河北省张家口市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份河北省张家口市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单项选择题，填空，实验探究，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（每题3分，共39分）
1. 在如图所示的家用电器中，正常工作时的电功率最接近15W的是（ ）
A. 台灯
B. 电烤炉
C. 微波炉
D. 空调
【答案】A
【解析】A．台灯的额定功率大约15W，故A符合题意；
B．电烤炉正常工作时的功率是左右，故B不符合题意；
C．微波炉正常工作时的电功率约为，故C不符合题意；
D．空调正常工作时的电功率约为，故D不符合题意。故选A
2. 某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合．该过程中发生的能量转换是（ ）
A. 电能→机械能→光能B. 光能→机械能→电能
C. 光能→电能→机械能D. 机械能→电能→光能
【答案】C
【解析】解：太阳能板把太阳能（光能）转化为电能，供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；综上所述此过程中发生的能量转换与答案C一致，故答案为C.
点睛：太阳能电池板，把太阳能转化为电能，电动机把电能转化为机械能．
3. 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图：若改变导线中的电流方向，则小磁针的偏转方向不会改变
B. 乙图：说明电磁铁的磁性强弱与匝数有关
C. 丙图：磁体外部的磁感线都是从S极出发回到N极
D. 丁图：司南的勺柄一端指北，说明磁体具有指向性
【答案】B
【解析】A．图甲中，通电导体周围磁场方向跟电流方向有关，电流方向不同，则导线周围的磁场方向不同，小磁针的偏转方向会发生改变，故A错误；
B．图乙中，匝数不同的电磁铁串联在电路中，通过的电流相同，电磁铁吸引的铁钉的数目不同，说明两电磁铁的磁性强弱不同，所以电磁铁的磁性强弱与匝数有关，故B正确；
C．在磁体外部的磁感线都是从N极出发回到S极，故C错误；
D．司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北，司南静止时勺柄指向南方，故D错误。故选B。
4. 2024年2月，某小区室外电动自行车车棚突发火灾，1秒爆燃，25辆电动车瞬间葬身火海。下列分析不正确的是（ ）
A. 发现有人触电时，应迅速切断电源
B. 电动车充满电，应及时拔下充电器
C. 电动车充电着火时可以迅速用水浇灭
D. 私拉飞线或使用大功率充电器充电，易引发火灾
【答案】C
【解析】A．有人触电时，不能直接用手施救，否则施救者也会触电，应迅速切断电源，故A正确，不符合题意；
B．电动车充满电，应及时拔下充电器，以免电池发热，引发火灾危险，故B正确，不符合题意；
C．电动车充电着火不能用水浇，因为生活用水的导体，用水浇时，会引发触电事故，故C错误，符合题意；
D．私拉飞线或作用大功率充电器充电，会引起电路电流过大，而引发危险，故D正确，不符合题意。故选C。
5. 关于欧姆定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 欧姆定律反映出了通过导体的电流跟电压和电阻之间的关系
B. 由欧姆定律变形式得，电阻与电压成正比，与电流成反比
C. 由欧姆定律变形式得，导体两端电压为0时，电阻也为0
D. 欧姆定律普遍适用于纯电阻电路和非纯电阻电路
【答案】A
【解析】A．由可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故A正确；
BC．导体的电阻由导体本身决定，与导体两端的电压及导体中的电流无关，故BC错误；
D．欧姆定律只适用于纯电阻电路及电解质溶液中，对于非纯电阻不能适用，故D错误。
故选A。
6. 英国知名摄影师凯莱布﹒查兰最擅长的就是将看不见的科学原理变成艺术，他的作品《回归灯光》系列，使用水果和蔬菜为LED灯供电，让人惊叹不已。下列有关说法错误的是（ ）
A. 发光二极管是电路中的用电器
B. 把水果和蔬菜串联起来可以提高电压
C. LED灯在发光时，导线中的电子在做无规则运动
D. 水果和蔬菜在这里扮演了“电源”的角色
【答案】C
【解析】A．发光的二极管是消耗电能的，故是用电器，故A正确，A不符合题意；
B．水果和蔬菜是提供电压的，电池串联可以提高电压，故B正确，B不符合题意；
C．LED灯在发光时，导线内的电子定向移动形成电流，故C错误，C符合题意；
D．水果和蔬菜在这里提供电能，故是电源，故D正确，D不符合题意。故选C。
7. 某自动售货机，它可通过手机扫码（闭合S1）或通过投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机；由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，综上结合选项可知，只有C图符合题意。故选C。
8. 电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍触摸屏使用，当手指在触摸屏表面施以一定的压力时，触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置，从而确定触摸的位置。以竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，触摸点P将电阻丝分为上下两部分。设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图所示的电路，电源两端电压不变。当触摸点在竖直方向移动时，若测得电阻R2两端电压减小，则电路中的电流大小、R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离的变化情况分别为（ ）
A. 不变、减小、减小B. 不变、增大、增大
C. 变大、减小、减小D. 变大、不变、不变
【答案】A
【解析】由图丙可知，R1、R2串联，当P移动时，电路的总电阻不变，则电路中电流不变，根据公式U＝IR可知，电流一定时，电阻两端电压越小，说明电阻越小，因此R2两端电压减小时，R2的阻值是减小的。在其他条件一定时，导体的长度越短，电阻越小，故触摸点P到屏下端的距离变小。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
9. 关于电功和电功率，下列说法中正确的是（ ）
A. 电功率是表示电流做功多少的物理量
B. 电流通过用电器所做的电功越多，这个用电器的电功率一定越大
C. 额定功率越大的用电器，正常工作时电流通过它所做的电功一定越多
D. 用电器工作过程中的实际电功率可能小于它的额定功率
【答案】D
【解析】A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量，选项说法错误，不符合题意；
B. 电流通过用电器所做的电功越快，这个用电器的电功率一定越大，选项说法错误，不符合题意；
C. 额定功率越大的用电器，正常工作时电流通过它所做的电功不一定越多，还与时间有关，选项说法错误，不符合题意；
D. 用电器工作过程中的实际电功率由其实际电压决定，可能小于它的额定功率，选项说法正确，符合题意。故选D。
10. 某同学想把两盏“220V 60W”的电灯和一个插座接入家庭电路中，他设计的电路图如图所示，若闭合开关和，下列现象会出现的是（ ）
A. 两盏灯同时烧坏
B. 两盏灯正常发光
C. 只有正常发光
D. 在插座上插上一盏“220V 30W”的台灯，台灯能正常发光
【答案】C
【解析】ABC．根据电路图可知，灯泡L2单独受S1控制，L1跟插座串联受S2控制，插座在不插入用电器的情况下是断路，不会有电流通过，所以开关S2闭合后L1不能发光；后，L2可以正常发光，故C正确，AB错误；
D．在插座上插上一盏“220V 30W”的台灯，此时插座上的台灯与灯泡L1串联，而台灯与灯泡L1的额定电压都为220V，根据串联电路的电压规律可知，台灯与灯泡L1的实际电压小于额定电压，所以台灯不能正常发光，故D错误。故选C。
11. 现有两只灯泡，灯泡L1标有“6V 3W”，L2标有“12V 6W”，不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 两灯串联在电路中时不可能同时正常发光
B. 两灯串联在电路中时，电源电压最大值为18V
C. 两灯串联在电源电压为15V的电路中时，灯泡L1更亮
D. 两灯并联在电源电压为6V的电路中时，灯泡L2的实际功率为1.5W
【答案】BD
【解析】A．两灯的额定电流分别为，
两灯串联在电路中，串联电路中各处的电流都相等，当电路中的电流为0.5A时两灯能同时正常发光，故A错误；
B．两灯的电阻分别为，
两灯串联在电路中时，在保证电路安全的条件下，当通过的电流最大为0.5A时，电源电压最大值为U＝IR＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V故B正确；
C．两灯串联在电源电压为15V的电路中时通过两灯的电流相等，R2的阻值比R1的阻值大。由可知，灯泡L2的实际功率更大，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以L2更亮，故C错误；
D．两灯并联在电源电压为6V的电路中时，两灯泡两端的电压均为6V。L2的实际功率为，故D正确。故选BD。
12. 如图是我们常用的电热水壶，下列关于电热水壶的说法正确的是（ ）
A. 电源线又粗又短，是为了减小电阻、增大电流
B. 用三脚插头可有效预防短路故障发生
C. 通电时电热丝发热是通过做功的方式改变内能的
D. 手柄用塑料材质是因为塑料是导体
【答案】C
【解析】A．由电功率公式可知，大功率电器工作时电流较大，为避免导线因产生热量多而引起火灾，一般会使用电阻更小的较粗电源线，故A错误；
B．有金属外壳的家用电路，外壳必须接地，用三脚插头可有效预防触电事故的发生，故B错误；
C．通电时电热丝发热是电流做功，将电能转化为内能，是通过做功改变物体内能的，故C正确；
D．电热水壶手柄用塑料材质是因为塑料是绝缘体，可以防止触电、漏电，同时隔热性能好，故D错误。故选C。
13. 如图甲所示的电路中，a、b、c为三只电表（电流表或电压表）它们的表头如图乙和丙所示，闭合开关S，两只灯均能发光且互不影响，三只电表的指针偏转的角度恰好相同，下列说法正确的是（ ）
A. a是电压表B. 的阻值可能是25Ω
C. 和的电阻之比为1︰5D. 和的功率之比为1︰4
【答案】ABD
【解析】A．由题意可知，两灯均能发光且互不影响，说明两灯泡并联，故a为电压表，b和c为电流表，且b测量干路电流，c测量通过L1的电流，故A正确；
B．因为并联电压相等，由丙图可知电源电压可能为2V或10V，因为b测量干路电流，c测量通过L1的电流，所以b表选用的是大量程，由乙可知为2A，c表选用小量程，由乙可知为0.4A，根据可知，的阻值可能是5Ω或25Ω，故B正确；
C．通过L2的电流为
和的电阻之比为，故C错误；
D．和的功率之比为，故D正确。故选ABD。
二、填空（每空1分，共17分）
14. 小京把试电笔插入三孔插座中，如图所示，若电路连接无误，则试电笔______发光（选填“会”或“不会”），某试电笔中有一个880kΩ的高阻值电阻，这个电阻与氖管是______连接的。若人体及氖管的电阻均忽略不计，当用试电笔测家庭电路的线路时，则通过人体的电流约为______。
【答案】不会；串联；0.25mA##2.510-4A
【解析】三孔插座的接线原则为左零右火上接地，图中试电笔的笔尖插入左孔，因零线与大地间的电压为0V，此时氖管中没有电流通过，不会发光。
当用测电笔测火线时，电流需要经过人体，因此电路中电阻需要很大，试电笔中880kΩ的高阻值电阻起限流作用，与氖管、人体串联在电路中。
已知家庭电路电压为220V，高阻值电阻为880kΩ，人体及氖管的电阻均忽略不计，则通过人体的电流
15. 1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验。如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来。然后给导线通电，看到的现象是：通电螺线管A端指向地理的______方，这是由于通电螺线管受到______的作用力。
【答案】北；地磁场
【解析】由安培定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，螺线管可看成一个可以在水平面内自由转运的磁体，由于地球周围空间存在着磁场，受到地磁场的作用，静止时螺线管的N极（A端）指向地理的北极。
16. 验电器是根据______的原理制成的，取两个相同的验电器A和B，用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球，验电器A的金属球带______电，若验电器B不带电（如图甲所示）。用手拿带绝缘柄的铜棒把A和B连接起来，B的金属箔张开（如图乙所示）。则负电荷定向移动的方向是______（选项从“A到B”或从“B到A”）
【答案】同种电荷相互排斥；正；从B到A
【解析】验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的。当带电体接触验电器的金属球时，电荷会传导到金属箔上，使金属箔带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，金属箔就会张开。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，当它接触验电器A的金属球时，验电器A的金属球会失去电子，从而带正电。
验电器A带正电，验电器B不带电，用铜棒把A和B连接起来后，B中的自由电子（负电荷）会向缺少电子的A移动，所以负电荷定向移动的方向是从B到A。
17. 如图所示，小伟在铝箔条上的A、B、C三处剪出了高度相同但宽度不同的缺口。将铝箔条的两端连到电池的两极上。铝箔条___________（填“A”“B”或“C”）处的电阻最大，铝箔条___________（填“A”“B”或“C”）处在相同时间内产生的热量最多。
【答案】A；A
【解析】从图中可以看到，将铝箔条两端连到电池的两极上，电流从铝箔条的一端流到另一端，可看到三处的电阻长度是相同的，材料也相同，A处的宽度最小，即横截面积最小，则A处的电阻最大。
将铝箔条的两端连到电池的两极上，A、B、C三处的电阻，就相当于串联接入电路，串联电路的电流处处相等，流过这三处的电流大小是相等的，A处的电阻最大，在相同时间内，根据焦耳定律的公式可知，A处产生的热量最多。
18. 小刚去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。该电梯的电路如图所示（R是一个压敏电阻），当人站在电梯上，压敏电阻阻值减小，则电磁铁磁性变___________（选填“强”或“弱”），衔铁与触点___________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变快。
【答案】强；2
【解析】压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。当人站在电梯上时，压敏电阻受到的压力变大，电阻变小，使得左边控制电路中的电阻变小，电流变大，因此电磁铁的磁性增强，就会把衔铁吸引下来，于是就和触电2接触，此时工作电路中没有串联定值电阻R1，所以工作电路中电阻小，电流大，电动机转速就快。
19. 左图是体育考试用到的坐位体前屈测试仪，原理如图所示，闭合开关，测试者把挡板P从B端推到A端的过程中，电压表的示数________，整个电路消耗的功率________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】变大；不变
【解析】由电路图可知，闭合开关，R1与R2串联，电压表测滑片P右侧部分电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流。因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片移动时，变阻器R2接入电路中的电阻不变，根据可知，电路中的电流不变；测试者把挡板P从B端推到A端的过程中，滑片P右侧部分电阻丝的阻值变大，由U=IR可知，滑片P右侧部分电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大；由P=UI可知，整个电路消耗的功率不变。
20. 如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电________kW•h．若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次．该用电器在上述时间内消耗的电能为____kW•h，它的实际电功率是_____W．
【答案】5546.7；0.02；400
【解析】该表盘上显示已用电5546.7kW•h．1600imp/kW⋅h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW⋅h的电能，指示灯闪烁32次，电路消耗电能为：W=32×kW⋅h=0.02kW⋅h，用电器的功率：P===0.4kW=400W.
三、实验探究（每空1分，共31分）
21. 在探究“怎样产生感应电流”实验中，小明利用如图进行实验装置操作，并观察记录了现象。
（1）图甲，a、b两接线柱间应接入______（选填“大”或“小”）量程的电流表；
（2）小明根据观察到的现象可得出产生感应电流的条件是：_______电路的一部分导体，在磁场中做______运动；
（3）小明只改变磁场方向，即N极在下，S极在上，其他均不变，当导体切割磁感线时，电流表指针偏转方向______（选填“改变”或“不改变”）；
（4）此实验中，能量转化的情况是：______。
【答案】（1）小 （2）闭合；切割磁感线 （3）改变 （4）机械能转化为电能
【解析】（1）在探究怎样产生电流的实验中，电路中产生的电流非常小，用大量程的电流表，几乎测不出电流的存在，所以a、b两接线柱间应接入小量程的电流表。
（2）当开关闭合、导体在磁场中左右运动时，切割磁感线，电路中就会产生电流；导体上下运动时，不切割磁感线，电路中没有电流，可得出产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动。
（3）感应电流的方向与磁场方向及导体的运动方向有关，只改变磁场方向，其他均不变，当导体切割磁感线时，感应电流方向改变，电流表指针偏转方向改变。
（4）此实验中，导体运动，消耗机械能，电路中产生电流，获得了电能，所以能量转化的情况是：机械能转化为电能。
22. 小明利用如图所示装置探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系。已知甲、乙烧瓶装有煤油，烧瓶中都浸泡着一段镍铬合金丝，且R1＜R2。
（1）两瓶中煤油的初温和______要相同，此处用到的实验方法是______；
（2）有人提出“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油？”对于此问题，全班同学进行了讨论，最终得出主要原因有两条：一是煤油是绝缘体；二是煤油的______比水小，实验效果更明显；根据所学知识判断当通电一段时间后，小明发现甲瓶中温度计的示数______（选填“高”或“低”），判断依据是______；
（3）闭合开关一段时间之后，小明发现煤油的温度变化太慢，他想让煤油的温度升高得更快一点，以下建议可行的有哪些：______；
A. 两烧瓶的煤油都减小相同的质量
B. 滑动变阻器的滑片P向B端滑动
C. 把R1与R2改为并联
D. 更换电压更高的电源
E. 增大R1与R2的阻值
F. 改用精确度更高的温度计
（4）小明测出电加热器两端电压、通过电加热器的电流以及通电时间，依据电功的公式计算出电加热器消耗的电能，即电加热器的散热Q，并用Q与本实验所测的某组数据计算出了该液体的比热容。请你判断小明用此方法计算出的液体的比热容会______（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）质量；控制变量法 （2）比热容；低；见解析 （3）AD （4）偏大
【解析】【小问1】电阻丝产生的热量不易直接观察，可转换成等质量、初温相同的液体升高的温度来比较，这种方法叫转换法。
【小问2】煤油的比热容比水小，根据公式可知，当等质量的煤油和水吸收相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度，现象比较明显；图中两电阻丝串联，通过它们的电流相等、通电时间相等，由于R1＜R2，根据公式Q＝I2Rt可知，R1产生热量小于R2产生的热量，所以甲瓶中温度计的示数低。
【小问3】煤油温度变化，是由于电流通过合金丝时，产生热量，煤油吸收热量温度发生变化，煤油温度变化太慢，是由于合金丝产生的热量太少或煤油的质量太多，所以可知减小煤油质量或据Q＝I2Rt知，增大通过合金丝的电流。图中合金丝与滑动变阻器串联连接，滑动变阻器的滑片P向B端滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，电路的电流变小，电阻不变时，合金丝产生的热量减小；要探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系，应保持通过不同阻值合金丝的电流不同，将两个合金丝并联后，通过两个合金丝的电流不同；更换电压更高的电源，电路电阻不变时，通过电路的电流变大，产生的热量变大；增大两个电阻的阻值，电路总电阻增大，而电路的电流减小，合金丝产生热量的效果不明显；改用精确度更高的温度计，可测得的温度的精确度更高，但不改变温度变化的快慢，故AD符合题意，BCEF不符合题意。故选AD。
【小问4】由于液体吸收的热量小于电加热器放出的热量，根据W＝UIt算出消耗的电能，即电加热器的散热Q，根据公式计算出液体的比热容，要比液体的实际比热容大。
23. 小明做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约为10Ω。电源为电压可调的学生电源
（1）小明连接的实物图如图所示，闭合开关，发现灯______（选填“亮”或“不亮”），电流表______（选填“有”或“无）示数；
（2）经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”，并补画出正确连接的那根导线。
（3）电路连接正确后，小明选用“6V”挡电源电压，将滑片调到最大阻值，但电流表和电压表都有较小的示数，原因是小灯泡______（选填下列序号）；
①断路
②短路
③额定功率太小
④实际功率太小
（4）出现第（3）问中的情况时，为了使小灯泡发光______；
（5）测得多组数据和现象如下表所示，则小灯泡额定功率是______W；
（6）结合之前进行过的活动“比较两个灯泡的亮暗”所知道的事实，你认为影响灯泡亮度的决定性因素是______；
（7）小明同学想把小灯泡两端的电压调为0.5V，以测算它不发光时的功率，可是当他把滑动变阻器的阻值调到最大时，电压表的读数只能降到0.8V。不添加其它器材，你的解决办法是______。
【答案】（1）不亮 ；无 （2）见解析 （3）④
（4）向左移动滑动变阻器滑片观察灯泡是否发光 （5）0.6 （6）实际功率
（7）将电源改成一节电池，电源电压为1.5V，再调节滑动变阻器
【解析】【小问1】连接的实物图如图所示，电流表与灯并联，灯泡被短路，电压表串联在电路中，电路的电流几乎为零，电流表无示数，灯不亮。
【小问2】电压表与灯并联，电流表应与灯串联，如下图所示：
【小问3】发现电流表和电压表都有较小的示数，且灯泡没有短路，说明灯泡实际功率太小，故④符合题意，①②③不符合题意，故选④。
【小问4】为了使小灯泡发光，需要增大小灯泡两端的电压，由串联分压可知减小滑动变阻器的阻值，可增大灯泡电压，达到额定电流，使其达到额定功率；
【小问5】由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，则小灯泡额定功率为
【小问6】由表中数据可知，第①次小灯泡的电功率，微亮；第②次小灯泡的电功率，比第一次亮；第③次小灯泡的电功率比第二次亮；第④次小灯泡的电功率比第三次亮。
可以得到小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。
【小问7】小明同学想把小灯泡两端的电压调为0.5V，当他把滑动变阻器的阻值调到最大时，电压表的读数只能降到0.8V，电源电压较大的原因，可以将电源改成一节电池，电源电压是1.5V，再调节滑动变阻器。
24. 小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值，进行了如下实验。小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图1所示的电路，电源电压恒为3V。
（1）连接电路时开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态；
（2）小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如上表所示：由数据求出该电阻的阻值为______Ω。该实验多次测量的目的是______；
（3）根据数据可以得出电流与电压的关系结论是______。有同学认为利用该电路如果把定值电阻换成小灯泡也可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系，这种想法是______（选填“合理”或“不合理”）的，理由是______；
拓展：如图2所示是小明利用不同的器材测量未知电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求且电源两端电压不变。图中定值电阻的阻值为R0，步骤如下：
（4）①断开开关S3，闭合开关S1、S2，将滑动变阻器滑片调到某一位置，此时电压表示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，______，电压表示数为U2；
③Rx阻值的表达式：Rx＝______（用已知量和测出的物理量的符号表示）；
（5）小红也按照上述小明的实验进行操作，但在进行步骤②时，她将图中的滑动变阻器滑片P向左移动了一小段，最后写出Rx阻值的表达式也与小明相同。但老师看了之后却说小红是错误的，她测出的Rx阻值会______（选填“偏大”或“偏小”），其原因是______。
【答案】（1）断开 （2）5.0 ；减小误差
（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ；
不合理；灯丝的电阻随温度的变化而变化
（4）断开开关S2，闭合开关S1、S3 ；
（5）偏小 ；电源电压不变，当滑动变阻器向左移动时，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，总电流变大，Rx和R0两端的总电压U2增大，若再根据Rx＝计算，会使Rx测量值减小
【解析】【小问1】为了保护电路，连接电路时开关应处于断开状态。
【小问2】由表格数据可知，第1次实验过程中电阻的阻值为
第2次实验过程中电阻阻值为
第3次实验过程中电阻的阻值为
第4次实验过程中电阻的阻值为
则该电阻的阻值为
为了减小误差，实验中应多次测量取平均值。
【小问3】忽略误差不计，由表中数据可知，当导体两端电压增大为原来的几倍时，通过电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出结论通过导体的电流与导体两端的电压成正比。在探究导体中电流和导体两端电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一定值，故这种想法是不合理的。
【小问4】断开开关S3，闭合开关S1、S2，三个电阻串联，电压表测量电阻Rx两端的电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1，即此时Rx两端的电压为U1；保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，三个电阻仍串联，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2，则定值电阻两端的电压，则电路中电流为，则待测电阻的阻值为
【小问5】电源电压不变，当滑动变阻器向左移动时，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，总电流变大，Rx和R0两端的总电压U2增大，不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压，若再根据Rx＝计算，会使Rx测量值减小。
四、计算题（共13分）
25. 如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2=1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W；当只闭合开关S1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
【答案】（1）0.5A；（2）440Ω；（3）5280J
【解析】解：（1）家庭电路电压为220V，由图可知，当S1、S2都闭合时，此时R2被短路，电路为R1的简单电路，根据P=UI，高温加热时，电路中的电流
（2）由欧姆定律得出R1的电阻值R1=UI高=220V0.5A=440Ω
（3）只闭合S1时，保温5min，R2产生的热量Q=I2R2t=(0.1A)2×1760Ω×5×60s=5280J
答：（1）高温加热时，电路中的电流是0.5A；
（2）R1的电阻值是440Ω；
（3）保温5min，R2产生热量5280J。
26. 如图甲所示电路中，电源两端电压保持不变，电流表A的量程为0~0.6A，电压表V1、V2的量程均为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。当滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡L正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，电流表的示数与其中一只电压表的示数变化图像如图乙所示。
（1）小灯泡正常发光电流为多少？
（2）求电源两端电压；
（3）求小灯泡的功率变化范围。
【答案】（1）0.5A （2）4V （3）0.1W~1.25W
【解析】【小问1】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，由U=IR可知，灯泡L两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变大。由图乙可知，当电流表示数减小时，电压增大，所以该图像是为滑动变阻器的I﹣U图像，即图乙是电流表的示数与电压表V2的示数变化图像。由乙图可知，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡L正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V，从图中可知小灯泡正常发光的电流为0.5A。
【小问2】由题意可知，滑动变阻器的滑片P在某点时，此时电压表V2的示数UP=1.5V，灯泡两端的电压为UL=UL额=2.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压为U=UL+UP=2.5V+1.5V=4V
【小问3】由图乙可知，当变阻器两端电压最大即UP大=3V时，灯泡两端电压最小，大小为UL小=U-UP大=4V-3V=1V
由图乙可知，此时电路中的电流最小，为I小=0.1A；灯泡的最小功率为PL小=UL'×I小=1V×0.1A=0.1W
当电路中的电流I大=0.5A时，灯泡两端电压最大为其额定电压2.5V，灯泡的最大功率为PL大=UL×I大=2.5V×0.5A=1.25W
所以小灯泡的功率范围为0.1W~1.25W。次数
电压表的示数U/V
电流表的示数I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的功率P/W
①
1.5
0.20
微亮
②
2.0
0.22
比第1次亮
③
2.5
0.24
比第2次亮
④
3.0
0.28
比第3次亮
U/V
1.0
1.6
1.9
2.5
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5