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2023-2024学年辽宁省沈阳市康平县九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）
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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）期末物理试卷（含详细答案解析），共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题，综合题等内容，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100kW⋅h
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
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力向
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
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
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
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A1示数不变
B. 电压表V示数变小
C. 电流表A1示数与电流表A2示数之差变小
D. 电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
二、多选题：本大题共3小题，共6分。
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
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
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9VB. 定值电阻R的阻值是12Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0∼12ΩD. 滑片P滑到ab中点时电压表的示数4.5V
三、填空题：本大题共6小题，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______。
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)
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，手指千万不能到______(选填“笔尖属体”或”笔尾金属体”)，当管发光时______(选填“有”或“没有”)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。
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。
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。
四、作图题：本大题共2小题，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。
17.在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上。补上后要求：①电压表测小灯两端电压；②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮。
五、实验探究题：本大题共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，______的吸热能力较强。
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。
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分析正确的数据，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。
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的阻值为______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=______。
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______。
六、计算题：本大题共2小题，共16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1W.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；
(4)电路消耗的最大电功率。
23.如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2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。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]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。
七、综合题：本大题共1小题，共6分。
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180Wh/kg。
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6.48×105J，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______kW⋅h，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。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
A、空调的电功率在1000W左右，但空调工作属于间歇式工作，即工作一段时间、停一段时间，家用空调工作10h在额定功率下实际工作约5h，消耗的电能约为W=Pt=1kW×5h=5kW⋅h，故A错误；
B、电饭锅加热功率约为800W，故B错误；
C、家用冰箱电流约为1A，P=UI=220V×1A=220W，符合电冰箱的功率范围，故C正确；
D、一节铅蓄电池电压为2V，故D错误；
故选：C。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解。
2.【答案】B
【解析】解：A、验电器的原理是同种电荷相互排斥；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。
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
(2)金属导体中能够自由移动的是带负电荷的自由电子；
(3)导体电阻由导体的材料、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；
(4)物理学中规定：正电荷的定向移动方向为电流方向。
本题涉及的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，掌握相关的基础知识即可正确解题。
3.【答案】D
【解析】A、电源的两端是存在电压的，与外部电路的通断情况无关，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，具有单向导电性，故C错误；
D、由图中电压表的正负接线柱可知，金属片A为电源的正极，金属片B为电源的负极；所以电流从A流出，经过发光二极管后回到B，故D正确。
(1)电源电压是由电源决定的；
(2)电源是把其他形式能量转化为电能的装置；
(3)发光二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性；
(4)根据电压表的连接情况分析判断出电源的正负极，电流是从电源的正极流出回到电源的负极。
本题主要考查电源的能量转化、电源的特点、电压表的使用、半导体的性质等，能根据电压表的接法判断电源的正负极是本题的难点。
4.【答案】A
【解析】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，故A错误；
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，故B正确；
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，故C正确；
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，故D正确。
故选：A。
(1)家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的，开关必须与火线相连；
(2)保险丝在电路中电流过大时会自动切断电路；
(3)用电器的金属外壳必须接地；
(4)试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
本题考查了家庭电路的连接方式、安全用电的常识，属于基础题。
5.【答案】C
【解析】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C正确。
故选：C。
据电荷间的相互作用规律(同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引)和带电体的性质(能吸引轻小物体)分析。
根据电荷间的作用规律、带电体的性质，结合自然界中只有两种电荷，利用题目中告诉的信息分析即可。
6.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测灯泡支路的电流，电压表测电源的电压；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中，由于电源电压不变，所以电压表示数不变，故B错误；
滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变大，由于电流表A1示数与电流表A2示数之差就是通过滑动变阻器的电流，所以电流表A1示数与电流表A2示数之差变大，故C错误；
并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，电流表A2示数不变；
根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变大，电流表A1示数变大，故A错误；
电压表示数不变，电流表A1示数变大，则电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测灯泡支路的电流，电压表测电源的电压；
根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流不变；根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后分析各个选项。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
7.【答案】AB
【解析】解：A.由图可知，该图像是液体沸腾(或晶体熔化)时的温度随时间的变化图像，物体的初温相同，若a、b是同种物质，二者沸点(或熔点)相同，但是达到沸点(或熔点)的时间不同，b达到的时间更久，说明升高相同温度，b吸收的热量更多，a、b同种物质比热容相同，b的质量大于a的质量，故A正确；
B.t1∼t2时间内，a的温度不变，但是a需要不断吸收热量，故内能是增大的，故B正确；
C.0∼t2时间内，由于用相同的加热装置对物质进行加热，且加热的时间相同，则b和c吸收的热量相同，它们的初温相同，b的温度变化比c的明显，但因为不知道它们的质量关系，所以无法确定它们比热容大小关系，故C错误；
D.用相同的加热装置对物质进行加热，则物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，所以0−t1时间内，a、b物质吸收的热量相等，故D错误。
故选AB。
(1)根据Q=cmΔt分析解答；
(2)液体的沸腾或晶体的熔化过程吸热温度不变，内能增加；
(3)根据Q=cmΔt分析b、c比热容的大小；
(4)吸收热量的多少通过加热时间的长短来表现。
此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图像分析的能力，以图像的形式考查物理规律，具有直观、客观的特点，是现在物理测试的热点考查方式。
8.【答案】BC
【解析】解：A、热传递的条件是存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，还可以从物体的高温部分传向低温部分，故A错误；
B、改变物体内能的方式有做功和热传递，故B正确；
C、汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确；
D、燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、燃料的质量、是否完全燃烧，多个因素有关，故D错误。
故选：BC。
(1)热传递的条件是：物体之间或物体的不同部分之间存在着温度差；
(2)改变内能的方式包括做功和热传递；
(3)汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能；
(4)燃料燃烧所能放出的热量的多少，取决于三个因素：一个是热值，只与燃料种类有关；一个是燃料的质量；一个是否完全燃烧。
本题考查热传递的条件、内能的改变、热机的冲程和热值的概念，属于综合题。
9.【答案】ACD
【解析】解：A、由电路图可知，当滑片P位于a端时，电路为R接在电源两极的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，且此时电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V，故A正确；
B、由I=UR可得，定值电阻R的阻值：R=UI=9V1.5A=6Ω，故B错误；
C、当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I′=0.5A，
则电路中的总电阻：R总=UI′=9V0.5A=18Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值：R滑大=R总−R=18Ω−6Ω=12Ω，
则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，变阻器接入电路的电阻：R滑中=12R滑大=12×12Ω=6Ω，
电路的总电阻：R总中=R滑中+R=6Ω+6Ω=12Ω，
电路中的电流：I中=UR总中=9V12Ω=0.75A，
根据欧姆定律可知，定值电阻R两端的电压，即电压表的示数：UV=I中R=0.75A×6Ω=4.5V，
故D正确。
故选：ACD。
(1)当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，根据图象读出最大电流和电压表的示数，据此可知电源的电压；
(2)根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
(3)当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，根据图象读出电路中的最小电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；滑动变阻器连入电路中的阻值最小时，电路中的电流最大，根据图象中的最大电流和对应电压值求出滑动变阻器连入电路的最小阻值；
(4)当滑片P滑到ab中点时，根据串联电压规律和欧姆定律计算电压表的示数。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
10.【答案】做功 引力
【解析】解：在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到小棉团燃烧。因为外界对玻璃筒内气体做功，内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，硝化棉燃烧。
硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。
故答案为：做功；引力。
做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查内能的改变和分子间作用力，属于基础题。
11.【答案】B 材料
【解析】解：
(1)由图可知，电阻丝A与电阻丝B串联，则通过两个电阻丝的电流相等，已知一段时间后电阻丝A产生的热量比电阻丝B产生的热量少，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻丝A的电阻比电阻丝B的电阻小，即电阻丝B的电阻大；
(2)实验中电阻丝A与电阻丝B的长度和横截面积均相同，材料不同，电阻值不同，由此可见电阻大小与导体的材料有关。
故答案为：B；材料。
(1)根据热量公式Q=cm△t分析电阻丝产生热量关系，由焦耳定律分析电阻的大小；
(2)导体的电阻和导体的长度、材料、横截面积有关，才用控制变量法来做实验。
解决本题时要善于运用控制变量法，通过实验实验现象分析热量关系和电阻关系，分析时要抓住串联电路中电流处处相等。
12.【答案】笔尖属体 有
【解析】解：试电笔的正确使用方法是，手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线，
当笔尖接触火线时，电流会经笔尖、氖管、大电阻、笔尾、人体导向大地，形成通路。这一过程中，人体会成为电路的一部分，会有微弱的电流通过。
故答案为：笔尖属体；有。
使用试电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体；人体会成为电路的一部分，从而可以使氖管发光。
此题考查对试电笔正确使用方法和工作过程的了解，要牢记。
13.【答案】300 仍能
【解析】解：通电1min，R2产生的热量：Q2=I2R2t=(1A)2×5Ω×1×60s=300J；
若将R3更换为10Ω的电阻，电阻的分流作用还在，仍能完成该实验探究。
故答案为：300；仍能。
根据Q=I2Rt求出通电1minR2产生的热量；
要探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系，要控制导体的电阻和通电时间相同，电流大小不同。
本题考查焦耳定律实验以及焦耳定律公式的应用，难度不大。
14.【答案】4400 240
【解析】解：(1)由图知，电能表的工作电压是220V，允许通过的最大电流为20A，所以他家同时使用的用电器最大总功率：
P最大=UI最大=220×20A=4400W；
(2)“600revs/kW⋅h”表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600r，
用电器在10min内消耗的电能：
W=Pt=2.4kW×1060h=0.4kW⋅h，
电能表转盘的转数：
n=600r/kW⋅h×0.4kW⋅h=240r；
故答案为：4400；240。
(1)知道电能表的工作电压和允许通过的最大电流，利用P=UI求他家同时使用的用电器最大总功率；
(2)电能表上标有“600r/kW⋅h”，表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600r，利用W=Pt求出用电器在10min内消耗的电能，可求电能表转盘的转数。
本题考查了使用电能表时消耗电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。注意：10(20)A，10A是指电能表的标定电流，20A是电能表平时工作允许通过的最大电流。
15.【答案】变小 9
【解析】解：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I=UR可知，定值电阻的电流与电压成正比，故定值电阻R1的I−U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阻变小，根据串联电阻规律知，电路总电阻变小，根据欧姆定律I=UR可知，电路中的电流变大，而定值电阻的电压U1=IR1，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U2=U−U1，电源电压不变，U1变大，则U2变小。
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U=U2+U1=4V+5V=9V。
故答案为：变小；9。
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。根据定值电阻的电流与电压成正比确定图像，滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中电阻变小，根据串联电阻规律判断总电阻的变化，根据欧姆定律判断电流变化和定值电阻的电压变化，根据串联电压规律得出电压表V2的示数变化；任取一组电流值，找出两个电阻的电压，根据串联电压规律得出电源电压。
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“U−I”关系图象。
16.【答案】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，如图所示：
【解析】由题意知，当座椅开关闭合时，灯亮，将安全带插头插入插口时，指示灯灭，说明指示灯被开关短路了。
本题考查电路的设计，注意开关与用电器并联时，开关闭合时用电器不工作，开关断路时用电器工作。
17.【答案】解：①电压表与灯并联；电源由两节干电池组成，电源电压为3V，所以电压表选用小量程；
②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯变亮，即电流变大，电阻变小，故应接b接线柱，如下所示：
【解析】电压表与待测电路并联，根据向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯变亮确定变阻器的连接，
本题考查根据要求连接实物图，关键是明确电压表和变阻器的连接。
18.【答案】末温/℃水平 多 大 水 6.72×104
【解析】解：(1)根据表中数据，要得出液体升高的温度，故表格中横线处缺少的项目：末温/℃；
(2)为了测量水和食用油的质量，小明先将天平放在水平桌面上，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，根据转换法，加热时间越长，物质吸收的热量越多。
(4)质量相等的水和食用油，水温始终比油温升得快，因水的比热容大于油的比热容，根据Q=cmΔt，说明相同时间内水吸收的热量比食用油多，根据P=Wt=Qt知，放入水中的电加热器实际功率大；
(5)①根据绘制的如图乙所示的温度随时间变化图像，加热相同时间，水升温慢，可知，水的吸热能力较强。
②水在0∼4min升高的温度为：
100℃−20℃=80℃
水吸收的热量是：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×80℃=6.72×104J；
根据转换法，食用油在0−4min吸收的热量是6.72×104J。
故答案为：(1)末温/℃；(2)水平；(3)多；(4)大；(5)①水；②6.72×104。
(1)根据表中数据，要得出液体升高的温度，据此分析；
(2)根据天平的使用回答；
(3)使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
(4)水的比热容大于油的比热容，根据已知条件和Q=cmΔt、P=Wt=Qt分析；
(5)①使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
②根据吸热公式得出水在0∼4min水吸收的热量，结合转换法回答。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
19.【答案】断路 0.281通过导体的电流与导体两端的电压成正比 左 减小
【解析】解：(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，则与电压表并联的电路断路了，故电路存在的故障可能是定值电阻断路；
(2)①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；
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U滑=U−U1=6V−1V=5V，则滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑=U滑I1=5V0.1A=50Ω，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，由分压原理，要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；
②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UV=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U−UV=6V−2V=4V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的4V2V=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：R滑=2×25Ω=50Ω，即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U′，由串联电路的规律及分压原理有：
U′−UVUV=R滑R定，
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U′−2V2V=25Ω40Ω，
电源电压最大为U′=3.25V<6V，故为了完成实验，她可以适当地减小电源电压。
故答案为：(1)断路；(2)①0.28；1；②通过导体的电流与导体两端的电压成正比；(3)①左；②减小。
(1)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，则与电压表并联的电路断路了；
(2)①根据电流表选用量程确定分度值读数；根据表中数据结合串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，然后分析回答；
②分析表中电流与电压的关系得出结论；
(3)①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
本题探究电流与电压、电阻关系的实验，考查了电路故障、电流表读数、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
20.【答案】右 电压表与滑动变阻器并联接入电路 0.54.9灯泡的电阻受温度影响很大 闭合S、S1 U1R0U−U1
【解析】解：(1)为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端；
(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U=IR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了；
(3)在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.5A；
(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：R3=U3I3=Ω；
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：
R=R1+R2+R33=4.8Ω+5Ω+5Ω3≈4.9Ω；
(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；
(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闭合S、S1，电路为待测电路的简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③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：U0=U−U1，
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：I=U0R0=U−U1R0，
则待测电阻Rx的表达式：Rx=U1I=U1U−U1R0=U1R0U−U1。
故答案为：(1)右；(2)电压表与滑动变阻器并联接入电路；(3)0.5；(4)4.9；(5)灯泡的电阻受温度的影响很大；(6)闭合S、S1；U1R0U−U1。
(1)为保护电路，将变阻器最大电阻连入电路中；
(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U=IR分析待测电阻的电压变化，由串联电路电压的规律确定变阻器的电压变化，据此分析；
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数；
(4)根据表中数据结合欧姆定律得出第3次实验的电阻；为减小误差，取平均值作为测量结果；
(5)灯泡的电阻受温度的影响很大；
(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闭合S、S1，电路为待测电路的简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③根据串联电路电压规律表示定值电阻两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律表示通过电路的电流，根据欧姆定律可得待测电阻的表达式。
本题用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值，考查注意事项、电路分析、电流表读数、电阻计算和数据处理、影响电阻大小的因素。
21.【答案】甲 电阻 相等 通电时间 转换法
【解析】解：
(1)两电阻材料和长度相同，已知甲电阻比乙电阻小，所以甲金属丝的横截面积大；
(2)两电阻串联，电流、通电时间相等，乙瓶中的温度计示数升高较快，由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；
(3)要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故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；根据转换法，水和煤油吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
故答案为：(1)甲；(2)电阻；(3)相等；通电时间；转换法。
(1)影响电阻大小的因素有导体的长度、横截面积和材料，当材料和长度相同时，导线越粗、电阻越小；
(2)知道通过的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多、温度升高越快；
(3)由吸热公式Q吸=cmΔt可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等(加热时间相等)，我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法的应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握。
22.【答案】解：(1)定值电阻的U−I图象是正比例函数，图甲中R2表示定值电阻的图线，
由图甲可知，U0=2V时，通过的电流I0=0.2A，
由I=UR可得，R0的阻值：
R0=U0I0=2V0.2A=10Ω；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量：
QL=WL=PLt=6W×100s=600J；
(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1W，
由图甲可得，灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A时符合，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+UR=2V+4V=6V；
(4)当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时，R0与L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电路消耗的最大电功率：
P=PL+P0=PL+U2R0=6W+(6V)210Ω=9.6W。
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；
(4)电路消耗的最大电功率是9.6W。
【解析】(1)定值电阻的U−I图象是正比例函数，图甲中R2表示定值电阻的图线，根据图象读出一组数据，根据欧姆定律求出R0的阻值；
(2)灯泡正常发光100s，根据Q=W=Pt求出电流通过灯泡产生的热量；
(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1W，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
(4)当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时，R0与L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，根据并联电路的特点和额定电压下灯泡正常发光以及P=UI=U2R求出电路消耗的最大电功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，从图象中获取有用的信息和正确判断电路总功率最大时电路的连接方式是关键。
23.【答案】解：(1)由P=UI可得，电热毯在恒温挡时的电流：
I=P恒温U=33W220V=0.15A；
(2)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，电路中只有R2接入电路，为调温挡最大功率P高=100W，
由P=U2R可得，R2=U2P高=(220V)2100W=484Ω；
当开关接1时，滑片在最左端，可变电阻R达到最大值，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小为P低=50W，由P=U2R可得，R总=U2P低=(220V)250W=968Ω，
所以可变电阻R的最大阻值：R=R总−R2=968Ω−484Ω=484Ω；
(3)水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(50℃−20℃)=1.26×105J，
因为不计热损失，所以消耗的电能：W=Q吸=1.26×105J，
由P=Wt可得，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间：
t=WP高=1.26×105J100W=1.26×103s。
答：(1)电热毯在恒温挡时的电流为0.15A；
(2)可变电阻R的最大阻值为484Ω；
(3)电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间为1.26×103s。
【解析】(1)由P=UI公式变形可求得电热毯在恒温挡时的电流；
(2)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，只有R2接入电路，电路中的电阻最小，根据P=U2R可知，功率最大，据此求出R2的阻值；当开关接1时，滑片在最左端，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小；利用P=U2R求出R、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R的最大阻值；
(3)由Q=cmΔt可求得水吸收的热量，不计热损失，W=Q，由P=Wt公式变形可求得所用的时间。
本题是一道电热综合题，主要考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式的理解和应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
24.【答案】化学 用电器 4.86×105 0.3628
【解析】解：(1)给锂电池充电过程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)电动机输出的机械能为：W机械=ηW电=75%×6.48×105J=4.86×105J；
(3)由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A⋅h，则这款车的锂电池最多所储存的电能：W=UIt=36V×10Ah=360Wh=0.36kW⋅h，
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：m=360Wh180Wh/kg=2kg；
(4)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：I=UR1+R2=10V6Ω+1.5Ω=43A，
则控制电压U1=IR1=43A×6Ω=8V。
故答案为：(1)化学；用电器；(2)4.86×105；(3)0.36；2；(4)8。
(1)给锂电池充电过程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)根据效率公式计算电动机输出的机械能；
(3)根据W=UIt计算这款车的锂电池最多所储存的电能，根据能量密度的定义计算锂电池的质量；
(4)由图2可知闭合开关，两电阻串联接入电路，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据U=IR计算控制电压。
本题考查了能量的转化和电功公式、效率公式、串联电路特点、欧姆定律的应用，从题干中获取有用的信息是关键。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100kW⋅h
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
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力向
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
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
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
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A1示数不变
B. 电压表V示数变小
C. 电流表A1示数与电流表A2示数之差变小
D. 电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
二、多选题：本大题共3小题，共6分。
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
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
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9VB. 定值电阻R的阻值是12Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0∼12ΩD. 滑片P滑到ab中点时电压表的示数4.5V
三、填空题：本大题共6小题，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______。
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)
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，手指千万不能到______(选填“笔尖属体”或”笔尾金属体”)，当管发光时______(选填“有”或“没有”)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。
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。
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。
四、作图题：本大题共2小题，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。
17.在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上。补上后要求：①电压表测小灯两端电压；②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，灯变亮。
五、实验探究题：本大题共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，______的吸热能力较强。
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。
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分析正确的数据，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。
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的阻值为______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=______。
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______。
六、计算题：本大题共2小题，共16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1W.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；
(4)电路消耗的最大电功率。
23.如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2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。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]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。
七、综合题：本大题共1小题，共6分。
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180Wh/kg。
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6.48×105J，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______kW⋅h，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。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
A、空调的电功率在1000W左右，但空调工作属于间歇式工作，即工作一段时间、停一段时间，家用空调工作10h在额定功率下实际工作约5h，消耗的电能约为W=Pt=1kW×5h=5kW⋅h，故A错误；
B、电饭锅加热功率约为800W，故B错误；
C、家用冰箱电流约为1A，P=UI=220V×1A=220W，符合电冰箱的功率范围，故C正确；
D、一节铅蓄电池电压为2V，故D错误；
故选：C。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解。
2.【答案】B
【解析】解：A、验电器的原理是同种电荷相互排斥；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。
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
(2)金属导体中能够自由移动的是带负电荷的自由电子；
(3)导体电阻由导体的材料、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；
(4)物理学中规定：正电荷的定向移动方向为电流方向。
本题涉及的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，掌握相关的基础知识即可正确解题。
3.【答案】D
【解析】A、电源的两端是存在电压的，与外部电路的通断情况无关，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，具有单向导电性，故C错误；
D、由图中电压表的正负接线柱可知，金属片A为电源的正极，金属片B为电源的负极；所以电流从A流出，经过发光二极管后回到B，故D正确。
(1)电源电压是由电源决定的；
(2)电源是把其他形式能量转化为电能的装置；
(3)发光二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性；
(4)根据电压表的连接情况分析判断出电源的正负极，电流是从电源的正极流出回到电源的负极。
本题主要考查电源的能量转化、电源的特点、电压表的使用、半导体的性质等，能根据电压表的接法判断电源的正负极是本题的难点。
4.【答案】A
【解析】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，故A错误；
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，故B正确；
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，故C正确；
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，故D正确。
故选：A。
(1)家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的，开关必须与火线相连；
(2)保险丝在电路中电流过大时会自动切断电路；
(3)用电器的金属外壳必须接地；
(4)试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
本题考查了家庭电路的连接方式、安全用电的常识，属于基础题。
5.【答案】C
【解析】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C正确。
故选：C。
据电荷间的相互作用规律(同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引)和带电体的性质(能吸引轻小物体)分析。
根据电荷间的作用规律、带电体的性质，结合自然界中只有两种电荷，利用题目中告诉的信息分析即可。
6.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测灯泡支路的电流，电压表测电源的电压；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中，由于电源电压不变，所以电压表示数不变，故B错误；
滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变大，由于电流表A1示数与电流表A2示数之差就是通过滑动变阻器的电流，所以电流表A1示数与电流表A2示数之差变大，故C错误；
并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，电流表A2示数不变；
根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变大，电流表A1示数变大，故A错误；
电压表示数不变，电流表A1示数变大，则电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测灯泡支路的电流，电压表测电源的电压；
根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流不变；根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后分析各个选项。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
7.【答案】AB
【解析】解：A.由图可知，该图像是液体沸腾(或晶体熔化)时的温度随时间的变化图像，物体的初温相同，若a、b是同种物质，二者沸点(或熔点)相同，但是达到沸点(或熔点)的时间不同，b达到的时间更久，说明升高相同温度，b吸收的热量更多，a、b同种物质比热容相同，b的质量大于a的质量，故A正确；
B.t1∼t2时间内，a的温度不变，但是a需要不断吸收热量，故内能是增大的，故B正确；
C.0∼t2时间内，由于用相同的加热装置对物质进行加热，且加热的时间相同，则b和c吸收的热量相同，它们的初温相同，b的温度变化比c的明显，但因为不知道它们的质量关系，所以无法确定它们比热容大小关系，故C错误；
D.用相同的加热装置对物质进行加热，则物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，所以0−t1时间内，a、b物质吸收的热量相等，故D错误。
故选AB。
(1)根据Q=cmΔt分析解答；
(2)液体的沸腾或晶体的熔化过程吸热温度不变，内能增加；
(3)根据Q=cmΔt分析b、c比热容的大小；
(4)吸收热量的多少通过加热时间的长短来表现。
此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图像分析的能力，以图像的形式考查物理规律，具有直观、客观的特点，是现在物理测试的热点考查方式。
8.【答案】BC
【解析】解：A、热传递的条件是存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，还可以从物体的高温部分传向低温部分，故A错误；
B、改变物体内能的方式有做功和热传递，故B正确；
C、汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确；
D、燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、燃料的质量、是否完全燃烧，多个因素有关，故D错误。
故选：BC。
(1)热传递的条件是：物体之间或物体的不同部分之间存在着温度差；
(2)改变内能的方式包括做功和热传递；
(3)汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能；
(4)燃料燃烧所能放出的热量的多少，取决于三个因素：一个是热值，只与燃料种类有关；一个是燃料的质量；一个是否完全燃烧。
本题考查热传递的条件、内能的改变、热机的冲程和热值的概念，属于综合题。
9.【答案】ACD
【解析】解：A、由电路图可知，当滑片P位于a端时，电路为R接在电源两极的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，且此时电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V，故A正确；
B、由I=UR可得，定值电阻R的阻值：R=UI=9V1.5A=6Ω，故B错误；
C、当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I′=0.5A，
则电路中的总电阻：R总=UI′=9V0.5A=18Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值：R滑大=R总−R=18Ω−6Ω=12Ω，
则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，变阻器接入电路的电阻：R滑中=12R滑大=12×12Ω=6Ω，
电路的总电阻：R总中=R滑中+R=6Ω+6Ω=12Ω，
电路中的电流：I中=UR总中=9V12Ω=0.75A，
根据欧姆定律可知，定值电阻R两端的电压，即电压表的示数：UV=I中R=0.75A×6Ω=4.5V，
故D正确。
故选：ACD。
(1)当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，根据图象读出最大电流和电压表的示数，据此可知电源的电压；
(2)根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
(3)当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，根据图象读出电路中的最小电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；滑动变阻器连入电路中的阻值最小时，电路中的电流最大，根据图象中的最大电流和对应电压值求出滑动变阻器连入电路的最小阻值；
(4)当滑片P滑到ab中点时，根据串联电压规律和欧姆定律计算电压表的示数。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
10.【答案】做功 引力
【解析】解：在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到小棉团燃烧。因为外界对玻璃筒内气体做功，内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，硝化棉燃烧。
硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。
故答案为：做功；引力。
做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查内能的改变和分子间作用力，属于基础题。
11.【答案】B 材料
【解析】解：
(1)由图可知，电阻丝A与电阻丝B串联，则通过两个电阻丝的电流相等，已知一段时间后电阻丝A产生的热量比电阻丝B产生的热量少，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻丝A的电阻比电阻丝B的电阻小，即电阻丝B的电阻大；
(2)实验中电阻丝A与电阻丝B的长度和横截面积均相同，材料不同，电阻值不同，由此可见电阻大小与导体的材料有关。
故答案为：B；材料。
(1)根据热量公式Q=cm△t分析电阻丝产生热量关系，由焦耳定律分析电阻的大小；
(2)导体的电阻和导体的长度、材料、横截面积有关，才用控制变量法来做实验。
解决本题时要善于运用控制变量法，通过实验实验现象分析热量关系和电阻关系，分析时要抓住串联电路中电流处处相等。
12.【答案】笔尖属体 有
【解析】解：试电笔的正确使用方法是，手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线，
当笔尖接触火线时，电流会经笔尖、氖管、大电阻、笔尾、人体导向大地，形成通路。这一过程中，人体会成为电路的一部分，会有微弱的电流通过。
故答案为：笔尖属体；有。
使用试电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体；人体会成为电路的一部分，从而可以使氖管发光。
此题考查对试电笔正确使用方法和工作过程的了解，要牢记。
13.【答案】300 仍能
【解析】解：通电1min，R2产生的热量：Q2=I2R2t=(1A)2×5Ω×1×60s=300J；
若将R3更换为10Ω的电阻，电阻的分流作用还在，仍能完成该实验探究。
故答案为：300；仍能。
根据Q=I2Rt求出通电1minR2产生的热量；
要探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系，要控制导体的电阻和通电时间相同，电流大小不同。
本题考查焦耳定律实验以及焦耳定律公式的应用，难度不大。
14.【答案】4400 240
【解析】解：(1)由图知，电能表的工作电压是220V，允许通过的最大电流为20A，所以他家同时使用的用电器最大总功率：
P最大=UI最大=220×20A=4400W；
(2)“600revs/kW⋅h”表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600r，
用电器在10min内消耗的电能：
W=Pt=2.4kW×1060h=0.4kW⋅h，
电能表转盘的转数：
n=600r/kW⋅h×0.4kW⋅h=240r；
故答案为：4400；240。
(1)知道电能表的工作电压和允许通过的最大电流，利用P=UI求他家同时使用的用电器最大总功率；
(2)电能表上标有“600r/kW⋅h”，表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600r，利用W=Pt求出用电器在10min内消耗的电能，可求电能表转盘的转数。
本题考查了使用电能表时消耗电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。注意：10(20)A，10A是指电能表的标定电流，20A是电能表平时工作允许通过的最大电流。
15.【答案】变小 9
【解析】解：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I=UR可知，定值电阻的电流与电压成正比，故定值电阻R1的I−U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阻变小，根据串联电阻规律知，电路总电阻变小，根据欧姆定律I=UR可知，电路中的电流变大，而定值电阻的电压U1=IR1，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U2=U−U1，电源电压不变，U1变大，则U2变小。
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U=U2+U1=4V+5V=9V。
故答案为：变小；9。
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。根据定值电阻的电流与电压成正比确定图像，滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中电阻变小，根据串联电阻规律判断总电阻的变化，根据欧姆定律判断电流变化和定值电阻的电压变化，根据串联电压规律得出电压表V2的示数变化；任取一组电流值，找出两个电阻的电压，根据串联电压规律得出电源电压。
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“U−I”关系图象。
16.【答案】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，如图所示：
【解析】由题意知，当座椅开关闭合时，灯亮，将安全带插头插入插口时，指示灯灭，说明指示灯被开关短路了。
本题考查电路的设计，注意开关与用电器并联时，开关闭合时用电器不工作，开关断路时用电器工作。
17.【答案】解：①电压表与灯并联；电源由两节干电池组成，电源电压为3V，所以电压表选用小量程；
②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯变亮，即电流变大，电阻变小，故应接b接线柱，如下所示：
【解析】电压表与待测电路并联，根据向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯变亮确定变阻器的连接，
本题考查根据要求连接实物图，关键是明确电压表和变阻器的连接。
18.【答案】末温/℃水平 多 大 水 6.72×104
【解析】解：(1)根据表中数据，要得出液体升高的温度，故表格中横线处缺少的项目：末温/℃；
(2)为了测量水和食用油的质量，小明先将天平放在水平桌面上，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，根据转换法，加热时间越长，物质吸收的热量越多。
(4)质量相等的水和食用油，水温始终比油温升得快，因水的比热容大于油的比热容，根据Q=cmΔt，说明相同时间内水吸收的热量比食用油多，根据P=Wt=Qt知，放入水中的电加热器实际功率大；
(5)①根据绘制的如图乙所示的温度随时间变化图像，加热相同时间，水升温慢，可知，水的吸热能力较强。
②水在0∼4min升高的温度为：
100℃−20℃=80℃
水吸收的热量是：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×80℃=6.72×104J；
根据转换法，食用油在0−4min吸收的热量是6.72×104J。
故答案为：(1)末温/℃；(2)水平；(3)多；(4)大；(5)①水；②6.72×104。
(1)根据表中数据，要得出液体升高的温度，据此分析；
(2)根据天平的使用回答；
(3)使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
(4)水的比热容大于油的比热容，根据已知条件和Q=cmΔt、P=Wt=Qt分析；
(5)①使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
②根据吸热公式得出水在0∼4min水吸收的热量，结合转换法回答。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
19.【答案】断路 0.281通过导体的电流与导体两端的电压成正比 左 减小
【解析】解：(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，则与电压表并联的电路断路了，故电路存在的故障可能是定值电阻断路；
(2)①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；
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U滑=U−U1=6V−1V=5V，则滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑=U滑I1=5V0.1A=50Ω，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，由分压原理，要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；
②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UV=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U−UV=6V−2V=4V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的4V2V=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：R滑=2×25Ω=50Ω，即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U′，由串联电路的规律及分压原理有：
U′−UVUV=R滑R定，
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U′−2V2V=25Ω40Ω，
电源电压最大为U′=3.25V<6V，故为了完成实验，她可以适当地减小电源电压。
故答案为：(1)断路；(2)①0.28；1；②通过导体的电流与导体两端的电压成正比；(3)①左；②减小。
(1)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，则与电压表并联的电路断路了；
(2)①根据电流表选用量程确定分度值读数；根据表中数据结合串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，然后分析回答；
②分析表中电流与电压的关系得出结论；
(3)①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
本题探究电流与电压、电阻关系的实验，考查了电路故障、电流表读数、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
20.【答案】右 电压表与滑动变阻器并联接入电路 0.54.9灯泡的电阻受温度影响很大 闭合S、S1 U1R0U−U1
【解析】解：(1)为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端；
(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U=IR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了；
(3)在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.5A；
(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：R3=U3I3=Ω；
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：
R=R1+R2+R33=4.8Ω+5Ω+5Ω3≈4.9Ω；
(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；
(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闭合S、S1，电路为待测电路的简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③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：U0=U−U1，
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：I=U0R0=U−U1R0，
则待测电阻Rx的表达式：Rx=U1I=U1U−U1R0=U1R0U−U1。
故答案为：(1)右；(2)电压表与滑动变阻器并联接入电路；(3)0.5；(4)4.9；(5)灯泡的电阻受温度的影响很大；(6)闭合S、S1；U1R0U−U1。
(1)为保护电路，将变阻器最大电阻连入电路中；
(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U=IR分析待测电阻的电压变化，由串联电路电压的规律确定变阻器的电压变化，据此分析；
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数；
(4)根据表中数据结合欧姆定律得出第3次实验的电阻；为减小误差，取平均值作为测量结果；
(5)灯泡的电阻受温度的影响很大；
(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闭合S、S1，电路为待测电路的简单电路，用电压表测出电源的电压U；
③根据串联电路电压规律表示定值电阻两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律表示通过电路的电流，根据欧姆定律可得待测电阻的表达式。
本题用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值，考查注意事项、电路分析、电流表读数、电阻计算和数据处理、影响电阻大小的因素。
21.【答案】甲 电阻 相等 通电时间 转换法
【解析】解：
(1)两电阻材料和长度相同，已知甲电阻比乙电阻小，所以甲金属丝的横截面积大；
(2)两电阻串联，电流、通电时间相等，乙瓶中的温度计示数升高较快，由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；
(3)要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故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；根据转换法，水和煤油吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
故答案为：(1)甲；(2)电阻；(3)相等；通电时间；转换法。
(1)影响电阻大小的因素有导体的长度、横截面积和材料，当材料和长度相同时，导线越粗、电阻越小；
(2)知道通过的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多、温度升高越快；
(3)由吸热公式Q吸=cmΔt可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等(加热时间相等)，我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法的应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握。
22.【答案】解：(1)定值电阻的U−I图象是正比例函数，图甲中R2表示定值电阻的图线，
由图甲可知，U0=2V时，通过的电流I0=0.2A，
由I=UR可得，R0的阻值：
R0=U0I0=2V0.2A=10Ω；
(2)灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量：
QL=WL=PLt=6W×100s=600J；
(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1W，
由图甲可得，灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A时符合，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+UR=2V+4V=6V；
(4)当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时，R0与L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电路消耗的最大电功率：
P=PL+P0=PL+U2R0=6W+(6V)210Ω=9.6W。
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；
(4)电路消耗的最大电功率是9.6W。
【解析】(1)定值电阻的U−I图象是正比例函数，图甲中R2表示定值电阻的图线，根据图象读出一组数据，根据欧姆定律求出R0的阻值；
(2)灯泡正常发光100s，根据Q=W=Pt求出电流通过灯泡产生的热量；
(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1W，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
(4)当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时，R0与L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，根据并联电路的特点和额定电压下灯泡正常发光以及P=UI=U2R求出电路消耗的最大电功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，从图象中获取有用的信息和正确判断电路总功率最大时电路的连接方式是关键。
23.【答案】解：(1)由P=UI可得，电热毯在恒温挡时的电流：
I=P恒温U=33W220V=0.15A；
(2)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，电路中只有R2接入电路，为调温挡最大功率P高=100W，
由P=U2R可得，R2=U2P高=(220V)2100W=484Ω；
当开关接1时，滑片在最左端，可变电阻R达到最大值，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小为P低=50W，由P=U2R可得，R总=U2P低=(220V)250W=968Ω，
所以可变电阻R的最大阻值：R=R总−R2=968Ω−484Ω=484Ω；
(3)水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(50℃−20℃)=1.26×105J，
因为不计热损失，所以消耗的电能：W=Q吸=1.26×105J，
由P=Wt可得，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间：
t=WP高=1.26×105J100W=1.26×103s。
答：(1)电热毯在恒温挡时的电流为0.15A；
(2)可变电阻R的最大阻值为484Ω；
(3)电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间为1.26×103s。
【解析】(1)由P=UI公式变形可求得电热毯在恒温挡时的电流；
(2)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，只有R2接入电路，电路中的电阻最小，根据P=U2R可知，功率最大，据此求出R2的阻值；当开关接1时，滑片在最左端，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小；利用P=U2R求出R、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R的最大阻值；
(3)由Q=cmΔt可求得水吸收的热量，不计热损失，W=Q，由P=Wt公式变形可求得所用的时间。
本题是一道电热综合题，主要考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式的理解和应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
24.【答案】化学 用电器 4.86×105 0.3628
【解析】解：(1)给锂电池充电过程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)电动机输出的机械能为：W机械=ηW电=75%×6.48×105J=4.86×105J；
(3)由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A⋅h，则这款车的锂电池最多所储存的电能：W=UIt=36V×10Ah=360Wh=0.36kW⋅h，
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：m=360Wh180Wh/kg=2kg；
(4)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：I=UR1+R2=10V6Ω+1.5Ω=43A，
则控制电压U1=IR1=43A×6Ω=8V。
故答案为：(1)化学；用电器；(2)4.86×105；(3)0.36；2；(4)8。
(1)给锂电池充电过程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)根据效率公式计算电动机输出的机械能；
(3)根据W=UIt计算这款车的锂电池最多所储存的电能，根据能量密度的定义计算锂电池的质量；
(4)由图2可知闭合开关，两电阻串联接入电路，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据U=IR计算控制电压。
本题考查了能量的转化和电功公式、效率公式、串联电路特点、欧姆定律的应用，从题干中获取有用的信息是关键。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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