37，四川省德阳市第二中学校2023-2024学年九年级上学期12月月考物理试题

这是一份37，四川省德阳市第二中学校2023-2024学年九年级上学期12月月考物理试题，共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：100分钟；满分：100分）
一、选择题（本大题共15小题，每题2分，共30分）
1. 如图所示，对于图片的描述，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，试管内水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D. 图丁，古人锻造铁器，淬火的过程水的内能减少
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气体积减小，对内做功，内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的体积变大，对外做功，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，水蒸气的体积变大，对外做功，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁，古人锻造铁器，淬火的过程中铁器的内能减少，减少的内能转移到水中，所以水的内能增加，故D错误。
故选C。
2. 下列现象中，不属于静电现象的是（ ）
A. 手臂靠近刚关闭的电视机荧幕时，会感觉到汗毛被吸引
B. 靠在一起的两滴水能自动合并成一滴水
C. 干冷的冬天，脱掉尼龙外套时，会发出啪啪的声音
D. 拆开一次性筷子的塑料膜包装时，塑料膜会吸附在手上
【答案】B
【解析】
【详解】A．手臂靠近刚关闭的电视荧屏会感觉到汗毛被吸引，是由于电视屏幕带电，带电体吸引轻小物体，故A不符合题意；
B．靠在一起的两滴水能自动合并成一滴水，是由于分子间有引力，与静电无关，故B符合题意；
C．干冷的冬天，脱掉尼龙衣时，产生啪啪的声音，这是摩擦起电现象，故C不符合题意；
D．拆开一次性筷的塑料膜，由于摩擦带上电荷，所以薄塑料包装袋会吸附在手上，故D不符合题意。
故选B。
3. 如图甲所示的电路中，当闭合开关S后，两灯均发光，电压表V2的示数为5V，V1的指针位置如图乙所示，则灯L1、L2两端的电压分别为（ ）

A. 6V 5VB. 1.2V 3.8VC. 1.2V 1.2VD. 1.2V 5V
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知，闭合开关后，电灯L1、L2串联，电压表V2测L1和L2两端的电压，即电源电压U=5V，电压表V1测L1两端的电压；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V2的示数应大于V1的示数；电压表V1的量程是0～3V，分度值为0.1V，示数UV1=1.2V；电压表V1测L1两端的电压，所以L1两端的电压U1=1.2V；由于L1、L2串联，由串联电路的特点可知，L2两端的电压
U2=UV1-UV2=5V-1.2V=3.8V
故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
4. 电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热．由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是
A. 通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B. 通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C. 电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D. 电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
【答案】D
【解析】
【详解】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等，即：
I电炉丝=I导线 ，
通电时间t相同，根据：Q=I2 Rt，因为
R电炉丝 ＞R导线，
所以电流产生的热量：
Q电炉丝＞Q导线 ，
从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，
故选D．
5. 电梯超载报警器工作原理示意图如图所示，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小，A为电流表，其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态，开关S闭合，有人进入电梯后（ ）
A. 电流表示数变小，R和R0的总电功率变大
B. 电流表示数变小，R和R0的总电功率变小
C. 电流表示数变大，R和R0的总电功率变大
D. 电流表示数变大，R和R0的总电功率变小
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，两个电阻串联，开关S闭合后有人进入电梯后，压敏电阻受到的压力增大，则其接入电阻减小，电路电流增大，电流表示数变大，由可知电路总功率变大。
故选C。
6. 下面的描述与实际相符合的是（ ）
A. 电能表上的单位kW•h是电功率的单位
B. 教室内日光灯正常工作的电流约为2A
C. 100W日光灯正常工作时电阻约为484Ω
D. 对人体的安全电压是36V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．电能表上的单位kW•h是电功（电能）的单位，而不是电功率的单位，故A不符合题意；
B．教室内日光灯的电功率约为40W，正常工作的电流约为
I＝＝＝0.18A
故B不符合题意；
C．100W日光灯正常工作时电阻约为
R＝＝＝484Ω
故C符合题意；
D．对人体的安全电压是不高于36V，而不是等于36V，故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示，开关闭合，两个灯泡都发光，突然两个电表一个示数变大，一个变小，则该电路中（ ）
A. 可能是L2短路B. 可能是L2断路
C. L1可能更亮D. L2可能更亮
【答案】D
【解析】
【详解】A．如果是L2短路，则电路变为只有L1的电路，电路中电流会增大，则电流表示数增大，电压表测量电源电压，则电压表示数增大，故A不符合题意；
B．如果是L2断路，则电路短路，电流表、电压表均无示数，故B不符合题意；
CD．如果是L1短路，则电压表也被短路，示数减小，电路变为只有L2的电路，电路中电流会增大，则电流表示数增大，符合题意，所以L1将不亮，L2会更亮，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
8. 如图所示，通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题，下列说法正确的是
A. 断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2并联
B. 断开S1和S3，闭合S2时，电压表量电源电压
C. 断开S2，闭合S1和S3时，R1和R2串联
D. 断开S1，闭合S2和S3时，R2被短路
【答案】D
【解析】
【详解】A. 断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2串联，电压表测R1两端电压，故A错误；
B. 断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2串联，电压表测R1两端电压，故B错误；
C. 断开S2，闭合S1 和S3时，R1和R2并联，故C错误；
D. 断开S1，闭合S2 和S3时，无电流通过R2，R2被短路，故D正确．
9. 某种电脑键盘清洁器有两个开关,开关S1只控制照明用的小灯泡L,开关S2只控制吸尘用的电动机M.在如图所示的四个电路图中,符合上述要求的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．开关为总开关，控制小灯泡和电动机，开关只控制小灯泡，故A项错误;
B．开关为总开关，控制小灯泡和电动机，开关只控制电动机，故B项错误;
C．开关为总开关，控制小灯泡和电动机，开关只控制小灯泡，故C项错误;
D．开关只控制小灯泡，开关只控制吸尘用的电动机，二者互不影响，故D项正确．
10. 如图所示的电路图中，闭合开关S1和S2，灯泡L正常发光，若电源的电压不变，当开关S1断开后，则（ ）
A. 灯泡L变亮，电流表的示数增大
B. 灯泡L变暗，电流表的示数减小
C. 灯泡L的亮度不变，电流表的示数增大
D. 灯泡L的亮度不变，电流表的示数减小
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，灯泡与电阻并联，电流表测量干路电流，当开关S1断开后，因为并联电路各支路可以单独工作，不会影响灯泡所在支路，灯泡正常发光；由于开关S1断开，电阻所在支路断开，则整个电路就只剩下一条支路电流，根据并联电路电流规律可知，干路电流会减小，电流表的示数会减小，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
11. 将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，对物体的拉力为1.8N（物体大小可忽略）。则下列说法正确的是（ ）
A. 物体与斜面之间的摩擦力为0.2N
B. 有用功0.36J，机械效率20%
C. 有用功1.8J，机械效率20%
D. 总功2.16J，机械效率83.3%
【答案】D
【解析】
【详解】此过程所做有用功为
W有用=Gh=4.5N×0.4m=1.8J
所做总功为
W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J
根据W总=W有用+W额外可知
W额外=W总-W有用=2.16J-1.8J=0.36J
根据W额外=fs可知，物体与斜面之间的摩擦力为
机械效率为
故选D。
12. “争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在10s内匀速上升了5m，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（ ）

A. 动滑轮所受重力为280NB. 滑轮组所做的有用功为3000J
C. 拉力F的功率为300WD. 滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知动滑轮上承重绳子的股数为n=3，根据
可知，动滑轮的重力为
故A错误；
B．根据题意可知，滑轮组做的有用功为
故B错误；
C．根据题意可知，拉力做的功为
拉力F的功率为
故C正确；
D．滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
13. 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，如果将滑片向右缓慢移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电路消耗的总电功率变大
B. 电压表V1与电流表A的示数之比保持不变
C. 电流表示数不变，两电压表的示数都将变大
D. 电流表示数变小，电压表V1示数不变，电压表V2示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知，与串联，电压V1表测两端的电压，电压表V2测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。如果将滑片向右缓慢移动时，电路中的阻值增大，总电阻增大。电源电压恒定不变。
A．因为电路中总电阻增大，根据可知，电路中电流减小，所以根据，电源电压不变，总功率变小，故A错误；
B．电压V1表测两端的电压，根据可知，电压表V1与电流表A的示数之比为阻值，为定值电阻，阻值恒定不变，所以电压表V1与电流表A的示数之比保持不变，故B正确；
CD．如果将滑片向右缓慢移动时，总电阻增大，电流减小，电流表示数减小，根据，两端电压减小，V1示数减小，电压表V2测电源两端的电压恒定不变，故CD错误。
故选B。
14. 在如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=20Ω，R2=30Ω，下列说法正确的是（ ）

A. R1和R2两端的电压之比为1:3
B. 电流表A1和A2的示数之比为3:2
C. 相同时间内，R1和R2消耗的电功率之比为3:1
D. 相同时间内，R1和R2消耗的电功之比为3:1
【答案】B
【解析】
【详解】A．由电路图可知，电阻R1和R2串联，电流表A1测量通过R1和电流，电流表A2测量通过R2和电流。由并联电路电压特点可知，R1和R2两端的电压均等于电源电压，则R1和R2两端的电压之比为1:1，故A错误；
B．由可知，电流表A1和A2的示数之比
故B正确；
C．由可知，相同时间内，R1和R2消耗的电功率之比
故C错误；
D．由可知，相同时间内，R1和R2消耗的电功之比
故D错误。
故选B。
15. 如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R0=6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是（ ）
A. 电路中的最小电流是0.5A
B. 电源电压是9V
C. 滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D. 移动滑片，R0在通电100s内产生的热量最多1350J
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压，滑到滑动变阻器的b端时，由可知，电路电阻阻值最大，电路电流最小为
故A正确，不符合题意；
BC．根据串联电路电压特点可知，电源电压为
U=U0+U滑=3V+IR滑=3V+0.5A×R滑
当滑片滑到滑动变阻器的中点时，由得，电路电流为
此时电源电压为
U=U0'+U滑中=4.5V+I'R滑中=4.5V+0.75A×R滑中
由于电源电压保持不变，即
U0+U滑=U0'+U滑中
则
解得R滑=12Ω；电源电压为9V。故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．将滑片滑到滑动变阻器的a端时，电路电流最大，根据可得，电路电流为
由Q=I2Rt得，R0在通电100s内产生的最大热量为
Q=I最大2R0t=(1.5A)2×6Ω×100s=1350J
故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空题（本大题共7小题，每空2分，共30分）
16. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。

【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。
17. 如图甲所示，S闭合后，电流表A1的示数如图乙所示，电流表A2的示数为1.2A，则通过L1的电流为______A，通过L2的电流为______A。

【答案】 ①. 0.24 ②. 0.96
【解析】
【详解】[1][2]由乙图可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；由题目和甲图可知，灯泡L1和灯泡L2并联，电流表A1测通过灯泡L1的电流，为0.24A，电流表A2测干路电流，为1.2A，根据并联电路电流规律，通过灯泡L2的电流为
I2＝I﹣I1＝1.2A﹣0.24A＝0.96A
18. 小明家的电能表示数如图所示，读数为______ kW·h。小王为了测量卧室空调的电功率，他关掉家中其余用电器，启动空调，3分钟内数得电能表表盘转了300转，这段时间内空调消耗了______ kW·h的电能。

【答案】 ①. 323.6 ②. 0.1
【解析】
【详解】[1]电能表的读数单位是kW·h，最后一位是小数，其示数为：323.6kW·h。
[2]“3000r/kW·h”表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转，则电能表的转盘转300转，用电器消耗的电能
19. 如图所示，电源电压4V，两个小灯泡L1（2.5V，0.5W）和L2（3.8V，1.5W）串联接入电路。闭合开关，__________（选填“L1”或“L2”）较亮。
【答案】L1
【解析】
【详解】因为两灯泡串联接入电路，所以通过两灯泡的电流相等；根据灯泡的参数可以求出灯泡的阻值
根据P=I2R可知，电流相等时，电阻越大，实际电功率越大，灯泡越亮，故L1较亮。
20. 改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶100km，消耗了汽油4kg，已知：汽油的热值为q=4.6×107J/kg，汽车发动机功率为12kW，则该汽车匀速行驶100km过程中，发动机所做的功为_______J，发动机的效率为________（百分号保留一位小数）。
【答案】 ①. 6×107 ②. 32.6%
【解析】
【详解】[1]由速度公式可得，汽车行驶100km用时为

由功率公式 可得发动机所做的功
W=Pt=12×103W×5000s=6×107J
[2]由放热公式Q=mq可得，汽油完全燃烧所放出的热量
Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
发动机的效率为
21. 如图所示，某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡，已知定值电阻与阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为，则的阻值为______。在标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为的水，该过程消耗的电能为______，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了______℃。

【答案】 ①. 50 ②. ③. 85
【解析】
【详解】[1][2][3]当开关S1、S2均闭合时，R1被短路，电路中只有R2工作，当开关S2闭合，S1断开时，R1、R2串联；根据
可知，电源电压一定时，总电阻越大，总功率越小，故当开关S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，总电阻最大，总电功率最小，为低温挡。当开关S1、S2均闭合时，R1被短路，电路中只有R2工作，此时电阻最小，此时的电功率最大，电热水壶处于高温挡；“低温挡”正常工作时，电路的总电阻为
已知R1、R2阻值相等，所以两电阻的阻值为
R1=R2=50Ω
所以高温挡的功率为
该过程消耗的电能为
若产生的热量全部被水吸收，则水吸收的热量为
所以，水升高温度为
由计算得，水的末温是
t=t0+Δt=15℃+96.8℃=111.8℃>100℃
1标准大气压下水的沸点是100℃，所以水的末温是100℃，水实际升高的温度为
Δt′=100℃-15℃=85℃
22. 如图所示，图甲是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱形合金体，从空中逐渐浸入水中的情景；图乙是弹簧测力计示数F随该合金体逐渐浸入水中深度h的变化图象。当合金体浸没后，所受浮力大小为________N，物体的体积为______m3，合金体的密度是__________kg/m3。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
【答案】 ①. 0.5 ②. 5×10-5 ③. 4×103
【解析】
【详解】[1]由题意和图乙可知，合金体的重力为G=2.0N，当合金体浸没后，受到的拉力为F拉=1.5N，根据称重法，合金体受到的浮力为
F浮=G-F拉=2.0N-1.5N=0.5N
[2]根据阿基米德原理可知，物体的体积等于排开水的体积
[3]合金体的质量为
合金体的密度
三、作图题（本大题共2小题，每图2分，共4分）
23. 图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
【答案】
【解析】
【详解】测量小灯泡电阻阻值的实验中，除电压表外其余电路元件串联，电压表并在小灯泡两端。滑动变阻器一上一下接入电路，由图可知，电压表测的是电源电压，所以需要将滑动变阻器D接线柱与电压表正接线柱相连的导线画“×”，从滑动变阻器B（或小灯泡右端）接线柱引线到电压表正接线柱即可，作图如下：
24. 根据左侧电路实物图，在右侧画出对应的电路图．
【答案】
【解析】
【详解】解：从实物图可以看出电流路径：从电源正极开始，依次串联开关、电流表、滑动变阻器、灯泡到电源负极，电压表并联在灯泡两端．所以对应的电路图如下：
点睛：对照实物图分析电流路径，然后从电源的正极开始，按照电流的方向，依次串联各元件符号，到电源的负极，最后把电压表并联在灯泡两端．
四、实验题（本大题共3小题，每空1分，共16分）
25. 如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器．其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象．
（1）实验中通过观察_____的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了_____（填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的______不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是________容器．
【答案】 ①. 液面高度差 ②. 转换法 ③. 电流 ④. C
【解析】
【详解】第一空．电流通过电阻丝时做功产生热量，密封着的空气吸收热量，温度升高，压强增大，U形管中的液面高度发生变化，所以实验中通过观察液面高度差的变化来比较导体所产生热量的多少；
第二空．这种研究问题方法叫转换法；
第三空．甲装置中，两个电阻丝串联，通过的电流相同，所以是通过控制通电时间和电路中的电流不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
第四空．在乙装置中，D容器中电阻丝并联，再跟C容器中的电阻丝串联，所以C中电阻丝的电流大于D中电阻丝的电流，根据焦耳定律，C中产生热量较多．
26. 小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮；（ ）
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是___________（选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B．灯泡的电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向___________移动，同时眼睛注意观察___________（选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光；
（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为___________W；
（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是___________（选填字母）。
A．只将电源电压减小
B．只更换一个其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端
【答案】 ①. ②. A ③. 右 ④. 电压表 ⑤. 3 ⑥. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验可知电路为串联电路，要求滑片向右移，灯泡变亮，则滑动变阻器接入电路中的电阻变小，说明滑动变阻器使用的是右下接线柱，作图如下：
（2）[2]闭合开关后电流表和电压表示数均很小，说明电路未发生断路或短路故障，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明同时将滑动变阻器的下接线柱接在了电路中，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[3][4]乙图中电压表的分度值为0.5V，示数为4V，要测量灯泡的额定功率需要将电压表的示数调至6V，则此时滑动变阻器的电压变小，根据串联分压原理可知需要将滑动变阻器接入电路中的阻值变小，即滑片向右移动，同时眼睛需要观察电压表使电压表的示数为6V，此时灯泡正常发光。
（4）[5]丙图中当灯泡电压为6V时，电流为0.5A，则灯泡的额定功率为
（5）[6]已知电源电压为8V，灯泡正常发光时的电压为6V，根据串联分压可知，滑动变阻器此时的电压为2V，若实验中电压表大量程损坏，则可将电压表并联到滑动变阻器两端，即可完成实验，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
27. 在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中，小明利用稳压电源（恒为4.8V）、电阻箱（阻值可调节）、滑动变阻器（“60Ω 0.6A”）、电压表、电流表、导线若干做了如下实验：

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大______；
（2）按照（1）问中你的连接方式，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端；（选填“左”或“右”）
（3）小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定，调节滑动变阻器的阻值，进行了5次实验，测得了下表中的数据，其中第4次实验时，电压表指针如图乙所示，其示数为______V，通过实验数据的分析可得出：通过导体的电流与______的关系；
（4）小明实验时控制电压表的示数U=3V一定，通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值，进行了5次实验，测得了下表中的数据，通过实验数据的分析可得出：通过导体的电流与______的关系，本实验研究物理问题所用到的方法是______。
（5）小明按照（4）问的实验操作进行更多的数据探究，电阻箱接入电路的阻值不能超过______Ω。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 2.5 ④. 电压 ⑤. 电阻 ⑥. 控制变量法 ⑦. 100
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器一上一下串联接入电路，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，下面连接A接线柱，电压表和电阻箱并联，电流表串联在电路中，如图所示：

（2）[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处，即最右端。
（3）[3]由图乙可知，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.5V。
[4]由表中数据可知，电压增大几倍，对应的电流也增大几倍，电阻一定，电流与电压成正比。
（4）[5][6]由表中数据可知，保持电压
UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
不变，可以得到电压一定，电流和电阻成反比，用到控制变量法。
（5）[7]多次改变电阻箱接入电路电阻值，移动变阻器的滑片P，保持电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.8V-3V=1.8V
电压表示数为滑动变阻器分得的电压的
根据分压原理，当滑动变阻器接入电路的电阻最大为60Ω时，电阻箱连入电路中的电阻为
即为完成该实验，电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。
五、计算题（本大题共2小题，每题10分，共20分）
28. 如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为40，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，将滑片移到最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3A，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。
【答案】（1）10；（2）15V；（3）300J
【解析】
【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电阻
（2）将滑片移到最右端，滑动变阻器全部接入，闭合开关S，电流表示数为0.3A，则电源电压为
（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，此时小灯泡的电压为
通过小灯泡的实际电流为
滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为10Ω；
（2）电源电压为15V；
（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量为300J。
29. 如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从右端移动到左端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）R0的阻值与电源电压；
（3）滑动变阻器的最大功率。
【答案】（1）70Ω；（2）10Ω，16V；（3）6.4W
【解析】
【详解】解：（1）电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，滑动变阻器的最大阻值为
（2）由图甲可知，两电阻串联，电压表测变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，则电压表示数为零，由图乙可知，此时电路中电流为，此时电路中只有定值电阻R0，则电源电压
①
当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路分压原理可知，此时电压表示数最大；由图乙可知，此时电压表示数为14V，电流为0.2A，则电源电压为
②
联立①②两式解得

（3）滑动变阻器消耗的电功率
所以，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则滑动变阻器消耗电功率的最大值
答：（1）滑动变阻器R的最大阻值为70Ω；
（2）R0的阻值为10Ω，电源电压为16V；
（3）滑动变阻器的最大功率为6.4W。实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1