黑龙江省大庆市2024-2025学年秋季九年级上期末物理试卷（解析版）

这是一份黑龙江省大庆市2024-2025学年秋季九年级上期末物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每题3分，共45分）
1. 下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A. 一节干电池的电压约为1.5V
B. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一台电视机正常工作的电流约为10A
D. 一盏台灯工作2小时消耗电能约为5KW.h
【答案】A
【解析】A．我国家庭电路的电压为220V，常用干电池的电压为1.5V，故A符合题意；
B．电热水壶的加热功率较大，约为2000W，故B不符合题意；
C．电视机的额定功率约为200W，所以正常工作的电流约为1A，故C不符合题意；
D．台灯的额定功率约为20W，工作2小时消耗电能约
故D不符合题意。故选A。
2. 下列有关物理学家及贡献的说法中不正确的是（ ）
A. 丹麦物理学家奥斯特证明了电流的周围存在磁场
B. 英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系
C. 我国宋代学者沈括是世界上最早记述地理两极与地磁两极不重合现象的人
D. 法国物理学家安培实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟电阻成反比
【答案】D
【解析】A．丹麦物理学家奥斯特在一次演示实验中，发现通电导线旁的小磁针发生了偏转，后研究证明了电流的周围存在磁场，故A正确，A不符合题意；
B．英国物理学家焦耳最先通过实验精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系，总结出了焦耳定律，故B正确，B不符合题意；
C．我国宋代学者沈括是世界上最早记述地理两极与地磁两极不重合现象的人，介绍了磁偏角，故C正确，C不符合题意；
D．德国物理学家欧姆实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故D错误，D符合题意。
故选D。
3. 下列有关物态变化说法正确的是（ ）
A. 夏天，刚从冰箱拿出的饮料瓶外壁出现小水珠是液化现象，此过程中吸热
B. 零下15℃北方冬天结冰的衣服慢慢变干是升华现象，此过程中吸热
C. 严寒冬天，玻璃窗内壁结了一层冰花是凝固现象，此过程中放热
D. 早晨，室外大雾弥漫是汽化现象，此过程中吸热
【答案】B
【解析】A．刚从冰箱中拿出的饮料瓶温度很低，空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴，由气态变为液态，属于液化现象，液化放热，故A错误；
B．零下15℃北方冬天结冰的衣服慢慢变干，冰由固态直接变成气态，属于升华现象，升华吸热，故B正确；
C．严寒冬天，玻璃窗内壁结冰花是空气中的水蒸气直接变成了固态的冰，是凝华现象，凝华放热，故C错误；
D．雾是由空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠漂浮在空中形成的，液化放热，故D错误。
故选B。
4. 关于热量、热值和内能，下列说法正确是（ ）
A. 热传递过程中，内能大的物体放出热量
B. 用煤气灶烧水时，煤气燃烧越充分，其热值越大
C. 摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
D. 热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
【答案】D
【解析】A．内能只能从高温物体转移到低温物体，内能的大物体的温度不一定高，所以内能的物体不一定放出热量，故A错误；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，所以煤气的热值大小不变，故B错误；
C．摩擦生热是克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，是通过做功改变了物体的内能，故C错误；
D．在热机的压缩冲程中，燃料混合物被压缩，将机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
5. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积，汽缸容积满负荷工作时，做功冲程中，燃气的平均压强为，飞轮转动1800周。当汽油机满负荷工作时不计摩擦，若消耗汽油10g，汽油的热值为，则下列说法正确的是（ ）
A. 做功冲程燃气的平均压力为270N
B. 飞轮转动1800周，做功450次
C. 燃气对活塞做的总功为135J
D. 汽油机的效率为26.4%
【答案】D
【解析】A．燃气对活塞的平均压力为
故A错误；
B．四冲程汽油机的汽缸，飞轮转动周，做功次，故B错误；
C．一个做功冲程中燃气对活塞做功为
燃气对活塞做的总功为故C错误；
D．汽油热值
汽油机的效率为故D正确。故选D。
6. 世界上最小的发电机——摩擦纳米发电机，它可以在人走路、说话、心跳、肌肉收缩等运动时，使其组成的材料之间摩擦来实现微小的机械能到电能的转换。如图，让两种不同材质的摩擦层相互摩擦带上电荷并形成电压，从而在外部电路中形成电流。下列分析正确的是（ ）
A. 两摩擦层在相互摩擦的过程中创造了电荷
B. 两摩擦层摩擦后带上的是异种电荷
C. 两摩擦层在摩擦的过程中正电荷发生了转移
D. 两摩擦层带电的原因是分子发生了转移
【答案】B
【解析】AB．两摩擦层相互摩擦过程中只是使电荷发生了转移，并没有创造电荷，而且摩擦后两摩擦层带上的是等量异种电荷，故A错误，B正确；
CD．两摩擦层在摩擦的过程中是负电荷（电子）在摩擦层a和摩擦层b之间转移，故CD错误。故选B。
7. 家用电压力锅结合了高压锅和电饭锅的优点，省时省电而且安全性高。当电压力锅内部气压过大或温度过高时，发热器都会停止工作。下列简化的电压力锅电路图中，为过压保护开关，为过热保护开关。当锅内气压过大时开关自动断开，温度过高时开关自动断开。则符合上述工作要求的电路图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】开关控制发热器，与发热器串联，S1为过压保护开关，S2为过热保护开关，当两开关都闭合时，发热器工作，当只断开一个开关，发热器即停止工作，则两开关串联，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
8. 如下图甲是疫情期间非接触式红外线测温枪，下图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如下图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A. 体温显示仪是由电流表改装成的
B. 体温越高，体温显示仪示数越小
C. 将R0更换为阻值更大电阻，测相同温度体温显示仪示数变小
D. 被测人体温越高，电路消耗的总电功率越大
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，显示仪与R0并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．由题意可知，人的体温越高，R的阻值越小，电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，R0两端的电压变大，即显示仪示数变大，故B错误；
C．测相同温度时，R的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻后，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，由U=IR可知，R两端的电压UR变小，即显示仪示数U0=U-UR。由于电源电压U不变，即显示仪示数变大。故C错误；
D．由题意可知，人的体温越高，R的阻值越小，电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P=UI可知，电路消耗的总电功率越大，故D正确。
故选D。
9. 某智能手机的锂电池上标有“”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ）
A. 节能灯B. 电风扇C. 电饭锅D. 电冰箱
【答案】C
【解析】此时手机的快充电流
A．节能灯正常工作时的电流约0.1A，故A不符合题意；
BD．电风扇、电冰箱正常工作时的电流约1A，故BD不符合题意；
C．电饭锅正常工作时的电流约5A，故C符合题意。故选C。
10. 如图所示的家庭电路，插座不能正常工作，经检测发现b、d间断路，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A. 灯不会发光
B. 正确使用试电笔接触图中a点，试电笔会发光
C. 若此时站在地上的人接触c点，漏电保护器会切断电路
D. 若将开关和灯互换位置，仍然符合安全用电原则
【答案】B
【解析】AB．由图知，灯泡和插座是并联的；已知b、d间断路，但火线上的a点仍然带电，所以正确使用试电笔接触图中a点，试电笔会发光；开关闭合后，灯所在的电路构成通路，所以灯泡能够发光；故A错误，B正确；
C．若站在地上的人接触c点，c点接触的是零线，则电流不会经过人体，即没有发生漏电现象，所以漏电保护器不会切断电路，故C错误；
D．若将开关和灯泡位置互换，则容易使人触电，不符合安全用电原则，故D错误．
11. 有一个额定电压为6V的电动机通电后，当其正常转动时，测得其工作电流为0.6A。若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为2A。则该电动机正常转动时的机械效率为（ ）
A. 91%B. 70%C. 30%D. 9%
【答案】B
【解析】若用手捏着转头不让其转动，此时电动机是纯电阻，则电动机线圈的电阻
电动机正常转动时，产生热量的功率P热=I2R=(0.6A)2×3Ω=1.08W
电动机消耗电能的电功率P总=UI=6V×0.6A=3.6W
则该电动机正常转动时的机械效率
故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
12. 小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B. 当电源电压为4V时，电流表示数为0.5A
C. 当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
【答案】D
【解析】A．通过定值电阻R的电流I与电压U成正比，故应为图乙中曲线B表示，故A错误；
B．如图所示，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，当电源电压为4V时，灯泡与电阻R两端电压都为4V，由图乙可知，灯泡电流为0.3A，电阻R电流为0.1A，电流表示数为
故B错误；
C．当电源电压为4V时，灯泡电流为0.3A，小灯泡L的实际功率为
故C错误；
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，灯泡与电阻R电流相同，且两端电压之和为10V，从图乙可查得电流为0.2A时，灯泡两端电压为2V，电阻R两端电压为8V，电路消耗的总功率为故D正确。故选D。
13. 关于图中实验的说法不正确的是（ ）
A.
铁棒靠近时，小磁针发生偏转，铁棒不一定具有磁性
B.
小磁针发生偏转，说明电流周围存磁场
C.
条形磁体静止时B端总是指向地理北方，说明B端是条形磁体的南极
D.
铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关
【答案】C
【解析】A．小磁针具有磁性，即小磁针是磁体，磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质；该图中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，而力的作用是相互的，则小磁针也会被铁棒吸引，所以不能确定铁棒是否具有磁性，故A不符合题意；
B．该图所示实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．磁体都具有指向性，图中条形磁铁静止时B端总是指向北方，说明B端是条形磁铁的北极，故C符合题意；
D．由图知，两电磁铁串联，则通过的电流大小相同，只有线圈的匝数不同，且吸引大头针的数量不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数是有关系的，故D不符合题意。故选C。
14. 在如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，滑动变阻器R1的电功率P随其自身阻值的变化关系如图乙所示。下列相关说法中，正确的是（ ）

A. R2的阻值为8Ω
B. 电源电压为6V
C. R1的最大功率为9W
D. 电流表示数的变化范围为0.75~1.5A
【答案】B
【解析】AB．由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；由图乙可知，当R1接入电路的阻值为2Ω时，变阻器的电功率为2W，由P=I2R可知，此时电路中的电流
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压U=I1（R1+R2)=1A×（2Ω+R2）①
当R1接入电路的阻值为8Ω时，变阻器的电功率为2W，此时电路中的电流
电源电压U=I2（R1′+R2)=0.5A×（8Ω+R2）②
联立①②解得R2=4Ω，U=6V。故A错误，B正确；
C．滑动变阻器R1消耗的电功率
所以当R1=R2=4Ω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
故C错误；
D．当变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，由欧姆定律可知，电路中的最大电流
当变阻器接入电路的电阻最大为8Ω时，电路中的电流最小，由A选项可知，最小电流
I最小=I2=0.5A因此电流表示数的变化范围为0.5A~1.5A，故D错误。故选B。
15. 如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，小灯泡的规格为“6V，3W”（阻值不变），滑动变阻器的最大阻值为24Ω，电流表的量程为0~3A。当只闭合S3时，小灯泡恰能正常发光，则下列说法正确的是（ ）

A. 当只闭合S3时，在1min内电流通过R1所产生的热量是1.8×103J
B. 当只闭合S1时，L消耗的最小功率为1.5W
C. 当三个开关都闭合时，要使电流表能安全使用，R2接入电路的阻值不得小于5Ω
D. 当三个开关都闭合时，R2消耗的电功率的变化范围是6W~24W
【答案】D
【解析】A．当只闭合S3时，R1与L串联，且灯正常发光，此时灯两端的电压UL=6V，功率PL=3W，因为串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI知道，电路中的电流为
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1两端的电压为
由可得，1min内电流通过R1所产生的热量为
故A错误；
B．由于小灯泡的规格为“6V 3W”，所以由可知，灯泡的电阻为
当只闭合S1时，R2与L串联，当滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小，最小值为
此时灯泡的功率最小值为故B错误；
C．当只闭合S3时，R1与L串联，R1两端的电压为6V，通过R1的电流为0.5A，则R1的阻值为
当三个开关都闭合时，L短路，R1与R2并联，电流表测量的是干路中的电流，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1中的电流为
要使电流表安全使用，电流表的最大电流I大=3A，故通过R2的最大电流为
所以R2接入电路最小值为故C错误；
D．当三个开关都闭合，R1与R2并联，滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，R2消耗的电功率最小，则R2消耗的功率最小为
当三个开关都闭合时，R1与R2并联，由于R2的阻值不能小于6Ω，所以，当R2接入的阻值是6Ω时，R2消耗的功率最大为
即R2消耗的电功率的变化范围是6W～24W，故D正确。故选D。
二、填空题（每空1分，共16分）
16. 北京冬奥会赛道上的雪是利用造雪机将液态的水粉碎成雾状的小水滴，当小水滴遇到寒冷的外部空气 ___________成小冰晶。自然降雪是水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而 ___________成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来变成雪花飘落大地。（填写物态变化名称）
【答案】凝固；凝华
【解析】由液态变为固态的过程叫凝固，人工造雪是液体变成固体，是凝固现象。
物质由气态直接变为固态的过程叫凝华，自然降雪是水蒸气直接变成固体，是凝华现象。
17. 如题图所示，标有“2.5V 0.3A”的灯泡L1和标有“6V 0.15A”的灯泡L2连接成___________联电路，电源电压可调节；闭合开关S，使电源电压从0V逐渐增加，先正常发光的灯泡是___________，此时通过另一灯泡的电流是___________A。

【答案】串；L2 ；0.15
【解析】由图可知，开关闭合后，整个电路只有一条闭合回路，灯泡L1和灯泡L2串联。
通过小灯泡的电流达到额定电流时，小灯泡正常发光，由图可知，两灯泡串联，根据串联电路中电流处处相等的规律可知，灯泡L2的额定电流小于灯泡L1的额定电流，故先正常发光的是灯泡L2；且此时通过另一灯泡的电流也是灯泡L2的额定电流，即0.15A。
18. 图中，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，若断开开关，甲、乙两表示数之比为，通过的电流为，此时与______联。更换两表种类，闭合开关，两表均有示数，此时两表均为______表，通过的电流为，则______。
【答案】并；电压； 3∶1
【解析】由题意可知，若断开开关，两表均有示数且示数不相等；若两表均为电压表，则两电压表均测量电源电压，示数相等；所以两表均为电流表，甲表测通过R1的电流，乙表测通过R2的电流，且甲、乙两表的比值为2∶1，示数不同，所以此时与并联。
两表原来均为电流表，更换两表种类，所以此时两表均为电压表。
与并联时，甲表测通过R1的电流，乙表测通过R2的电流，且甲、乙两表的比值为2∶1，因为并联，所以R1、R2两端电压相等，根据欧姆定律可得
所以R2=2R1，此时，当两表均为电压表时，闭合开关，两个电阻串联，根据欧姆定律可得通过的电流为
所以
19. 小明家电能表上月底的示数为，本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能 _______ kW·h.小明家同时工作的用电器总功率不得超过 ________ W.小明将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的指示灯闪烁了32次,此过程中电风扇消耗电能 _______ J,其功率为 _______ W．
【答案】100.5；8800 ； 36000； 60
【解析】小明家本月消耗电能2918.7 kW·h-2818.2 kW·h=100.5 kW·h；
小明家同时工作的用电器总功率不得超过P总=UI=220V40A=8800W;
电风扇单独接入电路中,10min消耗电能:W= kW·h=0.01 kW·h=36000J;
电风扇的功率：P===60W.
20. 如图甲所示电路，电源电压恒定，电流表量程为0~0.6A，小灯泡L的额定电压为2.5V，其I—U图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的功率为___________W。当所有开关都闭合，滑片P位于变阻器R2的最右端时，定值电阻R1两端的电压为U1，电路的总功率为P1；只闭合开关S1时，电流表示数为0.2A，R1两端的电压为U1′；只闭合开关S2，在保证电路元件都安全的情况下，移动滑片P，当电路中电流达到最大时，变阻器R2的功率为P2.，已知U1∶U1′=5∶4，P1∶P2=4∶1，则R2的最大阻值是___________Ω。
【答案】0.625；20
【解析】小灯泡的额定电压为2.5V，由乙图可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.25A，所以小灯泡正常发光时的功率为
所有开关都闭合，R1与R2并联，小灯泡被短路，电流表测干路电流。滑片P位于变阻器R2的最右端，此时R2接入阻值最大。根据并联电路特点可知，定值电阻R1两端的电压等于电源电压为U1，即U=U1①
电路的总功率为②
只闭合S1，R1与灯泡L串联，电流表示数为0.2A，由乙图可知，此时灯泡两端的电压UL=1V，根据串联电路电压特点可得，电源电压为U=U1′+UL=I′R1+1V③
又已知U1：U1′=5∶4④
由①③④可得U=U1=5V
R1的电阻为
只闭合开关S2，在保证电路元件都安全的情况下，移动滑片P，电路中最大电流为0.25A，电路中的总电阻为
小灯泡正常发光时的电阻为
R2此时接入电路中的电阻为R2=R总-RL=20Ω-10Ω=10Ω
变阻器R2的功率P2，为P2=I大2R2=（0.25A）2×10Ω=0.625W
由于P1∶P2=4∶1
所以电功率P1为P1=4×0.625W=2.5W
将U=5V、R1=20Ω、P1=2.5W带入②式得
解得R2大=20Ω。
21. 如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为______能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将______（选填“改变”或“不改变”）。
【答案】机械能； 改变
【解析】闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB受到磁力的作用而运动，电能转化为机械能。导体AB受到磁力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变其中之一，导体受到的磁力方向会发生改变。
三、作图题（每题3分，共6分）
22. 如图所示，光滑水平面上，载有条形磁铁的小车处于静止状态，小车右侧与条形磁铁同一水平面内有固定一螺线管。当螺线管所在电路中的开关S闭合后，发现小车由静止开始向右靠近螺线管运动。请在图中括号里标明电源右端的极性和通电螺线管左端的磁极极性，并画出螺线管中电流方向及A点处磁感线的方向。
【答案】见解析
【解析】闭合开关后，小车由静止向右靠近螺线管，说明电磁铁吸引条形磁铁，由于异名磁极相互吸引，可知通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，在电磁铁外部，磁感线从N极出发回到S极，所以A点处磁感线的方向向右；根据安培定则，即用右手握着螺线管，拇指向N极（即螺线管右侧），则螺线管中电流方向向下，电源右端为正极（+），如图所示：
23. 图1是某款带LED指示灯的开关。现用该开关控制一个“220V，18W”的节能灯，已知：开关断开时，LED指示灯不亮，节能灯不工作；开关闭合时，LED指示灯亮，节能灯正常工作；若LED指示灯损坏，节能灯仍能在开关闭合时正常工作。请在图2中画出符合题目和安全用电要求的电路。
（ ）
【答案】见解析
【解析】由题意“若LED指示灯损坏，节能灯仍能在开关闭合时正常工作”可知，LED指示灯与节能灯并联；由“开关断开时，LED指示灯不亮，节能灯不工作；开关闭合时，LED指示灯亮，节能灯正常工作”，可知，开关在干路上，LED指示灯亮与保护电阻串联，如图所示
四、实验探究题（每空1分，共20分）
24. 某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源，5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只，水，酒精，煤油，开关，导线若干。
（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图___________所示方案。
（2）所选方案中两发热电阻的阻值应________ ，两个烧瓶内的液体应为质量_________的_______种类的液体。（均填“相同”或“不同”）
（3）已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是_______。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失。
（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应___________ （填“相同”或“不同”）。
（5）方案选定后，实验过程如下：
①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度盘的左侧，向右调节___________，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里。
②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于___________。
③根据表中数据可得酒精的比热容为___________J/（kg·℃）。
（6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图___________所示方案。
【答案】（1） 甲 （2） 不同；相同；相同 （3）煤油 （4） 相同
（5）右；78℃；2.4×103 （6）乙
【解析】（1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。 探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系时，要控制通电时间相同，只改变电阻的大小，根据串联电路各处的电流都相等（甲乙方案中通电时间都相等），本实验应该选用图甲所示方案。
（2）根据（1）可知，所选方案中两发热电阻的阻值应不同。
实验中电流产生的热量不易直接测量，可给质量相等的同种液体（比热容相同）加热，根据通过温度计示数变化的多少反映产生热量的多少，采用了转换法。故两个烧瓶内的液体应为质量相同的相同种类的液体。
（3）已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油，根据，质量相同的液体升高相同的温度，比热容越小，吸热越少，故为了缩短实验时间，应选用的液体是煤油。
（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，根据Q=I2Rt，对甲图而言，两发热电阻要相同；对乙图而言，两电阻并联，由并联电路各支路电压相等，根据可知，两发热电阻的阻值也应相同，即无论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应相同。
（5）将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，根据指针偏转的方向，平衡螺母调节的原则是：左偏右调，右偏左调。故观察到指针偏向分度盘的左侧，即向右调节平衡螺母，直至天平平衡。
因酒精的沸点为78℃，故该实验过程中应保证酒精的温度低于78℃。
电阻丝相同，相同时间放出的热量相同，因忽略热量散失，水吸收的热量等于酒精吸收的热量，根据有
即
故酒精的比热容为
（6）结合表中数据，实验过程中，电阻丝放出的热量为
若用甲方案，用两个5Ω的发热电阻，根据串联电阻的规律及欧姆定律，电路的电流为
根据焦耳定律Q=I2Rt，产生的热量为Q1=I12Rt=(0.6A)2×5Ω×420s=756J
若选用两个10Ω的发热电阻，同理，电路的电流为0.3A，产生的热量为
Q2=I22Rt=(03A)2×10Ω×420s=378J
两种情况下电阻丝产生的热量都不等于3024J，故可知实验过程中选择的不是图甲所示的方案，只能是图乙所示方案（根据可知，实验中选用的两个5Ω的发热电阻）。
25. 小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”和开关各一个、导线若干。
(1)小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现______（填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线；
(2)解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向______（填左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持______V不变，再次读取电流表的示数；
(3)把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于______V。由实验得出的结论是：当电压一定时，______；
(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U﹣I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是______；
(5)同组的小同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路（电源电压为U），测出了小灯泡L2的额定功率。请将她的实验步骤补充完整：
①闭合开关S．将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______，此时L2正常发光。
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P______（填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”）此时电流表的示数为I1，根据L1的U-I图象可知，当电流为I1时，对应的电压为U1；，则滑动变阻器接入电路的阻值R＝______；
③小灯泡L2的额定功率P额＝______（用U、I额、R表示）
【答案】（1）电压表； 图见解析； （2）右； 2 ；
（3）2.5；电流与电阻成反比 ；
（4）灯的电阻随温度的变化而变化
（5）①I额 ② 保持不动 ； ③(U﹣I额×R )×I额
【解析】(1)原电路中，电压表与电阻短路了，只有电流表与变阻器连入电路中，故电压表没有示数。电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如图所示
(2)小伟先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，由欧姆定律，电压表示数为U=IR=0.4A×5Ω=2V
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V，再次读取电流表的示数。
(3)假设控制为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理
左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值也应最大，此时变阻器器分得的电压最大，电压表的示数最小，即
解得UV=2.5V，为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于2.5V；由实验得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比。
(4)绘制了L1的U-I图像如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯的电阻随温度的变化而变化。
(5)实验步骤：闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为
I额，此时L2正常发光；将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P保持不动，此时电流表的示数为I1，根据L1的（U-I图像可知，当电流为I1时，对应的电压为U1）；
在①中，L1短路，L2与变阻器串联；在②中，L2短路，L1与变阻器串联，因电流为I1，由图丙知，L1对应的电压为U1，由串联电路的规律和欧姆定律，则滑动变阻器接入电路的阻值
在①中，由欧姆定律，变阻器的电压为U滑=I额×R=I额×R
根据串联电路电压的规律，L2的额定电压为U额=U-U滑=U-I额×R
小灯泡L2的额定功率P2=U额×I额=(U-I额×R)×I额
五、计算题（26题6分，27题7分，共13分）
26. 某太阳能热水器，向其中注入水，阳光照射一段时间后，水温从升高到。水的比热容是。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量；
（2）如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量是，则该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为）
【答案】（1） （2）30% （3）
【解析】【小问1】这段时间该热水器中的水吸收的热量为
【小问2】该热水器的效率为
【小问3】需完全燃烧煤的质量为
27. 某电吹风的简化电路图如图所示，、是电热丝，是电动机，开关闭合，、断开时吹冷风，通过电动机的电流为；、闭合，断开时吹温风，的阻值为；、、均闭合时吹热风，电吹风的总功率为。求：
（1）吹冷风时电动机的功率；
（2）吹温风时电路的总功率；
（3）的阻值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1】分析电路可知，开关闭合，、断开时吹冷风，电路中只有电动机工作，电流为0.5A，吹冷风时电动机的功率P冷=UI=220V×0.5A=110W
【小问2】、闭合，断开时吹温风，M与R1并联，通过电动机的电流为I1=0.5A，通过R1的电流
吹温风时电路中的总电流为I温=I+I1=0.5A+2A=2.5A
吹温风时电路的总功率P温=UI温=220V×2.5A=550W
【小问3】、、均闭合时吹热风，M与R1、R2并联工作，
R2的功率为P2=P-P温=1100W-550W=550W
由得，R2的阻值为液体
加热时间/s
质量/g
初始温度/℃
末态温度/℃
比热容/J/（kg·℃）
水
420
60
20
32
4.2×103
酒精
420
60
20
41