重庆市九龙坡区渝高教育集团2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份重庆市九龙坡区渝高教育集团2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析），共21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，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列选项中对常见物理量估计最合理的是( )
A. 人体的安全电压为36VB. 空调的电功率约为1000W
C. 家庭电冰箱正常工作时的电流约为10AD. 学生实验箱小灯泡的电阻约500Ω
【答案】B
【解析】解：A.人体的安全电压不高于36V，故A不符合实际；
B.空调的电功率约为1000W，故B符合实际；
C.家庭电冰箱正常工作时的电流约为1A，故C不符合实际；
D.学生实验箱小灯泡的电阻约10Ω，故D不符合实际。
故选：B。
首先要对相关物理量有个初步的认识，不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要经过简单的计算，有的要进行单位换算，最后判断符合要求的是哪一个。
物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2.下列描述正确的是( )
A. 物体吸收热量，内能增加，温度可能保持不变
B. 物体温度越低，内能越小，所以0℃的冰没有内能
C. 秋天落叶纷飞是分子运动
D. 热传递中热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
【答案】A
【解析】解：A、物体吸收热量，内能增加，温度可能保持不变，比如：晶体熔化时，吸收热量，内能增加，但是温度不变，故A正确；
B、一切物体都具有内能，故B错误；
C、分子是肉眼看不到的，落叶纷飞肉眼可以看到，不是分子运动，故C错误；
D、热传递的方向是从高温物体到低温物体，故D错误。
故选：A。
(1)物体吸收热量，内能增加，温度可能保持不变；
(2)一切物体在任何温度下都有内能；
(3)分子在不停地做无规则运动；
(4)热传递发生的条件是存在温度差。
本题考查内能、温度和热量的关系，属于基础题。
3.如图所示，下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是( )
A. 图甲，丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷，是摩擦起电现象并创造了电荷
B. 图乙，用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时，两箔片因异种电荷相互排斥而张开
C. 图丙，验电器A带正电，相同的验电器B不带电。图中是用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间金属棒中的电流方向是从B到A
D. 图丁，开始加热时灯泡不亮；加热到红炽状态时灯泡发光；实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化
【答案】D
【解析】解：A.丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒中电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子而带正电，摩擦起电不是创造了电荷，而是电子的转移，故A错误；
B.根据验电器的结构特点可知，验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故B错误；
C.用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间，因为验电器A带正电，验电器B不带电，所以一部分自由电子从B验电器转移到A验电器，所以金属棒中的电流方向是从A到B，故C错误；
D.图丁，开始加热时灯泡不亮；加热到红炽状态时灯泡发光；实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化，因为常温下玻璃是绝缘体，所以开始加热时灯泡不亮，加热到红炽状态时灯泡发光，说明玻璃变为导体，说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化，故D正确。
故选：D。
摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。
电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
规定电流方向与正电荷定向移动的方向相同。
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
本题主要考查了摩擦起电的实质，电荷间的作用，电流方向的规定，导体和绝缘体概念。
4.根据欧姆定律可以得到公式R=UI，关于这个公式的下列说法中，正确的是( )
A. 同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B. 同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C. 导体两端电压为零时，导体的电阻也为零
D. 同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变
【答案】D
【解析】解：
ABC、因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，
所以，同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流无关，且导体两端电压为零时其阻值不为零，故ABC错误；
D、同一导体的电阻不变，由R=UI可知，同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变，故D正确。
故选：D。
电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积有关，与两端的电压和通过电流无关，R=UI这个导出公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
本题考查我们对欧姆定律导出公式R=UI的理解，要注意公式R=UI只是表示出了三者之间的数值关系，而并非是它们间的正、反比关系。
5.2024年9月10日华为发布了全球首款三折叠屏手机，为手机市场注入了新鲜血液。点亮手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是S1(密码解锁)、S2(指纹解锁)、S3(人脸解锁)，小灯泡L代替手机屏幕，三种方式任意一种都能解锁手机，下列电路图中可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解：由题意可知，密码解锁开关S1、指纹解锁开关S2、人脸解锁开关S3，都可以解锁，使灯泡发光，说明三个开关可以独立工作，互不影响，即三个开关并联，然后再与灯泡串联，故C正确。
故选：C。
根据题意分析三个开关的连接方式、灯泡的连接方式，然后选出正确的电路图。
本题考查电路的设计，掌握好串联和并联电路特点，正确分析开关的连接方式是关键。
6.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向右移动。下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变小
B. 电流表示数变大
C. 电压表与电流表示数的比值不变
D. 电压表与电流表示数的比值变大
【答案】D
【解析】解：AB、由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流；闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向右移动，滑动变阻器连入的电阻变大，电路的总电阻减大，根据欧姆定律知，电流变小；根据串联分压规律知，滑动变阻器分得的电压增大，所以电压表示数变大，故AB错误；
CD、根据欧姆定律知，电压表与电流表示数的比值表示滑动变阻器的电阻，而滑动变阻器连入的电阻变大，所以比值变大，故D正确，C错误。
故选：D。
由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流；
将滑动变阻器滑片向右移动，滑动变阻器连入的电阻变大，根据欧姆定律和串联电路的特点即可确定电路中的电流变化和变阻器两端的电压变化，结合欧姆定律分析电压表与电流表示数的比值。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律与动态电路分析，属于中档题。
7.如图是电阻甲和乙的I−U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是( )
A. 当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B. 当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C. 若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D. 将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
【答案】D
【解析】解：
A.由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；
B.由图象可知，当乙两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，
由I=UR可得，乙的阻值R乙=U乙I乙=Ω，故B错误；
C.若甲和乙并联，若电压为1V，则它们两端的电压均为1V，
由图象可知此时I甲′=0.2A、I乙′=0.4A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：
I=I甲′+I乙′=0.2A+0.4A=0.6A，故C错误；
D.将甲和乙串联，电流为0.4A，则通过两电阻的电流均为0.4A，
由图象可知此时U甲′=2V、U乙′=1V，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压：
U=U甲′+U乙′=2V+1V=3V，故D正确。
故选：D。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
8.如图所示电路，灯泡L1为“12V 12W”、灯泡L2为“12V 6W”，滑动变阻器的最大阻值为48Ω，电压表的量程为“0～15V”。只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，当电压表示数为6V时，灯泡L1正常发光。只闭合开关S2，保证所有元件安全的情况下(忽略温度对灯丝电阻的影响)，下列有关该电路说法正确的是( )
A. 电源电压为18V
B. 只闭合S1，灯泡L1正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为8Ω
C. 只闭合S2，电压表示数的最大值为15V
D. 只闭合S2，电路总功率的变化范围为4.5～9W
【答案】AD
【解析】解：A、只闭合开关S1，灯泡L1与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压；
滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，当电压表示数为6V时，灯泡L1正常发光，说明此时U1=12V，
则电源电压U总=UP+U1=6V+12V=18V，故A正确。
B、灯泡L1正常发光，电路电流I=P1额U1额=12W12V=1A，
此时滑动变阻器连入电路的阻值RP=UPI=6V1A=6Ω，故B错误。
C、只闭合开关S2，灯泡L2与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压；
灯泡L2的阻值R2=U2额2P2额=(12V)26W=24Ω，
由串联电路的分压原理知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数最大，
此时电路总电阻R总′=RP最大+R2=48Ω+24Ω=72Ω，
电路电流I′=U总R总=18V72Ω=0.25A，
电压表示数的最大值UP最大=I′RP最大=0.25A×48V=12V，故C错误；
D、只闭合开关S2，灯泡L2与滑动变阻器串联，电路最小电流I′=0.25A，
电路的总功率最小P总′=U总I′=18V×0.25A=4.5W；
当灯泡L2正常发光时，电路电流最大I″=P2额U2额=6W12V=0.5A，
电路的总功率最大P总″=U总I″=18V×0.5A=9W，故D正确。
故选：AD。
(1)只闭合开关S1，灯泡L1与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压；滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，当电压表示数为6V时，灯泡L1正常发光，说明此时灯泡L1两端电压为其额定电压，根据串联电压关系可得到电源电压的数值；由灯泡的额定电压和额定功率，利用电功率公式，可得到此时电路的电流，由欧姆定律得到此时滑动变阻器连入电路的阻值。
(2)只闭合开关S2，灯泡L2与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压；利用R=U2P得到灯泡L2的阻值，由串联分压知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数最大，根据串联电阻的规律得到此时电路总电阻R总′，由欧姆定律得到此时电路电流I′和电压表示数的最大值；由P=UI得到电路的最小总功率；当灯泡L2正常发光时，利用P=UI得到电路的最大电流I″和电路的最大总功率P总″。
本题考查了电功率公式和欧姆定律公式的应用以及串联电路的规律，要正确分析电路，本题有一定难度。
三、填空题：本大题共5小题，共10分。
9.德国物理学家欧姆总结了电流跟电阻和电压之间的关系：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。人们为了纪念这位物理学家，用他的名字被命名为______(物理量)的单位。
【答案】电阻
【解析】解：德国物理学家欧姆总结了电流跟电阻和电压之间的关系：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。人们为了纪念这位物理学家，用他的名字被命名为电阻的单位。
故答案为：电阻。
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律，为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位。
此题考查了电阻的单位，比较简单，属基础题。
10.如图所示，工作中的四冲程汽油机把______能转化为______能。沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小；初温为20℃、质量为50kg的砂石温度升高到100℃，吸收的热量为______J。[砂石的比热容为0.9×103J/(kg⋅℃)]
【答案】内 机械 3.6×106
【解析】解：由图可知，工作中的四冲程汽油机火花塞点火，正处于做功冲程，是把内能转化为机械能。
初温为20℃、质量为50kg的砂石温度升高到100℃，吸收的热量为：
Q吸=c砂石m砂石Δt=0.9×103J/(kg⋅℃)×50kg×(100℃−20℃)=3.6×106J；
故答案为：内；机械；3.6×106。
(1)汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图．
(2)根据公式Q=cmΔt，求温度的变化量。
本题考查四冲程的判断及吸热公式的应用，属于基础题。
11.如图是学校楼道中安装的应急照明灯，外部供电线路有电时应急灯不亮，供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电，把电能转化为化学能，此时蓄电池相当于______(填“电源”或“用电器”)；供电线路停电时，应急灯正常发光，取下其中的一个灯泡，另一个灯泡仍然发光，说明应急灯的两个灯泡是______(填“串”或“并”)联的。
【答案】用电器 并
【解析】解：根据串并联电路的连接特点，本题中所述应急灯取下其中的一个灯泡，另一个灯泡仍然发光，说明两灯的工作互不影响，可以断定其连接方式是并联。
故答案为：用电器；并。
串联电路中各用电器相互影响，一处断路，其它用电器也停止工作；并联电路中电流有多条路径，一条支路的通断不影响其它支路的工作。据此，可对应急灯的工作情况做出判断。
本题以应急照明灯为背景，考查了能量的转化与电路的判断，属于基础题目。
12.将阻值为10Ω的电阻R1与另一电阻R2接入电源电压恒定的电路，如图所示。闭合开关S，电流表A1的示数为0.45A，电流表A2的示数为0.3A。则通过R2的电流为______A；电源电压为______V。
【答案】0.15 3
【解析】解：(1)由图可知：两电阻并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量R1中的电流；
则干路电流：I=0.45A，通过R1的电流：I1=0.3A，
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过定值电阻R2的电流：
I2=I−I1=0.45A−0.3A=0.15A；
(2)由I=UR可得，R1两端的电压：U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V，
因并联电路各支路两端的电压相等，所以，电源电压U=U1=3V。
故答案为：0.15；3。
(1)根据电路图可知，两电阻并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量R1中的电流；
根据并联电路电流规律求出通过R2的电流；
(2)根据欧姆定律的应用求出R1两端电压，即为电源电压。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律公式的应用，分清电路的连接方式以及仪表测量的对象是关键。
13.有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V.则灯泡L的额定功率为______W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为______Ω。
【答案】9.6 15
【解析】解：
(1)由图乙知，当灯的电压等于额定电压12V时，通过灯泡的电流为0.8A，
则灯泡的额定功率：
P额=ULIL=12V×0.8A=9.6W；
(2)当灯泡L的功率为3.6W，由图乙知，此时灯的实际电压为6V，灯的实际电流为0.6A，
根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得，此时滑动变阻器R连入电路的阻值：
R滑=U−U′I′=15V−6V0.6A=15Ω。
故答案为：9.6；15。
(1)由图乙知根据P=UI求灯的额定电功率；
(2)当灯泡L的功率为3.6W，由图乙知，确定此时灯的实际电压和灯的实际电流，根据串联电路电压的规律和欧姆定律求变阻器R连入电路的阻值的阻值。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息。
四、作图题：本大题共1小题，共1分。
14.如图中，有两根导线尚未连接，请以笔画线代替导线补上，要求：

(1)电压表测小灯泡两端的电压；闭合开关，当变阻器的滑片向右移动时，电压表的示数变大；
(2)画出电路图。
【答案】解：(1)灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，滑片右移，电压表的示数变大，根据串联分压原理，滑动变阻器接入电路的电阻变小，故将右下接线柱与开关右接线柱相连，并将电压表的负接线柱与灯泡左接线柱相连；如下图所示：

(2)根据实物图灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，画电路图如下：

故答案为：(1)见解析；(2)见解析。
【解析】电压表测量灯泡两端电压，向右移动滑动变阻器的滑片时，电压表示数变大说明滑片向右移动滑动变阻器接入电路的电阻减小，灯泡分得的电压变大，因此滑片向右移动滑动变阻器接入电路的电阻减小，再按一上一下的原则串联在电路中。
解决本题的关键：一是知道滑动变阻器在连接时按一上一下的原则，串联在电路中和滑片靠近下方接线柱接入电路的电阻变小、远离下方接线柱接入电路的电阻变大；二是根据电压表示数的变化判断滑动变阻器的接线柱；三是电压表与被测用电器并联。
五、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
15.小明利用如图甲所示的实验装置探究沙子和水的温度变化与吸热的关系，操作如下：

(1)在两烧杯中分别装入初始温度相同且______(选填“质量”或“体积”)相等的沙子和水；
(2)用相同的酒精灯加热，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为______℃；
(3)实验中，是通过比较______来间接反映沙子和水吸收热量的多少(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)，这是初中物理实验常用的方法：______；
(4)根据实验数据，小明作出了水和沙子的温度随时间变化的图像，由图丙可知，水的温度随时间变化的图像是______(选填“a”或“b”)。
【答案】质量 37 加热时间 转换法 a
【解析】解：(1)探究沙子和水的温度变化与吸热的关系，变量是沙子和水，物质不同，其它影响吸收热量的关键性物理量必须相同，故选择相同的质量的沙子和水。
(2)如图乙所示，分度值为1℃，刻度从下往上依次变大，说明是0℃以上，从零刻度线往上读，读数为37℃。
(3)用相同的酒精灯加热，说明相同的时间内，水和油吸收的热量相同，故可以用加热时间来表示吸收的热量；用看得见的加热时间来描述看不见的吸收热量的多少，称为转换法。
(4)加热相同的时间，吸收相同的热量，水的比热容比沙子大，水升温比较慢，沙子升温比较快，故b是沙子的温度随时间变化图像，a是水的温度随时间变化图像。
故选：a。
故答案为：(1)质量；
(2)37；
(3)加热时间；转换法；
(4)a。
(1)根据Q=cmΔt可知，研究沙子和水的温度变化与吸热的关系，要控制吸热和质量相同，据此分析；
(2)根据温度计分度值读数；
(3)使用相同的酒精灯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)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。
本题探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”的实验，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法。
16.在学习电学时，小高和小渝分别要探究两个实验。

(1)小高在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，采用如下图所示的实验装置，a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同而长度不同，导线d由锰铜合金制成，长度、横截面积与导线b相同。
①为了探究电阻与长度的关系，应选择______两根导线先后接入M、N间，通过观察______来比较导线电阻的大小；
②将导线a和b先后接入M、N间，发现接入a导线时电流表的示数比接入b导线时的小，该实验表明：在其他条件相同时，______，电阻越大。
(2)小渝利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，学生电源(调至4V进行实验)，改变电阻箱R的阻值依次为5Ω、10Ω、20Ω，多次实验得数据如表。

①开关闭合后电流表有示数而电压表无示数，电路故障可能是______；
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻箱处接触不良
D.电阻箱短路
②修正电路并完成第一组实验，断开开关，将电阻箱的阻值由5Ω调到10Ω。继续操作有以下四步：
A.闭合开关
B.将滑动变阻器的滑片移到最左端；
C.记录电流表示数
D.将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑，正确的顺序是______；
③上述操作D中判断滑片已处于适当位置的依据是电压表的示数为______V。本操作中滑动变阻器在实验中的主要作用是______；
④在做第三次实验时，电流指针如图乙所示，分析表中数据，可以得出结论：______；⑤依据表中数据作出如图像，能体现电流与电阻间关系的是______；
A.
B.
C.
【答案】a、c 电流表示数 横截面积越小 D BADC 2 保持电阻两端电压不变 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 A
【解析】解：(1)根据控制变量法，为了探究电阻与长度的关系，需保证金属丝的材料、横截面积均相同，长度不同，故选择a、c先后接入电路；通过观察电流表示数比较电阻阻值大小，电流大说明电阻小，电流小说明电阻大，考查转换法；
导线a和b材料、长度均相同，横截面积不同，a导线更细，现接入a导线时电流表的示数比接入b导线时的小，说明a导线电阻大，表明：在其他条件相同时，横截面积越小，电阻越大。
(2)①串联电路中有电流，说明电路发生短路，电压表无示数，与电压表并联的用电器发生短路，电压表测导线电压，因此电压表无示数，因此是电阻箱短路，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D；
②更换电阻后，闭合开关后滑动变阻器需要移至阻值最大处，即最左端，然后调节滑动变阻器至适当的位置，记录此时电流表的示数，因此步骤顺序为BADC；
③根据表格数据当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.4A，则定值电阻两端电压为U=IR=5Ω×0.4A=2V；
该实验中需要保持定值电阻两端电压不变，因此判断滑片处于适当位置的依据是电压表的示数保持为2V；
该实验需要保持定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变；
④电流指针如图乙所示为0.1A，分析表格数据，电流与电阻的乘积是一个定值，且当电阻变大时，电流变小，因此可得结论为：当电压一定时，电流与电阻成反比。
AC.由表中数据知，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一倍，即电压不变时，电流与电阻成反比，A符合题意，C不符合题意；
B.电流与电阻成反比，即电流与电阻的倒数成正比，B不符合题意。
故选A。
故答案为：(1)①a、c；电流表示数；②横截面积越小；
(2)①D；②BADC；③2；保持电阻两端电压不变；④当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；A。
(1)控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；导体电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料及温度有关，根据控制变量法分析；转换法，即将物理学中不易观察和比较的量转化成容易观察和比较的量的过程；
(2)①开关闭合后电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
②③研究“电流与电阻的关系“，要控制电阻的电压不变，继续操作的步骤：将滑动变阻器的滑片移到最右端；闭合开关；将滑动变阻器的滑片移到适当位置，记录电流表示数；研究“电流与电阻的关系“，要控制电阻的电压不变，由表中数据，根据U=IR求出这个电压，据此分析；滑动变阻器除了保护电路外，其主要作用是控制定值电阻两端电压不变；
④由表格数据知对应的电流和电阻的乘积为一定值，据此得出结论；由分压原理可知滑动变阻器与R的比值，据此分析。
本题探究电阻的影响因素、电流与电阻的关系，考查故障分析、注意事项、操作过程、控制变量法、数据分析和对器材的要求等知识。
17.如图所示，菲菲和洋洋设计了用“伏安法”测量未知电阻Rx(约10Ω)的阻值的实验。准备了以下器材：二节新干电池(电压恒定)，电流表、电压表各一个，开关一个，待测电阻Rx，滑动变阻器，电阻箱(0～9999Ω 5A)一个，导线若干。

(1)此实验的原理是______；
(2)闭合开关前，移动滑动变阻器的滑片P，使滑片移到滑动变阻器的______(选填“A”或“B”)端；
(3)正确连接电路后，实验时刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：______；
(4)闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表、电流表示数如图乙所示，则未知电阻Rx为______Ω；接着，菲菲用标有“2.5V”字样的灯泡替换了Rx，结果发现小灯泡的U—I图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随______的变化而变化，由图可知小灯泡正常工作时的电阻是______Ω；

(5)完成上述实验后，菲菲利用图甲电路想探究“导体中的电流与电压关系”；通过4次测量后，做出了通过电阻的电流与电压的图像，如图丙；菲菲要完成该实验，滑动变阻器的电阻至少为______Ω；
(6)实验中，由于同组的其他同学操作失误使得电流表被烧坏，于是洋洋设计了如图丁所示的电路对Rx的阻值进行测量，已知滑动变阻器的最大阻值为R，实验步骤如下：
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U；
②滑动变阻器滑片移至最右端，读出电压表示数为U1；
③待测电阻的阻值表达式为Rx= ______(用已知量R和测量量U、U1表示)。
【答案】R=UI A 电源短路 10 温度 6.25 20 U1RU−U1
【解析】解：(1)用“伏安法”测量未知电阻时，间接测量未知电阻的阻值，所以此实验的原理是R=UI；
(2)闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，应将滑片移到滑动变阻器的A端；
(3)正确连接电路后，实验时刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是电源短路；
(4)由于电源由二节新干电池组成，则电源电压为3V，由图乙可知，电压表选择0～3V的量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.4V；未知电阻Rx的阻值约10Ω，则通过电阻的电流约0.24A，所以图乙中电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.24A，则未知电阻
Rx=UI=Ω，
由于灯泡的电阻受温度影响，所以灯泡的电阻不是固定不变的，故灯泡两端的电压与通过灯泡的电流不成正比，故小灯泡的U—I图像不是一条直线；
由图可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.4A，所以小灯泡正常工作时的电阻
R灯=U灯I灯=Ω；
(5)由丙图可知，当电压表示数为1V时，通过电阻的电流为0.1A，电源电压为3V，则滑动变阻器的阻值
R滑=U滑I滑=U电源−U阻I阻=3V−1V0.1A=20Ω；
(6)分析电路图可知，滑动变阻器与待测电阻串联，将滑动变阻器的滑片移至最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电压表测量电源两端电压，电压表的读数为U，则电源两端电压为U；滑动变阻器滑片移至最右端，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表示数为U1，则待测电阻两端电压为U1，则待测电阻的阻值
Rx=UxIx=U1I滑=U1U−U1R=U1RU−U1。
故答案为：(1)R=UI；
(2)A；
(3)电源短路；
(4)10；温度；6.25；
(5)20；
(6)U1RU−U1。
(1)伏安法测量电阻的原理是R=UI；
(2)为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
(3)刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，分析其故障原因；
(4)电源由二节新干电池组成，则电源电压为3V，由图乙可知，电压表和电流表的示数，根据欧姆定律得到电阻的阻值；小灯泡的电阻随温度的变化而变化；根据图像得到小灯泡正常工作时的电阻；
(5)根据串联分压规律结合欧姆定律解答；
(6)根据串联电路电流相等列方程得出待测电阻表达式。
本题测量定值电阻的阻值实验，考查了电路连接、注意事项、电流表读数、电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
六、计算题：本大题共3小题，共24分。
18.如图所示，电路中的R1阻值为30Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.1A，电路中的总电流为0.4A。求：
(1)电源电压；
(2)通电1min，电流通过R2做的功。
【答案】解：(1)当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量过R1的电流。
电源电压U=U1=I1R1=0.1A×30Ω=3V；
(2)根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I−I1=0.4A−0.1A=0.3A，
通电1min，电流通过R2做的功W=UI2t=3V×0.3A×60s=54J。
答：(1)电源电压为3V；
(2)通电1s，电流通过R2做的功为54J。
【解析】(1)当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量通过R1的电流。根据U=U1=I1R1得出电源电压；
(2)根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，根据W=UI2t得出通电1min，电流通过R2做的功。
本题考查并联电路特点、欧姆定律的应用和电功的计算，难度不大。
19.如图甲所示是小明家使用的电热水壶，可实现加热和保温状态的转换。该电热水壶的最大容量是4L，额定加热功率是1000W，额定保温功率是200W。如图乙所示是小明家安装的电能表。某次电热水壶在加热状态工作7min，能将1kg水从20℃加热到100℃，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。请你计算：
(1)求水吸收的热量；
(2)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫做加热效率，求电热水壶的加热效率；
(3)关闭家中其他用电器，只让该电热水壶在加热状态下工作一段时间，电能表转盘转了60r，则电热水壶消耗的电能为多少？这些消耗的电能能够让电热水壶在保温状态工作多久？
【答案】解：(1)水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；
(2)电热水壶在加热状态工作7min消耗的电能：W总=P加热t=1000W×7×60s=4.2×105J，
电热水壶的加热效率：η=Q吸W总=3.36×105J4.2×105J=80%；
(3)图乙中1200r/kW⋅h表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能，电能表的转盘转过1200转，
则电能表转盘转了60r，电热水壶消耗的电能：W=60r1200r/kW⋅h=0.05kW⋅h=1.8×105J；
电热水壶保温状态的功率P保温=200W=0.2kW，
由P=Wt可知，这些消耗的电能能够让电热水壶在保温状态工作时间：t=WP保温=0.05kW⋅h0.2kW=0.25h。
答：(1)水吸收的热量为3.36×105J；
(2)电热水壶的加热效率为80%；
(3)电热水壶消耗的电能为1.8×105J；这些消耗的电能能够让电热水壶在保温状态工作的时间为0.25h。
【解析】(1)根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量；
(2)根据W=Pt求出电热水壶消耗的电能，根据效率公式求出电热水壶的加热效率；
(3)图乙中1200r/kW⋅h表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能，电能表的转盘转过1200转，据此求出电能表转盘转了60r，电热水壶消耗的电能；根据P=Wt求出这些电能能在保温状态下工作的时间。
本题考查对电能表参数的理解、吸热公式、电功公式、电功率公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，有一定的难度。
20.如图所示电路，电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V0.5A”字样(灯丝电阻不随温度变化)，滑动变阻器R1的铭牌“20Ω1A”，电流表量程0∼0.6A，电压表量程0∼3V.求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻；
(2)只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，电压表的示数为2V，求定值电阻R2的阻值；
(3)只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。
【答案】解：(1)由题知，灯的额定电压为5V，额定电流为0.5A，
根据I=UR知，
小灯泡的电阻为：
RL=ULIL=5V0.5A=10Ω；
(2)只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，滑动变阻器R1的最大电阻与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
此时电路的电流为：
I=U1R1最大=2V20Ω=0.1A，
根据串联电路电压的规律知，
定值电阻R2两端的电压为：
U2=U−U1=6V−2V=4V，
定值电阻R2的阻值为：
R2=U2I=4V0.1A=40Ω；
(3)只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1和灯泡L串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，
因为小灯泡的额定电流为0.5A，电流表量程为0−0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I大=0.5A，此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值，
由图乙知，灯泡的电压为5V，由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：
R滑小=UI大−RL=6V0.5A−10Ω=2Ω；
因电压表的量程为0～3V，电压表的最大示数为U大=3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，
由串联电路电压的规律知灯的电压：
UL′=U−U大=6V−3V=3V，
此时的电流为：
I′=UL′RL=3V10Ω=0.3A，
由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：
R滑大=U大I′=3V0.3A=10Ω，
故滑动变阻器R1允许的取值范围是2Ω～10Ω。
答：(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；
(2)定值电阻R2的阻值为40Ω；
(3)滑动变阻器R1允许的取值范围是2Ω～10Ω。
【解析】(1)已知灯泡的额定电压和额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
(2)只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，滑动变阻器R1的最大电阻与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律算出电路的电流，根据串联电路电压的规律算出定值电阻R2两端的电压，由欧姆定律算出定值电阻R2的阻值；
(3)只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1和灯泡L串联，移动滑动变阻器的滑片P，根据P=UI求灯的额定电流，根据串联电路电流的规律确定电路中最大电流，根据欧姆定律和串联的规律求出变阻器连入电路中的最小电阻；
根据电压表量程确定变阻器的最大电压，由串联电路电压的规律求出灯的电压，由图象可知此时通过灯的电流，由欧姆定律和串联电路电流的规律，求出变阻器连入电路中的最大电阻。
本题考查串联、并联电路的规律和欧姆定律的运用，关键是正确识别电路，从图象中获取有效的信息。实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2