2025-2026学年陕西省西安市九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份2025-2026学年陕西省西安市九年级上学期期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电脑B. 电热水壶
C. 电视机D. 电风扇
【答案】B
【解析】电脑在工作时，主要将电能转化为光能和声能（如显示器和扬声器），故A不符合题意；电热水壶是利用电流通过电阻丝产生热量的原理来加热水的，它完全是将电能转化为内能，因此是利用电流的热效应工作的。故B符合题意；电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能（如屏幕和扬声器），故C不符合题意；电风扇是利用电动机将电能转化为机械能（风能）的设备，它并不是利用电流的热效应来工作的。故D不符合题意。
2. 下列选项中对事物的认知最接近生活实际的是（ ）
A. 家用壁挂式空调的额定功率约为1000W
B. 实验用的一节干电池电压约为36V
C. 初中生从一楼走到三楼所做的功约为300J
D. 照明灯正常工作的电流为3A
【答案】A
【解析】空调属于大功率用电器，家用壁挂式空调的额定功率约为1000W，故A符合题意；一节标准干电池的电压为1.5V，故B不符合题意；初中生的质量约为50kg，重力，一楼到三楼的高度约为6m，则从一楼走到三楼所做的功，而非300J，故C不符合题意；照明灯的功率约为30W，正常工作时的电流约为，故D不符合题意。
3. 如图是陕西关地区夏收的情景，烈日下联合收割机在收麦。下列说法不正确的是（ ）
A. 匀速行驶的联合收割机，收麦子的过程中动能增大
B. 阳光炙烤下的金色麦穗温度升高，其所含的热量变多
C. 利用水冷系统给发动机降温，是因为水的比热容较大
D. 阳光曝晒下的驾驶室温度升高，是通过热传递的方式增加了其内能
【答案】B
【解析】匀速行驶的联合收割机，收麦子的过程中质量变大，速度不变，动能增大，故A正确，不符合题意；阳光炙烤下的金色麦穗温度升高，内能增大，不能说其所含的热量变多，故B不正确，符合题意；利用水冷系统给发动机降温，是因为水的比热容较大，与其它物质比较，在其它条件相同，升高相同的温度，吸收的热量更多，故C正确，不符合题意；阳光曝晒下的驾驶室温度升高，驾驶室吸收了热量，所以是通过热传递的方式增加了其内能，故D正确，不符合题意。
4. 近年来，中国科技工作者在各个领域一次次刷新“中国高度”。下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，中国空间站利用的太阳能既是可再生能源又是一次能源
B. 如图乙，日照附近海域成功发射谷神星一号运载火箭，火箭上升过程中机械能转化为内能
C. 如图丙，小米自主研发的“玄戒01”3nm旗舰处理器芯片是由超导体材料制成
D. 如图丁，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理
【答案】A
【解析】太阳能可以从大自然源源不断的获取，且在使用时不需要消耗其他形式的能量，故太阳能既是可再生能源又是一次能源，故A正确；火箭上升过程中燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能，使火箭获得上升的动力，故B错误；超导体是指在某一温度下，电阻为零的导体，芯片在工作时需要有一定的电阻来控制电流和实现各种功能，如果用超导体材料制成，无法正常工作，芯片通常是由半导体材料制成的，选项C错误；电磁弹射是将电能转化为机械能，推动舰载机起飞，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，不是利用电磁感应原理，选项D错误。
5. 某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的速度为0.02m/sB. 滑轮组的有用功为0.5J
C. 拉力F的功率为0.05WD. 滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】B
【解析】由图可知，在0～5s的时间内，绳端移动的距离为s＝0.3m，物体上升的高度为h＝0.1m，绳子自由端移动的速度
故A错误；
滑轮组对物体做的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.1m＝0.5J
故B正确；
拉力做的总功W总＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J
拉力F的功率
故C错误；
滑轮组的机械效率
故D错误。
6. 如图所示的实验电路，还有部分导线未连接，字母a、b、c、d、e、f、g、h表示各元件的接线柱。下列操作能让灯、都亮起来的是（ ）

A. 用导线连接d、f，再闭合开关S
B. 用导线连接b、f，再闭合开关S
C 用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S
D. 用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S
【答案】C
【解析】用导线连接d、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中，只有灯泡L2亮，故A不符合题意；用导线连接b、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中，只有灯泡L2亮，故B不符合题意；用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S，两个灯泡并联，两个灯泡都亮，故C符合题意；用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S，两个灯泡被短路，两个灯泡都不亮，故D不符合题意。
7. 如图所示，A、B是由同种材料制成的导体，二者长度相等，但A比B的横截面积大，当开关闭合后，在相同时间内，下列说法不正确的是（ ）
A. 导体A、B的电阻
B. 通过导体A、B的电流
C. 导体A、B两端的电压
D. 电流通过导体A、B所做的功
【答案】D
【解析】同种材料，相同长度的导体，横截面积越大电阻越小，A比B的横截面积大，所以，故A正确，不符合题意；由图可知，导体A、B串联，根据串联电路的电流关系可知，，故B正确，不符合题意； 因为，根据串联电路的分压与电阻成正比的关系可知，，故C正确，不符合题意；由图可知，导体A、B串联，电流和通电时间相等，又，由可知，，故D错误，符合题意。
8. 如图所示是小刘家新建楼房的部分配电系统图，下列分析正确的是（ ）
A. 控制电灯的开关安装在了零线上
B. 电能表指示灯闪烁7200次，表示消耗了的电能
C. 若空气开关跳闸一定是因为灯泡短路
D. 上月末电能表示数如图，本月用电100度，则本月末电能表示数2028.1
【答案】B
【解析】为了用电安全，开关应接在火线上。从图中可以看出，火线先经过空气开关，再接到开关，然后才接到灯泡，所以控制电灯的开关安装在了火线上，故A错误；电能表上标有“3600imp/(kW·h)”，表示每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3600次。当指示灯闪烁7200次时，消耗的电能为
故B正确；空气开关跳闸的原因有两个：一是电路发生短路，二是电路中用电器的总功率过大导致电流过大，因此空气开关跳闸不一定是因为灯泡短路，也可能是总功率过大或其他地方短路。故C错误；电能表最后一位是小数，图示电能表的示数为2018.1kW·h。本月用电100度，即100kW·h，则本月末电能表的示数应为，故D错误。
9. 新能源汽车的能量回收主要基于再生制动技术，此技术通过将车辆减速或制动时的部分动能转化为电能并储存回电池，从而提高能量的利用效率。下列实验与此技术原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；图是探究影响电磁铁磁性大小因素实验，其原理是电流的磁效应，故B不符合题意图探究的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C不符合题意；汽车的能量回收是利用发电机将汽车动能转化为电能，是电磁感应现象，如图是发电机的原理图，其原理也是电磁感应现象，故D符合题意。
10. 如图﹣1所示为电子体重计，其工作原理如图﹣3所示，力敏电阻R1的阻值随压力变化情况如图﹣2所示，R0为定值电阻，数据处理器连接在ab端或cd端，它能把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小体重值。则下面说法正确的是（ ）
A. 数据处理器接在cd端
B. 电子体重计所称量人的体重越大，R1电阻越大
C. 电子体重计所称量人的体重越大，消耗的电能少
D. 若发现体重测量值与真实值相比偏大，应换用阻值小一点的定值电阻R0
【答案】D
【解析】由图3可知，R0与R1串联，由图2可知，电子体重计所称量人的体重越大时，压力F越大，R1的阻值变小，电路中的总电阻越小，由欧姆定律可知，电路中的电流越大，由可知，R0两端的电压越大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压变小，根据把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值，可知，电压越小对应的体重越大，则数据处理器的位置是接在ab端。故AB错误；由于电子体重计所称量人的体重越大时，电路中的电流越大，工作时间未知，则根据可知不能判断消耗的电能多少，故C错误；若发现体重测量值与真实值相比偏大，说明此时R1两端的电压值偏小，R0两端的电压偏大，将R0阻值换小，分得的电压减小，可以使得测量结果准确，故D正确。
二、填空题（每空1分，每图2分，计22分）
11. 地磁场的分布与条形磁体的磁场相似，图甲、乙所示的两个示意图中，能合理描述地磁场的是________图，由图可见地磁两极和地理两极之间存在着夹角，最早发现这一现象的人是中国宋代学者________，若在我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的________（选填“南”或“北”）极附近。
【答案】乙 沈括 北
【解析】地球周围存在着地磁场，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，且地磁两极和地理两极并不重合，存在一定的夹角，所以能合理描述地磁场的是图乙。
最早发现地磁两极和地理两极之间存在夹角这一现象的人是中国宋代学者沈括。
由于地磁的北极在地理的南极附近，根据异名磁极相互吸引，所以若在我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的北极附近。
12. 图甲国旗杆顶部这一机械的作用是________；图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB>BC，其使用方法如图丙、丁所示，该工具使用时是一个________（选填“滑轮”或“轮轴”），图________（选填“丙”或“丁”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
【答案】改变力的方向 轮轴 丙
【解析】图甲中国旗杆顶部的机械是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，其作用是改变力的方向，在升旗时，向下拉绳子，国旗就会向上运动。
图乙用于松紧内六角螺丝的扳手，在使用时，以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征（轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械），所以该工具使用时是一个轮轴。
轮轴的实质是可以连续转动的杠杆，根据杠杆的平衡条件（、为动力和阻力，、为动力臂和阻力臂），在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。由图可知，图丙中动力作用在点，动力臂为AB；图丁中动力作用在点，动力臂为BC，所以图丙中的动力臂更大，使用图丙中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
13. 2024年5月12日，我国研制的AG600水陆两栖飞机完成夜航飞行实验。如图所示，当飞机在同一高度匀速飞行时（忽略燃油的质量变化），飞机的动能 _______（选填“变大”、“不变”或“变小”，下同）；进行灭火工作时，飞机保持同一高度在着火区域洒水，飞机的重力势能 _______，机械能 _______。
【答案】不变 变小 变小
【解析】当飞机在同一高度匀速飞行时（忽略燃油的质量变化），质量不变，速度不变，故动能不变。
进行灭火工作时，飞机保持同一高度在着火区域洒水，飞机的质量变小，速度不变，高度不变，故重力势能变小。
机械能等于动能和重力势能之和，飞机的质量变小，速度不变，高度不变，重力势能变小，动能变小，故机械能变小。
14. 如图甲所示是一款酒精发动机，点燃酒精灯给汽缸内的空气加热，酒精灯通过__________的方式增加了汽缸内空气的内能；缸内高温的空气推动活塞将_________能转化为机械能，该能量转化与______（选填“乙”或“丙”）装置实验过程中的能量转化相同；某单缸四冲程汽油机一个做功冲程对外做功150J，飞轮的转速是1200r/min，则每秒对外做功_________J。
【答案】热传递 内 丙 1500
【解析】酒精灯燃烧，酒精灯的外焰的温度高于气缸内空气的温度，故存在温度差，会发生热传递，只涉及能量的转移，故是热传递改变汽缸内空气的内能。
高温的空气推动活塞做功，将内能转化为机械能。图乙，压动活塞对气体做功，将机械能转化为内能；图丙，高温高压的气体对外做功，将内能转化为机械能，因此与高温空气推动活塞做功过程的能量转化情况相同是图丙。
若该汽油机飞轮转速为1200r/min，汽油机每秒飞轮转的圈数为20圈，每一个工作循环，飞轮转了两圈，对外做功一次，故该汽油机每秒钟做了10个循环，该汽油机每秒对外做功10次。汽油机一个做功冲程燃气对外做功150J，每秒对外做功
W=10×150J=1500J
15. 如图，用测电笔辨别火线、零线时，正确的使用方式是图________（选填“甲”或“乙”），电工师傅正确测试火线时，氖管发光，此时________（选填“有”或“没有”）电流通过电工师傅的身体。图丙中，电路中画“×”表示断路之处，开关闭合后，用测电笔测试A点，氖管________（选填“会”或“不会”）发光。
【答案】甲 有 会
【解析】使用试电笔时，笔尖接触被测导线，手接触尾部金属体，图甲是正确；试电笔笔尖接触火线时，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人体。
由丙图可知，零线开路了，开关闭合后，用试电笔测试电路中的A点，A点与火线相连通，试电笔氖管会发光。
16. 如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为___________W。若电动机的内阻为0.4Ω，则车速最大时电动机对外输出机械能的效率为___________%（保留一位小数）。
【答案】2700 96.8%
【解析】电动机消耗的功率P总=UI=180V×15A=2700W
电动机所做额外功为电阻产生的热量，由效率公式可得车速最大时电动机对外输出机械能的效率
17. 按要求作图
（1）如图甲为写字时的情形图，笔可以看作是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，为阻力，请画出的力臂。
（2）请根据安全用电原则，把吊扇接入家庭电路，要求当调速开关滑片顺时针转动时，风速减小。
【答案】（1） （2）
三、实验探究题（共4小题，每空1分，计20分）
18. 按要求完成填空；
（1）在烧杯中加入盐水，然后将连接在电压表上的铜片和锌片插入盐水中制成盐水电池，某时刻电压表指针偏转如图1所示，由此判断铜片为盐水电池的________极。
（2）如图2所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，通过观察木块________来比较物体动能的大小。
（3）如图3所示，在“探究影响电阻大小的因素”实验中，通过观察________可以更准确地反映接入电路的电阻丝阻值大小。
（4）如图4所示（）实验结果表明：电流通过导体产生的热量与________有关。
【答案】（1）正 （2）移动的距离 （3）电流表示数 （4）电阻大小
【解析】（1）由图1可知，电压表的指针偏转正常，说明电压表使用正常，铜片与电压表的正接线柱相连，说明铜片为盐水电池的正极。
（2）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，由于动能的大小无法直接测量，而木块被撞击后移动的距离越远，说明小球对木块做功越多，小球具有的动能越大，所以通过观察木块移动的距离来比较物体动能的大小。
（3）在 “探究影响电阻大小的因素” 实验中，电阻的大小会影响电路中的电流大小，所以通过观察电流表的示数可以更准确地反映接入电路的电阻丝阻值大小，电阻越大，电流越小，反之则越大。
（4）如图4所示，电阻、串联，电流相同，在通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，所以实验结果表明：电流通过导体产生的热量与电阻大小有关。
19. 如图所示，利用甲、乙装置进行实验。
（1）比较不同物质的吸热升温的特点，应选择________图装置进行实验；不同物质吸热的多少是通过________（选填“温度的变化量”或“加热时间”）来反映的；
（2）为了比较不同燃料燃烧时放出热量多少，实验时要保证燃料________（选填“燃烧时间相同”或“完全燃尽”），通过比较________（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来得出结论。
【答案】（1）甲 加热时间 （2）完全燃尽 温度计示数的变化量
【解析】（1）比较不同物质的吸热升温特点，应控制热源相同，不同物质质量相同，甲装置用红外灯均匀照射装有沙子和水的两个盘子，应选择甲图装置进行实验。
用相同的加热装置，根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
（2）为了比较不同燃料燃烧时放出热量多少，要让燃料完全燃烧，把燃料的化学能全部释放出来，所以实验时要保证燃料完全燃尽。
燃料燃烧放出的热量被液体吸收，根据可知，质量和比热容相同的液体，吸收热量越多，温度升高越多，所以通过比较温度计示数的变化量来得出结论。
20. 小芳利用图甲所设计的电路图探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），两个滑动变阻器（50Ω，2A）、（30Ω，1A），导线若干。
（1）小芳正准备闭合开关S，突然发现电流表指针如图乙所示，出现这种现象的原因是___________。
（2）小芳在探究“电流与电压的关系”时，用5Ω的定值电阻进行实验，通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图像。由图像可得结论：电阻一定时，___________。
（3）在（2）中的实验能不能用小灯泡代替定值电阻？___________，请结合如图丁所示的小灯泡的U-I图像，说明理由：___________。
（4）小芳在探究“电流与电阻的关系”时，用5Ω的定值电阻进行实验，并将其两端的电压调为2V完成第一次实验。如果直接换上10Ω的定值电阻，需要将滑片向___________（选填“左”或“右”）移动才能够完成实验。如果要让题干中5个定值电阻都能够完成实验，应该选用滑动变阻器___________（选填“”或“”）。
【答案】（1）电流表未调零 （2）通过导体的电流与导体两端的电压成正比
（3）不能 灯丝的电阻不为定值 （4）右
【解析】（1）分析图乙，闭合开关前，电流表指针反转，未指向零刻度线，因此出现这种现象的原因是电流表未调零。
（2）图丙的U-I图像是一条过原点的直线，由此可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（3）由图丁可知，灯丝两端的电压与通过灯丝的电流不成正比，即灯丝的电阻不为定值，而探究“电流与电压的关系”时必须控制电阻不变，故用灯泡代替定值电阻探究电路与电压的关系不能满足实验要求。
（4）用5Ω的电阻实验后，换10Ω的电阻进行实验，根据串联电路分压的原理，此时定值电阻两端电压会变大，要使电压仍为2V，需增大滑动变阻器接入电路中的电阻，结合甲图，此时应将滑片向右移动。
定值电阻最大为30Ω，实验中控制定值电阻两端电压为2V，电源电压未4.5V，根据串联电路电压的特点，可得滑动变阻器两端电压
根据串联电路电流相等，可得
代入数据，解得
（50Ω，2A）的最大阻值大于37.5Ω，（30Ω，1A）最大阻值小于37.5Ω，因此应选滑动变阻器。
21. 复习电学知识时，小明在实验室做了“测量小灯泡电功率”的实验。实验中，所用的电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A”：
（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。实物中少了一根导线。请用笔画线代替导线补上，将图乙中的实物电路连接完整（要求：闭合开关前，滑片要滑到C点）；
（2）小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是___________；
（3）闭合开关后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）移动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丁所示的小灯泡的I-U图像。由图像可知：当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻___________（选填“变大”、“不变”或“变小”），如果小灯泡两端的电压为1.9V，则小灯泡的实际功率___________0.38W（选填“大于”、 “小于”或“等于”）；
（5）小滨用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值，设计了如图戊所示的电路图，电源电压未知且保持不变。实验操作如下：
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为I1；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示数为I2；
③则Rx=___________（用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示）。
【答案】（1） （2）灯泡断路
（3）1.52 （4）变大 大于 （5）
【解析】（1）由图甲所示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联，电流表串联在电路中，根据灯泡的额定电压为3.8V可知电压表的量程选0～15V，则实物电路图如图所示：
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表并联的电路断路，即该故障可能是由灯泡断路造成的。
（3）当电压表的示数为3.8V，灯泡正好正常工作，由丙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以通过灯泡的电流I=0.4A，则灯泡的额定功率为P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W
（4）由图丁图像可知：的比值随电压的增大而增大，根据可知对应的电阻是逐渐增大。
如果小灯泡两端的电压为1.9V，即
由于灯泡的电阻随电压的增大而增大，则通过灯泡的实际电流
所以P实=U实I实＞19V×0.2A=3.8W
（5）①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为I1
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示作数为I2
③在②中为RX的简单电路，由欧姆定律得电源电压U=I2Rx
在①中，两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律得电源电压U=I1（Rx+R0）
因电源电压不变，故U=I1（Rx+R0）=I2Rx
解得Rx的表达式为：
四、计算题（共3小题，计18分）
22. 如图所示的电路中，电源两端电压为6V且保持不变。当开关S闭合、断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过的电流。
（2）的阻值。
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能。
【答案】（1）0.3A （2） （3）180J
【解析】（1）当开关S闭合、断开时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流，即，当开关S、都闭合时，电阻R1和R2并联，电流表测量干路总电流，即，根据并联电路的特点，各支路独立工作，互不影响，所以通过R1的电流不变，仍为0.2A，根据并联电路的电流规律，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为
（2）当开关S、都闭合时，电阻R1和R2并联，电源电压为6V，根据并联电路的电压特点，各支路两端的电压相等，所以R2两端的电压
根据欧姆定律，R2的阻值为
（3）当开关S、都闭合时，根据，电路消耗的总电能为
23. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值．
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；
②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热；
③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求：
（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量；
（2）该液态燃料的热值。
【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg
【解析】解：（1）烧杯内水吸收的热量为
（2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为
该液态燃料的热值为
答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J；
（2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。
24. 如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且R1=R2=400Ω，闭合开关S1、S2，电热器开始加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
（1）控制电路中，电磁铁的工作原理是电流的___________效应；电磁铁的上端是___________极。
（2）加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率？
（3）电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？
（4）保温状态下，R1的功率为64W，则工作电路30s消耗的电能是多少？
【答案】（1）磁 N （2）242W （3）30Ω （4）2640J
【解析】（1）电磁铁的工作原理是电流的磁效应；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，因此电磁铁的上端是N极。
（2）由电路图知，加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，此时R1、R2并联，根据并联电路电阻的特点可知，总电阻为
则加热时，工作电路的总功率是
（3）由图2知，当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，此时控制电路通过的电流为0.2A，根据得，此时热敏电阻Rt的电阻为
（4）由图可知，保温时，R1和R3串联，根据P=UI和得，电路中的电流为
则工作电路消耗的电能W=UI串联t=220V×0.4A×30s=2640J