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2019-2020学年九年级上学期北京市海淀区期末考试物理试题（原卷+解析卷）
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北京市海淀区2019-2020学年九年级（上)期末考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．在国际单位制中，电功率的单位是（ ）
A．伏特（V） B．安培（A） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
2．如图所示的四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A． 抽油烟机 B．电冰箱
C． 电暖气 D．电视机
3．如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A． 用绝缘棒挑开通电的裸导线 B． 绝缘皮损坏时可以继续使用
C． 在高压线附近放风筝 D． 用湿布擦拭发光的电灯
4．如图所示的几种用电器正常工作时，电功率接近40W的是（ ）
A．电热水器 B．电风扇
C．电饭锅 D．电烤箱
5．春秋战国时期，在华夏大地上就出现了有关吸铁磁石的记载。我国古代把“磁石”写作“慈石”，意思就是“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子”。以下关于磁现象的认识中，表述正确的是（ ）
A．磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B．同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥
C．磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D．磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
6．关于欧姆定律表达式的几种理解，下列说法中正确的是（ ）
A．由可得，表示当导体两端电压增大时，导体电阻增大
B．由可得，表示当通过导体的电流减小时，导体电阻增大
C．表示导体两端电压增大时，通过导体的电流也一定增大
D．表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成反比
7．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，他把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是 （ ）
A．通电螺线管转动后停在任意位置
B．通电螺线管仍保持在原来的位置
C．通电螺线管不停地转动下去
D．通电螺线管转动后停在南北方向上
8．图中，各元件在家庭电路中连接符合安全用电原则的是 （ ）
A．甲、乙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．丙、丁
9．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是 （ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 B．只有地球外部存在磁场，内部不存在磁场
C．地磁场的N极在地球的南极附近 D．北京地区的地磁场方向由北向南
10．图为螺丝刀式试电笔构造示意图，下列说法正确的是 （ ）
A．用试电笔时手可以接触上述示意图中螺丝刀的电导体
B．用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C．试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D．试电笔也可用来检查电气设备是否漏电
11．图甲所示是一种环保型手电筒。使用它时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光。四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是 （ ）
A． B．
C． D．
12．下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
B．电功率是表示的电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功就越多
D．用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多
13．小红同学在做“探究串联电路中电压的规律”实验时，连接了如图所示的电路，闭合开关后，发现两灯均不亮。小红同学用电压表检查该电路的故障，测量结果如表格所示。（ ）
若电路中仅有一处发生故障，则下列判断符合题意的是
电压表接入位置
AB
BC
CD
AC
AD
电压/V
3
0
0
3
3
A．L1短路 B．L2短路 C．L1断路 D．L2断路
14．为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压相等且保持不变，R1
A．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电流是否有关
B．乙装置电流通过电阻R2比R1产生的热量多
C．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
D．比较相同通电时间内a、c两温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关
15．煤气炉一旦因故熄火而又没有被及时发现，将是十分危险的。某科技小组同学设计了煤气炉熄火报警装置，他们将光敏电阻R、阻值为9Ω的定值电阻R0和电流表串联接在电压为9V的电源上，电压表并联接在定值电阻R0两端，电路如图甲所示。该装置可以对煤气炉进行监视和报警。使用时，光敏电阻对准火焰，报警器不报警；火焰熄灭时报警器报警。光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大。光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（cd）。光敏电阻的阻值 R 与光强E间的变化关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是 （ ）
A．由图像可得出光敏电阻阻值随光强的增大而增大
B．光强增大，电压表示数减小
C．若火焰熄灭，则电流表示数为1A
D．若光强由1cd增加到3cd，此电路的总电功率由3W增加到5.4W
16．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．用磁感线可以描述磁场的强弱
B．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C．用自由转动的小磁针可以判断磁场中某点的磁场方向
D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
17．关于家庭电路与安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A．我国家庭电路的频率是50Hz
B．不高于36V的电压对人体一般是安全的
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．保险丝熔断后，可以用铜丝代替保险丝接入电路中
18．如图所示，①②③④为探究电磁规律的四个实验，abcd为电磁规律的应用实例，箭头表示规律和应用的对应关系，其中对应关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
19．某同学将两台相同的手摇发电机A、B用导线连接起来，如图所示，当他用力摇动手摇发电机A的手柄时，发现手摇发电机B的手柄也随之转动了起来。下列说法正确的是（ ）
A．手摇发电机A的工作原理是电磁感应现象
B．B的手柄随之转动的工作原理是电磁感应现象
C．手摇发电机A在工作过程中，将电能转化为机械能
D．B随之转动时，其原理与电动机的工作原理相同
20．某同学连接了如图所示电路，其中电源电压恒为12V，RA是滑动变阻器，RB是电阻箱。按照如下步骤测量额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率：（ ）
①闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为I=0.5A；
②断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电流表的示数仍为0.5A，记录RB的阻值为RB=12Ω。下列有关该实验的说法正确的是
A．小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω
B．小灯泡的额定功率为6W
C．小灯泡的额定功率为3W
D．第①步中小灯泡正常发光时，滑动变阻器RA接入阻值为10Ω
21．（1）如图所示，电能表示数为_________度。
（2）如图是一个条形磁铁及周围产生的磁场，根据下图所示，条形磁铁的左端是_________极。（选填“N”或“S”）
22．某同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，使用的实验装置如图所示。
（1）闭合开关后，螺线管右端为___极（选填“N”或“S”）。
（2）当电源的正负极对调后再闭合开关，发现螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中_______________有关。
23．做“测定小灯泡的电功率”实验时，所用器材有：电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
请按要求完成下列实验内容：
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整，并在图乙虚线框内画出实验电路图。
（_____________）
（2）闭合开关，通过移动滑片P，分别记录了三组对应的电压表和电流表的示数，如下表所示，则小灯泡的额定功率是________W。
U/V
3.0
2.5
1.5
I/A
0.22
0.20
0.18
24．如图所示，某同学在探究通电导体在磁场中会受到力的作用的实验中，用两根水平且平行的金属轨道把一根直导体ab支起来，并让这根导体处于蹄形磁体的磁场中。该同学调节滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体保持静止，读出此时电流表的示数为I1；然后该同学改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体在磁场中由静止开始沿轨道运动起来，读出此时电流表的示数为I2；且I2 >I1。该同学探究的问题是：通电导体在磁场中所受力的大小与_______是否有关。
25．某同学按照图所示的实验装置组装电路并进行探究实验，用弹簧测力计将铁块P从电磁铁上拉开，观察拉开时弹簧测力计示数大小判断电磁铁的磁性强弱。根据实验现象，回答下列问题：
（1）如果将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数越大，说明电磁铁磁性越_______（选填“强”或“弱”）；
（2）线圈的匝数一定时，闭合开关，滑片向右缓慢移动，电磁铁磁性将______（填“增强”、 “减弱”或“不变”）；
（3）闭合开关，电流大小不变，增加线圈的匝数，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数_____（填“变大”、 “变小”或“不变”）。
26．如图是某同学“探究产生感应电流条件”的实验装置，请按要求完成下列问题：
（1）下列可产生感应电流的操作是__（填字母）。
A．导体AB沿竖直方向运动
B．导体AB沿水平方向运动
C．蹄形磁铁沿竖直方向运动
D．蹄形磁铁沿水平方向运动
（2）若要改变导体AB中的感应电流方向，请说出一种操作方法：_____________。
27．某物理兴趣小组同学将较长的软导线两端与灵敏电流计两接线柱连接。如图所示，两同学手持导线分别站在地面的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。请你利用学过的物理知识简要解释这个现象。
28．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。某同学从实验桌上选择适当器材，探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。该同学设计的电路如图所示，主要的实验步骤和数据记录结果如下：
①断开开关S，按照电路图连接电路，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置。
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
③更换接入电路中的电阻R，闭合开关S，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
④仿照步骤③，再进行四次实验，将各次实验数据R、U、I记录在表格中。
⑤利用公式P=UI分别计算出各电阻R消耗的功率P，把数据记录在表格中。
数据记录结果
R/Ω
2
4
7
10
15
20
U/V
1.0
1.6
2.4
2.9
3.5
4.0
I/A
0.50
0.40
0.34
0.30
0.24
0.20
P/W
0.50
0.64
0.82
0.87
0.84
0.80
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）该同学的探究过程中存在的问题是__________________________。
（2）请你针对该同学探究过程中存在的问题，写出改正措施：__________________。
29．某同学“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定电功率P额”。现有如下器材：电源（电压未知但符合实验要求）、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个小灯泡、一个符合实验要求的滑动变阻器和若干条导线。经过思考，该同学设计了所需的实验电路（其中部分连线如图所示），完成了实验任务。
请你再添加一根导线，完成电路连接。
（2）请你补充主要实验步骤：
①闭合开关S1和S3，断开S2，调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数U1＝_________V；
②________________________，保持滑动变阻器滑片P位置不动，记录电压表示数为U2；
③用R0、U1和U2表示小灯泡正常发光时的电功率。P额＝_______________。
30．如图甲所示为测量小灯泡电功率的电路图，所选小灯泡的额定电压为3.8V，某同学正确连接电路，闭合开关后把滑动变阻器的滑片从某一位置移动到另一位置的过程中，测量数据如表所示。
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
I/A
0.12
0.16
0.18
0.21
0.22
0.25
P/W
0.06
0.16
0.27
0.42
0.55
0.95
灯泡亮度
逐渐变亮
（1）当电压表示数为3.0V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为____A，此时小灯泡的实际电功率为_______W。为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片向____（填“左”或“右”）端移动。
（2）物理实验中的图像法是一种处理、分析数据的有效方法。在依据实验数据绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线，而应依据数据点的整体分布趋势，描绘出一条直线或平滑曲线，让尽可能多的点在图线上，或让数据点比较均匀地分布在图线两旁，这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。请你在图所示的坐标系中画出电压为3V时的数据点，并描绘出小灯泡的I -U关系图像。
（3）根据图绘制的图像可知，该小灯泡的电阻随电压的增大而______。
31．为了探究电流通过导体产生热量与电流大小是否有关，某同学选择的实验器材有：如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶，两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度计，烧瓶内装入等质量的煤油和阻值均为R的电热丝（电阻值不随温度变化），调零的电流表、电压不变的电源、导线、滑动变阻器各一个，导线若干。实验中用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电热丝R产生热量的多少，该同学设计的实验电路如图所示。
（1）为了完成该同学的探究实验，还需添加的测量仪器是：______；
（2）以下是该同学的主要实验步骤，请你帮她补充完整；
①将装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中，将滑动变阻器调到最大阻值；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，记录电流表的示数为I1，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为2min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
③用装置乙替换电路中的装置甲，闭合开关，____，记录电流表的示数为I2，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为________min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
④利用公式∆t＝_______（用测量的物理量的符号表示）计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中。
（3）请帮助该同学设计一个记录实验数据的表格。____________
32．科普阅读题
灯泡的变迁
1879年，爱迪生以一只钨丝电灯泡引领人类开启了崭新的“光明时代”；一个多世纪以后，白炽灯将广阔的照明舞台让给新的主角—LED灯。
爱迪生尝试对1600多种不同的耐热材料进行试验，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的“白炽灯”。因为细微的电阻差别造成钨丝上各段温度不同，在电阻较大的地方，较高的温度使钨丝升华变快，造成钨丝变细，同时电阻进一步增大，最终令钨丝烧断。虽然后来多数的电灯泡内用注入惰性气体来减慢钨丝的升华，但一般白炽灯寿命也就1000小时左右。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯泡。
站在白炽灯这个“巨人”的肩膀上，1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯的原理是：利用荧光粉把低压汞蒸气放电过程中产生的紫外线转变成可见光。荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分之一。同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长，是一种良好的室内照明光源。缩小荧光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED光源电光转换率接近100%，下面的数据表给出了不同面积的房间用不同种类灯照明时的功率需求情况，从表中可以明显看出在相同照明效果下，使用LED灯比白炽灯节能80%以上。
LED灯功率/W
白炽灯功率/W
节能灯功率/W
适用房间面积
3
25
9
3-5
6
40
18
8-9
更有研究数据表明，LED灯寿命分别是荧光灯和白炽灯的10倍和100倍，且照明效果更加稳定。此外，LED光源光谱中没有红外线和紫外线，而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白炽灯泡的钨丝最后烧断的原因是（_________）
A．灯丝细的地方比粗的地方电阻大，升温快
B．灯丝细的地方比粗的地方电流大，电流的热效应更明显
（2）LED灯和白炽灯相比较，他们的优势是____________________（写出一条即可）
（3）如果晚上学习时使用的LED台灯功率是6W，根据文中所给的数据通过计算说明，每晚三小时学习时间，LED灯比白炽灯节约__________kW·h电能。
33．如图所示，电源两端电压为3V并保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）电阻R2消耗的电功率P2；
（3）电路消耗的总功率P；
34．某家用电暖器有三档调温，其外观如图甲所示，其简化电路图如图乙所示。当闭合开关S、S1时，电路的电功率P1为880W，当闭合开关S、S1和S2时，干路中的电流为10A。求：
（1）只闭合开关S、S1时电路中的电流I1；
（2）只闭合开关S、S2时，电路的电功率P2；
（3）调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．伏特是电压的单位，不符合题意；
B．安培是电流的单位，不符合题意；
C．焦耳是功和能的单位，不符合题意；
D．瓦特是功率的单位，符合题意。
2．C
【解析】
【详解】
AB．抽油烟机和电冰箱工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，不符合题意；
C．电暖气工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意；
D．电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用了电流的热效应，不符合题意。
3．A
【解析】
【详解】
A．发现有人触电时，需及时切断电源或用绝缘棒挑开通电裸导线，符合题意；
B．电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，不符合题意；
C．高压输电线附近有高压，在下面放风筝时可能会发生高压触电事故，不符合题意；
D．因为湿的物体是导体，用湿布擦拭发光的电灯，容易发生触电事故，不符合题意。
4．B
【解析】
【详解】
A．电热水器的功率约为1000W～3000W，不符合题意；
B．电风扇的功率较小，在40W左右，符合题意；
C．电饭锅的功率较大，一般在800W左右，不符合题意；
D．电烤箱的功率大约为800W，不符合题意。
5．C
【解析】
【详解】
A．磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故A错误；
B．同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，故B错误；
C．在磁场中，磁极间的相互作用都是通过磁场发生的，故C正确；
D．由于磁体周围存在磁场，所以磁体之间不需要直接接触，也能产生相互作用力，故D错误。
6．D
【解析】
【详解】
AB．导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻大小与加在它两端的电压和通过它的电流大小均无关，故AB错误；
C．表示电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C错误；
D．当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D正确。
7．D
【解析】
【详解】
由安培定则判断出B端为N极，A端为S极，而地球本身是个大磁体，在地面附近，地磁场的方向是由南方指向北方的，故B端指向北方，A端指向南方，故选D。
8．B
【解析】
【详解】
三孔插座中，上孔接地、左孔接零线、右孔接火线，故甲接法正确，丙接法错误；
开关控制灯泡时，火线首先接开关，再接灯泡，零线直接接灯泡，故乙接法错误，丁接法正确，故选B。
9．C
【解析】
【详解】
ABC．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故AB错误，C正确；
D．北京地区外部空间的地磁场方向是由南向北，故D错误。
10．D
【解析】
【详解】
A．用试电笔时手不可以接触上述示意图中螺丝刀的电导体，如果螺丝刀的电导体接触火线，会发生触电事故，故A错误；
B．用试电笔时，必须用手接触到笔顶端的金属螺帽，故B错误；
C．试验电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不是测试物体带正电或负电，故C错误；
D．试电笔通常也用来检查电气设备的外壳是否带电，故D正确。
11．C
【解析】
【详解】
如图所示是一种环保型手电筒，使用它时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光，能产生电，是利用电磁感应现象的原理工作的；
A．该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，与手电筒工作原理不同，不符合题意；
B．该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，故与手电筒工作原理不同，不符合题意；
C．该装置没有电源，金属棒在磁场中做切割磁感应运动，电路中就会产生电流，故是电磁感应现象原理，符合题意；
D．条形磁体的周围放置一些小磁针，能看出磁场的分布情况，不符合题意。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）用电器在单位时间内消耗的电能叫电功率．单位时间内消耗的电能越多，消耗电能就越快，功率值越大．（2）电流做功的过程就是消耗电能的过程，电流做了多少功就是消耗了多少电能．所以，电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示用电器做功快慢的物理量．（3）由公式W=Pt可知，用电器消耗的电能与功率和时间有关，功率大，若时间短，消耗电能不一定多．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示用电器做功快慢的物理量．故A错误，B正确．由公式W=Pt可知，功率大，若时间短，消耗电能不一定多．电流做功也不一定多，故CD错误．故选B．
13．C
【解析】
【详解】
由电路图可知，灯泡L1与L2串联；
AB．因两灯均不亮，所以电路故障为断路，不可能是灯短路，故AB不符合题意；
C．如果L1断路，当电压表接AB两点时，电压表串联在电路中测电源两端的电压，其测量结果为3V，当电压表接BC、CD两点时，电路是断开的，电压表的示数为零，当电压表接AC两点时，电压表串联在电路中测电源两端的电压，其测量结果为3V，当电压表接AD两点时，电压表测电源两端的电压，其测量结果为3V，故C符合题意；
D．如果L2断路，当电压表接AB两点时，电路是断开的，电压表的示数为零，故D不符合题意。
14．D
【解析】
【详解】
A．甲装置中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，两个电阻的大小不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，故A错误；
B C．乙装置中，两电阻并联时，由Q=t可知，电压相等，R1＜R2，电阻R1产生的热量多，c温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多，故C错误；
D．比较相同通电时间内a、c两温度计示数变化，电阻和通电时间相同，电流不同，可探究电流产生的热量与电流是否有关，故D正确。
15．D
【解析】
【详解】
A．由图可知电阻与光强成反比，故随光强的增大电阻减小，随光强的减小电阻增大，故A错误；
B．光照强度变大时，电阻减小，由I=可知通过电路的电流变大，根据U=IR可知R0上的电压变大，电压表的示数变大，故B错误；
C．若火焰熄灭，光照强度变小，光敏电阻的阻值变大，通过电路的电流
I=＜1A，
故C错误；
D．当光强为1cd和3cd时，光敏电阻的阻值
R1=18Ω，
R2=6Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流分别为：
I1==A，
I2==0.6A，
电路的总电功率分别为
P1=UI1=9V×A=3W，
P2=UI2=9V×0.6A=5.4W，
光强由1cd增加到3cd，此电路的总电功率由3W增加到5.4W，故D正确。
16．AC
【解析】
【详解】
A．磁场是确实存在的，且磁场是看不见摸不到的，但用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和磁场的方向，故A正确；
B．磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故B错误；
C．磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以用可自由转动的小磁针可以判断磁场中某点磁场的方向，故C正确；
D．在磁体周围撒铁屑，可以判断磁体周围磁场分布情况，但不能判断磁场的方向，故D错误。
17．AB
【解析】
【详解】
A．我国电网的交流电在1s内完成周期性变化的次数50次，即频率为50Hz，故A正确；
B．对人体的安全电压不高于36V，故B正确；
C．家庭电路中空气开关跳闸，可能是用电器的总功率过大，也可能是电路中发生了短路，故C错误；
D．家庭电路中保险丝（熔丝）熔断后如果用铜丝代替保险丝，铜丝的熔点较高，不能及时熔断，起不到保护作用，故D错误。
18．AB
【解析】
【详解】
A．①图说明通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故A正确；
B．②图说明同名磁极相互排斥，磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B正确；
C．③图是电磁感应实验，闭合开关，当导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会有感应电流产生，电流表指针偏转，将机械能转化为电能，根据这个现象制成了发电机，故C错误；
D．④图是通电导体在磁场中受力的作用实验，闭合开关，导体中有电流通过，将受力运动，在此过程中，将电能转化为机械能，根据这个原理制成了电动机，故D错误。
19．AD
【解析】
【详解】
AC．手摇发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，将机械能转化为电能，故A正确，C错误；
BD．B的手柄随之转动，电能转化为机械能，其原理与电动机的原理相同，利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故D正确，B错误。
20．AC
【解析】
【详解】
A．小灯泡额定电流为0.5A，闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为0.5A；断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电流表的示数仍为0.5A，此时RB的阻值等于灯泡正常发光时的电阻，小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω，故A正确；
BC．小灯泡的额定功率为
P=I2R=（0.5A）2×12Ω=3W，
故C正确，B错误；
D．第①步中小灯泡正常发光时，电路总电阻
R总==24Ω，
滑动变阻器RA接入阻值
RA=R总-R=24Ω-12Ω=12Ω，
故D错误。
21．2020.0 S
【解析】
【详解】
(1)[1]电能表表盘上显示的数字是已消耗的电能，单位是kW·h，最后一位是小数位，则该电能表的示数为2020.0kW·h；
(2)[2]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极指左，所以左端为磁铁的S极，右端为磁铁的N极。
22．N 电流方向
【解析】
【详解】
(1)[1]由图可知，电流的方向从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知螺线管右端为N极；
(2)[2]当电源的正负极方向对换时，即改变螺线管中的电流方向，螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
23． 0.5
【解析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器按“一上一下”的接法串联在电路中，见下图：
电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，变阻器串联在电路中，如图所示：
(2)[2]小灯泡的额定电压是2.5V，由表中数据可知通过灯泡的电流是0.20A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.20A=0.5W。
24．电流大小
【解析】
【详解】
让导线处于蹄形磁体的磁场中，调节滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体保持静止；改变滑动变阻器滑片P的位置，增大电流，发现直导体在磁场中由静止开始沿轨道运动起来，所以研究的是通电导线在磁场中的受力大小与电流大小的关系。
25．强 减弱 变大
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中电磁铁的磁性越强，对铁块的吸引力越大，弹簧伸长的越长，弹簧测力计的示数越大，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数越大，说明电磁铁磁性越强；
(2)[2]线圈的匝数一定时，闭合开关，滑片向右缓慢移动，变阻器连入电路的电阻变大，由I=可知通过电路的电流变小，电磁铁磁性将减弱；
(3)[3]电流大小不变，增加线圈的匝数，电磁铁磁性增强，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数变大。
26．BD 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1] A．只让导体AB在竖直方向上下运动，导体AB没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生，不符合题意；
B．只让导体AB在水平方向左右运动，导体AB切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，符合题意；
C．只让蹄形磁体在竖直方向上下运动，导体AB相对磁铁没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生，不符合题意；
D．只让蹄形磁体在水平方向左右运动，导体AB相对磁铁也做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，符合题意；
(2)[2]要改变导体AB中的感应电流方向，可以调换U形磁铁的磁极或改变导体AB的运动方向。
27．详见解析
【解析】
【详解】
根据电磁感应原理，站在地面的东西方向手摇导线，导线切割地磁场的磁感线产生感应电流
28．详见解析 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中，保持通过电阻的电流保持不变，探究电阻消耗的电功率与该电阻的阻值的关系，各次实验更换电阻R时，没有控制电流I保持不变；
(2)[2]各次实验更换电阻R时，调节滑动变阻器，使各次电流表的示数I保持不变。
29． 2.5 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]电阻R0与灯泡串联，开关S3与电阻R0连接，如下图所示：
(2)①[2]闭合开关S1和S3，断开S2，调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数为2.5V；
②[3]断开开关S3，再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，记录电压表示数为U2；
③[4]串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压：
U0=U2-U1，
通过R0的电流
I0=，
串联电路中各处的电流相等，通过灯泡的电流
IL= I0=，
小灯泡的额定功率
P额＝U1 IL=。
30．0.24 0.72 左 增大
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知，电流表选择小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A；
[2]小灯泡的实际电功率
P=UI=3V×0.24A=0.72W；
[3]要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为3.8V；
(2)[4]灯泡电压为3V时，通过灯泡的电流为0.24A，在图中描出这个点，将各个点用光滑曲线连接起来，如图所示：
(3)[5]由图像可知，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而增大。
31．停表 调节滑动变阻器的滑片到另一位置，改变电流 2 t-t0 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中，需要测量通电时间，用到秒表；
(2)③[2][3]用装置乙替换电路中的装置甲，调节滑动变阻器的滑片到另一位置，改变电流，记录电流表的示数为I2，观察并记录装置乙中温度计的示数t0；需要控制时间相同，通电时间为2min，记录此时温度计的示数t；
④[4]实验中煤油升高的温度用公式∆t＝t-t0计算；
(3)[5]设计实验表格如下
R/Ω
I/A
t0/℃
t/℃
∆t/℃
32．A 详见解析 0.102
【解析】
【详解】
(1)[1]由材料可知，白炽灯泡的灯丝细的地方比粗的地方电阻大，产生的热量多，升温较快，钨丝最后烧断；
(2)[2]由材料可知，LED灯电光转换率高，更节能；
(3)[3]白炽灯功率比LED灯功率高
ΔP=P2-P1=40W-6W=34W=0.034kW，
则3小时节约的电能为
W=ΔPt=0.034kW×3h= 0.102kW·h。
33．(1)20Ω；(2)0.2W；(3)0.3W。
【解析】
【详解】
(1)设R1两端电压为U1，则
U1=U-U2=3V-2V=1V，
设通过R1的电流为I1，则
I1==0.1A，
因串联电路中各处的电流相等，则
I=I1=I2=0.1A，
电阻R2的阻值
R2==20Ω；
(2)电阻R2消耗的电功率
P2= I22 R2=（0.01A）2×20Ω=0.2W；
(3)电路消耗的总功率
P=U I=3V×0.1A=0.3W。
答：(1) 电阻R2的阻值是20Ω；
(2)电阻R2消耗的电功率是0.2W；
(3)电路消耗的总功率是0.3W。
34．(1)4A；(2)1320W；(3)4.4 kW·h。
【解析】
【详解】
设电源两端电压为U，因为是家庭电路，则U=220V；
(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流
I1==4A；
(2)设通过R2的电流为I2，根据并联电路电流的规律得到通过R2的电流
I2=I- I1=10A-4A=6A，
电路的电功率
P2= I2U=6A×220V=1320W；
(3)最高档就是开关S、S1和S2都闭合，两个电阻并联，高档位的功率
P=UI=220V×10A=2200W=2.2kW，
2小时消耗的电能
W=Pt=2.2kW×2h=4.4kW·h。
答：(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流是4A；
(2)只闭合开关S、S2时，电路的电功率是1320W；
(3)调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能是4.4kW·h。
北京市海淀区2019-2020学年九年级（上)期末考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．在国际单位制中，电功率的单位是（ ）
A．伏特（V） B．安培（A） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
2．如图所示的四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A． 抽油烟机 B．电冰箱
C． 电暖气 D．电视机
3．如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A． 用绝缘棒挑开通电的裸导线 B． 绝缘皮损坏时可以继续使用
C． 在高压线附近放风筝 D． 用湿布擦拭发光的电灯
4．如图所示的几种用电器正常工作时，电功率接近40W的是（ ）
A．电热水器 B．电风扇
C．电饭锅 D．电烤箱
5．春秋战国时期，在华夏大地上就出现了有关吸铁磁石的记载。我国古代把“磁石”写作“慈石”，意思就是“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子”。以下关于磁现象的认识中，表述正确的是（ ）
A．磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B．同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥
C．磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D．磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
6．关于欧姆定律表达式的几种理解，下列说法中正确的是（ ）
A．由可得，表示当导体两端电压增大时，导体电阻增大
B．由可得，表示当通过导体的电流减小时，导体电阻增大
C．表示导体两端电压增大时，通过导体的电流也一定增大
D．表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成反比
7．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，他把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是 （ ）
A．通电螺线管转动后停在任意位置
B．通电螺线管仍保持在原来的位置
C．通电螺线管不停地转动下去
D．通电螺线管转动后停在南北方向上
8．图中，各元件在家庭电路中连接符合安全用电原则的是 （ ）
A．甲、乙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．丙、丁
9．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是 （ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 B．只有地球外部存在磁场，内部不存在磁场
C．地磁场的N极在地球的南极附近 D．北京地区的地磁场方向由北向南
10．图为螺丝刀式试电笔构造示意图，下列说法正确的是 （ ）
A．用试电笔时手可以接触上述示意图中螺丝刀的电导体
B．用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C．试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D．试电笔也可用来检查电气设备是否漏电
11．图甲所示是一种环保型手电筒。使用它时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光。四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是 （ ）
A． B．
C． D．
12．下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
B．电功率是表示的电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功就越多
D．用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多
13．小红同学在做“探究串联电路中电压的规律”实验时，连接了如图所示的电路，闭合开关后，发现两灯均不亮。小红同学用电压表检查该电路的故障，测量结果如表格所示。（ ）
若电路中仅有一处发生故障，则下列判断符合题意的是
电压表接入位置
AB
BC
CD
AC
AD
电压/V
3
0
0
3
3
A．L1短路 B．L2短路 C．L1断路 D．L2断路
14．为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压相等且保持不变，R1
A．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电流是否有关
B．乙装置电流通过电阻R2比R1产生的热量多
C．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
D．比较相同通电时间内a、c两温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关
15．煤气炉一旦因故熄火而又没有被及时发现，将是十分危险的。某科技小组同学设计了煤气炉熄火报警装置，他们将光敏电阻R、阻值为9Ω的定值电阻R0和电流表串联接在电压为9V的电源上，电压表并联接在定值电阻R0两端，电路如图甲所示。该装置可以对煤气炉进行监视和报警。使用时，光敏电阻对准火焰，报警器不报警；火焰熄灭时报警器报警。光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大。光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（cd）。光敏电阻的阻值 R 与光强E间的变化关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是 （ ）
A．由图像可得出光敏电阻阻值随光强的增大而增大
B．光强增大，电压表示数减小
C．若火焰熄灭，则电流表示数为1A
D．若光强由1cd增加到3cd，此电路的总电功率由3W增加到5.4W
16．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．用磁感线可以描述磁场的强弱
B．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C．用自由转动的小磁针可以判断磁场中某点的磁场方向
D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
17．关于家庭电路与安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A．我国家庭电路的频率是50Hz
B．不高于36V的电压对人体一般是安全的
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．保险丝熔断后，可以用铜丝代替保险丝接入电路中
18．如图所示，①②③④为探究电磁规律的四个实验，abcd为电磁规律的应用实例，箭头表示规律和应用的对应关系，其中对应关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
19．某同学将两台相同的手摇发电机A、B用导线连接起来，如图所示，当他用力摇动手摇发电机A的手柄时，发现手摇发电机B的手柄也随之转动了起来。下列说法正确的是（ ）
A．手摇发电机A的工作原理是电磁感应现象
B．B的手柄随之转动的工作原理是电磁感应现象
C．手摇发电机A在工作过程中，将电能转化为机械能
D．B随之转动时，其原理与电动机的工作原理相同
20．某同学连接了如图所示电路，其中电源电压恒为12V，RA是滑动变阻器，RB是电阻箱。按照如下步骤测量额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率：（ ）
①闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为I=0.5A；
②断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电流表的示数仍为0.5A，记录RB的阻值为RB=12Ω。下列有关该实验的说法正确的是
A．小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω
B．小灯泡的额定功率为6W
C．小灯泡的额定功率为3W
D．第①步中小灯泡正常发光时，滑动变阻器RA接入阻值为10Ω
21．（1）如图所示，电能表示数为_________度。
（2）如图是一个条形磁铁及周围产生的磁场，根据下图所示，条形磁铁的左端是_________极。（选填“N”或“S”）
22．某同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，使用的实验装置如图所示。
（1）闭合开关后，螺线管右端为___极（选填“N”或“S”）。
（2）当电源的正负极对调后再闭合开关，发现螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中_______________有关。
23．做“测定小灯泡的电功率”实验时，所用器材有：电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
请按要求完成下列实验内容：
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整，并在图乙虚线框内画出实验电路图。
（_____________）
（2）闭合开关，通过移动滑片P，分别记录了三组对应的电压表和电流表的示数，如下表所示，则小灯泡的额定功率是________W。
U/V
3.0
2.5
1.5
I/A
0.22
0.20
0.18
24．如图所示，某同学在探究通电导体在磁场中会受到力的作用的实验中，用两根水平且平行的金属轨道把一根直导体ab支起来，并让这根导体处于蹄形磁体的磁场中。该同学调节滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体保持静止，读出此时电流表的示数为I1；然后该同学改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体在磁场中由静止开始沿轨道运动起来，读出此时电流表的示数为I2；且I2 >I1。该同学探究的问题是：通电导体在磁场中所受力的大小与_______是否有关。
25．某同学按照图所示的实验装置组装电路并进行探究实验，用弹簧测力计将铁块P从电磁铁上拉开，观察拉开时弹簧测力计示数大小判断电磁铁的磁性强弱。根据实验现象，回答下列问题：
（1）如果将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数越大，说明电磁铁磁性越_______（选填“强”或“弱”）；
（2）线圈的匝数一定时，闭合开关，滑片向右缓慢移动，电磁铁磁性将______（填“增强”、 “减弱”或“不变”）；
（3）闭合开关，电流大小不变，增加线圈的匝数，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数_____（填“变大”、 “变小”或“不变”）。
26．如图是某同学“探究产生感应电流条件”的实验装置，请按要求完成下列问题：
（1）下列可产生感应电流的操作是__（填字母）。
A．导体AB沿竖直方向运动
B．导体AB沿水平方向运动
C．蹄形磁铁沿竖直方向运动
D．蹄形磁铁沿水平方向运动
（2）若要改变导体AB中的感应电流方向，请说出一种操作方法：_____________。
27．某物理兴趣小组同学将较长的软导线两端与灵敏电流计两接线柱连接。如图所示，两同学手持导线分别站在地面的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。请你利用学过的物理知识简要解释这个现象。
28．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。某同学从实验桌上选择适当器材，探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。该同学设计的电路如图所示，主要的实验步骤和数据记录结果如下：
①断开开关S，按照电路图连接电路，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置。
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
③更换接入电路中的电阻R，闭合开关S，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
④仿照步骤③，再进行四次实验，将各次实验数据R、U、I记录在表格中。
⑤利用公式P=UI分别计算出各电阻R消耗的功率P，把数据记录在表格中。
数据记录结果
R/Ω
2
4
7
10
15
20
U/V
1.0
1.6
2.4
2.9
3.5
4.0
I/A
0.50
0.40
0.34
0.30
0.24
0.20
P/W
0.50
0.64
0.82
0.87
0.84
0.80
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）该同学的探究过程中存在的问题是__________________________。
（2）请你针对该同学探究过程中存在的问题，写出改正措施：__________________。
29．某同学“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定电功率P额”。现有如下器材：电源（电压未知但符合实验要求）、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个小灯泡、一个符合实验要求的滑动变阻器和若干条导线。经过思考，该同学设计了所需的实验电路（其中部分连线如图所示），完成了实验任务。
请你再添加一根导线，完成电路连接。
（2）请你补充主要实验步骤：
①闭合开关S1和S3，断开S2，调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数U1＝_________V；
②________________________，保持滑动变阻器滑片P位置不动，记录电压表示数为U2；
③用R0、U1和U2表示小灯泡正常发光时的电功率。P额＝_______________。
30．如图甲所示为测量小灯泡电功率的电路图，所选小灯泡的额定电压为3.8V，某同学正确连接电路，闭合开关后把滑动变阻器的滑片从某一位置移动到另一位置的过程中，测量数据如表所示。
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
I/A
0.12
0.16
0.18
0.21
0.22
0.25
P/W
0.06
0.16
0.27
0.42
0.55
0.95
灯泡亮度
逐渐变亮
（1）当电压表示数为3.0V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为____A，此时小灯泡的实际电功率为_______W。为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片向____（填“左”或“右”）端移动。
（2）物理实验中的图像法是一种处理、分析数据的有效方法。在依据实验数据绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线，而应依据数据点的整体分布趋势，描绘出一条直线或平滑曲线，让尽可能多的点在图线上，或让数据点比较均匀地分布在图线两旁，这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。请你在图所示的坐标系中画出电压为3V时的数据点，并描绘出小灯泡的I -U关系图像。
（3）根据图绘制的图像可知，该小灯泡的电阻随电压的增大而______。
31．为了探究电流通过导体产生热量与电流大小是否有关，某同学选择的实验器材有：如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶，两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度计，烧瓶内装入等质量的煤油和阻值均为R的电热丝（电阻值不随温度变化），调零的电流表、电压不变的电源、导线、滑动变阻器各一个，导线若干。实验中用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电热丝R产生热量的多少，该同学设计的实验电路如图所示。
（1）为了完成该同学的探究实验，还需添加的测量仪器是：______；
（2）以下是该同学的主要实验步骤，请你帮她补充完整；
①将装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中，将滑动变阻器调到最大阻值；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，记录电流表的示数为I1，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为2min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
③用装置乙替换电路中的装置甲，闭合开关，____，记录电流表的示数为I2，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为________min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
④利用公式∆t＝_______（用测量的物理量的符号表示）计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中。
（3）请帮助该同学设计一个记录实验数据的表格。____________
32．科普阅读题
灯泡的变迁
1879年，爱迪生以一只钨丝电灯泡引领人类开启了崭新的“光明时代”；一个多世纪以后，白炽灯将广阔的照明舞台让给新的主角—LED灯。
爱迪生尝试对1600多种不同的耐热材料进行试验，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的“白炽灯”。因为细微的电阻差别造成钨丝上各段温度不同，在电阻较大的地方，较高的温度使钨丝升华变快，造成钨丝变细，同时电阻进一步增大，最终令钨丝烧断。虽然后来多数的电灯泡内用注入惰性气体来减慢钨丝的升华，但一般白炽灯寿命也就1000小时左右。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯泡。
站在白炽灯这个“巨人”的肩膀上，1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯的原理是：利用荧光粉把低压汞蒸气放电过程中产生的紫外线转变成可见光。荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分之一。同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长，是一种良好的室内照明光源。缩小荧光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED光源电光转换率接近100%，下面的数据表给出了不同面积的房间用不同种类灯照明时的功率需求情况，从表中可以明显看出在相同照明效果下，使用LED灯比白炽灯节能80%以上。
LED灯功率/W
白炽灯功率/W
节能灯功率/W
适用房间面积
3
25
9
3-5
6
40
18
8-9
更有研究数据表明，LED灯寿命分别是荧光灯和白炽灯的10倍和100倍，且照明效果更加稳定。此外，LED光源光谱中没有红外线和紫外线，而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白炽灯泡的钨丝最后烧断的原因是（_________）
A．灯丝细的地方比粗的地方电阻大，升温快
B．灯丝细的地方比粗的地方电流大，电流的热效应更明显
（2）LED灯和白炽灯相比较，他们的优势是____________________（写出一条即可）
（3）如果晚上学习时使用的LED台灯功率是6W，根据文中所给的数据通过计算说明，每晚三小时学习时间，LED灯比白炽灯节约__________kW·h电能。
33．如图所示，电源两端电压为3V并保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）电阻R2消耗的电功率P2；
（3）电路消耗的总功率P；
34．某家用电暖器有三档调温，其外观如图甲所示，其简化电路图如图乙所示。当闭合开关S、S1时，电路的电功率P1为880W，当闭合开关S、S1和S2时，干路中的电流为10A。求：
（1）只闭合开关S、S1时电路中的电流I1；
（2）只闭合开关S、S2时，电路的电功率P2；
（3）调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．伏特是电压的单位，不符合题意；
B．安培是电流的单位，不符合题意；
C．焦耳是功和能的单位，不符合题意；
D．瓦特是功率的单位，符合题意。
2．C
【解析】
【详解】
AB．抽油烟机和电冰箱工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，不符合题意；
C．电暖气工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意；
D．电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用了电流的热效应，不符合题意。
3．A
【解析】
【详解】
A．发现有人触电时，需及时切断电源或用绝缘棒挑开通电裸导线，符合题意；
B．电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，不符合题意；
C．高压输电线附近有高压，在下面放风筝时可能会发生高压触电事故，不符合题意；
D．因为湿的物体是导体，用湿布擦拭发光的电灯，容易发生触电事故，不符合题意。
4．B
【解析】
【详解】
A．电热水器的功率约为1000W～3000W，不符合题意；
B．电风扇的功率较小，在40W左右，符合题意；
C．电饭锅的功率较大，一般在800W左右，不符合题意；
D．电烤箱的功率大约为800W，不符合题意。
5．C
【解析】
【详解】
A．磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故A错误；
B．同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，故B错误；
C．在磁场中，磁极间的相互作用都是通过磁场发生的，故C正确；
D．由于磁体周围存在磁场，所以磁体之间不需要直接接触，也能产生相互作用力，故D错误。
6．D
【解析】
【详解】
AB．导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻大小与加在它两端的电压和通过它的电流大小均无关，故AB错误；
C．表示电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C错误；
D．当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D正确。
7．D
【解析】
【详解】
由安培定则判断出B端为N极，A端为S极，而地球本身是个大磁体，在地面附近，地磁场的方向是由南方指向北方的，故B端指向北方，A端指向南方，故选D。
8．B
【解析】
【详解】
三孔插座中，上孔接地、左孔接零线、右孔接火线，故甲接法正确，丙接法错误；
开关控制灯泡时，火线首先接开关，再接灯泡，零线直接接灯泡，故乙接法错误，丁接法正确，故选B。
9．C
【解析】
【详解】
ABC．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故AB错误，C正确；
D．北京地区外部空间的地磁场方向是由南向北，故D错误。
10．D
【解析】
【详解】
A．用试电笔时手不可以接触上述示意图中螺丝刀的电导体，如果螺丝刀的电导体接触火线，会发生触电事故，故A错误；
B．用试电笔时，必须用手接触到笔顶端的金属螺帽，故B错误；
C．试验电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不是测试物体带正电或负电，故C错误；
D．试电笔通常也用来检查电气设备的外壳是否带电，故D正确。
11．C
【解析】
【详解】
如图所示是一种环保型手电筒，使用它时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光，能产生电，是利用电磁感应现象的原理工作的；
A．该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，与手电筒工作原理不同，不符合题意；
B．该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，故与手电筒工作原理不同，不符合题意；
C．该装置没有电源，金属棒在磁场中做切割磁感应运动，电路中就会产生电流，故是电磁感应现象原理，符合题意；
D．条形磁体的周围放置一些小磁针，能看出磁场的分布情况，不符合题意。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）用电器在单位时间内消耗的电能叫电功率．单位时间内消耗的电能越多，消耗电能就越快，功率值越大．（2）电流做功的过程就是消耗电能的过程，电流做了多少功就是消耗了多少电能．所以，电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示用电器做功快慢的物理量．（3）由公式W=Pt可知，用电器消耗的电能与功率和时间有关，功率大，若时间短，消耗电能不一定多．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示用电器做功快慢的物理量．故A错误，B正确．由公式W=Pt可知，功率大，若时间短，消耗电能不一定多．电流做功也不一定多，故CD错误．故选B．
13．C
【解析】
【详解】
由电路图可知，灯泡L1与L2串联；
AB．因两灯均不亮，所以电路故障为断路，不可能是灯短路，故AB不符合题意；
C．如果L1断路，当电压表接AB两点时，电压表串联在电路中测电源两端的电压，其测量结果为3V，当电压表接BC、CD两点时，电路是断开的，电压表的示数为零，当电压表接AC两点时，电压表串联在电路中测电源两端的电压，其测量结果为3V，当电压表接AD两点时，电压表测电源两端的电压，其测量结果为3V，故C符合题意；
D．如果L2断路，当电压表接AB两点时，电路是断开的，电压表的示数为零，故D不符合题意。
14．D
【解析】
【详解】
A．甲装置中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，两个电阻的大小不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，故A错误；
B C．乙装置中，两电阻并联时，由Q=t可知，电压相等，R1＜R2，电阻R1产生的热量多，c温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多，故C错误；
D．比较相同通电时间内a、c两温度计示数变化，电阻和通电时间相同，电流不同，可探究电流产生的热量与电流是否有关，故D正确。
15．D
【解析】
【详解】
A．由图可知电阻与光强成反比，故随光强的增大电阻减小，随光强的减小电阻增大，故A错误；
B．光照强度变大时，电阻减小，由I=可知通过电路的电流变大，根据U=IR可知R0上的电压变大，电压表的示数变大，故B错误；
C．若火焰熄灭，光照强度变小，光敏电阻的阻值变大，通过电路的电流
I=＜1A，
故C错误；
D．当光强为1cd和3cd时，光敏电阻的阻值
R1=18Ω，
R2=6Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流分别为：
I1==A，
I2==0.6A，
电路的总电功率分别为
P1=UI1=9V×A=3W，
P2=UI2=9V×0.6A=5.4W，
光强由1cd增加到3cd，此电路的总电功率由3W增加到5.4W，故D正确。
16．AC
【解析】
【详解】
A．磁场是确实存在的，且磁场是看不见摸不到的，但用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和磁场的方向，故A正确；
B．磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故B错误；
C．磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以用可自由转动的小磁针可以判断磁场中某点磁场的方向，故C正确；
D．在磁体周围撒铁屑，可以判断磁体周围磁场分布情况，但不能判断磁场的方向，故D错误。
17．AB
【解析】
【详解】
A．我国电网的交流电在1s内完成周期性变化的次数50次，即频率为50Hz，故A正确；
B．对人体的安全电压不高于36V，故B正确；
C．家庭电路中空气开关跳闸，可能是用电器的总功率过大，也可能是电路中发生了短路，故C错误；
D．家庭电路中保险丝（熔丝）熔断后如果用铜丝代替保险丝，铜丝的熔点较高，不能及时熔断，起不到保护作用，故D错误。
18．AB
【解析】
【详解】
A．①图说明通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故A正确；
B．②图说明同名磁极相互排斥，磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B正确；
C．③图是电磁感应实验，闭合开关，当导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会有感应电流产生，电流表指针偏转，将机械能转化为电能，根据这个现象制成了发电机，故C错误；
D．④图是通电导体在磁场中受力的作用实验，闭合开关，导体中有电流通过，将受力运动，在此过程中，将电能转化为机械能，根据这个原理制成了电动机，故D错误。
19．AD
【解析】
【详解】
AC．手摇发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，将机械能转化为电能，故A正确，C错误；
BD．B的手柄随之转动，电能转化为机械能，其原理与电动机的原理相同，利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故D正确，B错误。
20．AC
【解析】
【详解】
A．小灯泡额定电流为0.5A，闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为0.5A；断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电流表的示数仍为0.5A，此时RB的阻值等于灯泡正常发光时的电阻，小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω，故A正确；
BC．小灯泡的额定功率为
P=I2R=（0.5A）2×12Ω=3W，
故C正确，B错误；
D．第①步中小灯泡正常发光时，电路总电阻
R总==24Ω，
滑动变阻器RA接入阻值
RA=R总-R=24Ω-12Ω=12Ω，
故D错误。
21．2020.0 S
【解析】
【详解】
(1)[1]电能表表盘上显示的数字是已消耗的电能，单位是kW·h，最后一位是小数位，则该电能表的示数为2020.0kW·h；
(2)[2]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极指左，所以左端为磁铁的S极，右端为磁铁的N极。
22．N 电流方向
【解析】
【详解】
(1)[1]由图可知，电流的方向从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知螺线管右端为N极；
(2)[2]当电源的正负极方向对换时，即改变螺线管中的电流方向，螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
23． 0.5
【解析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器按“一上一下”的接法串联在电路中，见下图：
电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，变阻器串联在电路中，如图所示：
(2)[2]小灯泡的额定电压是2.5V，由表中数据可知通过灯泡的电流是0.20A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.20A=0.5W。
24．电流大小
【解析】
【详解】
让导线处于蹄形磁体的磁场中，调节滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体保持静止；改变滑动变阻器滑片P的位置，增大电流，发现直导体在磁场中由静止开始沿轨道运动起来，所以研究的是通电导线在磁场中的受力大小与电流大小的关系。
25．强 减弱 变大
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中电磁铁的磁性越强，对铁块的吸引力越大，弹簧伸长的越长，弹簧测力计的示数越大，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数越大，说明电磁铁磁性越强；
(2)[2]线圈的匝数一定时，闭合开关，滑片向右缓慢移动，变阻器连入电路的电阻变大，由I=可知通过电路的电流变小，电磁铁磁性将减弱；
(3)[3]电流大小不变，增加线圈的匝数，电磁铁磁性增强，将铁块P从电磁铁上拉开时弹簧测力计示数变大。
26．BD 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1] A．只让导体AB在竖直方向上下运动，导体AB没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生，不符合题意；
B．只让导体AB在水平方向左右运动，导体AB切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，符合题意；
C．只让蹄形磁体在竖直方向上下运动，导体AB相对磁铁没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生，不符合题意；
D．只让蹄形磁体在水平方向左右运动，导体AB相对磁铁也做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，符合题意；
(2)[2]要改变导体AB中的感应电流方向，可以调换U形磁铁的磁极或改变导体AB的运动方向。
27．详见解析
【解析】
【详解】
根据电磁感应原理，站在地面的东西方向手摇导线，导线切割地磁场的磁感线产生感应电流
28．详见解析 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中，保持通过电阻的电流保持不变，探究电阻消耗的电功率与该电阻的阻值的关系，各次实验更换电阻R时，没有控制电流I保持不变；
(2)[2]各次实验更换电阻R时，调节滑动变阻器，使各次电流表的示数I保持不变。
29． 2.5 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]电阻R0与灯泡串联，开关S3与电阻R0连接，如下图所示：
(2)①[2]闭合开关S1和S3，断开S2，调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数为2.5V；
②[3]断开开关S3，再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，记录电压表示数为U2；
③[4]串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压：
U0=U2-U1，
通过R0的电流
I0=，
串联电路中各处的电流相等，通过灯泡的电流
IL= I0=，
小灯泡的额定功率
P额＝U1 IL=。
30．0.24 0.72 左 增大
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知，电流表选择小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A；
[2]小灯泡的实际电功率
P=UI=3V×0.24A=0.72W；
[3]要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为3.8V；
(2)[4]灯泡电压为3V时，通过灯泡的电流为0.24A，在图中描出这个点，将各个点用光滑曲线连接起来，如图所示：
(3)[5]由图像可知，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而增大。
31．停表 调节滑动变阻器的滑片到另一位置，改变电流 2 t-t0 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中，需要测量通电时间，用到秒表；
(2)③[2][3]用装置乙替换电路中的装置甲，调节滑动变阻器的滑片到另一位置，改变电流，记录电流表的示数为I2，观察并记录装置乙中温度计的示数t0；需要控制时间相同，通电时间为2min，记录此时温度计的示数t；
④[4]实验中煤油升高的温度用公式∆t＝t-t0计算；
(3)[5]设计实验表格如下
R/Ω
I/A
t0/℃
t/℃
∆t/℃
32．A 详见解析 0.102
【解析】
【详解】
(1)[1]由材料可知，白炽灯泡的灯丝细的地方比粗的地方电阻大，产生的热量多，升温较快，钨丝最后烧断；
(2)[2]由材料可知，LED灯电光转换率高，更节能；
(3)[3]白炽灯功率比LED灯功率高
ΔP=P2-P1=40W-6W=34W=0.034kW，
则3小时节约的电能为
W=ΔPt=0.034kW×3h= 0.102kW·h。
33．(1)20Ω；(2)0.2W；(3)0.3W。
【解析】
【详解】
(1)设R1两端电压为U1，则
U1=U-U2=3V-2V=1V，
设通过R1的电流为I1，则
I1==0.1A，
因串联电路中各处的电流相等，则
I=I1=I2=0.1A，
电阻R2的阻值
R2==20Ω；
(2)电阻R2消耗的电功率
P2= I22 R2=（0.01A）2×20Ω=0.2W；
(3)电路消耗的总功率
P=U I=3V×0.1A=0.3W。
答：(1) 电阻R2的阻值是20Ω；
(2)电阻R2消耗的电功率是0.2W；
(3)电路消耗的总功率是0.3W。
34．(1)4A；(2)1320W；(3)4.4 kW·h。
【解析】
【详解】
设电源两端电压为U，因为是家庭电路，则U=220V；
(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流
I1==4A；
(2)设通过R2的电流为I2，根据并联电路电流的规律得到通过R2的电流
I2=I- I1=10A-4A=6A，
电路的电功率
P2= I2U=6A×220V=1320W；
(3)最高档就是开关S、S1和S2都闭合，两个电阻并联，高档位的功率
P=UI=220V×10A=2200W=2.2kW，
2小时消耗的电能
W=Pt=2.2kW×2h=4.4kW·h。
答：(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流是4A；
(2)只闭合开关S、S2时，电路的电功率是1320W；
(3)调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能是4.4kW·h。
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