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2021-2022学年天津市河东区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析）
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这是一份2021-2022学年天津市河东区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析），共21页。试卷主要包含了则通过甲、乙的电流之比为，9WD，2×103J，求，【答案】A，【答案】D等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年天津市河东区九年级（上）期末物理试卷
1. 下列古诗词中，体现分子无规则运动的是( )
A. “梅须逊雪三分白，雪却输梅一段香”--香
B. “薰风初入弦，碧纱窗下水沈烟”--烟
C. “更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”--絮
D. “沙迷双眸人不见，尘覆万柳鸟无鸣”--沙
2. 2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是( )
A. 火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B. 燃料的质量越大，热值越大
C. 火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
D. 火箭发动机的效率可以达到100%
3. 根据你对生活中物理量的认识，下列数据符合实际的是( )
A. 对人体的安全电压是30V B. 教室里一盏日光灯的工作电流约为1A
C. 手机正常通话时的电流约为5A D. 我国家庭电路的电压是220V
4. 电动公交既节能、又环保。乘坐电动公交车时，车的前后两门(电路开关)中的任意一个门没有关闭好，电动公交车都无法行驶。如图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
5. 一根导线的电阻为R，要使这根导线的电阻变大，可以采用的方法是( )
A. 将导体拉长 B. 将导体对折
C. 增大导体两端的电压 D. 减小通过导体的电流
6. 如图所示电路，在a、b两点间接一滑动变阻器，闭合开关后灯泡能发光。现要使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灯泡亮度变亮，则图所示的接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是( )
A. 地磁场的S极在地理的南极附近
B. 地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
C. 地球周围存在着很多条疏密不同的磁感线
D. 可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
8. 如图所示为某家庭电路的一部分，下列说法正确的是( )
A. 电冰箱接入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联的
B. 正常情况下，用试电笔接触A点不会使氖管发光
C. 为用电安全，应在甲处安装两孔插座，乙处安装开关
D. 站在地上的人若用手直接接触A点，则会有触电危险
9. 如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
10. 甲，乙两个电热器的电阻之比为3：2，通电相同时间产生的热量之比为8：3.则通过甲、乙的电流之比为( )
A. 3：2 B. 2：3 C. 3：4 D. 4：3
11. 如图四幅图都是有关电与磁的知识，其中描述正确的是( )
A. 奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场
B. 闭合开关通电螺线管右端为S极
C. 闭合开关电路接通，导体棒ab受磁场力的作用而运动
D. 导体棒ab竖直向上运动时，电流表指针将会摆动
12. 如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1。现将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，电流表的示数为I2，则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为I2U1I1
B. 电阻R1的阻值为U1I1
C. 电阻R2的阻值为U1(I1−I2)I1I2
D. 将图中两表位置互换后，仅闭合开关S1时，电压表的示数为U1
13. 如图甲所示电路，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中，电流表示数与电压表示数U的关系图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V B. 定值电阻R0的阻值为20Ω
C. 滑动变阻器的最大电功率为0.9W D. 当滑片在b端时，电路的总功率为1.2W
14. 有下列六种材料：①盐水②石墨③橡胶④汽油⑤陶瓷⑥铜丝，其中属于导体的是______；毛皮摩擦过的橡胶棒因为______电子而带负电。
15. 4月29日11时23分，我国空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场成功发射，“天和核心舱”具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力。其太阳能电池帆板是直接将太阳能转化为______能，太阳能来自内部的氢原子核发生______(选填“裂变”“聚变”)而释放的能量；航天员将在“天和核心舱中通过______(选填“超声波”、“次声波”、“电磁波”)将信息传回地面的。
16. 入冬以来，各地因为不安全用电引起的火灾事故明显有上升趋势。在家庭电路中除了发生______ 和过载(用电器总功率过大)会造成电流过大引发安全事故外，线路连接处因为接触不良，也容易造成该处电阻______ (选填“变大”或“变小”)，造成局部过热，从而加速导线老化，引起火灾。
17. 如图所示的水位报警器的工作原理图，当水位上升至探头A的位置时，电磁铁______ (选填“失去”或“有了”)磁性，灯泡______ 开始工作，发出报警信号。
18. 某电能表表盘如图所示，家里允许同时使用用电器的总功率应不大于______ W；用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是______ J。
19. 如图所示是电阻甲和小灯泡乙的I−U图象，甲的电阻是______Ω，把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，则此时小灯泡的灯丝电阻为______Ω。
20. 有一额定功率为2000W的电热水器，内装20kg的水，通过后持续正常加热25min，水的温度从20℃升高到50℃.已知c水=4.2×103J(kg⋅℃)，求：
(1)水吸收的热量；
(2)电热水器的热效率。
21. 如图所示，电阻R1为20Ω，仅闭合开关S1，电流表的示数为0.3A；再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A。求：
(1)电源电压；
(2)电阻R2的阻值。
22. 在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示，实验中应选择规格______(相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是______(填出一种即可)。
(3)小明保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压？______，理由是______。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价：______，改进方法是______。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
23. 小红所在的小组在“探究电流与电压关系”实验过程中，采用如图1所示的电路图：
(1)请用笔画线代替导线，帮助小红按图1将图2中实物电路连接完整。
(2)小红连完电路，将滑片调至______(选填“A”或“B”)端，闭合开关，发现两只电表的指针总在晃动。请分析造成这一现象的原因：电路存在______。
(3)电路改正后，小红通过实验得到的数据如表，其中第5次实验时，调节电压表示数如图3所示，请将电压表的读数填在表格横线处。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
______
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
(4)请你在图4的方格中作出电流随电压变化的图象。分析归纳所测得数据及作出的图象，写出你的发现：______。
(5)小红继续用图2的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，她先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片继续向______(选填“A”或“B”)端移动，使______的示数保持不变。
24. 在测定“小灯泡额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)，电压约为8V的电源(电源电压不变)，一个电流表，一个“20Ω2.2A”的滑动变阻器，一个阻值为10Ω的定值电阻R0，开关及导线若干。请你帮他设计一个测量小灯泡额定功率的实验方案。要求：
(1)画出实验电路图；
(2)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
(3)写出小灯泡额定电功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25. “建模”思想引领科学思维，指导科学方法。“懂理团队”运用这种思维方法解决了远距离输电过程中，方便快捷确定短路位置的问题。如甲图所示，他们用两条足够长的电阻丝模拟输电线(如图中L、N导线，每条电阻丝每米阻值为0.5Ω)，把一个电压不变的电源、一个保护电阻R、一块电压表和一块电流表用导线连接起来装入盒内，制成检测装置盒，并与模拟导线相连构成回路。他们用导线连接，模拟短路，如图甲中所示，通过读取盒内电压表、电流表示数，计算得知短路处到检测处的距离。请回答以下问题：
(1)在小李同学设计的检测电路中，若电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，则短路处距离检测处多少米；
(2)若保护电阻的阻值为4Ω，根据(1)中数据，求电源电压；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，请在乙图的虚线框内画出你设计的检测电路图，并推导出短路处到检测处距离L与电压表示数的关系式。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A、花的香气是花香分子做无规则运动引起的，故A符合题意；
B、“烟”的实质是固体小颗粒悬浮在空中，不是分子的无规则运动，故B不合题意；
C、“絮”是宏观物体的运动，不是分子的无规则运动，故C不合题意；
D、“沙”是宏观物体的运动，不是分子的无规则运动，故D不合题意。
故选：A。
扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，分子运动是肉眼看不见的运动；机械运动是宏观物体的运动，是看得见的运动。
本题主要考查了分子无规则运动和机械运动的区别，是一道基础题。
2.【答案】C
【解析】解：A、火箭点火加速升空时，是通过喷气发动机将内能转化为机械能，故A错误；
B、燃料的热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，故B错误；
C、火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，故C正确；
D、发动机在工作过程中总是会有能量的损失，所以火箭发动机的效率永远小于100%，故D错误。
故选：C。
(1)火箭的喷气式发动机属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器，据此判断；
(2)燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关；
(3)液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料，液氢可以释放更多的热量；
(4)发动机在工作过程中总是会有能量的损失，所以火箭发动机的效率永远小于100%。
本题考查了能量的转化、热值的定义、热机效率等的理解，知识点较多，但题目比较基础。
3.【答案】D
【解析】解：A、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故A不符合实际；
B、教室中日光灯的功率较小，正常工作的电流在0.2A左右，故B不符合实际；
C、手机功率较小，正常通话的电流也较小，一般在120mA=0.12A左右，故C不符合实际；
D、我国家庭电路的电压是220V，故D符合实际。
故选：D。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
4.【答案】B
【解析】解：因为电动机要由前、后两门(电路开关)关闭同时控制，任意一个门没有关闭好电动机都不能工作，则电动公交车无法行驶，所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机，符合要求的电路只有选项B。
故选：B。
根据串联电路的特点进行分析，即串联电路开关控制整个电路。
会设计串联电路和并联电路，并且知道串并联电路中开关的作用。
5.【答案】A
【解析】解：A、将这根导线拉长，长度变长、横截面积变小，电阻变大，可以使连入电路的导线电阻变大，故A符合题意；
B、将导线对折后接入电路，长度变小、横截面积变大，导体的电阻变小，故B不符合题意。
CD、导体的电阻是导体阻碍电流的性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，故CD不符合题意。
故选：A。
影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压、通过的电流无关。
本题考查了学生对影响电阻大小的因素的了解与掌握，理解导体的电阻是导体的阻碍电流的性质是本题的关键。
6.【答案】D
【解析】解：滑动变阻器使用时接一上一下两个接线柱，滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灯泡亮度变亮，这表明电路中的电流变大，电路的总电阻变小，则滑动变阻器接入电阻减小，则接入电路的必须为左侧部分，故滑动变阻器应接入左下的接线柱；因上面的两个接线柱都接在同一个导线上，故上面接线柱接哪一个均可，故D正确。
故选：D。
当滑动变阻器接一上一下两个接线柱时，接入电路的为滑片与下接线柱之间的部分；则由题意可知滑动变阻器的接法。
滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的，应熟练掌握其接线方法。
7.【答案】D
【解析】解：AB、地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故AB错误；
C、磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型，故C错误；
D、根据磁场方向的规定可知，磁场中某点处的小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。
故选：D。
地球相当于一个巨大的磁体，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近；
地球的周围存在磁场，地球上某点的磁场方向与该点的磁感线的方向是相同的，磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型。
本题考查地磁场有关内容，解答的关键是了解地磁场N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近这个特点。
8.【答案】D
【解析】解：A、由于并联电路中的各个用电器是互不影响的，所以电冰箱接入三孔插座后电灯与电冰箱是并联的，故 A 错误；
B、图中A点为火线，正常状况下，用试电笔接触 A 点氖管会发光，故 B 错误；
C、在家庭电路中，为了安全，应把开关接在火线和用电器之间，故甲处接开关，乙处接两孔插座，故 C 错误；
D、图中A点为火线，站在地上的人接触 A 点是会触电的，故 D 正确。
故选：D。
根据家庭电路的各设备安装顺序、开关、电灯、插座的正确安装方法等知识逐个分析判断即可解决。
知道并理解家庭电路的组成与正确连接方法，了解触电的原因，是解决该题的关键。
9.【答案】D
【解析】解：闭合开关后，两灯均不发光，电流表几乎不动，说明故障类型为断路，电压表明显偏转，说明电压表到电源为通路，故故障为L2断路。
故选：D。
首先判断电路连接方式为串联，电压表测L2两端电压；
根据有无电流判断故障类型，结合电压表判断故障对象；
本题考查串联电路故障分析，解题技巧是先根据有无电流判断故障类型，再根据电压表判断故障对象。
10.【答案】D
【解析】解：由题知，甲、乙两个电热器的电阻之比3：2，通电相同时间产生的热量之比为8：3，
根据Q=I2Rt可得通过甲、乙的电流比：
I甲I乙=Q甲R甲tQ乙R乙t=Q甲R乙Q乙R甲=8×23×3=43。
故选：D。
已知两个电热器的电阻比和相同时间产生热量比，根据Q=I2Rt计算通过两电热器的电流比。
本题考查焦耳定律公式的应用，熟练应用公式即可解题。
11.【答案】AC
【解析】解：A、奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场，故A正确；
B、根据图中电源的正极在右侧，可知螺线管中电流方向是由右侧进入左侧流出，故利用安培定则可知通电螺线管的右端为N极，故B错误；
C、闭合开关电路接通，通电导体ab会在磁场中受到力的作用而运动，故C正确；
D、图中是电磁感应现象，导体棒ab竖直向上运动时，没有切割磁感线运动，导体中不会产生感应电流，电流表指针不会摆动，故D错误。
故选：AC。
(1)通电导线的周围存在磁场，但磁场看不见、摸不着，可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在；
(2)安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极；
(3)通电导体在磁场中受到力的作用；
(4)电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
本题考查了电与磁现象中的重要实验的识别。解题的关键是牢记一些重要实验装置图，记清实验装置和实验原理。
12.【答案】BCD
【解析】解：AB、根据电路图可知，当开关S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电流表测量通过R1支路电流，电压表测量电源电压，因此电源电压为U1，故A错误；
因并联电路中各支路两端电压相等，所以由I=UR可知，电阻R1的阻值：R1=U1I1，故B正确；
CD、将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压，因此电压表的示数为U1，故D正确；
R1两端电压：UR1=I2R1=I2×U1I1，
因此串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以R2两端电压：UR2=U1−UR1=U1−I2×U1I1=U1(I1−I2)I1，
R2的阻值：R2=U2I2=U1(I1−I2)I1I2=U1(I1−I2)I1I2，故C正确。
故选：BCD。
(1)根据电路图可知，当开关S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电流表测量通过R1支路电流，电压表测量电源电压，据此可知电源电压，根据并联电路电压特点和欧姆定律表示出电阻R1的阻值；
(2)将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压，据此可知电压表的示数；根据欧姆定律表示出R1两端电压，再根据串联电路电压规律和欧姆定律表示出电阻R2的阻值。
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键明确电路的连接方式以及仪表测量的对象。
13.【答案】CD
【解析】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。
AB、当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大=0.6A，
由I=UR可得，电源的电压：
U=I大R0=0.6A×R0------①
当滑片位于最右端b时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，
由图象可知，此时U滑=4V，电路中的最小电流I小=0.2A，
则滑动变阻器的最大阻值：
R滑=U滑I小=4V0.2A=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω)------②
由①②可解得：R0=10Ω，U=6V，故AB错误；
C、滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：I=UR0+R，
则滑动变阻器消耗的电功率：
P滑=I2R=(UR0+R)2R=U2R(R0+R)2=U2(R0−R)2R+4R0，
当R=R0=10Ω时，滑动变阻器的电功率最大，
则P滑大=U24R0=(6V)24×10Ω=0.9W，故C正确；
D、当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，
则电路的总功率：P=UI小=6V×0.2A=1.2W，故D正确。
故选：CD。
由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。
(1)当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；
当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，根据图象读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，联立等式即可求出电源的电压和R0的阻值；
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，利用P=UI=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后结合滑动变阻器的阻值得出其最大电功率；
(3)当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，根据P=UI求出电路的总功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键，难点是滑动变阻器消耗最大功率的判断。
14.【答案】①②⑥ 得到
【解析】解：①盐水②石墨③橡胶④汽油⑤陶瓷⑥铜丝，其中属于导体的是①②⑥，盐水属于溶液易导电，石墨的成分是碳，易导电，铜丝属于金属，易导电；毛皮摩擦过的橡胶棒，因为橡胶棒的原子核束缚电子的能力强，得到电子而带负电。
故答案为：①②⑥；得到。
(1)容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
(2)摩擦起电的实质是电荷的转移，当用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，橡胶棒上就有多余的电子，从而使橡胶棒带上负电。
知道生活中常见物体的导电情况，理解摩擦起电的原因和实质，可解答此题。
15.【答案】电 聚变 电磁波
【解析】解：太阳能电池板可以把太阳直接转化成电能；
太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而释放出的能量；
由于太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息。
故答案为：电；聚变；电磁波。
(1)太阳能电池板是把太阳转化成电能的装置；
(2)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的；
(3)太阳内部的能量是由于氢原子核发生聚变释放出来的。
本题考查了能量的转化、电磁波的应用以及对核聚变的了解，难度不大。
16.【答案】短路 变大
【解析】解：(1)引起家庭电路中电流过大的原因是：一是短路，二是过载，即用电器总功率过大。这些可能造成电流过大引发安全事故；
(2)在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，由Q=I2Rt可知，连接处电流产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
故答案为：短路；变大。
(1)家庭电路中电流过大的原因有两种，一是用电器短路，二是用电器总功率过大。
(2)由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的电流产生的热量越多，据此分析。
本题主要考查家庭电路中电流过大的原因，以及对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键。
17.【答案】有了 L2
【解析】解：当水位没有到达A时，电磁铁所在电路闭合、有磁性，衔铁被吸下，则L2被接入电路中，L2发光，发出报警信号。
故答案为：有了；L2。
首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般的水是导体，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通控制电路。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析。
18.【答案】22003.6×106
【解析】解：(1)10A表示电能表平时工作允许通过的最大电流，
电能表允许接的用电器的最大总功率：P=UI=220V×10A=2200W；
(2)电能表表盘中“720r/(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720转，
则电能表转盘转720r时，接在该电能表上的用电器消耗的电能：
W′=720r720r/(kW⋅h)=1kW⋅h=3.6×106J。
故答案为：2200；3.6×106。
(1)220V说明电能表要在220V的电路中使用；10A表示电能表平时工作允许通过的最大电流；利用P=UI计算家里允许同时使用用电器的最大总功率。
(2)电能表表盘中“720r/(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720转，据此求电能表转盘转720r时，接在该电能表上的用电器消耗的电能。
本题考查了消耗电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。
19.【答案】52.5
【解析】解：由图象可知，通过甲的电流与它两端的电压成正比，所以甲为定值电阻，甲两端的电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，由欧姆定律可得甲的电阻：R甲=U甲I=2V0.4A=5Ω；
把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，由图可知当通过电路的电流为0.4A时，甲两端的电压为2V，乙两端的电压为1V，则电源电压为3V，由欧姆定律可得此时小灯泡的灯丝电阻为：R乙=U乙I=1V0.4A=2.5Ω。
故答案为：5；2.5。
由图可知甲两端的电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，根据欧姆定律计算甲的电阻；
串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据图象读出符合电路要求的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据欧姆定律计算把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，则此时小灯泡的灯丝电阻。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
20.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸=cm(t−t0)
=4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg×(50℃−20℃)
=2.52×106J；
(2)消耗的电能：
W=Pt=2000W×25×60s=3×106J，
此过程电热淋浴器的热效率：
η=Q吸W×100%=2.52×106J3×106J×100%=84%。
答：(1)加热过程中水吸收的热量为2.52×106J；
(2)电热水器的热效率为84%。
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量；
(2)根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%求出电热水器的热效率。
本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电功的计算、电热水器热效率的计算，要注意区分哪些是有用能量(被水吸收的)、哪些是总能量(消耗的电能)。
21.【答案】解：(1)如图所示，仅闭合开关S1，电路中只有R1工作，电流表示数即为R1的电流I1=0.3A；
由I=UR可知，电阻R1两端的电压：U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
因为电路只有R1工作，所以R1两端的电压等于电源电压，即U=6V；
(2)再闭合开关S2，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知电阻R2两端的电压：U2=U1=U=6V；
电流表在干路，电流表示数为干路电流I=0.5A，根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A；
由I=UR可知，电阻R2的阻值：R2=U2I2=6V0.2A=30Ω。
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
【解析】(1)如图所示，仅闭合开关S1，电路中只有R1工作，电流表示数即为R1的电流I1=0.3A，利用欧姆定律可以计算出R1的电压，即为电源电压；
(2)再闭合开关S2，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知电阻R2两端的电压U2；
电流表在干路，电流表示数为干路电流I=0.5A，根据并联电路的电流特点，可以求出通过电阻R2的电流I2，利用欧姆定律可以计算出R2的阻值。
本题考查欧姆定律的应用，知道并联电路的电压特点和电流特点是解题的关键。
22.【答案】不同 L1短路(L2断路)不能 电压表正负接线柱反接了 一次实验具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】解：(1)为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；
(2)电压表示数为零，说明与电压表并联的电路短路或与电压表并联之外的电路出现了断路，则故障可能是L1短路或L2断路；
(3)测出L1两端的电压，A与电压表的正接线柱相连。将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从电压表的负接线柱流入了；故不能测出L2两端电压；
(4)本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
故答案为：(1)不同；(2)L1短路或L2断路；(3)不能；电压表正负接线柱反接了；(4)一次实验具有偶然性；更换规格不同的灯泡进行多次实验。
(1)根据电路图判定导线的条数；为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；
(2)电压表示数为零，说明电路出现故障的原因：电路断路或短路；根据灯泡的明暗和电表的示数判断电路故障原因电路中出现了断路；
(3)电压表连接时电流从正接线柱流入；
(4)只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性；为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量。
本题主要是探究串联电路电压的规律，掌握电路故障的分析电压表的使用及得出普遍性结论的方法，难度中等。
23.【答案】B 接触不良 1.5在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 B 电压表
【解析】解：(1)根据电路图连接实物图，由于电源为两节干电池，电源电压为3V，所以电压表选用0−3V的量程且与电阻并联，由表格数据知电流表选用0−0.6A的量程与电阻串联，滑动变阻器一上一下的串联在电路中，如下图所示：
(2)为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处，即B端；
闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动，说明电路时通时断路，造成这一现象的原因是：电路存在接触不良；
(3)由图3所示电路图可知，电压表量程是0∼3V，电压表分度值是0.1V，示数为1.5V；
(4)根据表格数据，描点画出图像，如下图：
根据图像知在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
(5)根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。
故答案为：(1)见上图；(2)B；接触不良；(3)1.5；(4)见上图；在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(5)B；电压表。
(1)根据电路图连接实物图，注意电压表和电流表的量程以及正负接线柱的接法；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处；闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动，电路时通时断路；
(3)根据图2所示电压表确定电压表分度值，读出电压表示数；
(4)根据表格数据，描点画出图像；
根据图像得出结论；
(5)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
本题考查了探究电流与电压关系的实验，主要考查了电路图的连接、注意事项、故障分析、电压表读数、求电阻、图像的画法、实验数据分析等问题，考查的问题较多，是实验的常考问题。
24.【答案】解：(1)在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故将R0与电流表串联后再与灯并联，如图所示：
；
(2)主要的实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电流表的示数为I1=U额R0=2.5V10Ω=0.25A；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的示数I；
(3)在(2)步骤②中，电流表测定值电阻和灯的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流为I−0.25A，
小灯泡额定功率的表达式：P=U额I额=2.5V×(I−0.25A)。
答：(1)如图所示；
(2)①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电流表的示数为0.25A；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的示数I；
(3)小灯泡额定电功率的数学表达式P=2.5V×(I−0.25A)。
【解析】要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故将R0与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为U额R0时，由并联电路电压的规律可知，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
本题测定“小灯泡额定功率”，考查在没有电压表的情况下设计实验方测灯额定功率的能力，关键是知道电流表与定值电阻R0串联起到电压表的测量作用。
25.【答案】解：当检测电路时，电压表测量输电线的电阻两端的电压，电流表测量输电线上的电流，
(1)根据I=UR可得：
输电线的电阻R线=U线I=3V0.5A=6Ω，
因电阻丝每米阻值为0.5Ω，且输电线是双股的，
所以，短路处距离检测处的距离：L=12×6Ω0.5Ω/m=12m；
(2)由图可知，检测电路时，输电线的电阻与保护电阻串联，
则总电阻R总=R线+R=6Ω+4Ω=10Ω，
根据I=UR可得电源电压：
U=IR总=0.5A×10Ω=5V；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，则将电源、一个保护电阻R和与引出到盒外的两根导线A、B串联一起，电压表可以测量外部电路AB两端的电压，也可以测量保护电阻R两端的电压：故如下图中的两种连接分式；
图1中，电压表示数UV为输电线的电阻两端的电压；
由于电源电压不变，则根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
保护电阻R两端的电压：UR=U−UV；
则电流：I=URR=U−UVR，
根据I=UR可得AB之间的电阻为：
R′=UVI=UVU−UVR=UVRU−UV，
所以短路处到检测处距离：L=12×R′0.5Ω/m=12×UVRU−UV0.5Ω/m=12×UV×4Ω(5V−UV)×0.5Ω/m=4UV5−UV；
图2中，电压表示数UV为保护电阻R两端的电压；
则电流：I=UVR，
由于电源电压不变，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
输电线的电阻两端的电压：UAB=U−UV；
根据I=UR可得AB之间的电阻为：
R′=UABI=U−UVUVR=(U−UV)RUV，
所以短路处到检测处距离：L=12×R′0.5Ω/m=12×(U−UV)RUV0.5Ω/m=12×(5V−UV)×4ΩUV×0.5Ω/m=20UV−4。
答：(1)短路处距离检测处12m；
(2)电源电压为5V；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，检测电路图如下图：
短路处到检测处距离L与电压表示数的关系式为：
图1：L=4UV5−UV；图2：L=20UV−4。
【解析】(1)由图可知：当检测电路时，电压表测量输电线的电阻两端的电压，电流表测量输电线上的电流，根据欧姆定律即可求出输电线的电阻，根据电阻丝每米的阻值求出输电线的长度，据此得出短路处距离检测处的距离；
(2)由图可知，检测电路时，输电线的电阻与保护电阻串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律即可求出电源电压；
(3)根据检测盒里的电路元件，根据串并联的特点判断他们的连接分式，据此得出连接情况的电路图；
当使用测量时，由于外部导线与检测盒里的电阻R构成串联电路；根据欧姆定律和电阻的串联特点求出AB之间的电阻；然后根据电阻与长度的关系即可得出；
本题考查了电路故障的判断和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，要注意电阻丝的长度是AB距离的2倍。
2021-2022学年天津市河东区九年级（上）期末物理试卷
1. 下列古诗词中，体现分子无规则运动的是( )
A. “梅须逊雪三分白，雪却输梅一段香”--香
B. “薰风初入弦，碧纱窗下水沈烟”--烟
C. “更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”--絮
D. “沙迷双眸人不见，尘覆万柳鸟无鸣”--沙
2. 2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是( )
A. 火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B. 燃料的质量越大，热值越大
C. 火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
D. 火箭发动机的效率可以达到100%
3. 根据你对生活中物理量的认识，下列数据符合实际的是( )
A. 对人体的安全电压是30V B. 教室里一盏日光灯的工作电流约为1A
C. 手机正常通话时的电流约为5A D. 我国家庭电路的电压是220V
4. 电动公交既节能、又环保。乘坐电动公交车时，车的前后两门(电路开关)中的任意一个门没有关闭好，电动公交车都无法行驶。如图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
5. 一根导线的电阻为R，要使这根导线的电阻变大，可以采用的方法是( )
A. 将导体拉长 B. 将导体对折
C. 增大导体两端的电压 D. 减小通过导体的电流
6. 如图所示电路，在a、b两点间接一滑动变阻器，闭合开关后灯泡能发光。现要使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灯泡亮度变亮，则图所示的接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是( )
A. 地磁场的S极在地理的南极附近
B. 地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
C. 地球周围存在着很多条疏密不同的磁感线
D. 可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
8. 如图所示为某家庭电路的一部分，下列说法正确的是( )
A. 电冰箱接入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联的
B. 正常情况下，用试电笔接触A点不会使氖管发光
C. 为用电安全，应在甲处安装两孔插座，乙处安装开关
D. 站在地上的人若用手直接接触A点，则会有触电危险
9. 如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
10. 甲，乙两个电热器的电阻之比为3：2，通电相同时间产生的热量之比为8：3.则通过甲、乙的电流之比为( )
A. 3：2 B. 2：3 C. 3：4 D. 4：3
11. 如图四幅图都是有关电与磁的知识，其中描述正确的是( )
A. 奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场
B. 闭合开关通电螺线管右端为S极
C. 闭合开关电路接通，导体棒ab受磁场力的作用而运动
D. 导体棒ab竖直向上运动时，电流表指针将会摆动
12. 如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1。现将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，电流表的示数为I2，则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为I2U1I1
B. 电阻R1的阻值为U1I1
C. 电阻R2的阻值为U1(I1−I2)I1I2
D. 将图中两表位置互换后，仅闭合开关S1时，电压表的示数为U1
13. 如图甲所示电路，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中，电流表示数与电压表示数U的关系图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V B. 定值电阻R0的阻值为20Ω
C. 滑动变阻器的最大电功率为0.9W D. 当滑片在b端时，电路的总功率为1.2W
14. 有下列六种材料：①盐水②石墨③橡胶④汽油⑤陶瓷⑥铜丝，其中属于导体的是______；毛皮摩擦过的橡胶棒因为______电子而带负电。
15. 4月29日11时23分，我国空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场成功发射，“天和核心舱”具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力。其太阳能电池帆板是直接将太阳能转化为______能，太阳能来自内部的氢原子核发生______(选填“裂变”“聚变”)而释放的能量；航天员将在“天和核心舱中通过______(选填“超声波”、“次声波”、“电磁波”)将信息传回地面的。
16. 入冬以来，各地因为不安全用电引起的火灾事故明显有上升趋势。在家庭电路中除了发生______ 和过载(用电器总功率过大)会造成电流过大引发安全事故外，线路连接处因为接触不良，也容易造成该处电阻______ (选填“变大”或“变小”)，造成局部过热，从而加速导线老化，引起火灾。
17. 如图所示的水位报警器的工作原理图，当水位上升至探头A的位置时，电磁铁______ (选填“失去”或“有了”)磁性，灯泡______ 开始工作，发出报警信号。
18. 某电能表表盘如图所示，家里允许同时使用用电器的总功率应不大于______ W；用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是______ J。
19. 如图所示是电阻甲和小灯泡乙的I−U图象，甲的电阻是______Ω，把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，则此时小灯泡的灯丝电阻为______Ω。
20. 有一额定功率为2000W的电热水器，内装20kg的水，通过后持续正常加热25min，水的温度从20℃升高到50℃.已知c水=4.2×103J(kg⋅℃)，求：
(1)水吸收的热量；
(2)电热水器的热效率。
21. 如图所示，电阻R1为20Ω，仅闭合开关S1，电流表的示数为0.3A；再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A。求：
(1)电源电压；
(2)电阻R2的阻值。
22. 在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示，实验中应选择规格______(相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是______(填出一种即可)。
(3)小明保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压？______，理由是______。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价：______，改进方法是______。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
23. 小红所在的小组在“探究电流与电压关系”实验过程中，采用如图1所示的电路图：
(1)请用笔画线代替导线，帮助小红按图1将图2中实物电路连接完整。
(2)小红连完电路，将滑片调至______(选填“A”或“B”)端，闭合开关，发现两只电表的指针总在晃动。请分析造成这一现象的原因：电路存在______。
(3)电路改正后，小红通过实验得到的数据如表，其中第5次实验时，调节电压表示数如图3所示，请将电压表的读数填在表格横线处。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
______
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
(4)请你在图4的方格中作出电流随电压变化的图象。分析归纳所测得数据及作出的图象，写出你的发现：______。
(5)小红继续用图2的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，她先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片继续向______(选填“A”或“B”)端移动，使______的示数保持不变。
24. 在测定“小灯泡额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)，电压约为8V的电源(电源电压不变)，一个电流表，一个“20Ω2.2A”的滑动变阻器，一个阻值为10Ω的定值电阻R0，开关及导线若干。请你帮他设计一个测量小灯泡额定功率的实验方案。要求：
(1)画出实验电路图；
(2)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
(3)写出小灯泡额定电功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25. “建模”思想引领科学思维，指导科学方法。“懂理团队”运用这种思维方法解决了远距离输电过程中，方便快捷确定短路位置的问题。如甲图所示，他们用两条足够长的电阻丝模拟输电线(如图中L、N导线，每条电阻丝每米阻值为0.5Ω)，把一个电压不变的电源、一个保护电阻R、一块电压表和一块电流表用导线连接起来装入盒内，制成检测装置盒，并与模拟导线相连构成回路。他们用导线连接，模拟短路，如图甲中所示，通过读取盒内电压表、电流表示数，计算得知短路处到检测处的距离。请回答以下问题：
(1)在小李同学设计的检测电路中，若电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，则短路处距离检测处多少米；
(2)若保护电阻的阻值为4Ω，根据(1)中数据，求电源电压；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，请在乙图的虚线框内画出你设计的检测电路图，并推导出短路处到检测处距离L与电压表示数的关系式。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A、花的香气是花香分子做无规则运动引起的，故A符合题意；
B、“烟”的实质是固体小颗粒悬浮在空中，不是分子的无规则运动，故B不合题意；
C、“絮”是宏观物体的运动，不是分子的无规则运动，故C不合题意；
D、“沙”是宏观物体的运动，不是分子的无规则运动，故D不合题意。
故选：A。
扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，分子运动是肉眼看不见的运动；机械运动是宏观物体的运动，是看得见的运动。
本题主要考查了分子无规则运动和机械运动的区别，是一道基础题。
2.【答案】C
【解析】解：A、火箭点火加速升空时，是通过喷气发动机将内能转化为机械能，故A错误；
B、燃料的热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，故B错误；
C、火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，故C正确；
D、发动机在工作过程中总是会有能量的损失，所以火箭发动机的效率永远小于100%，故D错误。
故选：C。
(1)火箭的喷气式发动机属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器，据此判断；
(2)燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关；
(3)液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料，液氢可以释放更多的热量；
(4)发动机在工作过程中总是会有能量的损失，所以火箭发动机的效率永远小于100%。
本题考查了能量的转化、热值的定义、热机效率等的理解，知识点较多，但题目比较基础。
3.【答案】D
【解析】解：A、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故A不符合实际；
B、教室中日光灯的功率较小，正常工作的电流在0.2A左右，故B不符合实际；
C、手机功率较小，正常通话的电流也较小，一般在120mA=0.12A左右，故C不符合实际；
D、我国家庭电路的电压是220V，故D符合实际。
故选：D。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
4.【答案】B
【解析】解：因为电动机要由前、后两门(电路开关)关闭同时控制，任意一个门没有关闭好电动机都不能工作，则电动公交车无法行驶，所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机，符合要求的电路只有选项B。
故选：B。
根据串联电路的特点进行分析，即串联电路开关控制整个电路。
会设计串联电路和并联电路，并且知道串并联电路中开关的作用。
5.【答案】A
【解析】解：A、将这根导线拉长，长度变长、横截面积变小，电阻变大，可以使连入电路的导线电阻变大，故A符合题意；
B、将导线对折后接入电路，长度变小、横截面积变大，导体的电阻变小，故B不符合题意。
CD、导体的电阻是导体阻碍电流的性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，故CD不符合题意。
故选：A。
影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压、通过的电流无关。
本题考查了学生对影响电阻大小的因素的了解与掌握，理解导体的电阻是导体的阻碍电流的性质是本题的关键。
6.【答案】D
【解析】解：滑动变阻器使用时接一上一下两个接线柱，滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灯泡亮度变亮，这表明电路中的电流变大，电路的总电阻变小，则滑动变阻器接入电阻减小，则接入电路的必须为左侧部分，故滑动变阻器应接入左下的接线柱；因上面的两个接线柱都接在同一个导线上，故上面接线柱接哪一个均可，故D正确。
故选：D。
当滑动变阻器接一上一下两个接线柱时，接入电路的为滑片与下接线柱之间的部分；则由题意可知滑动变阻器的接法。
滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的，应熟练掌握其接线方法。
7.【答案】D
【解析】解：AB、地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故AB错误；
C、磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型，故C错误；
D、根据磁场方向的规定可知，磁场中某点处的小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。
故选：D。
地球相当于一个巨大的磁体，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近；
地球的周围存在磁场，地球上某点的磁场方向与该点的磁感线的方向是相同的，磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型。
本题考查地磁场有关内容，解答的关键是了解地磁场N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近这个特点。
8.【答案】D
【解析】解：A、由于并联电路中的各个用电器是互不影响的，所以电冰箱接入三孔插座后电灯与电冰箱是并联的，故 A 错误；
B、图中A点为火线，正常状况下，用试电笔接触 A 点氖管会发光，故 B 错误；
C、在家庭电路中，为了安全，应把开关接在火线和用电器之间，故甲处接开关，乙处接两孔插座，故 C 错误；
D、图中A点为火线，站在地上的人接触 A 点是会触电的，故 D 正确。
故选：D。
根据家庭电路的各设备安装顺序、开关、电灯、插座的正确安装方法等知识逐个分析判断即可解决。
知道并理解家庭电路的组成与正确连接方法，了解触电的原因，是解决该题的关键。
9.【答案】D
【解析】解：闭合开关后，两灯均不发光，电流表几乎不动，说明故障类型为断路，电压表明显偏转，说明电压表到电源为通路，故故障为L2断路。
故选：D。
首先判断电路连接方式为串联，电压表测L2两端电压；
根据有无电流判断故障类型，结合电压表判断故障对象；
本题考查串联电路故障分析，解题技巧是先根据有无电流判断故障类型，再根据电压表判断故障对象。
10.【答案】D
【解析】解：由题知，甲、乙两个电热器的电阻之比3：2，通电相同时间产生的热量之比为8：3，
根据Q=I2Rt可得通过甲、乙的电流比：
I甲I乙=Q甲R甲tQ乙R乙t=Q甲R乙Q乙R甲=8×23×3=43。
故选：D。
已知两个电热器的电阻比和相同时间产生热量比，根据Q=I2Rt计算通过两电热器的电流比。
本题考查焦耳定律公式的应用，熟练应用公式即可解题。
11.【答案】AC
【解析】解：A、奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场，故A正确；
B、根据图中电源的正极在右侧，可知螺线管中电流方向是由右侧进入左侧流出，故利用安培定则可知通电螺线管的右端为N极，故B错误；
C、闭合开关电路接通，通电导体ab会在磁场中受到力的作用而运动，故C正确；
D、图中是电磁感应现象，导体棒ab竖直向上运动时，没有切割磁感线运动，导体中不会产生感应电流，电流表指针不会摆动，故D错误。
故选：AC。
(1)通电导线的周围存在磁场，但磁场看不见、摸不着，可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在；
(2)安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极；
(3)通电导体在磁场中受到力的作用；
(4)电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
本题考查了电与磁现象中的重要实验的识别。解题的关键是牢记一些重要实验装置图，记清实验装置和实验原理。
12.【答案】BCD
【解析】解：AB、根据电路图可知，当开关S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电流表测量通过R1支路电流，电压表测量电源电压，因此电源电压为U1，故A错误；
因并联电路中各支路两端电压相等，所以由I=UR可知，电阻R1的阻值：R1=U1I1，故B正确；
CD、将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压，因此电压表的示数为U1，故D正确；
R1两端电压：UR1=I2R1=I2×U1I1，
因此串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以R2两端电压：UR2=U1−UR1=U1−I2×U1I1=U1(I1−I2)I1，
R2的阻值：R2=U2I2=U1(I1−I2)I1I2=U1(I1−I2)I1I2，故C正确。
故选：BCD。
(1)根据电路图可知，当开关S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电流表测量通过R1支路电流，电压表测量电源电压，据此可知电源电压，根据并联电路电压特点和欧姆定律表示出电阻R1的阻值；
(2)将电压表和电流表的位置互换，仅闭合开关S1，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压，据此可知电压表的示数；根据欧姆定律表示出R1两端电压，再根据串联电路电压规律和欧姆定律表示出电阻R2的阻值。
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键明确电路的连接方式以及仪表测量的对象。
13.【答案】CD
【解析】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。
AB、当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大=0.6A，
由I=UR可得，电源的电压：
U=I大R0=0.6A×R0------①
当滑片位于最右端b时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，
由图象可知，此时U滑=4V，电路中的最小电流I小=0.2A，
则滑动变阻器的最大阻值：
R滑=U滑I小=4V0.2A=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω)------②
由①②可解得：R0=10Ω，U=6V，故AB错误；
C、滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：I=UR0+R，
则滑动变阻器消耗的电功率：
P滑=I2R=(UR0+R)2R=U2R(R0+R)2=U2(R0−R)2R+4R0，
当R=R0=10Ω时，滑动变阻器的电功率最大，
则P滑大=U24R0=(6V)24×10Ω=0.9W，故C正确；
D、当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，
则电路的总功率：P=UI小=6V×0.2A=1.2W，故D正确。
故选：CD。
由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。
(1)当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；
当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，根据图象读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，联立等式即可求出电源的电压和R0的阻值；
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，利用P=UI=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后结合滑动变阻器的阻值得出其最大电功率；
(3)当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，根据P=UI求出电路的总功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键，难点是滑动变阻器消耗最大功率的判断。
14.【答案】①②⑥ 得到
【解析】解：①盐水②石墨③橡胶④汽油⑤陶瓷⑥铜丝，其中属于导体的是①②⑥，盐水属于溶液易导电，石墨的成分是碳，易导电，铜丝属于金属，易导电；毛皮摩擦过的橡胶棒，因为橡胶棒的原子核束缚电子的能力强，得到电子而带负电。
故答案为：①②⑥；得到。
(1)容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
(2)摩擦起电的实质是电荷的转移，当用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，橡胶棒上就有多余的电子，从而使橡胶棒带上负电。
知道生活中常见物体的导电情况，理解摩擦起电的原因和实质，可解答此题。
15.【答案】电 聚变 电磁波
【解析】解：太阳能电池板可以把太阳直接转化成电能；
太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而释放出的能量；
由于太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息。
故答案为：电；聚变；电磁波。
(1)太阳能电池板是把太阳转化成电能的装置；
(2)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的；
(3)太阳内部的能量是由于氢原子核发生聚变释放出来的。
本题考查了能量的转化、电磁波的应用以及对核聚变的了解，难度不大。
16.【答案】短路 变大
【解析】解：(1)引起家庭电路中电流过大的原因是：一是短路，二是过载，即用电器总功率过大。这些可能造成电流过大引发安全事故；
(2)在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，由Q=I2Rt可知，连接处电流产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
故答案为：短路；变大。
(1)家庭电路中电流过大的原因有两种，一是用电器短路，二是用电器总功率过大。
(2)由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的电流产生的热量越多，据此分析。
本题主要考查家庭电路中电流过大的原因，以及对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键。
17.【答案】有了 L2
【解析】解：当水位没有到达A时，电磁铁所在电路闭合、有磁性，衔铁被吸下，则L2被接入电路中，L2发光，发出报警信号。
故答案为：有了；L2。
首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般的水是导体，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通控制电路。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析。
18.【答案】22003.6×106
【解析】解：(1)10A表示电能表平时工作允许通过的最大电流，
电能表允许接的用电器的最大总功率：P=UI=220V×10A=2200W；
(2)电能表表盘中“720r/(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720转，
则电能表转盘转720r时，接在该电能表上的用电器消耗的电能：
W′=720r720r/(kW⋅h)=1kW⋅h=3.6×106J。
故答案为：2200；3.6×106。
(1)220V说明电能表要在220V的电路中使用；10A表示电能表平时工作允许通过的最大电流；利用P=UI计算家里允许同时使用用电器的最大总功率。
(2)电能表表盘中“720r/(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720转，据此求电能表转盘转720r时，接在该电能表上的用电器消耗的电能。
本题考查了消耗电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。
19.【答案】52.5
【解析】解：由图象可知，通过甲的电流与它两端的电压成正比，所以甲为定值电阻，甲两端的电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，由欧姆定律可得甲的电阻：R甲=U甲I=2V0.4A=5Ω；
把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，由图可知当通过电路的电流为0.4A时，甲两端的电压为2V，乙两端的电压为1V，则电源电压为3V，由欧姆定律可得此时小灯泡的灯丝电阻为：R乙=U乙I=1V0.4A=2.5Ω。
故答案为：5；2.5。
由图可知甲两端的电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，根据欧姆定律计算甲的电阻；
串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据图象读出符合电路要求的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据欧姆定律计算把甲、乙串联在电源电压为3V的电路中，则此时小灯泡的灯丝电阻。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
20.【答案】解：(1)水吸收的热量：
Q吸=cm(t−t0)
=4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg×(50℃−20℃)
=2.52×106J；
(2)消耗的电能：
W=Pt=2000W×25×60s=3×106J，
此过程电热淋浴器的热效率：
η=Q吸W×100%=2.52×106J3×106J×100%=84%。
答：(1)加热过程中水吸收的热量为2.52×106J；
(2)电热水器的热效率为84%。
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量；
(2)根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%求出电热水器的热效率。
本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电功的计算、电热水器热效率的计算，要注意区分哪些是有用能量(被水吸收的)、哪些是总能量(消耗的电能)。
21.【答案】解：(1)如图所示，仅闭合开关S1，电路中只有R1工作，电流表示数即为R1的电流I1=0.3A；
由I=UR可知，电阻R1两端的电压：U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
因为电路只有R1工作，所以R1两端的电压等于电源电压，即U=6V；
(2)再闭合开关S2，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知电阻R2两端的电压：U2=U1=U=6V；
电流表在干路，电流表示数为干路电流I=0.5A，根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A；
由I=UR可知，电阻R2的阻值：R2=U2I2=6V0.2A=30Ω。
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
【解析】(1)如图所示，仅闭合开关S1，电路中只有R1工作，电流表示数即为R1的电流I1=0.3A，利用欧姆定律可以计算出R1的电压，即为电源电压；
(2)再闭合开关S2，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知电阻R2两端的电压U2；
电流表在干路，电流表示数为干路电流I=0.5A，根据并联电路的电流特点，可以求出通过电阻R2的电流I2，利用欧姆定律可以计算出R2的阻值。
本题考查欧姆定律的应用，知道并联电路的电压特点和电流特点是解题的关键。
22.【答案】不同 L1短路(L2断路)不能 电压表正负接线柱反接了 一次实验具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】解：(1)为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；
(2)电压表示数为零，说明与电压表并联的电路短路或与电压表并联之外的电路出现了断路，则故障可能是L1短路或L2断路；
(3)测出L1两端的电压，A与电压表的正接线柱相连。将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从电压表的负接线柱流入了；故不能测出L2两端电压；
(4)本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
故答案为：(1)不同；(2)L1短路或L2断路；(3)不能；电压表正负接线柱反接了；(4)一次实验具有偶然性；更换规格不同的灯泡进行多次实验。
(1)根据电路图判定导线的条数；为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；
(2)电压表示数为零，说明电路出现故障的原因：电路断路或短路；根据灯泡的明暗和电表的示数判断电路故障原因电路中出现了断路；
(3)电压表连接时电流从正接线柱流入；
(4)只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性；为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量。
本题主要是探究串联电路电压的规律，掌握电路故障的分析电压表的使用及得出普遍性结论的方法，难度中等。
23.【答案】B 接触不良 1.5在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 B 电压表
【解析】解：(1)根据电路图连接实物图，由于电源为两节干电池，电源电压为3V，所以电压表选用0−3V的量程且与电阻并联，由表格数据知电流表选用0−0.6A的量程与电阻串联，滑动变阻器一上一下的串联在电路中，如下图所示：
(2)为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处，即B端；
闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动，说明电路时通时断路，造成这一现象的原因是：电路存在接触不良；
(3)由图3所示电路图可知，电压表量程是0∼3V，电压表分度值是0.1V，示数为1.5V；
(4)根据表格数据，描点画出图像，如下图：
根据图像知在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
(5)根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。
故答案为：(1)见上图；(2)B；接触不良；(3)1.5；(4)见上图；在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(5)B；电压表。
(1)根据电路图连接实物图，注意电压表和电流表的量程以及正负接线柱的接法；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处；闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动，电路时通时断路；
(3)根据图2所示电压表确定电压表分度值，读出电压表示数；
(4)根据表格数据，描点画出图像；
根据图像得出结论；
(5)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
本题考查了探究电流与电压关系的实验，主要考查了电路图的连接、注意事项、故障分析、电压表读数、求电阻、图像的画法、实验数据分析等问题，考查的问题较多，是实验的常考问题。
24.【答案】解：(1)在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故将R0与电流表串联后再与灯并联，如图所示：
；
(2)主要的实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电流表的示数为I1=U额R0=2.5V10Ω=0.25A；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的示数I；
(3)在(2)步骤②中，电流表测定值电阻和灯的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流为I−0.25A，
小灯泡额定功率的表达式：P=U额I额=2.5V×(I−0.25A)。
答：(1)如图所示；
(2)①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电流表的示数为0.25A；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的示数I；
(3)小灯泡额定电功率的数学表达式P=2.5V×(I−0.25A)。
【解析】要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故将R0与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为U额R0时，由并联电路电压的规律可知，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
本题测定“小灯泡额定功率”，考查在没有电压表的情况下设计实验方测灯额定功率的能力，关键是知道电流表与定值电阻R0串联起到电压表的测量作用。
25.【答案】解：当检测电路时，电压表测量输电线的电阻两端的电压，电流表测量输电线上的电流，
(1)根据I=UR可得：
输电线的电阻R线=U线I=3V0.5A=6Ω，
因电阻丝每米阻值为0.5Ω，且输电线是双股的，
所以，短路处距离检测处的距离：L=12×6Ω0.5Ω/m=12m；
(2)由图可知，检测电路时，输电线的电阻与保护电阻串联，
则总电阻R总=R线+R=6Ω+4Ω=10Ω，
根据I=UR可得电源电压：
U=IR总=0.5A×10Ω=5V；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，则将电源、一个保护电阻R和与引出到盒外的两根导线A、B串联一起，电压表可以测量外部电路AB两端的电压，也可以测量保护电阻R两端的电压：故如下图中的两种连接分式；
图1中，电压表示数UV为输电线的电阻两端的电压；
由于电源电压不变，则根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
保护电阻R两端的电压：UR=U−UV；
则电流：I=URR=U−UVR，
根据I=UR可得AB之间的电阻为：
R′=UVI=UVU−UVR=UVRU−UV，
所以短路处到检测处距离：L=12×R′0.5Ω/m=12×UVRU−UV0.5Ω/m=12×UV×4Ω(5V−UV)×0.5Ω/m=4UV5−UV；
图2中，电压表示数UV为保护电阻R两端的电压；
则电流：I=UVR，
由于电源电压不变，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
输电线的电阻两端的电压：UAB=U−UV；
根据I=UR可得AB之间的电阻为：
R′=UABI=U−UVUVR=(U−UV)RUV，
所以短路处到检测处距离：L=12×R′0.5Ω/m=12×(U−UV)RUV0.5Ω/m=12×(5V−UV)×4ΩUV×0.5Ω/m=20UV−4。
答：(1)短路处距离检测处12m；
(2)电源电压为5V；
(3)不用电流表，且其它元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，检测电路图如下图：
短路处到检测处距离L与电压表示数的关系式为：
图1：L=4UV5−UV；图2：L=20UV−4。
【解析】(1)由图可知：当检测电路时，电压表测量输电线的电阻两端的电压，电流表测量输电线上的电流，根据欧姆定律即可求出输电线的电阻，根据电阻丝每米的阻值求出输电线的长度，据此得出短路处距离检测处的距离；
(2)由图可知，检测电路时，输电线的电阻与保护电阻串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律即可求出电源电压；
(3)根据检测盒里的电路元件，根据串并联的特点判断他们的连接分式，据此得出连接情况的电路图；
当使用测量时，由于外部导线与检测盒里的电阻R构成串联电路；根据欧姆定律和电阻的串联特点求出AB之间的电阻；然后根据电阻与长度的关系即可得出；
本题考查了电路故障的判断和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，要注意电阻丝的长度是AB距离的2倍。
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