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2023-2024学年辽宁省沈阳市康平县九年级上学期物理期末试题及答案
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这是一份2023-2024学年辽宁省沈阳市康平县九年级上学期物理期末试题及答案，共24页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. “估测”是学习物理必备的能力，小明同学对以下物理量估测合理的是（ ）
A. 家用空调工作10小时消耗的电能约
B. 电饭锅加热功率约为100W
C. 家用冰箱电流约为1A
D. 一节铅蓄电池的电压是36V
【答案】C
【解析】
【详解】A．家用空调的功率约为1000W，工作10小时消耗的电能为
故A不符合题意；
B．电饭锅加热功率较大，约为1800W，故B不符合题意；
C．家用冰箱是间歇性工作，工作时的电流约为1A，故C符合题意；
D．一节铅蓄电池的电压是2V，故D不符合题意；
故选C。
2. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定
D. 物理学中规定：电子的定向移动方向为电流的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．验电器根据同种电荷相互排斥的原理制成的，故A错误；
B．金属靠带负电荷的自由电子导电，故B正确；
C．导体电阻是导体本身的一种性质，由导体的材料、长度与横截面积决定，与导体两端的电压与流过导体的电流无关，故C错误；
D．物理学中规定：正电荷的定向移动方向为电流的方向，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，小明将A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成土豆电池，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。以下关于电路的理解正确的是（ ）
A. 若断开开关，A、B两金属片间没有电压
B. 土豆电池供电时是电能转化为化学能
C. 发光二极管是由绝缘体材料制成的
D. 电流从“电池”的A金属片流出经过二极管回到金属片B
【答案】D
【解析】
【详解】A．如图，土豆是电池，断开开关S，电源两端还是有电压，故A错误；
B．土豆电池供电时将化学能转化为电能，故B错误；
C．发光二极管是由半导体材料制成的，故C错误；
D．电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，故A为土豆电池的正极，B为负极；在电源外部，电流从正极流出，流回负极，故D正确。
故选D。
4. 某家庭电路如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 若将开关和灯互换位置，仍符合安全用电原则
B. 若保险丝熔断，则可能是三孔插座内短路引起的
C. 电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D. 若进户零线断路会导致闭合开关S后灯不亮，此时试电笔测三孔插座的左孔时氖管发光
【答案】A
【解析】
【详解】A．若将开关和灯泡位置互换，断开开关，灯泡仍然和火线相连，则容易使人触电，不符合安全用电原则，A说法错误，故A符合题意；
B．当用电器的总功率过大或发生短路时，电路中的电流过大，保险丝会熔断，B说法正确，故B不符合题意；
C．带有金属外壳的用电器使用时必须接地，电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地，C说法正确；故C不符合题意；
D．若进户零线断路，电路其他部分正常，闭合开关S，用试电笔检测插座的左孔，由于左孔通过灯泡与火线接通，所以氖管也会发光，D说法正确，故D不符合题意；
故选A。
5. 如图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态，图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景，图丙是用b棒靠近气球时的情景，则（ ）
A. 气球可能不带电B. 气球带负电
C. b棒可能不带电D. b棒带正电
【答案】C
【解析】
【详解】乙图中，a与气球是相互排斥的，a带正电，则气球带正电；气球与b相互靠近时，会吸引，则b可能带负电，也可能不带电。
故选C。
6. 如图所示电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数不变
B. 电压表V示数变小
C. 电流表示数与电流表示数之差变小
D. 电压表V示数与电流表示数的乘积变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．变阻器与灯并联，电压表测变阻器的电压即电源电压（不变），A1测干路电流，A2测灯的电流，滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过变阻器的电流变大，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，通过灯的电流即A2示数不变，根据并联电路电流的规律，电流表示数变大；故AB错误；
C．电流表示数与电流表示数之差，即通过变阻器的电流，故电流表示数与电流表示数之差变大，故C错误；
D．电压表V示数不变，而电流表示数的变大，故电压表V示数与电流表示数的乘积变大，故D正确。
故选D。
7. 如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像。下列分析正确的是（ ）
A. 若a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
B. t1~t2时间内物质a的温度不变，内能增大
C. 0~t2时间内，c物质的比热容小于b物质的比热容
D. 0~t1时间内，a物质吸收的热量大于b物质
【答案】AB
【解析】
【详解】A．若a、b是同种物质，用相同的加热装置加热，由图像可知，初温相同，但b升温较慢，说明b的质量大于a的质量，故A正确；
B．由图像可知，t1~t2时间内持续加热，物质a内能增加，但温度保持不变，故B正确；
C．由图像可知，0~t2时间内，吸收相同的热量，b物质升温较快，但质量关系不清楚，所以无法比较比热容大小，故C错误；
D．实验中用相同的加热装置加热，相同时间内液体吸热相同，所以0~t1时间内，a物质吸收的热量等于b物质吸收的热量，故D错误。
故选AB。
8. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A. 内能只能从温度高的物体向温度低的物体转移
B. 用做功的方法可以改变物体的内能
C. 汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能
D. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．发生热传递的条件是存在温度差，内能只能从温度高的物体向温度低的物体转移，故A正确；
B．做功和热传递的方法都可以改变物体的内能，二者改变物体的内能是等效的，故B正确；
C．汽油机在压缩冲程活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，缸内气体内能增加，故 C正确；
D．由可知，燃料的热值越大，单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量越多，故D错误。
故选ABC。
9. 如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R的阻值是12Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω
D. 滑片P滑到ab中点时电压表的示数4.5V
【答案】ACD
【解析】
【详解】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电压表测电源两端的电压，其示数最大，由图象可知，电压表的最大示数为9V，即电源的电压
U=9V
故A正确；
B．当滑片位于a端时，由图象可知，电路中的电流
Ia=1.5A
根据欧姆定律计算公式可得，定值电阻R的阻值为
故B错误；
C．当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，由图象可知，电路中的最小电流
Ib=0.5A
R两端的电压为
UR=3V
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
U滑=U-UR=9V-3V=6V
滑动变阻器的最大阻值为
所以，滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω，故C正确；
D．当滑片P滑到ab中点时滑动变阻器接入电路的电阻为
则总电阻
R总=R+R中=6Ω+6Ω=12Ω
电路中的电流为
电压表的示数为
故D正确。
故选ACD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，这是因为活塞压缩气体___________，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在___________。
【答案】 ①. 做功 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]做功可以改变物体的内能，因此活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。
[2]分子间存在着引力和斥力，颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。
11. 在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，小明将长度和横截面积均相同，但材料不同的电阻丝A和电阻丝B按照如图所示的方式连接起来．闭合开关，一段时间后，如果电流通过电阻丝A比电阻丝B产生的热量少，这表明电阻丝____（选填“A”或“B”）的电阻较大，由此可见导体电阻大小与导体的____有关．（不考虑温度对电阻的影响）
【答案】 ①. B ②. 材料
【解析】
【详解】第一空．由图知，电阻丝A和电阻丝B串联，通过它们的电流相等，时间相等，电阻丝A比电阻丝B电阻丝A和电阻丝B产生的热量少，据Q=I2Rt知，RARB,即电阻丝B的电阻较大；
第二空．因长度和横截面积均相同，但材料不同，由此可见导体电阻大小与导体的材料有关．
12. 家庭电路进户的两条输电线，火线和零线可以用试电笔判断。正确使用试电笔时，手指千万不能碰到______（选填“笔尖金属体”或“笔尾金属体”），当氖管发光时______（选填“有”或“没有”）电流通过人体。
【答案】 ①. 笔尖金属体 ②. 有
【解析】
【详解】[1] 正确使用试电笔时，如果用手接触笔尖金属体，笔尖电压高，较大的电流通过人体，人就触电了；如果用手接触笔尾金属体，由于试电笔中有一个阻值很大的电阻，所以通过试电笔的电流很小，也即通过人体的电流很小，所以没有危险。因此正确使用试电笔时，手指干万不能碰到笔尖金属体。
[2]当氖管发光时，火线、试电笔、人体、大地构成闭合的回路，因此有电流通过人体。
13. 用如图所示的装置可探究电流产生热量与电流的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为_______J。若将R3更换为10Ω的电阻，_______（填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。
【答案】 ①. 300 ②. 仍能
【解析】
【详解】[1]由图可知，R1与R3并联后与R2串联，根据串、并联电路电流特点可知，通过R1的电流小于通过 R2的电流，R1和R2电阻相同，所以可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；通电1min，R2产生的热量
[2]探究电流产生热量与电流的关系，需要控制电阻大小和通电时间相同，改变电流的大小。若将R3更换为10Ω的电阻，电阻的R3仍能与R1分流，通过R1的电流仍小于通过 R2的电流，仍能完成该实验探究。
14. 如图是小吴家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过_______W。小吴将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，电能表转盘转了_______转。
【答案】 ①. 4400 ②. 240
【解析】
【详解】[1]由电能表表盘可知，电能表工作的最大电流为20A，同时使用的用电器的最大总功率
他家同时使用的用电器总功率不能超过4400W。
[2]将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，消耗的电能
由表盘可知，用电器消耗电能，电能表表盘转600r，将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，电能表转盘的转数
15. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表V2的示数_______（填“变大”、“不变”或“变小”）；可求得电源电压为_______V。
【答案】 ①. 变小 ②. 9
【解析】
【详解】[1]由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据知，定值电阻的电流与电压成正比，故定值电阻R1的关系图像是B；当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电路的总电阻变小，根据知，电路中的电流变大，而定值电阻的电压，是变大的；根据串联电路的总电压等于各用电器电压之和，电压表V2的示数
电源电压不变，U1变大，则U2变小。
[2]当电路中电流为0.2A时，两个电阻的电压分别为4V和5V，则电源电压
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 汽车的座椅和安全带插口相当于一个开关，人坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮；将安全带插入插口时（这时插口开关闭合），指示灯又熄灭。请将如图示的元件连接成一个符合安全要求的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】人坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮，说明指示灯与座椅开关串联；将安全带插头插入插口时，指示灯灭，说明安全带开关与指示灯并联；R0是保护电阻，应串联在电路中，保证不会出现电源短路，如图
17. 在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线连接完整。要求：①电压表测小灯泡两端电压；②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮。
【答案】
【解析】
【详解】电压表测小灯泡两端电压，所以电压表应与灯泡并联，电源为两节干电池，则灯泡两端电压不超过3V，因此选择0~3V量程；闭合开关S，滑动变阻器能改变小灯亮度，说明滑动变阻器与灯泡串联，且向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮，说明电路是电流变大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻变小，则应将变阻器的b接线柱接入电路，如图所示：
四、实验题（本题4小题，共24分）
18. 在实验课上，为比较不同物质吸热的情况，各实验小组用如图甲所示的实验装置完成实验。（实验过程中水和食用油的温度均未达到沸点）[c=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）小明设计的实验表格如下，在表格中横线处补全缺少的项目；
（2）为了测量水和食用油的质量，小明先将天平放在______桌面上，再用调好的天平测出质量相等的水和食用油；
（3）在实验中，小明选用了相同的电加热器，加热时间越长，物质吸收的热量越______；
（4）小明看到另一组同学在加热时间相同时，质量相等的水和食用油相比，水温始终比油温升得快。由此可判断出，放入水中的电加热器实际功率______（选填“大”或“小”）；
（5）小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像；
①由图乙可知，______吸热能力较强；
②选取的水和食用油质量均为200g，则食用油在0~4min吸收的热量是______J。
【答案】 ①. 末温/℃ ②. 水平 ③. 多 ④. 大 ⑤. 水 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]比较不同物质吸热的情况，实验中可以取相同质量的水和食用油，升高相同的温度，比较加热时间，或吸收相同的热量，比较升高的温度，实验都需要记录水和食用油的初温度，末温度以及升高的温度，所以表格中应填“末温/℃”。
（2）[2]用天平测量质量时，需要将天平放在水平台上，再用调好的天平测出质量相等的水和食用油。
（3）[3]实验中使用相同的加热器，相同时间内水和食用油吸收热量相同。故可以通过比较加热时间来反应吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多，这用到了转换法。
（4）[4]水的比热容大于油的比热容，质量相等的水和食用油，水温始终比油温升得快，根据说明相同时间内水吸收的热量比食用油多，根据知，放入水中的电加热器实际功率更大。
（5）①[5]由图乙可知，在加热时间相同时，即吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，食用油的温度变化较大，说明水的吸热能力强。
②[6]相同时间内水和食用油吸收热量相同，水在0~4min温度从升高到，则食用油在0~4min吸收的热量为
19. 在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻，电压恒为6V的电源，“40Ω 1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。
（1）闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，则电路存在的故障可能是定值电阻_______（选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”。
①当电压表的示数为2.8V时，电流表示数如图丙所示，为_______A；实验小组记录的数据见表格，小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，这组数据对应的实验次序是_______；
②分析正确数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，_______。
（3）接着小红继续按照图甲所示的电路，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻单独接入电路，探究“电流与电阻的关系”。
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变，她用5Ω的电阻完成实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关，换上10Ω的电阻，闭合开关后，为了使电阻两端的电压恢复到2V，此时应将滑片适当向_______（选填“左”或“右”）调；
②小红发现当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V，为了完成实验，她可以适当的_______（选填“增大”或“减小”）电源电压。
【答案】 ①. 断路 ②. 0.28 ③. 1 ④. 当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ⑤. 左 ⑥. 减小
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，此时电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数满偏，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，故障可能是与电压表并联的电路断路了，即定值电阻断路。
（2）①[2]当电压表示数为2.8V时，电流表如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.28A。
[3]由表中第1次实验数据可知，当定值电阻两端电压为1V，通过定值电阻的电流为0.1A，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
大于本实验提供的滑动变阻器最大阻值，故这组不符合实际的实验序号是1。
②[4]分析表格中的数据，除了第1组数据，其他五组数据可知，电压与电流的比值为一个固定值10，可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（3）①[5]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，即增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向左滑动，直到电压表的示数为2V。
②[6]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω，而滑动变阻器最大阻值为40Ω，故当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V。
设电源电压为，由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，对应的电源电压最大，即
电源电压最大为，故为了完成实验，她可以适当地减小电源电压。
20. 小平同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
（1）先将滑动变阻器的滑片P移到最_______（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器滑片P时，电流表示数变大，电压表示数变小，你认为电路连接中存在的错误是_______；
（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量，在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，其示数为_______A；
（4）根据三次实验数据可得，定值电阻Rx阻值为_______Ω；（结果保留一位小数）
（5）将电阻Rx换成小灯泡重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大原因可能是_______。
（6）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0该同学设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，根据表格完成下面内容。
①闭合S断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②_______，用电压表测出电源的电压U；
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx=_______。
【答案】 ①. 右 ②. 电压表并联在滑动变阻器的两端 ③. 0.5 ④. 4.9 ⑤. 灯泡的电阻受温度的影响 ⑥. 闭合开关S、S1 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]为保护电路，按图甲连接电路时，应先断开开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端。
（2）[2]闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变大，根据可知，待测电阻的电压变大，由串联电路电压的规律可知，变阻器的电压变小，已知电压表的示数变小，故电路连接中存在的错误是：电压表并联在滑动变阻器的两端。
（3）[3]在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，电流表选用量程，分度值为0.02A，其示数为0.5A。
（4）[4]根据表中数据，由欧姆定律可得，第3次实验测得的电阻值
为减小误差，取平均值作为测量结果，根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为
（5）[5]因灯泡的电阻受温度的影响，故将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大，原因是：灯泡两端的电压不同时，灯泡的亮度不同，灯丝的的温度不同，因此电阻不同。
（6）①闭合S断开S1，两电阻串联接入电路，电压表与待测电阻并联接入电路，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②[6]闭合S、S1，电路为待测电路简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③[7]串联电路总电压等于各部分电压之和，则两电阻串联接入电路时，定值电阻两端的电压
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得，通过电路的电流
则待测电阻Rx的表达式
21. 小明和小丽利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着材料与长度均相同的金属丝，已知R甲较小，则两根金属丝中横截面积较大的是_______（选填“甲”或“乙”）；
（2）实验中，小明和小丽发现乙烧瓶中温度计的示数升高较快，这表明：在电流及通电时间相等的情况下，导体的_______越大，产生的热量越多；
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量、温度均相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻_______（选填“相等”或“不相等”）；水和煤油吸热的多少是通过_______来反映的。（选填“温度计示数”或“通电时间”），该处用到的研究方法是_______。
【答案】 ①. 甲 ②. 乙 ③. 相等 ④. 通电时间 ⑤. 转换
【解析】
【详解】（1）[1]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，材料与长度相同时，横截面积越大，电阻越小；两电阻的材料和长度相同，已知甲电阻比乙电阻小，所以甲金属丝的横截面积大。
（2）[2]烧瓶中两电阻串联，电流、通电时间相等，由焦耳定律得，两个烧瓶装有等质量的煤油，乙瓶中的温度计示数升高较快，说明乙烧瓶电热丝产生的热量较多，因此乙瓶中的金属丝电阻大，在相同时间产生的热量多。
（3）[3][4][5]要比较水和煤油的比热容，则应让烧瓶中装等质量的水和煤油，加热相同的时间，让水和煤油吸收的热量相等，由水和煤油温度的变化大小得出比热容的大小关系；故在其中一个烧瓶中用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大；实验中通过加热时间表示液体吸收热量多少，利用了转换法。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图甲是定值电阻R0和有“6V 6W”灯泡L的信息图象，将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器R最大阻值为8Ω，当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为lW，求：
(1)R0的阻值；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量；
(3)电源电压；
(3)电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)10Ω；(2)600J；(3)6V；(4)9.6W
【解析】
【详解】(1)根据图甲知，2V时，通过R0的电流为0.2A，根据欧姆定律得R0的电阻
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量等于电流做的功，即
(3)当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，灯泡L的实际功率为lW，由结合图甲可得，此时
UL=2V，IL=0.5A
根据可得滑动变阻器两端的电压
电源电压等于灯泡L的电压与R两端的电压之和，即电源电压为
(4)电源电压为6V，当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路电阻最小，灯与R0并联，两端电压都为6V，此时功率最大；灯正确工作，功率为6W；R0的功率为
电路消耗的最大电功率
答：(1)R0的阻值是10Ω；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量是600J；
(3)电源电压是6V；
(3)电路消耗的最大电功率是9.6W。
【点睛】重点是欧姆定律和电功率的计算，注意熟练应用串、并联电路的电压和电流特点，都是电路的最基本规律，另外把电路图读懂是关键，要清楚不同的开关闭合时电路的连接情况。
23. 如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、、均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：
（1）由得，电热毯在恒温挡时的电流
（2）当开关S接1，滑片在最右端时，电路中只有工作，为调温档最大功率100W；由
得
当开关S接1，滑片在最左端时，可变电阻R达到最大阻值，与串联，为调温档最小功率50W；由得，电路的总电阻
滑动变阻器的最大阻值
（3）水的温度由20℃升高到50℃吸收的热量
因为不计热损失，所以消耗的电能
由得，需要的时间
答：（1）电热毯在恒温档时的电流为；
（2）可变电阻R的最大阻值为；
（3）若用最大功率加热，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃的时间为。
24. 阅读短文，回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”，如图1所示。它既可以通过骑行者踩脚踏板获得能量；也可以通过电源直接给锂电池充电获得能量，骑行者踩脚踏板的动能，经转化后存储在锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化为动能，以此驱动自行车前进某款电动自行车相关参数如表格所示，为了保证该车的续航能力，采用了能量密度大的锂电池，其能量密度（能量密度为存储能量与电池质量的比值）达。
为确保使用安全，此类自行车配置的充电器都有过热保护装置，模拟控制电路如图2所示，R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现保护，电动自行车虽给人们带来便利，但充电过程中电池常有发生爆炸从而引发火灾情况，同时存在监管难度大等多方面问题，因此一些城市主城区目前严禁使用。
（1）给锂电池充电过程是将其它形式能量转化为_______能存储在电池中，此时电池相当于电路中的_______（选填“用电器”或“电源”）；
（2）测试时自行车仅由充满电的锂电池驱动，行驶一段时间，消耗电能，电动机将其中75%的电能转化为机械能，电动机输出的机械能为_______J；
（3）该款自行车的锂电池最多能提供的电能约为_______，锂电池的质量为_______kg；
（4）模拟控制电路电源电压U为10V，当R1=6Ω时，R2=1.5Ω，此时充电电路恰好被切断，则控制电压U1=_______V。
【答案】 ①. 化学 ②. 用电器 ③. ④. 0.36 ⑤. 2 ⑥. 8
【解析】
【详解】（1）[1][2]给锂电池充电过程中，消耗电能，是将其它形式能量转化为化学能存储在车的锂电池中，此时锂电池相当于电路中的用电器。
（2）[3]电动机输出的机械能为
（3）[4]由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10Ah，则这款车的锂电池最多所储存的电能
[5]根据能量密度的定义，由能量密度达180Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）[6]由图2可知闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流
则控制电压
物质
质量/kg
初温/℃
______
升高的温度/℃
加热时间/min
水
食用油
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1
1.4
2
2.4
2.8
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.24
0.3
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.41
电阻R/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
整车
整车质量
40kg
最大车速
25km/h
最大噪声
<30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
1. “估测”是学习物理必备的能力，小明同学对以下物理量估测合理的是（ ）
A. 家用空调工作10小时消耗的电能约
B. 电饭锅加热功率约为100W
C. 家用冰箱电流约为1A
D. 一节铅蓄电池的电压是36V
【答案】C
【解析】
【详解】A．家用空调的功率约为1000W，工作10小时消耗的电能为
故A不符合题意；
B．电饭锅加热功率较大，约为1800W，故B不符合题意；
C．家用冰箱是间歇性工作，工作时的电流约为1A，故C符合题意；
D．一节铅蓄电池的电压是2V，故D不符合题意；
故选C。
2. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定
D. 物理学中规定：电子的定向移动方向为电流的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．验电器根据同种电荷相互排斥的原理制成的，故A错误；
B．金属靠带负电荷的自由电子导电，故B正确；
C．导体电阻是导体本身的一种性质，由导体的材料、长度与横截面积决定，与导体两端的电压与流过导体的电流无关，故C错误；
D．物理学中规定：正电荷的定向移动方向为电流的方向，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，小明将A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成土豆电池，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。以下关于电路的理解正确的是（ ）
A. 若断开开关，A、B两金属片间没有电压
B. 土豆电池供电时是电能转化为化学能
C. 发光二极管是由绝缘体材料制成的
D. 电流从“电池”的A金属片流出经过二极管回到金属片B
【答案】D
【解析】
【详解】A．如图，土豆是电池，断开开关S，电源两端还是有电压，故A错误；
B．土豆电池供电时将化学能转化为电能，故B错误；
C．发光二极管是由半导体材料制成的，故C错误；
D．电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，故A为土豆电池的正极，B为负极；在电源外部，电流从正极流出，流回负极，故D正确。
故选D。
4. 某家庭电路如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 若将开关和灯互换位置，仍符合安全用电原则
B. 若保险丝熔断，则可能是三孔插座内短路引起的
C. 电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D. 若进户零线断路会导致闭合开关S后灯不亮，此时试电笔测三孔插座的左孔时氖管发光
【答案】A
【解析】
【详解】A．若将开关和灯泡位置互换，断开开关，灯泡仍然和火线相连，则容易使人触电，不符合安全用电原则，A说法错误，故A符合题意；
B．当用电器的总功率过大或发生短路时，电路中的电流过大，保险丝会熔断，B说法正确，故B不符合题意；
C．带有金属外壳的用电器使用时必须接地，电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地，C说法正确；故C不符合题意；
D．若进户零线断路，电路其他部分正常，闭合开关S，用试电笔检测插座的左孔，由于左孔通过灯泡与火线接通，所以氖管也会发光，D说法正确，故D不符合题意；
故选A。
5. 如图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态，图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景，图丙是用b棒靠近气球时的情景，则（ ）
A. 气球可能不带电B. 气球带负电
C. b棒可能不带电D. b棒带正电
【答案】C
【解析】
【详解】乙图中，a与气球是相互排斥的，a带正电，则气球带正电；气球与b相互靠近时，会吸引，则b可能带负电，也可能不带电。
故选C。
6. 如图所示电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数不变
B. 电压表V示数变小
C. 电流表示数与电流表示数之差变小
D. 电压表V示数与电流表示数的乘积变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．变阻器与灯并联，电压表测变阻器的电压即电源电压（不变），A1测干路电流，A2测灯的电流，滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过变阻器的电流变大，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，通过灯的电流即A2示数不变，根据并联电路电流的规律，电流表示数变大；故AB错误；
C．电流表示数与电流表示数之差，即通过变阻器的电流，故电流表示数与电流表示数之差变大，故C错误；
D．电压表V示数不变，而电流表示数的变大，故电压表V示数与电流表示数的乘积变大，故D正确。
故选D。
7. 如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像。下列分析正确的是（ ）
A. 若a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
B. t1~t2时间内物质a的温度不变，内能增大
C. 0~t2时间内，c物质的比热容小于b物质的比热容
D. 0~t1时间内，a物质吸收的热量大于b物质
【答案】AB
【解析】
【详解】A．若a、b是同种物质，用相同的加热装置加热，由图像可知，初温相同，但b升温较慢，说明b的质量大于a的质量，故A正确；
B．由图像可知，t1~t2时间内持续加热，物质a内能增加，但温度保持不变，故B正确；
C．由图像可知，0~t2时间内，吸收相同的热量，b物质升温较快，但质量关系不清楚，所以无法比较比热容大小，故C错误；
D．实验中用相同的加热装置加热，相同时间内液体吸热相同，所以0~t1时间内，a物质吸收的热量等于b物质吸收的热量，故D错误。
故选AB。
8. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A. 内能只能从温度高的物体向温度低的物体转移
B. 用做功的方法可以改变物体的内能
C. 汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能
D. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．发生热传递的条件是存在温度差，内能只能从温度高的物体向温度低的物体转移，故A正确；
B．做功和热传递的方法都可以改变物体的内能，二者改变物体的内能是等效的，故B正确；
C．汽油机在压缩冲程活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，缸内气体内能增加，故 C正确；
D．由可知，燃料的热值越大，单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量越多，故D错误。
故选ABC。
9. 如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R的阻值是12Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω
D. 滑片P滑到ab中点时电压表的示数4.5V
【答案】ACD
【解析】
【详解】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电压表测电源两端的电压，其示数最大，由图象可知，电压表的最大示数为9V，即电源的电压
U=9V
故A正确；
B．当滑片位于a端时，由图象可知，电路中的电流
Ia=1.5A
根据欧姆定律计算公式可得，定值电阻R的阻值为
故B错误；
C．当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，由图象可知，电路中的最小电流
Ib=0.5A
R两端的电压为
UR=3V
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
U滑=U-UR=9V-3V=6V
滑动变阻器的最大阻值为
所以，滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω，故C正确；
D．当滑片P滑到ab中点时滑动变阻器接入电路的电阻为
则总电阻
R总=R+R中=6Ω+6Ω=12Ω
电路中的电流为
电压表的示数为
故D正确。
故选ACD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，这是因为活塞压缩气体___________，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在___________。
【答案】 ①. 做功 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]做功可以改变物体的内能，因此活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。
[2]分子间存在着引力和斥力，颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。
11. 在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，小明将长度和横截面积均相同，但材料不同的电阻丝A和电阻丝B按照如图所示的方式连接起来．闭合开关，一段时间后，如果电流通过电阻丝A比电阻丝B产生的热量少，这表明电阻丝____（选填“A”或“B”）的电阻较大，由此可见导体电阻大小与导体的____有关．（不考虑温度对电阻的影响）
【答案】 ①. B ②. 材料
【解析】
【详解】第一空．由图知，电阻丝A和电阻丝B串联，通过它们的电流相等，时间相等，电阻丝A比电阻丝B电阻丝A和电阻丝B产生的热量少，据Q=I2Rt知，RARB,即电阻丝B的电阻较大；
第二空．因长度和横截面积均相同，但材料不同，由此可见导体电阻大小与导体的材料有关．
12. 家庭电路进户的两条输电线，火线和零线可以用试电笔判断。正确使用试电笔时，手指千万不能碰到______（选填“笔尖金属体”或“笔尾金属体”），当氖管发光时______（选填“有”或“没有”）电流通过人体。
【答案】 ①. 笔尖金属体 ②. 有
【解析】
【详解】[1] 正确使用试电笔时，如果用手接触笔尖金属体，笔尖电压高，较大的电流通过人体，人就触电了；如果用手接触笔尾金属体，由于试电笔中有一个阻值很大的电阻，所以通过试电笔的电流很小，也即通过人体的电流很小，所以没有危险。因此正确使用试电笔时，手指干万不能碰到笔尖金属体。
[2]当氖管发光时，火线、试电笔、人体、大地构成闭合的回路，因此有电流通过人体。
13. 用如图所示的装置可探究电流产生热量与电流的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为_______J。若将R3更换为10Ω的电阻，_______（填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。
【答案】 ①. 300 ②. 仍能
【解析】
【详解】[1]由图可知，R1与R3并联后与R2串联，根据串、并联电路电流特点可知，通过R1的电流小于通过 R2的电流，R1和R2电阻相同，所以可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；通电1min，R2产生的热量
[2]探究电流产生热量与电流的关系，需要控制电阻大小和通电时间相同，改变电流的大小。若将R3更换为10Ω的电阻，电阻的R3仍能与R1分流，通过R1的电流仍小于通过 R2的电流，仍能完成该实验探究。
14. 如图是小吴家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过_______W。小吴将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，电能表转盘转了_______转。
【答案】 ①. 4400 ②. 240
【解析】
【详解】[1]由电能表表盘可知，电能表工作的最大电流为20A，同时使用的用电器的最大总功率
他家同时使用的用电器总功率不能超过4400W。
[2]将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，消耗的电能
由表盘可知，用电器消耗电能，电能表表盘转600r，将“220V 2400W”的热水器单独接入电路正常工作10min，电能表转盘的转数
15. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表V2的示数_______（填“变大”、“不变”或“变小”）；可求得电源电压为_______V。
【答案】 ①. 变小 ②. 9
【解析】
【详解】[1]由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据知，定值电阻的电流与电压成正比，故定值电阻R1的关系图像是B；当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电路的总电阻变小，根据知，电路中的电流变大，而定值电阻的电压，是变大的；根据串联电路的总电压等于各用电器电压之和，电压表V2的示数
电源电压不变，U1变大，则U2变小。
[2]当电路中电流为0.2A时，两个电阻的电压分别为4V和5V，则电源电压
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 汽车的座椅和安全带插口相当于一个开关，人坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮；将安全带插入插口时（这时插口开关闭合），指示灯又熄灭。请将如图示的元件连接成一个符合安全要求的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】人坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮，说明指示灯与座椅开关串联；将安全带插头插入插口时，指示灯灭，说明安全带开关与指示灯并联；R0是保护电阻，应串联在电路中，保证不会出现电源短路，如图
17. 在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线连接完整。要求：①电压表测小灯泡两端电压；②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮。
【答案】
【解析】
【详解】电压表测小灯泡两端电压，所以电压表应与灯泡并联，电源为两节干电池，则灯泡两端电压不超过3V，因此选择0~3V量程；闭合开关S，滑动变阻器能改变小灯亮度，说明滑动变阻器与灯泡串联，且向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮，说明电路是电流变大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻变小，则应将变阻器的b接线柱接入电路，如图所示：
四、实验题（本题4小题，共24分）
18. 在实验课上，为比较不同物质吸热的情况，各实验小组用如图甲所示的实验装置完成实验。（实验过程中水和食用油的温度均未达到沸点）[c=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）小明设计的实验表格如下，在表格中横线处补全缺少的项目；
（2）为了测量水和食用油的质量，小明先将天平放在______桌面上，再用调好的天平测出质量相等的水和食用油；
（3）在实验中，小明选用了相同的电加热器，加热时间越长，物质吸收的热量越______；
（4）小明看到另一组同学在加热时间相同时，质量相等的水和食用油相比，水温始终比油温升得快。由此可判断出，放入水中的电加热器实际功率______（选填“大”或“小”）；
（5）小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像；
①由图乙可知，______吸热能力较强；
②选取的水和食用油质量均为200g，则食用油在0~4min吸收的热量是______J。
【答案】 ①. 末温/℃ ②. 水平 ③. 多 ④. 大 ⑤. 水 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]比较不同物质吸热的情况，实验中可以取相同质量的水和食用油，升高相同的温度，比较加热时间，或吸收相同的热量，比较升高的温度，实验都需要记录水和食用油的初温度，末温度以及升高的温度，所以表格中应填“末温/℃”。
（2）[2]用天平测量质量时，需要将天平放在水平台上，再用调好的天平测出质量相等的水和食用油。
（3）[3]实验中使用相同的加热器，相同时间内水和食用油吸收热量相同。故可以通过比较加热时间来反应吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多，这用到了转换法。
（4）[4]水的比热容大于油的比热容，质量相等的水和食用油，水温始终比油温升得快，根据说明相同时间内水吸收的热量比食用油多，根据知，放入水中的电加热器实际功率更大。
（5）①[5]由图乙可知，在加热时间相同时，即吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，食用油的温度变化较大，说明水的吸热能力强。
②[6]相同时间内水和食用油吸收热量相同，水在0~4min温度从升高到，则食用油在0~4min吸收的热量为
19. 在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻，电压恒为6V的电源，“40Ω 1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。
（1）闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，则电路存在的故障可能是定值电阻_______（选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”。
①当电压表的示数为2.8V时，电流表示数如图丙所示，为_______A；实验小组记录的数据见表格，小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，这组数据对应的实验次序是_______；
②分析正确数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，_______。
（3）接着小红继续按照图甲所示的电路，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻单独接入电路，探究“电流与电阻的关系”。
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变，她用5Ω的电阻完成实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关，换上10Ω的电阻，闭合开关后，为了使电阻两端的电压恢复到2V，此时应将滑片适当向_______（选填“左”或“右”）调；
②小红发现当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V，为了完成实验，她可以适当的_______（选填“增大”或“减小”）电源电压。
【答案】 ①. 断路 ②. 0.28 ③. 1 ④. 当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ⑤. 左 ⑥. 减小
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，此时电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数满偏，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，故障可能是与电压表并联的电路断路了，即定值电阻断路。
（2）①[2]当电压表示数为2.8V时，电流表如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.28A。
[3]由表中第1次实验数据可知，当定值电阻两端电压为1V，通过定值电阻的电流为0.1A，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
大于本实验提供的滑动变阻器最大阻值，故这组不符合实际的实验序号是1。
②[4]分析表格中的数据，除了第1组数据，其他五组数据可知，电压与电流的比值为一个固定值10，可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（3）①[5]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，即增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向左滑动，直到电压表的示数为2V。
②[6]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω，而滑动变阻器最大阻值为40Ω，故当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V。
设电源电压为，由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，对应的电源电压最大，即
电源电压最大为，故为了完成实验，她可以适当地减小电源电压。
20. 小平同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
（1）先将滑动变阻器的滑片P移到最_______（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器滑片P时，电流表示数变大，电压表示数变小，你认为电路连接中存在的错误是_______；
（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量，在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，其示数为_______A；
（4）根据三次实验数据可得，定值电阻Rx阻值为_______Ω；（结果保留一位小数）
（5）将电阻Rx换成小灯泡重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大原因可能是_______。
（6）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0该同学设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，根据表格完成下面内容。
①闭合S断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②_______，用电压表测出电源的电压U；
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx=_______。
【答案】 ①. 右 ②. 电压表并联在滑动变阻器的两端 ③. 0.5 ④. 4.9 ⑤. 灯泡的电阻受温度的影响 ⑥. 闭合开关S、S1 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]为保护电路，按图甲连接电路时，应先断开开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端。
（2）[2]闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变大，根据可知，待测电阻的电压变大，由串联电路电压的规律可知，变阻器的电压变小，已知电压表的示数变小，故电路连接中存在的错误是：电压表并联在滑动变阻器的两端。
（3）[3]在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，电流表选用量程，分度值为0.02A，其示数为0.5A。
（4）[4]根据表中数据，由欧姆定律可得，第3次实验测得的电阻值
为减小误差，取平均值作为测量结果，根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为
（5）[5]因灯泡的电阻受温度的影响，故将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大，原因是：灯泡两端的电压不同时，灯泡的亮度不同，灯丝的的温度不同，因此电阻不同。
（6）①闭合S断开S1，两电阻串联接入电路，电压表与待测电阻并联接入电路，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②[6]闭合S、S1，电路为待测电路简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③[7]串联电路总电压等于各部分电压之和，则两电阻串联接入电路时，定值电阻两端的电压
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得，通过电路的电流
则待测电阻Rx的表达式
21. 小明和小丽利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着材料与长度均相同的金属丝，已知R甲较小，则两根金属丝中横截面积较大的是_______（选填“甲”或“乙”）；
（2）实验中，小明和小丽发现乙烧瓶中温度计的示数升高较快，这表明：在电流及通电时间相等的情况下，导体的_______越大，产生的热量越多；
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量、温度均相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻_______（选填“相等”或“不相等”）；水和煤油吸热的多少是通过_______来反映的。（选填“温度计示数”或“通电时间”），该处用到的研究方法是_______。
【答案】 ①. 甲 ②. 乙 ③. 相等 ④. 通电时间 ⑤. 转换
【解析】
【详解】（1）[1]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，材料与长度相同时，横截面积越大，电阻越小；两电阻的材料和长度相同，已知甲电阻比乙电阻小，所以甲金属丝的横截面积大。
（2）[2]烧瓶中两电阻串联，电流、通电时间相等，由焦耳定律得，两个烧瓶装有等质量的煤油，乙瓶中的温度计示数升高较快，说明乙烧瓶电热丝产生的热量较多，因此乙瓶中的金属丝电阻大，在相同时间产生的热量多。
（3）[3][4][5]要比较水和煤油的比热容，则应让烧瓶中装等质量的水和煤油，加热相同的时间，让水和煤油吸收的热量相等，由水和煤油温度的变化大小得出比热容的大小关系；故在其中一个烧瓶中用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大；实验中通过加热时间表示液体吸收热量多少，利用了转换法。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图甲是定值电阻R0和有“6V 6W”灯泡L的信息图象，将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器R最大阻值为8Ω，当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为lW，求：
(1)R0的阻值；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量；
(3)电源电压；
(3)电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)10Ω；(2)600J；(3)6V；(4)9.6W
【解析】
【详解】(1)根据图甲知，2V时，通过R0的电流为0.2A，根据欧姆定律得R0的电阻
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量等于电流做的功，即
(3)当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，灯泡L的实际功率为lW，由结合图甲可得，此时
UL=2V，IL=0.5A
根据可得滑动变阻器两端的电压
电源电压等于灯泡L的电压与R两端的电压之和，即电源电压为
(4)电源电压为6V，当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路电阻最小，灯与R0并联，两端电压都为6V，此时功率最大；灯正确工作，功率为6W；R0的功率为
电路消耗的最大电功率
答：(1)R0的阻值是10Ω；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量是600J；
(3)电源电压是6V；
(3)电路消耗的最大电功率是9.6W。
【点睛】重点是欧姆定律和电功率的计算，注意熟练应用串、并联电路的电压和电流特点，都是电路的最基本规律，另外把电路图读懂是关键，要清楚不同的开关闭合时电路的连接情况。
23. 如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、、均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：
（1）由得，电热毯在恒温挡时的电流
（2）当开关S接1，滑片在最右端时，电路中只有工作，为调温档最大功率100W；由
得
当开关S接1，滑片在最左端时，可变电阻R达到最大阻值，与串联，为调温档最小功率50W；由得，电路的总电阻
滑动变阻器的最大阻值
（3）水的温度由20℃升高到50℃吸收的热量
因为不计热损失，所以消耗的电能
由得，需要的时间
答：（1）电热毯在恒温档时的电流为；
（2）可变电阻R的最大阻值为；
（3）若用最大功率加热，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃的时间为。
24. 阅读短文，回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”，如图1所示。它既可以通过骑行者踩脚踏板获得能量；也可以通过电源直接给锂电池充电获得能量，骑行者踩脚踏板的动能，经转化后存储在锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化为动能，以此驱动自行车前进某款电动自行车相关参数如表格所示，为了保证该车的续航能力，采用了能量密度大的锂电池，其能量密度（能量密度为存储能量与电池质量的比值）达。
为确保使用安全，此类自行车配置的充电器都有过热保护装置，模拟控制电路如图2所示，R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现保护，电动自行车虽给人们带来便利，但充电过程中电池常有发生爆炸从而引发火灾情况，同时存在监管难度大等多方面问题，因此一些城市主城区目前严禁使用。
（1）给锂电池充电过程是将其它形式能量转化为_______能存储在电池中，此时电池相当于电路中的_______（选填“用电器”或“电源”）；
（2）测试时自行车仅由充满电的锂电池驱动，行驶一段时间，消耗电能，电动机将其中75%的电能转化为机械能，电动机输出的机械能为_______J；
（3）该款自行车的锂电池最多能提供的电能约为_______，锂电池的质量为_______kg；
（4）模拟控制电路电源电压U为10V，当R1=6Ω时，R2=1.5Ω，此时充电电路恰好被切断，则控制电压U1=_______V。
【答案】 ①. 化学 ②. 用电器 ③. ④. 0.36 ⑤. 2 ⑥. 8
【解析】
【详解】（1）[1][2]给锂电池充电过程中，消耗电能，是将其它形式能量转化为化学能存储在车的锂电池中，此时锂电池相当于电路中的用电器。
（2）[3]电动机输出的机械能为
（3）[4]由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10Ah，则这款车的锂电池最多所储存的电能
[5]根据能量密度的定义，由能量密度达180Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）[6]由图2可知闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流
则控制电压
物质
质量/kg
初温/℃
______
升高的温度/℃
加热时间/min
水
食用油
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1
1.4
2
2.4
2.8
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.24
0.3
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.41
电阻R/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
整车
整车质量
40kg
最大车速
25km/h
最大噪声
<30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
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