2020-2021学年安徽省合肥市包河区九年级（上）期末物理试卷+答案解析

这是一份2020-2021学年安徽省合肥市包河区九年级（上）期末物理试卷+答案解析，共22页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）诗仙李白在《静夜思》中描写到：“床前明月光，疑是地上霜”。其中“霜”在形成过程中需要 热量。（选填“放出”或“吸收”）
2．（2分）2020年12月17日，携带月壤的“嫦娥五号”返回器进入大气层时与空气急剧摩擦，使返回器表面温度升高处于白炽化状态如图所示。这是由于摩擦做功使机械能转化为 造成的。（填一种能量的名称）
3．（2分）我国科学家首次在南海成功试采“可燃冰”，完全燃烧10dm3的“可燃冰”最多可以使100kg水的温度升高 ℃（q可燃冰＝8.4×108J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃））。
4．（2分）一只标有“8V 0.4A”的小灯泡，如果接在电源电压为12V的电路中，为使其能正常发光，应串联一个阻值为 Ω的定值电阻。（不计温度对电阻的影响）
5．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变。定值电阻R1和R2的阻值分别为8Ω与4Ω，当开关闭合后，电压表的示数为 V。
6．（2分）通过两个电阻R1、R2的电流随电压变化的图像如图所示。若将电阻R1和R2串联在电路中，电源电压为3V且保持不变，闭合开关后，通电5min，则电路消耗的总电能为 J。
7．（2分）如图所示，通电螺线管附近停放着一辆装有条形磁铁的小车，当开关闭合后，小车被吸引向左运动，则由此可以判断小车上条形磁铁的左端是 极。（选填“N”或“S”）
8．（2分）在“探究电流与电压的关系”实验中，某实验小组经过相互讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 。
9．（2分）如图所示，在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连成一个闭合电路。闭合开关，让导体棒AB沿 （选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”）运动时，灵敏电流计的指针就会偏转，电路中就会产生感应电流。
10．（2分）如图所示，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时，电流表示数相应由0.3A变为0.5A，电压表的示数变化了2V，那么定值电阻R0的电功率改变量为 W。（不计温度对电阻的影响）
二、选择题（每小题2分，共14分：每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将正确答案的选项填涂完整）
11．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．一个物体的温度若保持不变，其内能可能会改变
B．一个物体如果从外界吸收热量，其温度一定会升高
C．一个物体的内能如果增大，其一定从外界吸收热量
D．夏天剥开包装纸的冰棒周围冒出“白气”属于汽化现象
12．（2分）甲、乙两种固态物质的熔化图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲的熔点比乙的熔点高
B．第6min甲物质的状态肯定是固液共存态
C．甲物质温度为80℃时其状态一定是固液共存态
D．在0～8min内甲物质的内能先增大后保持不变
13．（2分）我国某家庭电路的部分电路如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．开关S1的位置正确
B．灯泡L1和L2串联
C．灯泡L1和L2两端电压均是36V
D．开关S2只控制灯泡L2
14．（2分）“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示，关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是（ ）
A．R偏小，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点
B．R偏大，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点
C．R偏大，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点
D．R偏小，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点
15．（2分）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ）
A．换用磁性更强的蹄形磁体
B．将蹄形磁体的N、S极对调
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．将硬直导线的A、B两端对调
16．（2分）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L1、L2的规格完全相同，闭合开关S，只有一盏灯泡亮，且只有一个电表有示数，则该电路故障可能是（ ）
A．灯泡L1开路B．灯泡L1短路C．灯泡L2开路D．灯泡L2短路
17．（2分）如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，电流表A示数为I，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，电压表V2示数变化了△U2，电流表A示数变化了△I．下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小B．U1变小，U2不变，I变小
C．|△U2|与|△I|的比值不变D．|△U2|与|△I|的比值变大
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，20小题8分，共16分）
18．（4分）利用如图甲所示的电路（电源电压保持不变）探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”。
（1）如甲图所示，在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，利用的实验探究方法是： 。
（2）在“探究电流与电阻的关系”时，根据多次测量的实验数据，作出的I﹣R图像是图乙中的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
19．（4分）利用如图所示的实验装置及电路，探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间是否有关。其中在两个完全相同的玻璃瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，阻值为R1和R2的电阻丝（其中R1＞R2），以及两支完全相同的温度计。请你完成下列问题：
（1）利用该实验电路探究的问题是：电流通过导体产生的热量与 是否有关。
（2）在该实验过程中，电流通过导体（电阻丝）产生热量的多少用 来反映。
20．（8分）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为3.8V（其电阻约为10Ω），电源电压为6V且保持不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整。
（2）如果连接好实物电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡都很暗，且两电表示数保持不变，出现上述故障的原因可能是： 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率是 W。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象分析，可以得到的信息或结论是： 。（写出一条信息或结论即可）
四、计算题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分。解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
21．（6分）如图所示，是一款最新的无人驾驶汽车。该汽车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速直线行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%。（已知ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
求：（1）该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功大小；
（2）在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率大小。（即该汽车有用功功率大小）
22．（6分）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝20Ω，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.6A，电流表A1的示数为0.2A。求：
（1）R2的阻值大小：
（2）电路消耗的总电功率大小。
23．（8分）实验室中常用的电流表是由小量程电流计G改装而成的。如图甲所示，是一个满偏电流Ig＝6mA（满偏电流，即电流计G的量程），内阻Rg＝10Ω的电流计。如图乙所示，在电路中，我们可以把电流计看成一个定值电阻Rg与能显示电流大小的表盘G串联在一起成的，其同样遵从欧姆定律。
求：
（1）当电流计G指针偏转到最大刻度（指针满偏）时，其两端的电压Ug（满偏电压）大小；
（2）若将该电流计G量程扩大n倍，即：I＝nIg，请在丙图的虚框内画出改装的电路图，并写出所接入的电阻Rx的表达式；
（3）请推证：改装好的电流表A其量程扩大了，但其表盘的刻度仍是均匀的。（即推证I与Ig成正比）
2020-2021学年安徽省合肥市包河区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，计20分，直接把答案写在横线上，不必写出解题过程）
1．（2分）诗仙李白在《静夜思》中描写到：“床前明月光，疑是地上霜”。其中“霜”在形成过程中需要 放出 热量。（选填“放出”或“吸收”）
【解答】解：诗中所描述的“霜”是水蒸气遇冷直接凝华为小冰晶形成的，凝华需要放出热量。
故答案为：放出。
2．（2分）2020年12月17日，携带月壤的“嫦娥五号”返回器进入大气层时与空气急剧摩擦，使返回器表面温度升高处于白炽化状态如图所示。这是由于摩擦做功使机械能转化为 内能 造成的。（填一种能量的名称）
【解答】解：返回器进入大气层时与空气急剧摩擦，克服摩擦做功，返回器的机械能转化为内能，使返回器表面温度升高。
故答案为：内能。
3．（2分）我国科学家首次在南海成功试采“可燃冰”，完全燃烧10dm3的“可燃冰”最多可以使100kg水的温度升高 20 ℃（q可燃冰＝8.4×108J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃））。
【解答】解：
V＝10dm3＝0.01m3；
完全燃烧这些“可燃冰”放出的热量：Q放＝Vq可燃冰＝0.01m3×8.4×108J/m3＝8.4×106J；
当不计热损失时，Q吸＝Q放；
根据Q吸＝cm△t可得水最多升高的温度：△t＝＝＝20℃。
故答案为：20。
4．（2分）一只标有“8V 0.4A”的小灯泡，如果接在电源电压为12V的电路中，为使其能正常发光，应串联一个阻值为 10 Ω的定值电阻。（不计温度对电阻的影响）
【解答】解：小灯泡上标有“8V 0.4A”，表示灯的额定电压为8V，额定电流为0.4A，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，根据串联电路中总电压等于各部分电压之和，则串联电阻R两端电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣8V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：
I＝0.4A，
由I＝可得，串联电阻R的阻值：
R＝＝＝10Ω。
故答案为：10。
5．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变。定值电阻R1和R2的阻值分别为8Ω与4Ω，当开关闭合后，电压表的示数为 4 V。
【解答】解：由电路图知电阻R1与R2串联，电压表测电阻R1两端的电压，
则电路中的总电阻R＝R1+R2＝8Ω+4Ω＝12Ω，
所以电流I＝＝＝0.5A，
由欧姆定律得：U1＝IR1＝0.5A×8Ω＝4V。
故答案为：4。
6．（2分）通过两个电阻R1、R2的电流随电压变化的图像如图所示。若将电阻R1和R2串联在电路中，电源电压为3V且保持不变，闭合开关后，通电5min，则电路消耗的总电能为 45 J。
【解答】解：将电阻R1和R2串联在电源电压为3V的电路中，因串联电路中电流处处相等，且串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和，所以，由图像可知，当电路中电流为0.05A时，R1的电压为2V，R2的电压为1V，满足电源电源为3V。
通电5min，则电路消耗总电能W＝UIt＝3V×0.05A×5×60s＝45J。
故答案为：45。
7．（2分）如图所示，通电螺线管附近停放着一辆装有条形磁铁的小车，当开关闭合后，小车被吸引向左运动，则由此可以判断小车上条形磁铁的左端是 极。（选填“N”或“S”）
【解答】解：由图知，电流从电源正极流出经开关，流向螺线管，根据安培定则，通电螺线管左端为N极，右端为S极，小车被吸引向左运动，由异名磁极相互吸引可知，小车上的条形磁铁左端是N极。
故答案为：N。
8．（2分）在“探究电流与电压的关系”实验中，某实验小组经过相互讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论 。
【解答】解：探究电流与电压的关系实验中，为得出普遍性的结论，要多次测量，而左图中，电压表示数等于电源电压，只能得出一组数据；
而右图中，滑动变阻器与电阻串联，通过移动变阻器的滑片可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论。
故答案为：可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论。
9．（2分）如图所示，在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连成一个闭合电路。闭合开关，让导体棒AB沿 水平方向左右 （选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”）运动时，灵敏电流计的指针就会偏转，电路中就会产生感应电流。
【解答】解：闭合开关，当导体棒AB沿水平方向左右运动时，会切割磁感线，电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针就会偏转。
故答案为：水平方向左右。
10．（2分）如图所示，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时，电流表示数相应由0.3A变为0.5A，电压表的示数变化了2V，那么定值电阻R0的电功率改变量为 1.6 W。（不计温度对电阻的影响）
【解答】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
设移动滑片前后电流表的示数分别为I1、I2，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I＝可得：
UP＝U﹣U0＝U﹣I1R0，UP′＝U﹣U0′＝U﹣I2R0，
电压表示数的变化量：
△UP＝UP﹣UP′＝（U﹣I1R0）﹣（U﹣I2R0）＝（I2﹣I1）R0，
则R0＝＝＝10Ω，
由P＝I2R可得，R0消耗的电功率在该过程中的变化量：
△P0＝I22R0﹣I12R0＝（0.5A）2×10Ω﹣（0.3A）2×10Ω＝1.6W。
故答案为：1.6。
二、选择题（每小题2分，共14分：每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将正确答案的选项填涂完整）
11．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．一个物体的温度若保持不变，其内能可能会改变
B．一个物体如果从外界吸收热量，其温度一定会升高
C．一个物体的内能如果增大，其一定从外界吸收热量
D．夏天剥开包装纸的冰棒周围冒出“白气”属于汽化现象
【解答】解：A、一个物体的温度若保持不变，其内能可能会改变，例如晶体在熔化时，吸收热量，内能变大，温度不变，故A正确；
B、一个物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体的熔化过程，故B错误；
C、物体的内能增加，可能从外界吸收了热量，也可能是外界物体对他做功，故C错误；
D、夏天剥开包装纸的冰棒周围冒出“白气”是由水蒸气液化形成的，故D错误。
故选：A。
12．（2分）甲、乙两种固态物质的熔化图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲的熔点比乙的熔点高
B．第6min甲物质的状态肯定是固液共存态
C．甲物质温度为80℃时其状态一定是固液共存态
D．在0～8min内甲物质的内能先增大后保持不变
【解答】A、甲为晶体，熔点为80℃，乙为非晶体，没有固定的熔化温度，故A错误。
B、4min到8min为甲的熔化过程，故第6min，物质处于固液共存态，故B正确。
C、甲物质温度为80℃时其状态可能是固态、液态或固液共存态，故C错误。
D、0～8min内甲物质的内能一直增大，故D错误。
故选：B。
13．（2分）我国某家庭电路的部分电路如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．开关S1的位置正确
B．灯泡L1和L2串联
C．灯泡L1和L2两端电压均是36V
D．开关S2只控制灯泡L2
【解答】解：
A、开关S1控制灯泡L1，零线首先过开关S1，然后再入灯泡L1，这样使用时在断开开关S1时，灯泡熄灭，但是没有切断火线，容易发生触电事故，故A错误。
B、两个灯并列连接在一起，所以灯泡L1和L2并联，故B错误。
C、火线和零线之间的电压是220V，两个灯泡并联在火线和零线之间，所以两个灯两端的电压都是220V，故C错误。
D、开关S2在的支路上，只控制灯泡L2，故D正确。
故选：D。
14．（2分）“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示，关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是（ ）
A．R偏小，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点
B．R偏大，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点
C．R偏大，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点
D．R偏小，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点
【解答】解：图中电压表与电阻并联，电压表测的电压是准确的；
通过电压表也有一定的电流，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据欧姆定律，R＝，故R偏小，只有A正确，BCD错误。
故选：A。
15．（2分）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ）
A．换用磁性更强的蹄形磁体
B．将蹄形磁体的N、S极对调
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．将硬直导线的A、B两端对调
【解答】解：
A、换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故A错误；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故B正确；
C、将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻增大，电路中的电流减小，导线的运动速度减小，不会改变运动方向，故C错误；
D、将A、B两端对调，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故D错误。
故选：B。
16．（2分）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L1、L2的规格完全相同，闭合开关S，只有一盏灯泡亮，且只有一个电表有示数，则该电路故障可能是（ ）
A．灯泡L1开路B．灯泡L1短路C．灯泡L2开路D．灯泡L2短路
【解答】解：A、若L1断路，只有L2发光，电流表、电压表都有示数，故A不符合题意；
B、若灯L1短路，L2也同时被短路，两灯都不发光，两电表也都无示数，故B不符合题意；
C、若L2断路，灯L1发光，电流表无示数，电压表有示数，故C符合题意；
D、若L2短路，灯L1也同时被短路，两灯都不发光，两电表也都无示数，故D不符合题意；
故选：C。
17．（2分）如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，电流表A示数为I，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，电压表V2示数变化了△U2，电流表A示数变化了△I．下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小B．U1变小，U2不变，I变小
C．|△U2|与|△I|的比值不变D．|△U2|与|△I|的比值变大
【解答】解：
AB、当S闭合时，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，由I＝可知电路中电流I变小，根据U＝IR可知R1两端电压U1变小，由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大，故A、B错误；
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压，
所以R1和R2两端电压的变化量相等，则有：
△U1＝△U2﹣﹣﹣﹣﹣①，
又因为R1是定值电阻，根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为U1＝IR1，U′1＝I′R1，
则U1﹣U′1＝IR1﹣I′R1，
即△U1＝△IR1，
所以＝R1﹣﹣﹣﹣②，
由①②可知△U2 与△I 的比值不变，故C正确，D错误。
故选：C。
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，20小题8分，共16分）
18．（4分）利用如图甲所示的电路（电源电压保持不变）探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”。
（1）如甲图所示，在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，利用的实验探究方法是： 控制变量法 。
（2）在“探究电流与电阻的关系”时，根据多次测量的实验数据，作出的I﹣R图像是图乙中的 D （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
【解答】解：（1）电流与电阻和电压有关，如甲图所示，在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，利用的实验探究方法是：控制变量法；
（2）在“探究电流与电阻的关系”时，要控制电压的大小不变，根据多次测量的实验数据，可得出：电压不变时，电流与电阻成反比，由数学知识，作出的I﹣R图像是图乙中的D。
故答案为：（1）控制变量法；（2）D。
19．（4分）利用如图所示的实验装置及电路，探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间是否有关。其中在两个完全相同的玻璃瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，阻值为R1和R2的电阻丝（其中R1＞R2），以及两支完全相同的温度计。请你完成下列问题：
（1）利用该实验电路探究的问题是：电流通过导体产生的热量与 电阻 是否有关。
（2）在该实验过程中，电流通过导体（电阻丝）产生热量的多少用 温度计示数的变化 来反映。
【解答】解：（1）如图，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（2）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的变化大小可知温度升高的多少；
故答案为：（1）电阻；（2）温度计示数的变化。
20．（8分）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为3.8V（其电阻约为10Ω），电源电压为6V且保持不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整。
（2）如果连接好实物电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡都很暗，且两电表示数保持不变，出现上述故障的原因可能是： 将变阻器下面两个接线柱连入了电路中 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率是 1.064 W。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象分析，可以得到的信息或结论是： 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大 。（写出一条信息或结论即可）
【解答】解：（1）滑动变阻器按一上一下连入电路中与灯串联，连接的实物电路如下所示：
（2）如果连接好实物电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡都很暗，则电路的电流较小，且两电表示数保持不变，说明变阻器没有了变阻的作用，故出现上述故障的原因可能是：将变阻器下面两个接线柱连入了电路中；
（3）移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则该小灯泡的额定功率是：P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W；
（4）当电压为3.8V时，小灯泡电流为0.28A，可得灯丝电阻为：R＝＝≈13.6Ω，
从图中看出，当电压为1.5V时，电流为0.2A，此时灯丝电阻为：R′＝＝＝7.5Ω.
当电压为0.5V时，电流为0.1A，此时灯丝电阻为：R″＝＝＝5Ω，
分析可得：灯泡两端电压越大，灯丝阻值越大，此时灯丝的温度升高，故灯丝电阻随温度升高而增大。
故答案为：（1）如图：
（2）将变阻器下面两个接线柱连入了电路中；
（3）1.64；
（4）小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
四、计算题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分。解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分）
21．（6分）如图所示，是一款最新的无人驾驶汽车。该汽车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速直线行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%。（已知ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
求：（1）该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功大小；
（2）在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率大小。（即该汽车有用功功率大小）
【解答】解：（1）汽油体积为：V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
汽油质量为：m＝ρ汽油V＝0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.2kg，
汽油完全燃烧放出热量为：Q放＝q汽油m＝4.5×107J/kg×1.2kg＝5.4×107J，
发动机所做的有用功为：W有用＝Q放η＝5.4×107J×30%＝1.62×107J。
（2）汽车速度v＝72km/h＝20m/s，路程s＝8km＝8000m，
行驶时间为：t＝＝＝400s，
汽车的输出功率为：P＝＝＝40500W。
答：（1）该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功为1.62×107J。
（2）在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率为40500W。
22．（6分）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝20Ω，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.6A，电流表A1的示数为0.2A。求：
（1）R2的阻值大小：
（2）电路消耗的总电功率大小。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，则由I＝可得电源电压：
U＝U1＝I1R1＝0.2A×20Ω＝4V；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：
I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，
由I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝10Ω；
（2）电路消耗的总电功率P＝UI＝4V×0.4A＝1.6W。
答：（1）R2的阻值大小为10Ω：
（2）电路消耗的总电功率大小为1.6W。
23．（8分）实验室中常用的电流表是由小量程电流计G改装而成的。如图甲所示，是一个满偏电流Ig＝6mA（满偏电流，即电流计G的量程），内阻Rg＝10Ω的电流计。如图乙所示，在电路中，我们可以把电流计看成一个定值电阻Rg与能显示电流大小的表盘G串联在一起成的，其同样遵从欧姆定律。
求：
（1）当电流计G指针偏转到最大刻度（指针满偏）时，其两端的电压Ug（满偏电压）大小；
（2）若将该电流计G量程扩大n倍，即：I＝nIg，请在丙图的虚框内画出改装的电路图，并写出所接入的电阻Rx的表达式；
（3）请推证：改装好的电流表A其量程扩大了，但其表盘的刻度仍是均匀的。（即推证I与Ig成正比）
【解答】解：（1）在电路中，我们可以把电流计看成一个定值电阻Rg与能显示电流大小的表盘G串联在一起成的，Rg＝10Ω，
当电流计G指针偏转到最大刻度（指针满偏）时，满偏电流Ig＝6mA＝6×10﹣3A，由欧姆定律I＝，其两端的电压即满偏电压：
Ug＝IgRg＝10Ω＝6×10﹣3A×10Ω＝6×10﹣2V；
（2）由分流原理，将Rx与Rg并联，如下图所示：
若将该电流计G量程扩大n倍，即：I＝nIg，
由并联电路电流的规律，通过Rx的电流为：Ix＝I﹣Ig＝nIg﹣Ig，
由欧姆定律I＝和并联电路各支路电压相等有：
IxRx＝IgRg，即（nIg﹣Ig）Rx＝IgRg，
Rx＝；
（3）①当电流计G指针满偏时，改装好的电流表A的量程为I＝nIg，故I与Ig成正比；
②当电流计G指针对应的示数为Ig′时，设对应的改装好的电流表A的电流为I′，
由欧姆定律I＝和并联电路的规律有：
（I′﹣Ig′）Rx＝Ig′Rg，
而Rx＝，
由上两式得出：
I′＝nIg′，
因此，改装好的电流表A其量程扩大了，I与Ig成正比，即其表盘的刻度仍是均匀的。
故答案为：（1）当电流计G指针偏转到最大刻度（指针满偏）时，其两端的电压Ug（满偏电压）大小为6×10﹣2V；
（2）改装的电路图如上所示；接入的电阻Rx的表达式Rx＝；
（3）推导如上。
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日期：2021/5/20 17:45:03；用户：18727515989；邮箱：18727515989；学号：22506600