广东省江门市2020-2021学年九年级上学期期末物理试题

这是一份广东省江门市2020-2021学年九年级上学期期末物理试题，共20页。试卷主要包含了填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。

1．（3分）下列关于磁现象的说法中，正确的是（ ）
A．磁场中某一点的磁场方向是由放在这一点的小磁针的N极决定的
B．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C．磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极的
D．奥斯特实验表明，通电导体周围存在磁场
2．（3分）用玻璃棒接触验电器的金属球，发现验电器的两片金属箔片迅速张开，下列关于这个现象的说法正确的是（ ）
A．说明玻璃棒带电
B．不能说明玻璃棒是否带电
C．接触金属球后，玻璃棒的电荷消失了
D．两片金属箔片带上了异种电荷
3．（3分）如图所示为我省一名中学生家的家庭电路简化图，对该电路以下说法正确的是（ ）
A．出于安全考虑，a、b间电压应不高于36V
B．图中灯泡L与开关的连接方式不正确，应该并联接入电路
C．闭合开关后，空气开关立刻跳闸，是因为灯丝断路造成的
D．若c处断路，电热水壶插头插入插座P，电热水壶也能工作
4．（3分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
5．（3分）如图所示是研究通电导体在磁场中受力情况的实验装置。下列说法中错误的是（ ）
A．闭合开关后，看到ab棒左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用
B．该装置将机械能转化为电能
C．如要进一步研究感应电流的产生条件，只需将电源换成灵敏电流表
D．根据该装置，人们发明了电动机
6．（3分）如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图，R1是光敏电阻，当光照射的强度增大时其阻值变小，R2是定值电阻，电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时（ ）
A．通过R1的电流变大B．R1两端的电压变小
C．R2两端的电压变大D．R2两端的电压变小
7．（3分）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两灯正常发光时，相同时间内乙灯产生的电热多
B．甲、乙两灯的额定功率之比为1：2
C．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3
D．甲、乙两灯串联接在电压为6V的电源两端时，电流之比为2：1
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）我国004型航母正在建造中，该航母将是中国首艘核动力航母。核动力航母利用核反应堆中发生的 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供动力。产生电能提供给设备使用，电能属于 次能源。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
9．（3分）今年5月11日复课后，为了保障每位师生的安全，学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。消杀过后，同学们都闻得到消毒液的味道，这是 现象；在治疗高烧病人时，可以采用敷冰袋的方式来退烧，这实际上就是采用 的方法来改变物体内能，敷冰袋一段时间后，冰袋内能 （选填“增加”或“减少”）。
10．（3分）在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验现象：
①保持蹄形磁体位置不动，让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动，电流表的指针均不发生偏转；
②导线AB向左或向右运动，电流表的指针发生偏转；
③保持导线AB不动，让蹄形磁体向左或向右运动，电流表的指针发生偏转。
实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）实验现象：
①保持磁场方向不变，导线AB向右运动时，电流表指针向左偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向右偏转。
②对调磁体两极的位置。使磁场方向发生改变，导线AB向右运动时，电流表指针向右偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向左偏转。
实验结论：感应电流的方向与 有关。
11．（3分）如图所示，电源电压是3V且保持不变，S闭合后，电压表示数为1V，则灯L2两端的电压为 V；若断开开关，电压表示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若将电压表换成电流表，则闭合开关后电流表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
12．（3分）如图所示，在定值电阻R1和滑动变阻器R2串联的电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数 ，电压表V2的示数 ，电路消耗的总电功率 。（以上均选填“变大”“变小”或“不变”）
13．（3分）某家庭电路的部分电路如图所示，其中甲、乙两处分别装用电器和开关，甲处应装 ，电路的总开关应该安装在保险丝的 （选填“左侧”或“右侧”）；当接入电路的用电器增多时，保险丝的发热功率 。（选填“增大”或“减小”）
14．（3分）如图所示为汽油机的 冲程，活塞向上运动，对混合气做功，混合气的温度 （选填“升高”或“降低”），内能 （选填“增加”或“减少”）。
三、作图题（共7分）
15．（2分）在如图电路中，有三根导线尚未连接，请用笔画线补上。要求：电压表测小灯泡两端电压；闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮。
16．（2分）如图所示，将小车和条形磁铁靠近通电螺线管，当开关闭合后，发现条形磁铁和小车向右运动，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正负极。
17．（3分）请将图中的“光控开关”“声控开关”灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在光线很暗且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路。
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．（7分）（1）如图1是小明家的电能表，图中电表示数为 kW•h。根据表盘上的数据可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W，就一个铭牌上标有“220V 1500W”字样的微波炉单独正常工作2min，电能表的转盘转 转。转盘转动加快，说明电路中的总功率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）如图2是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，请完成下列各填空：
①将两电阻丝进行串联，其目的是： ；
②这个实验中，比较热量应该是通过比较 来进行的，这个研究方法可以称之为 法。
19．（6分）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3V保持不变。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于 （填“a”或“b”）端。
（2）小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表：分析数据可知，应将实验序号 的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时， 。为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于 Ω。通过计算可知，实验中使用的定值电阻约 Ω。
20．（6分）某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
（1）他连接了如图1所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是： 。
（2）改正（1）中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如下表所示。
请完成下列问题：
①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝ Ω（结果保留1位小数），同时也可以算出其额定功率为 W。分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越 。
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图2所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，则小灯泡两端的电压为 V，电流表的示数为 A。
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．（6分）为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理。某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是20℃的水加热到工作温度，需正常工作50min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
（1）消毒一次，水箱中的水吸收的热量是多少？
（2）消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？
（3）该消毒柜的电加热效率是多少？
22．（7分）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω。求闭合开关S后：
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c＝2.5×103J/（kg•℃）]
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．（7分）小明用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
（1）连接电路时，开关应处于 状态；连接好电路后，若将滑动变阻器的滑片P置于左端时闭合开关，则最可能损坏的是 （选填“电流表”或“电压表”）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是 （填序号）。
A．滑动变阻器断路
B．电阻R短路
C．电阻R断路
（3）排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。
（4）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是 ，再将电阻换成15Ω，重复上述操作。
（5）分析表格中的数据可得出结论： 一定时， 。
24．（6分）为了应对新冠肺炎疫情，小明家购买了一盏迷你型消毒灯。小明想知道消毒灯的额定功率，设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V，消毒灯额定电压为3.8V。
（1）在新冠病毒肆意地侵害人类的时候，家庭除了用“84”消毒液喷洒外，还常用 （选填“红外”或“紫外”）线灯来灭菌。
（2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器滑片P，同时观察电压表示数的变化，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数（如图乙所示）为 V，若他想测量消毒灯的额定功率，应先断开开关切换电压表量程，再闭合开关将图中滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为3.8V。
（3）小明继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘成图所示的U﹣I关系图象，如图丙所示，根据图象信息，则该消毒灯的额定功率为 W，此时滑动变阻器的功率为 W。
（4）由图丙推知：消毒灯的实际电流是额定电流一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2，则P1 P2（选填“大于”“小于”或“等于”）。
25．（6分）阅读下列短文，回答问题。
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛，目前流行的3D打印笔就是用这种材料制成的。
在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。
（1）由图丙可知，该PTC材料的居里点温度为 ℃。
（2）打印笔工作有快、慢两挡，慢挡打印时，图乙中开关S1应处于 状态。
（3）打印笔工作时温度基本恒定在250℃左右，若它的温度高于250℃，电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”），功率 （选填“变大”“变小”或“不变”），使其温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）；反之，也能自动调节，因此用PTC材料制成的打印笔具有自动调节功能。
（4）若打印笔快挡工作的温度达到250℃，该打印笔在1分钟内消耗的电能为 J。
2020-2021学年广东省江门市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个小项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑．
1．【解答】解：
A、把能够自由转动的小磁针放在磁场中某一点，静止时，小磁针的N极指向为该点的磁场方向，但不是由放在这一点的小磁针的N极决定的，故A错误；
B、磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线，故B错误；
C、对于磁体的外部，磁感线是从N极指向S极，对于磁体内部，磁感线是从S极指向N极，故C错误；
D、奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：AB、用玻璃棒接触验电器的金属球，发现验电器的两片金属箔片迅速张开，由于同种电荷相互排斥，说明玻璃棒带电，故A正确，B错误；
C、玻璃棒接触金属球后，验电器金属箔上的电子转移动了玻璃棒上，不是玻璃棒的电荷消失了，故C错误；
D、两片金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，故D错误。
故选：A。
3．【解答】解：A、a、b是火线和零线，则a、b之间电压应为220V，故A错误；
B、灯泡L与开关应串联接入电路中，接法正确，故B错误；
C、空气开关立刻跳闸可能是电路总功率过大引起的，也可能是发生了短路，不可能是灯丝断路造成的，故C错误；
D、据题意和图中的标注可知，用电器的开关应该接在火线上，所以和开关相连的那根线是火线，即a 线是火线，b 线是零线；若c处断开（即三孔插座没有接地），电热水壶插头插入插座，电热水壶仍然能工作，但外壳不能接地，当外壳漏电时，人接触金属外壳，会有电流流过人体，会发生触电事故，即有安全隐患，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；
B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；
C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；
D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：
ABD、闭合开关后，ab棒中有电流通过，看到ab棒左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，此过程中消耗了电能，电能转化为机械能，利用该装置制成了电动机，故AD正确，B错误；
C、如要进一步研究感应电流的产生条件，只需将电源换成灵敏电流表，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流表的指针是否偏转，故C正确。
本题选错误的；故选：B。
6．【解答】解：
A、两电阻串联，当光照射的强度增大时其阻值变小，当光照射的强度减小时其阻值变大，由电阻的串联规律，电路的电阻变大，由欧姆定律，电路的电流变小，A错误；
BCD、根据U＝IR，R2的电压变小，D正确，由串联电路电压的规律，R1的电压变大，BC错误，D正确。
故选：D。
7．【解答】解：AB、甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图可知，当甲灯正常工作时，通过甲灯的电流I甲＝0.6A，乙灯正常工作时，通过乙灯的电流I乙＝0.3A，
则甲、乙两灯的额定功率之比P甲：P乙＝U甲I甲：U乙I乙＝I甲：I乙＝0.6A：0.3A＝2：1，
由于甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率，根据Q＝W＝Pt可知，当甲、乙两灯正常发光时，相同时间内甲灯产生的电热多，故AB错误；
C、甲、乙两灯串联在8V电源两端，根据串联电路的电流特点可知，通过两灯的电流相等，电压之和为8V，
由图可知，当电路中的电流I′＝0.3A时，甲灯两端的实际电压为U甲实＝2V，乙灯两端的实际电压为U乙实＝6V，符合题意，
则甲、乙两灯的实际功率之比：P实甲：P实乙＝U甲实I：U乙实I＝U甲实：U乙实＝2V：6V＝1：3，故C正确；
D、甲、乙两灯串联接在电压为6V的电源两端时，根据串联电路的电流特点可知，通过甲、乙两灯的电流相等，即电流之比为1：1，故D错误。
故选：C。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．【解答】解：（1）核动力航母利用核反应堆中发生的核裂变提供动力；
（2）电能是通过消耗其他能源获得的，是二次能源；
（3）核能短期内不能从自然界得到补充，它属于不可再生能源。
故答案为：核裂变；二；不可再生。
9．【解答】解：消杀过后，同学们都闻得到消毒液的味道，是消毒液分子发生的扩散现象，说明分子在不停息地做无规则运动；
采用敷冰袋的方式来退烧，热量从人体转移到冰袋，冰袋内能增加，该过程是通过热传递的方法来改变物体内能。
故答案为：扩散；热传递；增加。
10．【解答】解：（1）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）让导体在磁场中向左运动时，因为导体中感应电流的方向跟导体切割磁感线方向有关，所以灵敏电流表的指针向右偏转，电路中电流方向相反。
两个磁极对调，使磁感线的方向反向，闭合开关，让导体在磁场中向右运动，因为导体中的感应电流的方向跟磁场方向有关。所以灵敏电流表的指针向右偏转，实验结论：感应电流的方向与导体切割磁感线方向和磁场方向有关。
故答案为：（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线方向和磁场方向。
11．【解答】解：由电路图可知，开关S断开时，电压表与灯泡L1串联接入电路中，测量的是电源电压；
由电路图可知，闭合开关后，灯L1与L2串联，电压表测灯L2两端的电压；已知此时电压表示数是1V，则灯L2两端的电压是1V；
断开开关S，电压表串联在电路中，电压表测电源两端电压，此时其示数为3V，所以断开开关后，电压表示数变大，并且两灯泡均不发光；
若将电压表换成电流表，闭合开关前，电路为L1的简单电路，电流表测量L1的电流，闭合开关后，灯泡L2被短路，电路仍为L1的简单电路，电流表测量L1的电流，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变。
故答案为：1；变大；不变。
12．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，
根据U＝IR可知，R1两端的电压变小，电压表V1示数变小，根据串联电路的分压规律可知，R2两端的电压变大，电压表V2示数变大；
根据P＝UI可知，电路消耗的总电功率变小。
故答案为：变小；变大；变小。
13．【解答】解：按照安全用电的要求，开关应接在火线和用电器之间，所以甲处应安装开关，乙处安装用电器；
家庭电路的总开关应该安装在保险丝前面，这样在更换保险丝时，先将总开关断开，确保电路中没有电流，则总开关应安装在图中保险丝的左侧；
当接入电路的用电器增多时，用电器总功率增大，干路电流增大，由P＝I2R丝可知，保险丝的发热功率增大。
故答案为：开关；左侧；增大。
14．【解答】解：图中两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程；在内燃机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体做功，混合气体的温度升高，内能增加。
故答案为：压缩；升高；增加。
三、作图题（共7分）
15．【解答】解：电压表测小灯泡两端电压，则电压表与小灯泡并联接入电路中，电源由两节干电池组成，所以电压表选用小量程；闭合开关S，向左端移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮，这说明滑动变阻器与小灯泡串联接入电路中；灯泡变亮，说明通过灯泡的电流变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以滑动变阻器应接左下接线柱，实物图如下所示：
。
16．【解答】解：根据题可知，当开关闭合后，发现条形磁铁和小车向右运动，说明小车受到向右的排斥力的作用，条形磁铁的左端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，螺线管的右端为S极；
根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，所以电源的右端为正极，左端为负极，如图所示：
17．【解答】解：首先辨别上面三根线地线、火线、零线。
（1）灯泡接法：火线进入开关，（声控开关和光控开关是串联的）；再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。
（2）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．【解答】解：
（1）电能表的示数为：1123.4kW•h；
由电能表参数可知，电能表正常工作时的电压为220V，允许通过的最大电流为20A，
他家同时使用用电器的最大总功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W；
微波炉正常工作电功率P＝P额＝1500W＝1.5kW，t＝2min＝h，消耗的电能：W＝Pt＝1.5kW×h＝0.05kW•h；
电能表转盘转过的圈数：n＝0.05kW•h×600revs/kW•h＝30r；
电能表转盘转动变快，说明相同时间内消耗的电能变多，根据P＝可知，功率变大；
（2）由串联电路的特点可知，将两电阻丝进行串联，可使电阻丝的电流与通电时间相同；
实验中通过观察U形管液面高度差判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法。
故答案为：（1）1123.4；4400；30；变大；（2）使电阻丝的电流与通电时间相同；U形管液面高度差；转换。
19．【解答】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于阻值最大处的a端；
（2）因电流随电压的变大而变大，第2组数据不符合这个规律，故应该将实验序号2组的数据删除；除第2组数据，考虑到误差因素，其它各组实验的电压与电流之比为一定值，进而得出结论：电阻一定时，电流与电压成正比；由表中第1组数据，由串联电路的规律及欧姆定律，
滑动变阻器连入电路的电阻：，故滑动变阻器的最大阻值不小于16Ω；
定值电阻：；
故答案为：（1）a；（2）2；电流与电压成正比；16；4。
20．【解答】解：（1）由题可知滑动变阻器接了两个上接线柱，应该一上一下的串联在电路中；
（2）①灯在额定电压下正常发光，根据I＝，由表中数据可知，小灯泡L正常发光时的电阻：
RL＝＝＝8.9Ω；
小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
由表中数据，根据R＝知随着电压的增大，小灯泡的电阻值分别为：5Ω、5.9Ω、7.08Ω、8.08Ω、8.9Ω，故可以得出结论：随着小灯泡灯丝两端电压越低，小灯泡的电阻逐渐减小；
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，因两灯的电阻相等，由串联电压之比等于电阻之比知，每个灯的电压为：0.5×1.8V＝0.9V，由表中数据可知，电流表的示数为0.18A。
故答案为：（1）滑动变阻器；（2）①8.9；0.7；小；②0.9；0.18。
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．【解答】解：（1）水箱容积为120L＝0.12m3，水箱中的水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.12m3＝120kg；
将满箱温度是20℃的水加热到工作温度，水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（120℃﹣20℃）＝5.04×107J；
（2）已知额定功率为20kW＝20000W，正常工作50min，
消毒柜消耗的电能是：
W＝Pt＝20000W×50×60s＝6×107J；
（3）消毒柜的电加热效率是：
η＝×100%＝×100%＝84%。
答：（1）消毒一次，水箱中的水吸收的热量是5.04×107J；
（2）消毒一次，消毒柜消耗的电能是6×107J；
（3）该消毒柜的电加热效率是84%。
22．【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器R0与加热的电阻丝R1串联。
（1）当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中电流最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的最小电流：
I小＝＝≈1.4A；
（2）当滑动变阻器接入电路阻值最小时，电路中的电流最大，电热丝的加热功率最大，
则P大＝＝＝880W；
（3）在最大加热功率下，加热100s内加热电热丝产生的热量：
Q＝W＝P大t＝880W×100s＝8.8×104J，
不考虑热量损失，牛奶吸收的热量：
Q吸＝Q＝8.8×104J，
由Q吸＝cm△t可得，牛奶升高的温度：
△t＝＝＝35.2℃。
答：（1）电路中的最小电流为1.4A；
（2）电热丝的最大加热功率为880W；
（3）最大加热功率下，100s可以将1kg的牛奶温度升高35.2℃。
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处（最右端），处于左端（最小值）将烧坏电流表；
（2）A、滑动变阻器断路，将导致整个电路为断路，两表均无示数，故A不符合题意；
B、电阻R短路，则电压表与导线并联，电压表无示数，而电路导通，电流表有示数，故B符合题意；
C、电阻R断路将导致电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，所以电流表无示数，电压表与电源连通，有示数，故C不符合题意；
故选B；
（3）图乙中电流表接入的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；
（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，要保持不同定值电阻的电压不变；
（5）分析表格中的数据可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）断开；电流表；
（2）B；
（3）0.3；
（4）保持电阻两端的电压不变；
（5）电压；电流与电阻成反比。
24．【解答】解：（1）家庭除了用“84”消毒液喷洒外，还常用紫外线灯来灭菌；
（2）闭合开关后，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.3V，小于灯泡的额定电压3.8V，若他想测量消毒灯的额定功率，应增大消毒灯两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故将图中滑动变阻器的滑片P向B端移动，使电压表的示数为3.8V；
（3）由U﹣I关系图象可知，当消毒灯两端电压为3.8V时，通过消毒灯的电流为0.3A，消毒灯的额定功率为：
P额＝U额I额＝3.8V×0.3A＝1.14W；
根据串联电路电压规律，变阻器两端的电压为U滑＝U﹣U额＝6V﹣3.8V＝2.2V，根据串联电路电流特点，通过变阻器的电流为I滑＝I额＝0.3A，此时滑动变阻器的功率为：
P滑＝U滑I滑＝2.2V×0.3A＝0.66W；
（4）由图丙知，消毒灯的实际电流是额定电流一半时（0.15A）对应的电压约为1V，灯的实际电功率为：P1＝1V×0.15A＝0.15W；
消毒灯的实际电压是额定电压一半时的电流约为0.21A，灯的实际电功率为：P2＝1.9V×0.21A＝0.399W，P1小于P2。
故答案为：（1）紫外；（2）2.3；B；（3）1.14；0.66；（4）小于。
25．【解答】解：（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，根据图丙可知，该PTC材料的居里点温度为120℃；
（2）由电路图可知，当S闭合、S1断开时，电路只有R1工作，电阻较大（大于并联时的总电阻），根据P＝知，此时电路消耗的功率较小，为慢挡；
当S、S1都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝知，此时总功率较大，为快挡；
（3）由图丙可知，温度高于250℃时，打印笔的电阻变大；
电源电压不变，由P＝可知，打印笔的电功率变小；
打印笔的电功率变小，单位时间产生的热量减小，则打印笔的温度会降低；
（4）根据（2）可知，打印笔快挡时，R1、R2并联，
由图丙可知，当t＝250℃时，PTC的电阻R1＝R2＝1210Ω，
根据并联电路的电阻特点可知，并联后的总电阻：R总＝＝＝605Ω，
该打印笔在1分钟内消耗的电能：W＝UIt′＝t′＝×1×60s＝4800J。
故答案为额：（1）120；（2）断开；（3）变大；变小；降低；（4）4800。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2022/12/19 17:38:59；用户：小吴老师；邮箱：rFmNt0PUPN61rW1YwPH0yM1Das@；学号：28286588实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
电源
AC 220V 50Hz
额定功率
20kW
水箱容积
120L
工作温度
120℃
额定压强
0.21MPa
R/Ω
I/A
5

10
0.15
15
0.10