河北省石家庄市栾城县2015-2016学年九年级（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题（本大题共14小题，1-12为单选题，每小题2分，13、14为多选题每小题2分，共30分）

1．下列说法中正确的是（　　）

A．家用空调的电功率约为100W

B．液晶电视机的电功率约为1000W

C．低于36伏的电压是安全电压

D．低于48伏的电压为安全电压

2．若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（　　）

A． B． C． D．

3．如题图所示的做法符合安全用电原则的是（　　）

A．

试电笔的握法

B．

电灯和开关的连接

C．

发生触电事故时要立即断开电源

D．

多个大功率用电器同时使用一个插座

4．如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L₁和“6V 6W”的灯泡L₂并联后，接在6V的电源上（设灯丝电阻不变），则（　　）

A．两灯的实际功率之和等于12W

B．灯泡L₁比灯泡L₂亮

C．两灯的实际功率之和等于9W

D．灯泡L₂比灯泡L₁亮

5．现代社会倡导文明出行，某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图，你认为可行的是（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示的四个实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）

A． B． C． D．

7．如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法中正确的是（　　）

A．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻

B．当乙两端电压为2V时，R_乙=5Ω

C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V

D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W

8．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管．闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数变大，电流表示数也变大

B．电压表示数变小，电流表示数也变小

C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小

D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大

9．如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S后，电路正常工作，过了一会儿，突然一个灯泡不亮，两表示数都变大，则电路出现的故障可能是（　　）

A．灯L₁断路 B．灯L₁短路 C．灯L₂断路 D．灯L₂短路

10．如图所示，电源电压一定．关于电路的工作情况，下列说法正确的是（　　）

A．只闭合S₁时，两只灯泡是串联的

B．若先闭合S₁，再闭合S₂，电压表读数不变、电流表读数变大

C．若电压表和电流表位置对调，闭合S₁、S₂后，则两表都被烧坏

D．若灯L₁被短路，闭合S₁、S₂后，则灯L₁不亮，灯L₂亮，电流表损坏

11．如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　）

A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引

B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引

C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥

D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥

12．如图所示是酒精浓度检测仪及其原理，它实际上是由一节干电池（电压不变）、一个气敏电阻R₂（相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器，酒精浓度越大阻值越小）与定值电阻R₁及一个电压表组成．驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则（　　）

A．气敏电阻R₂的阻值越小，电压表的示数越小

B．通过电阻R₂的电流越小，电压表的示数越大

C．通过电阻R₁的电流越大，电阻R₂两端电压越小

D．气敏电阻R₂的阻值越大，通过电阻R₁的电流小

13．下列说法中正确的是（　　）

A．发电机在发电过程中电能转化为机械能

B．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场

C．磁浮列车能够悬浮是利用了磁极间的相互作用

D．电动机在工作时是机械能转化成电能

14．如图所示电路，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，小灯泡L始终发光，则下列说法正确的是（　　）

A．电流表A的示数变大

B．电压表V₁与电压表V₂的示数之和保持不变

C．小灯泡L的实际功率变小

D．电压表V₂的示数与电流表A的示数的比值变小

二、填空题（每空2分，共24分）

15．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用．蓄电池充满电后不再充电．

（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类太阳能和风能都属于　　　　　　．

　A．二次能源 B．可再生能源 C．常规能源 D．非清洁能源

（2）风力发电机是根据　　　　　　原理发电的，利用风力发电时，是将风能转化为　　　　　　能．

16．下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患．为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都属于　　　　　　（填“绝缘体”或“导体”）．当井盖丢失时，灯泡　　　　　　（选填“发光报警”或“熄灭报警”）；当电磁铁的线圈中有电流通过时，继电器的动触点与　　　　　　（填“上”或“下”）静触点接触．

17．海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清，将电热水壶装满初温为20℃的水，让其单独工作，在一标准大气压下将水烧开用时5分钟，她家标有600R/kWh”字样的电能表旋盘转动了120转，水吸收的热量是　　　　　　J；电热水壶工作时的实际功率是　　　　　　W；此电热水壶的效率为　　　　　　．（ρ_水=1.0×10³kg/m³；c_水=4.2×10³J/kg℃）．

18．某元件（阻值不变）标有“6V 6W”字样，它正常工作的电流是　　　　　　A，它的电阻R是　　　　　　Ω，将该元件与灯L接入电路中，如图1所示，通过灯L的电流随电压变化的图象如图2所示，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”，闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到　　　　　　W．

三、实验探究题（每小题各12分，共24分）

19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接电路后，同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是　　　　　　．

（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向　　　　　　（选填“A”或“B”）端移动滑片，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　　　　　W；

（4）小华将测小灯泡功率的实验与测电阻的实验进行了比对，发现有很多相似之处．请你指出这两个实验的一个不同之处　　　　　　．

20．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．

（1）实验中通过　　　　　　的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫　　　　　　．

（2）甲装置可探究电流产生的热量与　　　　　　的关系．

（3）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与　　　　　　的关系．

（4）另一组同学设计了如图丙所示装置．比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是　　　　　　，理由是：　　　　　　．

四、计算（21小题10分，22小题12分，共22分）

21．王强和科技小组的同学们制作了一个可调节多档位电热器模型．为了分析发热电阻对电热器电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路原理图如图所示，其中R₁是电热器的发热电阻，R₂是调节电阻，其最大阻值是20Ω．

（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为5V，求电源电压和R₁的阻值？

（2）当电热器发热功率最大时，10min产生的热量是多少？

（3）当电热器发热功率最小时，电热器R₁的发热功率多大？

22．在如图1所示的电路中，电源电压不变，小灯泡的额定电压为2.5V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R₁的三倍，闭合开关S，当滑片P置于某点时，电压表示数为2.5V，电流表示数为I₁，当滑片P置于最右端时，电流表示数为I₂，且I₁：I₂=5：4，两次变阻器连入电路的电阻之比R₁：R=8：15．图2是该小灯泡I﹣U图象．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻值．

（2）滑片置于最右端时，小灯泡的实际功率．

（3）电源电压．

2015-2016学年河北省石家庄市栾城县九年级（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（本大题共14小题，1-12为单选题，每小题2分，13、14为多选题每小题2分，共30分）

1．下列说法中正确的是（　　）

A．家用空调的电功率约为100W

B．液晶电视机的电功率约为1000W

C．低于36伏的电压是安全电压

D．低于48伏的电压为安全电压

【分析】根据对常见家用电器的功率和对人体安全电压的了解回答．

【解答】解：

A．家用空调的电功率一般在1000以上，故A错；

B、液晶电视机的电功率约为100W，故B错；

CD、对人体的安全电压是不高于36V，即低于36V，故C正确、D错．

故选C．

【点评】本题考查了学生对常见家用电器的功率和安全电压的了解与掌握，平时学习中应该多了解、多积累．

2．若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（　　）

A． B． C． D．

【分析】（1）地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场，地磁场的形状与条形磁铁相似；

（2）地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合．

【解答】解：

地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理南北极相反，即地磁的北极在地理的南极附近，故B正确．

故选B．

【点评】地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场．地磁场的形状与条形磁铁相似．

3．如题图所示的做法符合安全用电原则的是（　　）

A．

试电笔的握法

B．

电灯和开关的连接

C．

发生触电事故时要立即断开电源

D．

多个大功率用电器同时使用一个插座

【分析】（1）使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，碰到火线时，氖管才会发光．

（2）接灯时，火线首先接入开关，然后进入灯泡顶端的金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套．如果开关接在零线和灯泡之间，火线直接接在灯泡时，虽然断开开关，但是火线和灯泡相连，触及灯泡会发生触电事故．所以开关要接在灯泡和火线之间，断开开关，切断火线，触及灯泡时更安全．

（3）当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电．发现有人触电，首先要使触电者尽快脱离电源，然后根据具体情况，进行相应的救治．

（4）干路上的电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，另一个是发生短路．

【解答】解：A、图中人手没有接触测电笔笔尾的金属体，这种使用方法是错误的；

B、接灯时，火线首先接入开关，然后进入灯泡顶端的金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套．开关要接在灯泡和火线之间，断开开关，切断火线，触及灯泡时更安全，该选项连接错误；

C、发现有人触电，首先要使触电者尽快脱离电源，然后根据具体情况，进行相应的救治，如果用手将触电者拉开，这样就会使救人者间接接触带电体而触电，十分危险，此选项做法正确；

D、当家庭电路中接入多个大功率的用电器时，会使得干路中的电流变大，超过电路的负荷而发生危险，该选项做法是错误的，该选项做法是错误的．

故选：C．

【点评】本题考查了测电笔的使用、灯泡的连接、遇到触电事故时的急救及家庭电路电流过大的原因，属于用电安全方面的考查，密切联系生活实际，要引起重视．

4．如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L₁和“6V 6W”的灯泡L₂并联后，接在6V的电源上（设灯丝电阻不变），则（　　）

A．两灯的实际功率之和等于12W

B．灯泡L₁比灯泡L₂亮

C．两灯的实际功率之和等于9W

D．灯泡L₂比灯泡L₁亮

【分析】（1）已知额定电压和额定功率，根据R= 求得两灯泡的电阻；

（2）根据并联电路的电压特点和P= 得出灯L₁、L₂的实际功率，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断灯泡的亮暗．

【解答】解：（1）灯泡L₁的电阻R₁= = =24Ω，灯泡L₂的电阻R₂= = =6Ω，

并联接在6V的电源上，灯泡L₁的实际功率P_实1= = =1.5W，

灯泡L₂的实际功率P_实2=6W．

因为灯泡的亮度取决于实际功率，故灯泡L₁比灯泡L₂暗，即灯泡L₂比灯泡L₁亮，故D正确，B错误；

（2）两灯的实际功率之和P_总=P_实1+P_实2=1.5W+6W=7.5W．故AC错误．

故选D．

【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及灯泡的亮暗取决于实际功率的大小．

5．现代社会倡导文明出行，某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图，你认为可行的是（　　）

A． B． C． D．

【分析】根据生活经验可知，红绿交通信号灯不能同时工作、且互不影响即为并联，然后分析选项得出答案．

【解答】解：A、两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光，只闭合一个开关均不发光，故A不正确；

B、只闭合开关S₁时红灯亮，只闭合开关S₂时绿灯亮，两灯独立工作，互不影响，故B正确；

C、两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光，任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光，故C不正确；

D、当只闭合开关S₂时，两灯泡都发光；只闭合S₁时绿灯亮．故D不正确．

故选B．

【点评】本题考查了电路图的设计，关键是知道红绿交通信号灯两灯泡不会同时亮，要注意从选项中找出最符合题意的答案．

6．如图所示的四个实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）

A． B． C． D．

【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用，据此进行分析．

【解答】解：

A、电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的原理，符合题意；

B、给灯泡通电，灯泡发光，电能转化为光和热，是电流的热效应，不符合题意；

C、此图是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；

D、图中，开关闭合后，电磁铁的线圈匝数越多吸引的铁钉越多，可以得到电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，不符合题意．

故选A．

【点评】此题考查了电动机的原理、电流的热效应、电流的磁效应、影响电磁铁磁性强弱的因素等知识点，是一道综合性题目．

7．如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法中正确的是（　　）

A．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻

B．当乙两端电压为2V时，R_乙=5Ω

C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V

D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W

【分析】A、根据图中信息读出对应的电压和电流，结合欧姆定律即可判断出电阻甲和电阻乙的变化；

B、从图象中读出当电阻乙两端的电压为2V时对应的电流值，然后根据R= 即可求出此时的电阻；

C、从图象中读出当甲、乙电阻中的电流为0.2A时对应的电压值，再根据串联电路两端电压等于各部分电压之和求出电源电压；

D、从图象中读出当甲、乙电阻两端的电压为2V时对应的电流，然后根据P=UI即可求出电路中的总功率．

【解答】解：A、因为甲图象为正比例函数，因此图象中对应电压和电流值的比值不变，故甲为定值电阻；而乙图象中的电压和电流值的比值时刻在发生变化，故电阻乙不是定值电阻；

B、从图象中可以看出，当乙电阻两端电压为2V时，对应的电流为0.2A，因此此时乙的阻值：R= = =10Ω；

C、当通过甲、乙中的电流为0.2A时，从图形中可以看出，此时甲、乙两端的电压值分别为1V、2V，由于甲、乙为串联，因此电源电压为3V；

D、当甲、乙两端的电压为2V时，从图象中可以看出，此时通过甲、乙的电流分别为0.4A、0.2A，由于甲、乙并联，因此电路总功率：P=UI=2V×（0.4A+0.2A）=1.2W．

故选D．

【点评】本题的关键是会从图中读出相关信息，并会结合欧姆定律以及电功率的知识进行简单计算．

8．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管．闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数变大，电流表示数也变大

B．电压表示数变小，电流表示数也变小

C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小

D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大

【分析】解答此题从以下知识点入手：

（1）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯．线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；

（2）运用安培定则判断通电螺线管的极性；

（3）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．

（4）当变阻器R的滑片缓慢向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律和串联电路电压的特点可知电路电流表和电压表示数的变化．

【解答】解：（1）由图可知电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；则螺线管与磁铁为同名磁极，相互排斥；

当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，即电流表的示数变大；

因为串联电路中，电阻越大，分得的电压越大，因此滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数减小；故AB错误；

（2）由于通过电路的电流变大，则螺线管的磁性增大，螺线管与磁铁之间的斥力增大，因此弹簧测力计示数变小．故C正确，D错误．

故选C．

【点评】解本题的关键时抓住影响电磁铁磁性强弱的因素及根据运用安培定则判断通电螺线管的极性的方法．

9．如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S后，电路正常工作，过了一会儿，突然一个灯泡不亮，两表示数都变大，则电路出现的故障可能是（　　）

A．灯L₁断路 B．灯L₁短路 C．灯L₂断路 D．灯L₂短路

【分析】（1）由图可知，灯L₁、L₂串联，电压表测量灯L₁两端的电压，电流表测量电路电流；

（2）根据电压表和电流表示数变大分析电路中的故障所在．

【解答】解：A、如果灯L₁断路，电流表示数变为零．不符合题意；

B、如果灯L₁短路，电压表示数变为零．不符合题意；

C、如果灯L₂断路，电流表示数变为零．不符合题意；

D、如果灯L₂短路，电压表测量电源电压，示数变大；电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大．符合题意．

故选：D．

【点评】本题考查了电路故障的判断．注意短路和断路的区别，并且被短路的用电器不能工作．

10．如图所示，电源电压一定．关于电路的工作情况，下列说法正确的是（　　）

A．只闭合S₁时，两只灯泡是串联的

B．若先闭合S₁，再闭合S₂，电压表读数不变、电流表读数变大

C．若电压表和电流表位置对调，闭合S₁、S₂后，则两表都被烧坏

D．若灯L₁被短路，闭合S₁、S₂后，则灯L₁不亮，灯L₂亮，电流表损坏

【分析】解答此题首先要弄清电路的连接方式；

由于电流表电阻很小，在电路中可当作导线处理；电压表的阻值很大，接近于断路，在分析电路图时，可先将其拿掉．

图中，电流从电源的正极出发，流经开关S₁、电流表后分为两支：

①经开关S₂、灯L₂后返回电源负极；②经灯L₁后返回电源负极．

因此该电路是并联电路，且开关S₁控制干路，开关S₂控制灯L₂；电流表测干路电流，电压表测并联电路两端的电压．

弄清电路的连接方式后，再根据电压表、电流表的使用方法，以及并联电路的电流规律逐项分析．

【解答】解：A、只闭合S₁时，灯泡L₂不亮，处于断路状态，只有灯泡L₁亮，不符合题意；

B、若先闭合S₁，再闭合S₂，电压表读数仍然等于电源电压，所以不变；由于此时两只灯泡是并联的，总电压不变，总电阻减小，所以电流增大，即电流表读数变大，符合题意；

C、若电压表和电流表位置对调，此时电压表串联在电路中，由于电压表的阻值很大，电路中的电流会很小，所以闭合S₁、S₂后，则两表都不会烧坏；

D、若灯L₁被短路，闭合S₁、S₂后，则灯L₁不亮，灯L₂也不亮，电流表损坏，不符合题意；

故选B．

【点评】解决此类问题要结合电流表和电压表的使用、串并联电路的规律进行分析解答．

11．如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　）

A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引

B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引

C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥

D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥

【分析】由右手螺旋定则可知两螺线管磁极的分布，再由磁极间的相互作用可知两电磁铁的作用力．

【解答】解：由右手螺旋定则可得螺线管P打开右侧为N极，左侧为S极；

螺线管Q左侧为N极，右侧为S极，即两磁铁同名磁极相对，相互排斥．

故选C．

【点评】本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，应熟练掌握此类题型．

12．如图所示是酒精浓度检测仪及其原理，它实际上是由一节干电池（电压不变）、一个气敏电阻R₂（相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器，酒精浓度越大阻值越小）与定值电阻R₁及一个电压表组成．驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则（　　）

A．气敏电阻R₂的阻值越小，电压表的示数越小

B．通过电阻R₂的电流越小，电压表的示数越大

C．通过电阻R₁的电流越大，电阻R₂两端电压越小

D．气敏电阻R₂的阻值越大，通过电阻R₁的电流小

【分析】由电路图可知，R₁与R₂串联在电路中，电压表测R₁两端电压，根据气敏电阻阻值与酒精浓度的关系可知R₂的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知气敏电阻两端的电压变化．

【解答】解：由电路图可知，R₁与R₂串联在电路中，电压表测R₁两端电压，

因酒精浓度越大气敏电阻R₂的阻值越小，

所以，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时，R₂的阻值越小，电路中的总电阻越小，故D错误；

因串联电路中各处的电流相等，

所以，由I= 可知，电路中的电流越大，即通过R₁、R₂的电流越大，故B错误；

由U=IR可知，电阻R₁两端的电压越大，即电压表的示数越大，故A错误；

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电阻R₂两端电压越小，故C正确．

故选C．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，利用好“酒精浓度越大R₁值越小”是关键．

13．下列说法中正确的是（　　）

A．发电机在发电过程中电能转化为机械能

B．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场

C．磁浮列车能够悬浮是利用了磁极间的相互作用

D．电动机在工作时是机械能转化成电能

【分析】（1）发电机工作时机械能转化为电能；

（2）丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应；

（3）同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；

（4）电动机在工作时，消耗电能，产生机械能．

【解答】解：A、发电机工作过程中把机械能转化为电能，故A错误；

B、丹麦科学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场，故B正确；

C、磁悬浮列车能够悬浮是利用了同名磁极相互排斥，故C正确；

D、电动机在工作时，消耗电能，产生机械能，电动机在工作时是电能转化成机械能，故D错误．

故选BC．

【点评】此题考查了电磁学中的多个知识点，都是基础内容，是必须掌握的．

14．如图所示电路，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，小灯泡L始终发光，则下列说法正确的是（　　）

A．电流表A的示数变大

B．电压表V₁与电压表V₂的示数之和保持不变

C．小灯泡L的实际功率变小

D．电压表V₂的示数与电流表A的示数的比值变小

【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V₁测L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，根据串联电路的电压特点可知两电压表示数之和的变化，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P=I²R可知灯泡实际功率的变化，根据欧姆定律结合变阻器接入电路中的电阻可知电压表V₂的示数与电流表A的示数的比值变化．

【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V₁测L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，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，

所以，滑片移动时，电压表V₁与电压表V₂的示数之和保持不变，故B正确；

将滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，

由I= 可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，故A正确；

由P=I²R可知，灯泡的实际功率变大，故C错误；

由R= 可知，电压表V₂的示数与电流表A的示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的电阻，

所以，电压表V₂的示数与电流表A的示数的比值变小，故D正确．

故选ABD．

【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是电路连接方式的判断和电表所测电路元件的判断．

二、填空题（每空2分，共24分）

15．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用．蓄电池充满电后不再充电．

（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类太阳能和风能都属于　B　．

　A．二次能源 B．可再生能源 C．常规能源 D．非清洁能源

（2）风力发电机是根据　电磁感应　原理发电的，利用风力发电时，是将风能转化为　电　能．

【分析】（1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．

（2）发电机是根据电磁感应原理制成的，判断其能量转化，要看清该过程中的初始能量和最终形成的能量，进而判断出能量的转化过程．

【解答】解：

（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B；

（2）风力发电机是根据电磁感应原理发电的，利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能．

故答案为：（1）B；（2）电磁感应；电．

【点评】本题能源的分类、发电机的构造和原理，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识，属于基础题．

16．下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患．为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都属于　导体　（填“绝缘体”或“导体”）．当井盖丢失时，灯泡　发光报警　（选填“发光报警”或“熄灭报警”）；当电磁铁的线圈中有电流通过时，继电器的动触点与　下　（填“上”或“下”）静触点接触．

【分析】常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等；

根据图中电路，当井盖丢失时，控制电路断开，继电器的下触点接触，上触点分离，灯泡不发光，表明没有危险．当电路中有电流时，则电磁铁有磁性，继电器的下触点接触，灯泡不工作．

【解答】解：电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都是用来导电的，都属于导体；

由图可知，当井盖丢失时，控制电路断开，电磁铁无磁性，所以动触点与上方触电接触，使工作电路连通，此果灯泡发光报警；

当电磁铁的线圈中有电流通过时，电磁铁有磁性，继电器的动触点与下静触点接触，灯泡不发光，表明没有危险．

故答案为：导体；发光报警；下．

【点评】本题既考查电磁继电器原理的分析，综合性比较强，解题时要仔细分析．

17．海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清，将电热水壶装满初温为20℃的水，让其单独工作，在一标准大气压下将水烧开用时5分钟，她家标有600R/kWh”字样的电能表旋盘转动了120转，水吸收的热量是　6.72×10⁵　J；电热水壶工作时的实际功率是　2400　W；此电热水壶的效率为　93.75%　．（ρ_水=1.0×10³kg/m³；c_水=4.2×10³J/kg℃）．

【分析】（1）先根据密度的变形公式求出水的质量，然后根据Q_吸=cm△t求出水吸收的热量；

（2）“600R/kWh”表示每消耗1kWh的电能，电能表表盘转600R，据此求出表盘转120转消耗的电能，再根据P= 求出电热水壶的实际功率；

（3）利用η= ×100%求电热水壶的效率．

【解答】解：

（1）由ρ= 可知，水的质量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^﹣3m³=2kg；

水吸收的热量：

Q_吸=cm△t

=4.2×10³J/（kg℃）×2kg×（100℃﹣20℃）

=6.72×10⁵J；

（2）电热水壶消耗的电能：

W= kWh=0.2kWh=0.2×3.6×10⁶J=7.2×10⁵J；

电热水壶的实际功率：

P= = =2.4kW=2400W；

（3）电热水壶的效率：

η= ×100%= ×100%≈93.3%．

故答案为：6.72×10⁵；2400；93.3%．

【点评】本题考查了求水的质量、水吸收的热量、热水器的功率和效率，涉及的知识点较多，是一道综合题，应用密度公式、热量公式、电功率公式和效率公式即可正确解题．

18．某元件（阻值不变）标有“6V 6W”字样，它正常工作的电流是　1　A，它的电阻R是　6　Ω，将该元件与灯L接入电路中，如图1所示，通过灯L的电流随电压变化的图象如图2所示，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”，闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到　1　W．

【分析】（1）根据元件（阻值不变）标有“6V 6W”字样，运用公式P=UI和I= ，求出元件正常工作的电流和电阻；

（2）根据电压表和电流表的量程，求出此时电路中的电流，根据串联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，根据图2读出对应的电压，根据公式P=UI求出灯L消耗的最大电功率．

【解答】解：

（1）∵U₁=6V，P₁=6W，根据公式P=UI

∴元件正常工作的电流I₁= = =1A；

根据公式I= ，元件的电阻为R₁= = =6Ω；

（2）由电路图可知，灯泡与元件串联，电压表“0﹣3V”测量元件两端的电压，电流表“0﹣0.6A”测电路中的电流；

此时元件两端的电压最高为U₂=3V，此时电路中的电流I₂= = =0.5A；

根据图2可知，当电路中电路为I=0.5A时，小灯泡两端的电压为U=2V，此时小灯泡的功率为P=UI=2V×0.5A=1W．

故答案为：1；6；1．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，同时考查了学生的读图能力．

三、实验探究题（每小题各12分，共24分）

19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接电路后，同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是　小灯泡断路　．

（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向　A　（选填“A”或“B”）端移动滑片，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　0.6　W；

（4）小华将测小灯泡功率的实验与测电阻的实验进行了比对，发现有很多相似之处．请你指出这两个实验的一个不同之处　实验原理不同　．

【分析】（1）将电压表与灯泡并联，滑动变阻器、电流表与灯泡串联；

（2）若灯泡短路，则灯泡两端无电压，电路中有电流；若灯泡断路，则电路中无电流，灯泡两端有电压；

（3）电压表示数为1.8V，小于额定电压，则应将灯泡两端电压由1.8V增大到2.5V，灯泡电流要增大，需要减小电路电阻，减小滑动变阻器的电阻．

根据图乙读出电流表的示数，由P=UI计算出电功率的值．

（4）伏安法测电阻原理：R= ，测电功率原理：P=UI．

【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0﹣3V量程，正常发光时的电阻约为10Ω，则正常工作的电流I= = =0.25A，所以电流表选用0﹣0.6A量程．

测灯泡功率实验中，电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路，滑动变阻器一上一下接入电路，电压表与灯泡并联，如图所示：

；

（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，但电压表有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路；

（3）电压表示数为1.8V，小于额定电压，要测灯泡的额定功率，灯泡两端电压应为2.5V，则使电压表的示数由1.8V增大到2.5V，要使灯泡电压增大，需要电流增大，总电阻减小，滑动变阻器电阻减小，滑片向A端移动，直至使电压表的示数为2.5V．

当灯泡电压达到额定电压时正常发光，电流表使用0～0.6A量程，分度值为0.02A，由乙图，其正常发光时的电流为0.24A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．

（4）实验原理不同，测功率原理：P=UI，测电阻的原理：R= ．

故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）A；0.6；（4）实验原理不同．

【点评】本题考查了电路连接、故障分析、电表读数、滑动变阻器的调节、求功率等问题，对电表读数时，应先确定电表的量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与刻度线垂直．

20．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．

（1）实验中通过　气球膨胀的程度大小　的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫　转换法　．

（2）甲装置可探究电流产生的热量与　电阻　的关系．

（3）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与　电流　的关系．

（4）另一组同学设计了如图丙所示装置．比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是　甲　，理由是：　气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短　．

【分析】（1）由题意及实验的原理图可知当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶中的气球会产生膨胀，根据气球膨胀的情况可得出温度升高的多少，实验中运用了转换法；

（2）由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；

（3）由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D瓶电阻相等，则可知两瓶中的电流不同，故由焦耳定律可得两瓶中热量与通过的电流有关；

（4）根据气体及固体的热胀冷缩性质的不同，可以分析哪种实验方法更直观；而由气球演示不能得出准确的温度变化，故无法得出定量关系，故二者各有优缺点．

【解答】解：

（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知温度升高的多少；转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象；

（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据气球膨胀的多少可知热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；

（3）乙图中两电阻并联，则B、D两容器中的电流不同，而两电阻丝的电阻相同，故探究的应是热量与电流的关系；

（4）选用图甲好处是：气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短．

故答案为：（1）气球膨胀的程度大小；转换法；（2）电阻；（3）电流；（4）甲；气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短．

【点评】本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答．

四、计算（21小题10分，22小题12分，共22分）

21．王强和科技小组的同学们制作了一个可调节多档位电热器模型．为了分析发热电阻对电热器电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路原理图如图所示，其中R₁是电热器的发热电阻，R₂是调节电阻，其最大阻值是20Ω．

（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为5V，求电源电压和R₁的阻值？

（2）当电热器发热功率最大时，10min产生的热量是多少？

（3）当电热器发热功率最小时，电热器R₁的发热功率多大？

【分析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，根据欧姆定律求出R₁的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电热器的发热功率最大，根据Q=W= t求出10min产生的热量；

（3）当滑动变阻器继而电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电热器发热功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I²R求出电热器R₁的发热功率．

【解答】解：（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，

由I= 可得，电阻R₁的阻值：

R₁= = =10Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电源的电压：

U=I（R₁+ ）=0.5A×（10Ω+ ）=10V；

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电热器的发热功率最大，

则10min产生的热量：

Q=W= t= ×10×60s=6000J；

（3）当滑动变阻器继而电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电热器发热功率最小，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，此时电路中电流：

I′= = = A，

电热器R₁的发热功率：

P₁=（I′）²R₁=（ A）²×10Ω≈1.1W．

答：（1）电源电压为10V，R₁的阻值为10Ω；

（2）当电热器发热功率最大时，10min产生的热量是6000J；

（3）当电热器发热功率最小时，电热器R₁的发热功率约为1.1W．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式、电功率公式的应用，会判断电热器发热功率最大时和最小时电路的连接方式是关键．

22．在如图1所示的电路中，电源电压不变，小灯泡的额定电压为2.5V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R₁的三倍，闭合开关S，当滑片P置于某点时，电压表示数为2.5V，电流表示数为I₁，当滑片P置于最右端时，电流表示数为I₂，且I₁：I₂=5：4，两次变阻器连入电路的电阻之比R₁：R=8：15．图2是该小灯泡I﹣U图象．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻值．

（2）滑片置于最右端时，小灯泡的实际功率．

（3）电源电压．

【分析】（1）已知小灯泡的额定电压为2.5V，根据图象求得此时的电流，利用I= 可求得小灯泡正常发光时的电阻值；

（2）根据公式P=UI=I²R计算灯泡的实际电功率；

（3）根据两种情况下的电流值列出关系式，联立求出电压值．

【解答】解：（1）由图象可知，当小灯泡的电压为2.5V时，电流I=0.25A，

由I= 可得，小灯泡正常发光时的电阻R_L= = =10Ω；

（2）I₁：I₂=5：4，则I₂= I₁= ×0.25A=0.2A；

读图象可知，此时灯泡两端的电压为1V，

则灯泡的实际电功率P=U_LI_L=1V×0.2A=0.2W；

此时小灯泡的电阻R_L′= = =5Ω．

（3）由题意知，

=I₁ ①

=I₂ ②，

又I₁：I₂=5：4，R=3R₀，

由R₁：R=8：15可知，R₁= R= ×3R₀= R₀，将数据代入可知，

=0.25A ③

=0.2A ④

联立③④解得：R₀=10Ω，U=9V．

答：（1）小灯泡正常发光时的电阻值为10Ω．

（2）滑片置于最右端时，小灯泡的实际功率为0.2W．

（3）电源电压为9V．

【点评】本题是有关电学的综合计算题目，考查了欧姆定律、电功率公式的应用，本题给出的是有关物理量的比值关系，特别是（3）分析起来有点麻烦，所以在分析过程中，要正确分析电路，根据欧姆定律正确列出相应关系式．