广东省梅州市东山学校2022-2023学年九年级（上）期末物理试卷

这是一份广东省梅州市东山学校2022-2023学年九年级（上）期末物理试卷，共27页。试卷主要包含了单项选择题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年广东省梅州市东山学校九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（本大题10小题，每小题4分，共40分）
1．（4分）掌握安全用电常识，具有安全用电意识是我们必备的素质。下列做法符合安全用电要求的是（　　）
A．用电器着火时不能用水灭火
B．在电线上晾晒衣服
C．照明电路开关连接零线和用电器
D．雷雨天在大树下避雨
2．（4分）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是（　　）
A． B． C． D．
3．（4分）如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电热水壶
C．扬声器 D．滚筒洗衣机
4．（4分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）

A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
5．（4分）如图所示，AB和BC是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后接入电路中，下列说法正确的是（　　）

A．AB段电阻大，电流小
B．BC段电阻小，电流小
C．AB段电阻一定大，电流与BC段相等
D．BC 段电阻可能大，电流与AB段相等
6．（4分）汽车安全带未系提示器是由压力传感器和开关设计而成。当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带（安全带控制开关S2断开）则语音提示：“请系好安全带”，系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作。下图中R是限流电阻，能够满足要求的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（4分）酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图甲所示是它的原理图，酒精气体传感器的电阻跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（　　）

A．传感器的电阻越大 B．通过传感器的电流越小
C．电压表的示数越大 D．传感器两端的电压越大
8．（4分）如图所示，将电灯、开关和插座接入家庭电路中，接线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．（4分）甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能（　　）
A．甲灯的多 B．乙灯的多 C．一样多 D．不能确定
10．（4分）如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V，2W”的小灯泡L1接在a、b两点间，L1恰能正常发光；若换个“6V，3W”的小灯泡L2接在a、b两点间，则此时L2（　　）

A．两端的电压仍为6V B．比正常发光时暗
C．阻值一定比L1大 D．消耗的电能一定比L1多
二．填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
11．（3分）导体的电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成　 　。人体也是导体，电压越高，通过的电流越　 　，大到一定程度就会有危险了。经验证明，只有不高于　 　的电压对人体才是安全的。
12．（3分）电路如图甲所示，电源电压是12V，闭合开关S后，电压表的示数如图乙所示，则灯L1两端的电压是 　 　V，灯L2两端的电压是 　 　V。此时通过L1和L2的电流之比 　 　。

13．（3分）家庭电路中，电冰箱、电饭煲、日光灯等家用电器的连接方式是　 　联，其中电饭煲是利用电流的　 　工作的。如图所示的A点是灯头接导线的螺丝（灯丝完好），当电路中的开关S断开时，站在地面上的人用手接触电路中的A点　 　（会/不会）触电。

14．（3分）如图甲所示，电阻箱的示数为 　 　Ω；如图乙为旋转式变阻器的结构图，a、b、c为变阻器的三个接线柱，d为旋钮触片，将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度，当顺时针旋转旋钮触片时，灯光变亮，则应连接 　 　接线柱（选填“a、b”“b、c”或“a、c”）和灯泡 　 　联后接入电路中。

15．（3分）如图所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象，若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时，电路中的电流为0.6A，则电路总电阻为 　 　Ω；若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上，干路电流为 　 　A，此时电阻R和灯泡L的功率之比为 　 　。

16．（3分）如图所示是深受年轻人喜爱的某品牌电动平衡车，该平衡车是一款智能产品，可以连接手机APP从而控制平衡车。平衡车采用锂电池组提供电能，电池铭牌标注：60V、3000mAh，充满电时储存的能量 　 　J，行驶时电动机把电能转化为平衡车的 　 　能；手机APP通过发射 　 　（选填“电磁波”或“超声波”）实现无线控制平衡车。

17．（3分）一台“220V，440W”的吸尘器，线圈电阻是10Ω，正常工作1min消耗的电能是 　 　J，产生的热量是 　 　J，在这个过程获得的机械能是 　 　J。
三．实验探究题（共3题，每空1分，第16题6分，第17题8分，第18题7分，共21分）
18．（6分）小张在用“伏安法”测小灯泡电阻的实验中，连接了如图甲所示的实物图。

（1）闭合开关前，应向 　 　（选填“A”或“B”）端调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。
（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 　 　A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）换相同规格的灯泡，重测的数据如表所示，并绘出I﹣U图象如图丙的图线A所示。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？　 　，说出你的理由：　 　。
（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做此实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的图线B所示。你认为错误的原因可能是 　 　。（选填序号）
①电压表并联在电流表两端
②电压表并联在滑动变阻器两端
19．（8分）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。

（1）图甲是探究在通电时间相同和　 　相同的情况下，导体产生的热量与　 　大小是否有关的装置。
（2）实验中通过观察　 　的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是　 　。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（3）由图乙所示，电流表的示数为　 　A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是　 　J。
20．（7分）小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；

（2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 　 　（选填标号）；
A．更换小灯泡
B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片
D．检查电压表是否断路
（3）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 　 　（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 　 　W；
（4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 　 　（选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝　 　。
四．综合能力题（共3小题，第21题6分，第22题6分，第23题6分，共18分）
21．（6分）以电路总电流大小划分的三挡电炖锅的工作电路可简化为如图所示的电路图，其两段电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＞R2。
（1）电炖锅工作时，将电能转化为 　 　能。
（2）当闭合S1、S3，断开S2时，电炖锅处于 　 　温挡位；当闭合S2，断开S1、S3时，电炖锅处于 　 　温挡位；当闭合S3，断开S1、S2时，电炖锅处于 　 　温挡位。（均填“高”“中”或“低”）
（3）当电炖锅处于高温挡时，通过R1的电流 　 　R2的电流；当电炖锅处于低温挡时，R1两端的电压 　 　R2两端的电压。（均填“大于”“等于”或“小于”）

22．（6分）电热膜是一种新型的电热器件，如图1所示是一种常见的电热膜。电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线，导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构，其内部结构如图2所示。
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生，所以电热膜本身温度并不太高，不易氧化，使用寿命长。在制造电热膜时，会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象。导电墨线电阻随温度变化的关系如图3所示，这种温度特性的优点是，它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象，这是电热丝所不具备的，它保证了电热膜各处的温度均匀。

（1）电热膜取暖器工作时，室内空气温度升高是通过　 　方式增加空气内能的；
（2）如图2所示电热膜电路，导电墨线的连接方式是　 　联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB，则IA　 　IB（填“＜”、“＝”或“＞”）。
（3）某根导电墨线的局部导电材料脱落，如图4C部分，这根导电墨线的电阻　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）电热膜不会因厚度不均而出现局部过热的现象，原因是电热丝电阻随温度的升高而　 　，温度高时发热功率　 　。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
23．（6分）阅读短文，回答问题。
第四代电光源——LED

如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、寿命长、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源。LED的发光原理与白炽灯截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。
图乙是LED的元件实物及符号。二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为6V的电路，该电池的参数如表格所示，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流值，可以得到电压表与电流表示数关系，如图丁所示。

电池技术参数
输出电压
6V
电池容量
5000mAh
（1）LED灯主要由 　 　（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 　 　（选填“高”或“低”）；
（2）在图丙中，闭合开关S，滑动变阻器调至阻值为 　 　Ω时，LED灯刚好正常发光；断开S，对调LED灯的正、负极后再闭合S，则LED 　 　（选填“能”或“不能”）发光，此时电压表示数为 　 　V。
（3）由表格中的电池参数可知，充满电后，LED灯能正常工作多少 　 　s。

2022-2023学年广东省梅州市东山学校九年级（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10小题，每小题4分，共40分）
1．（4分）掌握安全用电常识，具有安全用电意识是我们必备的素质。下列做法符合安全用电要求的是（　　）
A．用电器着火时不能用水灭火
B．在电线上晾晒衣服
C．照明电路开关连接零线和用电器
D．雷雨天在大树下避雨
【解答】解：A、电器起火，要先断电，千万不能用水灭火，以防发生触电，故A符合安全用电原则；
B、湿衣服属于导体，在电线上晾衣服，非常容易发生触电事故，故B不符合安全用电原则；
C、将开关接在零线和用电器之间，断开开关时，不能切断火线，容易发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、雷雨天里，大树也是很好的导体，电流会沿大树传到大地，所以雷雨天千万不要在大树下避雨，故D不符合安全用电原则。
故选：A。
2．（4分）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
A图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；
B图：两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；
C图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；
D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意。
故选：B。
3．（4分）如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电热水壶
C．扬声器 D．滚筒洗衣机
【解答】解：
电风扇和滚筒洗衣机主要是把电能转化为机械能，扬声器主要将电能转化为声能，只有电水壶是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故B正确。
故选：B。
4．（4分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）

A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
【解答】解：
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W＝kW•h＝0.2kW•h，故C正确；
D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，但不是越快，故D错误。
故选：C。
5．（4分）如图所示，AB和BC是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后接入电路中，下列说法正确的是（　　）

A．AB段电阻大，电流小
B．BC段电阻小，电流小
C．AB段电阻一定大，电流与BC段相等
D．BC 段电阻可能大，电流与AB段相等
【解答】解：
AB、因为两段导体串联，所以通过两导体的电流相等，即IAB＝IBC；故AB错误；
CD、已知导体AB和BC由不同材料制成、长度相同，由图可知导体AB横截面积比BC的小，由于电阻的大小与材料、长度、横截面积有关，所以不能判断电阻的大小；故C错误，D正确。
故选：D。
6．（4分）汽车安全带未系提示器是由压力传感器和开关设计而成。当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带（安全带控制开关S2断开）则语音提示：“请系好安全带”，系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作。下图中R是限流电阻，能够满足要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带，即安全带控制开关S2断开，则语音提示：“请系好安全带”；系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作，则将语音提示器短路了，只有C正确。
故选：C。
7．（4分）酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图甲所示是它的原理图，酒精气体传感器的电阻跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（　　）

A．传感器的电阻越大 B．通过传感器的电流越小
C．电压表的示数越大 D．传感器两端的电压越大
【解答】解：
由电路图可知，两电阻串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压；
由图像可知，酒精气体浓度越大，则传感器的电阻越小，串联电路的总电阻越小；由I＝可知，电路中电流变大，即通过传感器的电流变大；故AB错误；
电路中电流变大，由U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压变大，即电压表的示数变大；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，传感器两端的电压越小，故C正确，D错误。
故选：C。
8．（4分）如图所示，将电灯、开关和插座接入家庭电路中，接线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、开关和电灯都接在了地线上，故A错误；
B、开关和电灯都接在了地线上；插座的左右两孔与零线、火线的对应关系接反了，故B错误；
C、插座的左右两孔与零线、火线的对应关系接反了；开关接在了地线上，电灯接在了火线上，故C错误；
D、插座和电灯、开关的接线方法都符合安全用电的要求，故D正确。
故选：D。
9．（4分）甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能（　　）
A．甲灯的多 B．乙灯的多 C．一样多 D．不能确定
【解答】解：用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率，
由灯泡的铭牌可知，两个白炽灯的额定功率相等，
则它们正常发光时的实际功率P相等，
由W＝Pt可知，在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选：C。
10．（4分）如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V，2W”的小灯泡L1接在a、b两点间，L1恰能正常发光；若换个“6V，3W”的小灯泡L2接在a、b两点间，则此时L2（　　）

A．两端的电压仍为6V B．比正常发光时暗
C．阻值一定比L1大 D．消耗的电能一定比L1多
【解答】解：由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，L2的额定功率大于L1的额定功率，
由P＝的变形式R＝可知，L2的阻值小于L1的阻值，故C错误；
灯泡L1接在a、b两点间时，L1恰能正常发光，说明L1两端的电压为6V，
因L2的阻值小于L1的阻值，所以由串联分压的规律（即电阻小的分得的电压小）可知，灯泡L2接在a、b两点间时，灯泡L2两端的电压会小于6V，则灯泡L2消耗的功率小于3W，即L2比正常发光时暗些，故A错误，B正确；
由W＝UIt可知，工作时间不确定，所以消耗电能的多少无法比较，故D错误。
故选：B。
二．填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
11．（3分）导体的电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成　正比　。人体也是导体，电压越高，通过的电流越　大　，大到一定程度就会有危险了。经验证明，只有不高于　36V　的电压对人体才是安全的。
【解答】解：电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成正比。人体是导体，电压越高，通过人体的电流越大。经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的。
故答案为：正比；大；36V
12．（3分）电路如图甲所示，电源电压是12V，闭合开关S后，电压表的示数如图乙所示，则灯L1两端的电压是 　5.5　V，灯L2两端的电压是 　6.5　V。此时通过L1和L2的电流之比 　1：1　。

【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压。
已知电压表所选量程～15V，其分度值为0.5V，由指针位置可知，电压表的示数，即灯L2两端电压U2＝6.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡L1两端的电压U1＝U﹣U2＝12V﹣6.5V＝5.5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以此时通过L1和L2的电流之比为1：1。
故答案为：5.5；6.5；1：1。
13．（3分）家庭电路中，电冰箱、电饭煲、日光灯等家用电器的连接方式是　并　联，其中电饭煲是利用电流的　热效应　工作的。如图所示的A点是灯头接导线的螺丝（灯丝完好），当电路中的开关S断开时，站在地面上的人用手接触电路中的A点　会　（会/不会）触电。

【解答】解：家庭电路中，电冰箱、电饭煲、日光灯等全部并联，各用电器都能在额定电压下工作，而且互相不影响。
电饭锅工作时电能转化为内能，电饭锅是利用电流热效应工作的；
断开开关，零线被切断，火线仍然是连接的，所以A处仍然和火线相连。接触A点，会发生触电事故。
故答案为：并； 热效应； 会。
14．（3分）如图甲所示，电阻箱的示数为 　6868　Ω；如图乙为旋转式变阻器的结构图，a、b、c为变阻器的三个接线柱，d为旋钮触片，将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度，当顺时针旋转旋钮触片时，灯光变亮，则应连接 　b、c　接线柱（选填“a、b”“b、c”或“a、c”）和灯泡 　串　联后接入电路中。

【解答】解：（1）电阻箱的读数为R＝6×1000Ω+8×100Ω+6×10Ω+8×1Ω＝6868Ω；
（2）顺时针旋转旋片时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知：电路中电阻变小，则应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
故答案为：6868；b、c；串。
15．（3分）如图所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象，若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时，电路中的电流为0.6A，则电路总电阻为 　15　Ω；若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上，干路电流为 　1.4　A，此时电阻R和灯泡L的功率之比为 　3：4　。

【解答】解：（1）电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时，因串联电路中各处的电流相等，电路中的电流为0.6A，所以通过它们的电流均为0.6A，
由图像可知，它们两端的电压分别为UL＝3V，UR＝6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UL+UR＝3V+6V＝9V，
电路总电阻R总＝＝＝15Ω；
（2）若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压均为6V，
由图像可知对应的电流分别为IL＝0.8A，IR＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：I＝IL′+IR＝0.8A+0.6A＝1.4A；
此时电阻R和灯泡L的功率之比：＝＝＝＝。
故答案为：15；1.4；3：4。
16．（3分）如图所示是深受年轻人喜爱的某品牌电动平衡车，该平衡车是一款智能产品，可以连接手机APP从而控制平衡车。平衡车采用锂电池组提供电能，电池铭牌标注：60V、3000mAh，充满电时储存的能量 　648000　J，行驶时电动机把电能转化为平衡车的 　机械　能；手机APP通过发射 　电磁波　（选填“电磁波”或“超声波”）实现无线控制平衡车。

【解答】解：电池铭牌标注：60V、3000mAh，充满电时储存的能量为：W＝UIt＝60V×3000mA×1h＝60V×3A×3600s＝648000J。
行驶时电动机把电能转化为平衡车的机械能；手机APP通过发射电磁波实现无线控制平衡车。
故答案为：648000；机械；电磁波。
17．（3分）一台“220V，440W”的吸尘器，线圈电阻是10Ω，正常工作1min消耗的电能是 　2.64×104　J，产生的热量是 　2.4×103　J，在这个过程获得的机械能是 　2.4×104　J。
【解答】解：吸尘器正常工作1min＝60s，电动机消耗的电能为：
W＝Pt＝440W×60s＝2.64×104J；
根据P＝UI得通过线圈的电流：
I＝＝＝2A；
产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（2A）2×10Ω×60s＝2.4×103J；
在这个过程获得的机械能是：
W机械＝W﹣Q＝2.64×104J﹣2.4×103J＝2.4×104J。
故答案为：2.64×104；2.4×103；2.4×104。
三．实验探究题（共3题，每空1分，第16题6分，第17题8分，第18题7分，共21分）
18．（6分）小张在用“伏安法”测小灯泡电阻的实验中，连接了如图甲所示的实物图。

（1）闭合开关前，应向 　A　（选填“A”或“B”）端调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。
（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 　0.26　A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）换相同规格的灯泡，重测的数据如表所示，并绘出I﹣U图象如图丙的图线A所示。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？　不同意　，说出你的理由：　灯丝电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义　。
（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做此实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的图线B所示。你认为错误的原因可能是 　②　。（选填序号）
①电压表并联在电流表两端
②电压表并联在滑动变阻器两端
【解答】解：（1）闭合开关前，要使电路中的电流在开始测量时最小，说明滑动变阻器接入电路的阻值最大，则由图可知应向A端调整滑动变阻器的滑片；
（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.26A；
这时，灯丝突然烧断，电压表串联在电路中测电源电压，由串联电路电压的规律可知电压表的示数变大；
（3）因灯丝的电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，其电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义，所以不同意这种做法；
（4）由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的图线B所示，即电压增大时电路中电流变小；
在本实验中，通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大；如果电压表并联在变阻器两端，则变阻器接入电路的阻值增大时，由串联电路分压的规律可知变阻器两端的电压增大（电压表示数增大），但电路中电流会变小，故可能是把电压表并联在滑动变阻器两端了，即错误的原因可能是②。
故答案为：（1）A；（2）0.26；变大；（3）不同意；灯丝电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义；（4）②。
19．（8分）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。

（1）图甲是探究在通电时间相同和　电流　相同的情况下，导体产生的热量与　电阻　大小是否有关的装置。
（2）实验中通过观察　U形管液面高度差　的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是　BD　。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（3）由图乙所示，电流表的示数为　2　A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是　200　J。
【解答】解：（1）由图可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（2）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。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（3）由图可知，电流表选择的是0～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是：Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
故答案为：（1）电流；电阻；（2）U形管液面高度差；BD；（3）2；200；
20．（7分）小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；

（2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 　C　（选填标号）；
A．更换小灯泡
B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片
D．检查电压表是否断路
（3）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 　A　（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 　1.25　W；
（4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 　A　（选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝　　。
【解答】解：（1）电压表应并联到灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用的是小量程；如图所示：
；
（2）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，说明电路是通路，由于滑动变阻器的阻值最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流较小，灯泡的实际功率过小，所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，改变电路中电流的大小，观察灯泡是否发光，故C正确；
（3）图乙中电压表选用0﹣3V的小量程，分度值为0.1V，电压大小为1.9V；灯在额定电压下正常发光，电压表示数为1.9V时，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动到合适位置，直到电压表示数为额定电压2.5V；
灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（4）①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A点，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电压U1＝2.5V时，小灯泡正常发光；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U2；此时R0两端的电压为：U0＝U2﹣U1；
③此时为串联电路，则电路中的电流为：I＝＝，
小灯泡的额定功率表达式为：P＝U1＝。
故答案为：（1）如图；（2）C；（3）A；1.25；（4）A；。
四．综合能力题（共3小题，第21题6分，第22题6分，第23题6分，共18分）
21．（6分）以电路总电流大小划分的三挡电炖锅的工作电路可简化为如图所示的电路图，其两段电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＞R2。
（1）电炖锅工作时，将电能转化为 　内　能。
（2）当闭合S1、S3，断开S2时，电炖锅处于 　高　温挡位；当闭合S2，断开S1、S3时，电炖锅处于 　低　温挡位；当闭合S3，断开S1、S2时，电炖锅处于 　中　温挡位。（均填“高”“中”或“低”）
（3）当电炖锅处于高温挡时，通过R1的电流 　小于　R2的电流；当电炖锅处于低温挡时，R1两端的电压 　大于　R2两端的电压。（均填“大于”“等于”或“小于”）

【解答】解：（1）电炖锅工作时，将电能转化为内能。
（2）当闭合S1、S3，断开S2时，两电阻并联，总电阻最小，电源电压不变，根据P＝可知总功率最大，电炖锅处于高温挡位；
当闭合S2，断开S1、S3时，两电阻串联，总电阻最大，电源电压不变，根据P＝可知总功率最小，电炖锅处于低温挡位；
当闭合S3，断开S1、S2时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电炖锅处于中温挡位；
（3）当电炖锅处于高温挡时，两电阻并联，R1＞R2，根据I＝可知通过R1的电流小于R2的电流；
当电炖锅处于低温挡时，两电阻串联，串联电路的电流处处相等，R1＞R2，根据U＝IR可知R1两端的电压大于R2两端的电压。
故答案为：（1）内；（2）高；低；中；（3）小于；大于。
22．（6分）电热膜是一种新型的电热器件，如图1所示是一种常见的电热膜。电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线，导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构，其内部结构如图2所示。
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生，所以电热膜本身温度并不太高，不易氧化，使用寿命长。在制造电热膜时，会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象。导电墨线电阻随温度变化的关系如图3所示，这种温度特性的优点是，它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象，这是电热丝所不具备的，它保证了电热膜各处的温度均匀。

（1）电热膜取暖器工作时，室内空气温度升高是通过　热传递　方式增加空气内能的；
（2）如图2所示电热膜电路，导电墨线的连接方式是　并　联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB，则IA　＜　IB（填“＜”、“＝”或“＞”）。
（3）某根导电墨线的局部导电材料脱落，如图4C部分，这根导电墨线的电阻　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）电热膜不会因厚度不均而出现局部过热的现象，原因是电热丝电阻随温度的升高而　增大　，温度高时发热功率　减小　。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【解答】解：（1）电热膜取暖器工作时通过热传递的方式使得室内温度升高；
（2）墨线是并联的。如图中，若通过每条墨线的电流为I，则IA＝3I，IB＝9I，因此IA＜IB；
（3）A部分的凹形，会导致横截面积变小，电阻变大；
（4）从丙图可以看出随温度升高而增大，发热功率减小。
故答案为：（1）热传递；（2）并联；＜；（3）变大；（4）增大；减小。
23．（6分）阅读短文，回答问题。
第四代电光源——LED

如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、寿命长、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源。LED的发光原理与白炽灯截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。
图乙是LED的元件实物及符号。二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为6V的电路，该电池的参数如表格所示，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流值，可以得到电压表与电流表示数关系，如图丁所示。

电池技术参数
输出电压
6V
电池容量
5000mAh
（1）LED灯主要由 　半导体　（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 　低　（选填“高”或“低”）；
（2）在图丙中，闭合开关S，滑动变阻器调至阻值为 　150　Ω时，LED灯刚好正常发光；断开S，对调LED灯的正、负极后再闭合S，则LED 　不能　（选填“能”或“不能”）发光，此时电压表示数为 　6　V。
（3）由表格中的电池参数可知，充满电后，LED灯能正常工作多少 　9×105　s。
【解答】解：（1）LED灯主要是高亮度发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成；
LED的发光原理与白炽灯截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，所以其电热转换损耗的能量较白炽灯低；
（2）如图丙所示，LED灯与滑动变阻器串联，
由图像可知，当LED灯两端电压为3V时，电路中的电流为20mA＝0.02A，
因串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和，则此时滑动变阻器两端的电压为：
U1＝U﹣UL＝6V﹣3V＝3V，
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
R1＝＝＝150Ω；
二极管具有单向导电性，断开S，对调LED灯的正、负极后再闭合S，此时二极管处于截止状态，则LED灯不能发光；此时电压表串联在电路中，测电源两端的电压，其示数为6V。
（3）电池容量为5000mAh，输出电压为6V，
则电池充满电时储存的电能W＝UI′t＝6V×5A×3600s＝1.08×105J；
由（2）可知供电的电流为I＝0.02A，供电时间t′＝＝＝9×105s；
故答案为：（1）半导体；低；（2）150；不能；6；（3）9×105。