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2022-2023学年山西省临汾市九年级上册物理期末模拟试卷（含解析）
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这是一份2022-2023学年山西省临汾市九年级上册物理期末模拟试卷（含解析），共37页。试卷主要包含了选择题，实验探究题，综合运用题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年山西省临汾市九年级上册物理期末模拟试卷
一、选择题（在每小题的四个选项中，只有一项最符合题意，请将其字母标号填入下表相应题号的空格内，每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，改变物体内能的方式与其它三个不同的是（ ）
A． 滑下时臀部发热 B． 压缩空气，乙醚着火
C．钻木取火 D．加热水至沸腾
2．（3分）用两个相同的电热器给质量均为2kg的水和甲物质加热，它们的温度随时间变化的关系如图所示，均不计热损失。下列判断正确的是（ ）
A．随着温度的升高，甲的比热容逐渐增大
B．前10min内甲物质吸收的热量多
C．吸收相同的热量，水的温度变化量较大
D．甲物质与水的比热容之比为1：2
3．（3分）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器金属球，发现验电器的箔片张开，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移
B．箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．箔片张开说明橡胶棒带电
D．验电器的乙部件必须是导体
4．（3分）如图所示是某校科技小组的四位同学设计的天然气泄漏检测电路，其中R为气敏电阻，它的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示，R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大。图中电路图符合设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（ ）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变大
B．电流表A示数变大，电压表V2示数变大
C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D．电压表V2示数与电流表A示数比值变小
6．（3分）请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断，该电路可能是（ ）
U/伏
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/安
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A． B．
C． D．
7．（3分）如图电路中，电源电压为10V，且保持不变，电阻R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω，则当滑片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的范围分别是（ ）
A．0.2～0.5A，4～6V B．0.2～0.5A 4～10V
C．0.2～0.3A，0～6V D．0.2～0.5A 0～6V
8．（3分）如图所示，电源电压为6V保持不变，R1＝3Ω，R2＝18Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B．当只闭合开关S1时，电阻R1消耗的功率为1.2W
C．如果开关S1、S2和S2同时闭合，灯泡L短路不工作
D．此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25：12
9．（3分）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
10．（3分）如图，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（ ）
A．增大电路中的电流
B．换用磁性更强的磁铁
C．将电源正负极对调
D．同时对调磁铁两极和电源正负极
二、实验探究题（5个小题共24分，11、12题6分，13题3分，14题4分，15题5分）
11．（6分）学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.15
0.1
0.6
0.9
根据实验数据，回答下列问题：
（1）如图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A．电阻的大小与长度的关系是： 。
B．电阻的大小与横截面积的关系是： 。
（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系： 。
（4）实验中一根合金丝的电阻为 Ω，若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是 m。（已知该合金丝长0.1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω）
12．（6分）小明做“探究电流与电阻关系”实验，实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了 （选填“短路”或“断路”）故障。
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象。
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。
②该实验采用的研究方法是 。
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为 V。
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
13．（3分）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”实验中，实验室提供了如下器材：电源（电压U恒为8V），滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”），小灯泡（额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W），定值电阻R0。爱动脑筋的小聪利用上述器材想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
（3）小灯泡的额定功率：P额＝ （用U额、U0、R0表示）若步骤（2）中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率 （选填“偏大”或“偏小”）。
14．（4分）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为两个力 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的 。
15．（5分）有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。
（1）实验器材： 。
（2）实验步骤：
①画出你设计的电路图；
② ；
③ 。
三、综合运用题（8个小题共26分，16、17、18题各2分，19、20题各4分，21题2分，22、23题各5分）
16．（2分）一只小灯泡正常发光时的电压为8V，通过它的电流为0.4A，现要将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应 联一个 Ω的电阻。
17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为 V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 W。
18．（2分）如图所示，是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器滑片P，指示灯的亮度明显变亮。
（1）变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁周围的磁场 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著 （选填“增大”或“减小”）。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线
市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的一端固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。手机充电时，电池相当于用电器，拨打电话时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。该磁吸式手机充电线主要应用于能穿戴类，如儿童智能手表、智能手环、智能书包、智能手套、智能鞋、蓝牙耳机等；虚拟现实设备（VR）、无人机设备、智能机器人设备等。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是 （选填“铜”“铁镍合金”或“铝”），判断的依据是 。
（2）手机充电时，将电能转化为 能，手机背面扬声器的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）相同，都是将电能转化为机械能。
（3）某款手机的充电器上标有“5V 2.1A”字眼，电池充满电所储存的电能是113400J，若充电时以最大输出电流充电，要将空电池充满电需要 h。
20．（4分）现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患。根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因。
21．（2分）如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
22．（5分）小强妈妈买了一个新的电饭煲，小强从说明书中得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求：
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保温功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）电阻R1的阻值；
（3）某周末的晚饭时，小强想利用自家电能表（如图乙）测量电饭锅的实际功率。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求电饭锅的实际功率。
23．（5分）如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图象，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V．求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。
答案与试题解析
一、选择题（在每小题的四个选项中，只有一项最符合题意，请将其字母标号填入下表相应题号的空格内，每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，改变物体内能的方式与其它三个不同的是（ ）
A． 滑下时臀部发热 B． 压缩空气，乙醚着火
C．钻木取火 D．加热水至沸腾
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递；
做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化；
热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移。
解：A、从滑梯上滑下时克服摩擦做功，使臀部内能增加、温度升高，属于做功改变物体的内能；
B、压缩空气温度升高，迅速压下活塞棉花着火燃烧，属于做功改变物体的内能；
C、钻木取火，属于做功改变物体的内能；
D、烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能；
综上分析可知，D选项与ABC选项改变物体内能的方式不同。
故选：D。
【点评】此题考查的是对于改变物体内能两种方式的掌握情况，需要注意的是：做功是能量的转化，而热传递是能量的转移，两者有着本质的区别。
2．（3分）用两个相同的电热器给质量均为2kg的水和甲物质加热，它们的温度随时间变化的关系如图所示，均不计热损失。下列判断正确的是（ ）
A．随着温度的升高，甲的比热容逐渐增大
B．前10min内甲物质吸收的热量多
C．吸收相同的热量，水的温度变化量较大
D．甲物质与水的比热容之比为1：2
【分析】（1）比热容是物质本身的一种特性，决定于物质的种类和状态，与温度无关。
（2）相同的电热器加热相同时间放出热量相等，由此可知相等时间内两物质吸热关系；
由图象可知加热相同时间两物体升高温度的关系；
由Q＝cm△t分析两物体的比热容的关系。
解：A．比热容与物质的温度无关，所以加热过程中物质比热容不变，故A错误；
B．由题知，用两个相同的电热器水和甲物质加热，所以相等时间内两物质吸热相等，故B错误；
C．由图象可知，加热相等时间后，甲物质温度升的高一些，变化量较大，故C错误；
D．由图象知，给甲加热10min，甲升高的温度为△t甲＝70℃﹣10℃＝60℃，
给水加热20min，水升高的温度为△t水＝70℃﹣10℃＝60℃，
2Q甲＝Q水，水和甲物质质量相等，
2c甲m△t甲＝c水m△t水，
所以：，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对比热容的理解、热量公式的应用，关键是能从图象中获取有用的信息。
3．（3分）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器金属球，发现验电器的箔片张开，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移
B．箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．箔片张开说明橡胶棒带电
D．验电器的乙部件必须是导体
【分析】（1）摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷。
（2）验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的；
（3）箔片张开说明橡胶棒带电，同种电荷相斥的原理制成的；
（4）验电器的构成金属球、金属杆、橡皮塞、金属箔片。
解：A、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，故A正确；
B、箔片张开是两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开，故B正确；
C、同种电荷相互排斥，用橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔片张开，说明橡胶棒带电，故C正确；
D、乙部件是橡皮塞，是绝缘体，故D错误。
故选：D。
【点评】此题考查了摩擦起电的实质、验电器的原理、以及验电器的构成，是一道基础题。
4．（3分）如图所示是某校科技小组的四位同学设计的天然气泄漏检测电路，其中R为气敏电阻，它的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示，R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大。图中电路图符合设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】先由图象可知，当天然气浓度增大时气敏电阻的阻值减小，然后根据选项中的电路图结合串、并联电路的特点和欧姆定律判断电表示数的变化，找到符合题意的电路图。
解：由图象可知，当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小；
A、由图可知，R与R0并联，电压表测电源的电压；因电源的电压不变，所以当天然气浓度增大时，电压表的示数不变，故A不符合题意；
B、由图可知，R与R0并联，电流表测R0支路的电流；根据并联电路独立工作互不影响可知，当天然气浓度增大时，通过R0支路的电流不变，即电流表的示数不变，故B不符合题意；
C、由图可知，R与R0串联，电流表测电路中的电流；当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小、电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，即电流表的示数增大，故C符合题意；
D、由图可知，R与R0串联，电压表测气敏电阻R两端的电压；当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小，由串联电路的分压特点可知R两端分得的电压减小，即电压表的示数减小，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】明确电表的测量对象是解题的基础，熟练应用欧姆定律、串联分压原理来分析电路中电流、电压的变化是解题的关键。
5．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（ ）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变大
B．电流表A示数变大，电压表V2示数变大
C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D．电压表V2示数与电流表A示数比值变小
【分析】由电路图可知，闭合开关，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；根据滑片的移动方向可知变阻器接入电路中的电阻阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表V2示数的变化；然后根据欧姆定律分析电压表V1、电压表V2示数与电流表A示数比值的变化。
解：由电路图可知，闭合开关，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。
AB、当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U＝IR可知，R1两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，故AB错误；
CD、根据R＝可知，电压表V1示数与电流表A示数比值为R1的阻值，因R1的阻值不变，则该比值不变；电压表V2示数与电流表A示数比值等于R2的阻值，而R2的阻值变小，则该比值变小，故D正确，C错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
6．（3分）请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断，该电路可能是（ ）
U/伏
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/安
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A． B．
C． D．
【分析】AB．电路中定值电阻与滑动变阻器串联，电压表均测电源的电压，根据电源的电压不变可知滑片移动时电压表示数的变化；
CD．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化，然后分析电流表示数变化时电压表示数的变化，从而得出答案。
解：由表格数据可知，电压表的示数增大时，电流表的示数也增大，且电压表与电流表示数的比值不变。
（1）由电路图AB可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测电源电压，
因电源电压不变，所以，滑片移动时电压表的示数不变，故AB不符合题意；
（2）由电路图CD可知，定值电阻与滑动变阻器串联，
当滑动变阻器接入电路中的电阻变小时，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，
由U＝IR可知，定值电阻两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变小，
综上可知，选项C中电流表的示数变大时电压表的示数减小，选项D中电流表的示数变大时电压表的示数变大，故C不符合题意，D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意解决此类电路图连接问题时要结合题意实际要求去分析，不可盲目乱猜。
7．（3分）如图电路中，电源电压为10V，且保持不变，电阻R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω，则当滑片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的范围分别是（ ）
A．0.2～0.5A，4～6V B．0.2～0.5A 4～10V
C．0.2～0.3A，0～6V D．0.2～0.5A 0～6V
【分析】由电路图可知R1和滑动变阻器R2串联，电压表并联在R2两端；当滑片滑到a端时滑动变阻器短路，则此时电电流中电流最大，电压表示数最小；当滑片滑到b端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，电压最大，则可求得电流和电压的范围。
解：当滑片滑到a点时，滑动变阻器短路，此时电压表被短路，电压表示数为零；因此时电路中电阻最小，
则由欧姆定律可得：I最大＝＝＝0.5A；
当滑片滑到b点时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，最小电流I最小＝＝＝0.2A；
此时电压表示数最大，U最大＝I最小R2＝0.2A×30Ω＝6V；
因此电流表示数的范围为：0.2A～0.5A；电压表示数范围为6V～0V。
故选：D。
【点评】本题考查学生对电路图的认识及欧姆定律的使用，在解答时应注意串联电路中电阻的分压与电阻是成正比的，电阻越大则分压越多。
8．（3分）如图所示，电源电压为6V保持不变，R1＝3Ω，R2＝18Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B．当只闭合开关S1时，电阻R1消耗的功率为1.2W
C．如果开关S1、S2和S2同时闭合，灯泡L短路不工作
D．此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25：12
【分析】（1）灯泡L标有“6V 3W”字样，根据P＝的变形计算灯泡的电阻；
（2）只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，由串联电路的特点和I＝求出此时电路中的电流，根据P＝I2R计算R1消耗的功率；
（3）如果开关S1、S2、S3同时闭合，R1短路，灯泡和R2并联接入电路；
（4）如果开关S2、S3同时闭合，灯泡和R2并联接入电路，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，由I＝可知此时通过电路的电流最大，由P＝UI可知此时电路消耗的电功率最大，根据并联电路电阻规律计算电路总电阻，根据P＝计算电路消耗的最大电功率；只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时电路总电阻最大，根据串联电路电阻规律计算电路总电阻，根据P＝求出该电路消耗的电功率最小，最后求出比值。
解：A、灯泡L标有“6V 3W”字样，根据P＝可得灯泡的电阻为：RL＝＝＝12Ω，故A错误；
B、只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，则总电阻R串＝RL+R1＝12Ω+3Ω＝15Ω，电流为：I＝＝＝0.4A，则R1消耗的功率：P1＝I2R1＝（0.4A）2×3Ω＝0.48W，故B错误；
C、如果开关S1、S2、S3同时闭合，R1短路，灯泡和R2并联接入电路，灯泡L正常工作，故C错误；
D、如果开关S2、S3同时闭合，灯泡和R2并联接入电路，只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，
由于串并联电路电阻的特点和P＝可知：灯泡和R2并联时电路消耗的电功率最大，灯泡和R1串联时电路消耗的电功率最小，
则：P最大＝PL+P2＝+＝+＝5W；P最小＝＝＝2.4W，
所以，P最大：P最小＝5W：2.4W＝25：12，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
9．（3分）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
【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
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。
【点评】本题考查家庭电路故障的分析，相对比较简单，属于基础题。
10．（3分）如图，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（ ）
A．增大电路中的电流
B．换用磁性更强的磁铁
C．将电源正负极对调
D．同时对调磁铁两极和电源正负极
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。此实验是电能转化为机械能。
解：
A、增大电路中的电流，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故A错；
B、换用磁性更强的磁铁，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故B错；
C、将电源正负极对调，只改变一个影响因素（电流方向），受力运动方向改变，故C正确；
D、同时对调磁铁两极和电源正负极，两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D错。
故选：C。
【点评】要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
二、实验探究题（5个小题共24分，11、12题6分，13题3分，14题4分，15题5分）
11．（6分）学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.12
0.15
0.1
0.6
0.9
根据实验数据，回答下列问题：
（1）如图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A．电阻的大小与长度的关系是： 材料和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比 。
B．电阻的大小与横截面积的关系是： 材料和长度相同时，导体的电阻与横截面积成反比 。
（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系： 在电压不变时，电流与电阻成反比 。
（4）实验中一根合金丝的电阻为 12.5 Ω，若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是 125 m。（已知该合金丝长0.1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω）
【分析】（1）确定电流表的量程，读出示数；
（2）根据串联时电流表示数判断出电阻的变化，得出电阻大小与长度的关系；
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化，得出电阻大小与横截面积的关系；
（3）根据电流和电阻的变化关系，得出结论；
（4）根据欧姆定律求出一根合金丝的电阻值；由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小。
解：
（1）分析表格中信息可知，串联的电阻丝越多，电流表的示数越小，说明电阻越大；并联的电阻丝越多，电流表的示数越大，说明电阻越小，所以串联一根电阻丝时，电路中的电流应大于两根电阻丝串联时的电流0.15A，并小于两根电阻丝并联时的电流0.6A，所以图乙中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A；
（2）A．根据1、2、3组数据可知，导体的材料和横截面积相同，导体越长，电流表的示数越小，说明电阻值越大，且电阻值跟导体的长度成正比；
B．根据1、4、5组数据可知，导体的材料和长度相同，横截面积越大，电流表的示数越大，说明电阻值越小，且电阻值跟导体的横截面积成反比；
（3）由实验数据可知，导体两端的电压不变，导体的电阻增大到原来的几倍，电流减小到原来的几分之一，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（4）已知长0.1m、横截面积为1mm2的该合金丝的阻值为1Ω，
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系，
对与上面材料相同的导体，电阻值可记为R＝×1Ω•mm2/0.1m；
由R＝可知，一根合金丝的导体电阻为R＝＝＝12.5Ω；
代入上面关系式：12.5Ω＝×1Ω•mm2/0.1m，
解得L＝125m。
故（1）0.12；
（2）A、材料和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比；B、材料和长度相同时，导体的电阻与横截面积成反比；
（3）在电压不变时，电流与电阻成反比；
（4）12.5；125。
【点评】本题是探究导体的长度和横截面积对电阻的影响实验，能够根据电流的大小判断出电阻的大小是关键，分析时注意控制变量法的应用。
12．（6分）小明做“探究电流与电阻关系”实验，实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最 左 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了 断路 （选填“短路”或“断路”）故障。
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象。
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 反比 。
②该实验采用的研究方法是 控制变量法 。
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为 2.4V～2.5 V。
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 2：1 。
【分析】（1）为保护电路，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
（2）根据电流与电阻之积为一定值分析，这用到了控制变量法；
（3）根据串联电路分压规律可知，定值电阻两端电压的最小值，据此得出定值电阻两端的电压范围；
（4）先根据图乙读出定值电阻10Ω和20Ω时电流，然后P＝UI即可求出滑动变阻器消耗的电功率之比。
解：（1）闭合开关前，为保护电路，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片移到最左端；
闭合开关后电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻发生了断路；
（2）①由欧姆定律I＝的变形公式：
U＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.25A×10Ω＝2.5V，为一定值，故得出：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
②在探究电流与电阻关系时控制定值电阻两端的电压不变，改变电阻，这应用了控制变量法；
（3）因为串联电路电流相等，所以I＝＝，当定值电阻最大为20Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小，最小为：＝，
解得UV＝2.4V；
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”，所以电路的最大电流为0.5A，由欧姆定律，因此定值电阻两端允许的最大电压：
U最大＝I最大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
故定值电阻两端的电压范围为2.4V～2.5V；
（4）由（2）知定值电阻两端的电压为2.5V，当10Ω接入电路时，电路电流为I′＝＝＝0.25A；当20Ω接入电路时，电路电流为I″＝＝＝0.125A；
因为定值电阻两端电压相等，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压也相等；
由P＝UI可得，滑动变阻器消耗的电功率之比：
P：P′＝UI′：UI″＝I′：I″＝0.25A：0.125A＝2：1。
故（1）左；断路；（2）反比；控制变量法；（3）2.4V～2.5；（4）2：1。
【点评】此题是探究电流跟它两端电压关系的实验，考查控制变量法、注意事项、数据分析和对实验的要求和串联电路的规律及欧姆定律与电功率公式的运用，是一道综合题，有一定的难度。
13．（3分）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”实验中，实验室提供了如下器材：电源（电压U恒为8V），滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”），小灯泡（额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W），定值电阻R0。爱动脑筋的小聪利用上述器材想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 5.5V ；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
（3）小灯泡的额定功率：P额＝ （用U额、U0、R0表示）若步骤（2）中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
【分析】要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先让电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的总电压，通过移动滑片的位置，由串联电路的电压特点可知，使电压表的示数等于电源电压减去灯泡的额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测定值电阻两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路的电流规律和欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；
在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，会使电路中总电阻变大，电流变小，根据P＝UI分析额定功率的变化。
解：（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为：U′＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V，此时小灯泡正常发光；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2“，读出电压表示数为U0；
（3）在（2）中，由串联电路的电流规律和欧姆定律可知，灯泡的额定电流为：I额＝I0＝，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝；
在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，会使电路中总电阻变大，电流变小，根据P＝UI分析可知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
故（1）5.5V；（3）；偏小。
【点评】本题探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同，考查电特殊方法测功率，有一定难度。
14．（4分）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 电源 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 电动机 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为两个力 不在同一直线 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的 电流方向 。
【分析】（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理工作的；
（2）二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；
（3）换向器可以改变线圈中电流的方向；电动机会消耗电能，电能主要转化为机械能。
解：（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上。
（3）要使图乙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，线圈转动的过程中，电能转化为机械能。
故（1）电源；电动机；（2）不在同一直线；（3）电流方向。
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的原理，考查较全面，应重点掌握。
15．（5分）有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。
（1）实验器材： 两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源 。
（2）实验步骤：
①画出你设计的电路图；
② 闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化 ；
③ 如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻 。
【分析】根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此使电路形成通路，并改变其中一个电阻的温度；根据电流表的示数和温度变化的电阻判断出热敏电阻。
解：（1）为了辨别哪个是热敏电阻，将两个完全相同的电阻串联起来，实验中通过观察电流表的示数变化来判断电阻的变化，故需要串联一个电流表，故需要两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源；
（2）实验步骤：①将两电阻、电流表、开关以及电源组成串联电路，如下图所示：
②闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化；
③如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。
故（1）两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源；
（2）①；②闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化；
③如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。
【点评】本题是探究影响电阻大小因素的实验，考查了学生分析问题和解决问题的能力。
三、综合运用题（8个小题共26分，16、17、18题各2分，19、20题各4分，21题2分，22、23题各5分）
16．（2分）一只小灯泡正常发光时的电压为8V，通过它的电流为0.4A，现要将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应 串 联一个 10 Ω的电阻。
【分析】灯泡正常工作时的电压小于电源的电压，要使该小灯泡接在12V的电源上正常发光，应串联一个电阻分压，利用串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值。
解：由题可知，灯泡正常发光时的电压UL＝8V，I灯＝0.4A，要使该小灯泡接在12V的电源上正常发光，根据串联电路能够分压的特点，应串联一个电阻R分压，
串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻R分得的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣8V＝4V，
串联电路中各处的电流相等，IR＝I灯＝0.4A
所以，由I＝可得电阻R的阻值：
R＝＝＝10Ω。
故串；10。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意串联电路的分压特点的应用。
17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为 3 V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 0.2 W。
【分析】（1）由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出电流和电压，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可得出电源电压和R1的值；
（2）根据图乙读出滑片在b端时电路中的电流，根据P＝I2R算出此时R1消耗的功率
解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑动变阻器滑片P在a端时，则接入电路中的电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知，I1＝0.6A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.6A×R1，
当滑动变阻器滑片P在b端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，I2＝0.2A，U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+2V，
因电源的电压不变，所以，0.6A×R1＝0.2A×R1+2V，
解得：R1＝5Ω，
电源的电压：U＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V；
R1的消耗的电功率为：P＝I22R1＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W。
故3；0.2。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率公式的应用等知识，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
18．（2分）如图所示，是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器滑片P，指示灯的亮度明显变亮。
（1）变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁周围的磁场 增强 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【分析】（1）先分析滑片向左移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况。
（2）先由指示灯的亮度变化情况得出电流大小变化情况，然后根据欧姆定律得出电阻大小变化情况。
解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁场增强。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中的电流增大，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。
故（1）增强；（2）减小。
【点评】本题的实验虽然是探究巨磁电阻的特性，不是初中物理的内容，但该题所考查的其实还是初中物理的知识：包括欧姆定律、影响电磁铁磁性强弱的因素，是一道好题。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线
市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的一端固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。手机充电时，电池相当于用电器，拨打电话时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。该磁吸式手机充电线主要应用于能穿戴类，如儿童智能手表、智能手环、智能书包、智能手套、智能鞋、蓝牙耳机等；虚拟现实设备（VR）、无人机设备、智能机器人设备等。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是 铁镍合金 （选填“铜”“铁镍合金”或“铝”），判断的依据是 铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引 。
（2）手机充电时，将电能转化为 化学 能，手机背面扬声器的工作原理与 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）相同，都是将电能转化为机械能。
（3）某款手机的充电器上标有“5V 2.1A”字眼，电池充满电所储存的电能是113400J，若充电时以最大输出电流充电，要将空电池充满电需要 3 h。
【分析】（1）铁能被磁铁吸引，铝、铜、锌不能被磁铁吸引；
（2）判断能量转化过程，关键看清该过程中消耗了哪种形式的能，进而又产生了那种形式的能即可；动圈式话简的原理与发电机原理都是把动能转成电能，利用的是电磁感应规律；而扬声器的原理与电动机的原理是相同的，都是把电能转化为机械能；
（3）知道充电电压和充电电流以及充满电所储存的电能，根据W＝UIt求出充电时间
解：（1）铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不是磁性材料，不能被磁铁吸引；
（2）给手机在充电时，消耗电能，得到化学能，电池把电能转化为化学能储存起来；手机中的扬声器的原理与电动机的原理相同，在工作时利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
（3）由W＝UIt可得，要将空电板充满电需要的时间：t＝＝＝10800s＝3h。
故（1）铁镍合金；铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引； （2）化学； 电动机；（3）3。
【点评】本题主要考查了电能的转化和电功公式的应用，是一道较为简单的应用题。
20．（4分）现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患。根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因。
【分析】根据P＝UI和Q＝I2Rt来分析解答。
答：主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线；
因为家庭中用电器越来越多，用电器的功率越来越大，根据P＝UI知电路中的电流越来越大；
在主线路电流一定时，根据Q＝I2Rt知，在相同时间内，电阻越大的导线产生的热量越多，容易引起火灾，所以主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线。
【点评】本题考查了家庭电路电流过大的原因和焦耳定律的应用，是一道理论联系实际的好题。
21．（2分）如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
【分析】根据照明灯和压缩机的工作特点判定其连接方式；为了用电的安全，开关应该接在火线与用电器之间；有金属外壳的用电器，其外壳要接地。
解：冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作，所以是并联的，冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制；为了用电的安全，开关应该接在火线与用电器之间；冰箱有金属外壳，其外壳要接地，如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题。
22．（5分）小强妈妈买了一个新的电饭煲，小强从说明书中得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求：
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保温功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）电阻R1的阻值；
（3）某周末的晚饭时，小强想利用自家电能表（如图乙）测量电饭锅的实际功率。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求电饭锅的实际功率。
【分析】（1）由表中数据知保温功率，由P＝UI计算电饭煲在“保温”状态下正常工作时的电流；并计算出电路中总电阻；
（2）当两开关都闭合时为蒸煮状态，由P＝计算R1的电阻；
（3）先计算电饭煲在“蒸煮”状态下工作1min消耗的电能；利用P＝求出它的实际功率。
解：（1）由表中数据可知，保温功率为88W，
由P＝UI可得，在“保温”状态下正常工作时的电流：
I＝＝＝0.4A；
（2）由电路图知，只闭合S2时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，
当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为蒸煮状态，
由表中数据知，蒸煮状态时功率为1210W，
由P＝可得，R1的电阻：R1＝＝＝40Ω，
（3）“3000revs/kW•h”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，
只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为：
W＝＝kW•h＝×3.6×106J＝6×104J；
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为：
P实＝＝＝1000W，
答：（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流为0.4A；
（2）电阻R1的阻值为40Ω；
（3）电饭锅的实际功率为1000W。
【点评】本题考查了串联电路特点、电能的计算、电功率计算公式的应用，对电能表参数的理解和运用是本题的关键。
23．（5分）如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图象，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V．求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。
【分析】（1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，接入电路中的电阻最大，电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）根据图乙读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出R3的阻值，当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出干路电流。
解：
（1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电源电压：U＝IaR1＝0.6A×20Ω＝12V；
（2）当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，R2接入电路的电阻最大，电压表测R2两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝12V﹣8V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
Ib＝＝，即＝，
解得：R2＝40Ω；
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流，
由图乙可知，当R3两端的电压U3＝6V时，通过的电流I3＝0.3A，
则R3的阻值：
R3＝＝＝20Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R＝＝＝10Ω，
干路电流表的示数：
I＝＝＝1.2A。
答：（1）电源电压为12V；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω；
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为1.2A。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和从图象中获取一组数据求出R3的阻值是关键。
2022-2023学年山西省临汾市九年级上册物理期末模拟试卷
一、选择题（在每小题的四个选项中，只有一项最符合题意，请将其字母标号填入下表相应题号的空格内，每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，改变物体内能的方式与其它三个不同的是（ ）
A． 滑下时臀部发热 B． 压缩空气，乙醚着火
C．钻木取火 D．加热水至沸腾
2．（3分）用两个相同的电热器给质量均为2kg的水和甲物质加热，它们的温度随时间变化的关系如图所示，均不计热损失。下列判断正确的是（ ）
A．随着温度的升高，甲的比热容逐渐增大
B．前10min内甲物质吸收的热量多
C．吸收相同的热量，水的温度变化量较大
D．甲物质与水的比热容之比为1：2
3．（3分）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器金属球，发现验电器的箔片张开，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移
B．箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．箔片张开说明橡胶棒带电
D．验电器的乙部件必须是导体
4．（3分）如图所示是某校科技小组的四位同学设计的天然气泄漏检测电路，其中R为气敏电阻，它的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示，R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大。图中电路图符合设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（ ）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变大
B．电流表A示数变大，电压表V2示数变大
C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D．电压表V2示数与电流表A示数比值变小
6．（3分）请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断，该电路可能是（ ）
U/伏
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/安
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A． B．
C． D．
7．（3分）如图电路中，电源电压为10V，且保持不变，电阻R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω，则当滑片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的范围分别是（ ）
A．0.2～0.5A，4～6V B．0.2～0.5A 4～10V
C．0.2～0.3A，0～6V D．0.2～0.5A 0～6V
8．（3分）如图所示，电源电压为6V保持不变，R1＝3Ω，R2＝18Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B．当只闭合开关S1时，电阻R1消耗的功率为1.2W
C．如果开关S1、S2和S2同时闭合，灯泡L短路不工作
D．此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25：12
9．（3分）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
10．（3分）如图，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（ ）
A．增大电路中的电流
B．换用磁性更强的磁铁
C．将电源正负极对调
D．同时对调磁铁两极和电源正负极
二、实验探究题（5个小题共24分，11、12题6分，13题3分，14题4分，15题5分）
11．（6分）学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.15
0.1
0.6
0.9
根据实验数据，回答下列问题：
（1）如图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A．电阻的大小与长度的关系是： 。
B．电阻的大小与横截面积的关系是： 。
（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系： 。
（4）实验中一根合金丝的电阻为 Ω，若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是 m。（已知该合金丝长0.1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω）
12．（6分）小明做“探究电流与电阻关系”实验，实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了 （选填“短路”或“断路”）故障。
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象。
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。
②该实验采用的研究方法是 。
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为 V。
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
13．（3分）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”实验中，实验室提供了如下器材：电源（电压U恒为8V），滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”），小灯泡（额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W），定值电阻R0。爱动脑筋的小聪利用上述器材想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
（3）小灯泡的额定功率：P额＝ （用U额、U0、R0表示）若步骤（2）中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率 （选填“偏大”或“偏小”）。
14．（4分）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为两个力 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的 。
15．（5分）有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。
（1）实验器材： 。
（2）实验步骤：
①画出你设计的电路图；
② ；
③ 。
三、综合运用题（8个小题共26分，16、17、18题各2分，19、20题各4分，21题2分，22、23题各5分）
16．（2分）一只小灯泡正常发光时的电压为8V，通过它的电流为0.4A，现要将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应 联一个 Ω的电阻。
17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为 V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 W。
18．（2分）如图所示，是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器滑片P，指示灯的亮度明显变亮。
（1）变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁周围的磁场 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著 （选填“增大”或“减小”）。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线
市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的一端固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。手机充电时，电池相当于用电器，拨打电话时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。该磁吸式手机充电线主要应用于能穿戴类，如儿童智能手表、智能手环、智能书包、智能手套、智能鞋、蓝牙耳机等；虚拟现实设备（VR）、无人机设备、智能机器人设备等。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是 （选填“铜”“铁镍合金”或“铝”），判断的依据是 。
（2）手机充电时，将电能转化为 能，手机背面扬声器的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）相同，都是将电能转化为机械能。
（3）某款手机的充电器上标有“5V 2.1A”字眼，电池充满电所储存的电能是113400J，若充电时以最大输出电流充电，要将空电池充满电需要 h。
20．（4分）现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患。根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因。
21．（2分）如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
22．（5分）小强妈妈买了一个新的电饭煲，小强从说明书中得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求：
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保温功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）电阻R1的阻值；
（3）某周末的晚饭时，小强想利用自家电能表（如图乙）测量电饭锅的实际功率。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求电饭锅的实际功率。
23．（5分）如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图象，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V．求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。
答案与试题解析
一、选择题（在每小题的四个选项中，只有一项最符合题意，请将其字母标号填入下表相应题号的空格内，每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，改变物体内能的方式与其它三个不同的是（ ）
A． 滑下时臀部发热 B． 压缩空气，乙醚着火
C．钻木取火 D．加热水至沸腾
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递；
做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化；
热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移。
解：A、从滑梯上滑下时克服摩擦做功，使臀部内能增加、温度升高，属于做功改变物体的内能；
B、压缩空气温度升高，迅速压下活塞棉花着火燃烧，属于做功改变物体的内能；
C、钻木取火，属于做功改变物体的内能；
D、烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能；
综上分析可知，D选项与ABC选项改变物体内能的方式不同。
故选：D。
【点评】此题考查的是对于改变物体内能两种方式的掌握情况，需要注意的是：做功是能量的转化，而热传递是能量的转移，两者有着本质的区别。
2．（3分）用两个相同的电热器给质量均为2kg的水和甲物质加热，它们的温度随时间变化的关系如图所示，均不计热损失。下列判断正确的是（ ）
A．随着温度的升高，甲的比热容逐渐增大
B．前10min内甲物质吸收的热量多
C．吸收相同的热量，水的温度变化量较大
D．甲物质与水的比热容之比为1：2
【分析】（1）比热容是物质本身的一种特性，决定于物质的种类和状态，与温度无关。
（2）相同的电热器加热相同时间放出热量相等，由此可知相等时间内两物质吸热关系；
由图象可知加热相同时间两物体升高温度的关系；
由Q＝cm△t分析两物体的比热容的关系。
解：A．比热容与物质的温度无关，所以加热过程中物质比热容不变，故A错误；
B．由题知，用两个相同的电热器水和甲物质加热，所以相等时间内两物质吸热相等，故B错误；
C．由图象可知，加热相等时间后，甲物质温度升的高一些，变化量较大，故C错误；
D．由图象知，给甲加热10min，甲升高的温度为△t甲＝70℃﹣10℃＝60℃，
给水加热20min，水升高的温度为△t水＝70℃﹣10℃＝60℃，
2Q甲＝Q水，水和甲物质质量相等，
2c甲m△t甲＝c水m△t水，
所以：，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对比热容的理解、热量公式的应用，关键是能从图象中获取有用的信息。
3．（3分）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器金属球，发现验电器的箔片张开，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移
B．箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．箔片张开说明橡胶棒带电
D．验电器的乙部件必须是导体
【分析】（1）摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷。
（2）验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的；
（3）箔片张开说明橡胶棒带电，同种电荷相斥的原理制成的；
（4）验电器的构成金属球、金属杆、橡皮塞、金属箔片。
解：A、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，故A正确；
B、箔片张开是两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开，故B正确；
C、同种电荷相互排斥，用橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔片张开，说明橡胶棒带电，故C正确；
D、乙部件是橡皮塞，是绝缘体，故D错误。
故选：D。
【点评】此题考查了摩擦起电的实质、验电器的原理、以及验电器的构成，是一道基础题。
4．（3分）如图所示是某校科技小组的四位同学设计的天然气泄漏检测电路，其中R为气敏电阻，它的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示，R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大。图中电路图符合设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】先由图象可知，当天然气浓度增大时气敏电阻的阻值减小，然后根据选项中的电路图结合串、并联电路的特点和欧姆定律判断电表示数的变化，找到符合题意的电路图。
解：由图象可知，当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小；
A、由图可知，R与R0并联，电压表测电源的电压；因电源的电压不变，所以当天然气浓度增大时，电压表的示数不变，故A不符合题意；
B、由图可知，R与R0并联，电流表测R0支路的电流；根据并联电路独立工作互不影响可知，当天然气浓度增大时，通过R0支路的电流不变，即电流表的示数不变，故B不符合题意；
C、由图可知，R与R0串联，电流表测电路中的电流；当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小、电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，即电流表的示数增大，故C符合题意；
D、由图可知，R与R0串联，电压表测气敏电阻R两端的电压；当天然气浓度增大时，气敏电阻的阻值减小，由串联电路的分压特点可知R两端分得的电压减小，即电压表的示数减小，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】明确电表的测量对象是解题的基础，熟练应用欧姆定律、串联分压原理来分析电路中电流、电压的变化是解题的关键。
5．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（ ）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变大
B．电流表A示数变大，电压表V2示数变大
C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D．电压表V2示数与电流表A示数比值变小
【分析】由电路图可知，闭合开关，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；根据滑片的移动方向可知变阻器接入电路中的电阻阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表V2示数的变化；然后根据欧姆定律分析电压表V1、电压表V2示数与电流表A示数比值的变化。
解：由电路图可知，闭合开关，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。
AB、当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U＝IR可知，R1两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，故AB错误；
CD、根据R＝可知，电压表V1示数与电流表A示数比值为R1的阻值，因R1的阻值不变，则该比值不变；电压表V2示数与电流表A示数比值等于R2的阻值，而R2的阻值变小，则该比值变小，故D正确，C错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
6．（3分）请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断，该电路可能是（ ）
U/伏
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/安
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A． B．
C． D．
【分析】AB．电路中定值电阻与滑动变阻器串联，电压表均测电源的电压，根据电源的电压不变可知滑片移动时电压表示数的变化；
CD．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化，然后分析电流表示数变化时电压表示数的变化，从而得出答案。
解：由表格数据可知，电压表的示数增大时，电流表的示数也增大，且电压表与电流表示数的比值不变。
（1）由电路图AB可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测电源电压，
因电源电压不变，所以，滑片移动时电压表的示数不变，故AB不符合题意；
（2）由电路图CD可知，定值电阻与滑动变阻器串联，
当滑动变阻器接入电路中的电阻变小时，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，
由U＝IR可知，定值电阻两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变小，
综上可知，选项C中电流表的示数变大时电压表的示数减小，选项D中电流表的示数变大时电压表的示数变大，故C不符合题意，D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意解决此类电路图连接问题时要结合题意实际要求去分析，不可盲目乱猜。
7．（3分）如图电路中，电源电压为10V，且保持不变，电阻R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω，则当滑片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的范围分别是（ ）
A．0.2～0.5A，4～6V B．0.2～0.5A 4～10V
C．0.2～0.3A，0～6V D．0.2～0.5A 0～6V
【分析】由电路图可知R1和滑动变阻器R2串联，电压表并联在R2两端；当滑片滑到a端时滑动变阻器短路，则此时电电流中电流最大，电压表示数最小；当滑片滑到b端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，电压最大，则可求得电流和电压的范围。
解：当滑片滑到a点时，滑动变阻器短路，此时电压表被短路，电压表示数为零；因此时电路中电阻最小，
则由欧姆定律可得：I最大＝＝＝0.5A；
当滑片滑到b点时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，最小电流I最小＝＝＝0.2A；
此时电压表示数最大，U最大＝I最小R2＝0.2A×30Ω＝6V；
因此电流表示数的范围为：0.2A～0.5A；电压表示数范围为6V～0V。
故选：D。
【点评】本题考查学生对电路图的认识及欧姆定律的使用，在解答时应注意串联电路中电阻的分压与电阻是成正比的，电阻越大则分压越多。
8．（3分）如图所示，电源电压为6V保持不变，R1＝3Ω，R2＝18Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B．当只闭合开关S1时，电阻R1消耗的功率为1.2W
C．如果开关S1、S2和S2同时闭合，灯泡L短路不工作
D．此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25：12
【分析】（1）灯泡L标有“6V 3W”字样，根据P＝的变形计算灯泡的电阻；
（2）只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，由串联电路的特点和I＝求出此时电路中的电流，根据P＝I2R计算R1消耗的功率；
（3）如果开关S1、S2、S3同时闭合，R1短路，灯泡和R2并联接入电路；
（4）如果开关S2、S3同时闭合，灯泡和R2并联接入电路，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，由I＝可知此时通过电路的电流最大，由P＝UI可知此时电路消耗的电功率最大，根据并联电路电阻规律计算电路总电阻，根据P＝计算电路消耗的最大电功率；只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时电路总电阻最大，根据串联电路电阻规律计算电路总电阻，根据P＝求出该电路消耗的电功率最小，最后求出比值。
解：A、灯泡L标有“6V 3W”字样，根据P＝可得灯泡的电阻为：RL＝＝＝12Ω，故A错误；
B、只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，则总电阻R串＝RL+R1＝12Ω+3Ω＝15Ω，电流为：I＝＝＝0.4A，则R1消耗的功率：P1＝I2R1＝（0.4A）2×3Ω＝0.48W，故B错误；
C、如果开关S1、S2、S3同时闭合，R1短路，灯泡和R2并联接入电路，灯泡L正常工作，故C错误；
D、如果开关S2、S3同时闭合，灯泡和R2并联接入电路，只闭合S1，灯泡和R1串联接入电路，
由于串并联电路电阻的特点和P＝可知：灯泡和R2并联时电路消耗的电功率最大，灯泡和R1串联时电路消耗的电功率最小，
则：P最大＝PL+P2＝+＝+＝5W；P最小＝＝＝2.4W，
所以，P最大：P最小＝5W：2.4W＝25：12，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
9．（3分）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
【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
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。
【点评】本题考查家庭电路故障的分析，相对比较简单，属于基础题。
10．（3分）如图，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（ ）
A．增大电路中的电流
B．换用磁性更强的磁铁
C．将电源正负极对调
D．同时对调磁铁两极和电源正负极
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。此实验是电能转化为机械能。
解：
A、增大电路中的电流，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故A错；
B、换用磁性更强的磁铁，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故B错；
C、将电源正负极对调，只改变一个影响因素（电流方向），受力运动方向改变，故C正确；
D、同时对调磁铁两极和电源正负极，两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D错。
故选：C。
【点评】要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
二、实验探究题（5个小题共24分，11、12题6分，13题3分，14题4分，15题5分）
11．（6分）学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.12
0.15
0.1
0.6
0.9
根据实验数据，回答下列问题：
（1）如图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A．电阻的大小与长度的关系是： 材料和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比 。
B．电阻的大小与横截面积的关系是： 材料和长度相同时，导体的电阻与横截面积成反比 。
（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系： 在电压不变时，电流与电阻成反比 。
（4）实验中一根合金丝的电阻为 12.5 Ω，若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是 125 m。（已知该合金丝长0.1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω）
【分析】（1）确定电流表的量程，读出示数；
（2）根据串联时电流表示数判断出电阻的变化，得出电阻大小与长度的关系；
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化，得出电阻大小与横截面积的关系；
（3）根据电流和电阻的变化关系，得出结论；
（4）根据欧姆定律求出一根合金丝的电阻值；由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小。
解：
（1）分析表格中信息可知，串联的电阻丝越多，电流表的示数越小，说明电阻越大；并联的电阻丝越多，电流表的示数越大，说明电阻越小，所以串联一根电阻丝时，电路中的电流应大于两根电阻丝串联时的电流0.15A，并小于两根电阻丝并联时的电流0.6A，所以图乙中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A；
（2）A．根据1、2、3组数据可知，导体的材料和横截面积相同，导体越长，电流表的示数越小，说明电阻值越大，且电阻值跟导体的长度成正比；
B．根据1、4、5组数据可知，导体的材料和长度相同，横截面积越大，电流表的示数越大，说明电阻值越小，且电阻值跟导体的横截面积成反比；
（3）由实验数据可知，导体两端的电压不变，导体的电阻增大到原来的几倍，电流减小到原来的几分之一，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（4）已知长0.1m、横截面积为1mm2的该合金丝的阻值为1Ω，
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系，
对与上面材料相同的导体，电阻值可记为R＝×1Ω•mm2/0.1m；
由R＝可知，一根合金丝的导体电阻为R＝＝＝12.5Ω；
代入上面关系式：12.5Ω＝×1Ω•mm2/0.1m，
解得L＝125m。
故（1）0.12；
（2）A、材料和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比；B、材料和长度相同时，导体的电阻与横截面积成反比；
（3）在电压不变时，电流与电阻成反比；
（4）12.5；125。
【点评】本题是探究导体的长度和横截面积对电阻的影响实验，能够根据电流的大小判断出电阻的大小是关键，分析时注意控制变量法的应用。
12．（6分）小明做“探究电流与电阻关系”实验，实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最 左 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了 断路 （选填“短路”或“断路”）故障。
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象。
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 反比 。
②该实验采用的研究方法是 控制变量法 。
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为 2.4V～2.5 V。
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 2：1 。
【分析】（1）为保护电路，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
（2）根据电流与电阻之积为一定值分析，这用到了控制变量法；
（3）根据串联电路分压规律可知，定值电阻两端电压的最小值，据此得出定值电阻两端的电压范围；
（4）先根据图乙读出定值电阻10Ω和20Ω时电流，然后P＝UI即可求出滑动变阻器消耗的电功率之比。
解：（1）闭合开关前，为保护电路，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片移到最左端；
闭合开关后电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻发生了断路；
（2）①由欧姆定律I＝的变形公式：
U＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.25A×10Ω＝2.5V，为一定值，故得出：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
②在探究电流与电阻关系时控制定值电阻两端的电压不变，改变电阻，这应用了控制变量法；
（3）因为串联电路电流相等，所以I＝＝，当定值电阻最大为20Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小，最小为：＝，
解得UV＝2.4V；
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”，所以电路的最大电流为0.5A，由欧姆定律，因此定值电阻两端允许的最大电压：
U最大＝I最大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
故定值电阻两端的电压范围为2.4V～2.5V；
（4）由（2）知定值电阻两端的电压为2.5V，当10Ω接入电路时，电路电流为I′＝＝＝0.25A；当20Ω接入电路时，电路电流为I″＝＝＝0.125A；
因为定值电阻两端电压相等，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压也相等；
由P＝UI可得，滑动变阻器消耗的电功率之比：
P：P′＝UI′：UI″＝I′：I″＝0.25A：0.125A＝2：1。
故（1）左；断路；（2）反比；控制变量法；（3）2.4V～2.5；（4）2：1。
【点评】此题是探究电流跟它两端电压关系的实验，考查控制变量法、注意事项、数据分析和对实验的要求和串联电路的规律及欧姆定律与电功率公式的运用，是一道综合题，有一定的难度。
13．（3分）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”实验中，实验室提供了如下器材：电源（电压U恒为8V），滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”），小灯泡（额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W），定值电阻R0。爱动脑筋的小聪利用上述器材想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 5.5V ；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
（3）小灯泡的额定功率：P额＝ （用U额、U0、R0表示）若步骤（2）中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
【分析】要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先让电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的总电压，通过移动滑片的位置，由串联电路的电压特点可知，使电压表的示数等于电源电压减去灯泡的额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测定值电阻两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路的电流规律和欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；
在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，会使电路中总电阻变大，电流变小，根据P＝UI分析额定功率的变化。
解：（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为：U′＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V，此时小灯泡正常发光；
（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2“，读出电压表示数为U0；
（3）在（2）中，由串联电路的电流规律和欧姆定律可知，灯泡的额定电流为：I额＝I0＝，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝；
在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，会使电路中总电阻变大，电流变小，根据P＝UI分析可知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
故（1）5.5V；（3）；偏小。
【点评】本题探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同，考查电特殊方法测功率，有一定难度。
14．（4分）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 电源 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 电动机 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为两个力 不在同一直线 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的 电流方向 。
【分析】（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理工作的；
（2）二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；
（3）换向器可以改变线圈中电流的方向；电动机会消耗电能，电能主要转化为机械能。
解：（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上。
（3）要使图乙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，线圈转动的过程中，电能转化为机械能。
故（1）电源；电动机；（2）不在同一直线；（3）电流方向。
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的原理，考查较全面，应重点掌握。
15．（5分）有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。
（1）实验器材： 两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源 。
（2）实验步骤：
①画出你设计的电路图；
② 闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化 ；
③ 如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻 。
【分析】根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此使电路形成通路，并改变其中一个电阻的温度；根据电流表的示数和温度变化的电阻判断出热敏电阻。
解：（1）为了辨别哪个是热敏电阻，将两个完全相同的电阻串联起来，实验中通过观察电流表的示数变化来判断电阻的变化，故需要串联一个电流表，故需要两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源；
（2）实验步骤：①将两电阻、电流表、开关以及电源组成串联电路，如下图所示：
②闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化；
③如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。
故（1）两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源；
（2）①；②闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化；
③如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。
【点评】本题是探究影响电阻大小因素的实验，考查了学生分析问题和解决问题的能力。
三、综合运用题（8个小题共26分，16、17、18题各2分，19、20题各4分，21题2分，22、23题各5分）
16．（2分）一只小灯泡正常发光时的电压为8V，通过它的电流为0.4A，现要将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应 串 联一个 10 Ω的电阻。
【分析】灯泡正常工作时的电压小于电源的电压，要使该小灯泡接在12V的电源上正常发光，应串联一个电阻分压，利用串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值。
解：由题可知，灯泡正常发光时的电压UL＝8V，I灯＝0.4A，要使该小灯泡接在12V的电源上正常发光，根据串联电路能够分压的特点，应串联一个电阻R分压，
串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻R分得的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣8V＝4V，
串联电路中各处的电流相等，IR＝I灯＝0.4A
所以，由I＝可得电阻R的阻值：
R＝＝＝10Ω。
故串；10。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意串联电路的分压特点的应用。
17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为 3 V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 0.2 W。
【分析】（1）由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出电流和电压，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可得出电源电压和R1的值；
（2）根据图乙读出滑片在b端时电路中的电流，根据P＝I2R算出此时R1消耗的功率
解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑动变阻器滑片P在a端时，则接入电路中的电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知，I1＝0.6A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.6A×R1，
当滑动变阻器滑片P在b端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，I2＝0.2A，U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+2V，
因电源的电压不变，所以，0.6A×R1＝0.2A×R1+2V，
解得：R1＝5Ω，
电源的电压：U＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V；
R1的消耗的电功率为：P＝I22R1＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W。
故3；0.2。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率公式的应用等知识，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
18．（2分）如图所示，是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器滑片P，指示灯的亮度明显变亮。
（1）变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁周围的磁场 增强 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【分析】（1）先分析滑片向左移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况。
（2）先由指示灯的亮度变化情况得出电流大小变化情况，然后根据欧姆定律得出电阻大小变化情况。
解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁场增强。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中的电流增大，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。
故（1）增强；（2）减小。
【点评】本题的实验虽然是探究巨磁电阻的特性，不是初中物理的内容，但该题所考查的其实还是初中物理的知识：包括欧姆定律、影响电磁铁磁性强弱的因素，是一道好题。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线
市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的一端固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。手机充电时，电池相当于用电器，拨打电话时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。该磁吸式手机充电线主要应用于能穿戴类，如儿童智能手表、智能手环、智能书包、智能手套、智能鞋、蓝牙耳机等；虚拟现实设备（VR）、无人机设备、智能机器人设备等。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是 铁镍合金 （选填“铜”“铁镍合金”或“铝”），判断的依据是 铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引 。
（2）手机充电时，将电能转化为 化学 能，手机背面扬声器的工作原理与 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）相同，都是将电能转化为机械能。
（3）某款手机的充电器上标有“5V 2.1A”字眼，电池充满电所储存的电能是113400J，若充电时以最大输出电流充电，要将空电池充满电需要 3 h。
【分析】（1）铁能被磁铁吸引，铝、铜、锌不能被磁铁吸引；
（2）判断能量转化过程，关键看清该过程中消耗了哪种形式的能，进而又产生了那种形式的能即可；动圈式话简的原理与发电机原理都是把动能转成电能，利用的是电磁感应规律；而扬声器的原理与电动机的原理是相同的，都是把电能转化为机械能；
（3）知道充电电压和充电电流以及充满电所储存的电能，根据W＝UIt求出充电时间
解：（1）铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不是磁性材料，不能被磁铁吸引；
（2）给手机在充电时，消耗电能，得到化学能，电池把电能转化为化学能储存起来；手机中的扬声器的原理与电动机的原理相同，在工作时利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
（3）由W＝UIt可得，要将空电板充满电需要的时间：t＝＝＝10800s＝3h。
故（1）铁镍合金；铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引； （2）化学； 电动机；（3）3。
【点评】本题主要考查了电能的转化和电功公式的应用，是一道较为简单的应用题。
20．（4分）现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患。根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因。
【分析】根据P＝UI和Q＝I2Rt来分析解答。
答：主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线；
因为家庭中用电器越来越多，用电器的功率越来越大，根据P＝UI知电路中的电流越来越大；
在主线路电流一定时，根据Q＝I2Rt知，在相同时间内，电阻越大的导线产生的热量越多，容易引起火灾，所以主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线。
【点评】本题考查了家庭电路电流过大的原因和焦耳定律的应用，是一道理论联系实际的好题。
21．（2分）如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
【分析】根据照明灯和压缩机的工作特点判定其连接方式；为了用电的安全，开关应该接在火线与用电器之间；有金属外壳的用电器，其外壳要接地。
解：冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作，所以是并联的，冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制；为了用电的安全，开关应该接在火线与用电器之间；冰箱有金属外壳，其外壳要接地，如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题。
22．（5分）小强妈妈买了一个新的电饭煲，小强从说明书中得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求：
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保温功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）电阻R1的阻值；
（3）某周末的晚饭时，小强想利用自家电能表（如图乙）测量电饭锅的实际功率。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求电饭锅的实际功率。
【分析】（1）由表中数据知保温功率，由P＝UI计算电饭煲在“保温”状态下正常工作时的电流；并计算出电路中总电阻；
（2）当两开关都闭合时为蒸煮状态，由P＝计算R1的电阻；
（3）先计算电饭煲在“蒸煮”状态下工作1min消耗的电能；利用P＝求出它的实际功率。
解：（1）由表中数据可知，保温功率为88W，
由P＝UI可得，在“保温”状态下正常工作时的电流：
I＝＝＝0.4A；
（2）由电路图知，只闭合S2时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，
当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为蒸煮状态，
由表中数据知，蒸煮状态时功率为1210W，
由P＝可得，R1的电阻：R1＝＝＝40Ω，
（3）“3000revs/kW•h”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，
只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为：
W＝＝kW•h＝×3.6×106J＝6×104J；
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为：
P实＝＝＝1000W，
答：（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流为0.4A；
（2）电阻R1的阻值为40Ω；
（3）电饭锅的实际功率为1000W。
【点评】本题考查了串联电路特点、电能的计算、电功率计算公式的应用，对电能表参数的理解和运用是本题的关键。
23．（5分）如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图象，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V．求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。
【分析】（1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，接入电路中的电阻最大，电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）根据图乙读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出R3的阻值，当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出干路电流。
解：
（1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电源电压：U＝IaR1＝0.6A×20Ω＝12V；
（2）当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，R2接入电路的电阻最大，电压表测R2两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝12V﹣8V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
Ib＝＝，即＝，
解得：R2＝40Ω；
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流，
由图乙可知，当R3两端的电压U3＝6V时，通过的电流I3＝0.3A，
则R3的阻值：
R3＝＝＝20Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R＝＝＝10Ω，
干路电流表的示数：
I＝＝＝1.2A。
答：（1）电源电压为12V；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω；
（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为1.2A。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和从图象中获取一组数据求出R3的阻值是关键。
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