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2021-2022学年天津市南开区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析）
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2021-2022学年天津市南开区九年级（上）期末物理试卷
1. 关于热量、内能、温度间的关系，下列说法正确的是( )
A. 同一物体，若它的温度升高，内能一定增加
B. 物体吸收热量，温度一定升高
C. 甲物体的温度比乙物体的高，甲物体的内能一定比乙物体的内能多
D. 物体温度升高，一定是从外界吸收了热量
2. 用两根绝缘细线，分别将甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，再将乙球慢慢靠近甲球时，会出现的情形是( )
A. B. C. D.
3. 下列四组物体中，都属于绝缘体的一组是( )
A. 碳棒、人体、大地 B. 水银、铜丝、铁块
C. 陶瓷、干木、塑料 D. 石墨、橡胶、酸碱盐溶液
4. 如图所示的电路中，电源电压不变，若要使电阻R1、R2串联，则下列开关状态正确的是( )
A. 只闭合S1
B. 只闭合S3
C. 同时闭合S1和S2
D. 同时闭合S1、S2、S3
5. 下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 电冰箱 B. 电视机 C. 电脑 D. 电热水壶
6. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验，下列说法正确的是( )
A. 甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B. 甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1：2
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为2：1
7. 下列选项中符合安全用电要求的是( )
A. 用湿手拨动空气开关
B. 在更换灯泡时断开电源开关
C. 家用电器电线绝缘皮破损了仍继续使用
D. 把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
8. 关于磁现象，下列说法中正确的是( )
A. 条形磁体中间部位的磁性最强 B. 用来描述磁场的磁感线真实存在
C. 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 D. 磁场对放入其中的物体有力的作用
9. 观察下列四种家用电器的铭牌，下列说法中正确的是( )
电风扇
空调机
电热水器
电视机
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率100W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率1300W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率200W
A. 空调机消耗的电能一定比电视机消耗的电能多
B. 四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C. 四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D. 电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000W
10. 如图所示的四个电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中的电表示数也随之均匀变化的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程( )
A. 该冲程将内能转化为机械能
B. 该冲程是靠飞轮惯性完成的冲程
C. 若使燃料燃烧更充分，可以提高汽油机的效率
D. 该汽油机的飞轮转速是1800r/min，则做功冲程是15次/秒
12. 勤思考、爱交流的小明对电与磁的知识进行了总结，并与小红进行交流，小红认为小明的结论有的正确、有的错误。小明总结的下列结论中正确的是( )
A. 地磁场的北极在地理南极附近
B. 通电导体周围存在磁场
C. 改变了磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向一定发生改变
D. 闭合回路的导体在磁场中运动时，导体中一定会产生感应电流
13. 如图甲所示电路中，灯泡L额定电压为6V，滑动变阻器R上标有“40Ω1A”字样，电流表量程为0∼3A。当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，灯泡的I−U图象如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻为5Ω
B. 电源电压为12V
C. 灯泡正常发光时电路总功率为7.2W
D. 用定值电阻R0替换灯泡L，保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V，则R0的取值范围为4Ω∼20Ω
14. (1)如图甲所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该现象表明______(选填“做功”或“热传递”)可以改变物体的内能。
(2)已知1kg无烟煤的热值是3.4×107J/kg，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是______。
15. 有两个阻值不同的定值电阻R1和R2，它们的电流随电压变化的I−U图象如图所示，根据图象可知R1______R2(选填“大于”、“小于”或“等于”)，如果把R1、R2两个电阻串联在一个电压为8V的电源上时，R1两端的电压为______ V。
16. 小明家电能表上月底的示数和本月底的示数如图所示，他家本月消耗的电能为______kW⋅h，他家同时使用的用电器总功率不得超过______ W。
17. 某同学在检修一只标有额定值为“220V 800W”的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，再接入220V的原电路中使用，那么它的实际功率将______(选填“低于”、“等于”或“高于”)额定功率；将电炉通过导线接到电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的______有关。
18. 如图所示，使用试电笔的方法中正确的是______(选填“甲”或“乙”)。家庭电路中，输电线进户后首先接到______(选填“电能表”、“总开关”或“保险装置”)上。
19. 当电阻两端的电压由8V变为10V时，通过电阻的电流增加了0.1A，该电阻的阻值为______Ω；该电阻消耗的电阻消耗的电功率的变化量为______W。
20. 有一额定功率为1000W的电热水壶，内装1.6kg的水，通电后持续正常加热，将50℃的水烧开(在标准大气压下)，用时7min，已知水的比热容是4.2×10³J/(kg⋅℃)。求：
(1)水吸收的热量；
(2)电热水壶的效率。
21. 在研究影响电磁铁磁性强弱因素的过程中，某同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了线圈有四个接线柱(抽头)a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。该同学将自制的电磁铁和相关实验器材组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用______来反映；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与______有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以探究电磁铁磁性强弱与______有关。
22. 小红做“测量小灯泡电功率”的实验，实验室有如下器材：电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了如图甲所示的电路，她应选用______(选填“R1”或“R2”)滑动变阻器。
(2)连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移动到最______(选填“左”或“右”)端，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数始终为零，电流表示数变化明显。电路故障可能是______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
A.电流表内部断路了
B.灯泡的灯丝断了
C.灯泡出现了短路
D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U−I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为______ W。
(4)若使用这些器材较为精准地测量额定电压为3.8V的小灯泡额定功率，该如何对电路进行更改，请在虚线框中画出电路图。
23. 如图所示电路，电源两端电压不变。闭合开关S后，当滑片P移至某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W；当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V。
求：
(1)当热敏电阻R两端电压为6V时，电路中的电流I及滑动变阻器两端的电压U2；
(2)当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能W。
24. 小明想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材，且连接了部分实验电路，如图所示。请补全实验电路，测量出电阻Rx的阻值，写出主要的实验步骤和需要测量的物理量，并写出Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
(1)请用笔画出导线，将电路补充完整。
(2)实验步骤：______。
(3)表达式：Rx=______。
25. 老师让同学们为学校的植物温室设计一个有加热挡和保温挡的电热器，要求：加热功率为400W，保温功率为100W.如图是小明设计的电路，其中R1是发热体，R2是置于室外的定值电阻，电源电压为220V。
(1)电热器加热10分钟，产生的热量是多少？
(2)电路中R1、R2的阻值各是多大？
(3)请你从节能的角度，对小明设计的电路进行评估。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A.同一物体温度升高，内能一定增加，故A正确；
B.物体吸收热量时，温度不一定升高，比如晶体的熔化过程，吸收热量，内能增加，温度不变，故B错误；
C.内能的大小与质量、温度和状态有关，只知道温度高低不能判断内能大小，故C错误；
D.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是对物体做了功，故D错误。
故选：A。
(1)(3)内能的大小与质量、温度和状态有关；
(2)晶体在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变；
(4)改变内能的方法有两个：做功和热传递；
本题考查温度、内能、热量之间的关系以及改变内能的方式，属热学的基础知识。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
本题考查物体带电的有关问题，要知道在两者相互吸引有两种情况：异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】
甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，同种电荷相互排斥，两个小球都偏离线的竖直方向，并且相互远离，故D符合题意。
故选：D。
3.【答案】C
【解析】解：A、碳棒、人体、大地均容易导电，属于导体，故A错误；
B、水银、铜丝、铁块都是金属，属于导体，故B错误；
C、陶瓷、干木、塑料均不易导电，属于绝缘体，故C正确；
B、石墨、橡胶、酸碱盐溶液中，石墨和碳酸盐溶液属于导体，橡胶属于绝缘体，故D错误。
故选：C。
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体，属于识记的内容，比较简单。
4.【答案】B
【解析】解：要使R1、R2串联，电流从电源的正极流出依次经过R2、R1，所以只闭合开关S3，开关S1、S2都断开，故B正确，ACD错误。
故选：B。
电路的基本连接形式有两种：一种是串联，在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响。
本题考查了串联电路的连接，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
5.【答案】D
【解析】电冰箱在工作时，电能主要转化为机械能；电视机、电脑在工作时，主要将电能转化为光能和声能；电热水壶将电能转化为热能，是利用电流的热效应，故D正确。
当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。根据各用电器的能量转化可做出判断。
6.【答案】B
【解析】解：A、甲实验中两个电阻串联是为了保证流过两个电阻的电流和通电时间相等，故A错误；
B、因串联电路处处电流相等，所以甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为Q左：Q右=I2R左t：I2R右t=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C、乙实验中，右侧两个5Ω电阻并联后与左侧5Ω的电阻串联，由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以两电阻的阻值和通电时间相等，通过两电阻的电流不相等，因此该实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D、设图乙中通过容器内电阻的电流为I，
由于两个并联电阻的阻值相等，所以通过两电阻的电流均为I，
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流为2I，
由Q=I2Rt可知，Q1=4Q2，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1，故D错误。
故选：B。
(1)由焦耳定律可知，电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关；探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
(2)根据串并联电路的特点和焦耳定律分析容器内电阻产生热量的大小关系。
本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系以及控制变量法和转换法的了解和掌握，突出运用知识解决实际问题的能力，综合性强。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，要求我们牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
(1)生活中的水是导体，易造成触电；
(2)维修电器时，应先断开开关；
(3)电线的绝缘皮破损时容易造成触电事故；
(4)用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替。
【解答】
A、生活中的水是导体，用湿手拨动空气开关易造成触电，故A错误；
B、在未断开电源开关的情况下更换灯泡，这样容易发生触电事故，所以更换灯泡时断开电源开关，故B正确；
C、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，故C错误；
D、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故D错误。
8.【答案】C
【解析】解：A、条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，故A错误；
B、磁场是真实存在的，但磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；
C、同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C正确；
D、磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，而不是对放入其中的物体有力的作用，故D错误。
故选：C。
(1)条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱；
(2)磁体周围存在磁场，为了描述磁场的性质而引入了磁感线的概念，可形象地表示磁场的性质；
(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)磁场看不见，可以通过它表现的性质来认识它，基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
本题考查有关磁场和磁感线的基本知识，为易错题，需要对基础知识掌握并理解才能正确作答。
9.【答案】C
【解析】解：
A、由表中信息可知，空调机的额定功率大于电视机的额定功率，由W=Pt可知，由于不知道时间大小，所以不能判断空调机消耗的电能和电视机消耗的电能大小关系，故A错误；
B、根据表格中的信息可知，电热水器的额定功率最大，额定电压相同，由P=UI可知，电热水器的额定电流最大，所以电热水器正常工作时的电流最大，故B错误；
C、电功率是表示电流做功快慢的物理量，由表格数据可知，电热水器的额定功率最大，因此四种家用电器正常工作时，电热水器的电功率最大，电流通过电热水器做功最快，故C正确；
D、由P=U2R可知，电热水器的电阻：R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω，
电热水器接在110V的电路中，它的实际功率P实际=U实2R=(110V)224.2Ω=500W，故D错误。
故选：C。
(1)由表中信息可知，空调机的额定功率大于电视机的额定功率，由W=Pt可知，在相同时间内，空调机消耗的电能比电视机消耗的电能多；
(2)根据表格中的信息可知，电热水器的额定功率最大，额定电压相同，由P=UI可知，电热水器的额定电流最大；
(3)电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率最大的用电器电流做功最快；
(4)知道电热水器的额定电压、额定功率，根据P=U2R求热水器的电阻和接在110V的电路中时它的实际功率。
本题考查了电功率公式及其变形公式的应用，分析用电器的铭牌得出相关信息是关键。
10.【答案】D
【解析】A、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电流表示数：I=UR0+RPA，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，故A不符合题意；
B、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+RPA，则电压表示数为：U0=IR0=UR0+RPA×R0，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，R0两端的电压不是均匀变小，故B不符合题意；
C、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+RPA，则电压表示数为：UPa=U−U0=U−IR0=U−UR0+RPA×R0，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，滑动变阻器R两端的电压不是均匀变大，故C不符合题意；
D、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R的全部电阻串联，电压表测滑动变阻器R上Pb段两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+R，即电路中的电流保持不变；电压表示数为：UPb=IRPb，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，P与b端之间的电阻阻值均匀减小，由于电路中电流不变，则滑动变阻器R上Pb段两端的电压均匀减小，故D符合题意。
首先分析电路的连接方式，判断出电表的测量对象，然后根据串并联电路的特点和欧姆定律分别分析每个选项，得出正确结论；
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的应用，要注意电表的测量对象，同时注意电表示数是不是均匀变化，可以结合图象解决。
11.【答案】ACD
【解析】解：A、图中的进、排气门都关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，做功冲程中高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A正确；
B、四冲程汽油机的吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故B错误；
C、燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故C正确；
D、飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，每秒钟飞轮转动30圈，对外做功15次，故D正确。
故选：ACD。
(1)根据气门和活塞的状态判断是哪个冲程；汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程将机械能转化为内能；
(2)四冲程汽油机，除了做功冲程，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成；
(3)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越高，效率越高；
(4)热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案。
此题考查了学生对汽油机四个冲程的认识和了解，注意从活塞的运动方向和气门的关闭两方面判断。
12.【答案】AB
【解析】解：
A、地磁场的北极在地理的南极附近，故A正确；
B、根据奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，故B正确；
C、改变磁场的方向，同时电流的方向改变，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故C错误；
D、闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，故D错误。
故选：AB。
(1)地磁场的北极在地理的南极附近；
(2)通电导体周围存在磁场；
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流的方向有关；
(4)感应电流产生的条件：电路闭合，且闭合电路的部分导体切割磁感线运动。
本题考查了产生感应电流的条件、通电导体在磁场中受力的方向与哪些因素有关、地磁场、电流的磁效应等知识，属于基础题。
13.【答案】BCD
【解析】解：
由电路图可知，灯L与滑动变阻器R串联，电压表V测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；
A、灯泡L额定电压为6V，由图乙可知灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.6A，所以由I=UR可知，灯泡正常发光时的电阻：RL=ULIL=6V0.6A=10Ω，故A错误；
B、当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，则此时滑动变阻器接入电路的阻值：R′=14R=14×40Ω=10Ω，
因串联电路处处电流相等，所以电路电流：I=IL=0.6A，
因串联电路两端总电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U=UL+IR′=6V+0.6A×10Ω=12V，故B正确；
C、灯泡正常发光时电路总功率：P=UI=12V×0.6A=7.2W，故C正确；
D、由电路图可知，用定值电阻R0替换灯泡L，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻R0两端电压；
要求移动变阻器的滑片P，使电压表V的示数最大值达到4V，
已知电源电压为12V，且串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压的最小值：U小=U−UV=12V−4V=8V，
因串联电路中处处电流相等，所以U0R0=U滑R滑，化简可得：R0R滑=U0U滑=4V8V=12；
①由于电流表量程为0∼3A，变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中允许通过的最大电流为1A，则电路中的最小电阻：R串小=UI大=12V1A=12Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以定值最电阻最小值：R0小=11+2×12Ω=4Ω；
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω，定值最电阻有最大值，
由R0R滑=12可得，定值最电阻有最大值：R0大=12R滑大=12×40Ω=20Ω；
故保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V.R0的取值范围为4Ω∼20Ω，故D正确。
故选：BCD。
由电路图可知，灯L与滑动变阻器R串联，电压表V测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；
(1)已知灯泡的额定电压，根据图乙读出灯泡正常发光时的电流，再根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；
(2)当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，据此求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据串联电路电流、电压规律和欧姆定律求出电源电压；
(3)根据P=UI求出灯泡正常发光时电路的总功率；
(4)由电路图可知，用定值电阻R0替换灯泡L，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，根据电压表示数的最大值和串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的最小电压，根据串联电路电流规律和欧姆定律求出定值电阻R0与变阻器连入电路电阻的阻值之比；
①根据电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路最大电流，根据欧姆定律求出电路最小总电阻，再根据串联电路电阻规律和定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比求出定值最电阻最小值；
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω，结合定值电阻R0与变阻器连入电路中的电阻之比求出定值最电阻有最大值，从而确定R0的取值范围。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，难点是D选项，关键是根据题目条件确定电压表V的最大示数为4V时，根据串联电路的特点和欧姆定律求出定值电阻R0与变阻器连入电路中的电阻的比值。
14.【答案】做功 3.4×107J/kg
【解析】解：(1)用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高，即做功可以改变物体的内能。
(1)燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量和是否完全燃烧无关，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是3.4×107J/kg。
故答案为：(1)做功；(2)3.4×107J/kg。
(1)改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高。
(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
本题考查了对燃料热值、做功改变物体内能等知识的理解与掌握，是经常考的题型，要充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
15.【答案】小于 3
【解析】解：(1)由图象可知，当I1=I2=0.4A时，两电阻两端的电压分别为U1=3V，U2=5V，
由I=UR可得，两电阻的阻值分别为：R1=U1I1=3V0.4A=7.5Ω，R2=U2I2=5V0.4A=12.5Ω，
显然则R1
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：I=UR总=UR1+R2=8V7.5Ω+12.5Ω=0.4A，
则R1两端的电压：U1′=IR1=0.4A×7.5Ω=3V。
故答案为：小于；3。
(1)从U−I图线上读出任一组数据，根据欧姆定律分别求出R1、R2的阻值，然后比较大小；
(2)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中电流，进一步根据欧姆定律求出R1两端的电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会分析图象利用欧姆定律求出两电阻的阻值。
16.【答案】82 4400
【解析】解：
他家本月消耗的电能：W=W1−W2=1469.5kW⋅h−1387.5kW⋅h=82kW⋅h。
由图示电能表可知，电能表正常工作时的电压是220V，允许通过的最大电流是20A，则电能表允许的用电器最大总功率：
P=UI=220V×20A=4400W。
故答案为：82；4400。
(1)电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW⋅h。
(2)明确电能表每一个参数的含义，利用公式P=UI计算出最大的电功率。
本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好。
17.【答案】低于 电阻
【解析】解：
电炉丝断了一小截，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，这样造成电阻丝的横截面积减小，在材料、长度不变时，横截面积减小，电阻将变大，所以由P=U2R可知，电炉的实际功率比额定功率小，即电炉的实际功率低于其额定功率；
电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相同，通电时间也是相同的，电炉丝热的发红而导线却几乎不热，是因为电炉丝的电阻与导线的电阻不同造成的，电炉丝的电阻比导线的电阻大，电炉丝产生的热量多，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻有关。
故答案为：低于；电阻。
在导体的长度和材料相同的情况下，导体的横截面积越小电阻越大，横截面积越大电阻越小，据此可知补接后的电炉丝电阻的变化，然后根据P=U2R可知电炉实际功率与额定功率的关系；根据焦耳定律分析电炉丝热得发红而导线却几乎不热。
此题考查了电功率计算公式及其变形公式和焦耳定律的应用，难度不大，是一道基础题。
18.【答案】乙 电能表
【解析】解：
试电笔是辨别火线和零线的工具；试电笔使用时，用手捏住笔尾金属体，将笔尖接触进户线，若碰到的是火线，则氖管发光；若笔尖接触的是零线，氖管就不会发光；使用试电笔时手必须和试电笔的笔尾金属体接触，才可以形成通路，故正确的是乙；
输电线进户后首先接到电能表上，再接到总开关上，然后是保险装置。
故答案为：乙；电能表。
(1)正确使用试电笔：手接触笔尾金属体，笔尖接触导线；氖管发光，导线是火线，氖管不发光的是零线；
(2)输电线进户后首先接到电能表上，后面依次是总开关、保险装置。
本题考查试电笔的正确使用方法和家庭电路的连接，是一道基础题。
19.【答案】201.8
【解析】解：电阻保持不变，根据欧姆定律可得：
当电阻两端的电压为8V时，通过电阻的电流为I1=8VR，该电阻的电功率为P1=(8V)2R；
当电阻两端的电压为10V时，通过电阻的电流为I2=10VR，该电阻的电功率为P2=(10V)2R，
电流变化量：
△I=I2−I1=10VR−8VR=0.1A，
解得：R=20Ω，
该电阻的电功率变化了：
△P=P2−P1=(10V)2R−(8V)2R=(10V)220Ω−(8V)220Ω=1.8W。
故答案为：20；1.8。
电阻大小不变，已知电阻两端电压的变化和电流的变化，根据公式I=UR表示出电路中的电流，再根据公式P=U2R表示出电阻的电功率，结合通过电阻电流的变化求出电阻的阻值，进一步求出电功率变化值。
本题考查电阻和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是求电阻的阻值，这也是本题的难点，也是此题的突破点。
20.【答案】解：(1)1个标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，且水沸腾时温度保持不变；
水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.6kg×(100℃−50℃)=3.36×105J；
(2)由P=Wt可知，电热水壶消耗的电能：W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J；
电热水壶的效率：η=Q吸W×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)水吸收的热量为3.36×105J；
(2)电热水壶的效率为80%。
【解析】(1)1个标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，且水沸腾时温度保持不变，利用Q吸=cm(t−t0)计算水吸收的热量；
(2)利用P=Wt计算出电热水壶消耗的电能，利用η=Q吸W计算出电热水壶的效率。
本题考查吸热公式、电功公式、效率公式的应用，关键是知道1个标准大气压下水的沸点是100℃。
21.【答案】吸引大头针的数量 电流大小 线圈匝数
【解析】解：
(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
故答案为：(1)吸引大头针的数量；(2)电流大小；(3)线圈匝数。
(1)采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱；
(2)(3)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决；
本题考查了探究影响电磁铁磁性大小的因素，属于基础题。
22.【答案】R2 右 D0.625
【解析】解：(1)灯的额定电压为2.5V，变阻器要分去6V−2.5V=3.5V的电压，根据分压原理，U滑UL=R滑RL，滑动变阻器的阻值至少为：R滑=U滑UL×RL=3.5V2.5V×10Ω=14Ω，故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处，即最右端；
正确连接电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路；小灯泡不亮，电压表无示数，说明小灯泡短路或电压表短路，故D符合题意；
(3)由图乙知，当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率：
P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625A；
(4)当灯泡正常发光时，即要使灯泡电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为6V−3.8V=2.2V，
所以把电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时，即可进行实验。
电路图如下图所示：
。
故答案为：(1)R2；(2)右；D；(3)0.625；(4)见上图。
(1)根据分压原理求出滑动变阻器连放电路中的最小阻值；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处；
电流表有示数，说明电路为通路；小灯泡不亮，电压表无示数，说明小灯泡短路或电压表短路；
(3)由图乙，根据额定电压电压下对应的电流大小，求小灯泡的额定功率P额=U额I；
(4)电源电压为6V，根据串联电路电压特点，当灯泡电压为3.8V，滑动变阻器两端的电压为2.2V，可以利用0∼3V量程测量滑动变阻器的电压。
本题测量小灯泡电功率，考查器材的选择、常见故障的分析、额定功率的计算以及特殊的方法测量小灯泡的电功率，要掌握。
23.【答案】解：(1)开关闭合后，热敏电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，
由P=UI可得电路中的电流：I=P1U1=3W6V=0.5A，
串联电路各处电流相等，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W，滑动变阻器两端的电压：U2=P2I=1.5W0.5A=3V；
(2)当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V，
通过电路的电流变小，由欧姆定律可得电路总电阻变大，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的电阻变大，
根据串联电路分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大了2V，则热敏电阻两端的电压减小2V，
此时热敏电阻两端的电压：U1′=U1−2V=6V−2V=4V，
当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能：W=U1′I′t=4V×0.4A×60s=96J。
答：(1)当热敏电阻R两端电压为6V时，电路中的电流为0.5A；滑动变阻器两端的电压为3V；
(2)当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能为96J。
【解析】(1)开关闭合后，热敏电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，由P=UI可得电路中的电流，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W，根据串联电路电流特点和电功率公式可得滑动变阻器两端的电压；
(2)当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V，通过电路的电流变小，由欧姆定律可得电路总电阻变大，根据串联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大了2V，则热敏电阻两端的电压减小2V，进一步计算此时热敏电阻两端的电压，根据W=UIt计算热敏电阻R在1分钟内消耗的电能。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用。
24.【答案】S1、S2都闭合，记录电压表的示数为U；只闭合开关S1，记录电压表的示数为U1 U−U1U1×R0
【解析】(1)可通过S1的闭合，设计两电阻串联及电路为R0的简单电路两种情况，用电压表分别测量电源电压和R0两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律得出Rx的阻值，如图：
(2)实验步骤：S1、S2都闭合，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电压表测量电源电压，记录电压表的示数为U；
只闭合开关S1，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，记录电压表的示数为U1，根据串联电路的电压特点可知Rx两端的电压Ux=U−U1，根据欧姆定律可知电路电流I=U1R0；
(3)根据(2)中分析，结合欧姆定律可知Rx=UxI=U−U1U1R0=U−U1U1×R0。
故答案为：
(1)如图；
(2)S1、S2都闭合，记录电压表的示数为U；只闭合开关S1，记录电压表的示数为U1；
(3)U−U1U1×R0。
(1)可通过S1的闭合，设计两电阻串联及电路为R0的简单电路两种情况，用电压表分别测量电源电压和R0两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律得出Rx的阻值，据此连接电路；
(2)实验步骤：S1、S2都闭合，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电压表测量电源电压，记录电压表的示数为U；
只闭合开关S1，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，记录电压表的示数为U1，根据串联电路的电压特点可知Rx两端的电压，根据欧姆定律可知电路电流；
(3)根据(2)中分析，结合欧姆定律可知Rx的表达式。
本题测量定值电阻的阻值，考查电路图连接、实验步骤及电阻的计算。
25.【答案】解：(1)由P=Wt，电热器加热10分钟，产生的热量：
Q=W=P加热t=400W×10×60s=2.4×105J。
(2)由电路图可知，当开关S闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，
电源电压U不变，根据P=U2R可知，电功率较大，电热器处于加热状态，
则发热体R1的阻值：R1=U2P加热=(220V)2400W=121Ω。
当开关S断开时，两电阻串联，电路电阻较大，
电源电压U不变，根据P=U2R可知，电功率较小，电热器处于保温状态，
由P=I2R得，电路中的电流：
I=P保温R1=100W121Ω=1011A，
由I=UR得，此时R1两端的电压：
U1=IR1=1011A×121Ω=110V，
则R2两端的电压：U2=U−U1=220V−110V=110V，
则R2的阻值：R2=U2I=110V1011A=121Ω。
(3)由于电阻R2置于室外，消耗的电能没有被利用，有一部分热量散失到空气中，故小明设计的电路电能利用率低。
答：(1)电热器加热10分钟，产生2.4×105J的热量；
(2)电路中R1、R2的阻值都是121Ω；
(3)小明设计的电路能量利用效率低。
【解析】(1)已知加热器的加热功率和时间，根据W=Pt可以求出加热器10min产生的热量。
(2)由电路图可知，当开关S闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电热器处于加热状态，根据P=U2R求出发热体R1的阻值；
当开关S断开时，两电阻串联，电路电阻较大，电热器处于保温状态，根据P=I2R求出电路中的电流，然后根据欧姆定律和串联电路电压特点求出R2的阻值；
(3)由于电阻R2置于室外，也会消耗一部分电能，将其转化为热量散失到空气中，故可从能量利用效率方面进行分析。
本题考查了求电热器产生的热量、电路状态的判断、求电阻阻值、电路设计评价等问题，分析清楚电路结构、熟练应用电功率公式的变形公式即可正确解题，值得注意的是本题的加热功率和保温功率均为R1的电功率，易错点，需认真审题！
2021-2022学年天津市南开区九年级（上）期末物理试卷
1. 关于热量、内能、温度间的关系，下列说法正确的是( )
A. 同一物体，若它的温度升高，内能一定增加
B. 物体吸收热量，温度一定升高
C. 甲物体的温度比乙物体的高，甲物体的内能一定比乙物体的内能多
D. 物体温度升高，一定是从外界吸收了热量
2. 用两根绝缘细线，分别将甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，再将乙球慢慢靠近甲球时，会出现的情形是( )
A. B. C. D.
3. 下列四组物体中，都属于绝缘体的一组是( )
A. 碳棒、人体、大地 B. 水银、铜丝、铁块
C. 陶瓷、干木、塑料 D. 石墨、橡胶、酸碱盐溶液
4. 如图所示的电路中，电源电压不变，若要使电阻R1、R2串联，则下列开关状态正确的是( )
A. 只闭合S1
B. 只闭合S3
C. 同时闭合S1和S2
D. 同时闭合S1、S2、S3
5. 下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 电冰箱 B. 电视机 C. 电脑 D. 电热水壶
6. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验，下列说法正确的是( )
A. 甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B. 甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1：2
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为2：1
7. 下列选项中符合安全用电要求的是( )
A. 用湿手拨动空气开关
B. 在更换灯泡时断开电源开关
C. 家用电器电线绝缘皮破损了仍继续使用
D. 把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
8. 关于磁现象，下列说法中正确的是( )
A. 条形磁体中间部位的磁性最强 B. 用来描述磁场的磁感线真实存在
C. 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 D. 磁场对放入其中的物体有力的作用
9. 观察下列四种家用电器的铭牌，下列说法中正确的是( )
电风扇
空调机
电热水器
电视机
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率100W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率1300W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率200W
A. 空调机消耗的电能一定比电视机消耗的电能多
B. 四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C. 四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D. 电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000W
10. 如图所示的四个电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中的电表示数也随之均匀变化的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程( )
A. 该冲程将内能转化为机械能
B. 该冲程是靠飞轮惯性完成的冲程
C. 若使燃料燃烧更充分，可以提高汽油机的效率
D. 该汽油机的飞轮转速是1800r/min，则做功冲程是15次/秒
12. 勤思考、爱交流的小明对电与磁的知识进行了总结，并与小红进行交流，小红认为小明的结论有的正确、有的错误。小明总结的下列结论中正确的是( )
A. 地磁场的北极在地理南极附近
B. 通电导体周围存在磁场
C. 改变了磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向一定发生改变
D. 闭合回路的导体在磁场中运动时，导体中一定会产生感应电流
13. 如图甲所示电路中，灯泡L额定电压为6V，滑动变阻器R上标有“40Ω1A”字样，电流表量程为0∼3A。当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，灯泡的I−U图象如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻为5Ω
B. 电源电压为12V
C. 灯泡正常发光时电路总功率为7.2W
D. 用定值电阻R0替换灯泡L，保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V，则R0的取值范围为4Ω∼20Ω
14. (1)如图甲所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该现象表明______(选填“做功”或“热传递”)可以改变物体的内能。
(2)已知1kg无烟煤的热值是3.4×107J/kg，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是______。
15. 有两个阻值不同的定值电阻R1和R2，它们的电流随电压变化的I−U图象如图所示，根据图象可知R1______R2(选填“大于”、“小于”或“等于”)，如果把R1、R2两个电阻串联在一个电压为8V的电源上时，R1两端的电压为______ V。
16. 小明家电能表上月底的示数和本月底的示数如图所示，他家本月消耗的电能为______kW⋅h，他家同时使用的用电器总功率不得超过______ W。
17. 某同学在检修一只标有额定值为“220V 800W”的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，再接入220V的原电路中使用，那么它的实际功率将______(选填“低于”、“等于”或“高于”)额定功率；将电炉通过导线接到电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的______有关。
18. 如图所示，使用试电笔的方法中正确的是______(选填“甲”或“乙”)。家庭电路中，输电线进户后首先接到______(选填“电能表”、“总开关”或“保险装置”)上。
19. 当电阻两端的电压由8V变为10V时，通过电阻的电流增加了0.1A，该电阻的阻值为______Ω；该电阻消耗的电阻消耗的电功率的变化量为______W。
20. 有一额定功率为1000W的电热水壶，内装1.6kg的水，通电后持续正常加热，将50℃的水烧开(在标准大气压下)，用时7min，已知水的比热容是4.2×10³J/(kg⋅℃)。求：
(1)水吸收的热量；
(2)电热水壶的效率。
21. 在研究影响电磁铁磁性强弱因素的过程中，某同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了线圈有四个接线柱(抽头)a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。该同学将自制的电磁铁和相关实验器材组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用______来反映；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与______有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以探究电磁铁磁性强弱与______有关。
22. 小红做“测量小灯泡电功率”的实验，实验室有如下器材：电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了如图甲所示的电路，她应选用______(选填“R1”或“R2”)滑动变阻器。
(2)连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移动到最______(选填“左”或“右”)端，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数始终为零，电流表示数变化明显。电路故障可能是______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
A.电流表内部断路了
B.灯泡的灯丝断了
C.灯泡出现了短路
D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U−I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为______ W。
(4)若使用这些器材较为精准地测量额定电压为3.8V的小灯泡额定功率，该如何对电路进行更改，请在虚线框中画出电路图。
23. 如图所示电路，电源两端电压不变。闭合开关S后，当滑片P移至某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W；当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V。
求：
(1)当热敏电阻R两端电压为6V时，电路中的电流I及滑动变阻器两端的电压U2；
(2)当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能W。
24. 小明想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材，且连接了部分实验电路，如图所示。请补全实验电路，测量出电阻Rx的阻值，写出主要的实验步骤和需要测量的物理量，并写出Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
(1)请用笔画出导线，将电路补充完整。
(2)实验步骤：______。
(3)表达式：Rx=______。
25. 老师让同学们为学校的植物温室设计一个有加热挡和保温挡的电热器，要求：加热功率为400W，保温功率为100W.如图是小明设计的电路，其中R1是发热体，R2是置于室外的定值电阻，电源电压为220V。
(1)电热器加热10分钟，产生的热量是多少？
(2)电路中R1、R2的阻值各是多大？
(3)请你从节能的角度，对小明设计的电路进行评估。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A.同一物体温度升高，内能一定增加，故A正确；
B.物体吸收热量时，温度不一定升高，比如晶体的熔化过程，吸收热量，内能增加，温度不变，故B错误；
C.内能的大小与质量、温度和状态有关，只知道温度高低不能判断内能大小，故C错误；
D.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是对物体做了功，故D错误。
故选：A。
(1)(3)内能的大小与质量、温度和状态有关；
(2)晶体在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变；
(4)改变内能的方法有两个：做功和热传递；
本题考查温度、内能、热量之间的关系以及改变内能的方式，属热学的基础知识。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
本题考查物体带电的有关问题，要知道在两者相互吸引有两种情况：异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】
甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，同种电荷相互排斥，两个小球都偏离线的竖直方向，并且相互远离，故D符合题意。
故选：D。
3.【答案】C
【解析】解：A、碳棒、人体、大地均容易导电，属于导体，故A错误；
B、水银、铜丝、铁块都是金属，属于导体，故B错误；
C、陶瓷、干木、塑料均不易导电，属于绝缘体，故C正确；
B、石墨、橡胶、酸碱盐溶液中，石墨和碳酸盐溶液属于导体，橡胶属于绝缘体，故D错误。
故选：C。
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体，属于识记的内容，比较简单。
4.【答案】B
【解析】解：要使R1、R2串联，电流从电源的正极流出依次经过R2、R1，所以只闭合开关S3，开关S1、S2都断开，故B正确，ACD错误。
故选：B。
电路的基本连接形式有两种：一种是串联，在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响。
本题考查了串联电路的连接，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
5.【答案】D
【解析】电冰箱在工作时，电能主要转化为机械能；电视机、电脑在工作时，主要将电能转化为光能和声能；电热水壶将电能转化为热能，是利用电流的热效应，故D正确。
当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。根据各用电器的能量转化可做出判断。
6.【答案】B
【解析】解：A、甲实验中两个电阻串联是为了保证流过两个电阻的电流和通电时间相等，故A错误；
B、因串联电路处处电流相等，所以甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为Q左：Q右=I2R左t：I2R右t=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C、乙实验中，右侧两个5Ω电阻并联后与左侧5Ω的电阻串联，由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以两电阻的阻值和通电时间相等，通过两电阻的电流不相等，因此该实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D、设图乙中通过容器内电阻的电流为I，
由于两个并联电阻的阻值相等，所以通过两电阻的电流均为I，
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流为2I，
由Q=I2Rt可知，Q1=4Q2，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1，故D错误。
故选：B。
(1)由焦耳定律可知，电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关；探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
(2)根据串并联电路的特点和焦耳定律分析容器内电阻产生热量的大小关系。
本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系以及控制变量法和转换法的了解和掌握，突出运用知识解决实际问题的能力，综合性强。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，要求我们牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
(1)生活中的水是导体，易造成触电；
(2)维修电器时，应先断开开关；
(3)电线的绝缘皮破损时容易造成触电事故；
(4)用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替。
【解答】
A、生活中的水是导体，用湿手拨动空气开关易造成触电，故A错误；
B、在未断开电源开关的情况下更换灯泡，这样容易发生触电事故，所以更换灯泡时断开电源开关，故B正确；
C、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，故C错误；
D、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故D错误。
8.【答案】C
【解析】解：A、条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，故A错误；
B、磁场是真实存在的，但磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；
C、同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C正确；
D、磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，而不是对放入其中的物体有力的作用，故D错误。
故选：C。
(1)条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱；
(2)磁体周围存在磁场，为了描述磁场的性质而引入了磁感线的概念，可形象地表示磁场的性质；
(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)磁场看不见，可以通过它表现的性质来认识它，基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
本题考查有关磁场和磁感线的基本知识，为易错题，需要对基础知识掌握并理解才能正确作答。
9.【答案】C
【解析】解：
A、由表中信息可知，空调机的额定功率大于电视机的额定功率，由W=Pt可知，由于不知道时间大小，所以不能判断空调机消耗的电能和电视机消耗的电能大小关系，故A错误；
B、根据表格中的信息可知，电热水器的额定功率最大，额定电压相同，由P=UI可知，电热水器的额定电流最大，所以电热水器正常工作时的电流最大，故B错误；
C、电功率是表示电流做功快慢的物理量，由表格数据可知，电热水器的额定功率最大，因此四种家用电器正常工作时，电热水器的电功率最大，电流通过电热水器做功最快，故C正确；
D、由P=U2R可知，电热水器的电阻：R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω，
电热水器接在110V的电路中，它的实际功率P实际=U实2R=(110V)224.2Ω=500W，故D错误。
故选：C。
(1)由表中信息可知，空调机的额定功率大于电视机的额定功率，由W=Pt可知，在相同时间内，空调机消耗的电能比电视机消耗的电能多；
(2)根据表格中的信息可知，电热水器的额定功率最大，额定电压相同，由P=UI可知，电热水器的额定电流最大；
(3)电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率最大的用电器电流做功最快；
(4)知道电热水器的额定电压、额定功率，根据P=U2R求热水器的电阻和接在110V的电路中时它的实际功率。
本题考查了电功率公式及其变形公式的应用，分析用电器的铭牌得出相关信息是关键。
10.【答案】D
【解析】A、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电流表示数：I=UR0+RPA，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，故A不符合题意；
B、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+RPA，则电压表示数为：U0=IR0=UR0+RPA×R0，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，R0两端的电压不是均匀变小，故B不符合题意；
C、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+RPA，则电压表示数为：UPa=U−U0=U−IR0=U−UR0+RPA×R0，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，电路中电流不是均匀变小，滑动变阻器R两端的电压不是均匀变大，故C不符合题意；
D、由电路图可知，闭合开关S，R0与滑动变阻器R的全部电阻串联，电压表测滑动变阻器R上Pb段两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流为：I=UR0+R，即电路中的电流保持不变；电压表示数为：UPb=IRPb，所以，当移动滑片P，使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时，P与b端之间的电阻阻值均匀减小，由于电路中电流不变，则滑动变阻器R上Pb段两端的电压均匀减小，故D符合题意。
首先分析电路的连接方式，判断出电表的测量对象，然后根据串并联电路的特点和欧姆定律分别分析每个选项，得出正确结论；
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的应用，要注意电表的测量对象，同时注意电表示数是不是均匀变化，可以结合图象解决。
11.【答案】ACD
【解析】解：A、图中的进、排气门都关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，做功冲程中高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A正确；
B、四冲程汽油机的吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故B错误；
C、燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故C正确；
D、飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，每秒钟飞轮转动30圈，对外做功15次，故D正确。
故选：ACD。
(1)根据气门和活塞的状态判断是哪个冲程；汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程将机械能转化为内能；
(2)四冲程汽油机，除了做功冲程，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成；
(3)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越高，效率越高；
(4)热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案。
此题考查了学生对汽油机四个冲程的认识和了解，注意从活塞的运动方向和气门的关闭两方面判断。
12.【答案】AB
【解析】解：
A、地磁场的北极在地理的南极附近，故A正确；
B、根据奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，故B正确；
C、改变磁场的方向，同时电流的方向改变，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故C错误；
D、闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，故D错误。
故选：AB。
(1)地磁场的北极在地理的南极附近；
(2)通电导体周围存在磁场；
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流的方向有关；
(4)感应电流产生的条件：电路闭合，且闭合电路的部分导体切割磁感线运动。
本题考查了产生感应电流的条件、通电导体在磁场中受力的方向与哪些因素有关、地磁场、电流的磁效应等知识，属于基础题。
13.【答案】BCD
【解析】解：
由电路图可知，灯L与滑动变阻器R串联，电压表V测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；
A、灯泡L额定电压为6V，由图乙可知灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.6A，所以由I=UR可知，灯泡正常发光时的电阻：RL=ULIL=6V0.6A=10Ω，故A错误；
B、当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，则此时滑动变阻器接入电路的阻值：R′=14R=14×40Ω=10Ω，
因串联电路处处电流相等，所以电路电流：I=IL=0.6A，
因串联电路两端总电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U=UL+IR′=6V+0.6A×10Ω=12V，故B正确；
C、灯泡正常发光时电路总功率：P=UI=12V×0.6A=7.2W，故C正确；
D、由电路图可知，用定值电阻R0替换灯泡L，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻R0两端电压；
要求移动变阻器的滑片P，使电压表V的示数最大值达到4V，
已知电源电压为12V，且串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压的最小值：U小=U−UV=12V−4V=8V，
因串联电路中处处电流相等，所以U0R0=U滑R滑，化简可得：R0R滑=U0U滑=4V8V=12；
①由于电流表量程为0∼3A，变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中允许通过的最大电流为1A，则电路中的最小电阻：R串小=UI大=12V1A=12Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以定值最电阻最小值：R0小=11+2×12Ω=4Ω；
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω，定值最电阻有最大值，
由R0R滑=12可得，定值最电阻有最大值：R0大=12R滑大=12×40Ω=20Ω；
故保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V.R0的取值范围为4Ω∼20Ω，故D正确。
故选：BCD。
由电路图可知，灯L与滑动变阻器R串联，电压表V测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；
(1)已知灯泡的额定电压，根据图乙读出灯泡正常发光时的电流，再根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；
(2)当S闭合时，移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻为其总电阻的14时，灯泡L正常发光，据此求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据串联电路电流、电压规律和欧姆定律求出电源电压；
(3)根据P=UI求出灯泡正常发光时电路的总功率；
(4)由电路图可知，用定值电阻R0替换灯泡L，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，根据电压表示数的最大值和串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的最小电压，根据串联电路电流规律和欧姆定律求出定值电阻R0与变阻器连入电路电阻的阻值之比；
①根据电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路最大电流，根据欧姆定律求出电路最小总电阻，再根据串联电路电阻规律和定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比求出定值最电阻最小值；
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω，结合定值电阻R0与变阻器连入电路中的电阻之比求出定值最电阻有最大值，从而确定R0的取值范围。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，难点是D选项，关键是根据题目条件确定电压表V的最大示数为4V时，根据串联电路的特点和欧姆定律求出定值电阻R0与变阻器连入电路中的电阻的比值。
14.【答案】做功 3.4×107J/kg
【解析】解：(1)用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高，即做功可以改变物体的内能。
(1)燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量和是否完全燃烧无关，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是3.4×107J/kg。
故答案为：(1)做功；(2)3.4×107J/kg。
(1)改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高。
(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
本题考查了对燃料热值、做功改变物体内能等知识的理解与掌握，是经常考的题型，要充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
15.【答案】小于 3
【解析】解：(1)由图象可知，当I1=I2=0.4A时，两电阻两端的电压分别为U1=3V，U2=5V，
由I=UR可得，两电阻的阻值分别为：R1=U1I1=3V0.4A=7.5Ω，R2=U2I2=5V0.4A=12.5Ω，
显然则R1
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：I=UR总=UR1+R2=8V7.5Ω+12.5Ω=0.4A，
则R1两端的电压：U1′=IR1=0.4A×7.5Ω=3V。
故答案为：小于；3。
(1)从U−I图线上读出任一组数据，根据欧姆定律分别求出R1、R2的阻值，然后比较大小；
(2)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中电流，进一步根据欧姆定律求出R1两端的电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会分析图象利用欧姆定律求出两电阻的阻值。
16.【答案】82 4400
【解析】解：
他家本月消耗的电能：W=W1−W2=1469.5kW⋅h−1387.5kW⋅h=82kW⋅h。
由图示电能表可知，电能表正常工作时的电压是220V，允许通过的最大电流是20A，则电能表允许的用电器最大总功率：
P=UI=220V×20A=4400W。
故答案为：82；4400。
(1)电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW⋅h。
(2)明确电能表每一个参数的含义，利用公式P=UI计算出最大的电功率。
本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好。
17.【答案】低于 电阻
【解析】解：
电炉丝断了一小截，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，这样造成电阻丝的横截面积减小，在材料、长度不变时，横截面积减小，电阻将变大，所以由P=U2R可知，电炉的实际功率比额定功率小，即电炉的实际功率低于其额定功率；
电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相同，通电时间也是相同的，电炉丝热的发红而导线却几乎不热，是因为电炉丝的电阻与导线的电阻不同造成的，电炉丝的电阻比导线的电阻大，电炉丝产生的热量多，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻有关。
故答案为：低于；电阻。
在导体的长度和材料相同的情况下，导体的横截面积越小电阻越大，横截面积越大电阻越小，据此可知补接后的电炉丝电阻的变化，然后根据P=U2R可知电炉实际功率与额定功率的关系；根据焦耳定律分析电炉丝热得发红而导线却几乎不热。
此题考查了电功率计算公式及其变形公式和焦耳定律的应用，难度不大，是一道基础题。
18.【答案】乙 电能表
【解析】解：
试电笔是辨别火线和零线的工具；试电笔使用时，用手捏住笔尾金属体，将笔尖接触进户线，若碰到的是火线，则氖管发光；若笔尖接触的是零线，氖管就不会发光；使用试电笔时手必须和试电笔的笔尾金属体接触，才可以形成通路，故正确的是乙；
输电线进户后首先接到电能表上，再接到总开关上，然后是保险装置。
故答案为：乙；电能表。
(1)正确使用试电笔：手接触笔尾金属体，笔尖接触导线；氖管发光，导线是火线，氖管不发光的是零线；
(2)输电线进户后首先接到电能表上，后面依次是总开关、保险装置。
本题考查试电笔的正确使用方法和家庭电路的连接，是一道基础题。
19.【答案】201.8
【解析】解：电阻保持不变，根据欧姆定律可得：
当电阻两端的电压为8V时，通过电阻的电流为I1=8VR，该电阻的电功率为P1=(8V)2R；
当电阻两端的电压为10V时，通过电阻的电流为I2=10VR，该电阻的电功率为P2=(10V)2R，
电流变化量：
△I=I2−I1=10VR−8VR=0.1A，
解得：R=20Ω，
该电阻的电功率变化了：
△P=P2−P1=(10V)2R−(8V)2R=(10V)220Ω−(8V)220Ω=1.8W。
故答案为：20；1.8。
电阻大小不变，已知电阻两端电压的变化和电流的变化，根据公式I=UR表示出电路中的电流，再根据公式P=U2R表示出电阻的电功率，结合通过电阻电流的变化求出电阻的阻值，进一步求出电功率变化值。
本题考查电阻和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是求电阻的阻值，这也是本题的难点，也是此题的突破点。
20.【答案】解：(1)1个标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，且水沸腾时温度保持不变；
水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.6kg×(100℃−50℃)=3.36×105J；
(2)由P=Wt可知，电热水壶消耗的电能：W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J；
电热水壶的效率：η=Q吸W×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)水吸收的热量为3.36×105J；
(2)电热水壶的效率为80%。
【解析】(1)1个标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，且水沸腾时温度保持不变，利用Q吸=cm(t−t0)计算水吸收的热量；
(2)利用P=Wt计算出电热水壶消耗的电能，利用η=Q吸W计算出电热水壶的效率。
本题考查吸热公式、电功公式、效率公式的应用，关键是知道1个标准大气压下水的沸点是100℃。
21.【答案】吸引大头针的数量 电流大小 线圈匝数
【解析】解：
(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
故答案为：(1)吸引大头针的数量；(2)电流大小；(3)线圈匝数。
(1)采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱；
(2)(3)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决；
本题考查了探究影响电磁铁磁性大小的因素，属于基础题。
22.【答案】R2 右 D0.625
【解析】解：(1)灯的额定电压为2.5V，变阻器要分去6V−2.5V=3.5V的电压，根据分压原理，U滑UL=R滑RL，滑动变阻器的阻值至少为：R滑=U滑UL×RL=3.5V2.5V×10Ω=14Ω，故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处，即最右端；
正确连接电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路；小灯泡不亮，电压表无示数，说明小灯泡短路或电压表短路，故D符合题意；
(3)由图乙知，当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率：
P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625A；
(4)当灯泡正常发光时，即要使灯泡电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为6V−3.8V=2.2V，
所以把电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时，即可进行实验。
电路图如下图所示：
。
故答案为：(1)R2；(2)右；D；(3)0.625；(4)见上图。
(1)根据分压原理求出滑动变阻器连放电路中的最小阻值；
(2)为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处；
电流表有示数，说明电路为通路；小灯泡不亮，电压表无示数，说明小灯泡短路或电压表短路；
(3)由图乙，根据额定电压电压下对应的电流大小，求小灯泡的额定功率P额=U额I；
(4)电源电压为6V，根据串联电路电压特点，当灯泡电压为3.8V，滑动变阻器两端的电压为2.2V，可以利用0∼3V量程测量滑动变阻器的电压。
本题测量小灯泡电功率，考查器材的选择、常见故障的分析、额定功率的计算以及特殊的方法测量小灯泡的电功率，要掌握。
23.【答案】解：(1)开关闭合后，热敏电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，
由P=UI可得电路中的电流：I=P1U1=3W6V=0.5A，
串联电路各处电流相等，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W，滑动变阻器两端的电压：U2=P2I=1.5W0.5A=3V；
(2)当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V，
通过电路的电流变小，由欧姆定律可得电路总电阻变大，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的电阻变大，
根据串联电路分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大了2V，则热敏电阻两端的电压减小2V，
此时热敏电阻两端的电压：U1′=U1−2V=6V−2V=4V，
当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能：W=U1′I′t=4V×0.4A×60s=96J。
答：(1)当热敏电阻R两端电压为6V时，电路中的电流为0.5A；滑动变阻器两端的电压为3V；
(2)当电流表示数为0.4A时，热敏电阻R在1分钟内消耗的电能为96J。
【解析】(1)开关闭合后，热敏电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，热敏电阻R两端的电压为U1=6V，热敏电阻R的功率为P1=3W，由P=UI可得电路中的电流，此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W，根据串联电路电流特点和电功率公式可得滑动变阻器两端的电压；
(2)当滑片P移至另一点时，电流表的示数为0.4A，电压表的示数变化了2V，通过电路的电流变小，由欧姆定律可得电路总电阻变大，根据串联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大了2V，则热敏电阻两端的电压减小2V，进一步计算此时热敏电阻两端的电压，根据W=UIt计算热敏电阻R在1分钟内消耗的电能。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用。
24.【答案】S1、S2都闭合，记录电压表的示数为U；只闭合开关S1，记录电压表的示数为U1 U−U1U1×R0
【解析】(1)可通过S1的闭合，设计两电阻串联及电路为R0的简单电路两种情况，用电压表分别测量电源电压和R0两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律得出Rx的阻值，如图：
(2)实验步骤：S1、S2都闭合，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电压表测量电源电压，记录电压表的示数为U；
只闭合开关S1，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，记录电压表的示数为U1，根据串联电路的电压特点可知Rx两端的电压Ux=U−U1，根据欧姆定律可知电路电流I=U1R0；
(3)根据(2)中分析，结合欧姆定律可知Rx=UxI=U−U1U1R0=U−U1U1×R0。
故答案为：
(1)如图；
(2)S1、S2都闭合，记录电压表的示数为U；只闭合开关S1，记录电压表的示数为U1；
(3)U−U1U1×R0。
(1)可通过S1的闭合，设计两电阻串联及电路为R0的简单电路两种情况，用电压表分别测量电源电压和R0两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律得出Rx的阻值，据此连接电路；
(2)实验步骤：S1、S2都闭合，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电压表测量电源电压，记录电压表的示数为U；
只闭合开关S1，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，记录电压表的示数为U1，根据串联电路的电压特点可知Rx两端的电压，根据欧姆定律可知电路电流；
(3)根据(2)中分析，结合欧姆定律可知Rx的表达式。
本题测量定值电阻的阻值，考查电路图连接、实验步骤及电阻的计算。
25.【答案】解：(1)由P=Wt，电热器加热10分钟，产生的热量：
Q=W=P加热t=400W×10×60s=2.4×105J。
(2)由电路图可知，当开关S闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，
电源电压U不变，根据P=U2R可知，电功率较大，电热器处于加热状态，
则发热体R1的阻值：R1=U2P加热=(220V)2400W=121Ω。
当开关S断开时，两电阻串联，电路电阻较大，
电源电压U不变，根据P=U2R可知，电功率较小，电热器处于保温状态，
由P=I2R得，电路中的电流：
I=P保温R1=100W121Ω=1011A，
由I=UR得，此时R1两端的电压：
U1=IR1=1011A×121Ω=110V，
则R2两端的电压：U2=U−U1=220V−110V=110V，
则R2的阻值：R2=U2I=110V1011A=121Ω。
(3)由于电阻R2置于室外，消耗的电能没有被利用，有一部分热量散失到空气中，故小明设计的电路电能利用率低。
答：(1)电热器加热10分钟，产生2.4×105J的热量；
(2)电路中R1、R2的阻值都是121Ω；
(3)小明设计的电路能量利用效率低。
【解析】(1)已知加热器的加热功率和时间，根据W=Pt可以求出加热器10min产生的热量。
(2)由电路图可知，当开关S闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电热器处于加热状态，根据P=U2R求出发热体R1的阻值；
当开关S断开时，两电阻串联，电路电阻较大，电热器处于保温状态，根据P=I2R求出电路中的电流，然后根据欧姆定律和串联电路电压特点求出R2的阻值；
(3)由于电阻R2置于室外，也会消耗一部分电能，将其转化为热量散失到空气中，故可从能量利用效率方面进行分析。
本题考查了求电热器产生的热量、电路状态的判断、求电阻阻值、电路设计评价等问题，分析清楚电路结构、熟练应用电功率公式的变形公式即可正确解题，值得注意的是本题的加热功率和保温功率均为R1的电功率，易错点，需认真审题！
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