河北省唐山市迁安市2021-2022学年九年级上学期期末考试物理试题（word版 含答案）

这是一份河北省唐山市迁安市2021-2022学年九年级上学期期末考试物理试题（word版 含答案），共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年河北省唐山市迁安市九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（1～12为单选，每小题2分；13～15为多选，每小题有两个或两个以上选项符合题意，全对3分，漏选2分，错选0分。共33分）
1．（2分）下列数据最贴近实际的是（　　）
A．对人体来说，安全电压是220V
B．人体电阻大约100Ω
C．一台空调的功率约为100W
D．家用电冰箱的正常工作电流约1A
2．（2分）下列科学家与科学发现对应关系正确的是（　　）
A．安培一一电流与电压、电阻的关系
B．法拉第一一电流周围存在磁场
C．沈括——地磁的两极和地理的两极不重合
D．奥斯特——电磁感应现象
3．（2分）下列有关安全用电的说法正确的是（　　）
A．微波炉可以通过双孔插座接入家庭电路
B．在高压线附近放风筝
C．使用试电笔时接触笔尾金属体
D．教室总开关跳闸，一定是电路出现了短路
4．（2分）能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题，以下有关说法正确的是（　　）
A．风能、水能、太阳能、电能及核能等均属于一次能源
B．医院检查身体所使用的B超主要是利用电磁波工作的
C．WiFi 是一种无线网络传输技术，它通过超声波传递信息
D．半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊材料，具有重要价值
5．（2分）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．如图：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．如图：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．如图：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．如图：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
6．（2分）如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（　　）


A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
7．（2分）如图是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　）

A．断开开关S时，用试电笔接触A点氖管发光，接触B点氖管不会发光
B．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
C．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
D．保险丝烧断后可用铜丝代替
8．（2分）如图所示电路中，开关S断开时，电压表，电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是（　　）


A．电阻R1断路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电阻R3断路
9．（2分）如图所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向左移动。下列说法中正确的是（　　）

A．电流表A1的示数变大
B．电压表V的示数变小
C．电压表V与A2的示数的乘积变小
D．电压表V与电流表A1的示数之比变大
10．（2分）旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（　　）

A．①通电导线在磁场受到了力的作用
B．②动圈式话筒
C．③电磁继电器
D．④奥斯特实验
11．（2分）如图所示，电源电压恒定。当开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表指针偏转角度相同；当开关S1闭合、S2断开，甲、乙两表均为电流表时，两表的示数之比为（　　）

A．5：4 B．3：5 C．4：5 D．4：1
12．（2分）教室里常用过氧乙酸溶液熏蒸消毒，小明设计的“过氧乙酸气体浓度测试仪”可以监测教室里过氧乙酸气体浓度是否达到要求的标准。如图所示是其简化的工作电路图，电源电压恒为6V，定值电阻R2＝10Ω。传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度增大而减小，下列判断正确的是（　　）

A．当过氧乙酸气体浓度增大时，电路中电流表示数变小
B．当过氧乙酸气体浓度增大时，电路中电压表示数变大
C．当电路中电压表示数为4.5V时，过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准，此时可计算得出电流表示示数为0.45A
D．当电路中电压表示数为4.5V时，过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准，可计算得出传感器R1的阻值为30Ω
（多选）13．（3分）有关温度、热量和内能的说法错误的是（　　）
A．物体放出热量，其内能一定减小、温度一定降低
B．热量都是从内能多的物体向内能少的物体传递
C．把热水倒入碗里，碗变热是通过热传递的方式改变了内能
D．冰在熔化过程中，内能增加而温度保持不变
（多选）14．（3分）如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 5A”。闭合开关S，在确保电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P，下列说法中正确的是（　　）

A．电路消耗的最大总功率为1.8W
B．电流表示数的变化范围为0.2A～0.5A
C．滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
D．电阻R1消耗的最大功率为0.9W
（多选）15．（3分）在如图示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻。闭合开关S，将滑片P由a端向b端滑动一段距离后，电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数变化的大小为ΔI。下列判断正确的是（　　）

A．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大，电流表示数变大
B．ΔU2大于ΔU1
C．与的差值等于R2
D．R2和R3消耗的电功率的和增加了ΔU2•ΔI
二、填空题（每空2分，共20分）
16．（4分）秋冬季节用塑料梳子梳干燥头发时，常会发现头发越梳越蓬松，这是因为头发上带 　 　（选填“同种”或“异种”）电荷而相互 　 　造成的（选填“吸引”或“排斥”）。
17．（4分）在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用 　 　方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是 　 　。如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的 　 　大。
18．（4分）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是 　 　J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 　 　m3。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4.2×107J/m3）
19．（4分）如图所示，电源电压是3V且保持不变，S闭合后电压表示数为1V，则灯L2两端的电压为 　 　V；若断开开关，电压表示数将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），灯L1将 　 　（选填“不能发光”或“仍能发光”）。

20．（4分）我市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线管放置于同一水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的N极指向右，如图所示，则电源A端为 　 　（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将 　 　（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。

三、实验探究题（每空2分，共30分）：
21．（8分）在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：

（1）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油 　 　得出结论。要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是 　 　。
（2）如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用Δt表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，（忽略热损失）此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用 　 　（用已给物理量写出表达式）分别进行计算。
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点 　 　。（答出一个即可）
22．（10分）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？
（2）用甲装置进行实验时，一段时间后 　 　（选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”）电阻丝产生的热量多；
（3）在乙装置中，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 　 　的关系，一段时间后 　 　（选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”）电阻丝产生的热量多。
23．（12分）用如图甲所示的电路“测量定值电阻Rx的阻值”。

（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变大）；
（2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于 　 　（选填“A”或“B”）端；
（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是 　 　；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx＝　 　Ω。
【拓展】完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 　 　；
②　 　，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　。
四、计算题（第24题，9分；第25题，8分。解合时，安求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分。共17分。）
24．（9分）如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，小灯泡L上标有“6V3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω．只闭合S1，将滑动变阻器的滑片P移动到A端时，L正常发光；闭合所有开关时整个电路1min消耗的电能为540J．已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：
（1）电源电压。
（2）R2的阻值。
（3）在保证电路安全的前提下，只闭合S1时移动滑片P使电路消耗的功率最小，求：此时电路的最小功率为P1。

25．（8分）如图甲、乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω，当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）高温挡的电功率是多少？
（3）小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压，傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了50转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）


2021-2022学年河北省唐山市迁安市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1～12为单选，每小题2分；13～15为多选，每小题有两个或两个以上选项符合题意，全对3分，漏选2分，错选0分。共33分）
1．【解答】解：A、对人体来说，安全电压是不高于36V，故A错误。
B、正常情况下，人体的电阻为几十kΩ，故B错误。
C、一台空调的功率在1000W以上，故C错误。
D、家用冰箱的功率约200W，其工作电流约为：I＝＝≈1A，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：A、安培提出了著名的分子电流假说，欧姆发现电流与电压、电阻的关系，故A错误；
B、奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C、沈括发现了地磁的两极和地理的两极不重合，存在一个角度叫磁偏角，故C正确；
D、法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：
A、微波炉有金属外壳，为了防止外壳带电，微波炉需要通过三孔插座接入家庭电路，故A错误；
B、安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。在高压线下放风筝很危险，故B错误；
C、使用试电笔时，手指应接触笔尾金属体，因为试电笔中有高值电阻起保护作用，所以不会发生触电事故，故C正确；
D、空气开关“跳闸”，可能是电路出现了短路，也可能是用电器的总功率过大，故D错误。
故选：C。
4．【解答】解：
A、风能、水能、太阳能、核能可以从自然界直接获取，是一次能源；电能属于二次能源，故A错误；
B、医院检查身体所用的B超利用了超声波传递信息，故B错误；
C、WiFi是利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，故C错误；
D、容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一些特殊的物理性质，可制作二极管、三极管灯，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：A、图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高、内能增加，故A错误；
B、图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能转化为塞子的机械能，瓶内空气内能减小，故B错误；
C、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D、图中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：
AB、由图可知，加热相同时间，由于用相同的加热器加热，则物质吸收热量是相同的，a的温度升高的快，则a的比热容小，故AB错误；
CD、吸收热量相同，加热的时间相同，b物质温度升高慢，则b的比热容大，故D正确，C错误。
故选：D。
7．【解答】解：A、断开开关S时，A点在火线上，用试电笔接触A点氖管发光，由于开关断开，B点与火线断路，接触B点时氖管不会发光，故A正确；
B、电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地，防止由于冰箱的外壳漏电而使人发生触电事故，故B错误；
C、若闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯断路；若电灯短路，会造成干路中的电流过大，保险丝会熔断，故C错误；
D、当电路电流过大时，保险丝容易熔断而保护电路，如果用铜丝代替保险丝后，由于铜丝的熔点较高，铜丝不会熔化，就起不到保护作用了，故D错误。
故选：A。
8．【解答】解：开关S断开时，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量R2两端的电压；电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表无示数，说明电压表与电源之间是断开的，所以故障可能是R3断路或R1断路；
S闭合时，只有R1接入电路中，电流表测量电路中的电流，有示数，说明R1是通路，电压表被短路，电压表无示数，所以故障是电阻R3断路。
故选：D。
9．【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测干路电流。
A、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变，故A错误；
B、因电源电压恒定，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
CD、将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器R1接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过R1的电流变小；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A2的示数变小，则电压表V与电流表A2的示数的乘积变小；
电压表V示数不变，电流表A1的示数不变，则电压表V与电流表A1的示数之比不变，故C正确，D错误。
故选：C。
10．【解答】解：观察轮子部分构造可知，溜冰时磁环随轮周转动，相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，使二极管发光，属于电磁感应现象；
A、通电导线在磁场受到了力的作用，说明磁场对电流的作用；故不符合题意；
B、动圈式话筒利用的是电磁感应原理，与轮子的发光原理相同；故符合题意；
C、电磁继电器是利用通电螺线管具有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通。它的实质是一个开关，故不符合题意。
D、该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场；故不符合题意。
故选：B。
11．【解答】解：
由电路图可知，当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲测电源的电压，乙测R2两端的电压，两表指针偏转角度相同，两表示数之比U甲：U乙＝5：1，
由串联电路电流相等和欧姆定律可得：＝，
则：＝＝＝，
所以，R1＝4R2；
当S1闭合、S2断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲测R2支路的电流，乙测干路电流，
由并联电路中各支路两端的电压相等和I＝可得，两电流表的示数之比：
＝＝＝＝。
故选：C。
12．【解答】解：
由电路图可知传感器R1和定值电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、由题知，当过氧乙酸气体浓度增大时，传感器R1的阻值减小，电路的总电阻减小，而电源电压不变，根据I＝可知电路中电流会变大，即电流表示数变大，故A错误；
B、当过氧乙酸气体浓度增大时，传感器R1的阻值减小，根据串联分压的规律可知传感器R1分得的电压减小，即电压表示数变小，故B错误；
CD、当电路中电压表示数为4.5V时，即U1＝4.5V，则电阻R2两端的电压为U2＝U﹣U1＝6V﹣4.5V＝1.5V，
此时电路中的电流为：I'＝＝＝0.15A，故C错误；
根据欧姆定律可得，此时传感器R1的阻值为：R1＝＝＝30Ω，故D正确。
故选：D。
13．【解答】解：
A、物体放出热量，内能一定减小，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减少，但温度保持不变，故A错误。
B、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递；而不是从内能多的物体向内能少的物体传递，故B错误；
C、把热水倒入碗中，碗的温度升高，是通过热传递的方式改变了它的内能，故C正确；
D、冰在熔化过程中持续吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增加，故D正确；
故选：AB。
14．【解答】解：A、由图可知该电路为R1和R2的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；
已知电流表量程0～0.6A，R2允许通过的最大电流为5A；电压表的量程为0～3V，即R1两端的电压最大为：U1大＝3V，
由欧姆定律可知通过R1的最大电流为：I1大＝＝＝0.3A，
由上述分析可知，为确保电路安全，因此电路中的最大电流为：I大＝I1大＝0.3A，
则电路消耗的最大功率为：P大＝I大U＝0.3A×6V＝1.8W，故A正确；
B、当滑动变阻器接入电路的阻值最大为R2＝20Ω时，电路的总电阻最大为：R大＝R2+R1＝20Ω+10Ω＝30Ω，
由欧姆定律可知电路中电流最小为：I小＝＝＝0.2A，
由上述分析可知电流表示数的变化范围为0.2A～0.3A，故B错误；
C、由I＝可知当电路中的电流最大时，电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路的阻值最小；
已知最大电流I大＝0.3A，由欧姆定律可知总电阻最小为：R小＝＝＝20Ω，
由串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值为：R2小＝R小﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，故C错误；
D、由P＝I2R可知电阻R1消耗的最大功率为：P1大＝I大2R1＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故D正确。
故选：AD。
15．【解答】解：
由图示电路图可知，三个电阻串联，电流表测电路电流，电压表V1测R1、R2两端电压，电压表V2测电阻R2、R3两端电压；
A、将滑片P由a端向b端滑动一段距离后，变阻器连入电路中的电阻变小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，总电流变大，即电流表示数变大；根据U＝IR可知，R3的电压变大，由串联电路电压的规律可知，R1、R2两端电压变小，即电压表V1示数变小，故A正确；
B、由电路图，根据串联电路的总电压保持不变可知，ΔU2＝ΔUR1，ΔU1＝ΔUR3，则ΔU2﹣ΔU1＝ΔUR1﹣ΔUR3，
滑片向右移动过程中，R1的电阻变小，由分压原理，R1两端电压减小，R3两端电压增大，R1两端电压的减小量等于R2、R3两端电压的增加量之和，则ΔUR1＞ΔUR3，所以ΔU2﹣ΔU1＞0，则ΔU2＞ΔU1，故B正确；
C、对定值电阻R3而言，R3＝＝，由分比定理有：R3＝＝，
同理，对定值电阻R2、R3而言，R2+R3＝；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
根据串联电路总电压不变，故有：＝＝R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：与之差等于R2；故C正确；
D、V2测R2和R3两端电压，且电压都变大，
V2示数变化量ΔU2＝UV2'﹣UV2，电流表示数变化量ΔI＝I'﹣I，
则：ΔU2•ΔI＝（UV2'﹣UV2）（I'﹣I），
由P＝UI可得，R2和R3消耗的电功率之和增加了：
ΔP2和3＝UV2′I′﹣UV2I≠（UV2'﹣UV2）（I'﹣I），
即：ΔP2和3≠ΔU2•ΔI，故D错误；
故选：ABC。
二、填空题（每空2分，共20分）
16．【解答】解：秋冬季节用塑料梳子梳干燥头发时，梳子和头发之间会发生电荷的转移，头发越梳越蓬松，说明头发带了同种电荷而相互排斥。
故答案为：同种；排斥。
17．【解答】解：（1）迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用做功方法使沙子内能增大；
（2）空气、塑料、水瓶塞、泡沫、木头导热性能差，是热的不良导体，泡沫塑料的作用是保温；
（3）水的比热容大，在质量相同、水吸收相同的热量，温度升高的低，温度变化不明显。
故答案为：做功；保温；比热容。
18．【解答】解：（1）水吸收的热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（95℃﹣15℃）＝6.72×105J；
（2）由η＝可得，
天然气完全燃烧放出的热量为：Q放＝＝＝1.68×106J；
由Q放＝Vq，可得，
需要燃烧的天然气的体积为：V＝＝＝0.04m3。
故答案为：6.72×105；0.04。
19．【解答】解：由电路图可知，闭合开关后，灯L1与L2串联，电压表测灯L2两端的电压；
已知此时电压表示数是1V，则灯L2两端的电压是1V；
断开开关S，电压表串联在电路中，电压表测电源两端电压，此时其示数为3V，所以断开开关后，电压表示数变大，并且两灯泡均不发光。
故答案为：1；变大；不能发光。
20．【解答】解：（1）小磁针的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则判断电流从螺线管的左边进入，从右边流出，可以判断电源的A端是正极，B端是负极。
（2）当开关S断开时，通电螺线管无磁性，小磁针受地磁场的作用，一端指南，一端指北，指南的是S极，指北的是N极，故小磁针N极将向北偏转。
故答案为：正；向北。
三、实验探究题（每空2分，共30分）：
21．【解答】解：（1）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论。要完成该实验，除图甲所示器材外，根据转换法，还需要的一个测量工具是秒表；
（2）忽略热损失，则物质吸收的热量为Q＝Pt，根据Q＝cmΔt可知，c＝＝，据此可知质量相同的水和煤油、温度升高相同时吸收的热量，由此进行比较；
（3）改进方案并设计了图乙所示的装置，与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是：该方案两实验同时进行，便于同时比较水和煤油升温快慢（或原方案两次加热，酒精灯火焰不易控制完全相同，现方案同一热源加热确保相同时间内热量相等）。
故答案为：（1）升高的温度；秒表；（2）c＝；（3）该方案两实验同时进行，便于同时比较水和煤油升温快慢。
22．【解答】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，右侧的电阻大于左侧的电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知一段时间后右瓶电阻丝产生的热量多；
（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右侧两个电阻的总电流和左侧的电阻电流相等，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右侧两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电阻规律知右侧总电阻小于左侧电阻，则通过两瓶电阻的电流相同，通电时间相同，只有电阻不同，左侧的电阻大于右侧的电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多。
故答案为：（1）U形管液面高度差；（2）右瓶；（3）左瓶。
23．【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变大，说明滑动变阻器的滑片P在向左移动过程中接入电路的电阻在减小，故应接A端；如图所示：
；
（2）实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即B端；
（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，说明电路断路，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，此时电路仍为断路，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，此时电路为通路，导线与滑动变阻器并联接入电路，所以电路故障是滑动变阻器断路；
（4）由乙图可知电流表接“0～0.6A”量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，由欧姆定律可得定值电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测R0和R串联的总电压，根据串联电路电压规律可知电压表的示数为U′＝U﹣U额；
②要测小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，可先测通过R0的电流，通过闭合开关 S、S2，断开开关S1，此时电压表测R0两端电压表示数为U1；
③由欧姆定律可得通过R0的电流为：I＝，由于串联电路电路处处相等，则通过灯泡的电流大小等于通过R0的电流大小，
小灯泡的额定功率：P额＝U额I＝U额×。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）滑动变阻器断路；（4）10；（5）①U﹣U额；②闭合开关 S、S2，断开开关S1；③U额×。
四、计算题（第24题，9分；第25题，8分。解合时，安求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分。共17分。）
24．【解答】解：（1）只闭合S1、将滑动变阻器的滑片P移动到A端时，电路只有灯泡L接入电路，
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，由灯泡正常发光可知，电源的电压U＝UL＝6V；
（2）闭合所有开关时，灯泡L与电阻R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，此时灯泡正常发光，其功率为3W，
由P＝可得，灯泡1min消耗的电能：
WL＝PLt＝3W×60s＝180J，
则1min内R2消耗的电能：
W2＝W﹣WL＝540J﹣180J＝360J，
由W＝UIt＝t可得，R2的阻值：
R2＝＝×60s＝6Ω；
（3）由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω，
只闭合S1时，灯泡L与变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
当电压表的示数U1＝3V时，灯泡两端的电压：
UL′＝U﹣U1＝6V﹣3V＝3V，
此时电路中的电流：
I＝＝＝0.25A，
电路的最小功率：
P1＝UI＝6V×0.25A＝1.5W。
答：（1）电源电压为6V；
（2）R2的阻值为6Ω；
（3）此时电路的最小功率为1.5W。
25．【解答】解：
（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由P＝可得：
R串＝＝＝110Ω，
发热电阻R1的阻值：
R1＝R串﹣R2＝110Ω﹣70Ω＝40Ω；
（2）当S1、S2都闭合时，电路中只有电阻R1接入电路中，根据P＝可知，此时电路中电阻较小，功率较大，为高温挡；
高温挡的电功率：
P高温＝＝＝1210W；
（3）“3000r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，
电能表转盘转50转时，高温挡时电烤箱消耗的电能：
W＝kW•h＝×3.6×106J＝6×104J，
t＝1min＝60s，
电烤箱的实际功率：
P＝＝＝1000W，
高温挡时电阻R1＝40Ω，由P＝得实际电压：
U实＝＝＝200V。
答：（1）发热电阻R1的阻值是40Ω；
（2）高温挡的电功率是1210W；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。