河北省保定市清苑区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份河北省保定市清苑区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共24页。试卷主要包含了书写认真、工整、规范、美观等内容，欢迎下载使用。
温馨提示：1.本试卷共8页，总分100分，作答时间90分钟；
2.所有答案均在答题卡上作答，在本试卷或草稿纸上作答无效。答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑；答非选择题时，请在答题卡上对应题目的答题区域内答题；
3.书写认真、工整、规范、美观。
一、单选题（本大题共18个小题，每小题2分，共36分）
1. 最早发现电流周围存在磁场的科学家是（ ）
A. 安培B. 焦耳C. 奥斯特D. 法拉第
【答案】C
【解析】通电导线周围存在磁场，是奥斯特实验，故C正确。故选 C。
2. 1kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A. 电烤箱B. 电熨斗
C. 电饭煲D. 节能灯
【答案】D
【解析】图示四种用电器中，节能灯的电功率最小，据知，消耗1kW∙h的电能，节能灯的正常工作时间最长，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
3. 释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（ ）
A. 热量B. 热值C. 比热容D. 内能
【答案】B
【解析】饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，是指每100g饼干提供的能量是2400kJ，据此可得每克饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
4. 有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是（ ）
A. 电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B. 电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D. 在相等的时间内，电功率越大的用电器产生的电热越多
【答案】B
【解析】AB．电功率是指电流在单位时间内做功的多少，是表示电流做功快慢的物理量，故A错误，B正确；
C．根据可知，消耗电能的多少与电功率和通电时间共同决定，故C错误；
D．若用电器是纯电阻用电器，根据可知，在相等的时间内，电功率越大的用电器产生的电热越多；若非纯电阻用电器，消耗的电能与产生的电热不相等，产生的电热与电功率无关，故D错误。故选B。
5. 如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的效率是（ ）
A. 25%B. 35%C. 60%D. 40%
【答案】D
【解析】因热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率为
故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
6. 如图，关于用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程，下列说法不正确的是（ ）
A. 蒸包子时能量的转化和转移遵循能量守恒定律
B. 包子的温度越高所含热量越大
C. “蒸包子”是通过热传递的方式改变了包子内能
D. 锅盖被“顶起”，该过程能量转化方式与内燃机的做功冲程相同
【答案】B
【解析】A．所有能量的转移和转化过程都遵循能量守恒定律，故A正确，不符合题意；
B．热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有多少热量，故B错误，符合题意；
C．做功和热传递可以改变物体的内能，“蒸包子”时，内能增加，是通过热传递的方式改变包子的内能，故C正确，不符合题意；
D．锅盖被“顶起”，是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能；内燃机的做功冲程是燃气的内能转化为活塞的机械能，二者能量转化方式相同，故D正确，不符合题意。故选B。
7. 下列四种电器的结构设计是为了更好地利用电热的是（ ）
A. 电机外壳散热片B. 电暖气的散热片
C. 电脑CPU的风扇D. 电视机的散热孔
【答案】B
【解析】电热器是将电能转化成内能的用电器；电暖气、电热水器、电饭锅和电熨斗都是利用电热的例子，是利用电流的热效应进行工作的；电流通过导体时，因为导体有电阻，所以不可避免地产生热量，如果电流产生的热量是有害的，就要尽可能地加快散热，防止电热造成危害，电机外壳散热片、电脑CPU的风扇以及电视机的散热孔都是为了散热。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
8. 家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风．下列电路中最符合电吹风工作要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，电吹风既能吹冷风又能吹热风，所以电机与电热丝应并联，且为了使电热丝不会烧坏，在其发热时，电机必须工作．
A图，干路开关S1闭合时，电机工作吹冷风，再闭合S2时，电热丝工作，吹热风，故A符合题意；
B图，S1闭合，S2断开时，电热丝单独工作，会烧坏，故B不符合题意；
C图，S1闭合时，电机与电热丝串联，当S2再闭合时，电热丝被短路，电机单独工作，但在实际电路中，很少会这样设计电路，因为S2闭合到断开两种状态时，电机的工作电压变化大，可能不会正常工作，故C不符合实际；
D图，S1闭合时，电机与电热丝串联，当S2再闭合时，电机被短路，电热丝单独工作，故D不符合题意；故选A．
9. 如图甲为某可调亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图。abc是它的三个接线柱，ac分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连。转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（ ）
A. 电位器与灯泡并联
B. 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
C. 若只将ab接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D. 若只将bc接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
【答案】B
【解析】A．由题意可知，电位器结构类似滑动变阻器，应与用电器串联，故A错误；
B．滑动滑片可改变电位器接入电路中电阻丝的长度，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度，故B正确；
C．将ab接入电路，顺时针转动旋钮，接入的电阻丝变长，电阻变大，电流变小，灯变暗，故C错误；
D．将bc接入电路，顺时针转动旋钮，接入的电阻丝变短，电阻变小，电流变大，灯变亮，故D错误。故选B。
10. 如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）

A. 只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1
B. 只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1
C. 只闭合S1、S2时，电路的总功率为9W
D. 只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
【答案】B
【解析】A．根据甲乙两灯的铭牌信息可得
只闭合S1时，甲乙两灯串联，在串联电路中各处的电流相等，根据p=I2R可得甲、乙两灯的实际功率之比为，故A错误；
B．只闭合S2、S3时，甲乙两灯并联，在并联电路中，各支路两端的电压相等，根据可知，甲、乙两灯的实际功率之比为，故B正确；
CD．只闭合S1、S2时，甲灯被短路没有接入电路中，电路只有乙灯的简单电路，电源电压全部加在乙灯上，所以电路的总功率为，故CD错误。故选B。
11. 如图所示是探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验装置，左右两个相同的透明容器内密封着相同质量的空气，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
B. 甲实验通电后，通过左右两电阻的电流之比为
C. 乙实验可以探究电热与电流大小的关系
D 乙实验装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差与右侧U形管中液面高度差相同
【答案】C
【解析】A．该实验装置是利用密闭容器中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的，故A错误；
B．甲实验两电阻串联，故通过左右两电阻的电流之比为1∶1，故B错误；
CD．乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，可研究电流产生的热量与电流的关系，根据可知，乙实验装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧U形管中液面高度差大，故C正确，D错误。 故选C。
12. 用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容是，下列说法正确的是（ ）
A. 甲物质的比热容是水比热容的2倍
B. 加热相同时间，甲物质吸收的热量是水吸收热量的2倍
C. 甲物质10min吸收的热量为
D. 条件不足，不能计算和判断甲物质比热容大小
【答案】C
【解析】AD．由图可知甲物质和水在质量相同，温度均从0℃升高到60℃时，水需要的加热时间是20min，甲物质需要的加热时间是10min，由于使用相同的加热器加热，在相同时间内两种物质吸收的热量相同，加热时间越长物质吸收的热量越多。所以质量相同的水和甲物质，在升高的温度相同的温度时水吸收的热量是甲物质吸收热量的2倍。由可知，水的比热容是甲物质比热容2倍。则甲的比热容为，故AD错误；
B．由于使用相同的加热器加热，在相同时间内两种物质吸收的热量相同，故B错误；
C．由于使用相同的加热器加热，在相同时间内两种物质吸收的热量相同，水从0℃升高到60℃时，用时20min，则水吸收的热量为
由题意可得水10min吸收的热量等于甲物质10min吸收的热量是水加热20min吸收热量的一半，故甲物质10min吸收的热量为
故C正确；故选C。
13. 关于磁场和磁感线说法不正确的是（ ）
A. 磁感线可以形象的描述磁场的强弱和方向
B. 磁极和磁极间的相互作用、磁极和电流之间的相互作用都是通过磁场实现的
C. 地球也是一个大磁体，地磁场的磁感线从地磁北极出发回到地磁南极
D. 磁体周围的磁场是虚拟的，但是磁感线是真实存在的
【答案】D
【解析】A．用一些带箭头的曲线，可以方便、形象地描述磁场的强弱及方向，这样的曲线叫做磁感线，故A正确，不符合题意；
B．磁体周围存在磁场，电流周围也存在磁场，所以磁极间的相互作用、磁极与电流之间的相互作用，都是通过磁场发生的，故B正确，不符合题意；
C．地球周围存在着磁场——地磁场，磁感线是从磁体的N极出来，回到S极，所以地磁场的磁感线从地磁的北极出发回到地磁南极，故C正确，不符合题意；
D．磁体周围的磁场是真实存在的，磁感线是为了方便、形象描述磁场而画出的曲线，是虚拟的，故D错误，符合题意。故选D。
14. 如图为一种烟雾浓度检测仪的原理电路，电源电压不变，R0为定值电阻，传感器R1的电阻随烟雾浓度的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度增大时，下列分析正确的是（ ）
A. 电流表示数变大，电压表示数变小
B. 电流表示数变小，R1两端电压变大
C. 电压表示数与电流表示数之比不变
D. 电路消耗的总功率变小
【答案】C
【解析】A．由图可知，定值电阻R0与传感器串联，电压表并联在定值电阻R0两端，且已知传感器的电阻随烟雾的增大而减小；闭合开关S，当烟雾的浓度值增大时，传感器的电阻减小，根据串联电路电阻规律可知，总电阻减小，电路通过的电流变大，则电流表示数变大，根据欧姆定律可知，定值电阻R0两端电压增大，即电压表的示数增大；电源电压不变，由串联电路中电压规律可知，传感器R1两端的电压减小，故AB错误；
C．电压表并联在定值电阻R两端，测定值电阻R两端的电压，电压表与电流表的示数的比值即定值电阻R0的阻值，故电压表示数与电流表示数之比不变，故C正确；
D．电源电压不变，电路中通过的电流变大，根据P=UI可知，消耗的电功率变大，故D错误。故选C。
15. 中国完全自主建造的首艘电磁弹射型航空母舰——福建舰。当弹射装置内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而弹射飞出，下列实验与电磁弹射装置工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知，电磁弹射装置其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A．图中证明了电流周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不相同，故A不符合题意；
B．图中两个电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，故B不符合题意；
C．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射的工作原理相同，故C符合题意；
D．图中没有电源，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应原理，故D不符合题意。故选C。
16. 如图是电阻甲和乙的图像，小菲对图像信息作出的判断，正确的是（ ）
A. 将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为3V
B. 将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.6A
C. 当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
D. 当乙两端电压为1V，其电阻值为5Ω
【答案】B
【解析】A．由图像知，甲和乙串联在电路中，通过的电流为0.3A，则甲和乙两端的电压分别为1.5V和0.5V，它们两端的电压
故A错误；
B．将甲和乙并联在电路中，若电压为1V，由图像知，通过甲和乙的电流分别为0.2A和0.4A，干路的电流为，故B正确；
C．由图像知，当甲两端的电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故C错误；
D．由图像知，当乙两端的电压为1V时，通过的电流为0.4A，其电阻值，故D错误。故选B。
17. 如图电路，闭合开关，灯泡不亮，将导线夹M接电源“+”极，导线夹N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数均为3V。若故障是由某元件断路引起，它可能是（ ）
A. 电源B. 灯泡
C. 滑动变阻器D. 开关
【答案】D
【解析】将导线夹M接电源“+”极，导线夹N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数均为3V，则电压表接E、F、G接线柱时，都能与电源接通，若故障是由某元件断路引起，则故障为GM间的开关断路。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
18. 如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，其消耗的电功率P随电阻变化关系如图乙，根据图像信息，下列判断不正确的是（ ）
A. 电源电压是10V
B. 电路中最小电流是0.2A
C. 定值电阻R0的阻值是20Ω
D. R0消耗的最大电功率10W
【答案】C
【解析】AC．变阻器的电功率可以表示为
由图像知，当变阻器连入电路电阻为10Ω时，其功率为2.5W，即
……①
由图像知，当变阻器连入电路电阻为40Ω时，其功率为1.6W，即
……②
联立①②，解得U=10V，R0=10Ω。故A正确，不符合题意；C错误，符合题意；
B．当滑动变阻器连入电路的电阻为40Ω时，电路中的电流最小，为
故B正确，不符合题意；
D．当变阻器连入电路的电阻为0时，定值电阻的功率最大，为，故D正确，不符合题意。故选D。
二、填空题（每空1分，共23分）
19. 下图柠檬电池能产生0.03A的电流，等于___________mA；
下图旋盘式电阻箱示数为___________Ω。
【答案】30； 2025
【解析】已知，则
图中电阻箱示数为
20. 为了增加钢制零件表面的硬度，需要一道工序，即把零件放入含碳的渗碳剂中，这样碳分子就可以渗入到零件的表面层。这道工序利用了物理学中的___________现象，要加快碳分子的渗透，可以采用提高___________的方法。
【答案】扩散 ；温度
【解析】把零件放入含碳的渗碳剂中，这样碳分子就可以渗入到零件的表面层，这是扩散现象，是由于分子在不停地做无规则运动造成的。
要加快碳分子的渗透，可以采用提高温度的方法，是因为温度越高，分子运动越剧烈。
21. 如图所示是___________（选填“汽油”或“柴油”）机，这是___________冲程。如果该热机的曲轴转速为3600r/min，那么每秒内做___________次功。
【答案】汽油；压缩； 30
【解析】汽油机和柴油机在设计原理上的主要区别在于喷射方式、点火方式和压缩比。汽油机通常将汽油与空气混合后进入汽缸，由火花塞点燃混合气体。柴油机则直接将柴油喷入充满压缩空气的汽缸，通过压缩空气产生的高温使柴油自燃点火，图中有火花塞，则为汽油机。两气门全部关闭，活塞向上运动，机械能转换为内能，为压缩冲程。
如果该热机的曲轴转速为3600r/min，则每秒转60r，每2r做一次功，则每秒内做30次。
22. 丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑如图甲示，这是因为带电的玻璃棒可以_____；将一带电的有机玻璃棒靠近带正电的泡沫塑料小球时，相互作用情况如图乙所示，由此可知：_____；将此带电的玻璃棒接触不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如丙图所示，这是因为两金属箔片_____（填“得到”或“失去”）电子，带上同种电荷彼此排斥。
【答案】吸引轻小物体；同种电荷相互排斥；失去
【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒会带电，能够吸引碎纸屑是因为带电的玻璃棒可以吸引轻小物体。小球带正电，玻璃棒也带正电，有机玻璃棒靠近泡沫塑料小球时，发生排斥现象，说明同种电荷相互排斥。用玻璃棒接触验电器的金属球，金属箔片的电子与正电荷中和，金属箔片失去电子带正电，两片金属箔带同种电荷，同种电荷相互排斥而张开。
23. 如图甲所示电路，电源电压为12V，当S闭合时，电压表的读数如图乙所示，则两端的电压为______V；当S闭合改为断开时，电压表示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】4.5；变大
【解析】[1]由电路图可知，闭合开关时，灯泡和串联，电压表测灯泡两端的电压；如图乙所示，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，故电压表示数为7.5V，故灯泡两端的电压为7.5V；根据串联电路电压规律可知，灯泡两端的电压为
如图，当S由闭合改为断开时，电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电压表的示数变大，接近于电源电压。
24. 如图所示电路，电阻和是___________联（选填“串”或“并”）。电流表与电流表的读数之比是，则两个电阻值和之比是___________。
【答案】并 ；
【解析】由图知道，闭合开关S，电路有两条电流的路径，即电阻R1和R2是并联的，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R2的电流。电流表A1与电流表A2的读数之比是5∶2，即干路电流与通过R2的电流之比为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1、R2的电流之比
根据并联电路的分流关系知道，两个电阻值R1和R2之比是
25. 两只小灯泡标有“3V 3W”，标有“6V 3W”，灯丝电阻值均不受温度影响，则两只小灯泡灯丝阻值之比___________。若将两灯串联接入电路，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是___________V，标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率是___________W。
【答案】；7.5； 0.75
【解析】两只小灯泡灯丝电阻不受温度影响，据得，两只小灯泡灯丝阻值之比
两灯串联接入电路，在长时间工作过程中，两灯的实际工作电压不能超过额定电压，据串联电路的电流特点，两灯此时通过的电流相等，据知，两灯两端的电压之比为U实1:U实2=1:4，当L1两端的实际电压为3V时，L2两端的实际电压为12V，超过L2的额定电压，所以正常发光的是L2，其两端的电压为6V，L1两端的实际电压
允许加在它们两端的最高电压
因为灯丝的电阻不受温度影响，据得
所以标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率
26. 如图所示是一种水位自动报警器的原理图，容器中装有盐水，水位到达A时，___________（选填“”或者“”）灯亮，说明盐水是___________（选填“导体”或者“绝缘体”）。在工作电路中，电磁继电器是一种___________（选填“用电器”或“开关”）。
【答案】 ；导体 ；开关
【解析】图示中，水位未达到A点时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁向上接通L1灯，L1亮；水位达到A点时，则控制电路通路，电磁铁有电流通过，产生磁性，将衔铁吸下，工作电路的L2接通，发光。水位达到A点时，电路通路，说明盐水能导电，是导体。在工作电路中，电磁继电器是一种开关，通过电磁铁磁性的有无，控制工作电路两灯的工作。
27. 如图为___________（选填“发电机”或“电动机”）模型，它在工作时把___________能转化为___________能。
【答案】电动机；电；机械
【解析】图示中，电路中有电源，则电路接通时，线圈有电流通过，发生转动，是电动机的工作模型。线圈转动时，消耗电能，将电能转化为机械能。
三、实验探究题（本大题共4个小题，共26分）
28. 如图是教材中的一些实验，请你补充实验现象，并做出解释。
（1）如图甲所示，把一块很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面，使玻璃板刚好和水面接触。缓慢地提起弹簧测力计，观察玻璃板离开水面时弹簧测力计示数变___________（选填“大”或者“小”），说明了___________；
（2）如图乙所示，在两只相同的试管中分别加入相同质量的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热相同的时间，发现___________（选填“水”或“铁砂”）温度变化明显，说明___________；
（3）如图丙所示，当导体棒ab___________（选填“上下”或“左右”）移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动，导体中就会产生电流。
【答案】（1）大 ；分子间存在引力
（2）铁砂；铁砂的比热容小于水
（3）左右；切割磁感线
【解析】【小问1】由于玻璃和水接触在一起，使玻璃分子和水分子间的距离变小，故向上提起弹簧测力计时，由于水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，所以弹簧测力计的示数会大一些。
【小问2】用同一酒精灯加热相同的时间，即水和铁砂吸收相同的热量，发现铁砂的温度变化明显，说明铁砂的吸热能力弱，铁砂的比热容小。
【小问3】根据感应电流产生的条件可知，闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动会产生感应电流，因此当导体棒ab左右移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转。
29. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的_________（选填“南极”或“北极”）；
（2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与___________磁体周围铁屑的分布情况相似；
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，接下来的操作是___________；
（4）实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。请你根据安培定则判断，图丙中闭合开关后，螺线管的右端为___________（选填“N”或“S”）极；
（5）实验时发现图甲中通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：___________（写出一种方法即可）。
【答案】（1）北极 （2）条形 （3）对调电源正负极 （4）N
（5）增大电流、增加铁芯、换用匝数更多的螺线管等
【解析】【小问1】小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，地球外部磁场的方向为从地磁的北极出来回到地磁的南极，故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。
【小问2】由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
【小问3】若要探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，应该变螺线管导线电流的方向，因此可以对调电源正负极，电路中电流方向改变。
【小问4】据丙图可知，螺线管上导线电流的方向向下，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极。
【小问5】通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，根据螺线管磁性强弱的影响因素可知，可以增加线圈的匝数、电流的大小，也可以增加铁芯，使铁芯磁化。
30. 实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出如下猜想：
猜想一：电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想二：电阻可能与导体的长度有关；
猜想三：电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝，其规格、材料如表所示，同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
（1）小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体，实验时可以通过比较___________来比较导体电阻的大小；
（2）为了验证猜想一，所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是___________，据此可以选择___________（填编号）两根导体进行实验；
（3）小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现，将D导体接入电路时小灯泡更亮，由此可以得出的结论是___________；
（4）如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能不能只用导体丝B来验证猜想二？先回答能或者不能，再简单叙述实验操作过程。___________，___________；
【拓展】（5）在实验过程中小组同学发现，接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会灯泡会变得暗一些，可能的原因是___________。
【答案】（1）灯泡的亮度 （2）长度相同，材料相同 ；C、D
（3）当导体材料相同，横截面积相同时，导体越短电阻越小
（4）能 ；见解析；见解析
【解析】【小问1】由图得，灯泡与电阻丝串联，当电阻丝的电阻越大时，电路中电流越小，灯泡越暗；当电阻丝的电阻越小时，电路中电流越大，灯泡越亮。在M、N之间分别接入不同的导体，实验时可以通过比较灯泡亮暗来比较导体电阻的大小。
【小问2】要验证猜想一，即探究电阻与导体的横截面积之间的关系，应控制导体的材料、长度相同，改变横截面积，故应选用C、D两根导体进行实验。
【小问3】B、D两导体的材料、横截面积相同，长度不同，且D导体的长度较短，将D导体接入电路时小灯泡更亮，电路中的电流越大，说明电路中电阻越小，因此可得结论为：当导体材料相同，横截面积相同时，导体越短电阻越小。
【小问4】只用导体丝B，此时导体的材料和横截面积相同，用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度，因此能够验证猜想二。
【小问5】由于灯丝电阻受温度的影响会发生改变，因此接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗。
31. 实验室有一个标识不清的定值电阻，同学们分小组设计实验进行测量。
（1）根据公式___________，通过对导体两端电压和通过导体电流的测量可以间接测出导体的电阻。
（2）请用笔画线代替导线，将图电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向B端滑动时，电流表的示数变小。
（3）连接电路时，开关应该___________，滑动变阻器的滑片应放在___________（选填“A”或“B”）端。
（4）电路连接好之后，小亮同学移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据填入表格。
通过对实验数据进行分析，可得：
①第___________（选填数据序号）组数据明显是错误的，分析时需要把它剔除掉；
②该定值电阻的阻值为___________Ω（计算结果保留整数）；
③实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算的平均值，这样做的目的是___________。
【拓展】（5）有一个实验小组的电流表损坏不能使用，同学们利用图所示电路也完成了该实验。操作步骤如下：
①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至A端，电压表的读数为；
②再将滑动变阻器的滑片至B端，电压表的读数为；
③若滑动变阻器的最大阻值为R，则___________（用R、、表示）
【答案】（1） （2）见解析 （3）断开；B
（4）3 ；10；减小误差 （5）
【解析】【小问1】伏安法测电阻，根据通过对导体两端电压和通过导体电流的测量可以间接测出导体的电阻。
【小问2】滑动变阻器的滑片向B端滑动时，电流表的示数变小，即滑动变阻器阻值变大，如图：
【小问3】为了保护电路，闭合开关前应将开关断开，滑动变阻器滑片置于阻值最大端，即最B端。
【小问4】根据欧姆定律，电阻，分析数据可知，第3组数据计算出的电阻值与其他组偏差较大，明显是错误的，分析时需要剔除。
剔除第3组数据后，分别计算其他组电阻值：
，
，
取平均值
所以该定值电阻的阻值为10Ω。
多次测量求平均值可知减小误差。实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算Rx​的平均值，目的是减小实验误差。
【小问5】闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至A端，此时待测电阻与滑动变阻器最大阻值串联，电压表测待测电阻两端电压，读数为U1；
再将滑动变阻器的滑片至B端，电路中只有待测电阻，电压表的读数为U2即电源电压；
若滑动变阻器的最大阻值为R，则待测电阻阻值为
四、计算题（本大题共2个小题，共15分。写出必要的文字说明和公式，只写最后结论不得分）
32. 如图表格中数据为某电热水壶铭牌的部分参数，保温状态的功率数值已经污损缺失。根据你所学的物理知识，求解下列问题（电热水壶在额定电压下工作）：
（1）电热水壶在加热状态下工作时的电流是多少？
（2）若不计热损耗，该电热水壶将2kg的水从30℃加热至90℃，需要多少分钟？[，计算结果保留一位小数]
（3）将电热水壶以保温的状态接入电路，关闭其他用电器，发现标有“”的电能表的转盘在5分钟内转了6r，电热水壶保温功率是多少？
【答案】（1）5A （2）7.5min （3）60W
【解析】【小问1】由表格中数据知道，电热水壶在加热状态下的功率为1100W，根据得，
【小问2】水吸收的热量
不计热损，消耗的电能等于水吸收的热量，，根据知道，需要时间
【小问3】保温档接入电路5分钟，消耗的电能
根据知道，电热水壶保温功率是
33. 如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R标有“20Ω 1.0A”字样，定值电阻阻值为4Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。
（1）求小灯泡电阻；
（2）只闭合开关，小灯泡恰好正常发光，求电源电压；
（3）只闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
【答案】（1） （2）4.5V （3）4Ω~10Ω
【解析】【小问1】根据可得，小灯泡L的电阻
【小问2】只闭合开关时，电路为小灯泡与定值电阻串联，且小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为
由于串联电路中电流处处相等，则定值电阻R0两端电压为
则电源电压为
【小问3】只闭合开关时，电路为小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当电路中的电流最大为0.5A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小为
已知电压表的量程为0~3V，根据串联分压原理可知，当滑动变阻器两端的电压最大为3V时，滑动变阻器接入电路阻值最大，此时电路中的电流最小为
则滑动变阻器接入电路的阻值最大为
因此滑动变阻器接入电路的电阻范围为。编号
材料
横截面积S/（）
长度L/（m）
A
锰铜丝
1.0
0.25
B
镍铬丝
1.0
0.50
C
镍铬丝
2.0
0.25
D
镍铬丝
1.0
0.25
数据序号
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.3
1.8
2.0
2.4
电流
0.10
0.14
0.28
0.19
0.24
电阻
型号
JH-812A
额定电压
220V
额定功率
加热
1100W
保温
热水壶容量
2L