2021年河南省郑州市外国语中学中考物理一模试卷

这是一份2021年河南省郑州市外国语中学中考物理一模试卷，共26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）小杨在家中烧汤时在汤里放入了适量的味精，整个汤的味道变得更加鲜美，这一现象说明分子在做 ；太阳能热水器是利用 方式使水的内能增加的。
2．（3分）打铁师傅打制铁件时，先后要经历加温、锻打和淬火三个过程，这三个过程分别是利用什么方式来改变铁件内能的？加温 、锻打 、淬火 。
3．（3分）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在 冲程，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同；若飞轮转速是1200r/min，则汽油机每分钟对外做功 次。
4．（2分）如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是 kW•h．表盘上标有“3200imp/kW•h，表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，则该热水器的实际功率是 W。
5．（3分）如图所示，是调光灯电路，电源电压不变，灯泡L正常发光的电阻是 Ω；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表的示数分别为3V和0.5A，电源电压为 V；将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，此时灯泡L的实际功率为 W。
6．（3分）如图电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R的最大阻值是40Ω，当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时，小灯泡L恰能正常发光 Ω。若小灯泡的电阻不变，在此电路中小灯泡工作时的最小功率为 W，电源电压为 V。
7．（3分）如图所示，把两个紧靠在一起的枕形金属导体A、B靠近带正电的物体C，之后把A、B分开 接触小电机的正接线柱、导体 接触小电机的负接线柱，即可使小电动机开始转动。
二、选择题（每小题3分，第15.16为双选，选对1个得1分选错1个不得分，共27分）
8．（3分）世界上的一切物体，无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花…都是由大量分子组成的，下列现象能说明分子在不停息运动的是（ ）
A．沙尘暴起，飞沙满天B．微风拂过，炊烟袅袅
C．阳春三月，花香袭人D．丰收季节，麦浪起伏
9．（3分）如图是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体温度的变化，纵坐标是物体吸收的热量。关于甲、乙两种物质的比热容的大小下列判断正确的是（ ）
A．c甲＞c乙B．c甲＜c乙C．c甲＝c乙D．无法判断
10．（3分）灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流是0.2A
B．灯泡L的额定功率是6.25W
C．灯丝的电阻随电压的增大而减小
D．灯泡L正常发光时的电阻是10Ω
11．（3分）如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω0为5Ω．闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线。则R0的电功率与电流的关系图像可能是（ ）
A．B．
C．D．
12．（3分）电给我们带来了极大的便利，但不正确用电会造成危害，下列符合安全常识的是（ ）
A．家庭电路中电流过大的原因，一定是电路中某处短路
B．在山区遇雷雨时，可以靠在岩壁或大树下避雨
C．当遇他人触电时，应先及时切断电源再抢救伤员或拨打急救电话
D．家中安装照明电路时，开关接在零线上
13．（3分）如图所示的家庭电路中，有两个器件连接错误，它们是（ ）
A．带开关的灯泡和三孔插座
B．闸刀开关和三孔插座
C．带开关的灯泡和带熔丝的二孔插座
D．闸刀开关和带开关的灯泡
14．（3分）如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V 3W”的小灯泡（灯丝电阻不变），在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为（ ）
A．6W 4.5VB．4.5W 6V
C．6W 6VD．9W 4.5V
（多选）15．（3分）图示为两个电阻的U﹣I图象，下列判断正确的有（ ）
A．将两个电阻并联后，加上2V的电压，电路中的总电流为1.8A
B．将两个电阻串联后，如果通过R2的电流为0.6A，电路两端的总电压为2.0V
C．两个电阻并联时，电功率之比为P1：P2＝2：1
D．两个电阻串联时，电功率之比为P1：P2＝1：4
（多选）16．（3分）如图甲所示，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V2的规格为“50Ω 0.5A”，闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P（部分图象），在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R1的阻值为10Ω
C．滑动变阻器可以调到的最大阻值是20Ω
D．滑动变阻器可以调到的最小阻值是10Ω
三、作图题（每小题3分，共6分）
17．（3分）自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，平时绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线
18．（3分）如图所示，把电磁铁连入你设计的电路中（在方框中完成），要求：
①电路能改变电磁铁磁性的强弱；
②使小磁针静止时如图所示。
四、实验探究题（共2小题，满分24分）
19．（14分）如图所示，是某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图。
（1）当闭合开关S时，小磁针将向 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。
（2）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过 来实现；要判断电磁铁磁性强弱，可观察 来确定。
（3）如表是该组同学所做实验的记录：
①比较实验1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流 ，磁性越强；
②比较实验1和4（或“2和5”或“3和6”），可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多 。
（4）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出了一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”
①你对此的猜想： ；
②现有两根大小不同的铁芯，利用本题电路说出验证你猜想的方法： 。
20．（10分）用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10Ω
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物连接成实验电路，并使滑片向左移动
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好。其原因是
（3）解决了上述问题后，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 W。
（4）完成上述实验后，同学们设计了图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。已知R0＝25Ω，请完成下列实验步骤
①闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使电流表的示数为 A。
②再闭合开关S2，断开S1，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用已知量和测得量表示）。
五、综合应用题（共2小题，满分16分）
21．（8分）某种家用电热加湿器相关参数、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，水由储水箱进入到加热仓中。
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。
（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，求加热仓中水的质量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），电热丝R1产生的热量全吸收，环境为1标准大气压]
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为790Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）
22．（8分）许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，保护电阻R1＝10Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作（g取10N/kg）
（1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作？
（3）若电压表量程为0﹣5V，该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共19分）
1．（2分）小杨在家中烧汤时在汤里放入了适量的味精，整个汤的味道变得更加鲜美，这一现象说明分子在做 无规则运动 ；太阳能热水器是利用 热传递 方式使水的内能增加的。
【解答】解：烧汤时在汤里放入了适量的味精，味精分子扩散到水中，说明分子在做无规则的运动；
太阳能热水器是通过热传递方式，来改变水的内能。
故答案为：热运动；热传递。
2．（3分）打铁师傅打制铁件时，先后要经历加温、锻打和淬火三个过程，这三个过程分别是利用什么方式来改变铁件内能的？加温 热传递 、锻打 做功 、淬火 热传递 。
【解答】解：给铁件加温的过程，就是放在火上烧；
锻打时，铁匠用铁锤不断地打铁，这是用做功的方法是铁的内能增加的；
把烧红的铁块放到冷水中“淬火”，铁块的温度会降低。
故答案为：热传递；做功。
3．（3分）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在 做功 冲程，其能量转化情况与 乙 （选填“乙”或“丙”）图相同；若飞轮转速是1200r/min，则汽油机每分钟对外做功 600 次。
【解答】解：
（1）两个气门都关闭，火花塞喷出电火花，因此是做功冲程；
（2）乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，体积膨胀，使塞子飞出去。
丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，温度升高，棉花就会燃烧，即是将机械能转化为内能的过程。
因此与做功冲程原理相同的是乙实验。
（3）飞轮的转速是1200r/min，即1min转动的圈数为1200r，
因为四冲程内燃机1个工作循环中曲轴转7圈，完成4个冲程，
所以汽油机每分钟对外做功600次。
故答案为：做功；乙；600。
4．（2分）如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是 318.6 kW•h．表盘上标有“3200imp/kW•h，表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，则该热水器的实际功率是 1500 W。
【解答】解：
（1）由图知，电能表的示数为318.6kW•h；
（2）因为“3200imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，
所以闪烁320次该热水器消耗电能：
W＝kW•h＝5.1kW•h，
该用电器的电功率：
P＝＝＝1.8kW＝1500W。
故答案为：318.6；1500。
5．（3分）如图所示，是调光灯电路，电源电压不变，灯泡L正常发光的电阻是 12 Ω；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表的示数分别为3V和0.5A，电源电压为 9 V；将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，此时灯泡L的实际功率为 1.6 W。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L，电压表测R两端的电压。
（1）由P＝可得
RL＝＝＝12Ω；
（2）移动滑片P至某一位置，电压表和电流表的示数分别为2V和0.5A，而串联电路两端电压等于各部分电压之和，
所以电源电压：U＝UL+U8＝6V+3V＝5V；
（3）当滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器两端电压为U2′＝5V，电路中电流I＝7.4A，
则灯泡两端的电压：UL′＝U﹣U2′＝7V﹣5V＝4V，
灯泡的实际功率：P实＝UL′I＝5V×0.4A＝6.6W。
故答案为：12；9；5.6。
6．（3分）如图电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R的最大阻值是40Ω，当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时，小灯泡L恰能正常发光 5 Ω。若小灯泡的电阻不变，在此电路中小灯泡工作时的最小功率为 0.45 W，电源电压为 4.5 V。
【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联。
（1）由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.5A，
由I＝可得＝＝5Ω；
（2）灯泡正常发光时，电路中的电流I＝IL＝0.3A，电源的电压：U＝I（RL+R）＝0.5A×（4Ω+4Ω）＝4.8V；
（3）当电压表的示数最大时，电路电流最小，
灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR＝4.5V﹣5V＝1.5V，
电路中的最小电流：IL′＝＝＝3.3A，
灯泡消耗的最小电功率：PLmin＝UL′IL′＝1.2V×0.3A＝8.45W。
故答案为：5；0.45。
7．（3分）如图所示，把两个紧靠在一起的枕形金属导体A、B靠近带正电的物体C，之后把A、B分开 B 接触小电机的正接线柱、导体 A 接触小电机的负接线柱，即可使小电动机开始转动。
【解答】解：根据感应带电的原理可知，带正电的物体C靠近A端时，A端带上异种电荷，则B端带正电，把导体B接触小电机的正接线柱，即可使小电动机开始转动。
故答案为：B；A。
二、选择题（每小题3分，第15.16为双选，选对1个得1分选错1个不得分，共27分）
8．（3分）世界上的一切物体，无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花…都是由大量分子组成的，下列现象能说明分子在不停息运动的是（ ）
A．沙尘暴起，飞沙满天B．微风拂过，炊烟袅袅
C．阳春三月，花香袭人D．丰收季节，麦浪起伏
【解答】解：分子运动属于扩散现象，是肉眼看不见的运动，是宏观上的运动；
A、B、D选项中的现象都是肉眼看得见的运动。而香气扑鼻是微观上的分子运动。
故选：C。
9．（3分）如图是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体温度的变化，纵坐标是物体吸收的热量。关于甲、乙两种物质的比热容的大小下列判断正确的是（ ）
A．c甲＞c乙B．c甲＜c乙C．c甲＝c乙D．无法判断
【解答】解：根据图象可知，甲、乙两个物体，乙的温度变化较大、乙两个物体的质量相同吸＝cmΔt可知，温度升高多的比热容小，即c甲＞c乙。
故选：A。
10．（3分）灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流是0.2A
B．灯泡L的额定功率是6.25W
C．灯丝的电阻随电压的增大而减小
D．灯泡L正常发光时的电阻是10Ω
【解答】解：闭合开关S，灯泡L恰好正常发光L＝2.5V，
由图可知，此时灯泡的电阻RL＝10Ω，故D正确；
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.25A；
灯泡的额定功率：
PL＝ULIL＝8.5V×0.25A＝7.625W，故B错误；
由曲线图可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
故选：D。
11．（3分）如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω0为5Ω．闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线。则R0的电功率与电流的关系图像可能是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：由于闭合开关后，定值电阻始终能接在电路中，所以电流不为0、B错误；
根据当滑动变阻器接入电路中的阻值最小（即为0Ω）时，电路中的电流最大＝A＜3A；
故选：C。
12．（3分）电给我们带来了极大的便利，但不正确用电会造成危害，下列符合安全常识的是（ ）
A．家庭电路中电流过大的原因，一定是电路中某处短路
B．在山区遇雷雨时，可以靠在岩壁或大树下避雨
C．当遇他人触电时，应先及时切断电源再抢救伤员或拨打急救电话
D．家中安装照明电路时，开关接在零线上
【解答】解：A、家庭电路中电流过大的原因有二：用电器总功率过大。此选项错误；
B、在山区遇雷雨时，以防遭到雷击；
C、在遇到他人触电时，或用竹竿等物体挑开电线。此选项正确；
D、为保证用电安全，开关接在火线上。
故选：C。
13．（3分）如图所示的家庭电路中，有两个器件连接错误，它们是（ ）
A．带开关的灯泡和三孔插座
B．闸刀开关和三孔插座
C．带开关的灯泡和带熔丝的二孔插座
D．闸刀开关和带开关的灯泡
【解答】解：
（1）开关控制灯泡时，火线首先进入开关；开关既能控制灯泡，断开开关，安全的更换灯泡。
（2）两孔插座左孔接零线，右孔接火线，还要在火线上串联一根保险丝，能自动切断电源，图中连接正确。
（3）三孔插座的上孔接地线，左孔接零线。当金属外壳的用电器插入三孔插座时，接触用电器防止触电事故的发生。
（4）进户线进入用户，首先接入总开关，总开关的后面接入保险丝。
可见，连接错误的是带开关的灯泡和三孔插座。
故选：A。
14．（3分）如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V 3W”的小灯泡（灯丝电阻不变），在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为（ ）
A．6W 4.5VB．4.5W 6V
C．6W 6VD．9W 4.5V
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，
灯泡正常发光时电路中的电流最大，电路消耗的总功率最大，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得
I＝＝＝2A，
则电路消耗的最大总功率：
P＝UI＝6V×1A＝8W，故BD错误；
由I＝可得
RL＝＝＝5Ω，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时其两端的电压最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I′＝＝＝0.5A，
则滑动变阻器两端的最大电压：
UR＝I′R＝8.5A×9Ω＝4.5V，故A正确。
故选：A。
（多选）15．（3分）图示为两个电阻的U﹣I图象，下列判断正确的有（ ）
A．将两个电阻并联后，加上2V的电压，电路中的总电流为1.8A
B．将两个电阻串联后，如果通过R2的电流为0.6A，电路两端的总电压为2.0V
C．两个电阻并联时，电功率之比为P1：P2＝2：1
D．两个电阻串联时，电功率之比为P1：P2＝1：4
【解答】解：（1）将两个电阻并联后，加上2V的电压时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，U1＝U6＝2V，
由图象可知，通过两电阻的电流分别为I1＝2.2A，I2＝7.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路中的总电流：
I＝I1+I3＝1.2A+6.6A＝1.4A，故A正确；
两电阻的电功率之比：
＝＝＝＝，故C正确；
（2）将两个电阻串联后，如果通过R6的电流为0.6A，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过R8的电流I1＝I2＝4.6A，
由图象可知，两电阻两端的电压分别为U1＝4V，U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电路两端的总电压：
U＝U7+U2＝1V+8V＝3V，故B错误；
两电阻的电功率之比：
＝＝＝＝，故D错误。
故选：AC。
（多选）16．（3分）如图甲所示，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V2的规格为“50Ω 0.5A”，闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P（部分图象），在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R1的阻值为10Ω
C．滑动变阻器可以调到的最大阻值是20Ω
D．滑动变阻器可以调到的最小阻值是10Ω
【解答】解：
由甲图可知，R1与R2串联，电压表测R4两端的电压，
根据串联电路的特点和欧姆定律，由图乙信息可知电源电压：
U＝U2+IR1＝6V+0.1A×R4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U＝U2′+I′R1＝4V+0.3A×R8﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得：U＝6V，R1＝10Ω，故A；
根据串联电路的分压特点，变阻器接入电路的电阻越大，由于电源电压小于电压表的所用量程的最大值，即R滑大＝50Ω，故C不正确。
由滑动变阻器R8的规格为“50Ω 0.5A”可知，当移动滑片使电流表示数达到I大＝7.5A时，变阻器接入电路的电阻最小
R滑小＝＝＝＝2Ω；
故选：AB。
三、作图题（每小题3分，共6分）
17．（3分）自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，平时绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线
【解答】解：当温度升高到设定温度时，控制电路接通，吸引衔铁向下移动；水温低于设定温度时，电磁铁没有磁性，而此时要求此时绿灯亮，由动触点和静触点控制灯泡的工作
18．（3分）如图所示，把电磁铁连入你设计的电路中（在方框中完成），要求：
①电路能改变电磁铁磁性的强弱；
②使小磁针静止时如图所示。
【解答】解：要使小磁针在图示位置静止，就要保证电磁铁的左端为N极。结合线圈绕向利用安培定则可以确定电流方向：从电磁铁的左端流入，进而确定了电源正负极在电路中的位置关系；
要改变电磁铁的磁性，只能改变电磁铁中电流的大小。
故设计电路如下图所示：
四、实验探究题（共2小题，满分24分）
19．（14分）如图所示，是某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图。
（1）当闭合开关S时，小磁针将向 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。
（2）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过 滑动变阻器滑片的滑动 来实现；要判断电磁铁磁性强弱，可观察 吸引大头针的多少 来确定。
（3）如表是该组同学所做实验的记录：
①比较实验1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流 越大 ，磁性越强；
②比较实验1和4（或“2和5”或“3和6”），可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多 越强 。
（4）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出了一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”
①你对此的猜想： 电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关 ；
②现有两根大小不同的铁芯，利用本题电路说出验证你猜想的方法： 保证两次电路中的线圈匝数和电流相同，让两次插入的铁芯的大小不一样，看吸引的铁钉数目的多少，如果两次吸引的数目不一样，则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关 。
【解答】解：（1）开关闭合后，由安培定则可知螺线管上方为N极，N极向上转动；
（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片；要判断电磁铁磁性强弱；
（3）①比较实验中的1、2、2（或4、5，在线圈的匝数相同时，吸引铁钉的个数由4枚增大到10枚，通过电磁铁的电流越大；
②比较实验中的1和4（或4和5或3和3）可以得出通过电磁铁的电流都为0.8A时，线圈匝数50匝的吸引6枚铁钉，说明在通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的磁性越强。
（4）①电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关。探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时，改变铁芯大小。
②验证方案：保证两次电路中的线圈匝数和电流相同，让两次插入的铁芯的大小不一样，如果两次吸引的数目不一样。
故答案为：（1）顺时针；（2）滑动变阻器滑片的滑动；（3）①越大；（4）①电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关，让两次插入的铁芯的大小不一样，如果两次吸引的数目不一样。
20．（10分）用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10Ω
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物连接成实验电路，并使滑片向左移动
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好。其原因是 变阻器连入电阻过大
（3）解决了上述问题后，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 0.8 W。
（4）完成上述实验后，同学们设计了图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。已知R0＝25Ω，请完成下列实验步骤
①闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使电流表的示数为 0.1 A。
②再闭合开关S2，断开S1，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 2.5V×（I﹣0.1A） （用已知量和测得量表示）。
【解答】解：（1）使滑片向左移动，灯变亮，故变阻器左下接线柱连入电路中，故电压表选用小量程与灯并联
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，原因是电路的电流过小；
（3）解决了上述问题后，调节滑动变阻器的滑片，此时电流表的读数如图乙所示，分度值为0.02A，则灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.7V×0.32A＝0.4W；
（4）实验步骤：
①闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使电流表的示数为5.1A；
②再闭合开关S2，断开S5，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③保持滑片位置不变，通过开关的转换，因电路的连接关系没有改变，灯仍正常发光，灯的额定电流为：
IL＝I﹣0.1A，灯泡额定功率的表达式为P额＝ULIL＝4.5V×（I﹣0.2A）。
故答案为：（1）如上所示；（2）变阻器连入电阻过大；（4）2.5V×（I﹣4.1A）。
五、综合应用题（共2小题，满分16分）
21．（8分）某种家用电热加湿器相关参数、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，水由储水箱进入到加热仓中。
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。
（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，求加热仓中水的质量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），电热丝R1产生的热量全吸收，环境为1标准大气压]
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为790Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）
【解答】解：（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器R2被短路，只有电热丝R4工作，加湿器的功率最大，
由P＝UI＝可得，
电热丝R1的阻值：R3＝＝＝1210Ω；
（2）以最大功率工作t6＝5min36s＝336s电阻丝R1产生的热量：Q＝W＝Pt5＝40W×336s＝13440J，
因电阻丝R1产生的热量全部被水吸收，所以吸＝Q＝13440J，
标准大气压下水的沸点为100℃，
由Q吸＝cm（t﹣t0）得，
水的质量：
m＝＝＝0.04kg＝40g；
（3）当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.11A，
此时电热丝 R1的电功率：
P8＝I2R1＝（4.11A）2×1210Ω＝14.641W，
24小时R1消耗的电能为：
W4＝P1t＝0.014641kW×24h≈4.4kW•h。
答：（1）电热丝R1的电阻值为1210Ω；
（2）加热仓中水的质量为40g；
（3）此时电热丝R3的电功率是14.641W，24小时R1消耗0.2度电。
22．（8分）许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，保护电阻R1＝10Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作（g取10N/kg）
（1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将 增强 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作？
（3）若电压表量程为0﹣5V，该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
【解答】解：由控制电路可知，三电阻串联1两端的电压。
（1）由图乙可知，当压敏电阻Rx受到的压力增大时其阻值减小，电路的总电阻减小，
由I＝可知，电磁铁的磁性将增强；
（2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，对桥面的压力：
F＝G＝15×103kg×10N/kg＝4.5×105N，
由乙图象可知，当F＝8.5×105N时，Rx＝25Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝8.25A，
电压表的示数：
U1＝IR1＝8.25A×10Ω＝2.5V＜7V，
所以，工作电路中的照相机不工作；
（3）当电压表的示数最大即U1大＝5V时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，
因串联电路各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I′＝＝，即＝，
解得：Rx′＝5Ω，
由乙图象可知，此时汽车对压敏电阻的压力F′＝5.6×105N，
因汽车的压力和自身的重力相等，
所以该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量：
m大＝＝＝＝5.5×104kg。
答：（1）增强；
（2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，工作电路中的照相机不工作；
（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是5.5×106kg。声明：试题解析著作权属所有，未经书面电磁铁（线圈）
50匝
50匝
50匝
100匝
100匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm，底部直径168mm
满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h
电磁铁（线圈）
50匝
50匝
50匝
100匝
100匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm，底部直径168mm
满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h