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河北省石家庄市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份河北省石家庄市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)，共30页。试卷主要包含了如图所示等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年河北省石家庄市九年级（上）期末物理试卷
一.选择题（1-10为单选题，11-13为多选题）
1．下列情境中通过做功的方式改变内能是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
2．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气都是可再生能源
B．电能是一次能源
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．太阳释放的能量是核裂变产生的
3．“注意安全，珍爱生命”是同学们必备的意识。下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．在高压线下放风筝
B．用电器着火时用水灭火
C．开关接在电灯和零线之间
D．有金属外壳的用电器，金属外壳一定要接地
4．甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上，它们之间相互作用时的场景如图所示，已知丙球带负电。下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两球均带正电
B．甲、乙两球均带负电
C．甲球带正电，乙球一定带负电
D．甲球带负电，乙球可能不带电
5．如图所示的电路，闭合开关S后，只有一只灯泡发光，两电流表示数相等，关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（ ）
A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路
6．由欧姆定律I＝变形可得R＝，以下说法正确的是（ ）
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
7．如图所示的电路中，灯L1、L2的电阻值R1＞R2。开关S闭合后，灯L1、L2两端的电压分别为U1、U2，通过两灯的电流分别为I1、I2，下列判断正确的是（ ）
A．U1＜U2 B．U1＝U2 C．I1＞I2 D．I1＝I2
8．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验说明同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
B．乙实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流
C．丙实验说明利用磁场可以产生电流
D．丁实验说明机械能可以转化为电能
9．L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D．两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
10．如图所示。闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大
C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大
D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小
（多选）11．下列说法不正确的是（ ）
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．我们不敢大口的喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保险室中，一段时间后，冰块的内能会增加
（多选）12．下列关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．只改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极
C．动圈式话筒是利用磁场对电流的作用原理制成的
D．直流电动机内线圈的转向与电流方向和磁场方向有关
（多选）13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为12V，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动，图乙是该过程中小灯泡的I﹣U图像，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为18V
B．小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C．电路消耗的最小电功率为12W
D．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
二、填空题
14．如图所示，只闭合S1，小灯泡L1、L2组成 联电路；断开S1，闭合S2、S3，小灯泡L1、L2组成 联电路；闭合S1、S2，断开S3会造成 短路。
15．如图所示的电路中，当开关闭合时，甲电流表的示数为0.6A，乙电流表的示数为0.2A，则通过灯L1的电流为 A，通过电路总电流为 A。
16．如图所示电路中，两只相同的灯泡L1、L2，在闭合开关后都能发光。过一会儿，两只灯泡突然都熄灭了，若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电压表 示数；若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，则电压表 示数。（均选填“有”或“无”）
17．寒冷的冬天，小明家新安装了一台空凋。当他打开空调取暖时，家里的空气开关跳闸了。为了查找原因，他关闭家中其他用电器，只让该空调单独工作了10min，发现家中标有“1500r/kW•h”字样的电能表的铝盘转了300r，则该空调消耗的电能为 J，空调的实际功率为 W。分析可知，空气开关跳闸的原因可能是 。
18．将标有“12V 12W”的灯泡L1和“12V 6W”的灯泡L2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，则不能正常发光的小灯泡的实际功率是 W（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
19．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为 极，小磁针静止时，B端是 极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
三.实验探究题：
20．如图所示在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们做了如图所示的实验：
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
C
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
（1）实验中，通过观察 可以判断导体电阻的大小。
（2）实验时，同学们用图甲所示的实验装置分别把abcd四根金属丝接入电路中的AB两点之间，探究情况如表：则选用 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是： 。
（3）如图乙所示的实验，可探究导体电阻与 的关系。
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 ；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 （选填“左”或“右”）侧移动；
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（5）小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是 。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
22．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器中U形管中液面的高度差大（选填“左”或“右”）；
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 ；
（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
四.计算题
23．在如图所示电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R2标有“100Ω 1A”字样，闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A。
（1）求此时电阻R1两端的电压U1。
（2）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为多少？
24．如图甲所示，这是小明新买的一款多挡暖手鼠标垫，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，暖手鼠标垫有高温和低温两个挡，高温挡功率为60W，低温挡功率为45W。
（1）暖手鼠标垫是利用电流的 来工作的。暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少焦耳？
（2）当开关S闭合，开关S1接 时，暖手鼠标垫处于高温挡。暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流是多少？若此状态下鼠标工作1h，产生多少热量？
（3）电热丝R1、R2的阻值分别为多少？
2022-2023学年河北省石家庄市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题（1-10为单选题，11-13为多选题）
1．下列情境中通过做功的方式改变内能是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化，热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。
【解答】解：A、吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手，属于热传递改变物体内能，故A错误；
B、冬天，搓手可以使手暖和，属于做功改变物体的内能，故B正确；
C、发烧时，冷毛巾敷额头可以降温，属于热传递改变物体内能，故C错误；
D、夏天，喝冷饮使人感到凉爽，属于热传递的方式改变内能，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查改变物体内能的两种方法是做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的。
2．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气都是可再生能源
B．电能是一次能源
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．太阳释放的能量是核裂变产生的
【分析】（1）煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源；
（2）能从自然界直接获取的是一次能源，需要通过一次能源的消耗来获得的能源，叫二次能源；
（3）水力发电机发电时是把机械能转化为电能；
（4）太阳释放的能量是氢聚变产生的。
【解答】解：A、煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源，故A错误；
B、电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故B错误；
C、水力发电机发电时是将水的机械能转化为电能，故C正确；
D、太阳释放的能量是氢核聚变产生的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查能源的分类、能量的转化以及核聚变，是一道基础题。
3．“注意安全，珍爱生命”是同学们必备的意识。下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．在高压线下放风筝
B．用电器着火时用水灭火
C．开关接在电灯和零线之间
D．有金属外壳的用电器，金属外壳一定要接地
【分析】（1）生活中要远离高压带电体；
（2）生活中的水是导体；
（3）控制电路的开关要接在用电器与火线之间；
（4）带有金属外壳的用电器，金属外壳要接地，以防外壳带电，危及人身安全。
【解答】解：
A、在高压电线附近放风筝易引发高压电弧触电，故A不符合安全用电要求；
B、生活中的水是导体，电器起火时，应先切断电源，再施救，故B不符合安全用电要求；
C、控制电灯的开关安装在火线与灯之间，防止维修或更换电灯时发生触电事故，故C不符合安全用电要求；
D、带有金属外壳的用电器，其金属外壳一定要接地线，以防用电器外壳带电，会危及人身安全，故D符合安全用电要求。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
4．甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上，它们之间相互作用时的场景如图所示，已知丙球带负电。下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两球均带正电
B．甲、乙两球均带负电
C．甲球带正电，乙球一定带负电
D．甲球带负电，乙球可能不带电
【分析】已知丙球带负电，由同种电荷相互排斥，判断出甲球的电性，然后结合电荷之间相互作用的特点和带电体的性质进一步判断乙球的带电情况。
【解答】解：
由图知，甲球与丙球靠近时相互排斥，已知丙球带负电，根据同种电荷相互排斥可知，甲球一定带负电；
甲球与乙球靠近时相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知，乙球可能带正电；但带电体能够吸引不带电的轻小物体，所以乙球可能不带电；综合分析可知，乙球可能带正电，也可能不带电；
综上所述，D正确。
故选：D。
【点评】该题考查带电物体之间的相互作用，要注意，一个带电的物体吸引另一个物体时，要注意带电体具有能吸引轻小物体的特点。
5．如图所示的电路，闭合开关S后，只有一只灯泡发光，两电流表示数相等，关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（ ）
A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路
【分析】由图可知，该电路为并联电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量灯泡L1的电流；闭合开关S后，只有一只灯泡发光，这说明电路出现了断路现象，根据电流表的示数判定故障的原因。
【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量灯泡L1的电流；闭合开关S后，只有一只灯泡发光，这说明电路出现了断路现象（若灯泡短路，则整个电路会短路，都不发光）；两电流表示数相等，这说明两个电流表测量的是通过一个灯泡的电流，故故障是L2断路。故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的故障，明确并联电路的特点是解题的关键。
6．由欧姆定律I＝变形可得R＝，以下说法正确的是（ ）
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
【分析】导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得，但是电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关。
【解答】解：电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，R＝是计算导体电阻大小的一种方法，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对电阻计算式R＝的理解与掌握，我们根据比值定义法定义了电阻，但是电阻是由导体本身的性质决定的，与通过它的电流及两端的电压是无关的，在学习中要注意体会和理解。
7．如图所示的电路中，灯L1、L2的电阻值R1＞R2。开关S闭合后，灯L1、L2两端的电压分别为U1、U2，通过两灯的电流分别为I1、I2，下列判断正确的是（ ）
A．U1＜U2 B．U1＝U2 C．I1＞I2 D．I1＝I2
【分析】（1）闭合开关后两个灯泡并联，并联电路中各个支路两端的电压相等；
（2）已知两个灯泡的电阻大小，根据I＝分析通过两灯泡的电流大小关系。
【解答】解：AB、由图知，闭合开关后两个灯泡并联，由并联电路的电压特点可知两个灯泡两端的电压相等，即U1＝U2，故A错误，B正确；
CD、已知两灯泡的阻值R1＞R2，且U1＝U2，由I＝可知通过L1的电流小于通过L2的电流，即I1＜I2，故C、D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用，熟练掌握并联电路的电压特点是解题的关键。
8．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验说明同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
B．乙实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流
C．丙实验说明利用磁场可以产生电流
D．丁实验说明机械能可以转化为电能
【分析】由实验的装置及实验现象可知实验的原理及意义。
【解答】解：
A、两磁铁悬挂起来，当同名磁极相对时，相互排斥；当异名磁极相对时，相互吸引，故A不正确；
B、导线与灵敏电流计相连，闭合电路时，当导体在磁场中做切割磁感线的运动时，灵敏电流计发生偏转，说明了电磁感应现象，故B正确；
C、导线内通以电流后，放在其周围的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故C不正确；
D、导体棒与电源相连，当通以电流时由于受磁场力的作用，导体棒会发生运动，故说明通电导体在磁场中受磁场力的作用，是电能转化为机械能，故D不正确。
故选：B。
【点评】学习磁现象一章要掌握常见实验原理图，认识实验装置图，知道说明的原理和生活中的应用。
9．L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D．两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
【分析】（1）根据P＝计算两灯电阻，从而求得两灯电阻比；
（2）两灯串联，根据串联电路电流特点，由欧姆定律求得L2灯两端电压；
（3）两灯并联，根据并联电路的电压特点判断正常发的灯泡，根据欧姆定律计算另一灯的电流；
（4）根据P＝计算并联在3V电压下，两灯实际功率比。
【解答】解：
A、根据P＝得：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω，
所以R1：R2＝12Ω：3Ω＝4：1，故A错误；
B、两灯串联，当电路中电流为0.5A时，
I＝I1＝I2＝0.5A，
由I＝，U2＝I2R2＝0.5A×3Ω＝1.5V，故B错误；
C、两灯并联时，U＝U1＝U2，为使一个灯正常发光，另一灯又不能烧坏，
所以电源U＝U1′＝U2′＝3V，即L2可以正常发光，
此时通过L1的电流，I1＝＝＝0.25A，故C错误；
D、两灯并联在3V电压下，U1′＝U2′
P1实：P2实＝：＝R2：R1＝1：4．故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，灵活运用公式是解题的关键。
10．如图所示。闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大
C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大
D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V测L两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据电流变化可以判断灯泡的亮度，以及电路总功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V测L两端的电压，电流表测电路中的电流，所以，滑片向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电源电压不变，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，电压表与电流表示数的比值表示灯泡的电阻，忽略温度对灯丝电阻的影响，因此灯泡电阻不变，通过灯泡的电流变小，故灯泡变暗，根据U＝IR可知，灯泡两端电压变小，即电压表示数变小，故ABC错误；
根据P＝UI，电源电压不变，电流变小，电路中总功率变小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道电路动态分析题，分析清楚电路结构是正确解题的关键，应用并联电路特点、欧姆定律可以解题。
（多选）11．下列说法不正确的是（ ）
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．我们不敢大口的喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保险室中，一段时间后，冰块的内能会增加
【分析】（1）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转化为内能；
（2）热量是个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温差达到相等时，热传递就停止，所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量；
（3）改变物体内能的方式有做功和热传递，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程；
（4）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，内能与物体的温度有关，温度升高，内能增大。
【解答】解：
A、汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故A错误；
B、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高，故B错误；
C、用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D、将﹣10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定增加，故D正确。
故选：ABC。
【点评】本题考查了物体内能的改变、物体内能改变的方式以及内燃机工作过程能的转化，属于热学基础知识的考查，比较简单。
（多选）12．下列关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．只改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极
C．动圈式话筒是利用磁场对电流的作用原理制成的
D．直流电动机内线圈的转向与电流方向和磁场方向有关
【分析】（1）磁场中某点的磁场方向与放在该点小磁场静止时N极的指向一致；
（2）通电螺线管的极性与电流的方向和线圈的绕法有关；
（3）动圈式话筒是利用电磁感应的原理制成的，工作时将机械能转化为电能；
（4）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；
【解答】解：A、磁场中某点的磁场方向与放在该点小磁场静止时N极的指向一致，即放不放小磁针，此点的磁场方向始终是不变的，故A错误；
B、通电螺线管的极性与电流的方向和线圈的绕法有关，故对于给定的螺线管，改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极；故B正确；
C、动圈式话筒是利用电磁感应的原理制成的，工作时将机械能转化为电能，故C错误；
D、影响直流电动机转动方向的原因有两个：电流方向和磁场方向，故D正确。
故选：BD。
【点评】此题考查了电磁感应现象、通电螺线管极性的判断、磁场方向和电动机转动方向的理解，是一道综合题。
（多选）13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为12V，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动，图乙是该过程中小灯泡的I﹣U图像，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为18V
B．小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C．电路消耗的最小电功率为12W
D．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
【分析】（1）图甲中变阻器R和灯泡L串联，电压表测量灯泡的电压，电压表测量电路中的电流，根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知，电路中的电流I＝，电源电压不变，R连入电路的电阻越小，电流越大，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，只有灯泡接入电路，电压表的示数等于电源电压，从图乙中找到最大的电压即电源电压，找到此时对应的电流，根据R＝计算灯泡的电阻；
（2）根据P＝UI知电源电压不变，根据乙图中的电流最小计算电路的最小功率；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流电流最小，由乙图判断灯泡两端的电压和电路中的电流，根据串联电路电压的规律，计算滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算此时变阻器的电阻。
【解答】解：A、B、图甲中变阻器R和灯泡L串联，电压表测量灯泡的电压，电压表测量电路中的电流，根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知，电路中的电流I＝，电源电压不变，R连入电路的电阻越小，电流越大，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，只有灯泡接入电路，电压表的示数等于电源电压，由乙图知，电源电压等于12V；
此时灯泡正常发光，对应的电流为2.0A，所以灯泡正常发光时的电阻为RL额＝＝＝6Ω，故A错误；B正确；
C、根据P＝UI知，电源电压不变时，电路中的电流越小，消耗的功率越小，由乙图知，电路中的最小电流为1.0A，所以最小功率为P小＝UI小＝12V×1.0A＝12W，故C正确；
D、当滑动变阻器的滑片P移到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流电流最小，由乙图知，此时灯泡两端的电压为3V，电路中的电流I＝0.1A，滑动变阻器两端的电压UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，通过变阻器的电流IR＝I＝1.0A，变阻器的最大电阻为R＝＝＝9Ω，故D正确。
故选：BCD。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的应用，能够理解图乙中图像的信息，是解答本题的关键。
二、填空题
14．如图所示，只闭合S1，小灯泡L1、L2组成 串联 联电路；断开S1，闭合S2、S3，小灯泡L1、L2组成 并联 联电路；闭合S1、S2，断开S3会造成 L2 短路。
【分析】根据电流的走向分析，要使两灯泡并联，则电流可分成两条支路，分别经过两个灯泡，然后回到电源负极；
如果将所有开关都闭合，则电流可不经过用电器，由正极出发，直接回到电源的负极，造成短路。
【解答】解：（1）只闭合S1，电流只有一条路径，则电灯L1、L2组成串联电路；
（2）断开S1，闭合S2、S3，电流经开关S2有两条路径，一条经灯泡L1，另一条经灯泡L2、开关S3，则电灯L1、L2组成并联电路；
（3）闭合S1、S2，灯泡L2的两端被导线相连，则会造成L2短路。
故答案为：串联；并联；L2。
【点评】本题考查了并联、串联的连接和开关的状态对电灯的连接方式的影响，是一道基础题；知道串并联的概念，明确各灯泡首尾间的连接方式是解题的关键。
15．如图所示的电路中，当开关闭合时，甲电流表的示数为0.6A，乙电流表的示数为0.2A，则通过灯L1的电流为 0.4 A，通过电路总电流为 0.6 A。
【分析】由电路图可知，当开关闭合时，两灯泡并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测L2支路的电流，根据两电流表的示数可知通过灯L2的电流和通过电路总电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯L1的电流。
【解答】解：由电路图可知，当开关闭合时，两灯泡并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测L2支路的电流，
由两电流表的示数可知，通过灯L2的电流I2＝0.2A，通过电路总电流I＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过灯L1的电流I1＝I﹣I2＝0.6A﹣0.2A＝0.4A。
故答案为：0.4；0.6。
【点评】本题考查了并联电路电流特点的应用，分清两电流表测量的电路元件是关键。
16．如图所示电路中，两只相同的灯泡L1、L2，在闭合开关后都能发光。过一会儿，两只灯泡突然都熄灭了，若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电压表 有 示数；若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，则电压表 无 示数。（均选填“有”或“无”）
【分析】电路故障分为短路和断路；根据电路的连接方式判定电流表、电压表示数的变化。
【解答】解：由图可知，灯L1和灯L2串联，电压表测灯L1两端电压；若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电路中无电流，电流表无示数；此时电压表与电源之间是接通的，所以电压表有示数；
若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，电压表的正负接线柱与电源之间是断开的，所以电压表无示数。
故答案为：有；无。
【点评】此题考查了电路故障，要学会使用电流表、电压表来检测电路故障。
17．寒冷的冬天，小明家新安装了一台空凋。当他打开空调取暖时，家里的空气开关跳闸了。为了查找原因，他关闭家中其他用电器，只让该空调单独工作了10min，发现家中标有“1500r/kW•h”字样的电能表的铝盘转了300r，则该空调消耗的电能为 7.2×105 J，空调的实际功率为 1200 W。分析可知，空气开关跳闸的原因可能是 用电器总功率过大 。
【分析】“1500r/kW•h”是指每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转过1500转；据此表盘转过300圈消耗的电能，再利用P＝求空调的功率；
家庭电路电流过大的原因：用电器总功率过大、发生短路。
【解答】解：“1500r/kW•h”是指每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转过1500转；
表盘转过了300转，则空调消耗的电能：
W＝kW•h＝0.2kW•h＝7.2×105J，
空调的实际功率：
P＝＝＝1.2kW＝1200W，
分析可知，空气开关跳闸的原因可能是用电器总功率过大了。
故答案为：7.2×105；1200；用电器总功率过大。
【点评】本题考查了使用电能表时消耗电能、电功率的计算、家庭电路电流过大的原因，明确电能表相关参数的意义是关键。
18．将标有“12V 12W”的灯泡L1和“12V 6W”的灯泡L2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 18 V，则不能正常发光的小灯泡的实际功率是 3 W（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出额定电流，根据欧姆定律求出电阻；两灯泡串联时，电路中的最大电流为两者额定电流较小的，根据电阻的串联和欧姆定律求出允许加在它们两端的最高电压。
（2）由P＝I2R可计算甲、乙灯实际消耗的电功率，然后与其额定功率比较即可得出结论。
【解答】解：（1）由P＝UI，灯泡正常工作时的电流：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.5A，
由I＝可得灯泡电阻：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝24Ω，
因串联电路中各处的电流相等，两灯泡串联时，电路中的最大电流I＝I2＝0.5A，；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许加在它们两端的最高电压：
U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V；
（2）由P＝I2R可知，甲灯实际消耗的电功率P甲实＝I2R甲＝（0.5A）2×12Ω＝3W＜P甲额，所以甲不能正常发光。
乙灯实际消耗的电功率P乙实＝I2R乙＝（0.5A）2×24Ω＝6W＝P乙额，所以乙能正常发光。
故答案为：18；3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道两灯泡串联时电路中的最大电流为两者额定电流较小的。
19．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为 N 极，小磁针静止时，B端是 S 极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性 减弱 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断B端的极性；
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁场减弱。
【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极；
（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
故答案为：N；S；减弱。
【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和根据安培定则判断通电螺线管的极性。有一定的综合性。
三.实验探究题：
20．如图所示在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们做了如图所示的实验：
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
C
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
（1）实验中，通过观察 小灯泡的亮度 可以判断导体电阻的大小。
（2）实验时，同学们用图甲所示的实验装置分别把abcd四根金属丝接入电路中的AB两点之间，探究情况如表：则选用 a、c 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是： 同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大 。
（3）如图乙所示的实验，可探究导体电阻与 温度 的关系。
【分析】（1）通过观察小灯泡的亮度可以判断导体电阻的大小，利用了转换法。
（2）探究导体电阻跟导体横截面积的关系时，应该保证导体的温度、材料、长度相同，而横截面积不同；
（3）图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度。
【解答】解：（1）通过观察小灯泡的亮度可以判断导体电阻的大小；
（2）探究导体电阻跟导体横截面积的关系时，应该保证导体的温度、材料、长度相同，而横截面积不同，表格中a、c两根金属丝其他因素相同，横截面积不同；a电阻丝的横截面积大，灯泡较亮，所以同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大；
（3）图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度，我们可以观察灯泡的亮度来探究导体电阻与温度的关系。
故答案为：（1）小灯泡的亮度；（2）a、c；同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大；（3）温度。
【点评】本题考查了决定电阻大小的因素，用控制变量法正确分析是本题的关键。
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 移动滑片，观察灯泡是否发光 ；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 右 （选填“左”或“右”）侧移动；
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.75 W；
（5）小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是 D 。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
【分析】（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；
（2）电压表、电流表均有示数，说明电路连接没有断路，小灯泡不亮有可能电流太小；
（3）比较电压表示数与灯泡额定电压的大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（4）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；
（5）逐项分析各选项得出答案。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
（2）电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能电流太小，故接下来应该移动滑片，观察灯泡是否发光；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，小于灯泡额定电压2.5V，为了让灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向右侧移动；
（4）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）A、用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据R＝求出灯泡的电阻，故A可以完成；
B、可将电流表分别串联在电路不同位置，探究串联电路电流的特点，故B可以完成；
C、可分别将电压表并联在小灯泡和滑动变阻器两端测出它们的电压，然后将电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端测出总电压，探究串联电路电压的特点，故C可以完成；
D、探究电流与电压的关系要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，故D不能完成；故选D。
故答案为：（1）见解答图；（2）移动滑片，观察灯泡是否发光；（3）右；（4）0.75；（5）D。
【点评】本题测量小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、故障分析、实验操作、功率的计算和实验设计等知识。
22．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 液面的高度差 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系，通电一段时间后， 右 侧容器中U形管中液面的高度差大（选填“左”或“右”）；
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 使通过R1、R2的电流不相等 ；
（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图 甲 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
【分析】（1）实验中有些实验现象无法直接观察到，需要通过其他相关的现象来反映，这种研究方法叫做转换法；
（2）（3）电流通过导体产生的热量与电阻、电流和通电时间有关，若探究与其中一个因素的关系时，需要控制另外两个因素不变，而改变该因素；
根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，装置中哪侧的电阻丝产生的热量更多，即可知道哪侧容器中U形管的液面高度差较大；
（4）根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，装置中哪侧的电阻丝产生的热量更多。
【解答】解：（1）电阻丝产生的热量无法直接观察到，但可以通过比较U形管中液面的高度差来反映电阻丝产生的热量的多少，这是采用了转换法的研究方法；
（2）甲装置中，左右两侧容器中的电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，因此甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，由Q＝I2Rt可知，通电一段时间后，甲装置中右侧容器中的电阻较大，因此右侧容器中的电阻产生的热量较多，即右侧容器中U形管中液面高度差较大；
（3）乙装置中，右侧容器中的电阻与外面的电阻并联后，再与左侧容器中的电阻串联，两容器中的电阻和通电时间相同，而通过两容器中电阻的电流不同，因此乙装置中的电阻R3的作用主要是使通过R1、R2的电流不相等；
把图乙右边的两根电阻丝并联后，其总阻值为R＝＝2.5Ω，则相当于把2.5Ω的阻值放进右侧瓶中，即左、右两瓶中的电阻串联，通过的电流相同，通电时间相同，而电阻不同，因此是探究电流产生的热量跟电阻的关系；左侧瓶中的电阻阻值更大，根据Q＝I2Rt可知，一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多，左侧U形管中液柱的高度差大于右侧U形管中液柱的高度差；
（4）根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以与甲原理相同。
故答案为：（1）液面的高度差；（2）电阻；右；（3）使通过R1、R2的电流不相等；（4）甲。
【点评】本题考查了探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验，熟练运用控制变量法和转换法是解题的关键。
四.计算题
23．在如图所示电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R2标有“100Ω 1A”字样，闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A。
（1）求此时电阻R1两端的电压U1。
（2）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为多少？
【分析】根据电路图可知，闭合开关S，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压；
（1）移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A，根据欧姆定律求出R1两端电压；
（2）根据欧姆定律求出当电压表示数最大时电路中的电流，再结合电流表的量程确定电路的最大电流；利用P＝I2R求出R1的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端电压；
（1）由I＝可得，R1两端电压：U1＝IR1＝0.5A×12Ω＝6V，
（2）当电压表示数最大为15V时，电路电流：I′＝＝＝1.25A，
因串联电路处处电流相等，且电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电路允许的最大电流为：I大＝0.6A，
R1的最大电功率：P1大＝I大2R1＝（0.6A）2×12Ω＝4.32W。
答：（1）此时电阻R1两端的电压U1为6V。
（2）闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为4.32W。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用，关键是确定电路的最大电流。
24．如图甲所示，这是小明新买的一款多挡暖手鼠标垫，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，暖手鼠标垫有高温和低温两个挡，高温挡功率为60W，低温挡功率为45W。
（1）暖手鼠标垫是利用电流的 热效应 来工作的。暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少焦耳？
（2）当开关S闭合，开关S1接 1 时，暖手鼠标垫处于高温挡。暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流是多少？若此状态下鼠标工作1h，产生多少热量？
（3）电热丝R1、R2的阻值分别为多少？
【分析】（1）暖手鼠标垫是利用电流的热效应来工作的；根据W＝Pt计算暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少；
（2）当开关S闭合，开关S1接1时，电路为R1的简单电路，开关S1接2时，R1和R2串联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，根据P＝UI＝可知，开关S1接1时的电功率大；
根据电功率公式的变形公式计算暖手鼠标垫在高温挡正常工作时电路中的电流；
（3）根据电功率公式P＝UI＝可计算电热丝R1的阻值和串联时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算R2的阻值。
【解答】解：（1）暖手鼠标垫是利用电流的热效应来工作的；
暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为：W＝Pt＝45W×5×3600s＝8.1×105J；
（2）当开关S闭合，开关S1接1时，电路为R1的简单电路，开关S1接2时，R1和R2串联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，由P＝UI＝可知，开关S1接1时的电功率大，所以开关S1接1时，暖手鼠标垫处于高温挡；
暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流为：I＝＝＝2.5A；
此状态下鼠标工作1h，产生热量：Q＝W＝P加热t＝60W×1×3600s＝2.16×105J；
（3）电热丝R1的阻值为：R1＝＝＝9.6Ω，
R1和R2串联接入电路的总电阻为：R＝＝＝12.8Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝12.8Ω﹣9.6Ω＝3.2Ω。
答：（1）热效应；暖手鼠标垫在低温挡正常工作8h消耗的电能为8.1×105J；
（2）1；暖手鼠标垫在高温挡正常工作时电路中的电流为2.5A；此状态下鼠标工作1h，产生热量为2.16×105J；
（3）电热丝R1的阻值为9.6Ω，R2的阻值为3.2Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、电功公式、电功率公式的灵活运用，有一定的综合性。
2022-2023学年河北省石家庄市九年级（上）期末物理试卷
一.选择题（1-10为单选题，11-13为多选题）
1．下列情境中通过做功的方式改变内能是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
2．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气都是可再生能源
B．电能是一次能源
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．太阳释放的能量是核裂变产生的
3．“注意安全，珍爱生命”是同学们必备的意识。下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．在高压线下放风筝
B．用电器着火时用水灭火
C．开关接在电灯和零线之间
D．有金属外壳的用电器，金属外壳一定要接地
4．甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上，它们之间相互作用时的场景如图所示，已知丙球带负电。下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两球均带正电
B．甲、乙两球均带负电
C．甲球带正电，乙球一定带负电
D．甲球带负电，乙球可能不带电
5．如图所示的电路，闭合开关S后，只有一只灯泡发光，两电流表示数相等，关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（ ）
A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路
6．由欧姆定律I＝变形可得R＝，以下说法正确的是（ ）
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
7．如图所示的电路中，灯L1、L2的电阻值R1＞R2。开关S闭合后，灯L1、L2两端的电压分别为U1、U2，通过两灯的电流分别为I1、I2，下列判断正确的是（ ）
A．U1＜U2 B．U1＝U2 C．I1＞I2 D．I1＝I2
8．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验说明同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
B．乙实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流
C．丙实验说明利用磁场可以产生电流
D．丁实验说明机械能可以转化为电能
9．L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D．两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
10．如图所示。闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大
C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大
D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小
（多选）11．下列说法不正确的是（ ）
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．我们不敢大口的喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保险室中，一段时间后，冰块的内能会增加
（多选）12．下列关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．只改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极
C．动圈式话筒是利用磁场对电流的作用原理制成的
D．直流电动机内线圈的转向与电流方向和磁场方向有关
（多选）13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为12V，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动，图乙是该过程中小灯泡的I﹣U图像，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为18V
B．小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C．电路消耗的最小电功率为12W
D．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
二、填空题
14．如图所示，只闭合S1，小灯泡L1、L2组成 联电路；断开S1，闭合S2、S3，小灯泡L1、L2组成 联电路；闭合S1、S2，断开S3会造成 短路。
15．如图所示的电路中，当开关闭合时，甲电流表的示数为0.6A，乙电流表的示数为0.2A，则通过灯L1的电流为 A，通过电路总电流为 A。
16．如图所示电路中，两只相同的灯泡L1、L2，在闭合开关后都能发光。过一会儿，两只灯泡突然都熄灭了，若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电压表 示数；若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，则电压表 示数。（均选填“有”或“无”）
17．寒冷的冬天，小明家新安装了一台空凋。当他打开空调取暖时，家里的空气开关跳闸了。为了查找原因，他关闭家中其他用电器，只让该空调单独工作了10min，发现家中标有“1500r/kW•h”字样的电能表的铝盘转了300r，则该空调消耗的电能为 J，空调的实际功率为 W。分析可知，空气开关跳闸的原因可能是 。
18．将标有“12V 12W”的灯泡L1和“12V 6W”的灯泡L2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，则不能正常发光的小灯泡的实际功率是 W（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
19．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为 极，小磁针静止时，B端是 极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
三.实验探究题：
20．如图所示在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们做了如图所示的实验：
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
C
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
（1）实验中，通过观察 可以判断导体电阻的大小。
（2）实验时，同学们用图甲所示的实验装置分别把abcd四根金属丝接入电路中的AB两点之间，探究情况如表：则选用 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是： 。
（3）如图乙所示的实验，可探究导体电阻与 的关系。
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 ；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 （选填“左”或“右”）侧移动；
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（5）小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是 。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
22．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器中U形管中液面的高度差大（选填“左”或“右”）；
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 ；
（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
四.计算题
23．在如图所示电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R2标有“100Ω 1A”字样，闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A。
（1）求此时电阻R1两端的电压U1。
（2）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为多少？
24．如图甲所示，这是小明新买的一款多挡暖手鼠标垫，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，暖手鼠标垫有高温和低温两个挡，高温挡功率为60W，低温挡功率为45W。
（1）暖手鼠标垫是利用电流的 来工作的。暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少焦耳？
（2）当开关S闭合，开关S1接 时，暖手鼠标垫处于高温挡。暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流是多少？若此状态下鼠标工作1h，产生多少热量？
（3）电热丝R1、R2的阻值分别为多少？
2022-2023学年河北省石家庄市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题（1-10为单选题，11-13为多选题）
1．下列情境中通过做功的方式改变内能是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化，热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。
【解答】解：A、吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手，属于热传递改变物体内能，故A错误；
B、冬天，搓手可以使手暖和，属于做功改变物体的内能，故B正确；
C、发烧时，冷毛巾敷额头可以降温，属于热传递改变物体内能，故C错误；
D、夏天，喝冷饮使人感到凉爽，属于热传递的方式改变内能，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查改变物体内能的两种方法是做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的。
2．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气都是可再生能源
B．电能是一次能源
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．太阳释放的能量是核裂变产生的
【分析】（1）煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源；
（2）能从自然界直接获取的是一次能源，需要通过一次能源的消耗来获得的能源，叫二次能源；
（3）水力发电机发电时是把机械能转化为电能；
（4）太阳释放的能量是氢聚变产生的。
【解答】解：A、煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源，故A错误；
B、电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故B错误；
C、水力发电机发电时是将水的机械能转化为电能，故C正确；
D、太阳释放的能量是氢核聚变产生的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查能源的分类、能量的转化以及核聚变，是一道基础题。
3．“注意安全，珍爱生命”是同学们必备的意识。下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．在高压线下放风筝
B．用电器着火时用水灭火
C．开关接在电灯和零线之间
D．有金属外壳的用电器，金属外壳一定要接地
【分析】（1）生活中要远离高压带电体；
（2）生活中的水是导体；
（3）控制电路的开关要接在用电器与火线之间；
（4）带有金属外壳的用电器，金属外壳要接地，以防外壳带电，危及人身安全。
【解答】解：
A、在高压电线附近放风筝易引发高压电弧触电，故A不符合安全用电要求；
B、生活中的水是导体，电器起火时，应先切断电源，再施救，故B不符合安全用电要求；
C、控制电灯的开关安装在火线与灯之间，防止维修或更换电灯时发生触电事故，故C不符合安全用电要求；
D、带有金属外壳的用电器，其金属外壳一定要接地线，以防用电器外壳带电，会危及人身安全，故D符合安全用电要求。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
4．甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上，它们之间相互作用时的场景如图所示，已知丙球带负电。下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两球均带正电
B．甲、乙两球均带负电
C．甲球带正电，乙球一定带负电
D．甲球带负电，乙球可能不带电
【分析】已知丙球带负电，由同种电荷相互排斥，判断出甲球的电性，然后结合电荷之间相互作用的特点和带电体的性质进一步判断乙球的带电情况。
【解答】解：
由图知，甲球与丙球靠近时相互排斥，已知丙球带负电，根据同种电荷相互排斥可知，甲球一定带负电；
甲球与乙球靠近时相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知，乙球可能带正电；但带电体能够吸引不带电的轻小物体，所以乙球可能不带电；综合分析可知，乙球可能带正电，也可能不带电；
综上所述，D正确。
故选：D。
【点评】该题考查带电物体之间的相互作用，要注意，一个带电的物体吸引另一个物体时，要注意带电体具有能吸引轻小物体的特点。
5．如图所示的电路，闭合开关S后，只有一只灯泡发光，两电流表示数相等，关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（ ）
A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路
【分析】由图可知，该电路为并联电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量灯泡L1的电流；闭合开关S后，只有一只灯泡发光，这说明电路出现了断路现象，根据电流表的示数判定故障的原因。
【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量灯泡L1的电流；闭合开关S后，只有一只灯泡发光，这说明电路出现了断路现象（若灯泡短路，则整个电路会短路，都不发光）；两电流表示数相等，这说明两个电流表测量的是通过一个灯泡的电流，故故障是L2断路。故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的故障，明确并联电路的特点是解题的关键。
6．由欧姆定律I＝变形可得R＝，以下说法正确的是（ ）
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
【分析】导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得，但是电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关。
【解答】解：电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，R＝是计算导体电阻大小的一种方法，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对电阻计算式R＝的理解与掌握，我们根据比值定义法定义了电阻，但是电阻是由导体本身的性质决定的，与通过它的电流及两端的电压是无关的，在学习中要注意体会和理解。
7．如图所示的电路中，灯L1、L2的电阻值R1＞R2。开关S闭合后，灯L1、L2两端的电压分别为U1、U2，通过两灯的电流分别为I1、I2，下列判断正确的是（ ）
A．U1＜U2 B．U1＝U2 C．I1＞I2 D．I1＝I2
【分析】（1）闭合开关后两个灯泡并联，并联电路中各个支路两端的电压相等；
（2）已知两个灯泡的电阻大小，根据I＝分析通过两灯泡的电流大小关系。
【解答】解：AB、由图知，闭合开关后两个灯泡并联，由并联电路的电压特点可知两个灯泡两端的电压相等，即U1＝U2，故A错误，B正确；
CD、已知两灯泡的阻值R1＞R2，且U1＝U2，由I＝可知通过L1的电流小于通过L2的电流，即I1＜I2，故C、D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用，熟练掌握并联电路的电压特点是解题的关键。
8．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验说明同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
B．乙实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流
C．丙实验说明利用磁场可以产生电流
D．丁实验说明机械能可以转化为电能
【分析】由实验的装置及实验现象可知实验的原理及意义。
【解答】解：
A、两磁铁悬挂起来，当同名磁极相对时，相互排斥；当异名磁极相对时，相互吸引，故A不正确；
B、导线与灵敏电流计相连，闭合电路时，当导体在磁场中做切割磁感线的运动时，灵敏电流计发生偏转，说明了电磁感应现象，故B正确；
C、导线内通以电流后，放在其周围的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故C不正确；
D、导体棒与电源相连，当通以电流时由于受磁场力的作用，导体棒会发生运动，故说明通电导体在磁场中受磁场力的作用，是电能转化为机械能，故D不正确。
故选：B。
【点评】学习磁现象一章要掌握常见实验原理图，认识实验装置图，知道说明的原理和生活中的应用。
9．L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D．两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
【分析】（1）根据P＝计算两灯电阻，从而求得两灯电阻比；
（2）两灯串联，根据串联电路电流特点，由欧姆定律求得L2灯两端电压；
（3）两灯并联，根据并联电路的电压特点判断正常发的灯泡，根据欧姆定律计算另一灯的电流；
（4）根据P＝计算并联在3V电压下，两灯实际功率比。
【解答】解：
A、根据P＝得：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω，
所以R1：R2＝12Ω：3Ω＝4：1，故A错误；
B、两灯串联，当电路中电流为0.5A时，
I＝I1＝I2＝0.5A，
由I＝，U2＝I2R2＝0.5A×3Ω＝1.5V，故B错误；
C、两灯并联时，U＝U1＝U2，为使一个灯正常发光，另一灯又不能烧坏，
所以电源U＝U1′＝U2′＝3V，即L2可以正常发光，
此时通过L1的电流，I1＝＝＝0.25A，故C错误；
D、两灯并联在3V电压下，U1′＝U2′
P1实：P2实＝：＝R2：R1＝1：4．故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，灵活运用公式是解题的关键。
10．如图所示。闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大
C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大
D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V测L两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据电流变化可以判断灯泡的亮度，以及电路总功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V测L两端的电压，电流表测电路中的电流，所以，滑片向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电源电压不变，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，电压表与电流表示数的比值表示灯泡的电阻，忽略温度对灯丝电阻的影响，因此灯泡电阻不变，通过灯泡的电流变小，故灯泡变暗，根据U＝IR可知，灯泡两端电压变小，即电压表示数变小，故ABC错误；
根据P＝UI，电源电压不变，电流变小，电路中总功率变小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道电路动态分析题，分析清楚电路结构是正确解题的关键，应用并联电路特点、欧姆定律可以解题。
（多选）11．下列说法不正确的是（ ）
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．我们不敢大口的喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保险室中，一段时间后，冰块的内能会增加
【分析】（1）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转化为内能；
（2）热量是个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温差达到相等时，热传递就停止，所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量；
（3）改变物体内能的方式有做功和热传递，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程；
（4）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，内能与物体的温度有关，温度升高，内能增大。
【解答】解：
A、汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故A错误；
B、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高，故B错误；
C、用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D、将﹣10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定增加，故D正确。
故选：ABC。
【点评】本题考查了物体内能的改变、物体内能改变的方式以及内燃机工作过程能的转化，属于热学基础知识的考查，比较简单。
（多选）12．下列关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．只改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极
C．动圈式话筒是利用磁场对电流的作用原理制成的
D．直流电动机内线圈的转向与电流方向和磁场方向有关
【分析】（1）磁场中某点的磁场方向与放在该点小磁场静止时N极的指向一致；
（2）通电螺线管的极性与电流的方向和线圈的绕法有关；
（3）动圈式话筒是利用电磁感应的原理制成的，工作时将机械能转化为电能；
（4）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；
【解答】解：A、磁场中某点的磁场方向与放在该点小磁场静止时N极的指向一致，即放不放小磁针，此点的磁场方向始终是不变的，故A错误；
B、通电螺线管的极性与电流的方向和线圈的绕法有关，故对于给定的螺线管，改变通电螺线管中电流的方向，可以改变通电螺线管的N、S极；故B正确；
C、动圈式话筒是利用电磁感应的原理制成的，工作时将机械能转化为电能，故C错误；
D、影响直流电动机转动方向的原因有两个：电流方向和磁场方向，故D正确。
故选：BD。
【点评】此题考查了电磁感应现象、通电螺线管极性的判断、磁场方向和电动机转动方向的理解，是一道综合题。
（多选）13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为12V，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动，图乙是该过程中小灯泡的I﹣U图像，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为18V
B．小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C．电路消耗的最小电功率为12W
D．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
【分析】（1）图甲中变阻器R和灯泡L串联，电压表测量灯泡的电压，电压表测量电路中的电流，根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知，电路中的电流I＝，电源电压不变，R连入电路的电阻越小，电流越大，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，只有灯泡接入电路，电压表的示数等于电源电压，从图乙中找到最大的电压即电源电压，找到此时对应的电流，根据R＝计算灯泡的电阻；
（2）根据P＝UI知电源电压不变，根据乙图中的电流最小计算电路的最小功率；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流电流最小，由乙图判断灯泡两端的电压和电路中的电流，根据串联电路电压的规律，计算滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算此时变阻器的电阻。
【解答】解：A、B、图甲中变阻器R和灯泡L串联，电压表测量灯泡的电压，电压表测量电路中的电流，根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知，电路中的电流I＝，电源电压不变，R连入电路的电阻越小，电流越大，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，只有灯泡接入电路，电压表的示数等于电源电压，由乙图知，电源电压等于12V；
此时灯泡正常发光，对应的电流为2.0A，所以灯泡正常发光时的电阻为RL额＝＝＝6Ω，故A错误；B正确；
C、根据P＝UI知，电源电压不变时，电路中的电流越小，消耗的功率越小，由乙图知，电路中的最小电流为1.0A，所以最小功率为P小＝UI小＝12V×1.0A＝12W，故C正确；
D、当滑动变阻器的滑片P移到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流电流最小，由乙图知，此时灯泡两端的电压为3V，电路中的电流I＝0.1A，滑动变阻器两端的电压UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，通过变阻器的电流IR＝I＝1.0A，变阻器的最大电阻为R＝＝＝9Ω，故D正确。
故选：BCD。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的应用，能够理解图乙中图像的信息，是解答本题的关键。
二、填空题
14．如图所示，只闭合S1，小灯泡L1、L2组成 串联 联电路；断开S1，闭合S2、S3，小灯泡L1、L2组成 并联 联电路；闭合S1、S2，断开S3会造成 L2 短路。
【分析】根据电流的走向分析，要使两灯泡并联，则电流可分成两条支路，分别经过两个灯泡，然后回到电源负极；
如果将所有开关都闭合，则电流可不经过用电器，由正极出发，直接回到电源的负极，造成短路。
【解答】解：（1）只闭合S1，电流只有一条路径，则电灯L1、L2组成串联电路；
（2）断开S1，闭合S2、S3，电流经开关S2有两条路径，一条经灯泡L1，另一条经灯泡L2、开关S3，则电灯L1、L2组成并联电路；
（3）闭合S1、S2，灯泡L2的两端被导线相连，则会造成L2短路。
故答案为：串联；并联；L2。
【点评】本题考查了并联、串联的连接和开关的状态对电灯的连接方式的影响，是一道基础题；知道串并联的概念，明确各灯泡首尾间的连接方式是解题的关键。
15．如图所示的电路中，当开关闭合时，甲电流表的示数为0.6A，乙电流表的示数为0.2A，则通过灯L1的电流为 0.4 A，通过电路总电流为 0.6 A。
【分析】由电路图可知，当开关闭合时，两灯泡并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测L2支路的电流，根据两电流表的示数可知通过灯L2的电流和通过电路总电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯L1的电流。
【解答】解：由电路图可知，当开关闭合时，两灯泡并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测L2支路的电流，
由两电流表的示数可知，通过灯L2的电流I2＝0.2A，通过电路总电流I＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过灯L1的电流I1＝I﹣I2＝0.6A﹣0.2A＝0.4A。
故答案为：0.4；0.6。
【点评】本题考查了并联电路电流特点的应用，分清两电流表测量的电路元件是关键。
16．如图所示电路中，两只相同的灯泡L1、L2，在闭合开关后都能发光。过一会儿，两只灯泡突然都熄灭了，若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电压表 有 示数；若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，则电压表 无 示数。（均选填“有”或“无”）
【分析】电路故障分为短路和断路；根据电路的连接方式判定电流表、电压表示数的变化。
【解答】解：由图可知，灯L1和灯L2串联，电压表测灯L1两端电压；若电路发生的故障是灯L1灯丝断了，则电路中无电流，电流表无示数；此时电压表与电源之间是接通的，所以电压表有示数；
若电路发生的故障是灯L2灯丝断了，电压表的正负接线柱与电源之间是断开的，所以电压表无示数。
故答案为：有；无。
【点评】此题考查了电路故障，要学会使用电流表、电压表来检测电路故障。
17．寒冷的冬天，小明家新安装了一台空凋。当他打开空调取暖时，家里的空气开关跳闸了。为了查找原因，他关闭家中其他用电器，只让该空调单独工作了10min，发现家中标有“1500r/kW•h”字样的电能表的铝盘转了300r，则该空调消耗的电能为 7.2×105 J，空调的实际功率为 1200 W。分析可知，空气开关跳闸的原因可能是 用电器总功率过大 。
【分析】“1500r/kW•h”是指每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转过1500转；据此表盘转过300圈消耗的电能，再利用P＝求空调的功率；
家庭电路电流过大的原因：用电器总功率过大、发生短路。
【解答】解：“1500r/kW•h”是指每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转过1500转；
表盘转过了300转，则空调消耗的电能：
W＝kW•h＝0.2kW•h＝7.2×105J，
空调的实际功率：
P＝＝＝1.2kW＝1200W，
分析可知，空气开关跳闸的原因可能是用电器总功率过大了。
故答案为：7.2×105；1200；用电器总功率过大。
【点评】本题考查了使用电能表时消耗电能、电功率的计算、家庭电路电流过大的原因，明确电能表相关参数的意义是关键。
18．将标有“12V 12W”的灯泡L1和“12V 6W”的灯泡L2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 18 V，则不能正常发光的小灯泡的实际功率是 3 W（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出额定电流，根据欧姆定律求出电阻；两灯泡串联时，电路中的最大电流为两者额定电流较小的，根据电阻的串联和欧姆定律求出允许加在它们两端的最高电压。
（2）由P＝I2R可计算甲、乙灯实际消耗的电功率，然后与其额定功率比较即可得出结论。
【解答】解：（1）由P＝UI，灯泡正常工作时的电流：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.5A，
由I＝可得灯泡电阻：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝24Ω，
因串联电路中各处的电流相等，两灯泡串联时，电路中的最大电流I＝I2＝0.5A，；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许加在它们两端的最高电压：
U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V；
（2）由P＝I2R可知，甲灯实际消耗的电功率P甲实＝I2R甲＝（0.5A）2×12Ω＝3W＜P甲额，所以甲不能正常发光。
乙灯实际消耗的电功率P乙实＝I2R乙＝（0.5A）2×24Ω＝6W＝P乙额，所以乙能正常发光。
故答案为：18；3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道两灯泡串联时电路中的最大电流为两者额定电流较小的。
19．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为 N 极，小磁针静止时，B端是 S 极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性 减弱 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断B端的极性；
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁场减弱。
【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极；
（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
故答案为：N；S；减弱。
【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和根据安培定则判断通电螺线管的极性。有一定的综合性。
三.实验探究题：
20．如图所示在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们做了如图所示的实验：
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
C
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
（1）实验中，通过观察 小灯泡的亮度 可以判断导体电阻的大小。
（2）实验时，同学们用图甲所示的实验装置分别把abcd四根金属丝接入电路中的AB两点之间，探究情况如表：则选用 a、c 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是： 同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大 。
（3）如图乙所示的实验，可探究导体电阻与 温度 的关系。
【分析】（1）通过观察小灯泡的亮度可以判断导体电阻的大小，利用了转换法。
（2）探究导体电阻跟导体横截面积的关系时，应该保证导体的温度、材料、长度相同，而横截面积不同；
（3）图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度。
【解答】解：（1）通过观察小灯泡的亮度可以判断导体电阻的大小；
（2）探究导体电阻跟导体横截面积的关系时，应该保证导体的温度、材料、长度相同，而横截面积不同，表格中a、c两根金属丝其他因素相同，横截面积不同；a电阻丝的横截面积大，灯泡较亮，所以同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大；
（3）图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度，我们可以观察灯泡的亮度来探究导体电阻与温度的关系。
故答案为：（1）小灯泡的亮度；（2）a、c；同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大；（3）温度。
【点评】本题考查了决定电阻大小的因素，用控制变量法正确分析是本题的关键。
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 移动滑片，观察灯泡是否发光 ；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 右 （选填“左”或“右”）侧移动；
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.75 W；
（5）小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是 D 。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
【分析】（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；
（2）电压表、电流表均有示数，说明电路连接没有断路，小灯泡不亮有可能电流太小；
（3）比较电压表示数与灯泡额定电压的大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（4）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；
（5）逐项分析各选项得出答案。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
（2）电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能电流太小，故接下来应该移动滑片，观察灯泡是否发光；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，小于灯泡额定电压2.5V，为了让灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向右侧移动；
（4）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）A、用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据R＝求出灯泡的电阻，故A可以完成；
B、可将电流表分别串联在电路不同位置，探究串联电路电流的特点，故B可以完成；
C、可分别将电压表并联在小灯泡和滑动变阻器两端测出它们的电压，然后将电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端测出总电压，探究串联电路电压的特点，故C可以完成；
D、探究电流与电压的关系要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，故D不能完成；故选D。
故答案为：（1）见解答图；（2）移动滑片，观察灯泡是否发光；（3）右；（4）0.75；（5）D。
【点评】本题测量小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、故障分析、实验操作、功率的计算和实验设计等知识。
22．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 液面的高度差 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系，通电一段时间后， 右 侧容器中U形管中液面的高度差大（选填“左”或“右”）；
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 使通过R1、R2的电流不相等 ；
（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图 甲 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
【分析】（1）实验中有些实验现象无法直接观察到，需要通过其他相关的现象来反映，这种研究方法叫做转换法；
（2）（3）电流通过导体产生的热量与电阻、电流和通电时间有关，若探究与其中一个因素的关系时，需要控制另外两个因素不变，而改变该因素；
根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，装置中哪侧的电阻丝产生的热量更多，即可知道哪侧容器中U形管的液面高度差较大；
（4）根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，装置中哪侧的电阻丝产生的热量更多。
【解答】解：（1）电阻丝产生的热量无法直接观察到，但可以通过比较U形管中液面的高度差来反映电阻丝产生的热量的多少，这是采用了转换法的研究方法；
（2）甲装置中，左右两侧容器中的电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，因此甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，由Q＝I2Rt可知，通电一段时间后，甲装置中右侧容器中的电阻较大，因此右侧容器中的电阻产生的热量较多，即右侧容器中U形管中液面高度差较大；
（3）乙装置中，右侧容器中的电阻与外面的电阻并联后，再与左侧容器中的电阻串联，两容器中的电阻和通电时间相同，而通过两容器中电阻的电流不同，因此乙装置中的电阻R3的作用主要是使通过R1、R2的电流不相等；
把图乙右边的两根电阻丝并联后，其总阻值为R＝＝2.5Ω，则相当于把2.5Ω的阻值放进右侧瓶中，即左、右两瓶中的电阻串联，通过的电流相同，通电时间相同，而电阻不同，因此是探究电流产生的热量跟电阻的关系；左侧瓶中的电阻阻值更大，根据Q＝I2Rt可知，一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多，左侧U形管中液柱的高度差大于右侧U形管中液柱的高度差；
（4）根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以与甲原理相同。
故答案为：（1）液面的高度差；（2）电阻；右；（3）使通过R1、R2的电流不相等；（4）甲。
【点评】本题考查了探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验，熟练运用控制变量法和转换法是解题的关键。
四.计算题
23．在如图所示电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R2标有“100Ω 1A”字样，闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A。
（1）求此时电阻R1两端的电压U1。
（2）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为多少？
【分析】根据电路图可知，闭合开关S，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压；
（1）移动滑片P至某位置时，电流表示数为0.5A，根据欧姆定律求出R1两端电压；
（2）根据欧姆定律求出当电压表示数最大时电路中的电流，再结合电流表的量程确定电路的最大电流；利用P＝I2R求出R1的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端电压；
（1）由I＝可得，R1两端电压：U1＝IR1＝0.5A×12Ω＝6V，
（2）当电压表示数最大为15V时，电路电流：I′＝＝＝1.25A，
因串联电路处处电流相等，且电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电路允许的最大电流为：I大＝0.6A，
R1的最大电功率：P1大＝I大2R1＝（0.6A）2×12Ω＝4.32W。
答：（1）此时电阻R1两端的电压U1为6V。
（2）闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，R1的最大电功率为4.32W。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用，关键是确定电路的最大电流。
24．如图甲所示，这是小明新买的一款多挡暖手鼠标垫，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，暖手鼠标垫有高温和低温两个挡，高温挡功率为60W，低温挡功率为45W。
（1）暖手鼠标垫是利用电流的 热效应 来工作的。暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少焦耳？
（2）当开关S闭合，开关S1接 1 时，暖手鼠标垫处于高温挡。暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流是多少？若此状态下鼠标工作1h，产生多少热量？
（3）电热丝R1、R2的阻值分别为多少？
【分析】（1）暖手鼠标垫是利用电流的热效应来工作的；根据W＝Pt计算暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为多少；
（2）当开关S闭合，开关S1接1时，电路为R1的简单电路，开关S1接2时，R1和R2串联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，根据P＝UI＝可知，开关S1接1时的电功率大；
根据电功率公式的变形公式计算暖手鼠标垫在高温挡正常工作时电路中的电流；
（3）根据电功率公式P＝UI＝可计算电热丝R1的阻值和串联时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算R2的阻值。
【解答】解：（1）暖手鼠标垫是利用电流的热效应来工作的；
暖手鼠标垫在低温挡正常工作5h消耗的电能为：W＝Pt＝45W×5×3600s＝8.1×105J；
（2）当开关S闭合，开关S1接1时，电路为R1的简单电路，开关S1接2时，R1和R2串联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，由P＝UI＝可知，开关S1接1时的电功率大，所以开关S1接1时，暖手鼠标垫处于高温挡；
暖手鼠标垫在高温挡正常工作时，电路中的电流为：I＝＝＝2.5A；
此状态下鼠标工作1h，产生热量：Q＝W＝P加热t＝60W×1×3600s＝2.16×105J；
（3）电热丝R1的阻值为：R1＝＝＝9.6Ω，
R1和R2串联接入电路的总电阻为：R＝＝＝12.8Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝12.8Ω﹣9.6Ω＝3.2Ω。
答：（1）热效应；暖手鼠标垫在低温挡正常工作8h消耗的电能为8.1×105J；
（2）1；暖手鼠标垫在高温挡正常工作时电路中的电流为2.5A；此状态下鼠标工作1h，产生热量为2.16×105J；
（3）电热丝R1的阻值为9.6Ω，R2的阻值为3.2Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、电功公式、电功率公式的灵活运用，有一定的综合性。
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