天津市河西区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年天津市河西区九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题
1．为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献，常用他们的名字命名一些物理量的单位。图中的四位物理学家，用于命名电能单位的是（　　）
A．欧姆 B．安培
C．焦耳 D．瓦特
2．2024年4月30日，神舟十七号返回舱进入大气层，与大气剧烈摩擦后形成高温“火球”，如图所示。下列词语中改变内能的方式，与“火球”形成相同的是（　　）
A．炙手可热 B．钻木取火 C．抱团取暖 D．围炉烤火
3．生活中，我们应“珍爱生命，规范用电”。图所示的做法符合用电安全的是（　　）
A．图甲：在高压线下钓鱼
B．图乙：不切断电源，更换灯泡
C．图丙：将洗衣机的金属外壳接地
D．图丁：使用导线绝缘皮破损的插头
4．2024年5月1日，我国自行研制的第三艘航空母舰“福建舰”首次海试。它所搭载的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞。如图所示的实验原理与此原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图将一枚小磁针放在两个磁极间，磁极间磁感线分布和小磁针静止时的指向如图所示，则下列关于a、b两个磁极的判断正确的是（　　）
A．a、b都是S极 B．a、b都是N极
C．a是N极，b是S极 D．a是S极，b是N极
6．一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．该电能表的额定最大电流为20A
B．该电能表此时的读数是20251kW h
C．该电能表应该在220V的电路中使用
D．每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转
7．如图所示的实验电路，闭合开关S后，电流表A的示数为0.4A，电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别为（　　）
A．0.3A 0.1A B．0.3A 0.4A C．0.4A 0.7A D．0.1A 0.3A
8．某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示。图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯衔铁阻值的判断正确的是（　　）
A．阻值随光照强度的增大而减小
B．阻值随光照强度的增大而增大
C．阻值不随光照强度的变化而变化
D．无法判断
9．如图，吊扇灯是灯和吊扇的完美结合，具有装饰性和实用性。吊扇灯的灯和风扇既可独立工作，又可同时工作。图中，电路设计正确并符合安全用电原则的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，手机充电器在插座上未给手机充电时，内部也有电流通过。若我国每天有4×108个充电器在插座上，每个充电器每天未给手机充电的平均时间为20h，平均实际功率为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为（　　）
A．2×105kW h B．8×105kW h C．2×108kW h D．4×108kW h
二、多项选择题
（多选）11．对于家庭电路，下列情况可能引起保险丝熔断或家中空气开关自动跳闸的是（　　）
A．开关中的两个线头相碰
B．户外输电线绝缘皮破损
C．双孔插座中的两个线头相碰
D．电路中增加了大功率用电器
（多选）12．如图所示，电源电压恒定，两个小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”、“12V 3W”字样。闭合开关S，两灯均发光。下列说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（　　）
A．灯L1、L2两端的电压相等
B．灯L2的电阻是灯L1的2倍
C．灯L1、L2的实际功率相等
D．通过灯L1的电流是通过灯L2的4倍
（多选）13．如图所示，电源电压恒定，灯泡的规格为“5U02.5P0”，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器R2的最大阻值均为，电压表的量程为“0～6U0”。闭合开关S、S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，灯泡恰好正常发光。在保证各电路元件安全的前提下，以下说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（　　）
A．小灯泡的电阻为
B．电源电压为10U0
C．闭合开关S、S1、S2，R1消耗的最大功率为3.6P0
D．闭合开关S、S1、S2，电路中的最小电流为
三、填空题
14．（8分）宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中描写到：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”文中小磁针一端指南略微偏东，说明地球周围存在　 　，指南方的磁极为小磁针的　 　极。
15．（8分）2025年1月1日，树人中学举行了第一届中学生自制水火箭比赛。如图，参赛选手向瓶内打气，当瓶内气压增大到一定程度时，“水火箭”向下喷水，获得升空动力后一飞冲天。水火箭飞向空中时，瓶内气体的　 　能转化为水火箭的机械能；该过程与汽油机的　 　冲程能量转化情况相同。
16．（8分）如图，目前我国时速600公里的高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互　 　，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰；磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的　 　效应工作的。
17．（12分）如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的 　 　实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生 　 　J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 　 　（填“大”或“小”）的。
18．（8分）如图，电源电压恒定。闭合开关，待电路稳定后，小磁针静止时B端为 　 　（选填“N”或“S”）极；当滑动变阻器R2的滑片向右滑动时，通电螺线管的磁性 　 　（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
19．（8分）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，则甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1：I1'＝ 　 　；甲电路中L2消耗的实际功率 　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）乙电路中L2消耗的实际功率。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
四、综合题
20．如图是一款车载电热杯，由于它的便利性深受长途旅行者的喜爱。它的额定功率为120W，当它正常工作500s，能把杯中0.2kg的水从20℃加热到70℃。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热杯的加热效率。
21．小齐同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V。请你完成下列内容。
（1）小齐同学连接的实物电路如图所示，请在虚线框内画出对应的电路图。
（2）现有三个规格不同的滑动变阻器可供选择，应选择 　 　滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。（选填字母）
A．铭牌标有“10Ω 2A”字样
B．铭牌标有“20Ω 1A”字样
C．铭牌标有“50Ω 0.2A”字样
（3）小齐闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近6V，则电路故障可能是 　 　。（选填字母）
A．小灯泡断路
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路
（4）她排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 　 　表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（5）小齐发现用久的小灯泡钨丝变细了，当小灯泡两端的电压仍为2.5V时，它的实际功率将 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。
22．小胜同学用图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。请你完成下列内容。
（1）他先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 　 　（选填“A”或“B”）端，否则，闭合开关时 　 　（选填“电流表”或“电压表”）指针的偏转可能超出所用量程。
②闭合开关，多次移动滑片，记录的数据如下表。请在图中描出表中各组数据对应的点，并根据描出的点画出I﹣U图像 　 　。
次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
③分析表中数据或图像的特点，可得出结论是：当 　 　一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　 　。
（2）接下来，他用原电路探究电流与电阻的关系。先调节滑片，使电压表示数为2V，记录电流表示数；然后断开开关，将10Ω电阻换成5Ω电阻，闭合开关，移动滑片，使电压表示数仍为2V，此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 　 　（选填“大”或“小”），记录电流表示数。当换成20Ω电阻后，发现电压表示数始终不能为2V，为了完成该次实验，下列方案可行的是 　 　（选填字母）
A．换用电压为6V的电源 B．把电压表改接为0～15V量程 C．在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
23．如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，阻值均为48.4Ω。求：
（1）挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率；
（2）高温挡正常工作200s，挂烫机产生的热量。
24．物理兴趣活动课上，老师让同学们测出一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。除了该未知电阻以外，老师还提供的实验器材有：一个电源（电压约为9V）、一个阻值为10Ω的定值电阻R0，一块电流表（量程为0～0.6A），一个单刀双掷开关及若干导线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出未知电阻Rx的阻值。要求：（电路不可重组）
（1）在虚线框内画出实验电路图；（需标明电阻符号）
（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示）
25．物理兴趣活动课上，老师拿来一个阻值为R0的定值电阻R1，两个最大阻值分别为2R0、5R0的滑动变阻器R2和R3。小明选择其中的一个滑动变阻器和定值电阻R1组成如图所示电路，已知电源电压为6U0，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P的位置，电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图所示。请你完成下列问题：
（1）通过计算说明，小明选择的是哪个滑动变阻器并将图的电路补充完整（需标明电阻符号）；
（2）求出图中a点的横坐标；
（3）求出电路工作时的最小功率。
2024-2025学年天津市河西区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C D B B D A C B
二．多选题（共3小题）
题号 11 12 13
答案 CD AD BC
一、单项选择题
1．为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献，常用他们的名字命名一些物理量的单位。图中的四位物理学家，用于命名电能单位的是（　　）
A．欧姆
B．安培
C．焦耳
D．瓦特
【解答】解：A、欧姆是电阻的单位，故A错误；
B．安培是电流的单位，故B错误；
C．焦耳是电能的单位，故C正确；
D．瓦特是功率的单位，功率是表示做功快慢的物理量，故D错误。
故选：C。
2．2024年4月30日，神舟十七号返回舱进入大气层，与大气剧烈摩擦后形成高温“火球”，如图所示。下列词语中改变内能的方式，与“火球”形成相同的是（　　）
A．炙手可热 B．钻木取火 C．抱团取暖 D．围炉烤火
【解答】解：神舟十七号返回舱进入大气层，与大气剧烈摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，返回舱的温度升高，属于做功改变内能；
A．炙手可热，手吸收热量，内能增大，温度升高，是通过热传递的方式来改变物体内能的，故A不符合题意；
B．钻木取火是通过克服摩擦力做功，使得木头的内能增加，温度升高，从而点燃木头 ，故B符合题意；
C．抱团取暖是人们抱在一起防止热量散失，是通过热传递改变物体内能的，故C不符合题意；
D．围炉烤火，人体吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式来改变物体内能的，故D不符合题意。
故选：B。
3．生活中，我们应“珍爱生命，规范用电”。图所示的做法符合用电安全的是（　　）
A．图甲：在高压线下钓鱼
B．图乙：不切断电源，更换灯泡
C．图丙：将洗衣机的金属外壳接地
D．图丁：使用导线绝缘皮破损的插头
【解答】解：A．在高压线下钓鱼，鱼线可能会接触到高压线，由于高压线电压很高，会使鱼线带上高压电，从而导致钓鱼者触电，非常危险。故A不符合题意；
B．不切断电源更换灯，在带电的情况下操作，容易发生触电事故。故B不符合题意；
C．将洗衣机的金属外壳接地，当洗衣机外壳带电时，电流会通过地线流入大地，从而避免人体触电。故C符合题意；
D．使用导线绝缘皮破损的插头，破损处容易漏电，可能导致人体触电。故D不符合题意。
故选：C。
4．2024年5月1日，我国自行研制的第三艘航空母舰“福建舰”首次海试。它所搭载的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞。如图所示的实验原理与此原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由题意可知，电磁弹射系统利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，其原理与电动机相同。
A．图示装置是演示电磁感应的实验装置，故A不符合题意；
B．探究电磁铁磁性强弱的实验装置，故B不符合题意；
C．图示装置是探究通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应的实验装置，故C不符合题意；
D．图示装置是演示通电导体在磁场中受到力的作用的实验装置，故D符合题意。
故选：D。
5．如图将一枚小磁针放在两个磁极间，磁极间磁感线分布和小磁针静止时的指向如图所示，则下列关于a、b两个磁极的判断正确的是（　　）
A．a、b都是S极 B．a、b都是N极
C．a是N极，b是S极 D．a是S极，b是N极
【解答】解：磁极间相互作用的规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；由图可知，a端与S极相吸引，同时a端与b端互相排斥，即a、b为同名磁极，故a、b端都是N极。
故选：B。
6．一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．该电能表的额定最大电流为20A
B．该电能表此时的读数是20251kW h
C．该电能表应该在220V的电路中使用
D．每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转
【解答】解：A．由图可知，电能表的电流参数：“10”表示标定电流为10A；“20”表示额定最大电流为20A，故A正确；
B．电能表的最后一位为小数，读数为2025.1kW h，故B错误；
C．由图可知，电能表标有220V，表示该电能表在220V的电路中才能正常使用，故C正确；
D．3000r/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转动3000r，即转盘每转3000转，电路中消耗电能1kW h，故D正确。
故选：B。
7．如图所示的实验电路，闭合开关S后，电流表A的示数为0.4A，电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别为（　　）
A．0.3A 0.1A B．0.3A 0.4A C．0.4A 0.7A D．0.1A 0.3A
【解答】解：分析电路可知，当开关闭合后，L1与L2并联，电流表A1测L2的电流，即通过L2的电流为0.3A；
电流表A测干路电流，则干路电流I＝0.4A，
根据并联电路的电流规律可知，通过L1的电流为：
I1＝I﹣I2＝0.4A﹣0.3A＝0.1A，故ABC错误，D正确。
故选：D。
8．某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示。图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯衔铁阻值的判断正确的是（　　）
A．阻值随光照强度的增大而减小
B．阻值随光照强度的增大而增大
C．阻值不随光照强度的变化而变化
D．无法判断
【解答】解：由题意知，当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光，说明电磁铁磁性较弱，无法吸引衔铁，即控制电路中的电流较小，根据可知电路中的总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；
当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量，所以此时电磁铁磁性较强，吸引衔铁，即控制电路中的电流较大，根据可知电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减弱，故A正确，BCD错误。
故选：A。
9．如图，吊扇灯是灯和吊扇的完美结合，具有装饰性和实用性。吊扇灯的灯和风扇既可独立工作，又可同时工作。图中，电路设计正确并符合安全用电原则的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】A．两个开关都闭合时，吊扇灯的灯和风扇串联，开关断开时，吊扇灯的灯和风扇都不工作，不能实现吊扇灯的灯和风扇既可独立工作，又可同时工作，故A错误；
B．开关接在零线，用电器接在火线上，这里面电灯不能独立工作，故B错误；
C．开关接在火线上，用电器接在零线上，符合安全用电原则，当只闭合S1时，灯工作，当只闭合S2时，风扇工作，当两个开关都闭合时，灯和吊扇并联同时工作，故C正确；
D．开关接在零线，用电器接在火线上，不符合安全用电原则，故D错误。
故选：C。
10．如图所示，手机充电器在插座上未给手机充电时，内部也有电流通过。若我国每天有4×108个充电器在插座上，每个充电器每天未给手机充电的平均时间为20h，平均实际功率为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为（　　）
A．2×105kW h B．8×105kW h C．2×108kW h D．4×108kW h
【解答】解：
全国一天因此浪费的电能约为W＝Pt＝4×108×0.1×10﹣3kW×20h＝8×105kW h。
故选B。
二、多项选择题
（多选）11．对于家庭电路，下列情况可能引起保险丝熔断或家中空气开关自动跳闸的是（　　）
A．开关中的两个线头相碰
B．户外输电线绝缘皮破损
C．双孔插座中的两个线头相碰
D．电路中增加了大功率用电器
【解答】解：保险丝熔断或家中空气开关自动跳闸主要是由家庭电路中电流过大引起的，而引起电流过大的原因是：短路或用电器总功率过大。
A、开关中的两个线头相碰，相当于开关一直闭合，用电器将一直工作，但不会引起电路中电流过大，故A不符合题意；
B、户外输电线绝缘皮破损，不会引起家庭电路中的电流过大，故B不符合题意；
C、双孔插座中的两个线头相碰，会造成电路短路，从而造成电流过大，故C符合题意；
D、电路中增加了大功率用电器，会导致用电器的总功率过大，会导致电流过大，故D符合题意。
故选：CD。
（多选）12．如图所示，电源电压恒定，两个小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”、“12V 3W”字样。闭合开关S，两灯均发光。下列说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（　　）
A．灯L1、L2两端的电压相等
B．灯L2的电阻是灯L1的2倍
C．灯L1、L2的实际功率相等
D．通过灯L1的电流是通过灯L2的4倍
【解答】解：A．由图可知，小灯泡L1、L2并联，并联电路各支路两端的电压相等，灯L1、L2两端的电压相等，故A正确；
B．由两个灯泡的规格可知，灯泡L1的阻值为，
灯泡L2的阻值为，
则R2＝4R1，故B错误；
C．小灯泡L1、L2并联，则灯L1、L2两端的电压相等，由可知两个灯泡的实际功率关系为P1＝4P2，故C错误；
D．小灯泡L1、L2并联，则灯L1、L2两端的电压相等，由可知通过灯L1的电流与通过灯L2的电流关系为I1＝4I2，故D正确。
故选：AD。
（多选）13．如图所示，电源电压恒定，灯泡的规格为“5U02.5P0”，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器R2的最大阻值均为，电压表的量程为“0～6U0”。闭合开关S、S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，灯泡恰好正常发光。在保证各电路元件安全的前提下，以下说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（　　）
A．小灯泡的电阻为
B．电源电压为10U0
C．闭合开关S、S1、S2，R1消耗的最大功率为3.6P0
D．闭合开关S、S1、S2，电路中的最小电流为
【解答】解：A、小灯泡的正常发光时的电阻为：，故A错误；
B、闭合开关S、S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，R1与L串联，此时灯泡恰好正常发光，根据串联电路的电流规律可知，则此时电路中的电流为：，
则电源电压为：，故B正确；
C、闭合开关S、S1、S2，R1与R2串联，灯L短路，电压表测量R1两端的电压，在电路安全的前提下，当电压表示数达到6U0时，R1的功率最大，此最大功率为：，故C正确；
D、闭合开关S、S1、S2，R1与R2串联，灯L被短路，当R2接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，最小电流为：，故D错误。
故选：BC。
三、填空题
14．（8分）宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中描写到：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”文中小磁针一端指南略微偏东，说明地球周围存在　磁场　，指南方的磁极为小磁针的　南　极。
【解答】解：地球本身是一个大磁体，地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近。
小磁针在地磁场的作用下一端指南略偏东，则小磁针指的是地磁的北极附近，由磁极间的作用规律可知，指南的磁极为小磁针的南极。
故答案为：磁场；南。
15．（8分）2025年1月1日，树人中学举行了第一届中学生自制水火箭比赛。如图，参赛选手向瓶内打气，当瓶内气压增大到一定程度时，“水火箭”向下喷水，获得升空动力后一飞冲天。水火箭飞向空中时，瓶内气体的　内　能转化为水火箭的机械能；该过程与汽油机的　做功　冲程能量转化情况相同。
【解答】解：选手对水火箭打气的过程是机械能转化为内能，水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能。
打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。水火箭飞向空中时，瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能，此能量转化过 程与汽油机的做功冲程相同。
故答案为：内；做功。
16．（8分）如图，目前我国时速600公里的高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互　排斥　，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰；磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的　磁　效应工作的。
【解答】解：（1）磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，由于它们的同名磁极相互排斥，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的。
（2）车厢底部和轨道上都安装有电磁铁，导体通电后，导体的周围存在磁场，因此电磁铁是利用电流的磁效应工作的。
故答案为：排斥；磁。
17．（12分）如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的 　热效应　实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生 　90　J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 　大　（填“大”或“小”）的。
【解答】解：电流通过电阻，因为电流的热效应，电阻发热产生热量，温度升高，实现高温封口；
电阻产生的热量Q90J；
由公式Q可知，电压不变，要减小电阻产生的热量，应增大R的阻值。
故答案为：热效应；90；大。
18．（8分）如图，电源电压恒定。闭合开关，待电路稳定后，小磁针静止时B端为 　N　（选填“N”或“S”）极；当滑动变阻器R2的滑片向右滑动时，通电螺线管的磁性 　不变　（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
【解答】解：（1）由图可知，当开关闭合后，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则可判断螺线管的左端为S极，右端为N极。根据磁极间的相互作用可判断小磁针静止时B端为N极。
（2）R2与通电螺线管各自在并联电路的一条支路上，两者互不影响，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动时，通过通电螺线管的电流大小不变，通电螺线管的匝数不变，其磁性不变。
故答案为：N；不变。
19．（8分）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，则甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1：I1'＝ 　2：5　；甲电路中L2消耗的实际功率 　小于　（选填“大于”“等于”或“小于”）乙电路中L2消耗的实际功率。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【解答】解：灯泡L1的电阻为：，
灯泡L2的电阻为：，
由甲图可知，两个灯泡串联，则此时的总电阻为：R＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω，
因为串联电路中电流处处相等，所哟通过灯泡L1的电流为：，
由乙图可知，两个灯泡并联，则灯泡L1正常发光，即灯泡两端的电压为6V，则通过灯泡L1的电流为：，
甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1：I1′＝0.2A：0.5A＝2：5；
根据串联电路的电压关系可知，甲中L2两端电压小于电源电压，根据并联电路电压的规律可知乙中L2两端电压等于电源电压，由于L2两端电压变大，电阻不变，根据可知，甲电路中L2消耗的实际功率小于乙电路中L2消耗的实际功率。
故答案为：2：5；小于。
四、综合题
20．如图是一款车载电热杯，由于它的便利性深受长途旅行者的喜爱。它的额定功率为120W，当它正常工作500s，能把杯中0.2kg的水从20℃加热到70℃。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热杯的加热效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
；
（2）电热杯的额定功率为120W，正常工作500s，消耗的电能为：
W＝Pt＝120W×500s＝6×104J，
电热杯的加热效率。
答：（1）水吸收的热量为4.2×104J；
（2）电热杯的加热效率为70%。
21．小齐同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V。请你完成下列内容。
（1）小齐同学连接的实物电路如图所示，请在虚线框内画出对应的电路图。
（2）现有三个规格不同的滑动变阻器可供选择，应选择 　B　滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。（选填字母）
A．铭牌标有“10Ω 2A”字样
B．铭牌标有“20Ω 1A”字样
C．铭牌标有“50Ω 0.2A”字样
（3）小齐闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近6V，则电路故障可能是 　A　。（选填字母）
A．小灯泡断路
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路
（4）她排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 　电压　表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 　0.75　W。
（5）小齐发现用久的小灯泡钨丝变细了，当小灯泡两端的电压仍为2.5V时，它的实际功率将 　小于　（选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。
【解答】解：（1）实物图中电压表与灯泡并联，其它元件串联，注意各元件之间的相对位置，电路图如下图所示：
；
（2）小灯泡正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝ 12Ω＞10Ω，且灯泡额定电流大于0.2A，故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 1A”的滑动变阻器，即选B；
（3）小齐闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路，电压表示数接近6V，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路故障可能是小灯泡断路，故选：A；
（4）闭合开关实验时，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，当电压表示数等于其额定电压时，小灯泡正常发光；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则灯的额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）用久的小灯泡钨丝变细了，在材料和长度不变时，灯丝的电阻变大；当小灯泡两端的电压仍为2.5V时，根据，它的实际功率将变小。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）A；（4）电压；0.75；（5）小于。
22．小胜同学用图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。请你完成下列内容。
（1）他先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 　A　（选填“A”或“B”）端，否则，闭合开关时 　电压表　（选填“电流表”或“电压表”）指针的偏转可能超出所用量程。
②闭合开关，多次移动滑片，记录的数据如下表。请在图中描出表中各组数据对应的点，并根据描出的点画出I﹣U图像 　　。
次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
③分析表中数据或图像的特点，可得出结论是：当 　电阻　一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　正比　。
（2）接下来，他用原电路探究电流与电阻的关系。先调节滑片，使电压表示数为2V，记录电流表示数；然后断开开关，将10Ω电阻换成5Ω电阻，闭合开关，移动滑片，使电压表示数仍为2V，此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 　小　（选填“大”或“小”），记录电流表示数。当换成20Ω电阻后，发现电压表示数始终不能为2V，为了完成该次实验，下列方案可行的是 　C　（选填字母）
A．换用电压为6V的电源 B．把电压表改接为0～15V量程 C．在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
【解答】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即A端，这样可以起到保护电路的作用，否则闭合开关时电流可能过大，损坏电路元件。
电源电压恒为4.5V，定值电阻10Ω，电流最大值为，故不可能是电流表超量程；由图可知，电压表选用小量程，若闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到最右端（即阻值最大处），闭合开关时电压表指针的偏转可能超出所用量程。
根据表格中的数据，在坐标图中准确描点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，得到电流与电压的关系图像为：
；
分析数据可知，电压与电流的比值一定，可得到结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）将10Ω电阻换成5Ω电阻，电阻变小，其分得的电压变小。为了使电压表示数仍为2V，需要减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器接入电路的阻值比上一次小。
A．换用电压为6V的电源，电源电压增大，20Ω电阻分得的电压会更大，更不能使电压表示数为2V，该方法不可行。故A不符合题意。
B．把电压表改接为0﹣15V量程，只是改变了电压表的量程，不能改变电阻两端的电压，无法使电压表示数为2V，该方法不可行。故B不符合题意。
C．在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻，相当于增大了滑动变阻器的总电阻，根据串联分压，能使20Ω电阻两端电压减小到2V，该方法可行。故C符合题意。
故选C。
故答案为：（1）A；电压表；；电阻；正比；（2）小；C。
23．如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，阻值均为48.4Ω。求：
（1）挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率；
（2）高温挡正常工作200s，挂烫机产生的热量。
【解答】解：（1）当开关接触2和3时，R1、R2串联接入电路，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，挂烫机处于低温挡；
根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2串联的总电阻：R＝R1+R2＝48.4Ω+48.4Ω＝96.8Ω，
使用低温挡位正常工作时的电功率：；
（2）当开关接触3和4时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，挂烫机处于高温挡；
高温挡正常工作200s，挂烫机产生的热量：Q＝Wt200s＝2×105J。
答：（1）挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为500W；
（2）高温挡正常工作200s，挂烫机产生的热量为2×105J。
24．物理兴趣活动课上，老师让同学们测出一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。除了该未知电阻以外，老师还提供的实验器材有：一个电源（电压约为9V）、一个阻值为10Ω的定值电阻R0，一块电流表（量程为0～0.6A），一个单刀双掷开关及若干导线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出未知电阻Rx的阻值。要求：（电路不可重组）
（1）在虚线框内画出实验电路图；（需标明电阻符号）
（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示）
【解答】解：（1）若直接将定值电阻接在电源上，由欧姆定律，此时通过电路的电流为，
超过电流表的量程，不可行。故可将电流表串联在电路中，利用单刀双掷开关的转换，使电流表分别测量出两电阻串联时和只有待测电阻时的电流大小，电路图：
；
（2）①按照电路图连接电路，将开关掷于触点“1”，记下电流表的示数I1，此时电流表测量Rx单独工作时的电流；
②将开关掷于触点“2”，记下电流表的示数I2，此时电流表测量Rx与R0串联工作时的电流。
（3）在步骤①中，Rx单独工作，则此时有电源电压U＝I1Rx，在步骤②中，两电阻串联，此时电源电压有U＝I2（R0+Rx）。因电源电压保持不变，故有I2（R0+Rx）＝I1Rx
则待测电阻的数学表达式为；
故答案为：（1）；（2）见解析；（3）。
25．物理兴趣活动课上，老师拿来一个阻值为R0的定值电阻R1，两个最大阻值分别为2R0、5R0的滑动变阻器R2和R3。小明选择其中的一个滑动变阻器和定值电阻R1组成如图所示电路，已知电源电压为6U0，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P的位置，电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图所示。请你完成下列问题：
（1）通过计算说明，小明选择的是哪个滑动变阻器并将图的电路补充完整（需标明电阻符号）；
（2）求出图中a点的横坐标；
（3）求出电路工作时的最小功率。
【解答】解：（1）由图像可知，电流表示数越大，电压表示数越小，由UP＝U源﹣IR定可知，电压表测滑动变阻器两端的电压；
由图像可知，刚接入滑动变阻器时，电压表的示数为Up＝5U0，已知电源为6U0，则定值电阻两端的电压为：R定＝6U0﹣5U0＝U0，由串联分压原理可知，接入的滑动变阻器的阻值为；
所以小明选择的是R3；实验电路图如图所示：
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，滑动变阻器两端的电压为0，即电压表示数为0，此时电路中的电流为：
；
（3）由P＝U源I可知，当电路中的电流最小时，电路工作时的功率最小，当滑动变阻器全部接入电路时，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，最小电流为：
；
电路工作时的最小功率为。
故答案为：（1）R3；；（2）；（3）。
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