河南省郑州市管城回族区第六中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份河南省郑州市管城回族区第六中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共23页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）诗人王安石曾写道：“遥知不是雪，为有暗香来”，闻见梅花的香味在物理上叫做 现象，它说明了分子在不停地 。
2．（2分）如图中的可擦笔通过用橡皮摩擦发热可以使字迹消失。从能量转化的角度来看，此过程是机械能转化为 ，与汽油机的 冲程相同。
3．（2分）李明用天然磁石仿制如图甲所示的勺状指南针﹣﹣司南，他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为 极，他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），如图丙所示，司南静止时 （选填“南方”或“北方”）。
4．（3分）学习了电学知识以后，小明将四种家用电器各自消耗1kW•h（1度）电能可持续正常工作的时间绘制成了如图所示的柱状图 ，功率最大的电器是 ，电风扇正常工作5h消耗的电能是 kW•h。
5．（3分）某电路由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示，当把这个电路接在电压为2V的电源两端（电源电压保持不变），小灯泡L的电功率为 W，电路的总功率为 W，电路的总电阻为 Ω。
6．（2分）小明家的电能表月初的数字是，月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/kW•h的标准收费，他家本月应缴纳电费 元。若电能表的转盘在10min内转过400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 W。
二、选择题（每题2分，共16分；第7至第12题是单项选择题；第13、14题是双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）2023年11月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙型运载火箭，成功将中星6E卫星送入预定轨道，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的发动机的效率最高可达到100%
B．使燃料燃烧更充分可以提高热机效率
C．使燃料燃烧更充分可以提高燃料的热值
D．火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零
8．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．手机应用了半导体材料
B．选用保险丝时，应使它的额定电流等于或稍小于电路最大的正常工作电流
C．未来可能制造出不消耗能量却能不断对外做功的机器
D．家庭中使用的电热水器的发热体用的是超导材料
9．（2分）如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2分）某款“抓娃娃”机在投币后彩灯发光，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
11．（2分）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．有金属外壳的用电器的三脚插头，较长的脚与该用电器的外壳相连
B．用测电笔检查电路时，手不能接触笔尾金属体
C．控制家用电器的开关应与该用电器并联
D．家庭电路中的空气开关跳闸了，一定是发生了短路
12．（2分）在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，利用实验数据作出了如图所示的图象。根据图象，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B．通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C．当导体甲两端的电压为2V时，通过导体甲的电流为0.2A
D．将两导体并联后接在3V的电源上时，干路中的电流为0.6A
（多选）13．（2分）高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图，以下说法正确的是（ ）
A．称重表其实是一个电流表
B．电路中的R1是没有作用的
C．当车辆越重时，R连入电路的阻值越大
D．当车辆越重时，称重表的示数越大
（多选）14．（2分）如图甲所示电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端过程中1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，R2的最大阻值为50Ω，下列判断中正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为10Ω
B．该电路的最大功率为6W
C．P在b端时，电阻R1的功率为0.1W
D．P在b端时，该电路的总功率为0.5W
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）在图中虚线框A和B内分别接入开关和电灯（元件符号：开关，电灯⊗），并完成三孔插座的连接，使电路符合安全用电的要求。
16．（2分）如图，在螺线管上方用弹簧悬挂一根条形磁铁。闭合开关S后，弹簧的伸长量减小
四、实验探究题（第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）为了比较水和食用油的吸热能力，小凯使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据：
（1）从表中数据可知，水和食用油的 （选填“质量”、“体积”）相同。
（2）加热5min时，食用油的温度比水温度高，此时食用油吸收的热量 （选填“大于”或“小于”或“等于”）水吸收的热量。
（3）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是 （选填“水”或“食用油”）。
（4）假设实验过程中加热器放出的热量全部被液体吸收，则由上表可计算出食用油的比热容为 J/（kg•℃）。
18．（6分）某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。
（2）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为 V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后 （填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
（3）根据图像可以得出结论： 。
19．（8分）小华利用实验室的器材测量小灯泡的电功率，实验室提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V），导线若干。
（1）小华同学按图1所示连接电路，连好最后一根线小灯泡就亮了，电流表的指针偏转如图2所示 ；② 。
（2）改正错误后，小华正确连接电路，闭合开关前 （选填“A”或“B”）端。
（3）为测量小灯泡的额定功率，小华调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V，读出并记录电流表的示数如图3，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是 （选填下面的字母）。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差。
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
（5）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为5Ω的定值电阻R0也可以测出小灯泡的额定功率，她设计的电路如图4所示，具体操作是：闭合开关S1的示数I1＝ A时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用I1、I2、R0表示）。
五、综合应用题（第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）南阳市南召县回龙抽水蓄水能电站，是我省第一座抽水蓄能电站。在深夜用电低谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶的水库内，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献。
（1）蓄能电站放水发电时， 能转化为 能。
（2）该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，求高压输电线中的电流。
（3）该蓄能电站每天发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗多少煤？（煤的热值q＝3.0×107J/kg）
21．（10分）如图甲所示是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁中电流达到0.2A时，电源电压均保持不变，请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的下端为 （选填“N极”或“S极”）。
（2）加热时电热丝R3的功率为多少？
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1h，求电热水器的效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）如果将电热水器中的水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少？
2023-2024学年河南省郑州市管城六中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）诗人王安石曾写道：“遥知不是雪，为有暗香来”，闻见梅花的香味在物理上叫做 扩散 现象，它说明了分子在不停地 做无规则运动 。
【答案】扩散；做无规则运动。
【解答】解：闻见梅花的香味在物理上叫做扩散现象，它说明了分子在不停地做无规则运动。
故答案为：扩散；做无规则运动。
2．（2分）如图中的可擦笔通过用橡皮摩擦发热可以使字迹消失。从能量转化的角度来看，此过程是机械能转化为 内能 ，与汽油机的 压缩 冲程相同。
【答案】内能；压缩。
【解答】解：可擦笔通过用橡皮摩擦发热，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程相同。
故答案为：内能；压缩。
3．（2分）李明用天然磁石仿制如图甲所示的勺状指南针﹣﹣司南，他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为 S 极，他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），如图丙所示，司南静止时 南方 （选填“南方”或“北方”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：如（乙）所示，根据天然磁石的磁感线分布，回到S极可判断D端是S极，磁体的S极（勺柄）指向地球的南极；
故答案为：S；南方。
4．（3分）学习了电学知识以后，小明将四种家用电器各自消耗1kW•h（1度）电能可持续正常工作的时间绘制成了如图所示的柱状图 节能灯 ，功率最大的电器是 电水壶 ，电风扇正常工作5h消耗的电能是 0.25 kW•h。
【答案】节能灯；电水壶；0.25。
【解答】解：由图知，1度电可供节能灯持续工作的时间最多可知，由P＝UI可知；
1度电可供电水壶持续工作的时间最少，由P＝，电水壶的额定功率最大；
已知电风扇20h消耗4度电，所以5小时消耗电能为：。
故答案为：节能灯；电水壶。
5．（3分）某电路由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示，当把这个电路接在电压为2V的电源两端（电源电压保持不变），小灯泡L的电功率为 1.2 W，电路的总功率为 1.6 W，电路的总电阻为 2.5 Ω。
【答案】1.2；1.6；2.5。
【解答】解：由题意可知，小灯泡L和定值电阻R并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，当把这个电路接在电压为2V的电源两端时L＝UR＝U＝2V，
由图象可知，通过它们的电流分别为IR＝5.2A，IL＝0.2A，
则小灯泡L的电功率：
PL＝ULIL＝2V×0.8A＝1.2W，
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＝IR+IL＝2.2A+0.3A＝0.8A，
电路的总功率为：
P＝UI＝4V×0.8A＝5.6W；
由I＝可得
R总＝＝＝2.2Ω。
故答案为：1.2；3.6。
6．（2分）小明家的电能表月初的数字是，月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/kW•h的标准收费，他家本月应缴纳电费 42 元。若电能表的转盘在10min内转过400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 1200 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由图示电能表可知，电能表月初示数是1385.5kW•h，
本月用电量为W＝1469.5kW•h﹣1385.2kW•h＝84kW•h，
需交纳的电费为0.50元/kW•h×84kW•h＝42元；
（2）电能表的转盘转过400转消耗的电能：
W＝＝0.3kW•h，
t＝10min＝h＝h
P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：42；1200。
二、选择题（每题2分，共16分；第7至第12题是单项选择题；第13、14题是双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）2023年11月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙型运载火箭，成功将中星6E卫星送入预定轨道，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的发动机的效率最高可达到100%
B．使燃料燃烧更充分可以提高热机效率
C．使燃料燃烧更充分可以提高燃料的热值
D．火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零
【答案】B
【解答】解：A.火箭的发动机的效率最高不可能达到100%，因为总有热量损失；
B.使燃料燃烧更充分可放出更多热量，可以提高热机效率；
C.热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，故C错误；
D.火箭飞入太空后，太空温度很低，因为一个物体在任何情况下都具有内能；
故选：B。
8．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．手机应用了半导体材料
B．选用保险丝时，应使它的额定电流等于或稍小于电路最大的正常工作电流
C．未来可能制造出不消耗能量却能不断对外做功的机器
D．家庭中使用的电热水器的发热体用的是超导材料
【答案】A
【解答】解：A、手机上的集成电路是由二极管，应用了半导体材料；
B、保险丝选用要合理，故B错误；
C、不消耗能量而能永远对外做功的机器是不存在的，故C错误；
D、家庭中使用的电热水器是利用电流热效应来工作的，而超导体的电阻为0，故D错误。
故选：A。
9．（2分）如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解答】解：
充电鞋垫是利用电磁感应现象制成的，磁性飞轮高速旋转，从而产生了感应电流；
A、磁场中的导体运动时，电路中产生感应电流，与充电鞋垫原理相同；
B、图中是电流的磁效应，与充电鞋垫原理无关；
C、此图反映了通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，故C错误；
D、此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素，与充电鞋垫的制成原理无关。
故选：A。
10．（2分）某款“抓娃娃”机在投币后彩灯发光，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解答】解：
由题知，某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后，接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”，这说明彩灯和电动机互不影响，投币开关可控制彩灯和电动机；感应开关只控制电动机；结合图示可知。
故选：B。
11．（2分）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．有金属外壳的用电器的三脚插头，较长的脚与该用电器的外壳相连
B．用测电笔检查电路时，手不能接触笔尾金属体
C．控制家用电器的开关应与该用电器并联
D．家庭电路中的空气开关跳闸了，一定是发生了短路
【答案】A
【解答】解：A、大功率或带有金属外壳的用电器，以防用电器外壳带电。故A正确；
B、使用测电笔辨别火线时，不能用手触及测电笔前端的金属探头。故答案B错误。
C、控制家用电器的开关应与该用电器串联；
D、空气开关跳闸的基本原因是：所带负荷超限了。故D错误；
故选：A。
12．（2分）在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，利用实验数据作出了如图所示的图象。根据图象，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B．通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C．当导体甲两端的电压为2V时，通过导体甲的电流为0.2A
D．将两导体并联后接在3V的电源上时，干路中的电流为0.6A
【答案】B
【解答】解：
A、由图象可知、乙的电流都0.3A时，由R＝，故A错误；
B、由图象可知，即通过导体乙的电流与两端的电压成正比；
C、当导体甲两端的电压为6V时，通过甲的电流为0.4A；
D、由并联电路的电压特点可知，当U甲＝U乙＝6V时，I甲＝0.6A，I乙＝4.3A，干路中的电流I＝I甲+I乙＝0.4A+0.3A＝3.9A，故D错误。
故选：B。
（多选）13．（2分）高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图，以下说法正确的是（ ）
A．称重表其实是一个电流表
B．电路中的R1是没有作用的
C．当车辆越重时，R连入电路的阻值越大
D．当车辆越重时，称重表的示数越大
【答案】AD
【解答】解：
A．称重表与电阻串联，故A正确；
B．当物体很重，如果没有电阻R1，会造成电源短路，烧坏电源和电流表1具有保护电路的作用，故B错误；
CD．当车辆越重时，R连入电路的阻值越小，由I＝，电路的电流越大，故C错误．
故选：AD。
（多选）14．（2分）如图甲所示电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端过程中1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，R2的最大阻值为50Ω，下列判断中正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为10Ω
B．该电路的最大功率为6W
C．P在b端时，电阻R1的功率为0.1W
D．P在b端时，该电路的总功率为0.5W
【答案】AC
【解答】解：由图甲所示电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联；
A、由图甲所示电路可知，只有定值电阻接入电路，由图乙所示图象可知，由图示图象可知，R2＝20Ω时，电压表示数为2V
I＝＝＝＝8.2A，
定值电阻阻值：
R1＝＝10Ω；
B、当滑片在a端时电路功率最大
P＝＝＝3.7W；
C、P在b端时，电路电流：
I＝＝＝0.1A，
此时电阻R4的功率：
P1＝I2R2＝（0.1A）5×10Ω＝0.1W，故C正确；
D、P在b端时
P＝UI＝2V×0.1A＝3.6W，故D错误；
故选：AC。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）在图中虚线框A和B内分别接入开关和电灯（元件符号：开关，电灯⊗），并完成三孔插座的连接，使电路符合安全用电的要求。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：火线先过开关再入灯泡，由灯泡连到零线，A方框内应为灯泡；
三孔插座的上面的孔接地线，左孔接入零线。如图所示：
16．（2分）如图，在螺线管上方用弹簧悬挂一根条形磁铁。闭合开关S后，弹簧的伸长量减小
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
开关闭合后，弹簧伸长量减小，则可知条形磁铁受到了向上的排斥力，所以可知螺线管上端为N极；则由右手螺旋定则可知，即电源的左端为正极；如图所示：
四、实验探究题（第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）为了比较水和食用油的吸热能力，小凯使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据：
（1）从表中数据可知，水和食用油的 质量 （选填“质量”、“体积”）相同。
（2）加热5min时，食用油的温度比水温度高，此时食用油吸收的热量 等于 （选填“大于”或“小于”或“等于”）水吸收的热量。
（3）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是 水 （选填“水”或“食用油”）。
（4）假设实验过程中加热器放出的热量全部被液体吸收，则由上表可计算出食用油的比热容为 2.1×103 J/（kg•℃）。
【答案】（1）质量；
（2）等于；
（3）水；
（4）2.1×103。
【解答】解：（1）比较不同物质吸热的情况，应用控制变量法，且控制两种物质的质量相等；
（2）此实验中，利用相同规格的电加热器，物质吸收的热量相等，食用油的温度比水温度高；
（3）根据Q＝cmΔt，当两种物质吸收相同热量时，表格显示加热5min时；食用油温度升高70℃﹣20℃＝50℃；
（4）根据表格中数据可以求得食用油的比热容：Q水＝Q油，即c油mΔt油＝c水mΔt水；可得c油＝。
故答案为：
（1）质量；
（2）等于；
（3）水；
（4）6.1×103。
18．（6分）某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。
（2）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为 3 V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后 不变 （填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向 右 （填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是 7.5 Ω。
（3）根据图像可以得出结论： 导体两端电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】（1）见解答图；（2）3；不变；右；7.5；（3）导体两端电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联
；
（2）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为：U＝IR＝0.3A×10Ω＝﹣﹣﹣＝7.2A×15Ω＝3V；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，由分压原理，所以滑片应右端移动；电压表控制的电压为3V，变阻器分得的电压：U滑＝4.5V﹣6V＝1.5V；变阻器分得的电压为电压表示数的5.5倍，当接入15Ω电阻时滑＝0.2×15Ω＝7.5Ω，故为了完成整个实验；
（3）由乙图象可以得出结论：导体两端电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）见解答图；（2）5；右；7.5，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19．（8分）小华利用实验室的器材测量小灯泡的电功率，实验室提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V），导线若干。
（1）小华同学按图1所示连接电路，连好最后一根线小灯泡就亮了，电流表的指针偏转如图2所示 连接电路时未将开关断开 ；② 电流表的正负接线柱接反 。
（2）改正错误后，小华正确连接电路，闭合开关前 B （选填“A”或“B”）端。
（3）为测量小灯泡的额定功率，小华调节滑动变阻器，使电压表的示数为 2.5 V，读出并记录电流表的示数如图3，小灯泡的额定功率为 0.95 W。
（4）小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是 B （选填下面的字母）。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差。
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
（5）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为5Ω的定值电阻R0也可以测出小灯泡的额定功率，她设计的电路如图4所示，具体操作是：闭合开关S1的示数I1＝ 0.5 A时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ I1R0（I2﹣I1） （用I1、I2、R0表示）。
【答案】（1）①连接电路时未将开关断开；②电流表的正负接线柱接反；（2）B；（3）2.5；0.95；（4）B；（5）0.5；I1R0（I2﹣I1）。
【解答】解：
（1）小华同学按图1所示连接电路，连好最后一根线小灯泡就亮了，反偏； ②电流表的正负接线柱接反；
（2）改正错误后，小华正确连接电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处。
（3）为测量小灯泡的额定功率，小华调节滑动变阻器，读出并记录电流表的示数如图3，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率为P＝UI＝4.5V×0.38A＝6.95W；
（4）小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。
（5）具体操作是：
闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1＝＝＝0.25A，此时电流表A7的示数为I2，
由欧姆定律，R0的电压为U2＝R0I1，根据并联电路电流的规律，即灯的额定电压，灯的额定电流为：I＝I4﹣I1，
则小灯泡额定功率的表达式为：P＝R0I3×（I2﹣I1）。
故答案为：（1）①连接电路时未将开关断开；②电流表的正负接线柱接反；（3）4.5；（4）B；I1R4（I2﹣I1）。
五、综合应用题（第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）南阳市南召县回龙抽水蓄水能电站，是我省第一座抽水蓄能电站。在深夜用电低谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶的水库内，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献。
（1）蓄能电站放水发电时， 机械 能转化为 电 能。
（2）该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，求高压输电线中的电流。
（3）该蓄能电站每天发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗多少煤？（煤的热值q＝3.0×107J/kg）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）蓄能电站放水发电时，将机械能转化为了电能。
（2）已知P＝110MW＝1.1×108W，U＝220kV＝2.2×107V
由P＝UI可得，I＝＝；
（3）一天电站消耗的电能：W＝Pt＝1.2×108W×5×3600s＝6.98×1012J；
电能转化为的热量：Q＝＝＝6.6×1012J；
由Q＝mq可得，消耗煤的质量：m＝＝3kg。
答：（1）机械；电；
（2）高压输电线中的电流为500A；
（3）消耗煤的质量为2.2×106kg。
21．（10分）如图甲所示是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁中电流达到0.2A时，电源电压均保持不变，请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的下端为 N极 （选填“N极”或“S极”）。
（2）加热时电热丝R3的功率为多少？
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1h，求电热水器的效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）如果将电热水器中的水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少？
【答案】（1）N极；
（2）加热时电热丝R3的功率为2200W；
（3）电热水器的效率为79.5%；
（4）R2的阻值应该调至20Ω
【解答】解：（1）电磁铁是根据电流的磁效应制成的；图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，线圈的下端为N极；
（2）分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时3工作，为加热状态；
当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R5串联，一起工作；
加热时电热丝R3的功率为：P＝＝＝2200W；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.6×103J/（kg•℃）×60kg×25＝6.7×106J
电路处于加热状态时的功率：
P＝＝＝2200W，
由P＝可得
W＝Pt＝2200W×3600 s＝7.92×107J，
电热水器的效率：
η＝×100%＝；
（4）如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，
由I＝可知
R总＝＝＝30Ω，
由图象可知，60℃时R7的阻值为10Ω，则R2的阻值为R2＝R总﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω。
故答案为：（1）N极；
（2）加热时电热丝R3的功率为2200W；
（3）电热水器的效率为79.5%；
（4）R6的阻值应该调至20Ω。物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
5
45
食用油
60
20
5
70
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
5
45
食用油
60
20
5
70