河北省石家庄市高新区2019-2020学年九年级上学期期末物理试题

这是一份河北省石家庄市高新区2019-2020学年九年级上学期期末物理试题，共19页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究及作图，计算题等内容，欢迎下载使用。
2019-2020学年河北省石家庄市高新区九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（1-10题单选，每题3分，11-12题多选，少选得2分，选全得3分，错选不得分，共36分）
1．（3分）以下物理量是同学们进行估测的数据，你认为数据明显符合实际的是（　　）
A．电视机正常工作时的电流约为5A
B．电磁波在空气中传播的速度是340m/s
C．一节新干电池的电压为1.5V
D．壁挂式空调的功率为120W
2．（3分）中国四大名著《红楼梦》中有一首诗《杏帘在望》，小丽摘抄的以下四句诗中，与“分子永不停息地做无规则运动”有关的是（　　）
A．一畦春韭绿 B．十里稻花香 C．盛世无饥馁 D．何须耕织忙
3．（3分）下列对能量转化的描述不正确的是（　　）
A．蓄电池充电：电能一化学能
B．发电机工作：电能一机械能
C．萤火虫发光：生物质能一光能
D．内燃机工作：化学能一内能一机械能
4．（3分）在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（3分）取两个相同的验电器A和B，使A带上负电荷，可以看到A的金属箔张开，B的金属箔闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来（如图所示），观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开。下列描述错误的是（　　）

A．金属杆是导体
B．两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，B验电器中的金属箔带上了负电荷
D．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
6．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关，向左移动滑片P，则（　　）

A．电压表的示数变大，电流表的示数变大
B．电压表的示数变大，电流表的示数变小
C．电压表的示数不变，电流表的示数变大
D．电压表的示数变小，电流表的示数变大
7．（3分）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．电烙铁产生的热量最多
8．（3分）关于家庭安全用电，下列说法不正确的是（　　）
A．使用试电笔时，手不要接触金属笔尾
B．一旦发生触电事故，应先切断电源再进行抢救
C．电脑、电视机等用电器长时间待机，应切断电源
D．同时使用大功率用电器前，必须先考虑电能表、保险丝等的承受能力
9．（3分）图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是（　　）
A．电磁起重机 B．司南
C．话筒 D．扬声器
10．（3分）把标有“2V 0.5W”的灯泡L1和“4V 0.8W”的灯泡L2串联后接在电源两端（灯丝电阻不变），其中一只灯泡正常发光，另一只没有达到其额定功率，则（　　）
A．电源电压为6V
B．电路中电流为0.2A
C．两灯泡的总功率为1.3W
D．灯L2的实际功率小于灯L1的实际功率
（多选）11．（3分）如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（　　）

A．电磁继电器利用电磁感应原理工作
B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时，电压表示数减小
D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间
（多选）12．（3分）如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡规格为“3V 0.6W”（灯丝电阻不变），电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。保证电路元件安全，下列分析正确的是（　　）

A．电流变化范围是0.1A～0.2A
B．滑动变阻器变化范围是7.5Ω～30Ω
C．小灯泡功率变化范围是0.2W～0.6W
D．电路的最小总功率是0.45W
二、填空题（每空1分，共16分）
13．（2分）如图所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生，瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体膨胀对外做功，温度　 　，内能　 　，其能量转化情况与四冲程汽油机的　 　冲程相同。

14．（3分）如图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等，选用水作为吸热或放热物质是因为水的　 　较大（选填“密度”、“比热容”或“质量”）。使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15℃加热至自动断电，此过程中消耗的电能是　 　J，所需要的加热时间为　 　s。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

15．（2分）小丽回家前用手机给妈妈打电话，手机是靠 　 　传递信息的，回到家，小丽还没进门就闻到了排骨汤的香味，这是一种 　 　现象。
16．（2分）我们在考试时许多学科要用到2B铅笔填涂机读卡，电脑可以直接读取机读卡上的答案，是因为2B铅笔中的石墨是　 　（选填“导体”或“绝缘体”），若使用了不合格的2B铅笔，由于铅笔芯的导电性变　 　（选填“强”或“弱”），这样可能使电脑无法识别。
17．（2分）如图所示，A和B分别是两个阻值不同的电阻RA和RB的电流和电压关系图，则两个电阻阻值大小关系为RA　 　RB（选填“＞”、“＜”或“＝”），若两个电阻并联，并联总电阻的图象在区域　 　（选填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。

18．（2分）如图，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω、R2＝20Ω，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A；当S1、S2由都断开变为都闭合时，电流表的示数变化了0.3A，则电阻R3＝　 　Ω，此时电路的总功率为 　 　W。

19．（3分）物业工作人员来王明家收电费，他观察到王明家电能表的情况如图所示，然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kW•h．若按0.5元/（kW•h）计费，王明家本月应缴电费　 　元；当王明家只有一盏电灯单独工作时，3min内转盘正好转过5圈，则该灯泡的功率为　 　W；若家中已有200W的电视机一台，700W的电饭锅一只，则王明家的电路上最多可接“220V 40W”的电灯　 　盏。

三、实验探究及作图（20题2分，21、22每空2分，23每空2分，作图2分，本题共38分）
20．（2分）如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。

21．（10分）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数　 　（选填“增加”或“减少”），说明电流越　 　，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示可知，　 　（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，　 　，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是　 　。

22．（14分）小明做“测量小灯泡电功率”实验时，器材有：电压恒为4.5V的电源、标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“5Ω 2A”和“30Ω 1A”、开关各一个，导线若干。
（1）正确连接导线后，闭合开关，灯泡立即发出明亮的光并很快熄灭，实验操作不当之处是：　 　。更换相同的灯泡并改正错误之后，为使灯泡正常发光，滑片P应向 　 　（选填“左”或“右”）端移动。
（2）下表为小明记录的实验数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率是 　 　W，如果小灯泡两端的电压为2.2V，则小灯泡的功率 　 　0.3872W（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
实验序号
电压表示数/U
电流表示数/A
1
2
0.18
2
2.5
0.2
3
3
0.22
（3）根据上述情况，实验选择的滑动变阻器规格为 　 　。
【拓展】小明想“探究电流与电阻关系”的实验，所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验，把电路中的小灯泡取下，电路的其他元件连接方式不动，把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。在实验过程中应该保持 　 　的示数不变，如果要保证电路中各元件的安全，且都能顺利地完成实验，则定值电阻两端的电压应该控制的范围为 　 　。

23．（12分）小宇在做“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验时，设计了如图所示的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，且都有一段电阻丝，U形管中有一定量的液体。
（1）实验过程中是通过观察 　 　来比较导体产生热量的多少。
（2）甲图透明容器中密封着两段电阻丝，分别是5Ω和10Ω，利用甲图所示的装置可以探究电流通过导体产生的热量与 　 　的关系。
（3）小宇想利用图乙所示装置探究电流通过导体产生热量与电流的关系，请帮助他将电路图补充完整，正确连接电路，闭合开关一段时间后，小宇发现左侧U形管液面高度差大于右侧U形管液面高度差，可以得出结论：　 　。
（4）为了使得出的结论更具有普遍性，上述实验装置中需添加 　 　。
（5）当电流表的示数如图丙所示时，乙图中右侧容器中的电阻丝5min内共产生 　 　J的热量。
四、计算题（10分）
24．（10分）在如图所示电路中，小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，定值电阻R2＝20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表A2示数为0.5A．求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R3的最大阻值；
（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。


2019-2020学年河北省石家庄市高新区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1-10题单选，每题3分，11-12题多选，少选得2分，选全得3分，错选不得分，共36分）
1．【解答】解：
A、电视机正常工作时的电流约0.6A，故A不符合实际；
B、电磁波在空气中传播的速度是3.0×108m/s，故B不符合实际；
C、一节新干电池的电压为1.5V，故C符合实际；
D、壁挂式空调的功率为1000W，故D不符合实际；
故选：C。
2．【解答】解：十里稻花香，是指闻到稻花香，是因为花中的香味分子在不停地做无规则运动，引起了人的嗅觉，故B符合题意。
故选：B。
3．【解答】解：A、给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确，不符合题意；
B、发电机工作：机械能一电能，故B不正确，符合题意；
C、萤火虫发光：生物质能一光能，故C正确，不符合题意；
D、内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，故D正确，不符合题意；
故选：B。
4．【解答】解：
A、迅速压下活塞时，活塞对筒内气体做功，使气体的温度升高、内能增大，该过程中机械能转化为内能，故A符合题意；
B、由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，故B不符合题意；
C、太阳能热水器是通过热传递的方式改变水的内能，故C不符合题意；
D、水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D不符合题意；
故选：A。
5．【解答】解：A、据题意可知，该金属棒能导电，所以一定是导体，故A正确；
B、验电器的原理是同种电荷相斥，故两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷，故B正确；
C、原来A验电器带负电，即有多余电子，B验电器不带电，即不多电子，也不少电子，所以当用金属棒连接时，一部分电子会从A运动到B，故B验电器中的金属箔由于多电子而带上了负电荷，故C正确；
D、据C可知，电子的运动方向是A到B，由于电子是负电荷，所以电流的方向是由B到A，故D错误；
故选：D。
6．【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，闭合开关后，滑片向左滑动时，接入的阻值变小，则电路中总电阻变小，由I＝可知，在电源电压不变时，电路中的电流变大，电流表示数变大；R为定值电阻，由U＝IR可知其两端电压变大，故电压表示数变大；故A正确，BCD错误。
故选：A。
7．【解答】解：因为U＝220V，
所以三种用电器的实际功率：
P＝P额＝100W；
又因为W＝Pt
所以三种用电器消耗的电能相同；
因为电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。
所以产生热量最多的是电烙铁。
故选：D。
8．【解答】解：A、使用测电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，当氖管发光，表明检测的是火线，故A符合题意。
B、发现有人触电时，千万不能用手将触电人拉开，会使救人者触电，应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开，使接触者尽快脱离电源，故B不符合题意。
C、电脑、电视机等用电器在待机时会消耗电能，为了节约电能，用电器长时间待机时要切断电源，故C不符合题意。
D、电能表和保险丝都有允许通过的最大电流，而造成家庭电路电流过大的原因有两个：一是总功率过大；二是短路，所以同时使用大功率用电器前，必须先考虑电能表、保险丝等的承受能力故，故D不符合题意。
故选：A。
9．【解答】解：发电机的工作原理是电磁感应现象。
A、电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B、司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故B不符合题意；
C、话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理（即电磁感应现象）制成的，故C符合题意；
D、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故D不符合题意。
故选：C。
10．【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝＝0.25A，I2＝＝＝0.2A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝8Ω，R2＝＝＝20Ω；
因串联电路中各处的电流相等，且其中一只灯泡正常发光，另一只没有达到其额定功率，所以电路中的电流I＝0.2A，故B正确；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源电压：U＝I（R1+R2）＝0.2A×（8Ω+20Ω）＝5.6V，故A错误；
两灯泡的总功率：P＝UI＝5.6V×0.2A＝1.12W，故C错误；
两灯泡的电阻和通过的电流均相等，由P＝I2R可知灯L2的实际功率大于灯L1的实际功率，故D错误。
故选：B。
11．【解答】解：
A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；
B、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，
所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误；
C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C正确；
D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R＝可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，
此时光照强度减弱，即灯L在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L的发光时间，故D正确。
故选：CD。
12．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时的电压为3V，功率为0.6W，
由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.2A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，
所以，电路中的最大电流I大＝IL＝0.2A，此时变阻器接入电路的电阻最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由I＝可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R滑小＝＝＝7.5Ω；
（2）灯泡的电阻：RL＝＝＝15Ω，
由串联分压的规律可知，当电压表的示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡和电路的总功率最小，
此时灯泡两端的电压：
UL′＝U﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中的最小电流：I小＝＝＝0.1A，
则电路中电流变化的范围是0.1A～0.2A，故A正确；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R滑大＝＝＝30Ω，
则滑动变阻器阻值变化的范围是7.5Ω～30Ω，故B正确；
小灯泡的最小功率：
PL′＝I小2RL＝（0.1A）2×15Ω＝0.15W，
当灯泡正常发光时，其功率最大为0.6W，
所以，灯泡的功率变化范围是0.15W～0.6W，故C错误；
电路的最小总功率：
P小＝UI小＝4.5V×0.1A＝0.45W，故D正确。
故选：ABD。
二、填空题（每空1分，共16分）
13．【解答】解：
做功可以改变物体的内能；对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，内能会减小；
用力打气，当瓶内气体压强大于大气压强，瓶塞跳起，瓶内气体对塞子做功，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化形成小液滴，出现水雾。
瓶塞跳起的过程中，是将内能转化为机械能的过程，这一过程的能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。
故答案为：降低；减小；做功。
14．【解答】解：
（1）因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以电热暖手宝里面一般用水作储能物质；
（2）温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量是
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（65℃﹣15℃）＝2.1×105J；
由η＝得：
消耗的电能：
W＝＝＝3×105J，
则加热时间为t＝＝＝600s。
故答案为：比热容；3×105；600。
15．【解答】解：小丽回家前用手机给妈妈打电话，手机是靠电磁波传递信息的，小丽还没进门就闻到了排骨汤的香味，是因为排骨分子在不停地做无规则运动。
故答案为：电磁波；扩散。
16．【解答】解：当用2B铅笔中的石墨填涂机读卡时，由于石墨是导体，会使读卡机形成通路而识别，当用了不合格的2B铅笔，由于铅笔芯的导电性变弱而无法使读卡机形成通路而识别。
故本题答案为：导体；弱。
17．【解答】解：（1）从图象上可以看出，当R1和R2两端的电压相同时，IA＜IB，
由R＝可得，RA＞RB；
（2）因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，两个电阻并联时总电阻小于RA和RB中任何一个电阻，即并联后的总电阻小于较小B电阻的阻值，
因此在相同电压下，通过的电流比B中的电流要大，故其图象应该在Ⅲ区域。
故答案为：＞；Ⅲ。
18．【解答】解：当开关S1、S2均断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，即I＝0.2A，
串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则串联电路总电阻：R串总＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
由欧姆定律可得电源电压：U＝IR串总＝0.2A×30Ω＝6V；
当S1、S2由都断开变为都闭合时，R1短路，R2与R3并联，电流表测干路电流；
因并联的总电阻小于R2的电阻（也小于R1与R2串联的总电阻），所以，电流表A的示数变化了0.3A，即电流表示数增大了0.3A，
则并联电路的总电流：I并＝0.2A+0.3A＝0.5A，
由欧姆定律可得通过R2的电流：I2＝＝＝0.3A；
并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过R3的电流：I3＝I并﹣I2＝0.5A﹣0.3A＝0.2A；
由欧姆定律可得R3的电阻：R3＝＝＝30Ω；
此时电路的总功率：P＝UI并＝6V×0.5A＝3W。
故答案为：30；3。
19．【解答】解：（1）本月耗电：
W＝931.6kW•h﹣811.6kW•h＝120kW•h，
本月应缴电费为0.5元/kW•h×120kW•h＝60元。
电能表表盘转5r消耗的电能：
W′＝kW•h＝0.002kW•h；
灯泡的功率：
P′＝＝＝0.04kW＝40W；
（2）同时使用的用电器总功率不超过：
P＝UI＝220V×5A＝1100W，
电路上最多可接“220V 40W”的电灯：
n＝＝5盏
故答案为：60；40；5。
三、实验探究及作图（20题2分，21、22每空2分，23每空2分，作图2分，本题共38分）
20．【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律I＝，则电路中的电流变大，磁铁的磁性变强，此时弹簧伸长，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管上端为N极，下端为S极，磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，如下图所示：
（2）右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电流从螺线管的上后端流出，下前端流入，则电源右端为负极，左端为正极，如下图所示：

21．【解答】解：（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加；
（2）由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；
（3）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
故答案为：（1）增加；大；（2）甲；线圈匝数越多；（3）同名磁极相互排斥。
22．【解答】解：（1）正确连接导线后，闭合开关，灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明此时电路中电流过大，总电阻太小，故原因可能是：闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置；
正确连接导线后，闭合开关，此时变阻器接入电路的阻值最大，根据串联分压原理可知，变阻器两端电压较大，灯泡两端电压较小，为使灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故滑片P应向右端移动；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
小灯泡正常发光时的电阻为：
R＝＝＝12.5Ω，
若灯的电阻不变，根据P＝可知，当小灯泡两端的电压为2.2V时，小灯泡功率为：
P'＝＝＝0.3872W，
由于灯的电阻随温度的降低而变小，故小灯泡两端的电压为2.2V时，小灯泡的功率大于0.3872W；
（3）由串联电路特点和欧姆定律可得此时变阻器连入电路的阻值R滑＝＝＝＝10Ω＞5Ω，所以应选择“30Ω 1A“的滑动变阻器；
【拓展】探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，即电压表示数不变；根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验：
因电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压U最大＝R最小I最大＝5Ω×0.6A＝3V；
因变阻器的最大阻值为30Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R定大＝20Ω，此时电路中的最小电流：
I最小＝＝＝0.09A，
定值电阻的最小电压U小＝I小R定大＝0.09A×20Ω＝1.8V。
所定值电阻两端的电压应该在1.8～3V范围内。
故答案为：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置；右；（2）0.5；大于；（3）“30Ω 1A”；【拓展】电压表；1.8～3V。
23．【解答】解：
（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）探究电流产生热量跟电流关系时，根据控制变量法可知，实验中要控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，根据并联电路的电流的特点可知，需要右侧的两个电阻并联；装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；如图所示：
；
得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；
（4）实验中需要多次测量，电路中接入滑动变阻器，通过滑动变阻器滑片的移动来改变电路中的电流的大小，从而获得多组实验数据；
（5）由图知，电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，电流表示数为0.4A；根据并联电路的电流规律可知，通过右侧容器中定值电阻的电流为：I＝0.2A；
右侧容器中定值电阻产生的热量是Q＝I2Rt＝（0.2A）2×5Ω×5×60s＝60J。
故答案为：（1）U形管液面的高度差；（2）电阻；（3）见解析；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；（4）滑动变阻器；（5）60。
四、计算题（10分）
24．【解答】解：（1）由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：
R1＝＝＝10Ω，
只闭合开关S2时，灯泡R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.2A，
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+R2）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V；
（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻R2与R3的最大阻值并联，电流表A2测干路电流，
此时电路的总电阻：
R＝＝＝12Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，＝+，即＝+，
解得：R3＝30Ω；
（3）只闭合开关S3时，灯泡R1与滑动变阻器R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表测R1两端的电压，
当电压表的示数U1′＝3V时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大，
P1大＝＝＝0.9W，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1的功率最小，
此时电路中的电流：
I小＝＝＝0.15A，
则灯泡的最小功率：
P1小＝I小2R1＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W，
所以，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。
答：（1）电源电压为6V；
（2）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω；
（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。
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