河南省郑州市登封市徐庄乡联合中学2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试卷

这是一份河南省郑州市登封市徐庄乡联合中学2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试卷，共21页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）唐诗宋词是中华民族的艺术瑰宝，很多诗词中都蕴含着物理知识，“遥知不是雪 ；将两个铅柱底面削平、削干净，紧压后它们很难被拉开，说明分子间存在 。
2．（2分）2020年6月23日上午9时43分，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，送卫星升空的长征三号乙运载火箭使用的燃料是液态氢 大。
2017年5月18日，我国实现全球首次海域可燃冰试采成功。1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是 J。[q天然气＝3.6×107J/m3]
3．（3分）2018年4月2日，我国“天宫一号”空间站完成使命，坠入大气层，化成一身绚烂，划过美丽星空，其机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），它“化成一身绚烂，划过美丽星空”是因为摩擦使它的内能 （选填“增大”或“减小”），其能量转化与四冲程内燃机的 冲程相同。
4．（2分）程程家的电能表如图所示，她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以再接入 盏“220V 60W“的白炽灯同时工作；程程将某家用电器单独接在该电能表上正常工作10min电能表上的转盘转了320转，该家用电器的额定功率是 W。
5．（3分）标有“6V 1.5W“的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来接在12V的电源两端，此时每个灯泡的电阻为 Ω，每只灯泡的实际功率为 W，如果该电路通电2分钟，电路消耗的电能为 J。
6．（2分）某些物质在温度很低时， 变为零，这就是超导现象。电子研发中心能够制造出常温下的超导体，它可以在 （选填序号：A.用作电吹风的电热丝，B.用作滑动变阻器的线圈，C.用作输电线中的电缆）情境中得到应用。
二、选择题（本题共8小题，每小题3分，共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13~14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1.5分，有错选的得0分）
7．（3分）在新冠肺炎疫情防控阻击战中，英雄的中国人民团结一心，勇敢坚毅（ ）
A．新冠病毒（COVID﹣19）的直径约为0.1mm
B．人体的正常温度约为37℃
C．手持测温仪的工作电压约为220V
D．手持测温仪的电源电压为6V，需要三节蓄电池并联获得
8．（3分）甲、乙、丙三个轻质小球相互作用的情况如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．如果甲带正电，乙可能不带电
B．如果甲带正电，丙一定带负电
C．如果甲带负电，丙一定带负电
D．如果甲带负电，丙可能不带电
9．（3分）如图是小浩设计的温度测量仪的电路，R1是定值电阻，R2是阻值随环境温度升高而减小的热敏电阻，当环境温度降低时（ ）
A．电压表V1的示数增大B．电压表V2的示数增大
C．电流表的示数增大D．电路的总功率增大
10．（3分）关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．一个物体温度降低了，一定是放热了
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一块0℃的冰一定小于同等质量0℃的水的内能
D．升高相同温度时，吸收热量多的物体比热容一定大
11．（3分）小明家里的一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，分别在如图a、b、c、d四个位置进行测量，测电笔均能发光。则电路故障是（ ）
A．a点与火线之间断路B．a点与b点之间断路
C．c点与d点之间断路D．d点与零线之间断路
12．（3分）在家庭用电中，我们必须要有安全用电意识，也要懂得安全用电的常识，以下做法错误的是（ ）
A．不靠近高压带电体
B．不弄湿用电器，不损坏绝缘层
C．更换灯泡、挪动电器前，应先断开电源开关
D．有人发生触电事故时，可以直接用手去拉触电者进行施救
（多选）13．（3分）如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）
A．甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度比左侧的低
C．乙装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．甲，乙两次实验都应用了控制变量法
（多选）14．（3分）如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的（ ）
A．小灯泡正常发光的电阻为6Ω
B．滑动变阻器的最大阻值为6Ω
C．滑片向左移动时，电压表与电流表示数的比值不变
D．该电路总功率变化范围为12W～24W
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）如图所示，用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中。
16．（2分）如图所示，根据小磁针的指向，在图中标出电源的正负极
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共19分）
17．（4分）研究性学习小组的同学用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件。
（1）实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体 （选填“有”或“无”）感应电流。
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
（4）磁场方向和切割磁感线的方向同时改变，产生的感应电流的方向 （选填“改变或“不改变”）。
18．（6分）小义用如图所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力，记录的数据如下表：
（1）在两个相同的烧杯中加入初温和 相同的水和煤油。
（2）实验所采取的方法是：选择相同规格的电加热器，认为在相同时间内水和煤油 相同，通过比较 可以完成实验探究。
（3）分析实验数据可知，若水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 J/（kg•℃）。
（4）若加热到相同的温度后停止加热，冷却相同时间后 （选填“水”或“煤油”，下同）的末温高，所以我们认为 的吸热能力强。
19．（8分）竞一同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电功率，
于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，他发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，其故障原因可能是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示 A，小灯泡正常工作时的电功率是 W。
（4）完成上述实验后，爱思考的小松同学向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，请你帮他完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点 （选填“1”或“2”），移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数U0＝ V。
②保持滑片的位置不动，将开关S2拨到另一个触点，读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。（用已知量和测量量的字母表示）
五、综合应用题（本题共1小题，每小题10分，共10分）
20．（10分）2020年，我国脱贫攻坚工作夺取了全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小五家电热水壶的简化电路图如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水壶部分参数如表所示。
（1）电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 相连，电热水壶是利用电流的 来工作的。电热水壶在加热状态下正常工作，将4kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（2）在（1）问加热情况下，电热水壶正常工作了840s
（3）电热丝R2的阻值是多少？
2022-2023学年河南省郑州市登封市徐庄初中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）唐诗宋词是中华民族的艺术瑰宝，很多诗词中都蕴含着物理知识，“遥知不是雪 无规则运动 ；将两个铅柱底面削平、削干净，紧压后它们很难被拉开，说明分子间存在 引力 。
【答案】无规则运动；引力。
【解答】解：能闻到花的香味，是因为花中含有香味的分子在不断的运动。因此“遥知不是雪；
组成物质的分子间存在相互作用的引力，两块表面干净的光滑铅块压紧后，证明了物体的分子间有引力。
故答案为：无规则运动；引力。
2．（2分）2020年6月23日上午9时43分，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，送卫星升空的长征三号乙运载火箭使用的燃料是液态氢 热值 大。
2017年5月18日，我国实现全球首次海域可燃冰试采成功。1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是 6.3×109 J。[q天然气＝3.6×107J/m3]
【答案】热值；6.3×109。
【解答】解：（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，可以释放出更多的热量；
（2）1m3可燃冰可以释放出175m5的天然气，
这些天然气完全燃烧产生热量：Q放＝Vq天然气＝175m3×3.5×107J/m3＝4.3×109J。
故答案为：热值；8.3×109。
3．（3分）2018年4月2日，我国“天宫一号”空间站完成使命，坠入大气层，化成一身绚烂，划过美丽星空，其机械能 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”），它“化成一身绚烂，划过美丽星空”是因为摩擦使它的内能 增大 （选填“增大”或“减小”），其能量转化与四冲程内燃机的 压缩 冲程相同。
【答案】减小；增大；压缩。
【解答】解：
“天宫一号”坠落的过程中，要克服空气阻力做功，它的机械能减小；
在热机的压缩冲程中，机械能转化为内能。
故答案为：减小；增大。
4．（2分）程程家的电能表如图所示，她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以再接入 50 盏“220V 60W“的白炽灯同时工作；程程将某家用电器单独接在该电能表上正常工作10min电能表上的转盘转了320转，该家用电器的额定功率是 600 W。
【答案】50；600
【解答】解：
（1）由电能表的参数可知，工作电压为U＝220V，
电能表允许接入用电器的最大总功率：P大＝UI＝220V×30A＝6600W，
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，
则最多还可以同时连接用电器的功率为6600W﹣3600W＝3000W；
所以还可以装入的白炽灯为n＝＝50。
（2）3200imp/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3200转，
电能表上的转盘转320转时，饮水机消耗的电能：W＝0.1kW•h，
饮水机的实际功率：P＝＝＝0.5kW＝600W。
因为饮水机正常工作，所以饮水机的实际功率等于额定功率。
故答案为：50；600。
5．（3分）标有“6V 1.5W“的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来接在12V的电源两端，此时每个灯泡的电阻为 20 Ω，每只灯泡的实际功率为 0.8 W，如果该电路通电2分钟，电路消耗的电能为 288 J。
【答案】20；0.8；288。
【解答】解：因为三只灯泡串联且规格相同，
所以它们的电流和电阻都相同，即这三只灯泡两端分得的电压都相同，
所以三只灯泡串联接在12V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为U＝4V；
由图象可知，当U＝4V时，
则小灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω，
小灯泡的实际电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝8.8W；
该电路通电2分钟，电路消耗的电能为：
W＝UIt＝12V×2.2A×2×60s＝288J。
故答案为：20；3.8。
6．（2分）某些物质在温度很低时， 电阻 变为零，这就是超导现象。电子研发中心能够制造出常温下的超导体，它可以在 C （选填序号：A.用作电吹风的电热丝，B.用作滑动变阻器的线圈，C.用作输电线中的电缆）情境中得到应用。
【答案】电阻；C。
【解答】解：当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零；
超导体电阻是零，所以超导体不会将电能转化成内能。利用电流热效应工作的电器设备以及滑动变阻器都不能用超导材料制作，所以用于发电，可以大大降低电能的损耗。
故答案为：电阻；C。
二、选择题（本题共8小题，每小题3分，共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13~14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1.5分，有错选的得0分）
7．（3分）在新冠肺炎疫情防控阻击战中，英雄的中国人民团结一心，勇敢坚毅（ ）
A．新冠病毒（COVID﹣19）的直径约为0.1mm
B．人体的正常温度约为37℃
C．手持测温仪的工作电压约为220V
D．手持测温仪的电源电压为6V，需要三节蓄电池并联获得
【答案】B
【解答】解：A、新冠病毒2019﹣nCV的直径约为0.1μm；
B、正常情况下，变化幅度很小；
C、手持测温仪的工作电压约7～12V；
D、手持测温仪的电源电压为6V。故D不符合实际。
故选：B。
8．（3分）甲、乙、丙三个轻质小球相互作用的情况如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．如果甲带正电，乙可能不带电
B．如果甲带正电，丙一定带负电
C．如果甲带负电，丙一定带负电
D．如果甲带负电，丙可能不带电
【答案】B
【解答】解：根据图示可知，乙、丙相互排斥、丙一定带同种电荷；甲，说明甲，或甲不带电；
AB、根据上述分析可知，乙一定带负电，故A正确；
CD、根据上述分析可知，乙一定带正电，故CD错误。
故选：B。
9．（3分）如图是小浩设计的温度测量仪的电路，R1是定值电阻，R2是阻值随环境温度升高而减小的热敏电阻，当环境温度降低时（ ）
A．电压表V1的示数增大B．电压表V2的示数增大
C．电流表的示数增大D．电路的总功率增大
【答案】B
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V4测R1两端的电压，电压表V2测R5两端的电压，电流表测电路中的电流。
因热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，
所以，当R2的温度随环境温度降低时，R2的阻值变大，电路的总电阻变大，
由I＝可知，即电流表的示数减小；
由U＝IR可知，定值电阻R1两端的电压变小，即电压表V1的示数减小，故A错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R5两端的电压变大，即电压表V2的示数增大，故B正确；
根据P＝UI可知，电源电压不变，则总功率减小。
故选：B。
10．（3分）关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．一个物体温度降低了，一定是放热了
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一块0℃的冰一定小于同等质量0℃的水的内能
D．升高相同温度时，吸收热量多的物体比热容一定大
【答案】C
【解答】解：
A、一个物体温度降低了，也可能是物体放出了热量。
B、一个物体吸收了热量，如晶体熔化，都要吸收热量；故B错误。
C、一块0℃的冰与同等质量0℃的水的温度相同，状态不同，所以一块2℃的冰一定小于同等质量0℃的水的内能；
D、比热容是物质的一种特性；比热容与物质的种类，与物体质量大小、吸放热多少都没有关系，升高相同温度时，则吸收热量越多的物体比热容不一定大。
故选：C。
11．（3分）小明家里的一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，分别在如图a、b、c、d四个位置进行测量，测电笔均能发光。则电路故障是（ ）
A．a点与火线之间断路B．a点与b点之间断路
C．c点与d点之间断路D．d点与零线之间断路
【答案】D
【解答】解：小明家里的一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，这表明电路出现了断路故障；a、b、c，说明这四点与火线是接通的，即d点与零线之间断路。
故选：D。
12．（3分）在家庭用电中，我们必须要有安全用电意识，也要懂得安全用电的常识，以下做法错误的是（ ）
A．不靠近高压带电体
B．不弄湿用电器，不损坏绝缘层
C．更换灯泡、挪动电器前，应先断开电源开关
D．有人发生触电事故时，可以直接用手去拉触电者进行施救
【答案】D
【解答】解：A、不接触低压带电体，符合安全用电原则；
B、弄湿用电器，从而造成触电事故；
C、更换灯泡，切断电源可以保证金属部分不带电；
D、遇到有人触电，避免救治的人触电。
故选：D。
（多选）13．（3分）如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）
A．甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度比左侧的低
C．乙装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．甲，乙两次实验都应用了控制变量法
【答案】BD
【解答】解：
A、甲实验两电阻丝串联，右侧电阻阻值大2Rt可知，右侧电阻产生热量多，故A错误；
BC、乙实验中一个5Ω的电阻与两个2Ω的电阻并联后再串联，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系4Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多；因此通电一段时间后，故B正确；
D、Q与I，甲实验电阻丝串联，是探究电热与电阻关系的，容器内的电阻和通电时间均相同，都用到控制变量法。
故选：BD。
（多选）14．（3分）如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的（ ）
A．小灯泡正常发光的电阻为6Ω
B．滑动变阻器的最大阻值为6Ω
C．滑片向左移动时，电压表与电流表示数的比值不变
D．该电路总功率变化范围为12W～24W
【答案】AD
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电流表的示数最大，
由图象可知，电源的电压U＝UL＝12V，电流表的示数Imax＝IL＝2.0A，此时灯泡正常发光可得L＝＝＝6Ω；
（2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，小灯泡的电功率最小，
由图象可知，灯泡两端的电压UL′＝4V，通过的最小电流Imin＝IL′＝1.0A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R＝U﹣UL′＝12V﹣3V＝9V，
因串联电路中各处的电流相等，所以可得＝＝＝9Ω；
（3）根据图乙可知，灯泡的阻值随温度的升高而增大，电路电流变大，即灯丝的阻值变大，因此比值变大；
（4）电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝12V×2.0A＝24W，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝12V×1.3A＝12W，
因此，电路总功率变化范围为12W～24W。
故选：AD。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）如图所示，用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：首先辨别上面三根线地线、火线。
（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡。
（2）安装安全用电原则，上孔接地线；右孔接火线。
故答案为：
16．（2分）如图所示，根据小磁针的指向，在图中标出电源的正负极
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）已知小磁针静止时左端为N极，右端为S极，螺线管右端为S极；根据安培定则，大拇指指向N极，则电源右端为正极；
（2）磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极；
如图：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共19分）
17．（4分）研究性学习小组的同学用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件。
（1）实验中，通过观察 灵敏电流表指针是否偏转 来判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体 有 （选填“有”或“无”）感应电流。
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 切割磁感线 运动时，导体中就会产生感应电流。
（4）磁场方向和切割磁感线的方向同时改变，产生的感应电流的方向 不改变 （选填“改变或“不改变”）。
【答案】（1）灵敏电流表指针是否偏转；（2）有；（3）切割磁感线；（4）不改变
【解答】解：（1）实验中，通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在，否则电路中没有感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，相当于导体做切割磁感线运动；
（3）据该实验可知，该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，导体中就会产生感应电流；
（4）感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向来决定的，改变导体的运动方向可以改变感应电流的方向，但磁场方向和切割磁感线的方向同时改变产生的感应电流的方向就不会改变；
故答案为：（1）灵敏电流表指针是否偏转；（2）有；（4）不改变。
18．（6分）小义用如图所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力，记录的数据如下表：
（1）在两个相同的烧杯中加入初温和 质量 相同的水和煤油。
（2）实验所采取的方法是：选择相同规格的电加热器，认为在相同时间内水和煤油 吸热 相同，通过比较 升高的温度 可以完成实验探究。
（3）分析实验数据可知，若水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。
（4）若加热到相同的温度后停止加热，冷却相同时间后 水 （选填“水”或“煤油”，下同）的末温高，所以我们认为 水 的吸热能力强。
【答案】（1）质量；（2）吸热；升高的温度；（3）2.1×103；（4）水；水。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同；
（2）实验所采取的方法是：选择相同规格的电加热器，由转换法，通过比较升高的温度可以完成实验探究；
（3）由表中数据，加热4分钟
24℃﹣20℃＝4℃；
煤油升高的温度为：
28℃﹣20℃＝4℃；
根据Q＝cmΔt，在质量和吸热相同的情况下，则煤油的比热容是：
c＝×5.2×103J/（kg•℃）＝8.1×103J/（kg•℃）；
（4）因质量相同的水和煤油加热相同时间，水升温慢，冷却相同时间后水降温也慢，由比较吸热能力的方法。
故答案为：（1）质量；（2）吸热；（3）7.1×103；（4）水；水。
19．（8分）竞一同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电功率，
于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，他发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，其故障原因可能是 灯泡或电压表短路 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示 0.38 A，小灯泡正常工作时的电功率是 1.444 W。
（4）完成上述实验后，爱思考的小松同学向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，请你帮他完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点 2 （选填“1”或“2”），移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数U0＝ 3.8 V。
②保持滑片的位置不动，将开关S2拨到另一个触点，读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 3.8V× 。（用已知量和测量量的字母表示）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，灯的额定电压为3.8V，如下所示：
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电路为通路，电压表无示数；
（3）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，电流表选用小量程，读数为5.38A；
（4）实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点4，移动滑动变阻器的滑片0＝3.7V；
②保持滑片的位置不动，将开关S2拨到另一个触点，读出电压表的示数为U；
③在①中，电压表测灯的电压，故灯正常发光；
在②中，电压表测灯与R0的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，根据串联电路电压的规律定＝U﹣7.8V，由欧姆定律I＝
I灯＝＝，
小灯泡的额定功率：
P额＝U3额I灯＝3.8V×。
故答案为：（1）如上所示；（2）灯泡或电压表短路；4.444；3.8。
五、综合应用题（本题共1小题，每小题10分，共10分）
20．（10分）2020年，我国脱贫攻坚工作夺取了全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小五家电热水壶的简化电路图如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水壶部分参数如表所示。
（1）电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 大地 相连，电热水壶是利用电流的 热效应 来工作的。电热水壶在加热状态下正常工作，将4kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（2）在（1）问加热情况下，电热水壶正常工作了840s
（3）电热丝R2的阻值是多少？
【答案】（1）大地；热效应；饮水机在加热状态下正常工作，将4kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是1.344×106J；
（2）消耗了1.68×106J的电能，加热效率是80%；
（3）电热丝R2的阻值是30.25Ω
【解答】解：（1）三脚插头较长的脚与电水壶的金属外壳相连，通过三孔插座与大地相连；
电热水壶是利用电流的热效应工作的；
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（ t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝5.344×106J；
（2）由P＝可得
W＝P加热t＝2000W×840s＝1.68×104J，
饮水机加热的效率为：η＝×100%＝；
（3）当只闭合S时，只有R3工作，饮水机处于保温状态，
当S、S1同时闭合时，两电阻并联，
因电路的总功率等于电阻功率之和，
所以，R2的电功率：P5＝P加热﹣P保温＝2000W﹣400W＝1600W，
由P＝UI＝可得电阻R2的阻值：
R8＝＝＝30.25Ω。
答：（1）大地；热效应，将4kg的水从20℃加热至100℃6J；
（2）消耗了4.68×106J的电能，加热效率是80%；
（3）电热丝R2的阻值是30.25Ω。加热时间/min
0
1
2
3
4
煤油的温度/℃
20
22
24
26
28
水的温度/℃
20
21
22
23
24
额定电压
220V
额定功率
加热功率
2000W
保温功率
400W
容量
2.5L
加热时间/min
0
1
2
3
4
煤油的温度/℃
20
22
24
26
28
水的温度/℃
20
21
22
23
24
额定电压
220V
额定功率
加热功率
2000W
保温功率
400W
容量
2.5L