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2023-2024学年辽宁省沈阳市沈河区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学年辽宁省沈阳市沈河区九年级上学期物理期末试题及答案，共22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. 冬冬最爱吃鱼了，一进家门，他就知道妈妈又给他炸鱼了，冬冬闻到炸鱼香味的原因是（ ）
A. 分子由原子构成B. 分子之间存在斥力
C. 分子之间有空隙D. 分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】冬冬闻到炸鱼香味，是因为分子扩散到空气中，说明了分子在不停地做无规则运动，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2. 新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。某国产纯电动公共汽车的前后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公共汽车都无法行驶。下图中符合要求的电路是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，电动机要由前、后两门（电路开关）关闭同时控制，任意一个门没有关闭好电动机都不能工作，则电动公交车无法行驶，所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机，符合要求的电路只有B图，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3. 通过九年级的物理学习，同学们又认识了几位新的科学家，图中给出的四位科学家中，以其名字命名电阻单位的是（ ）
A. 安培B. 焦耳
C. 欧姆D. 伏特
【答案】C
【解析】
【详解】在物理上，以安培的名字命名了电流的单位，以焦耳的名字命名了功的单位，以欧姆的名字命名了电阻的单位，以伏特名字命名了电压的单位。
故选C。
4. 下列家用电器正常工作时，通过的电流约为1A的是（ ）
A. 手电筒B. 台灯
C. 电冰箱D. 空调
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据常见用电器的电流，手电筒工作电流约0.2A，故A不符合题意；
B．根据常见用电器的电流，台灯的工作电流约0.1A，故B不符合题意；
C．根据常见用电器的电流，电冰箱工作电流约1A，故C符合题意；
D．根据常见用电器的电流，空调的工作电流约5A，故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示，下列是发电机的原理图的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．通电导体在磁场中受力的作用实验，闭合开关，导体中有电流通过，将受力运动；在此过程中，将电能转化为机械能，根据这个原理制成了电动机，故A符合题意；
B．此装置是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C．此装置是探究通电导体在磁场中会受到力作用，故C不符合题意；
D．此装置是奥斯特实验，探究通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选A。
6. 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的物体，内能为零
B. 一个物体温度越高，说明它含有的热量越多
C. 两个物体内能相同，它们之间也可能发生热传递
D. 物体吸收热量，其温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，0℃的冰也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中内能转移多少量，不能说含有多少热量，故B错误；
C．发生热传递的条件是两个物体存在温度差，两个物体内能相同，也可能有不同的温度，它们之间也可能发生热传递，故C正确；
D．晶体中熔化过程中，吸收热量，但温度却保持不变，故D错误。
故选C。
7. 下列说法中正确的是（ ）
A. 人体的安全电压为36V
B. 发光二极管具有单向导电性
C. 电阻是导体对电流的阻碍作用，没有电流通过导体时，导体的电阻为零
D. 发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低电能损耗
【答案】BD
【解析】
【详解】A.人体的安全电压不超过36V，故A错误；
B. 发光二极管由半导体材料制成，具有单向导电性，故B正确；
C. 电阻是导体是一种性质，没有电流通过导体时，导体也有电阻，故C错误；
D. 发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，超导体电阻为零，就可以大大降低电能损耗，故D正确。
故选BD。
8. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图中，向瓶内打气会使塞子跳起来，这是通过做功的方法改变气体的内能
B. 图中，试电笔氖管发光，说明被测的是零线
C. 图中，当干路中的电流过大时，漏电保护器就会自动切断电路
D. 图中，小朋友滑下滑梯时臀部会发热，是一部分机械能转化为内能
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图甲中，向烧瓶内打气会使塞子跳起来，瓶内气体对活塞做功，将内能转化为活塞的机械能，内能会减小，这是通过做功的方法改变气体的内能。故A正确；
B．图乙中，试电笔氖管发光，说明被测的是火线，故B错误；
C．当干路中电流过大时，空气开关会自动切断电路，当电路中出现漏电时，漏电保护器会自动切断电路，故C错误；
D．图丁中，小朋友滑下滑梯时臀部会发热，是一部分机械能转化为内能，是臀部内能增大温度升高，故D正确。
故选AD。
9. 如甲图所示的电路中，R1和R2为定值电阻。当开关S从2转到1，电流表和电压表对应的示数在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点，如图乙所示，下列有关说法中正确的是（ ）
A. 电流表的示数变小B. 电压表示数变大
C. 电压表与电流表的比值不变D. 前后两种情况下，电阻R1的电功率之比为1:9
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由图甲所示，当开关S从2转到1时，电路中的总电阻减小，根据可知，总电压不变，总电阻减小时，电流变大，电流表的示数变大，故A错误；
B．电路中的总电流增大，电阻R1的阻值不变，根据U=IR可知，R1两端的电压变大，电压表的示数变大，故B正确；
C．由图可知，电压表测量的是定值电阻R1两端的电压，电流表测的是流过电阻R1的电流，电压表与电流表的比值就是定值电阻R1的阻值，因此电压表与电流表的比值不变，故C正确；
D．当开关S转到2时，电阻R1和R2串联，电流表和电压表的示数都是测量定值电阻R1的值，此时的功率为
P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W
当开关S转到1时，此时的功率为
P2=U2I2=6V×0.6A=3.6W
前后两种情况下，电阻R1的电功率之比为
P1:P2=0.4W:3.6W=1:9
故D正确。
故选BCD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 用电安全，在于科学用电！如图是冬冬在家长指导下维修断开导线的情境。先把导线去皮露出线芯，再把线芯拧到一起，最后用胶带绕接头处缠绕。图中的四种材料中，通常情况下属于导体的是_________。金属导电靠的是_________。
【答案】 ①. 铜线芯 ②. 自由电子
【解析】
【详解】[1]从定义上看，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。黑胶带、塑料皮和橡胶皮不易导电，是绝缘体；铜线芯容易导电，是导体。
[2]金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流，由于有大量的可移动的自由电子，故金属可以体现出导电性，所以，金属导电靠的是自由电子。
11. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲。如图甲所示是神舟十六号航天员桂海潮在太空用水球打“乒乓球”的视频截图，水能形成一个球而不会散开，这说明_________。桂海潮演示了又见陀螺实验，陀螺离开航天员的手后仍不停旋转，如图乙所示，离开手的陀螺运动过程中_________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
【答案】 ①. 分子之间有引力 ②. 遵循
【解析】
【详解】[1]水能形成一个球而不会散开，这说明分子之间有引力，引力将水聚拢为球形不至于散开。
[2]能量守恒定律是一个基本的，普适的定律，离开手的陀螺运动过程中依然遵循能量守恒定律。
12. 如图甲所示为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，“合在一起”的原理是______相互吸引。如图乙所示，被毛皮摩擦过的一束塑料丝，立刻像花一样的散开，是因为塑料丝带了______相互排斥。
【答案】 ①. 异名磁极 ②. 同种电荷
【解析】
【详解】[1][2]玻璃清洁器的内外两个部分互为异名磁极，因为异名磁极相互吸引，所以它们能够吸合在一起；被毛皮摩擦过的一束塑料丝，立刻像花一样的散开，是因为塑料丝带了同种电荷相互排斥造成的。
13. 如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。通电后可探究电流产生的热量与_________大小的关系。该实验是用_________反映密闭空气温度的变化，从而进一步反映电流产生热量的多少。
【答案】 ①. 电流 ②. U形管中液面高度的变化
【解析】
【详解】[1]图中两个5Ω电阻并联后与一个5Ω的电阻再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I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，探究导体产生的热量与电流的关系。
[2]由图可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面高度会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管中液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
14. 如图甲所示是汽油车在4S店保养的情景。一般情况下，汽油机的效率______柴油机的效率。乙图是四冲程汽油机的______冲程。
【答案】 ①. 小于 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高。
[2]由图可知，火花塞点燃，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是四冲程汽油机的做功冲程。
15. 通过导体A、B的电流与其两端电压的关系如图所示。当导体A、B并联接在3V电源上，干路中的电流为_________A；当导体A、B串联接在4.5V电源上，1min内电流通过导体B做功为_________J。
【答案】 ①. 0.9 ②. 27
【解析】
【详解】[1]根据题意可知，导体A、B并联在电压为3V的电源两端时，根据并联电路的电压特点可知，导体A、B两端的电压都等于3V，根据图形可知，通过导体A的电流是0.3A，通过导体B的电流是0.6A，根据并联电路电流规律可知，干路电流为
I=IA+IB=0.3A+0.6A=0.9A
[2]将导体A、B串联接在4.5V的电源上时，由于串联电路中各处的电流相等，且串联电路两端电压等于各部分电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A时，，，满足电源电压为U＝4.5V，则1min内电流通过导体B做功为
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 某学校正在进行线路改建，需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯，上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯，并且两盏灯都能正常发光。下面是连接的部分电路，请你把两盏灯和开关正确接入电路。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路的电压为220V，灯泡的额定电压为220V，若使两个灯泡都正常发光，则两个灯泡是并联的；开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，开关接在灯泡与火线之间，如图所示：
17. 如图所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极．
【答案】
【解析】
【详解】由安培定则可知，图中通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的右端为N极、左端为S极．根据磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，可以标出磁感线的方向，如上图所示。
四、实验题（本题共4小题，共24分）
18. 下面是两种仪表的使用，请回答问题：
（1）如图甲所示是家用电能表，若某用电器单独工作一段时间，该电能表的转盘转了1080转，则这个用电器消耗的电能为_________kW·h。在家庭电路中，空气开关应该安装在电能表的_________（选填“前面”或“后面”）。
（2）图乙是“探究串联电路电压的特点”实验电路图。图丙是测量AB间电压时电压表的示数，为___________V。冬冬分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。同组同学认为他的结论具有偶然性，正确的改进方法是_________。
【答案】 ①. 1.5 ②. 后面 ③. 1.9 ④. 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】
【详解】（1）[1][2]该电能表的转盘转了1080转，则这个用电器消耗的电能
为保护电路，在家庭电路中，空气开关应该安装在电能表的后面。
（2）[3][4]由图丙可知，电压表接小量程，分度值为0.1V，其示数为1.9V；一次实验得出的结论具有偶然性，为了避免偶然性，得到普遍规律，应该换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
19. 如图甲所示是冬冬探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置，其中两个电加热器的规格相同，同样大小的玻璃杯。
（1）本实验中通过比较______的多少来反映物质吸收热量的多少。
（2）除了初温相同，实验中需要控制水和煤油的______相等。
（3）根据实验数据，冬冬作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，______吸收的热量多，并可计算出煤油的比热容是______J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。如果只考虑制冷效果，水和煤油，应该选______作制冷剂更好。
（4）完成上述实验后，为了进一步探究，冬冬给一定质量的冰加热，利用实验数据描绘出冰的温度随时间变化的图象如图丙中的图1和图2，其中描绘正确的是图______。[c水=2.1×103J/（kg·℃）]
【答案】 ①. 加热时间 ②. 质量 ③. 水 ④. 2.1×103 ⑤. 水 ⑥. 2
【解析】
【详解】（1）[1]实验中选择相同规格的电加热器，根据转换法可知，在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，所以实验中通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少。
（2）[2] 根据比较吸热能力的两种方法，在该实验中要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
（3）[3]若让水和煤油加热时间相同，水和煤油吸收的热量相同，通过比较它们升高温度的多少，来比较它们的吸热能力。图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，加热水用的时间长，水吸收的热量多。
[4]由图可知，加热相同的时间，煤油升高的温度是水升高温度的2倍，根据Q=cmΔt可知，煤油的比热容是水的比热容的二分之一，即煤油的比热容为
[5] 根据，吸收相同热量，吸热能力强的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，故水做冷却液更好。
（4）[6]前2min中是固态冰升温过程，第5min到7min是液态水升温过程，其中水的比热容比冰的比热容大，所以升高相同的温度加热水所用的时间会更长，所以图2符合题意。
20. 冬冬用图甲、乙所示电路图及电路做电学实验：
（1）按照图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示的实物图的连接（电压表量程选择0~3V）。（ ）
（2）冬冬用如图乙所示的电路探究电流与电阻的关系，电源选择了6V并保持不变，滑动变阻器一个，定值电阻R三个（5Ω、10Ω和15Ω）。
①连完电路后，闭合开关前，他发现电流表指针在零刻度线左侧，其原因可能是______。
②实验中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持______V不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为______Ω。
（3）冬冬用如图乙所示的电路测未知电阻R的电阻值，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丁所示，可求出其电阻值是______Ω。同组同学指出，他的表格里还应该有一项内容，请你说出需要增加的这一项内容及其目的：______。
【答案】 ①. ②. 电流表没有调零 ③. 2.5 ④. 21 ⑤. 5 ⑥. 电阻的平均值，减小测量的误差
【解析】
【详解】（1）[1]电压表选用小量程与R并联，如图：
（2）①[2]连完电路后，闭合开关前，他发现电流表指针在零刻度线左侧，其原因可能是电流表没有调零。
②[3][4]由图丙知，电阻的电流与电阻之积为
即电阻的电压为2.5V，实验中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2.5V不变；
根据串联电路电压的规律
解得，，当接入电阻时，变阻器连入电路中的阻值最大，变阻器连入电路中的电阻为
为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为。
（3）[5][6]冬冬用如图乙所示的电路测未知电阻R的电阻值，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丁所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，可求出其电阻值
为减小误差，要多次测量取平均值，故同组同学指出，他的表格里还应该有一项内容是：电阻的平均值。
21. 在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2．5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是冬冬连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线补画出正确的连线。（ ）
（2）冬冬连好电路闭合开关，灯泡就发出了明亮的光，则他存在的问题是：______。
（3）根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）为了测量小灯泡的实际功率，实验中，使小灯泡两端的电压高于额定电压，但一般情况下，使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的______倍。
（5）用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由______。
（6）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测量额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R1。电源电压未知但恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0，实验方案如下：
①按电路图连接电路；
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光；
③断开S1，闭合开关S2，移动______（选填“R1”或“R2”）的滑片，使电流表的示数为I额；
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由此可求得，小灯泡正常工作时的电阻表达式RL=______（用I1、I2、R0表示）
【答案】 ①. ②. 闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处 ③. ④. 1.2 ⑤. 小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化 ⑥. R2 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如图：
（2）[2]冬冬连好电路闭合开关，灯泡就发出了明亮的光，小灯泡就发出了明亮的光，则他在连接电路中出现的错误可能是：闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处。
（3）[3]根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
（4）[4]为了测量小灯泡的实际功率，实验中，使小灯泡两端的电压高于额定电压，但一般情况下，使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的1.2倍。
（5）[5]仅用图电路和元件，不能探究电流与电压的关系，理由为：小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
（6）[6][7]①按电路图连接电路；
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光；
③断开S1，闭合开关S2，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额；
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得
解得，，即小灯泡正常工作时的电阻为
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 养生壶的电路如图所示，它有加热和保温两挡，R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如下表所示。[已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]请回答下列问题：
（1）壶中1kg的水温度升高70℃吸收了多少热量？
（2）只闭合开关S1，在保温挡正常工作时，电路中的电流是多少？
（3）闭合开关S1和S2，高温挡正常工作加热10min，消耗多少焦耳电能？
（4）请判断水在加热过程中，内能是否变化？
【答案】（1）2.94×105J；（2）0.2A；（3）6×105J；（4）内能增大
【解析】
【详解】解：（1）由可知，壶中1kg的水温度升高70℃吸收的热量
（2）只闭合开关S1，R1与R2串联，养生壶此时在保温挡工作，由可知， 此时电路中的电流
（3）由可知，高温挡正常工作加热10min，消耗的电能
（4）水在加热过程中，吸收热量，温度升高，所以内能增大。
答：（1）壶中1kg的水温度升高70℃吸收了的热量为2.94×105J；
（2）在保温挡正常工作时，电路中的电流是0.2A；
（3）高温挡正常工作加热10min，消耗的电能为6×105J；
（4）水在加热过程中，内能增大。
23. 如图甲所示，将标有“3V 1.5W”小灯泡与规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器及量程为0~0.6A的电流表串联后接到4.5V的电源上（提示：假设灯丝电阻不随温度而变化）。请回答下列问题：
（1）小灯泡正常发光时的电流是多少？
（2）要想使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻是多少？
（3）如果在滑动变阻器两端并联一个量程为0~3V电压表，如图乙所示电路，将滑动变阻器的滑片移到最右端，请通过计算的方式，说出一种可行的办法（要求只增加或更换一个元件），使电压表的指针正好指在最大刻度处。
【答案】（1）0.5A；（2）3Ω；（3）滑动变阻器R更换为最大阻值为12Ω的
【解析】
【详解】解：（1）由P=UI得，小灯泡正常发光时的电流为
（2）闭合开关，小灯泡L与R串联，小灯泡正常发光时，电路中的电流为
I=IR=IL=0.5A
滑动变阻器两端的电压为
UR=U-UL=4.5V-3V=1.5V
连入电路的电阻为
（3）小灯泡电阻为
电压表的指针正好指在最大刻度处，即UR′=3V，则小灯泡两端的电压为
此时电路中的电流为
滑动变阻器R接入的最大阻值为
所以滑动变阻器更换为最大阻值为12Ω的，可满足电路需求。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流是0.5A；
（2）要想使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻是3Ω；
（3）见解析。
24. 在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）制作小型电动机
（2）设计电动感应电路
【项目实施】
（1）制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向______（选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式：______。
（2）设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个______（填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器______（选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
【项目拓展】
小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为______W。
【答案】 ①. 相反 ②. 在电路中串联一个滑动变阻器 ③. 开关 ④. 有 ⑤. 1.8
【解析】
【详解】（1）①[1]电动机线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，永磁体上下磁极调换一下，改变了磁场方向，线圈转动的方向与原来转动的方向相反。
②[2]电动机线圈受力大小与电流大小有关，想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，通过滑动变阻器调节接入电路中的电阻，进而改变电路中的电流，需要在电路中串联一个滑动变阻器。
（2）[3][4][5]当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。说明感应器控制电路的通断，相当于电路原件中的开关。
当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通。
测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
4.5
实验次数
1
2
3
电压/V
1.2
1.8
2.4
电流/A
0.36
0.5
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
1. 冬冬最爱吃鱼了，一进家门，他就知道妈妈又给他炸鱼了，冬冬闻到炸鱼香味的原因是（ ）
A. 分子由原子构成B. 分子之间存在斥力
C. 分子之间有空隙D. 分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】冬冬闻到炸鱼香味，是因为分子扩散到空气中，说明了分子在不停地做无规则运动，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2. 新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。某国产纯电动公共汽车的前后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公共汽车都无法行驶。下图中符合要求的电路是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，电动机要由前、后两门（电路开关）关闭同时控制，任意一个门没有关闭好电动机都不能工作，则电动公交车无法行驶，所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机，符合要求的电路只有B图，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3. 通过九年级的物理学习，同学们又认识了几位新的科学家，图中给出的四位科学家中，以其名字命名电阻单位的是（ ）
A. 安培B. 焦耳
C. 欧姆D. 伏特
【答案】C
【解析】
【详解】在物理上，以安培的名字命名了电流的单位，以焦耳的名字命名了功的单位，以欧姆的名字命名了电阻的单位，以伏特名字命名了电压的单位。
故选C。
4. 下列家用电器正常工作时，通过的电流约为1A的是（ ）
A. 手电筒B. 台灯
C. 电冰箱D. 空调
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据常见用电器的电流，手电筒工作电流约0.2A，故A不符合题意；
B．根据常见用电器的电流，台灯的工作电流约0.1A，故B不符合题意；
C．根据常见用电器的电流，电冰箱工作电流约1A，故C符合题意；
D．根据常见用电器的电流，空调的工作电流约5A，故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示，下列是发电机的原理图的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．通电导体在磁场中受力的作用实验，闭合开关，导体中有电流通过，将受力运动；在此过程中，将电能转化为机械能，根据这个原理制成了电动机，故A符合题意；
B．此装置是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C．此装置是探究通电导体在磁场中会受到力作用，故C不符合题意；
D．此装置是奥斯特实验，探究通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选A。
6. 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的物体，内能为零
B. 一个物体温度越高，说明它含有的热量越多
C. 两个物体内能相同，它们之间也可能发生热传递
D. 物体吸收热量，其温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，0℃的冰也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中内能转移多少量，不能说含有多少热量，故B错误；
C．发生热传递的条件是两个物体存在温度差，两个物体内能相同，也可能有不同的温度，它们之间也可能发生热传递，故C正确；
D．晶体中熔化过程中，吸收热量，但温度却保持不变，故D错误。
故选C。
7. 下列说法中正确的是（ ）
A. 人体的安全电压为36V
B. 发光二极管具有单向导电性
C. 电阻是导体对电流的阻碍作用，没有电流通过导体时，导体的电阻为零
D. 发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低电能损耗
【答案】BD
【解析】
【详解】A.人体的安全电压不超过36V，故A错误；
B. 发光二极管由半导体材料制成，具有单向导电性，故B正确；
C. 电阻是导体是一种性质，没有电流通过导体时，导体也有电阻，故C错误；
D. 发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，超导体电阻为零，就可以大大降低电能损耗，故D正确。
故选BD。
8. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图中，向瓶内打气会使塞子跳起来，这是通过做功的方法改变气体的内能
B. 图中，试电笔氖管发光，说明被测的是零线
C. 图中，当干路中的电流过大时，漏电保护器就会自动切断电路
D. 图中，小朋友滑下滑梯时臀部会发热，是一部分机械能转化为内能
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图甲中，向烧瓶内打气会使塞子跳起来，瓶内气体对活塞做功，将内能转化为活塞的机械能，内能会减小，这是通过做功的方法改变气体的内能。故A正确；
B．图乙中，试电笔氖管发光，说明被测的是火线，故B错误；
C．当干路中电流过大时，空气开关会自动切断电路，当电路中出现漏电时，漏电保护器会自动切断电路，故C错误；
D．图丁中，小朋友滑下滑梯时臀部会发热，是一部分机械能转化为内能，是臀部内能增大温度升高，故D正确。
故选AD。
9. 如甲图所示的电路中，R1和R2为定值电阻。当开关S从2转到1，电流表和电压表对应的示数在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点，如图乙所示，下列有关说法中正确的是（ ）
A. 电流表的示数变小B. 电压表示数变大
C. 电压表与电流表的比值不变D. 前后两种情况下，电阻R1的电功率之比为1:9
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由图甲所示，当开关S从2转到1时，电路中的总电阻减小，根据可知，总电压不变，总电阻减小时，电流变大，电流表的示数变大，故A错误；
B．电路中的总电流增大，电阻R1的阻值不变，根据U=IR可知，R1两端的电压变大，电压表的示数变大，故B正确；
C．由图可知，电压表测量的是定值电阻R1两端的电压，电流表测的是流过电阻R1的电流，电压表与电流表的比值就是定值电阻R1的阻值，因此电压表与电流表的比值不变，故C正确；
D．当开关S转到2时，电阻R1和R2串联，电流表和电压表的示数都是测量定值电阻R1的值，此时的功率为
P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W
当开关S转到1时，此时的功率为
P2=U2I2=6V×0.6A=3.6W
前后两种情况下，电阻R1的电功率之比为
P1:P2=0.4W:3.6W=1:9
故D正确。
故选BCD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 用电安全，在于科学用电！如图是冬冬在家长指导下维修断开导线的情境。先把导线去皮露出线芯，再把线芯拧到一起，最后用胶带绕接头处缠绕。图中的四种材料中，通常情况下属于导体的是_________。金属导电靠的是_________。
【答案】 ①. 铜线芯 ②. 自由电子
【解析】
【详解】[1]从定义上看，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。黑胶带、塑料皮和橡胶皮不易导电，是绝缘体；铜线芯容易导电，是导体。
[2]金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流，由于有大量的可移动的自由电子，故金属可以体现出导电性，所以，金属导电靠的是自由电子。
11. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲。如图甲所示是神舟十六号航天员桂海潮在太空用水球打“乒乓球”的视频截图，水能形成一个球而不会散开，这说明_________。桂海潮演示了又见陀螺实验，陀螺离开航天员的手后仍不停旋转，如图乙所示，离开手的陀螺运动过程中_________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
【答案】 ①. 分子之间有引力 ②. 遵循
【解析】
【详解】[1]水能形成一个球而不会散开，这说明分子之间有引力，引力将水聚拢为球形不至于散开。
[2]能量守恒定律是一个基本的，普适的定律，离开手的陀螺运动过程中依然遵循能量守恒定律。
12. 如图甲所示为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，“合在一起”的原理是______相互吸引。如图乙所示，被毛皮摩擦过的一束塑料丝，立刻像花一样的散开，是因为塑料丝带了______相互排斥。
【答案】 ①. 异名磁极 ②. 同种电荷
【解析】
【详解】[1][2]玻璃清洁器的内外两个部分互为异名磁极，因为异名磁极相互吸引，所以它们能够吸合在一起；被毛皮摩擦过的一束塑料丝，立刻像花一样的散开，是因为塑料丝带了同种电荷相互排斥造成的。
13. 如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。通电后可探究电流产生的热量与_________大小的关系。该实验是用_________反映密闭空气温度的变化，从而进一步反映电流产生热量的多少。
【答案】 ①. 电流 ②. U形管中液面高度的变化
【解析】
【详解】[1]图中两个5Ω电阻并联后与一个5Ω的电阻再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I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，探究导体产生的热量与电流的关系。
[2]由图可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面高度会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管中液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
14. 如图甲所示是汽油车在4S店保养的情景。一般情况下，汽油机的效率______柴油机的效率。乙图是四冲程汽油机的______冲程。
【答案】 ①. 小于 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高。
[2]由图可知，火花塞点燃，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是四冲程汽油机的做功冲程。
15. 通过导体A、B的电流与其两端电压的关系如图所示。当导体A、B并联接在3V电源上，干路中的电流为_________A；当导体A、B串联接在4.5V电源上，1min内电流通过导体B做功为_________J。
【答案】 ①. 0.9 ②. 27
【解析】
【详解】[1]根据题意可知，导体A、B并联在电压为3V的电源两端时，根据并联电路的电压特点可知，导体A、B两端的电压都等于3V，根据图形可知，通过导体A的电流是0.3A，通过导体B的电流是0.6A，根据并联电路电流规律可知，干路电流为
I=IA+IB=0.3A+0.6A=0.9A
[2]将导体A、B串联接在4.5V的电源上时，由于串联电路中各处的电流相等，且串联电路两端电压等于各部分电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A时，，，满足电源电压为U＝4.5V，则1min内电流通过导体B做功为
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 某学校正在进行线路改建，需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯，上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯，并且两盏灯都能正常发光。下面是连接的部分电路，请你把两盏灯和开关正确接入电路。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路的电压为220V，灯泡的额定电压为220V，若使两个灯泡都正常发光，则两个灯泡是并联的；开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，开关接在灯泡与火线之间，如图所示：
17. 如图所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极．
【答案】
【解析】
【详解】由安培定则可知，图中通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的右端为N极、左端为S极．根据磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，可以标出磁感线的方向，如上图所示。
四、实验题（本题共4小题，共24分）
18. 下面是两种仪表的使用，请回答问题：
（1）如图甲所示是家用电能表，若某用电器单独工作一段时间，该电能表的转盘转了1080转，则这个用电器消耗的电能为_________kW·h。在家庭电路中，空气开关应该安装在电能表的_________（选填“前面”或“后面”）。
（2）图乙是“探究串联电路电压的特点”实验电路图。图丙是测量AB间电压时电压表的示数，为___________V。冬冬分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。同组同学认为他的结论具有偶然性，正确的改进方法是_________。
【答案】 ①. 1.5 ②. 后面 ③. 1.9 ④. 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】
【详解】（1）[1][2]该电能表的转盘转了1080转，则这个用电器消耗的电能
为保护电路，在家庭电路中，空气开关应该安装在电能表的后面。
（2）[3][4]由图丙可知，电压表接小量程，分度值为0.1V，其示数为1.9V；一次实验得出的结论具有偶然性，为了避免偶然性，得到普遍规律，应该换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
19. 如图甲所示是冬冬探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置，其中两个电加热器的规格相同，同样大小的玻璃杯。
（1）本实验中通过比较______的多少来反映物质吸收热量的多少。
（2）除了初温相同，实验中需要控制水和煤油的______相等。
（3）根据实验数据，冬冬作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，______吸收的热量多，并可计算出煤油的比热容是______J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。如果只考虑制冷效果，水和煤油，应该选______作制冷剂更好。
（4）完成上述实验后，为了进一步探究，冬冬给一定质量的冰加热，利用实验数据描绘出冰的温度随时间变化的图象如图丙中的图1和图2，其中描绘正确的是图______。[c水=2.1×103J/（kg·℃）]
【答案】 ①. 加热时间 ②. 质量 ③. 水 ④. 2.1×103 ⑤. 水 ⑥. 2
【解析】
【详解】（1）[1]实验中选择相同规格的电加热器，根据转换法可知，在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，所以实验中通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少。
（2）[2] 根据比较吸热能力的两种方法，在该实验中要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
（3）[3]若让水和煤油加热时间相同，水和煤油吸收的热量相同，通过比较它们升高温度的多少，来比较它们的吸热能力。图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，加热水用的时间长，水吸收的热量多。
[4]由图可知，加热相同的时间，煤油升高的温度是水升高温度的2倍，根据Q=cmΔt可知，煤油的比热容是水的比热容的二分之一，即煤油的比热容为
[5] 根据，吸收相同热量，吸热能力强的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，故水做冷却液更好。
（4）[6]前2min中是固态冰升温过程，第5min到7min是液态水升温过程，其中水的比热容比冰的比热容大，所以升高相同的温度加热水所用的时间会更长，所以图2符合题意。
20. 冬冬用图甲、乙所示电路图及电路做电学实验：
（1）按照图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示的实物图的连接（电压表量程选择0~3V）。（ ）
（2）冬冬用如图乙所示的电路探究电流与电阻的关系，电源选择了6V并保持不变，滑动变阻器一个，定值电阻R三个（5Ω、10Ω和15Ω）。
①连完电路后，闭合开关前，他发现电流表指针在零刻度线左侧，其原因可能是______。
②实验中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持______V不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为______Ω。
（3）冬冬用如图乙所示的电路测未知电阻R的电阻值，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丁所示，可求出其电阻值是______Ω。同组同学指出，他的表格里还应该有一项内容，请你说出需要增加的这一项内容及其目的：______。
【答案】 ①. ②. 电流表没有调零 ③. 2.5 ④. 21 ⑤. 5 ⑥. 电阻的平均值，减小测量的误差
【解析】
【详解】（1）[1]电压表选用小量程与R并联，如图：
（2）①[2]连完电路后，闭合开关前，他发现电流表指针在零刻度线左侧，其原因可能是电流表没有调零。
②[3][4]由图丙知，电阻的电流与电阻之积为
即电阻的电压为2.5V，实验中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2.5V不变；
根据串联电路电压的规律
解得，，当接入电阻时，变阻器连入电路中的阻值最大，变阻器连入电路中的电阻为
为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为。
（3）[5][6]冬冬用如图乙所示的电路测未知电阻R的电阻值，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丁所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，可求出其电阻值
为减小误差，要多次测量取平均值，故同组同学指出，他的表格里还应该有一项内容是：电阻的平均值。
21. 在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2．5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是冬冬连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线补画出正确的连线。（ ）
（2）冬冬连好电路闭合开关，灯泡就发出了明亮的光，则他存在的问题是：______。
（3）根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）为了测量小灯泡的实际功率，实验中，使小灯泡两端的电压高于额定电压，但一般情况下，使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的______倍。
（5）用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由______。
（6）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测量额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R1。电源电压未知但恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0，实验方案如下：
①按电路图连接电路；
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光；
③断开S1，闭合开关S2，移动______（选填“R1”或“R2”）的滑片，使电流表的示数为I额；
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由此可求得，小灯泡正常工作时的电阻表达式RL=______（用I1、I2、R0表示）
【答案】 ①. ②. 闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处 ③. ④. 1.2 ⑤. 小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化 ⑥. R2 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如图：
（2）[2]冬冬连好电路闭合开关，灯泡就发出了明亮的光，小灯泡就发出了明亮的光，则他在连接电路中出现的错误可能是：闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处。
（3）[3]根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
（4）[4]为了测量小灯泡的实际功率，实验中，使小灯泡两端的电压高于额定电压，但一般情况下，使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的1.2倍。
（5）[5]仅用图电路和元件，不能探究电流与电压的关系，理由为：小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
（6）[6][7]①按电路图连接电路；
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光；
③断开S1，闭合开关S2，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额；
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得
解得，，即小灯泡正常工作时的电阻为
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 养生壶的电路如图所示，它有加热和保温两挡，R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如下表所示。[已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]请回答下列问题：
（1）壶中1kg的水温度升高70℃吸收了多少热量？
（2）只闭合开关S1，在保温挡正常工作时，电路中的电流是多少？
（3）闭合开关S1和S2，高温挡正常工作加热10min，消耗多少焦耳电能？
（4）请判断水在加热过程中，内能是否变化？
【答案】（1）2.94×105J；（2）0.2A；（3）6×105J；（4）内能增大
【解析】
【详解】解：（1）由可知，壶中1kg的水温度升高70℃吸收的热量
（2）只闭合开关S1，R1与R2串联，养生壶此时在保温挡工作，由可知， 此时电路中的电流
（3）由可知，高温挡正常工作加热10min，消耗的电能
（4）水在加热过程中，吸收热量，温度升高，所以内能增大。
答：（1）壶中1kg的水温度升高70℃吸收了的热量为2.94×105J；
（2）在保温挡正常工作时，电路中的电流是0.2A；
（3）高温挡正常工作加热10min，消耗的电能为6×105J；
（4）水在加热过程中，内能增大。
23. 如图甲所示，将标有“3V 1.5W”小灯泡与规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器及量程为0~0.6A的电流表串联后接到4.5V的电源上（提示：假设灯丝电阻不随温度而变化）。请回答下列问题：
（1）小灯泡正常发光时的电流是多少？
（2）要想使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻是多少？
（3）如果在滑动变阻器两端并联一个量程为0~3V电压表，如图乙所示电路，将滑动变阻器的滑片移到最右端，请通过计算的方式，说出一种可行的办法（要求只增加或更换一个元件），使电压表的指针正好指在最大刻度处。
【答案】（1）0.5A；（2）3Ω；（3）滑动变阻器R更换为最大阻值为12Ω的
【解析】
【详解】解：（1）由P=UI得，小灯泡正常发光时的电流为
（2）闭合开关，小灯泡L与R串联，小灯泡正常发光时，电路中的电流为
I=IR=IL=0.5A
滑动变阻器两端的电压为
UR=U-UL=4.5V-3V=1.5V
连入电路的电阻为
（3）小灯泡电阻为
电压表的指针正好指在最大刻度处，即UR′=3V，则小灯泡两端的电压为
此时电路中的电流为
滑动变阻器R接入的最大阻值为
所以滑动变阻器更换为最大阻值为12Ω的，可满足电路需求。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流是0.5A；
（2）要想使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻是3Ω；
（3）见解析。
24. 在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）制作小型电动机
（2）设计电动感应电路
【项目实施】
（1）制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向______（选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式：______。
（2）设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个______（填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器______（选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
【项目拓展】
小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为______W。
【答案】 ①. 相反 ②. 在电路中串联一个滑动变阻器 ③. 开关 ④. 有 ⑤. 1.8
【解析】
【详解】（1）①[1]电动机线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，永磁体上下磁极调换一下，改变了磁场方向，线圈转动的方向与原来转动的方向相反。
②[2]电动机线圈受力大小与电流大小有关，想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，通过滑动变阻器调节接入电路中的电阻，进而改变电路中的电流，需要在电路中串联一个滑动变阻器。
（2）[3][4][5]当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。说明感应器控制电路的通断，相当于电路原件中的开关。
当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通。
测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
4.5
实验次数
1
2
3
电压/V
1.2
1.8
2.4
电流/A
0.36
0.5
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
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