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2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷
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这是一份2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷，共43页。试卷主要包含了填空题，选择题，简答与计算题，实验与探究题等内容，欢迎下载使用。
2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷
一、填空题（每空1分，共20分）
1．（2分）进入很久未住的屋子时，我们通常会喷洒消毒水进行消毒，在消毒过程中，我们会闻到消毒水的气味，这是因为消毒水分子在 ；北方一到冬天就出现大面积雾霾，雾霾 （选填“属于”“不属于”）扩散现象。
2．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 r/min。
3．（2分）如图所示，若将两个开关都闭合时，电灯L1、L2、L3的连接方式是 （填“串联”或“并联”），此时通过L1、L3的电流之比为1：6，A1和A2的指针偏转角度相同，当S1断开时，A2的示数减少了0.4A，那么两开关都闭合时流过L2的电流为 A。
4．（2分）如图所示，小红将2个规格相同的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电源电压均为U的电路中，通过调节滑动变阻器使所有小灯泡正常发光。则通过两个滑动变阻器的电流之比I1：I2＝ ；R1和R2两端电压的大小关系是U1 （选填“＞““＜”或“＝”）U2。
5．（2分）如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为3：1，则定值电阻R1、R2所消耗的功率P1：P2＝ ；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 。
6．（2分）如图所示，滑动变阻器R'的最大阻值为10Ω，定值电阻R为30Ω，A、B之间的电压为10V且保持不变，当滑动变阻器的滑片P移动时，电压表的示数变化范围是从 V到10V，通过定值电阻的最大电流与最小电流之比为 。
7．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V；将电压表和电流表的位置互换后，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R1的阻值为 Ω，R2的阻值是 Ω。
8．（2分）如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为v的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，则导体棒中 （选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度 （选填“不变、“变小”或“变大”）。
9．（2分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为16V，线圈电阻为0.5Ω，通过线圈的电流为1A，这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为 J，输出的机械能为 J。
10．（2分）如图所示是某款调光台灯的简化电路原理图。灯L标有“12V 6W”字样，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，灯L正常发光，电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当滑动变阻器接入电路的电阻是16Ω时，电路中的电流为 A；当滑片P位于滑动变阻器的中点和最左端时，灯L消耗的实际功率之比是25：9，则滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率是 W。
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11．（3分）下列说法不正确的是（ ）
A．液体很难被压缩，主要是因为分子间存在斥力
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增加，比热容变大
C．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
D．摩擦起电是把机械能转化为电能
12．（3分）在使用电流表测量电路中电流的实验中，只有电流表接入电路中的一部分可见，下列说法正确的是（ ）
A．a导线中电流为2.5A
B．b导线中电流为1.5A
C．b导线中电流可能为1.7A
D．b导线和c导线中电流之和为1.5A
13．（3分）在设计和制作一个“模拟的调光灯”的综合实践活动中，兴趣小组设计了下面的几个调光灯的电路图，图中小灯泡的规格都是“3V，0.5A”，所用的定值电阻的电阻值都是6Ω，电源电压图上所示。要求：滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡。你认为设计最合理的调光灯电路是（ ）
A． B．
C． D．
14．（3分）图示电路中（R0阻值和滑动变阻器规格已知，表示电阻箱，电源电压恒定），能测出Rx阻值的是（ ）
A．①②④ B．②③④ C．①② D．①④
15．（3分）“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3．已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足（ ）
A．h1＞h2；h2＞h3 B．h1＞h2；h2＜h3
C．h1＜h2；h2＝h3 D．h1＜h2；h2＜h3
16．（3分）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
（多选）17．（4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ΔU2，电流表A示数变化了ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小 B．U1变小，U2变大，I变小
C．|ΔU2|与|ΔI|的比值不变 D．|ΔU2|与|ΔI|的比值变大
（多选）18．（4分）如图所示，电源电压保持12V不变，灯泡规格“12V 3.2W”，电阻R1＝50Ω，只闭合开关S2，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）下列说法正确的是（ ）
A．当开关S1、S2、S3都闭合时，各元件都能安全工作
B．小灯泡的电阻是45Ω
C．在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.4W
D．只闭合S2，滑动变阻器滑片P滑到5Ω阻值时，电压表的示数是2.4V
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19．（6分）一个定值电阻，在其两端的电压从U1增大到U2的过程中，通过电阻的电流增大了ΔI。试证明：
（1）定值电阻的阻值；
（2）定值电阻的电功率增大了ΔP＝ΔI（U2+U1）。
20．（7分）如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
21．（9分）如图，电流表的量程是0～0.6A、电压表的量程是0～15V，R1的电阻是20Ω，电源电压18V，变阻器R3的阻值范围是0～200Ω。
（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2消耗的电功率？
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于多少？
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
22．（10分）如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′＝1：9，U1：U2＝7：3．求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R2放出的热量为多少焦？
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23．（8分）（1）如图甲所示，验电器A带负电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A，B两金属球连接起来，验电器A的金属箔的张角将 （选填“不变”、“增大”或“减小”）；在金属棒与验电器A、B两金属球接触瞬间金属棒上的电流方向是 （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）如图乙所示，电压表的示数是 V，如图丙所示的电阻箱连入电路的阻值为 Ω；
（3）如图丁所示，这是测量 的仪表，此时的示数为 kW•h，在某段时间内转盘转过7200
转，表示此段时间内消耗电能为 kW•h。允许接入电路中的最大功率为 W。
24．（8分）小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）以笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）闭合开关前，应向 端（选填“A”或“B”）调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电
流在开始测量时最小；
（3）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。换相同规格的灯泡，重测的数据如表，并给I﹣U图象如图丙的A所示；
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
（4）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？ ，说出你的理由 ；
（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 ；
（6）“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量 的实验。
25．（8分）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干；若实验室只有：R1（10Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（200Ω 0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）将图甲中实物图补充完整（要求滑动变阻器滑片向右移动电压表示数减小）；
（2）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”）；
（3）小华闭合开关，移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1，当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2，分析图象发现，P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；若小华同学将该灯泡与20Ω的定值电阻串联后直接接在4.5V的电源上，那么小灯泡的实际功率为 W；
（5）根据实验测量结果绘制该小灯泡的电功率P随通过它的电流平方I2或与它两端电压平方U2变化的图象，下列图像正确的是 。
26．（8分）迈克尔•法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图1所示。他在日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。”
（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，完成电路的连接。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是 。
（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图2的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是 （填从下往上或从上往下）。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是 。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与 有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与 有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是 （填相同或相反）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！
2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共20分）
1．（2分）进入很久未住的屋子时，我们通常会喷洒消毒水进行消毒，在消毒过程中，我们会闻到消毒水的气味，这是因为消毒水分子在 无规则运动 ；北方一到冬天就出现大面积雾霾，雾霾 不属于 （选填“属于”“不属于”）扩散现象。
【分析】两个相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子运动的结果，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解：我们会闻到消毒水的气味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
冬天出现的雾霾天气，是人眼可以看到的小颗粒，不是扩散现象。
故答案为：无规则运动；不属于。
【点评】此题考查了扩散现象，是一道联系实际的应用题，难度不大。
2．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 乙 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 2400 r/min。
【分析】（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，
图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，据此分析。
（2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；
【解答】解：（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，
图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，故图甲中的能量转化情况与图乙相同。
（2）如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2400r/min。
故答案为：乙；2400。
【点评】本题主要考查了改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程和原理，属于对基础知识的考查。
3．（2分）如图所示，若将两个开关都闭合时，电灯L1、L2、L3的连接方式是 并联 （填“串联”或“并联”），此时通过L1、L3的电流之比为1：6，A1和A2的指针偏转角度相同，当S1断开时，A2的示数减少了0.4A，那么两开关都闭合时流过L2的电流为 0.1 A。
【分析】（1）把几个用电器首尾相接，连入电路就是串联；把几个用电器首首相接，尾尾相接，再连入电路，就是并联；根据串并联的概念，结合开关的断开与闭合情况，判断各灯泡的连接方式。
（2）根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和求出通过灯泡的电流，然后根据已知通过L1、L3的电流之比求出L3的电流，根据并联电路的特点和欧姆定律分别求出A1和A2的示数，由于A1和A2的指针偏转角度相同，据此讨论求出L2的电流。
【解答】解：（1）根据电路图可知，电流从电源正极流出，一路经过L3，另一路经过电流表A2，从电流表流出后分别经过L1和L2，经过L1后直接回到电源负极，支路L2、L3汇合共同经过电流表A1后回到电源负极；因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联，电流表A1是测量L2和L3的总电流，电流表A2是测量L1和L2的总电流，故电灯L1、L2、L3的连接方式是并联。
（2）因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，并且控制L1的开关断开时，A2的示数减少了0.4A，则通过L1的电流为0.4A，
已知通过L1、L3的电流之比为1：6，则L3的电流I3＝6I1＝6×0.4A＝2.4A；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，则：
A1示数为IA1＝I2+I3＝I2+2.4A，
A2示数为IA2＝I1+I2＝0.4A+I2，
则：A1示数大于A2示数，
由于电流表有两个量程分别为0～0.6A，0～3A，根据分度值可知：
A1和A2的指针偏转角度相同时，IA1＝5IA2，
即：I2+2.4A＝5×（0.4A+I2），
解得：I2＝0.1A。
故答案为：并联；0.1。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电流表的使用，是一道中档题，关键时注意由于使用的量程不同，A1和A2的指针偏转角度相同时，它们的示数是5倍的关系。
4．（2分）如图所示，小红将2个规格相同的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电源电压均为U的电路中，通过调节滑动变阻器使所有小灯泡正常发光。则通过两个滑动变阻器的电流之比I1：I2＝ 2：1 ；R1和R2两端电压的大小关系是U1 ＞ （选填“＞““＜”或“＝”）U2。
【分析】由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，且规格相同的小灯泡正常发光时的电流相等，其两端的电压也相等，
根据串联电路的电流特点和并联电路的电流特点求出甲、乙两电路中的总电流之比；
根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点求出R1和R2两端电压的大小关系。
【解答】解：由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，
规格相同的小灯泡正常发光时的电流IL相等，其两端的电压均为UL，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，串联电路中各处的电流相等，所以甲、乙两电路中的总电流之比：＝＝；
并联电路各并联支路两端电压相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，则R1两端电压：U1＝U﹣UL，R2两端电压：U2＝U﹣2UL，所以R1两端电压大于R2两端电压。
故答案为：2：1；＞。
【点评】本题考查了串联和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，知道规格相同的灯泡正常工作时电流相等，正确分析电路的连接方式是解题的关键。
5．（2分）如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为3：1，则定值电阻R1、R2所消耗的功率P1：P2＝ 1：2 ；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 2：3 。
【分析】（1）由甲电路图可知，两电阻串联，电压表V1测两电阻两端的电压之和，电压表V2测R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比，根据欧姆定律求出两电阻的阻值之比，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出两电阻消耗的电功率之比；
（2）由乙电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两只路的电流之比，根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数之比。
【解答】解：
（1）由甲电路图可知，两电阻串联，电压表V1测两电阻两端的电压之和，电压表V2测R1两端的电压，
已知V1和V2的示数之比为3：1，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻两端的电压之比：
＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比：
＝＝＝，
由P＝UI可得，两电阻消耗的电功率之比：
＝＝＝；
（2）由乙电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两条支路的电流之比：
＝＝＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两电流表的示数之比：
＝＝＝。
故答案为：1：2；2：3。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，要注意各量之间的关系，不要颠倒。
6．（2分）如图所示，滑动变阻器R'的最大阻值为10Ω，定值电阻R为30Ω，A、B之间的电压为10V且保持不变，当滑动变阻器的滑片P移动时，电压表的示数变化范围是从 7.5 V到10V，通过定值电阻的最大电流与最小电流之比为 4：3 。
【分析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器R'串联，电压表测R两端的电压。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R的简单电路，通过R的电流最大，电压表的最大示数即为电源的电压，根据欧姆定律求出通过R的最大电流；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，通过R的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出通过R的最小电流，再根据欧姆定律求出电压表的最小示数，然后得出答案。
【解答】解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器R'串联，电压表测R两端的电压，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R的简单电路，通过R的电流最大，
则电压表的最大示数：U大＝U＝10V，
通过R的最大电流：I大＝＝＝A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，通过R的电流最小，电压表的示数最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，通过R的最小电流：
I小＝＝＝0.25A，
则电压表的最小示数：
U小＝I小R＝0.25A×30Ω＝7.5V，
所以，当滑片P移动时，电压表的示数的变化范围是从7.5V到10V，
定值电阻上最大电流与最小电流之比：I大：I小＝A：0.25A＝4：3。
故答案为：7.5； 4：3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道较为简单的应用题。
7．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V；将电压表和电流表的位置互换后，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R1的阻值为 6 Ω，R2的阻值是 9 Ω。
【分析】（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表测R1支路的电流，根据电压表的示数可知电源的电压，根据欧姆定律求出电阻R1的阻值；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2的阻值。
【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，则电源的电压U＝3V，电流表测R1支路的电流，
由I＝可知，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝6Ω；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
由I＝可知，
此时电路中的总电阻：
R＝＝＝15Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝15Ω﹣6Ω＝9Ω。
故答案为：6；9。
【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电表所测的电路元件是关键。
8．（2分）如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为v的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，则导体棒中 会 （选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度 变小 （选填“不变、“变小”或“变大”）。
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】解：装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，导体棒沿导轨水平向右运动，做切割磁感线运动，则导体中会产生感应电流；
在产生感应电流时，导体的机械能转化为电能，故其机械能会减小，速度会变小。
故答案为：会；变小。
【点评】此题主要探究电磁感应实验。要掌握掌握产生感应电流的条件和电磁感应现象的应用，是一道基础题。
9．（2分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为16V，线圈电阻为0.5Ω，通过线圈的电流为1A，这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为 1600 J，输出的机械能为 1550 J。
【分析】已知电动机正常工作时线圈两端的电压、通过线圈的电流和工作时间，根据W＝UIt求出这台电动机正常工作时，100s消耗的电能；
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据Q＝I2Rt求出在100s内电流产生的热量，消耗的电能减去产生的热量即为电动机输出的机械能。
【解答】解：这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为：
W＝UIt＝16V×1A×100s＝1600J，
这台电动机正常工作100s产生的热量：
Q＝I2Rt＝（1A）2×0.5Ω×100s＝50J，
输出的机械能：
W机械＝W﹣Q＝1600J﹣50J＝1550J。
故答案为：1600；1550。
【点评】本题考查了电动机产生热量、消耗电能、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
10．（2分）如图所示是某款调光台灯的简化电路原理图。灯L标有“12V 6W”字样，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，灯L正常发光，电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当滑动变阻器接入电路的电阻是16Ω时，电路中的电流为 0.3 A；当滑片P位于滑动变阻器的中点和最左端时，灯L消耗的实际功率之比是25：9，则滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率是 0.24 W。
【分析】（1）根据电路图可知，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，电路为灯L的基本电路，由于灯L正常发光，根据灯泡的额定电压可得电源电压；
根据电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻是16Ω时，灯L与滑动变阻器串联；根据P＝的变形公式可知灯泡的电阻，根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路电流；
（2）根据欧姆定律和电功率公式的变形公式表示出滑片在中点和最左端时灯泡的实际功率，根据灯L消耗的实际功率之比，即可求出滑动变阻器的阻值，进一步求出滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率。
【解答】解：（1）根据电路图可知，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，电路为灯L的基本电路，因为灯泡正常发光，所以电源电压U＝U额＝12V；
由P＝ 可得灯丝的阻值：RL＝＝＝24Ω；
由图乙可知，灯L与滑动变阻器串联，
所以电路中的电流：I＝＝＝0.3A；
（2）当滑片P在中点时，灯L消耗的实际功率：P1＝RL＝×RL＝×24Ω；
当滑片P在最左端时，灯L消耗的实际功率：P2＝RL＝×RL＝×24Ω；
灯L消耗的实际功率之比是25：9，即＝＝，解得R＝96Ω；
滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率：P2＝RL＝×RL＝×24Ω＝×24Ω＝0.24W；
故答案为：（1）0.3；（2）0.24。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时，灯泡两端电压等于额定电压。
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11．（3分）下列说法不正确的是（ ）
A．液体很难被压缩，主要是因为分子间存在斥力
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增加，比热容变大
C．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
D．摩擦起电是把机械能转化为电能
【分析】（1）物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力；
（2）物体内能的大小与物体的质量、温度、状态有关，物体吸收热量，内能增加；
比热容的大小与物质的状态有关；
（3）热值是燃料本身的一种性质，不同的燃料，完全燃烧时释放的热量不同；
（4）摩擦起电时主要将机械能转化为电能。
【解答】解：
A、液体很难被压缩是因为分子间存在斥力，故A正确；
B、水的比热容大于冰的比热容，所以一块0℃的冰熔化成0℃的水的过程，吸收热量，内能增加，温度不变，比热容变大，故B正确；
C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，故C错误；
D、摩擦起电产生的是电能，是克服摩擦时做功的机械能转化为了电能，故D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查学生对分子运动论、内能和比热容影响因素、热值的特性以及摩擦起电能量转化的理解和掌握，属于综合性题目。
12．（3分）在使用电流表测量电路中电流的实验中，只有电流表接入电路中的一部分可见，下列说法正确的是（ ）
A．a导线中电流为2.5A
B．b导线中电流为1.5A
C．b导线中电流可能为1.7A
D．b导线和c导线中电流之和为1.5A
【分析】读图可知电流表接入的接线柱是“﹣”和“3”，所以量程选择的是0～3A，读数由图可知，画出等效电路，分析作答即可。
【解答】解：电流表的接线等效为下图所示：
由题中图可知电流表的量程选择的是0～3A，分度值是0.1A，所以图中电流表的读数为I＝1.5A，由等效电路图可知，该电路为并联电路的一部分，则：
A、a导线中的电流即电流表的读数，Ia＝I＝1.5A，故A不符合题意；
B、若b导线为干路中的导线，则Ib＝Ic+Ia，Ib＞1.5A，若a导线为干路中的导线，则Ia＝Ib+Ic，Ib＜1.5A，若c导线为干路中的导线，则Ic＝Ia+Ib，则Ib可以是任意电流值，综上所述，b导线中的电流不是确定值，故B不符合题意；
C、因Ia＝1.5A，若b导线为干路中的导线，且Ic＝0.2A，则Ib＝Ia+Ic＝1.5A+0.2A＝1.7A，或c导线为干路中的导线，且Ic＝3.2A，则Ib＝Ic﹣Ia＝3.2A﹣1.5A＝1.7A，故C符合题意；
D、若a导线为干路中的导线，则Ia＝Ib+Ic＝1.5A，所以b导线和c导线电流之和可能为1.5A，而若a为支路，则Ib+Ic＞Ia＝1.5A，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】画出等效电路图，分析电路连接为并联电路的一部分，根据并联电路电流规律作答即可。
13．（3分）在设计和制作一个“模拟的调光灯”的综合实践活动中，兴趣小组设计了下面的几个调光灯的电路图，图中小灯泡的规格都是“3V，0.5A”，所用的定值电阻的电阻值都是6Ω，电源电压图上所示。要求：滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡。你认为设计最合理的调光灯电路是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡，由此逐个分析各选项得出正确选项。
【解答】解：
由I＝可得灯泡电阻：RL＝＝＝6Ω。
A、图中灯泡与滑动变阻器并联，因为并联电路支路间互不影响，所以变阻器不能调节灯泡亮度；
B、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，RL＝R＝6Ω，
根据串联电路的分压原理，＝＝，所以灯泡最大电压：UL最大＝U＝3V＝1.5V＜U额，此时灯泡不能正常发光；
C、图中L与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，但当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，灯泡电压等于电源电压6V，超过额定电压，会被烧坏；
D、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，所以灯泡最大电压：UL最大＝U＝6V＝3V＝U额，此时灯泡能正常发光。
综上所述，D图即能连接改变灯泡亮度，又不会烧坏灯泡，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路特点、滑动变阻器的使用以及欧姆定律的应用，是一道好题。
14．（3分）图示电路中（R0阻值和滑动变阻器规格已知，表示电阻箱，电源电压恒定），能测出Rx阻值的是（ ）
A．①②④ B．②③④ C．①② D．①④
【分析】测量电阻的原理是：R＝，所以，要测量未知电阻的阻值，需要测出未知电阻两端的电压和通过的电流，根据各选项的电路逐个分析判断。
【解答】解：
①由电路图可知，被测电阻和滑动变阻器串联，电压表测量电阻Rx两端电压，电流表测量通过电路的电流，根据R＝可求出待测电阻Rx，故①能测出Rx阻值；
②若开关接1，对Rx短路，假设能测出通过R0的电流，但当接2时，电流从电流表负接线柱流入，无法测量Rx的电流，故②不能测出Rx阻值；
③无论开关断开或闭合，电流表只测出通过R0的电流，无法测量Rx的电流，故③不能测出Rx阻值；
④若开关接1，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数，然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，让开关接2，调节变阻箱，使电流表的示数不变，得出变阻箱连入的示数，即为Rx阻值，故④能测出Rx阻值；
故选：D。
【点评】本题考查了测电阻阻值问题，分析电路图，判断能不能测出电阻Rx两端的电压及流过它的电流是解题的关键；分析开关闭合与断开时电路的连接情况，综合性较强，很容易出错。
15．（3分）“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3．已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足（ ）
A．h1＞h2；h2＞h3 B．h1＞h2；h2＜h3
C．h1＜h2；h2＝h3 D．h1＜h2；h2＜h3
【分析】处于静止状态的物体受平衡力作用，根据甲乙丙之间力的作用大小判断距离间的关系。
【解答】解：设每个磁环的重力为G，则当甲、乙两磁环处于静止状态时，甲乙之间的力大小为G，此时所对应的距离为h1；
当丙磁环套在乙上方，甲、乙、丙都处于静止状态时，乙丙之间力的大小为G，对应的距离为h3，甲乙之间力的大小为2G，对应的距离为h2，根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知，h1＞h2，h2＜h3。
故选：B。
【点评】本题中甲乙丙三个物体是靠磁场来相互作用的，能对它们各自的受力情况正确分析是解答的关键。
16．（3分）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
【分析】（1）根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压，根据并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个，然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，利用P＝UI求出允许乙的最大功率；
（2）两电阻串联时，根据串联电路的电流特点可知，两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值，然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压，利用P＝UI＝I2R求出允许甲的最大功率。
【解答】解：AB、由I＝可得，两电阻两端允许加的最大电压分别为：
U甲＝I甲R甲＝1A×10Ω＝10V，U乙＝I乙R乙＝0.6A×15Ω＝9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，甲、乙并联时，电源的最大电压U＝U乙＝9V，
此时通过甲电阻的电流I甲′＝0.9A，通过乙电阻的电流I乙′＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中允许通过的最大电流：
I大＝I甲′+I乙′＝0.9A+0.6A＝1.5A，故A错误；
允许乙的最大功率：
P乙′＝UI乙′＝9V×0.6A＝5.4W，故B错误；
CD、因串联电路中各处的电流相等，且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A，
所以，甲、乙串联时电路的最大电流I大′＝I乙＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许电源最大电压：
U大′＝I大′（R甲+R乙）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V，故C错误；
允许甲的最大功率：
P甲′＝（I大′）2R甲＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流中最小的一个，两只电阻并联时最大电压也选最小的。
（多选）17．（4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ΔU2，电流表A示数变化了ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小 B．U1变小，U2变大，I变小
C．|ΔU2|与|ΔI|的比值不变 D．|ΔU2|与|ΔI|的比值变大
【分析】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，分析接入电路的电阻变化，根据电阻的串联确定电路中的总电阻变化，由欧姆定律I＝分析电路中电流I变化，根据U＝IR可知R1两端电压U1变化，由串联电路电压的规律确定V2示数U2变化；
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，又因为R1是定值电阻，根据欧姆定律得出R1的电压变化表达式，据此分析。
【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错误、B正确；
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：
ΔU1＝ΔU2﹣﹣﹣﹣﹣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ΔU1＝ΔIR1，
所以＝R1﹣﹣﹣﹣②，
由①②可知ΔU2 与ΔI 的比值不变，故C正确，D错误。
故选：BC。
【点评】本题为电路变化综合题，考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是电路结构的分析。
（多选）18．（4分）如图所示，电源电压保持12V不变，灯泡规格“12V 3.2W”，电阻R1＝50Ω，只闭合开关S2，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）下列说法正确的是（ ）
A．当开关S1、S2、S3都闭合时，各元件都能安全工作
B．小灯泡的电阻是45Ω
C．在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.4W
D．只闭合S2，滑动变阻器滑片P滑到5Ω阻值时，电压表的示数是2.4V
【分析】（1）首先弄明白开关S1、S2、S3都闭合时电路的结构，判断出各元件能否安全工作；
（2）根据R＝算出小灯泡的电阻；
（3）只闭合开关S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流；
将滑动变阻器滑片P移到中点时，根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻即可求出变阻器的最大阻值，电源的电压一定时，要使电路的功率最小，由P＝UI＝可知，应使电路的总电阻最大，比较小灯泡的电阻与定值电阻R1的阻值的关系，根据串联电路的分压作用判断出定值电阻R1分得的电压与电压表量程的关系，从而确定电阻最大的连接方式，根据电压表的量程和串联电路的电压特点求出RL两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的最小电流，再利用P＝UI求出电路消耗的最小功率；
（4）只闭合S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，当滑片P滑到5Ω阻值时，由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出此时电路的电流以及滑动变阻器两端的电压，即电压表的示数。
【解答】解：（1）开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡被短路，R1和R2并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路的电流，由于电源电压大于电压表的的量程，所以电压表不能安全工作，故A错误；
（2）根据P＝得小灯泡的电阻为：
RL＝＝＝45Ω，故B正确；
（3）只闭合开关S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流；
将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W，
小灯泡两端的电压为：
UL＝＝＝9V，
由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UL＝12V﹣9V＝3V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为：
R2＝＝＝15Ω，
则滑动变阻器的最大阻值R2＝30Ω，
电源的电压一定时，要使电路的功率最小，由P＝UI＝可知，应使电路的总电阻最大，
因为小灯泡的电阻小于定值电阻R1的阻值，小灯泡分得的电压小于定值电阻R1分得的电压，所以定值电阻R1分得的电压大于＝×12V＝6V＞3V，所以不能将小灯泡与定值电阻R1串联，只能将小灯泡与滑动变阻器串联，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，此时RL两端的电压为9V，
则电路中的最小电流：
I小＝＝＝0.2A，
电路消耗的最小功率：
P小＝UI小＝12V×0.2A＝2.4W，故C正确；
（4）只闭合S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，当滑片P滑到5Ω阻值时，
此时电路的电流为：
I′＝＝＝0.24A，
滑动变阻器两端的电压为：
U滑′＝I′R滑′＝0.24A×5Ω＝1.2V，故D错误。
故选：BC。
【点评】此题主要考查的是学生对欧姆定律、电功率计算公式、电路结构分析的理解和掌握，弄明白电阻最大时，电路中电流最小，电路消耗的功率最小是解决此题的关键。
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19．（6分）一个定值电阻，在其两端的电压从U1增大到U2的过程中，通过电阻的电流增大了ΔI。试证明：
（1）定值电阻的阻值；
（2）定值电阻的电功率增大了ΔP＝ΔI（U2+U1）。
【分析】定值电阻的阻值不变，根据欧姆定律表示出定值电阻两端的电压由U1增大到U2时其两端的电压变化量，据此得的比值；
根据P＝UI＝和欧姆定律得出电功率增加量。
【解答】证明：因定值电阻的阻值不变，
所以，由I＝可得，前后两次电压分别为：U1＝I1R，U2＝I2R，
所以，电压增加量ΔU＝U2﹣U1＝I2R﹣I1R＝（I2﹣I1）R＝ΔIR，
变形可得R＝＝；
根据P＝可得，前后两次电阻消耗的功率分别为：P1＝，P2＝，
ΔP＝P2﹣P1＝﹣＝（ ﹣）＝×（U2﹣U1）（U1+U2）＝（﹣）（U1+U2）＝（I2﹣I1）（U1+U2）＝ΔI（U1+U2）。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，有一定难度。
20．（7分）如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
【分析】（1）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W＝Fs计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功；
（2）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1800周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P＝计算出汽油机的功率；
（3）利用η＝×100%求出消耗汽油完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解：（1）由题可知，p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2，
燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2.7×103N；
活塞在气缸中移动的距离：s＝50cm＝0.5m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103N×0.5m＝1350J；
（2）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，
燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝1350J×900＝1.215×106J，
而t＝1min＝60s，
汽油机的功率为：P＝＝＝20250W；
（3）由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝4.05×106J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：
m汽油＝＝≈0.088kg＝88g。
答：（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
（2）汽油机的平均功率为20250W；
（3）若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
【点评】此题考查热机中压力、功、功率的计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用。在计算过程中要注意单位的换算。
21．（9分）如图，电流表的量程是0～0.6A、电压表的量程是0～15V，R1的电阻是20Ω，电源电压18V，变阻器R3的阻值范围是0～200Ω。
（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2消耗的电功率？
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于多少？
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
【分析】（1）只闭合开关S3时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R2的电阻，再利用P＝I2R求出R2消耗的电功率；
（2）只闭合S1、S3和S4时，R2与R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流表示数最大时通过R3的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入的最小阻值；
（3）只闭合S2、S4时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电流表的量程可知电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，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接入电路中的最大阻值，进一步求出滑动变阻器允许连入阻值的范围。
【解答】解：（1）只闭合开关S3时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流；
由I＝可得，电路中的总电阻：R＝＝＝60Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的电阻：R2＝R﹣R1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω，
R2消耗的电功率：P2＝I2R2＝（0.3A）2×40Ω＝3.6W；
（2）只闭合S1、S3和S4时，R2与R3并联，电流表测干路电流；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R2的电流：I2＝＝＝0.45A，
当电流表的示数I′＝0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R3的最大电流：I3＝I′﹣I2＝0.6A﹣0.45A＝0.15A，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R3＝＝＝120Ω；
（3）只闭合S2、S4时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流；
当电路中的电流I′＝0.6A时，R3接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：
R′＝＝＝30Ω，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R3小＝R′﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω，
当电压表的示数U3＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
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﹣U3＝18V﹣15V＝3V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I″＝＝，即＝，
解得：R3大＝100Ω，
则滑动变阻器允许连入的阻值范围：10Ω～100Ω。
答：（1）R2的电功率为3.6W；
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于120Ω；
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器允许连入的阻值为10Ω～100Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，分清开关闭合、断开时电路的连接方式并画出对应的等效电路图是关键。
22．（10分）如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′＝1：9，U1：U2＝7：3．求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R2放出的热量为多少焦？
【分析】先画出闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端和b端时的等效电路图；
（1）根据R＝求出图甲中R1的电阻，利用甲、乙两图R2消耗的电功率关系和P＝I2R求出电流表I2的示数；
（2）利用两次电压表的示数关系和欧姆定律求出R3、R2两电阻的关系，结合甲、乙两图根据电源的电压不变求出R2的阻值，根据图乙求出电源的电压；
（3）先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流，根据Q＝I2Rt求出电阻R2放出的热量。
【解答】解：设滑动变阻器的最大阻值为R3，当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于a端时，等效电路如图甲所示；当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，等效电路如图乙所示。
（1）由图甲得：
R1＝＝＝6Ω，
由图甲、乙得：＝＝＝，即＝，
解得：I2＝3A；
（2）＝＝＝
解得：R3＝6R2，
根据电源两端电压不变，由图甲、乙得：
I1（R1+R2+R3）＝I2（R1+R2），
解得：R2＝3Ω，
根据图乙得：
U＝I2（R1+R2）＝3A×（6Ω+3Ω）＝27V；
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通过R2的电流
I＝＝＝A，
通电2min，电阻R2放出的热量：
Q＝I2R2t＝×3Ω×2×60s＝810J。
答：（1）电流表的示数I2为3A；
（2）电源两端的电压U为27V；
（3）电阻R2放出的热量为810J。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率、电功的计算，关键是公式的灵活应用和滑片P处于不同位置时电路串并联的辨别。
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23．（8分）（1）如图甲所示，验电器A带负电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A，B两金属球连接起来，验电器A的金属箔的张角将 减小 （选填“不变”、“增大”或“减小”）；在金属棒与验电器A、B两金属球接触瞬间金属棒上的电流方向是 从B到A （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）如图乙所示，电压表的示数是 1 V，如图丙所示的电阻箱连入电路的阻值为 6760 Ω；
（3）如图丁所示，这是测量 电能 的仪表，此时的示数为 8633.5 kW•h，在某段时间内转盘转过7200
转，表示此段时间内消耗电能为 2 kW•h。允许接入电路中的最大功率为 2200 W。
【分析】（1）验电器的工作原理：同种电荷相互排斥；物体得到电子带负电、失去电子带正电；A因多余电子而带负电，连接的瞬间，A带的负电减少，说明电子从A到B移动，据此判断电流方向。
（2）电压表的读数：先确定使用的量程、对应的分度值，再根据指针位置读数；在进行电阻箱的读数时，注意每个旋钮对应的数字乘下面的倍数然后相加即可。
（3）电能表是测量电能的仪表，电能表读数时注意：最后一位是小数、单位是kW•h；
3600r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h（度）的电能，电能表的转盘转3600转；据此求电能表转盘转7200转时，消耗的电能；
电能表上“220V”是指电能表的工作电压，“10A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P＝UI求电能表允许接入电路中的最大功率。
【解答】解：（1）验电器A带负电，金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开一定的角度，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接的瞬间，电子从A到B移动，验电器A带的负电荷减少，金属箔片张角变小；
而电流方向与自由电子定向移动的方向相反，所以金属棒中的电流方向从B到A。
（2）电压表接入电路的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1V；
电阻箱接入电路的阻值为：R＝6×1000Ω+7×100Ω+6×10Ω+0×1Ω＝6760Ω；
（3）电能表是测量电能的仪表，由于电能表读数时最后一位是小数、单位是kW•h，图示电能表的示数为8633.5kW•h；
3600r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h（度）的电能，电能表的转盘转3600转；
则电能表转盘转7200转时，消耗的电能：W＝kW•h＝2kW•h；
电能表上“220V”是指电能表的工作电压，“10A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，
电能表允许接入电路中的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×10A＝2200W。
故答案为：（1）减小；从B到A。
（2）1；6760；
（3）电能；8633.5；2；2200。
【点评】本题为电学综合题，考查了验电器的工作原理、电流方向的规定、电压表和电能表的读数、消耗电能和电功率的计算，属于基础题目。
24．（8分）小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）以笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）闭合开关前，应向 A 端（选填“A”或“B”）调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电
流在开始测量时最小；
（3）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 0.26 A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。换相同规格的灯泡，重测的数据如表，并给I﹣U图象如图丙的A所示；
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
（4）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？ 不同意 ，说出你的理由 灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义，所以不同意该做法 ；
（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 电压表与滑动变阻器并联，电压表测滑动变阻器两端的电压 ；
（6）“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量 小灯泡的电功率 的实验。
【分析】（1）滑动变阻器按照“一上一下”的方法连接，与定值电阻串联；
（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；
（3）灯丝突然烧断，灯泡断路，电压表串联接入电路，此时电压表测量电源电压，据此分析电压表示数变化；
（4）灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义；
（5）电压表并联在灯泡两端时，随着电流的增大，灯泡两端的电压增大，根据串联电路电压的特点，变阻器两端的电压会随之减小；
（6）该实验测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据P＝UI可知用“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量电功率的实验。
【解答】解：（1）滑动变阻器按照“一上一下”的方法连接，与定值电阻串联；如图：
；
（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即A端；使电路中的电流在开始测量时最小；
（3）电流表选小量程，分度值为0.02A，读数为0.26A；
灯丝突然烧断，灯泡断路，电压表串联接入电路，此时电压表测量电源电压，所以电压表示数变大；
（4）灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义，所以不同意该做法；
（5）图中的B图象，随着电流的增大，由欧姆定律可知，灯泡两端的电压增大，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压减小，因此电压表接在了滑动变阻器两端；
（6）该实验测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据P＝UI可知用“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量电功率的实验。
故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）0.26；变大；（4）不同意；灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义；（5）电压表与滑动变阻器并联，电压表测滑动变阻器两端的电压；（6）小灯泡的电功率。
【点评】本题是测灯泡电阻的实验，考查了连接实物电路、电流表的读数等，同时也考查了串联电路的规律和对图象的分析，综合性较强。
25．（8分）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干；若实验室只有：R1（10Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（200Ω 0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）将图甲中实物图补充完整（要求滑动变阻器滑片向右移动电压表示数减小）；
（2）通过估算，滑动变阻器应选择 R2 （选填“R1”“R2”或“R3”）；
（3）小华闭合开关，移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙）为 2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 A （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W；
（4）当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1，当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2，分析图象发现，P1 大于 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；若小华同学将该灯泡与20Ω的定值电阻串联后直接接在4.5V的电源上，那么小灯泡的实际功率为 0.225 W；
（5）根据实验测量结果绘制该小灯泡的电功率P随通过它的电流平方I2或与它两端电压平方U2变化的图象，下列图像正确的是 C 。
【分析】（1）根据滑片向右移动，电压表的示数变小，根据串联电路的分压作用确定出滑动变阻器的下接线柱；
（2）已知灯泡正常发光时的电压和正常发光时灯丝电阻，由欧姆定律得出灯的额定电流；电源电压恒为6V，根据串联电路电压的规律得出灯正常发光时滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律I＝求出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻，考虑到电流因素，确定选用的滑动变阻器的规格选择；
（3）根据电压表选用小量程确定分度值读数；
灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
根据图丙可知灯在额定电压下的电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率；
（4）由图丙知灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A；
根据作图法，可知当灯泡实际电压为额定电压一半时对应的电流，根据P＝UI得出此时灯的实际功率，
同理，得出当灯泡实际电流为额定电流一半时对应灯的电压为1V，根据P＝UI得出此时灯的实际功率，据此比较大小；
（5）根据图丙知，电流与电压的关系为一曲线，即电阻是变化的，灯的电阻随温度的升高而变大，
①根据P＝I2R分析；
②根据P＝分析。
【解答】解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，电压表的示数减小，根据U＝IR知电流表示数变小，由I＝知电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）灯泡正常发光时的电压UL＝2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I灯＝＝＝0.25A＞0.2A；
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由欧姆定律I＝，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2；
（3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，因2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压；
根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是：
P＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由图丙知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A；
当灯泡实际电压为额定电压一半时，即灯的实际电压为1.25V时，对应的电流约为0.13A，如下图所示：
灯的实际功率为：
P1＝U1I1＝1.25V×0.13A＝0.1625W；
当灯泡实际电流为额定电流一半时，即灯电流为0.1A时，对应的灯的电压为1V，灯的实际功率为：
P2＝U2I2＝1V×0.1A＝0.1W；
故P1大于P2；
若将该灯泡与一个20Ω的定值电阻串联直接接在上述4.5V的电源上，由图像可读出当电流I′＝0.15A时，小灯泡两端电压为1.5V，由欧姆定律，此时定值电阻两端电压为：U＝I′R定＝0.15A×20Ω＝3V，此时灯与定值电阻的电压之和刚好等于电源电压（1.5V+3V＝4.5V），故灯的实际功率：
P灯＝U灯I′＝1.5V×0.15A＝0.225W；
（5）由原图知，电流与电压的关系为一曲线，即电阻是变化的，灯的电阻随温度的升高而变大，
①若R不变，根据P＝I2R，P与I2的关系为过原点的直线，
因灯电阻是随温度的升高而变大，P与I2的关系为一曲线，A错误；
通过灯的电流越大，灯的功率越大，功率越大，温度越大，灯的电阻越大，故根据P＝I2R知电功率的变化量大于I2的变化量，故B错误；
②根据P＝，若R不变，功率与电压的平方成正比，功率与电压平方关系为原点直线，
而灯的电阻随温度的升高而变大，故功率与电压的平方不成正比，为一曲线，D错误；
灯的电压越大，通过灯的电流越大，灯的功率越大，功率越大，温度越大，灯的电阻越大，故根据P＝知功率的变化量小于电压平方的变化量，故C正确；
故选：C。
故答案为：（1）见上图；（2）R2；（3）2.2；A；0.5；（4）大于；0.225；（5）C。
【点评】本题测量小灯泡额定功率，考查器材的选择、故障分析、操作过程、功率公式的运用、影响电阻大小的因素及串联电路的规律和欧姆定律的运用，综合性强，难度较大。
26．（8分）迈克尔•法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图1所示。他在日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。”
（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，完成电路的连接。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是 远离外界磁场，在无风的室内进行实验 。
（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图2的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是 从上到下 （填从下往上或从上往下）。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动 。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与 磁场方向 有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与 导体切割磁感线运动的方向 有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是 相反 （填相同或相反）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！
【分析】（1）根据题目的条件进行电路图的连接。
（2）为了避免外界的环境对实验的影响，应该远离外界磁场，无风的环境。
（3）①根据电流方向的规定和电源的正负极进行分析。
②产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
③感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。
④实验表明：通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
【解答】解：（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，作图如下：
。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是：远离外界磁场，在无风的室内进行实验。
（3）①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是从上到下。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与磁场方向有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反。
故答案为：（1）；（2）远离外界磁场，在无风的室内进行实验；（3）①从上到下；②闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动；③磁场方向；导体切割磁感线运动的方向；④相反。
【点评】知道产生感应电流的条件；知道影响感应电流方向的因素。
2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷
一、填空题（每空1分，共20分）
1．（2分）进入很久未住的屋子时，我们通常会喷洒消毒水进行消毒，在消毒过程中，我们会闻到消毒水的气味，这是因为消毒水分子在 ；北方一到冬天就出现大面积雾霾，雾霾 （选填“属于”“不属于”）扩散现象。
2．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 r/min。
3．（2分）如图所示，若将两个开关都闭合时，电灯L1、L2、L3的连接方式是 （填“串联”或“并联”），此时通过L1、L3的电流之比为1：6，A1和A2的指针偏转角度相同，当S1断开时，A2的示数减少了0.4A，那么两开关都闭合时流过L2的电流为 A。
4．（2分）如图所示，小红将2个规格相同的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电源电压均为U的电路中，通过调节滑动变阻器使所有小灯泡正常发光。则通过两个滑动变阻器的电流之比I1：I2＝ ；R1和R2两端电压的大小关系是U1 （选填“＞““＜”或“＝”）U2。
5．（2分）如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为3：1，则定值电阻R1、R2所消耗的功率P1：P2＝ ；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 。
6．（2分）如图所示，滑动变阻器R'的最大阻值为10Ω，定值电阻R为30Ω，A、B之间的电压为10V且保持不变，当滑动变阻器的滑片P移动时，电压表的示数变化范围是从 V到10V，通过定值电阻的最大电流与最小电流之比为 。
7．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V；将电压表和电流表的位置互换后，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R1的阻值为 Ω，R2的阻值是 Ω。
8．（2分）如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为v的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，则导体棒中 （选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度 （选填“不变、“变小”或“变大”）。
9．（2分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为16V，线圈电阻为0.5Ω，通过线圈的电流为1A，这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为 J，输出的机械能为 J。
10．（2分）如图所示是某款调光台灯的简化电路原理图。灯L标有“12V 6W”字样，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，灯L正常发光，电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当滑动变阻器接入电路的电阻是16Ω时，电路中的电流为 A；当滑片P位于滑动变阻器的中点和最左端时，灯L消耗的实际功率之比是25：9，则滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率是 W。
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11．（3分）下列说法不正确的是（ ）
A．液体很难被压缩，主要是因为分子间存在斥力
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增加，比热容变大
C．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
D．摩擦起电是把机械能转化为电能
12．（3分）在使用电流表测量电路中电流的实验中，只有电流表接入电路中的一部分可见，下列说法正确的是（ ）
A．a导线中电流为2.5A
B．b导线中电流为1.5A
C．b导线中电流可能为1.7A
D．b导线和c导线中电流之和为1.5A
13．（3分）在设计和制作一个“模拟的调光灯”的综合实践活动中，兴趣小组设计了下面的几个调光灯的电路图，图中小灯泡的规格都是“3V，0.5A”，所用的定值电阻的电阻值都是6Ω，电源电压图上所示。要求：滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡。你认为设计最合理的调光灯电路是（ ）
A． B．
C． D．
14．（3分）图示电路中（R0阻值和滑动变阻器规格已知，表示电阻箱，电源电压恒定），能测出Rx阻值的是（ ）
A．①②④ B．②③④ C．①② D．①④
15．（3分）“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3．已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足（ ）
A．h1＞h2；h2＞h3 B．h1＞h2；h2＜h3
C．h1＜h2；h2＝h3 D．h1＜h2；h2＜h3
16．（3分）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
（多选）17．（4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ΔU2，电流表A示数变化了ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小 B．U1变小，U2变大，I变小
C．|ΔU2|与|ΔI|的比值不变 D．|ΔU2|与|ΔI|的比值变大
（多选）18．（4分）如图所示，电源电压保持12V不变，灯泡规格“12V 3.2W”，电阻R1＝50Ω，只闭合开关S2，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）下列说法正确的是（ ）
A．当开关S1、S2、S3都闭合时，各元件都能安全工作
B．小灯泡的电阻是45Ω
C．在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.4W
D．只闭合S2，滑动变阻器滑片P滑到5Ω阻值时，电压表的示数是2.4V
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19．（6分）一个定值电阻，在其两端的电压从U1增大到U2的过程中，通过电阻的电流增大了ΔI。试证明：
（1）定值电阻的阻值；
（2）定值电阻的电功率增大了ΔP＝ΔI（U2+U1）。
20．（7分）如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
21．（9分）如图，电流表的量程是0～0.6A、电压表的量程是0～15V，R1的电阻是20Ω，电源电压18V，变阻器R3的阻值范围是0～200Ω。
（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2消耗的电功率？
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于多少？
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
22．（10分）如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′＝1：9，U1：U2＝7：3．求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R2放出的热量为多少焦？
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23．（8分）（1）如图甲所示，验电器A带负电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A，B两金属球连接起来，验电器A的金属箔的张角将 （选填“不变”、“增大”或“减小”）；在金属棒与验电器A、B两金属球接触瞬间金属棒上的电流方向是 （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）如图乙所示，电压表的示数是 V，如图丙所示的电阻箱连入电路的阻值为 Ω；
（3）如图丁所示，这是测量 的仪表，此时的示数为 kW•h，在某段时间内转盘转过7200
转，表示此段时间内消耗电能为 kW•h。允许接入电路中的最大功率为 W。
24．（8分）小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）以笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）闭合开关前，应向 端（选填“A”或“B”）调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电
流在开始测量时最小；
（3）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。换相同规格的灯泡，重测的数据如表，并给I﹣U图象如图丙的A所示；
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
（4）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？ ，说出你的理由 ；
（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 ；
（6）“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量 的实验。
25．（8分）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干；若实验室只有：R1（10Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（200Ω 0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）将图甲中实物图补充完整（要求滑动变阻器滑片向右移动电压表示数减小）；
（2）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”）；
（3）小华闭合开关，移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1，当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2，分析图象发现，P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；若小华同学将该灯泡与20Ω的定值电阻串联后直接接在4.5V的电源上，那么小灯泡的实际功率为 W；
（5）根据实验测量结果绘制该小灯泡的电功率P随通过它的电流平方I2或与它两端电压平方U2变化的图象，下列图像正确的是 。
26．（8分）迈克尔•法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图1所示。他在日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。”
（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，完成电路的连接。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是 。
（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图2的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是 （填从下往上或从上往下）。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是 。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与 有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与 有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是 （填相同或相反）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！
2023年江西省吉安市吉安县城北中学中考物理三模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共20分）
1．（2分）进入很久未住的屋子时，我们通常会喷洒消毒水进行消毒，在消毒过程中，我们会闻到消毒水的气味，这是因为消毒水分子在 无规则运动 ；北方一到冬天就出现大面积雾霾，雾霾 不属于 （选填“属于”“不属于”）扩散现象。
【分析】两个相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子运动的结果，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解：我们会闻到消毒水的气味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
冬天出现的雾霾天气，是人眼可以看到的小颗粒，不是扩散现象。
故答案为：无规则运动；不属于。
【点评】此题考查了扩散现象，是一道联系实际的应用题，难度不大。
2．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 乙 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 2400 r/min。
【分析】（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，
图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，据此分析。
（2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；
【解答】解：（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，
图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，故图甲中的能量转化情况与图乙相同。
（2）如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2400r/min。
故答案为：乙；2400。
【点评】本题主要考查了改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程和原理，属于对基础知识的考查。
3．（2分）如图所示，若将两个开关都闭合时，电灯L1、L2、L3的连接方式是 并联 （填“串联”或“并联”），此时通过L1、L3的电流之比为1：6，A1和A2的指针偏转角度相同，当S1断开时，A2的示数减少了0.4A，那么两开关都闭合时流过L2的电流为 0.1 A。
【分析】（1）把几个用电器首尾相接，连入电路就是串联；把几个用电器首首相接，尾尾相接，再连入电路，就是并联；根据串并联的概念，结合开关的断开与闭合情况，判断各灯泡的连接方式。
（2）根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和求出通过灯泡的电流，然后根据已知通过L1、L3的电流之比求出L3的电流，根据并联电路的特点和欧姆定律分别求出A1和A2的示数，由于A1和A2的指针偏转角度相同，据此讨论求出L2的电流。
【解答】解：（1）根据电路图可知，电流从电源正极流出，一路经过L3，另一路经过电流表A2，从电流表流出后分别经过L1和L2，经过L1后直接回到电源负极，支路L2、L3汇合共同经过电流表A1后回到电源负极；因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联，电流表A1是测量L2和L3的总电流，电流表A2是测量L1和L2的总电流，故电灯L1、L2、L3的连接方式是并联。
（2）因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，并且控制L1的开关断开时，A2的示数减少了0.4A，则通过L1的电流为0.4A，
已知通过L1、L3的电流之比为1：6，则L3的电流I3＝6I1＝6×0.4A＝2.4A；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，则：
A1示数为IA1＝I2+I3＝I2+2.4A，
A2示数为IA2＝I1+I2＝0.4A+I2，
则：A1示数大于A2示数，
由于电流表有两个量程分别为0～0.6A，0～3A，根据分度值可知：
A1和A2的指针偏转角度相同时，IA1＝5IA2，
即：I2+2.4A＝5×（0.4A+I2），
解得：I2＝0.1A。
故答案为：并联；0.1。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电流表的使用，是一道中档题，关键时注意由于使用的量程不同，A1和A2的指针偏转角度相同时，它们的示数是5倍的关系。
4．（2分）如图所示，小红将2个规格相同的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电源电压均为U的电路中，通过调节滑动变阻器使所有小灯泡正常发光。则通过两个滑动变阻器的电流之比I1：I2＝ 2：1 ；R1和R2两端电压的大小关系是U1 ＞ （选填“＞““＜”或“＝”）U2。
【分析】由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，且规格相同的小灯泡正常发光时的电流相等，其两端的电压也相等，
根据串联电路的电流特点和并联电路的电流特点求出甲、乙两电路中的总电流之比；
根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点求出R1和R2两端电压的大小关系。
【解答】解：由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，
规格相同的小灯泡正常发光时的电流IL相等，其两端的电压均为UL，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，串联电路中各处的电流相等，所以甲、乙两电路中的总电流之比：＝＝；
并联电路各并联支路两端电压相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，则R1两端电压：U1＝U﹣UL，R2两端电压：U2＝U﹣2UL，所以R1两端电压大于R2两端电压。
故答案为：2：1；＞。
【点评】本题考查了串联和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，知道规格相同的灯泡正常工作时电流相等，正确分析电路的连接方式是解题的关键。
5．（2分）如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为3：1，则定值电阻R1、R2所消耗的功率P1：P2＝ 1：2 ；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 2：3 。
【分析】（1）由甲电路图可知，两电阻串联，电压表V1测两电阻两端的电压之和，电压表V2测R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比，根据欧姆定律求出两电阻的阻值之比，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出两电阻消耗的电功率之比；
（2）由乙电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两只路的电流之比，根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数之比。
【解答】解：
（1）由甲电路图可知，两电阻串联，电压表V1测两电阻两端的电压之和，电压表V2测R1两端的电压，
已知V1和V2的示数之比为3：1，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻两端的电压之比：
＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比：
＝＝＝，
由P＝UI可得，两电阻消耗的电功率之比：
＝＝＝；
（2）由乙电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两条支路的电流之比：
＝＝＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两电流表的示数之比：
＝＝＝。
故答案为：1：2；2：3。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，要注意各量之间的关系，不要颠倒。
6．（2分）如图所示，滑动变阻器R'的最大阻值为10Ω，定值电阻R为30Ω，A、B之间的电压为10V且保持不变，当滑动变阻器的滑片P移动时，电压表的示数变化范围是从 7.5 V到10V，通过定值电阻的最大电流与最小电流之比为 4：3 。
【分析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器R'串联，电压表测R两端的电压。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R的简单电路，通过R的电流最大，电压表的最大示数即为电源的电压，根据欧姆定律求出通过R的最大电流；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，通过R的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出通过R的最小电流，再根据欧姆定律求出电压表的最小示数，然后得出答案。
【解答】解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器R'串联，电压表测R两端的电压，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R的简单电路，通过R的电流最大，
则电压表的最大示数：U大＝U＝10V，
通过R的最大电流：I大＝＝＝A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，通过R的电流最小，电压表的示数最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，通过R的最小电流：
I小＝＝＝0.25A，
则电压表的最小示数：
U小＝I小R＝0.25A×30Ω＝7.5V，
所以，当滑片P移动时，电压表的示数的变化范围是从7.5V到10V，
定值电阻上最大电流与最小电流之比：I大：I小＝A：0.25A＝4：3。
故答案为：7.5； 4：3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道较为简单的应用题。
7．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V；将电压表和电流表的位置互换后，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R1的阻值为 6 Ω，R2的阻值是 9 Ω。
【分析】（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表测R1支路的电流，根据电压表的示数可知电源的电压，根据欧姆定律求出电阻R1的阻值；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2的阻值。
【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，则电源的电压U＝3V，电流表测R1支路的电流，
由I＝可知，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝6Ω；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
由I＝可知，
此时电路中的总电阻：
R＝＝＝15Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝15Ω﹣6Ω＝9Ω。
故答案为：6；9。
【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电表所测的电路元件是关键。
8．（2分）如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为v的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，则导体棒中 会 （选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度 变小 （选填“不变、“变小”或“变大”）。
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】解：装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，导体棒沿导轨水平向右运动，做切割磁感线运动，则导体中会产生感应电流；
在产生感应电流时，导体的机械能转化为电能，故其机械能会减小，速度会变小。
故答案为：会；变小。
【点评】此题主要探究电磁感应实验。要掌握掌握产生感应电流的条件和电磁感应现象的应用，是一道基础题。
9．（2分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为16V，线圈电阻为0.5Ω，通过线圈的电流为1A，这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为 1600 J，输出的机械能为 1550 J。
【分析】已知电动机正常工作时线圈两端的电压、通过线圈的电流和工作时间，根据W＝UIt求出这台电动机正常工作时，100s消耗的电能；
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据Q＝I2Rt求出在100s内电流产生的热量，消耗的电能减去产生的热量即为电动机输出的机械能。
【解答】解：这台电动机正常工作时，100s消耗的电能为：
W＝UIt＝16V×1A×100s＝1600J，
这台电动机正常工作100s产生的热量：
Q＝I2Rt＝（1A）2×0.5Ω×100s＝50J，
输出的机械能：
W机械＝W﹣Q＝1600J﹣50J＝1550J。
故答案为：1600；1550。
【点评】本题考查了电动机产生热量、消耗电能、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
10．（2分）如图所示是某款调光台灯的简化电路原理图。灯L标有“12V 6W”字样，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，灯L正常发光，电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当滑动变阻器接入电路的电阻是16Ω时，电路中的电流为 0.3 A；当滑片P位于滑动变阻器的中点和最左端时，灯L消耗的实际功率之比是25：9，则滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率是 0.24 W。
【分析】（1）根据电路图可知，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，电路为灯L的基本电路，由于灯L正常发光，根据灯泡的额定电压可得电源电压；
根据电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻是16Ω时，灯L与滑动变阻器串联；根据P＝的变形公式可知灯泡的电阻，根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路电流；
（2）根据欧姆定律和电功率公式的变形公式表示出滑片在中点和最左端时灯泡的实际功率，根据灯L消耗的实际功率之比，即可求出滑动变阻器的阻值，进一步求出滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率。
【解答】解：（1）根据电路图可知，当滑动变阻器时滑片P在最右端时，电路为灯L的基本电路，因为灯泡正常发光，所以电源电压U＝U额＝12V；
由P＝ 可得灯丝的阻值：RL＝＝＝24Ω；
由图乙可知，灯L与滑动变阻器串联，
所以电路中的电流：I＝＝＝0.3A；
（2）当滑片P在中点时，灯L消耗的实际功率：P1＝RL＝×RL＝×24Ω；
当滑片P在最左端时，灯L消耗的实际功率：P2＝RL＝×RL＝×24Ω；
灯L消耗的实际功率之比是25：9，即＝＝，解得R＝96Ω；
滑动变阻器的滑片P在最左端时灯L消耗的实际功率：P2＝RL＝×RL＝×24Ω＝×24Ω＝0.24W；
故答案为：（1）0.3；（2）0.24。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时，灯泡两端电压等于额定电压。
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11．（3分）下列说法不正确的是（ ）
A．液体很难被压缩，主要是因为分子间存在斥力
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增加，比热容变大
C．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
D．摩擦起电是把机械能转化为电能
【分析】（1）物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力；
（2）物体内能的大小与物体的质量、温度、状态有关，物体吸收热量，内能增加；
比热容的大小与物质的状态有关；
（3）热值是燃料本身的一种性质，不同的燃料，完全燃烧时释放的热量不同；
（4）摩擦起电时主要将机械能转化为电能。
【解答】解：
A、液体很难被压缩是因为分子间存在斥力，故A正确；
B、水的比热容大于冰的比热容，所以一块0℃的冰熔化成0℃的水的过程，吸收热量，内能增加，温度不变，比热容变大，故B正确；
C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，故C错误；
D、摩擦起电产生的是电能，是克服摩擦时做功的机械能转化为了电能，故D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查学生对分子运动论、内能和比热容影响因素、热值的特性以及摩擦起电能量转化的理解和掌握，属于综合性题目。
12．（3分）在使用电流表测量电路中电流的实验中，只有电流表接入电路中的一部分可见，下列说法正确的是（ ）
A．a导线中电流为2.5A
B．b导线中电流为1.5A
C．b导线中电流可能为1.7A
D．b导线和c导线中电流之和为1.5A
【分析】读图可知电流表接入的接线柱是“﹣”和“3”，所以量程选择的是0～3A，读数由图可知，画出等效电路，分析作答即可。
【解答】解：电流表的接线等效为下图所示：
由题中图可知电流表的量程选择的是0～3A，分度值是0.1A，所以图中电流表的读数为I＝1.5A，由等效电路图可知，该电路为并联电路的一部分，则：
A、a导线中的电流即电流表的读数，Ia＝I＝1.5A，故A不符合题意；
B、若b导线为干路中的导线，则Ib＝Ic+Ia，Ib＞1.5A，若a导线为干路中的导线，则Ia＝Ib+Ic，Ib＜1.5A，若c导线为干路中的导线，则Ic＝Ia+Ib，则Ib可以是任意电流值，综上所述，b导线中的电流不是确定值，故B不符合题意；
C、因Ia＝1.5A，若b导线为干路中的导线，且Ic＝0.2A，则Ib＝Ia+Ic＝1.5A+0.2A＝1.7A，或c导线为干路中的导线，且Ic＝3.2A，则Ib＝Ic﹣Ia＝3.2A﹣1.5A＝1.7A，故C符合题意；
D、若a导线为干路中的导线，则Ia＝Ib+Ic＝1.5A，所以b导线和c导线电流之和可能为1.5A，而若a为支路，则Ib+Ic＞Ia＝1.5A，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】画出等效电路图，分析电路连接为并联电路的一部分，根据并联电路电流规律作答即可。
13．（3分）在设计和制作一个“模拟的调光灯”的综合实践活动中，兴趣小组设计了下面的几个调光灯的电路图，图中小灯泡的规格都是“3V，0.5A”，所用的定值电阻的电阻值都是6Ω，电源电压图上所示。要求：滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡。你认为设计最合理的调光灯电路是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡，由此逐个分析各选项得出正确选项。
【解答】解：
由I＝可得灯泡电阻：RL＝＝＝6Ω。
A、图中灯泡与滑动变阻器并联，因为并联电路支路间互不影响，所以变阻器不能调节灯泡亮度；
B、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，RL＝R＝6Ω，
根据串联电路的分压原理，＝＝，所以灯泡最大电压：UL最大＝U＝3V＝1.5V＜U额，此时灯泡不能正常发光；
C、图中L与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，但当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，灯泡电压等于电源电压6V，超过额定电压，会被烧坏；
D、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，所以灯泡最大电压：UL最大＝U＝6V＝3V＝U额，此时灯泡能正常发光。
综上所述，D图即能连接改变灯泡亮度，又不会烧坏灯泡，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路特点、滑动变阻器的使用以及欧姆定律的应用，是一道好题。
14．（3分）图示电路中（R0阻值和滑动变阻器规格已知，表示电阻箱，电源电压恒定），能测出Rx阻值的是（ ）
A．①②④ B．②③④ C．①② D．①④
【分析】测量电阻的原理是：R＝，所以，要测量未知电阻的阻值，需要测出未知电阻两端的电压和通过的电流，根据各选项的电路逐个分析判断。
【解答】解：
①由电路图可知，被测电阻和滑动变阻器串联，电压表测量电阻Rx两端电压，电流表测量通过电路的电流，根据R＝可求出待测电阻Rx，故①能测出Rx阻值；
②若开关接1，对Rx短路，假设能测出通过R0的电流，但当接2时，电流从电流表负接线柱流入，无法测量Rx的电流，故②不能测出Rx阻值；
③无论开关断开或闭合，电流表只测出通过R0的电流，无法测量Rx的电流，故③不能测出Rx阻值；
④若开关接1，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数，然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，让开关接2，调节变阻箱，使电流表的示数不变，得出变阻箱连入的示数，即为Rx阻值，故④能测出Rx阻值；
故选：D。
【点评】本题考查了测电阻阻值问题，分析电路图，判断能不能测出电阻Rx两端的电压及流过它的电流是解题的关键；分析开关闭合与断开时电路的连接情况，综合性较强，很容易出错。
15．（3分）“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3．已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足（ ）
A．h1＞h2；h2＞h3 B．h1＞h2；h2＜h3
C．h1＜h2；h2＝h3 D．h1＜h2；h2＜h3
【分析】处于静止状态的物体受平衡力作用，根据甲乙丙之间力的作用大小判断距离间的关系。
【解答】解：设每个磁环的重力为G，则当甲、乙两磁环处于静止状态时，甲乙之间的力大小为G，此时所对应的距离为h1；
当丙磁环套在乙上方，甲、乙、丙都处于静止状态时，乙丙之间力的大小为G，对应的距离为h3，甲乙之间力的大小为2G，对应的距离为h2，根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知，h1＞h2，h2＜h3。
故选：B。
【点评】本题中甲乙丙三个物体是靠磁场来相互作用的，能对它们各自的受力情况正确分析是解答的关键。
16．（3分）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
【分析】（1）根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压，根据并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个，然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，利用P＝UI求出允许乙的最大功率；
（2）两电阻串联时，根据串联电路的电流特点可知，两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值，然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压，利用P＝UI＝I2R求出允许甲的最大功率。
【解答】解：AB、由I＝可得，两电阻两端允许加的最大电压分别为：
U甲＝I甲R甲＝1A×10Ω＝10V，U乙＝I乙R乙＝0.6A×15Ω＝9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，甲、乙并联时，电源的最大电压U＝U乙＝9V，
此时通过甲电阻的电流I甲′＝0.9A，通过乙电阻的电流I乙′＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中允许通过的最大电流：
I大＝I甲′+I乙′＝0.9A+0.6A＝1.5A，故A错误；
允许乙的最大功率：
P乙′＝UI乙′＝9V×0.6A＝5.4W，故B错误；
CD、因串联电路中各处的电流相等，且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A，
所以，甲、乙串联时电路的最大电流I大′＝I乙＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许电源最大电压：
U大′＝I大′（R甲+R乙）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V，故C错误；
允许甲的最大功率：
P甲′＝（I大′）2R甲＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流中最小的一个，两只电阻并联时最大电压也选最小的。
（多选）17．（4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ΔU2，电流表A示数变化了ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．U1不变，U2变大，I变小 B．U1变小，U2变大，I变小
C．|ΔU2|与|ΔI|的比值不变 D．|ΔU2|与|ΔI|的比值变大
【分析】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，分析接入电路的电阻变化，根据电阻的串联确定电路中的总电阻变化，由欧姆定律I＝分析电路中电流I变化，根据U＝IR可知R1两端电压U1变化，由串联电路电压的规律确定V2示数U2变化；
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，又因为R1是定值电阻，根据欧姆定律得出R1的电压变化表达式，据此分析。
【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错误、B正确；
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：
ΔU1＝ΔU2﹣﹣﹣﹣﹣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ΔU1＝ΔIR1，
所以＝R1﹣﹣﹣﹣②，
由①②可知ΔU2 与ΔI 的比值不变，故C正确，D错误。
故选：BC。
【点评】本题为电路变化综合题，考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是电路结构的分析。
（多选）18．（4分）如图所示，电源电压保持12V不变，灯泡规格“12V 3.2W”，电阻R1＝50Ω，只闭合开关S2，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）下列说法正确的是（ ）
A．当开关S1、S2、S3都闭合时，各元件都能安全工作
B．小灯泡的电阻是45Ω
C．在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.4W
D．只闭合S2，滑动变阻器滑片P滑到5Ω阻值时，电压表的示数是2.4V
【分析】（1）首先弄明白开关S1、S2、S3都闭合时电路的结构，判断出各元件能否安全工作；
（2）根据R＝算出小灯泡的电阻；
（3）只闭合开关S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流；
将滑动变阻器滑片P移到中点时，根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻即可求出变阻器的最大阻值，电源的电压一定时，要使电路的功率最小，由P＝UI＝可知，应使电路的总电阻最大，比较小灯泡的电阻与定值电阻R1的阻值的关系，根据串联电路的分压作用判断出定值电阻R1分得的电压与电压表量程的关系，从而确定电阻最大的连接方式，根据电压表的量程和串联电路的电压特点求出RL两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的最小电流，再利用P＝UI求出电路消耗的最小功率；
（4）只闭合S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，当滑片P滑到5Ω阻值时，由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出此时电路的电流以及滑动变阻器两端的电压，即电压表的示数。
【解答】解：（1）开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡被短路，R1和R2并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路的电流，由于电源电压大于电压表的的量程，所以电压表不能安全工作，故A错误；
（2）根据P＝得小灯泡的电阻为：
RL＝＝＝45Ω，故B正确；
（3）只闭合开关S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流；
将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，小灯泡L的实际功率为1.8W，
小灯泡两端的电压为：
UL＝＝＝9V，
由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UL＝12V﹣9V＝3V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为：
R2＝＝＝15Ω，
则滑动变阻器的最大阻值R2＝30Ω，
电源的电压一定时，要使电路的功率最小，由P＝UI＝可知，应使电路的总电阻最大，
因为小灯泡的电阻小于定值电阻R1的阻值，小灯泡分得的电压小于定值电阻R1分得的电压，所以定值电阻R1分得的电压大于＝×12V＝6V＞3V，所以不能将小灯泡与定值电阻R1串联，只能将小灯泡与滑动变阻器串联，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，此时RL两端的电压为9V，
则电路中的最小电流：
I小＝＝＝0.2A，
电路消耗的最小功率：
P小＝UI小＝12V×0.2A＝2.4W，故C正确；
（4）只闭合S2，小灯泡L与滑动变阻器串联，当滑片P滑到5Ω阻值时，
此时电路的电流为：
I′＝＝＝0.24A，
滑动变阻器两端的电压为：
U滑′＝I′R滑′＝0.24A×5Ω＝1.2V，故D错误。
故选：BC。
【点评】此题主要考查的是学生对欧姆定律、电功率计算公式、电路结构分析的理解和掌握，弄明白电阻最大时，电路中电流最小，电路消耗的功率最小是解决此题的关键。
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19．（6分）一个定值电阻，在其两端的电压从U1增大到U2的过程中，通过电阻的电流增大了ΔI。试证明：
（1）定值电阻的阻值；
（2）定值电阻的电功率增大了ΔP＝ΔI（U2+U1）。
【分析】定值电阻的阻值不变，根据欧姆定律表示出定值电阻两端的电压由U1增大到U2时其两端的电压变化量，据此得的比值；
根据P＝UI＝和欧姆定律得出电功率增加量。
【解答】证明：因定值电阻的阻值不变，
所以，由I＝可得，前后两次电压分别为：U1＝I1R，U2＝I2R，
所以，电压增加量ΔU＝U2﹣U1＝I2R﹣I1R＝（I2﹣I1）R＝ΔIR，
变形可得R＝＝；
根据P＝可得，前后两次电阻消耗的功率分别为：P1＝，P2＝，
ΔP＝P2﹣P1＝﹣＝（ ﹣）＝×（U2﹣U1）（U1+U2）＝（﹣）（U1+U2）＝（I2﹣I1）（U1+U2）＝ΔI（U1+U2）。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，有一定难度。
20．（7分）如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
【分析】（1）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W＝Fs计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功；
（2）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1800周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P＝计算出汽油机的功率；
（3）利用η＝×100%求出消耗汽油完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解：（1）由题可知，p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2，
燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2.7×103N；
活塞在气缸中移动的距离：s＝50cm＝0.5m，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103N×0.5m＝1350J；
（2）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，
燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝1350J×900＝1.215×106J，
而t＝1min＝60s，
汽油机的功率为：P＝＝＝20250W；
（3）由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝4.05×106J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：
m汽油＝＝≈0.088kg＝88g。
答：（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
（2）汽油机的平均功率为20250W；
（3）若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
【点评】此题考查热机中压力、功、功率的计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用。在计算过程中要注意单位的换算。
21．（9分）如图，电流表的量程是0～0.6A、电压表的量程是0～15V，R1的电阻是20Ω，电源电压18V，变阻器R3的阻值范围是0～200Ω。
（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2消耗的电功率？
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于多少？
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
【分析】（1）只闭合开关S3时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R2的电阻，再利用P＝I2R求出R2消耗的电功率；
（2）只闭合S1、S3和S4时，R2与R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流表示数最大时通过R3的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入的最小阻值；
（3）只闭合S2、S4时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电流表的量程可知电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，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接入电路中的最大阻值，进一步求出滑动变阻器允许连入阻值的范围。
【解答】解：（1）只闭合开关S3时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流；
由I＝可得，电路中的总电阻：R＝＝＝60Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的电阻：R2＝R﹣R1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω，
R2消耗的电功率：P2＝I2R2＝（0.3A）2×40Ω＝3.6W；
（2）只闭合S1、S3和S4时，R2与R3并联，电流表测干路电流；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R2的电流：I2＝＝＝0.45A，
当电流表的示数I′＝0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R3的最大电流：I3＝I′﹣I2＝0.6A﹣0.45A＝0.15A，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R3＝＝＝120Ω；
（3）只闭合S2、S4时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流；
当电路中的电流I′＝0.6A时，R3接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：
R′＝＝＝30Ω，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R3小＝R′﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω，
当电压表的示数U3＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
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﹣U3＝18V﹣15V＝3V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I″＝＝，即＝，
解得：R3大＝100Ω，
则滑动变阻器允许连入的阻值范围：10Ω～100Ω。
答：（1）R2的电功率为3.6W；
（2）只闭合S1、S3和S4时，在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器接入的阻值不得小于120Ω；
（3）只闭合S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器允许连入的阻值为10Ω～100Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，分清开关闭合、断开时电路的连接方式并画出对应的等效电路图是关键。
22．（10分）如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′＝1：9，U1：U2＝7：3．求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R2放出的热量为多少焦？
【分析】先画出闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端和b端时的等效电路图；
（1）根据R＝求出图甲中R1的电阻，利用甲、乙两图R2消耗的电功率关系和P＝I2R求出电流表I2的示数；
（2）利用两次电压表的示数关系和欧姆定律求出R3、R2两电阻的关系，结合甲、乙两图根据电源的电压不变求出R2的阻值，根据图乙求出电源的电压；
（3）先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流，根据Q＝I2Rt求出电阻R2放出的热量。
【解答】解：设滑动变阻器的最大阻值为R3，当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于a端时，等效电路如图甲所示；当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，等效电路如图乙所示。
（1）由图甲得：
R1＝＝＝6Ω，
由图甲、乙得：＝＝＝，即＝，
解得：I2＝3A；
（2）＝＝＝
解得：R3＝6R2，
根据电源两端电压不变，由图甲、乙得：
I1（R1+R2+R3）＝I2（R1+R2），
解得：R2＝3Ω，
根据图乙得：
U＝I2（R1+R2）＝3A×（6Ω+3Ω）＝27V；
（3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通过R2的电流
I＝＝＝A，
通电2min，电阻R2放出的热量：
Q＝I2R2t＝×3Ω×2×60s＝810J。
答：（1）电流表的示数I2为3A；
（2）电源两端的电压U为27V；
（3）电阻R2放出的热量为810J。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率、电功的计算，关键是公式的灵活应用和滑片P处于不同位置时电路串并联的辨别。
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23．（8分）（1）如图甲所示，验电器A带负电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A，B两金属球连接起来，验电器A的金属箔的张角将 减小 （选填“不变”、“增大”或“减小”）；在金属棒与验电器A、B两金属球接触瞬间金属棒上的电流方向是 从B到A （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）如图乙所示，电压表的示数是 1 V，如图丙所示的电阻箱连入电路的阻值为 6760 Ω；
（3）如图丁所示，这是测量 电能 的仪表，此时的示数为 8633.5 kW•h，在某段时间内转盘转过7200
转，表示此段时间内消耗电能为 2 kW•h。允许接入电路中的最大功率为 2200 W。
【分析】（1）验电器的工作原理：同种电荷相互排斥；物体得到电子带负电、失去电子带正电；A因多余电子而带负电，连接的瞬间，A带的负电减少，说明电子从A到B移动，据此判断电流方向。
（2）电压表的读数：先确定使用的量程、对应的分度值，再根据指针位置读数；在进行电阻箱的读数时，注意每个旋钮对应的数字乘下面的倍数然后相加即可。
（3）电能表是测量电能的仪表，电能表读数时注意：最后一位是小数、单位是kW•h；
3600r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h（度）的电能，电能表的转盘转3600转；据此求电能表转盘转7200转时，消耗的电能；
电能表上“220V”是指电能表的工作电压，“10A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P＝UI求电能表允许接入电路中的最大功率。
【解答】解：（1）验电器A带负电，金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开一定的角度，用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接的瞬间，电子从A到B移动，验电器A带的负电荷减少，金属箔片张角变小；
而电流方向与自由电子定向移动的方向相反，所以金属棒中的电流方向从B到A。
（2）电压表接入电路的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1V；
电阻箱接入电路的阻值为：R＝6×1000Ω+7×100Ω+6×10Ω+0×1Ω＝6760Ω；
（3）电能表是测量电能的仪表，由于电能表读数时最后一位是小数、单位是kW•h，图示电能表的示数为8633.5kW•h；
3600r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h（度）的电能，电能表的转盘转3600转；
则电能表转盘转7200转时，消耗的电能：W＝kW•h＝2kW•h；
电能表上“220V”是指电能表的工作电压，“10A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，
电能表允许接入电路中的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×10A＝2200W。
故答案为：（1）减小；从B到A。
（2）1；6760；
（3）电能；8633.5；2；2200。
【点评】本题为电学综合题，考查了验电器的工作原理、电流方向的规定、电压表和电能表的读数、消耗电能和电功率的计算，属于基础题目。
24．（8分）小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）以笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）闭合开关前，应向 A 端（选填“A”或“B”）调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电
流在开始测量时最小；
（3）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 0.26 A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。换相同规格的灯泡，重测的数据如表，并给I﹣U图象如图丙的A所示；
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
（4）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？ 不同意 ，说出你的理由 灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义，所以不同意该做法 ；
（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 电压表与滑动变阻器并联，电压表测滑动变阻器两端的电压 ；
（6）“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量 小灯泡的电功率 的实验。
【分析】（1）滑动变阻器按照“一上一下”的方法连接，与定值电阻串联；
（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；
（3）灯丝突然烧断，灯泡断路，电压表串联接入电路，此时电压表测量电源电压，据此分析电压表示数变化；
（4）灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义；
（5）电压表并联在灯泡两端时，随着电流的增大，灯泡两端的电压增大，根据串联电路电压的特点，变阻器两端的电压会随之减小；
（6）该实验测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据P＝UI可知用“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量电功率的实验。
【解答】解：（1）滑动变阻器按照“一上一下”的方法连接，与定值电阻串联；如图：
；
（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即A端；使电路中的电流在开始测量时最小；
（3）电流表选小量程，分度值为0.02A，读数为0.26A；
灯丝突然烧断，灯泡断路，电压表串联接入电路，此时电压表测量电源电压，所以电压表示数变大；
（4）灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义，所以不同意该做法；
（5）图中的B图象，随着电流的增大，由欧姆定律可知，灯泡两端的电压增大，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压减小，因此电压表接在了滑动变阻器两端；
（6）该实验测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据P＝UI可知用“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量电功率的实验。
故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）0.26；变大；（4）不同意；灯泡的电阻受温度影响很大，计算灯泡的平均值没有意义；（5）电压表与滑动变阻器并联，电压表测滑动变阻器两端的电压；（6）小灯泡的电功率。
【点评】本题是测灯泡电阻的实验，考查了连接实物电路、电流表的读数等，同时也考查了串联电路的规律和对图象的分析，综合性较强。
25．（8分）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干；若实验室只有：R1（10Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（200Ω 0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）将图甲中实物图补充完整（要求滑动变阻器滑片向右移动电压表示数减小）；
（2）通过估算，滑动变阻器应选择 R2 （选填“R1”“R2”或“R3”）；
（3）小华闭合开关，移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙）为 2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 A （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W；
（4）当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1，当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2，分析图象发现，P1 大于 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；若小华同学将该灯泡与20Ω的定值电阻串联后直接接在4.5V的电源上，那么小灯泡的实际功率为 0.225 W；
（5）根据实验测量结果绘制该小灯泡的电功率P随通过它的电流平方I2或与它两端电压平方U2变化的图象，下列图像正确的是 C 。
【分析】（1）根据滑片向右移动，电压表的示数变小，根据串联电路的分压作用确定出滑动变阻器的下接线柱；
（2）已知灯泡正常发光时的电压和正常发光时灯丝电阻，由欧姆定律得出灯的额定电流；电源电压恒为6V，根据串联电路电压的规律得出灯正常发光时滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律I＝求出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻，考虑到电流因素，确定选用的滑动变阻器的规格选择；
（3）根据电压表选用小量程确定分度值读数；
灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
根据图丙可知灯在额定电压下的电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率；
（4）由图丙知灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A；
根据作图法，可知当灯泡实际电压为额定电压一半时对应的电流，根据P＝UI得出此时灯的实际功率，
同理，得出当灯泡实际电流为额定电流一半时对应灯的电压为1V，根据P＝UI得出此时灯的实际功率，据此比较大小；
（5）根据图丙知，电流与电压的关系为一曲线，即电阻是变化的，灯的电阻随温度的升高而变大，
①根据P＝I2R分析；
②根据P＝分析。
【解答】解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，电压表的示数减小，根据U＝IR知电流表示数变小，由I＝知电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）灯泡正常发光时的电压UL＝2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I灯＝＝＝0.25A＞0.2A；
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由欧姆定律I＝，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2；
（3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，因2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压；
根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是：
P＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由图丙知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A；
当灯泡实际电压为额定电压一半时，即灯的实际电压为1.25V时，对应的电流约为0.13A，如下图所示：
灯的实际功率为：
P1＝U1I1＝1.25V×0.13A＝0.1625W；
当灯泡实际电流为额定电流一半时，即灯电流为0.1A时，对应的灯的电压为1V，灯的实际功率为：
P2＝U2I2＝1V×0.1A＝0.1W；
故P1大于P2；
若将该灯泡与一个20Ω的定值电阻串联直接接在上述4.5V的电源上，由图像可读出当电流I′＝0.15A时，小灯泡两端电压为1.5V，由欧姆定律，此时定值电阻两端电压为：U＝I′R定＝0.15A×20Ω＝3V，此时灯与定值电阻的电压之和刚好等于电源电压（1.5V+3V＝4.5V），故灯的实际功率：
P灯＝U灯I′＝1.5V×0.15A＝0.225W；
（5）由原图知，电流与电压的关系为一曲线，即电阻是变化的，灯的电阻随温度的升高而变大，
①若R不变，根据P＝I2R，P与I2的关系为过原点的直线，
因灯电阻是随温度的升高而变大，P与I2的关系为一曲线，A错误；
通过灯的电流越大，灯的功率越大，功率越大，温度越大，灯的电阻越大，故根据P＝I2R知电功率的变化量大于I2的变化量，故B错误；
②根据P＝，若R不变，功率与电压的平方成正比，功率与电压平方关系为原点直线，
而灯的电阻随温度的升高而变大，故功率与电压的平方不成正比，为一曲线，D错误；
灯的电压越大，通过灯的电流越大，灯的功率越大，功率越大，温度越大，灯的电阻越大，故根据P＝知功率的变化量小于电压平方的变化量，故C正确；
故选：C。
故答案为：（1）见上图；（2）R2；（3）2.2；A；0.5；（4）大于；0.225；（5）C。
【点评】本题测量小灯泡额定功率，考查器材的选择、故障分析、操作过程、功率公式的运用、影响电阻大小的因素及串联电路的规律和欧姆定律的运用，综合性强，难度较大。
26．（8分）迈克尔•法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图1所示。他在日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。”
（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，完成电路的连接。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是 远离外界磁场，在无风的室内进行实验 。
（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图2的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是 从上到下 （填从下往上或从上往下）。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动 。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与 磁场方向 有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与 导体切割磁感线运动的方向 有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是 相反 （填相同或相反）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！
【分析】（1）根据题目的条件进行电路图的连接。
（2）为了避免外界的环境对实验的影响，应该远离外界磁场，无风的环境。
（3）①根据电流方向的规定和电源的正负极进行分析。
②产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
③感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。
④实验表明：通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
【解答】解：（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，作图如下：
。
（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是：远离外界磁场，在无风的室内进行实验。
（3）①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是从上到下。
②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动。
③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与磁场方向有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反。
故答案为：（1）；（2）远离外界磁场，在无风的室内进行实验；（3）①从上到下；②闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动；③磁场方向；导体切割磁感线运动的方向；④相反。
【点评】知道产生感应电流的条件；知道影响感应电流方向的因素。
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