铃或者 LED 灯。当车库没有积水时 LED 灯亮，
有积水时电铃响。下列说法正确的是（ ）
A．电铃应该安装在 A 的位置
B．电铃工作时，电磁铁的上端是 N 极
C．自动报警控制电路的工作原理是电磁感应
D．自动报警控制电路的工作原理是电流磁效应
8．某光敏电阻 R 的电阻值随光照强度的变化图线如图甲所示。把光敏电阻 R 接入图乙所示电路中，假设灯泡 L 的
电阻保持不变，当开关 S 闭合，光照强度逐渐减弱时，下列判断中正确的是（ ）
A．电流表示数变大，灯 L 功率变大
B．电压表示数变大，灯 L 功率变大
C．电压表示数变小，灯 L 功率变小
D．电流表示数变小，灯 L 功率变小
二、多项选择题（本大题有 4 小题，共 16 分。每个小题给出的四个选项中，至少有两个是正确的，选对的每小题得 4 分，选对但不全的得 2 分，选
错或不选的得 0 分）
（多选）9．下面是小明同学观察分析一些电路工作情况而得出的判断，其中正确的是（ ）
A．小明卧室的空调和床头台灯，它们是串联的
B．马路两旁的路灯，晚上同时亮，早上同时熄，它们是串联的
C．冰箱内的照明灯与制冷压缩机可分别单独工作，因此它们是并联的
D．电压表测量电路电压指针发生偏转时，其能量转化是电能转化为机械能
（多选）10．小军喜欢喝咖啡，在冲调咖啡时总能闻到一股浓浓的香味。如图是一杯刚冲调的咖啡，则下列说法正
确的是（ ）
A．咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈
B．咖啡变凉是通过做功方式使其内能增加
C．咖啡香飘四溢说明分子在做无规则运动
D．咖啡变凉是通过热传递方式使其内能减小
（多选）11．如图所示是电阻甲和乙的 I﹣U 图像，下列说法中正确的是（ ）
A．甲和乙的阻值都随电压的增大而增大
B．当电压为 2V 时，电阻乙的阻值 R 乙＝10Ω
C．仅把甲、乙并联在 2.5V 的电源上，消耗的总功率为 1.25W
D．仅把甲、乙串联在电路中，电流为 0.2A 时，电路总电压为 3V
（多选）12．电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路如图所示。断开 S 后，充电插口可以外接充
电器对蓄电池进行充电。电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为 48V，电动机线圈中的电流为 5A，
线圈的电阻是 0.5Ω。下列说法正确的是（ ）
A．电动机是利用电磁感应原理工作的
B．对蓄电池充电时，电能转化为化学能
C．电动机正常工作 1min 消耗的电能为 14400J
D．电动机正常工作 1min 线圈产生的热量为 7500J
三、作图题（本大题共 2 小题，共 6 分）
13．请将“电能表”、“空气开关”分别填入图中合适的方框内，并用笔画线代替导线，将三孔插座和控制插座的开
关正确接入家庭电路中。
14．如图为相邻的电磁铁和永磁体，请标出电磁铁的磁极并画出电磁铁和永磁体之间的磁感线（每个磁极至少画 4
条磁感线）。
四、实验题（本大题共 4 小题，共 26 分）
15．在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压 3V 保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求导线不能交叉；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于 （选填“A”或“B”）端；
（3）小明同学在实验中测出的数据如表所示，请根据表中的数据在答题纸的图乙中绘制出定值电阻 R 的 U﹣I
图像；
序号 1 2 3 4 5
电压 U/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
（4）小华同学测出的实验数据如表所示，分析数据发现“导体中的电流与导体两端的电压不成正比”，检查两电
表均无故障，则原因是： 。
电压 U/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流 I/A 0.12 0.22 0.32 0.42 0.52
16．有一个额定电压是 2.5V 的小灯泡，正常工作时的电阻约为 10Ω，小明想测量它的电功率。实验室有如下器材：
电源（电压恒为 6V）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“10Ω，0.5A”和“50Ω，0.5A”的滑动变阻
器两个、导线若干。
（1）小明设计了图甲所示电路，他应选规格为 的滑动变阻器才能完成实验；
（2）图乙是小明根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是
由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并画出正确的连线；
（3）改正接线后，闭合开关，小明发现：灯泡仍然不亮，电流表指针不偏转，电压表示数为 6V。则电路中出现
的故障可能是： ；
（4）小明排除故障后，继续进行实验。当电压表的示数为 2.5V 时，电流表的示数如图丙所示，电流值大小为
A，则小灯泡额定功率是 W；
（5）若要测量小灯泡高于额定电压时的电功率，应向 （选填“A”或“B”）端移动变阻器的滑片。
17．如图所示为探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置，三个相同的透明容器中封闭
着等量的空气。
（1）组装之前，在三个 U 形管内注入等量蓝墨水，实验中通过观察 的变化来比较电阻丝产生热量的多
少；若要探究电流大小对电热的影响，应选择观察 两个实验装置。
（2）物理学蕴含科学思想、科学方法和科学精神，其中本实验设计就用到了控制变量法。下列选项中用到了控
制变量法的是 ；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究阻力对物体运动的影响
（3）通电一段时间后，发现与密闭容器相连的 U 形管两端液面高度差最小的是 ，最大的是 （选
填“甲”“乙”或“丙”）；
（4）分析甲、乙两个实验装置的现象，可得结论： 。
18．如图 1 所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，改变开关通断状态，让导体 AB 在磁场中沿不同方
向运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在表中。
实验次数 开关 磁场方向 导体 AB 运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况
1 断开 上 N 下 S 左右或上下运动 不偏转
2 闭合 上 N 下 S 静止 不偏转
3 闭合 上 N 下 S 上下运动 不偏转
4 闭合 上 N 下 S 左右运动 偏转
5 闭合 上 N 下 S 向左运动 向右偏转
6 闭合 上 N 下 S 向右运动 向左偏转
7 闭合 上 S 下 N 向左运动 向左偏转
8 闭合 上 S 下 N 向右运动 向右偏转
（1）由实验 1 和 2 可知，灵敏电流计指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“没有”）感应电流产生；
（2）分析实验 1 和 4 可知，产生电流的条件之一是开关必须闭合；分析实验 3 和 4 可知，产生电流的另一个条
件是电路中的部分导体必须做 运动；
（3）实验时电路中产生的感应电流是将 能转化为电能，此原理可用来制造 （选填“电动机”
或“发电机”）；
（4）比较第 5、6（或 7、8）两次实验可以得出感应电流的方向与 有关，通过比较第 两次实验
可以得出感应电流的方向还与磁场的方向有关；
（5）如图 2 所示，a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线 a 在磁场中沿水平方向左右
运动时，能产生感应电流的有 。
五、计算题（本大题共 3 小题，共 28 分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤，只写出最后答案的不能得分）
19．珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚 150 克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入
3
到盛有 200 克、20℃水的绝热容器中，水温最高升到 80℃。若金属块的比热容 c 金属＝0.5×10 J/（kg ℃），不计
热量损失。求：
（1）水吸收的热量；
（2）火焰中心的温度。
20．如图甲所示的电路，电源电压 U 保持不变，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关 S，当变阻器的滑片 P
从一端滑到另一端时，电压表示数随变阻器阻值变化的关系如图乙所示，求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）定值电阻 R0 的阻值；
（3）电源电压 U。
21．如图甲、乙是一款电煮锅和它的简化工作电路。R1、R2 都是加热电阻，且电阻 R1＝120Ω。当电煮锅的高温挡
在实际电压为 200V 的家庭电路中单独工作时，把温度为 40℃、质量为 1.0kg 的水加热到 100℃用了 5min，电能
表（图丙所示）的转盘转了 250 转。求：
（1）电煮锅高温挡时的实际耗电功率；
（2）电煮锅加热电阻 R2 的阻值；
（3）电煮锅在高温挡时的加热效率。
试题解析
1．【解答】解：使用酒精类消毒剂时，闻到刺鼻的气味，这是扩散现象，说明了分子在不停地做无规则运动，故 A
符合题意，ABC 不符合题意。
故选：D。
2．【解答】解：A、由于生活用水是导体，当发现电线着火时，泼水灭火容易发生触电事故，故 A 错误；
B、使用试电笔时，必须用手接触到笔尾的金属体，这样才能构成通路，故 B 正确；
C、同一插排上使用的电器总功率过大，会使电路中电流过大，造成保险丝熔断，故 C 错误；
D、家庭电路中的空气开关跳闸，原因有两个：短路或总功率过大，故 D 错误。
故选：B。
3．【解答】解：闭合 S1，灯 L1 亮，电路中有电流，说明电路为通路，从保险丝→a→S1→L1→c 以及 c 点左侧的零
线都没有断路，故 D 错误；
断开 S1，闭合 S2，灯 L2 不亮，灯 L2 不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路，
若灯 L2 短路时，电路的电流会很大，将保险丝烧断，灯泡 L1 也不会发光，a、b 两个接线点上，试电笔的氖管
都不会发光，故 A 错误；
若灯 L2 所在支路开路，d 点氖管不发光，故 B 错误；
若 c、d 两点间开路，灯泡 L2 与零线不能构成闭合电路，电路中没有电流，灯泡不会发光，但 d 点会通过灯泡
L2 与火线间接相连，试电笔的氖管会发光，故 C 正确。
故选：C。
4．【解答】解：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不
是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
故选：A。
5．【解答】解：AB、由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的下端，
则螺线管的下端为 N 极、上端为 S 极，磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，所以音箱底部磁体的 A 端
应该是 S 极，故 A 错误，B 正确；
C、由题图可知，闭合开关，使音箱悬浮后，向左调节滑片 P，电磁铁线圈中的电流减小，磁性减弱，音箱受到
的磁力变小，音箱与底座之间的距离变小，“悬浮”的高度降低，故 C 错误；
D、底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场，没有利用电磁感应原理，故 D 错误。
故选：B。
6．【解答】解：在本实验中，铜线框之所以能够转动，是由于通电线框在磁场中受力，与电动机的原理相同。
A、图中没有电源，是发电机的原理图，是根据电磁感应现象制成的，故 A 错误；
B、图中由电源，是电动机的原理图，是根据通电导体在磁场中受到力的作用做成的，故 B 正确；
C、是电磁铁的原理图，是根据电流的磁效应制成的，故 C 错误；
D、是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故 D 错误；
故选：B。
7．【解答】解：A、车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED 灯亮，说明 A 为 LED 灯；车库有
积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得 B 的电路接通，电铃发出声
音，所以电铃应安装在图中的 B 位置，故 A 错误；
B、电铃工作时，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是 S 极，故 B 错误；
CD、电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，是丹麦物理学家奥斯特发现的，
故 C 错误，D 正确。
故选：D。
8．【解答】解：由电路图知，光敏电阻 R 和灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测 R 两端电压，
根据图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以光照强度逐渐减弱时，光敏电阻的阻值逐渐增大，
根据串联电路的分压规律可知 R 分担的电压变大，电压表示数变大；串联电路总电阻等于各部分电阻之和，此
时电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中电流变小，即电流表示数变小；
R 分担的电压变大，由串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变小，且通过灯泡的电流变小，由 P＝UI 可知灯
泡的实际功率变小；
故 D 正确，ABC 错误。
故选：D。
9．【解答】解：A、小明卧室的空调和床头台灯都可以单独工作，互不影响，所以它们是并联的，故 A 错误；
B、路灯是用来为行人照明的，并且当其中一个灯泡损坏时，其它灯泡仍可以正常工作，即各灯泡在工作时互不
影响，所以它们是并联的，故 B 错误；
C、冰箱制冷压缩机和照明灯可以单独工作，互不影响，说明它们为并联连接，故 C 正确；
D、电压表中有电流通过时，指针发生偏转，其能量转化是电能转化为机械能，故 D 正确。
故选：CD。
10．【解答】解：
A、物体温度越高分子的无规则运动越剧烈，所以咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈，故 A 正确；
BD、咖啡变凉是通过热传递方式使其内能减小，故 B 错误、D 正确；
C、咖啡香飘四溢是因为咖啡的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，故 C 正确。
故选：ACD。
11．【解答】解：A、由图象可知，甲的 I﹣U 图像是过原点的直线，通过甲的电流与两端的电压成正比，则甲是定
值电阻；
故 A 说法错误；
B、由图象可知，乙两端的电压为 2V 时，通过的电流为 0.2A，
由 I＝ 的变形式 R＝ 可知，乙的电阻 R 乙＝ ＝ ＝10Ω，故 B 正确；
C、甲、乙并联在电压为 2.5V 的电路中时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，它们两端的电压 U 甲′＝U 乙′＝U′＝2.5V，
由图象可知，I'甲＝0.5A，I'乙＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：
I′＝I'甲+I'乙＝0.5A+0.5A＝1A，
电路的总功率：
P＝UI＝2.5V×1A＝2.5W，故 C 错误；
D、甲、乙串联在电流为 0.2A 的电路中时，通过它们的电流相等，
由图象可知，甲两端的电压 U 甲＝1V，乙两端的电压 U 乙＝2V，
则电源的电压：
U＝U 甲+U 乙＝1V+2V＝3V，故 D 正确。
故选：BD。
12．【解答】解：A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，故 A 错误；
B、对蓄电池充电时，电能转化为化学能，故 B 正确；
C、电动机正常工作 1min 消耗的电能为：W＝UIt＝48V×5A×60s＝14400J，故 C 正确；
2 2
D、电动机正常工作 1min 线圈产生的热量为：Q＝I Rt＝（5A） ×0.5Ω×60s＝750J，故 D 错误。
故选：BC。
13．【解答】解：家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总空气开关及漏电保护开关→用电器的安装顺序；因此
上面的右边框内是空气开关，左边是电能表；
为了安全，开关接在插座与火线之间，三孔插座的上面的孔接地线，左孔接入零线，右孔通过开关接火线，如图
所示：
14．【解答】解：根据安培定则可知，电磁铁的左端为 N 极，右端为 S 极；在磁体外部，磁感线从磁体的 N 极出发，
回到 S 极。据此作图如下：
故答案为：见上图。
15．【解答】解：（1）电压表并联在定值电阻两端，电源电压 3V，所以电压表选用 0～3V 的量程；结合后面的实验
记录的电流数据可知，电流表选用 0﹣0.6A 的量程，滑动变阻器保证“一上一下”接入电路，据此分析连接电路
如下图：
；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于阻值最大端，结合连接的电路图滑片 P 应该置于 A 端；
（3）在图像中分别找到对应的五个坐标，用平滑的曲线连接起来，就是电阻 R 的 I﹣U 关系图像，如图所示：
；
（4）分析数据：每次测得的电流值比理论电流值大 0.02A，所以可能的原因是电流表在使用前没有调零，指针
指示在 0.02A 刻度处。
故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）见上图；（4）电流表未调零。
16．【解答】解：（1）有一个额定电压是 2.5V 的小灯泡，正常工作时的电阻约为 10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流
约为 I＝ ＝ ＝0.25A，灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻为 R
＝ ＝ ＝14Ω＞10Ω，故他应选规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器才能完成实验；
（2）原电路中，电压表串联在电路中，灯与变阻器并联是错误的，电压表应与灯并联，变阻器应与灯串联，如
下所示：
（3）经分析，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为 6V，则电路中出现的故障是：灯
泡断路；
（4）图丙中，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流大小为 0.3A，灯的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）若要测量小灯泡高于额定电压时的电功率，结合串联分压的原理可知应向 A 端移动变阻器的滑片。
故答案为：（1）50Ω 0.5A；（2） ；（3）灯泡断路（4）0.3；0.75；（5）A。
17．【解答】解：（1）组装之前，在三个 U 形管内注入等量蓝墨水，根据转换法，实验中通过观察 U 形管内的液面
高度差的变化来比较电阻丝产生热量的多少；
丙中两电阻串联后再与乙中的电阻串联，最后与甲中的电阻串联，根据串联和并联电路电流的规律，通过甲中电
阻的电流大于通过丙中电阻的电流，而通电时间相同，故若要探究电流大小对电热的影响，应选择观察甲、丙两
个实验装置；
（2）本实验设计就用到了控制变量法；
A．探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用了转换法；
C．研究光的传播时，引入“光线”，采用了模型法；
D．探究阻力对物体运动的影响，通过距离的长短显示阻力的大小，采用的转换法；
故选 A；
（3）通过甲、乙两容器中的电阻的电流相等，大于通过丙容器中电阻的电流，丙中电阻丝及甲中电阻丝的阻值
2
小于乙中电阻阻值，根据 Q＝I Rt，通电一段时间后，根据转换法，发现与密闭容器相连的 U 形管两端液面高度
差最小的是丙，最大的是乙；
（4）由（3）知，通过甲、乙两个容器中的电阻丝的电流相同，通电时间也相同，乙容器中电阻较大，故可得结
论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生热量越多。
故答案为：（1）U 形管内的液面高度差；甲；丙；（2）A；（3）丙、乙；（4）在电流和通电时间相同时，电阻越
大，电流产生热量越多。
18．【解答】解：（1）由实验 1 和 2 可知，灵敏电流计指针不偏转，说明电路中没有感应电流产生；
（2）分析实验 1 和 4 可知，产生电流的条件之一是开关必须闭合；分析实验 3 和 4，电路状态、磁场方向均相
同，导体 AB 运动方向不同，灵敏电流计的指针偏转情况不同，根据控制变量法可知，产生电流的另一个条件是
电路中的部分导体必须做切割磁感线运动；
（3）实验时消耗了机械能，得到了电能，电路中产生的感应电流是将机械能转化为电能，电磁感应原理可用来
制造发电机；
（4）比较第 5、6（或 7、8）两次实验可以得出感应电流的方向与导体运动方向有关，通过比较第 5、7（或 6、
8）两次实验，电路状态、导体 AB 运动方向均相同，磁场方向不同，灵敏电流计的指针偏转情况不同，根据控
制变量法，可以得出感应电流的方向还与磁场的方向有关；
（5）如图 2 所示，a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线 a 在磁场中沿水平方向左右
运动时，其中 A、B 中导线 a 没有切割磁感线，不能产生感应电流，C、D 中导线 a 做了切割磁感线运动，能产
生感应电流。
故答案为：（1）没有；
（2）切割磁感线；
（3）机械；发电机；
（4）导体运动方向；5、7（或 6、8）；
（5）C、D。
19．【解答】解：（1）水的质量：m 水＝200g＝0.2kg，
3 4
水吸收的热量：Q 吸＝c 水 m 水（t﹣t0）＝4.2×10 J/（kg ℃）×0.2kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×10 J；
4
（2）不计热量损失，金属块放出的热量：Q 放＝Q 吸＝5.04×10 J，
达到热平衡后，金属块的温度与水的温度相同，金属块的质量：m 金属＝150g＝0.15kg。
由 Q 放＝cm（t0﹣t）可知，金属块的初温：t0′＝ +t＝ +80℃＝
752℃，
金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，金属块的温度与火焰中心的温度相同，所以火焰中心的温度为 752℃。
4
答：（1）水吸收的热量为 5.04×10 J；
（2）火焰中心的温度为 752℃。
20．【解答】解：由电路图可知，R0 与 R 串联，电压表测变阻器 R 两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由串联电路的分压原理可知变阻器接入电阻最大时，其两端的电压最大，由图乙可知，变阻器的最大电阻：
R＝20Ω；
（2）由乙图可知当变阻器的电阻值为 R1＝5Ω 时，变阻器两端的电压 U1＝3V，
由欧姆定律可得，此时变阻器中的电流：I1＝ ＝ ＝0.6A，
由串联电路电流规律可知，定值电阻 R0 中的电流：I01＝I1＝0.6A，
定值电阻两端的电压：U01＝I01R0＝0.6A R0，
由串联电路的电压规律可得，电源电压：U＝U01+U1＝0.6A R0+3V ①；
由乙图可知当变阻器的电阻值为 R2＝10Ω 时，变阻器两端的电压 U2＝4V，
由欧姆定律可得，此时变阻器中的电流：I2＝ ＝ ＝0.4A，
由串联电路电流规律可知，定值电阻 R0 中的电流：I02＝I2＝0.4A，
定值电阻两端的电压：U02＝I02R0＝0.4A R0，
由串联电路的电压规律可得，电源电压：U＝U02+U2＝0.4A R0+4V ②；
由①②可得，0.6A R0+3V＝0.4A R0+4V，
解得，定值电阻 R0 的阻值：R0＝5Ω；
（3）由①得，电源电压：U＝0.6A R0+3V＝0.6A×5Ω+3V＝6V。
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为 20Ω；
（2）定值电阻 R0 的阻值是 5Ω；
（3）电源电压 U 是 6V。
21．【解答】解：（1）3000r/（kW h）表示电路中每消耗 1kW h 的电能，电能表的转盘转 3000 转，
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则转盘转了 250 转消耗的电能：W＝ ＝ kW h＝ ×3.6×10 J＝3×10 J，
电煮锅高温挡时的实际耗电功率：P 实＝ ＝ ＝1000W；
（2）当 S1、S2 闭合时，R1、R2 并联，当 S1 闭合、S2 断开时，只有 R1 工作，
根据并联电路的电阻特点可知，并联电路的总电阻小于任一分电阻，
当 S1、S2 闭合时，R1、R2 并联，电路中的电阻最小，由 P＝UI＝ 可知，此时电路中的电功率最大，电煮锅
处于高温挡；
当 S1 闭合、S2 断开时，只有 R1 工作，电路中的电阻最大，电功率最小，电煮锅处于低温挡；
R1 的电功率：P 低实＝ ＝ ＝ W，
根据并联电路的特点可知，R2 的电功率：P2＝P 高实﹣P 低实＝1000W﹣ W＝ W，
由 P＝UI＝ 可知，R2 的阻值：R2＝ ＝ ＝60Ω；
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（3）水吸收的热量：Q 吸＝c 水 mΔt＝4.2×10 J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣40℃）＝2.52×10 J，
电煮锅高温挡的加热效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝84%。
答：（1）电煮锅高温挡时的实际耗电功率为 1000W；
（2）电煮锅加热电阻 R2 的阻值为 60Ω；
（3）电煮锅在高温挡时的加热效率为 84%。