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北京市海淀区2023年九年级上学期物理期末试卷附答案
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这是一份北京市海淀区2023年九年级上学期物理期末试卷附答案，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，综合题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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．图中所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
3．图中所示的四种做法中，符合安全用电要求的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．我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”，如图甲所示，这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．地磁场的S极在地理南极附近
B．地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合
C．北京地区的地磁场方向由北向南
D．描述地球周围磁场的磁感线，从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近
5．图中所示的用电器中，正常工作时消耗的功率可能大于1000W的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
6．关于试电笔的用途和使用方法，下列说法正确的是（ ）
A．试电笔可以用来检测物体所带电荷的种类
B．试电笔可以用来辨别家庭电路的零线和火线
C．使用试电笔时人手可以接触金属笔尖
D．图中所示为正确使用螺丝刀式试电笔的方法
7．图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
8．某家庭电路简化后如图所示，该电路连接均正确，由该电路可知（ ）
A．a线是零线，b线是火线
B．电能表是测量用电器总功率的仪表
C．接入电路后的电视机和台灯是并联的
D．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置
9．小海家厨房的电饭锅、电饼铛正在工作，当他再将电水壶插头插入插座时，空气开关立刻“跳闸”切断电路。关于空气开关“跳闸”，下列说法正确的是（ ）
A．会导致电饭锅被烧坏
B．这是因为用电器两端电压过大
C．这是因为电路中的总电流过大
D．这是因为同时工作的用电器总功率过小
10．指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（ ）
A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用
B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极
C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极
D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极
11．下列关于电功率的说法正确的是（ ）
A．电流通过用电器做功越多，电功率越大
B．用电器消耗电能越快，电功率越大
C．电流通过用电器做功时间越短，电功率越大
D．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大
12．下图所示是一种环保型手电筒，使用时将它来回摇晃，让磁体在线圈中往复运动，就能使灯泡发光。选项四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
13．如图所示，电源两端的电压保持不变，是定值电阻，R是滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数不变
C．电阻消耗的功率变小
D．电压表的示数与电流表的示数的比值不变
14．图中所示为某家用电热水器铭牌上的部分参数，该电热水器接入家庭电路中使用时，下列说法正确的是（ ）
A．该电热水器的额定电流为10A
B．该电热水器正常工作消耗的电能为2000J
C．1度电可以让该电热水器正常工作0.5h
D．该电热水器两端的实际电压小于220V时，其实际功率仍为2000W
15．如图甲所示为某测温模拟电路，温度表由量程为0~3V的电压表改装而成。定值电阻的阻值为40Ω，热敏电阻R的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，电源两端的电压恒为6V，下列说法正确的是（ ）
A．在确保电路安全的条件下，该电路消耗的最小功率为0.45W
B．温度0℃应标在电压表零刻度处
C．电压表的3V刻度处应标注的温度为40℃
D．只增大电源两端的电压，该电路可测量的最高温度将升高
二、多选题
16．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是36V
B．我国家庭电路的交流电的频率是
C．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱外壳接地
D．熔丝熔断后，可用铜丝代替熔丝接入电路
17．实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（ ）
A．将钢棒靠近小磁针，小磁针发生转动
B．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引
C．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥开
D．将钢棒靠近放在桌面上的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑
18．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B．磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况
C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D．用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向
19．关于电磁现象及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的
B．电动机工作时主要将机械能转化为电能
C．导体在磁场中运动一定会产生感应电流
D．发电机工作时主要将机械能转化为电能
20．如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，为定值电阻。当三个开关都闭合时，标有“6V 3W”的小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6A，此时电路总功率为；当只闭合开关S、滑动变阻器R的滑片置于中点时，小灯泡L的功率为0.75W，此时电路总功率为；当只闭合开关S时，通过调节滑动变阻器R的滑片，电路总功率的最小值为；当只闭合开关S和时，此时电路总功率为。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列判断正确的是（ ）
A．的阻值为10ΩB．R的最大阻值为24Ω
C．D．
三、填空题
21．如图所示，电能表的示数为 。
22．小海将可以自由转动的小磁针靠近条形磁体右端，小磁针静止时如图所示，则条形磁体的右端为 （选填“N”或“S”）极。
23．实验室有材质相同，直径分别为、、的三种实心球形磁体若干。小海发现当两个直径相同的球形磁体吸在一起时，直径为的最难分开。请根据此现象，提出一个可探究的科学问题： 。
四、实验题
24．小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示：
（1）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中A点的磁场方向；
（2）小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与 有关；
（3）如图所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的 （选填“A”或“B”）端是N极。
25．小海用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，在实验桌上连接了部分实验电路，如图甲所示。
（1）请你用笔画线表示导线，将图甲所示的电路连接完整。
（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压。小海检查后发现导线完好且连接无误，则出现以上现象的原因可能是____。（选填选项前的字母）
A．滑动变阻器断路B．滑动变阻器短路
C．小灯泡断路D．小灯泡短路
（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至某位置，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W。
26．实验桌上有如下器材：一个保温烧瓶（烧瓶内装有适量的煤油、温度计和阻值一定的电阻丝R）、满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线。小海想利用这些器材探究“电流通过电阻时产生的热量与电流的关系”，如图所示是小海连接的电路。
（1）小海要想完成此实验，还需添加的一个测量工具是 ；
（2）实验过程中，电流通过电阻时产生热量的多少用 来反映；
（3）利用该实验中所用到的器材还可以探究“电流通过电阻时产生的热量与 的关系”。
27．小海为了探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，用铁钉作为铁芯，将表面涂有绝缘漆的细铜线绕在铁钉上，制成了一个电磁铁。如图所示，小海将该电磁铁与滑动变阻器等串联在电路中，利用该电路进行了两次实验，图乙中电流表的示数更大。
（1）实验中是通过观察 来比较电磁铁磁性强弱的；
（2）通过观察如图所示的两次实验现象，可得出的实验结论是：电磁铁的磁性强弱与 有关。
28．小海为了探究“感应电流的方向与导体的运动方向是否有关”，他选择用如图所示的装置进行实验。以下是他的实验步骤：
①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向；
②调换蹄形磁体的磁极，保持蹄形磁体静止，使导线框的边从图中位置仍以速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向；
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）小海计划探究的自变量是 ；
（2）小海实际探究过程中存在的问题是 。
29．小海想要测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为的定值电阻各一个，开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。
（1）请将实验步骤补充完整：
①断开所有开关，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大；
②只闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示，记录；
③保持滑片的位置不变，只闭合开关S和 ，读出电压表的示数，记录；
（2）该小灯泡的额定功率 （用测量量和已知量的符号表示）。
30．小海在学习了电与磁的知识后，想设计一个实验电路来探测磁场的强弱，他利用符合要求的电源（两端电压恒为U）、电流表、开关、导线、定值电阻R0，以及一个阻值会随着外界磁场强弱发生改变的磁敏元件R，组装了如图所示的电路。小海将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R，发现电流表的示数I逐渐变大。请分析并说明小海实验中所用磁敏元件R的阻值大小与磁场强弱的关系。
31．小海想要探究“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是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，阻值已知且不同的定值电阻6个，导线若干。请帮助小海完成实验设计。
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要实验步骤；
（3）画出实验数据记录表格。
五、综合题
32．请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯，新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部（如图乙）由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过，使得股线内的温度降至，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是____（选填选项前的字母）；
A．通电导线周围存在磁场
B．通电导线在磁场中受到力的作用
C．电磁感应现象
（2）当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会 （选填“变多”“变少”或“不变”）；
（3）超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ；
（4）为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议 （写出一条即可）。
六、计算题
33．在图中所示的电路中，电源两端电压为3V且保持不变，电阻的阻值为5Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.2A。求：
（1）电阻的阻值；
（2）电阻消耗的电功率。
34．图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，、为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关、的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。
（1）求电火锅在高温挡工作所消耗的电能；
（2）电火锅在低温挡工作时，开关、分别处于什么状态？
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。
1．D
2．B
3．D
4．D
5．C
6．B
7．B
8．C
9．C
10．A
11．B
12．A
13．C
14．C
15．A
16．B,C
17．C,D
18．B,C
19．A,D
20．B,C,D
21．2023.6
22．S
23．球形磁体之间的吸引力的大小是否与直径有关
24．（1）
（2）电流方向
（3）A
25．（1）
（2）C
（3）0.75
26．（1）秒表
（2）温度计示数变化多少
（3）通电时间
27．（1）电磁铁吸引大头针的数目多少
（2）电流的大小
28．（1）导体的运动方向
（2）没有控制变量唯一
29．（1）S1；S2
（2）
30．由电路图可知，电路为定值电阻与磁敏电阻的串联电路，电流表测电路中的电流；当条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R时，磁场强度变强，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻变小，R0为定值电阻，所以是R的电阻变小，故磁场强弱越强，磁敏元件R的阻值越小，即磁敏元件R的阻值随磁场强度的增大而减小。
31．（1）
（2）①断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片调至适当位置，读出电流表A的示数，电压表V的示数，将、和记录在实验数据记录表中；
③断开开关，换用不同的定值电阻，重复实验，但要调节滑动变阻器，保证电流不变。
④利用公式，分别计算出电阻消耗的6次电功率，并分别记录在实验数据记录表中。
（3）
32．（1）A
（2）变多
（3）零电阻
（4）增加线圈的匝数
33．（1）解：由电路图知，两个电阻串联连接，电流表测电路中的电流，据串联电路的电流特点知，电阻R1两端的电压U1=I1R1=IR1=0.2A×5Ω=1V
电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V
电阻R2的阻值
答：电阻R2的阻值为10Ω；
（2）解：电阻R1消耗的电功率
答：电阻R1消耗的电功率P1为0.2W。
34．（1）解：电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能为
（2）由于电源电压不变，根据，可知低温挡时，电阻较大，又因为，故低温挡时S1断开，S2闭合。
（3）电源电压为220V，插座的额定电流是5A，
故允许的最大功率为
故，
此时为了使加热更快只能用中温挡来加热。抽油烟机
电熨斗
台式电风扇
笔记本电脑
A
B
C
D
继续使用绝缘皮破损的导线
用沾了水的手触摸电灯开关
用湿毛巾擦拭正在发光的灯泡
用绝缘棒挑开通电的裸导线
A
B
C
D
台灯
计算器
电暖器
电热驱蚊器
A
B
C
D
动圈式话筒
动圈式扬声器
电动机
电铃
A
B
C
D
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
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．图中所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
3．图中所示的四种做法中，符合安全用电要求的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．我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”，如图甲所示，这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．地磁场的S极在地理南极附近
B．地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合
C．北京地区的地磁场方向由北向南
D．描述地球周围磁场的磁感线，从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近
5．图中所示的用电器中，正常工作时消耗的功率可能大于1000W的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
6．关于试电笔的用途和使用方法，下列说法正确的是（ ）
A．试电笔可以用来检测物体所带电荷的种类
B．试电笔可以用来辨别家庭电路的零线和火线
C．使用试电笔时人手可以接触金属笔尖
D．图中所示为正确使用螺丝刀式试电笔的方法
7．图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
8．某家庭电路简化后如图所示，该电路连接均正确，由该电路可知（ ）
A．a线是零线，b线是火线
B．电能表是测量用电器总功率的仪表
C．接入电路后的电视机和台灯是并联的
D．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置
9．小海家厨房的电饭锅、电饼铛正在工作，当他再将电水壶插头插入插座时，空气开关立刻“跳闸”切断电路。关于空气开关“跳闸”，下列说法正确的是（ ）
A．会导致电饭锅被烧坏
B．这是因为用电器两端电压过大
C．这是因为电路中的总电流过大
D．这是因为同时工作的用电器总功率过小
10．指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（ ）
A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用
B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极
C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极
D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极
11．下列关于电功率的说法正确的是（ ）
A．电流通过用电器做功越多，电功率越大
B．用电器消耗电能越快，电功率越大
C．电流通过用电器做功时间越短，电功率越大
D．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大
12．下图所示是一种环保型手电筒，使用时将它来回摇晃，让磁体在线圈中往复运动，就能使灯泡发光。选项四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
13．如图所示，电源两端的电压保持不变，是定值电阻，R是滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数不变
C．电阻消耗的功率变小
D．电压表的示数与电流表的示数的比值不变
14．图中所示为某家用电热水器铭牌上的部分参数，该电热水器接入家庭电路中使用时，下列说法正确的是（ ）
A．该电热水器的额定电流为10A
B．该电热水器正常工作消耗的电能为2000J
C．1度电可以让该电热水器正常工作0.5h
D．该电热水器两端的实际电压小于220V时，其实际功率仍为2000W
15．如图甲所示为某测温模拟电路，温度表由量程为0~3V的电压表改装而成。定值电阻的阻值为40Ω，热敏电阻R的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，电源两端的电压恒为6V，下列说法正确的是（ ）
A．在确保电路安全的条件下，该电路消耗的最小功率为0.45W
B．温度0℃应标在电压表零刻度处
C．电压表的3V刻度处应标注的温度为40℃
D．只增大电源两端的电压，该电路可测量的最高温度将升高
二、多选题
16．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是36V
B．我国家庭电路的交流电的频率是
C．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱外壳接地
D．熔丝熔断后，可用铜丝代替熔丝接入电路
17．实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（ ）
A．将钢棒靠近小磁针，小磁针发生转动
B．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引
C．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥开
D．将钢棒靠近放在桌面上的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑
18．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B．磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况
C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D．用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向
19．关于电磁现象及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的
B．电动机工作时主要将机械能转化为电能
C．导体在磁场中运动一定会产生感应电流
D．发电机工作时主要将机械能转化为电能
20．如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，为定值电阻。当三个开关都闭合时，标有“6V 3W”的小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6A，此时电路总功率为；当只闭合开关S、滑动变阻器R的滑片置于中点时，小灯泡L的功率为0.75W，此时电路总功率为；当只闭合开关S时，通过调节滑动变阻器R的滑片，电路总功率的最小值为；当只闭合开关S和时，此时电路总功率为。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列判断正确的是（ ）
A．的阻值为10ΩB．R的最大阻值为24Ω
C．D．
三、填空题
21．如图所示，电能表的示数为 。
22．小海将可以自由转动的小磁针靠近条形磁体右端，小磁针静止时如图所示，则条形磁体的右端为 （选填“N”或“S”）极。
23．实验室有材质相同，直径分别为、、的三种实心球形磁体若干。小海发现当两个直径相同的球形磁体吸在一起时，直径为的最难分开。请根据此现象，提出一个可探究的科学问题： 。
四、实验题
24．小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示：
（1）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中A点的磁场方向；
（2）小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与 有关；
（3）如图所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的 （选填“A”或“B”）端是N极。
25．小海用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，在实验桌上连接了部分实验电路，如图甲所示。
（1）请你用笔画线表示导线，将图甲所示的电路连接完整。
（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压。小海检查后发现导线完好且连接无误，则出现以上现象的原因可能是____。（选填选项前的字母）
A．滑动变阻器断路B．滑动变阻器短路
C．小灯泡断路D．小灯泡短路
（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至某位置，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W。
26．实验桌上有如下器材：一个保温烧瓶（烧瓶内装有适量的煤油、温度计和阻值一定的电阻丝R）、满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线。小海想利用这些器材探究“电流通过电阻时产生的热量与电流的关系”，如图所示是小海连接的电路。
（1）小海要想完成此实验，还需添加的一个测量工具是 ；
（2）实验过程中，电流通过电阻时产生热量的多少用 来反映；
（3）利用该实验中所用到的器材还可以探究“电流通过电阻时产生的热量与 的关系”。
27．小海为了探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，用铁钉作为铁芯，将表面涂有绝缘漆的细铜线绕在铁钉上，制成了一个电磁铁。如图所示，小海将该电磁铁与滑动变阻器等串联在电路中，利用该电路进行了两次实验，图乙中电流表的示数更大。
（1）实验中是通过观察 来比较电磁铁磁性强弱的；
（2）通过观察如图所示的两次实验现象，可得出的实验结论是：电磁铁的磁性强弱与 有关。
28．小海为了探究“感应电流的方向与导体的运动方向是否有关”，他选择用如图所示的装置进行实验。以下是他的实验步骤：
①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向；
②调换蹄形磁体的磁极，保持蹄形磁体静止，使导线框的边从图中位置仍以速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向；
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）小海计划探究的自变量是 ；
（2）小海实际探究过程中存在的问题是 。
29．小海想要测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为的定值电阻各一个，开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。
（1）请将实验步骤补充完整：
①断开所有开关，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大；
②只闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示，记录；
③保持滑片的位置不变，只闭合开关S和 ，读出电压表的示数，记录；
（2）该小灯泡的额定功率 （用测量量和已知量的符号表示）。
30．小海在学习了电与磁的知识后，想设计一个实验电路来探测磁场的强弱，他利用符合要求的电源（两端电压恒为U）、电流表、开关、导线、定值电阻R0，以及一个阻值会随着外界磁场强弱发生改变的磁敏元件R，组装了如图所示的电路。小海将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R，发现电流表的示数I逐渐变大。请分析并说明小海实验中所用磁敏元件R的阻值大小与磁场强弱的关系。
31．小海想要探究“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是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，阻值已知且不同的定值电阻6个，导线若干。请帮助小海完成实验设计。
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要实验步骤；
（3）画出实验数据记录表格。
五、综合题
32．请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯，新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部（如图乙）由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过，使得股线内的温度降至，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是____（选填选项前的字母）；
A．通电导线周围存在磁场
B．通电导线在磁场中受到力的作用
C．电磁感应现象
（2）当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会 （选填“变多”“变少”或“不变”）；
（3）超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ；
（4）为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议 （写出一条即可）。
六、计算题
33．在图中所示的电路中，电源两端电压为3V且保持不变，电阻的阻值为5Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.2A。求：
（1）电阻的阻值；
（2）电阻消耗的电功率。
34．图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，、为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关、的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。
（1）求电火锅在高温挡工作所消耗的电能；
（2）电火锅在低温挡工作时，开关、分别处于什么状态？
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。
1．D
2．B
3．D
4．D
5．C
6．B
7．B
8．C
9．C
10．A
11．B
12．A
13．C
14．C
15．A
16．B,C
17．C,D
18．B,C
19．A,D
20．B,C,D
21．2023.6
22．S
23．球形磁体之间的吸引力的大小是否与直径有关
24．（1）
（2）电流方向
（3）A
25．（1）
（2）C
（3）0.75
26．（1）秒表
（2）温度计示数变化多少
（3）通电时间
27．（1）电磁铁吸引大头针的数目多少
（2）电流的大小
28．（1）导体的运动方向
（2）没有控制变量唯一
29．（1）S1；S2
（2）
30．由电路图可知，电路为定值电阻与磁敏电阻的串联电路，电流表测电路中的电流；当条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R时，磁场强度变强，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻变小，R0为定值电阻，所以是R的电阻变小，故磁场强弱越强，磁敏元件R的阻值越小，即磁敏元件R的阻值随磁场强度的增大而减小。
31．（1）
（2）①断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片调至适当位置，读出电流表A的示数，电压表V的示数，将、和记录在实验数据记录表中；
③断开开关，换用不同的定值电阻，重复实验，但要调节滑动变阻器，保证电流不变。
④利用公式，分别计算出电阻消耗的6次电功率，并分别记录在实验数据记录表中。
（3）
32．（1）A
（2）变多
（3）零电阻
（4）增加线圈的匝数
33．（1）解：由电路图知，两个电阻串联连接，电流表测电路中的电流，据串联电路的电流特点知，电阻R1两端的电压U1=I1R1=IR1=0.2A×5Ω=1V
电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V
电阻R2的阻值
答：电阻R2的阻值为10Ω；
（2）解：电阻R1消耗的电功率
答：电阻R1消耗的电功率P1为0.2W。
34．（1）解：电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能为
（2）由于电源电压不变，根据，可知低温挡时，电阻较大，又因为，故低温挡时S1断开，S2闭合。
（3）电源电压为220V，插座的额定电流是5A，
故允许的最大功率为
故，
此时为了使加热更快只能用中温挡来加热。抽油烟机
电熨斗
台式电风扇
笔记本电脑
A
B
C
D
继续使用绝缘皮破损的导线
用沾了水的手触摸电灯开关
用湿毛巾擦拭正在发光的灯泡
用绝缘棒挑开通电的裸导线
A
B
C
D
台灯
计算器
电暖器
电热驱蚊器
A
B
C
D
动圈式话筒
动圈式扬声器
电动机
电铃
A
B
C
D
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
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