2021-2022学年吉林省长春市九台区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年吉林省长春市九台区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析），共18页。试卷主要包含了R2的U−I关系图像，将R1等内容，欢迎下载使用。

热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，但同时热机的大量使用也给我们的环境带来巨大的破坏．下列机械不是使用热机的是( )
A. 普通的家用轿车B. 喷气式战斗机C. 电动公交车D. “神舟”火箭
一个“220V 300W“的电热杯，一个“220V 300W”的煮蛋器，一台“220V 300W“的小型洗衣机，分别接在220V的电压下，则相同时间内它们产生的热量( )
A. 小型洗衣机最少B. 电热杯最少C. 煮蛋器最少D. 一样多
如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。下列说法正确的是( )
A. 电能表用来计量家中所有用电器的总功率
B. 空调正常工作时，吊灯一定发光
C. 如果插座被短路，“漏电保护器”就会切断电流
D. 空气开关“跳闸”，可能是电路发生短路引起的
下列说法中正确的是( )
A. 敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B. 燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C. 当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小
D. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上
为防控新冠疫情，加强对进校人员的管控，学校对电动门系统进行了改造：进校人员必须通过人脸识别且体温正常电动机方可工作开启电动门。S1闭合代表人脸识别通过，S2闭合代表体温正常，则符合要求的模拟电路是( )
A. B.
C. D.
有甲、乙两根镍铬合金丝，甲和乙等长，乙粗些，把它们串联在同一电路中，它们两端的电压分别为U甲和U乙，下列判断中正确的是( )
A. U甲=U乙B. U甲U乙D. 无法判断
某同学家的1000W电炉子突然灭了，检查发现电炉丝烧断了，他把烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，则电炉子1s内产生的热量将( )
A. 大于1000JB. 小于1000JC. 等于1000JD. 无法确定
如图是两电阻R1、R2的U−I关系图像，将R1、R2接在电压为U是电路中，结合图中信息可知( )
A. 两电阻R1、R2串联时总功率最大
B. 两电阻R1、R2并联时总功率最大
C. 只有电阻R1单独工作时总功率最大
D. 只有电阻R2单独工作时总功率最大
在东京奥运会的男子百米决赛中，和苏炳添同时参赛的英国选手因抢跑被红牌罚下，这精准度记录是因为赛道起点装有电子起跑器，图甲是电子起跑器的简化电路图，电源电压恒定，圆圈处为电表，R0为定值电阻，压敏电阻Rx安装在踏板上，其电阻与所受压力的关系如图乙。下列分析正确的是( )
A. 圆圈处的电表为电压表
B. 运动员起跑时，用力踩踏板，R0两端电压变小
C. R0电阻可与Rx并联
D. 运动员没有踩踏板时，电路消耗的总功率最小
如图所示，把分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两个小灯泡串联接入电路，闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则以下说法正确的是( )
A. 甲灯的电阻大于乙灯的电阻B. 整个电路此时消耗的总功率是4.5W
C. 1秒内甲灯消耗的电能是3JD. 甲灯两端的电压为6V
将熔喷布制成口罩时，使其带上静电，利用带电体具有______的性质，增强口罩的过滤效果；戴这种口罩可有效防止病毒侵入，也可过滤PM2.5，空气中弥漫的PM2.5______(选填“是”或“不是”)扩散现象。
搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是4.25×107J/kg，若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出______ J热量；发射塔下用水做冷却液，因为水的______。
今年9月25日，“欢迎晚舟回家”彩灯标语亮遍祖国大江南北，在长春市中心的一栋大楼上，LED彩灯标语格外入目，制作LED灯的材料是______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)，其周围闪亮的小彩灯是______联的。
有些门店当有顾客进门时，便有“欢迎光临”的电子声音发出，这是利用如图的带光敏电阻的监控装置，R1为光敏电阻，当光照强度增大时其阻值变小，R2为定值电阻，电源电压不变，当有顾客经过通道遮蔽光线时，R2两端电压______，通过R1的电流______(均填变化情况)。
将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为3A，则该电阻丝电阻为______Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了______W。
有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图甲，电源电压为24V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为______Ω.调节滑动变阻器R，使灯泡的实际功率为1.2W时，滑动变阻器R连入电路的阻值是______Ω.观察图像发现灯泡L的电阻是在增大的，这是因为______。
“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图：
(1)实验中必须要选取初温相同且______(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
(2)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
(3)若甲、乙两种液体的比热容分别为c甲、c乙，则c甲=______c乙。
用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”，器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、20Ω定值电阻各一只，“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
(1)用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小；
(2)将滑动变阻器滑片移动到最______端。闭合开关，小丹发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了______故障；
(3)排除故障后，将5Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数1V，此时电流表示数大小为______ A；
(4)小丹逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。当______的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V。于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行实验。调节后的电压值应该不低于______ V；
(5)利用可选电阻进行实验，并得到结论：______一定时，导体中的电流与导体的电阻成______比。
如图是小丹“探究影响电流热效应的因素”的实验装置。
(1)实验通过______(选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少。在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是使R1、R2______。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明：通电导体产生的热量与______有关。
(2)小铭用相同装置(煤油质量也相等)同时进行实验，细心的小铭看到小丹和小铭两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小铭这一组的煤油升温比小丹的快，比较发现：小铭的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，他们判断出通电导体产生的热量与通过导体的______有关。
(3)请利用上述结论解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：______相同时，导体______越大，产生的热量越多。
测小灯泡电功率的实验，电源电压恒为6V，小灯泡额定电压U额=2.5V，正常发光电阻约为10Ω，有两个规格分别为A.“10Ω2A”和B.“50Ω1A”的滑动变阻器。
(1)本实验应选择______滑动变阻器；连接电路时，开关应______；
(2)电路中有一处连接错误，请在错误的导线上画×，并用笔画线代替导线将正确的连入电路；
(3)正确操作后，调节滑片P，当电压表示数为2.5V时；电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为______ W；
(4)若电流表损坏，小丹利用一个定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙的电路，并进行实验：
①只闭合开关S、S1，调节滑片P，直至电压表示数为______ V；
②滑片P不动，将S1断开，再闭合S2，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的电功率P额=______(用U额、U0、R0表示)。
人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：
(1)LED灯正常发光时的电流是多大？
(2)LED灯正常发光时的电阻是多大？
(3)正常工作10h，使用LED灯比白织灯要节的多少电能？
小丹妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为700W，问：
(1)小丹帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
(2)加热系统加热时的热效率是多少？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：电动机是利用电能来获得动力，电动公交车不符合热机的特点；
普通的家用轿车、喷气式战斗机和神州火箭都是利用燃烧燃烧产生的内能来做功，把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点；
故选项C符合题意，ABD不符合题意．
故选C.
热机是把内能转化成机械能的装置，分析各选项能量转化即可正确解题．
本题主要考查了对热机的理解，明确热机的能量转化是解题的关键．
2.【答案】A
【解析】解：因它们都在额定电压下工作，所以，P=P额，即实际功率P相同，由W=Pt可知，工作时间相同时，三个用电器消耗的电能相同，
又因小型洗衣机工作时消耗电能，大部分转化为机械能，少部分转化为内能；煮蛋器和电热杯工作时把电能全转化为内能；所以，产生热量最少的是小型洗衣机。
故选：A。
(1)额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等；根据W=Pt可知相同的时间内消耗的电能的关系。
(2)根据用电器工作时的能量转化情况分析判断。
注意生活中常用电器的能量转化情况：一消耗电能全转化为内能的：电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅；二消耗电能转化为内能和机械能的：电风扇、电吹风、电动机。
3.【答案】D
【解析】解：
A、电能表用来计量家中所有用电器消耗电能多少的仪器，故A错误；
B、家庭电路中各用电器之间是并联的，互不影响，空调正常工作时，吊灯不一定发光，故B错误；
C、如果插座被短路，电路中的电流过大，会空气开关“跳闸”；只有进户线的火线与零线的电流不相等，且差值达到一定值时，漏电保护器也会切断电路，故C错误；
D、空气开关“跳闸”的原因是干路中的电流过大，可能是电路发生短路引起的，也可能是总功率过大引起的，故D正确。
故选：D。
(1)电能表是测量电能多少的仪器；
(2)并联电路各支路互不影响；
(3)(4)带有漏电保护器的总开关具有空气开关和漏电保护器的功能，当出现短路、过载(用电器总功率过大)和漏电时，能自动“跳闸”对人或电路起到保护作用；当电路中的电流过大时，空气开关会断开电路。
掌握家庭电路中各用电器之间的连接以及漏电保护器的应用，回答时注意：通过插座连接的用电器电流也要通过漏电保护器。
4.【答案】C
【解析】解：
AB、热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况、放出的热量无关，故AB错误；
C、当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小，故C正确；
D、与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为在摩擦过程中玻璃棒失去了电子，故D错误。
故选：C。
(1)(2)热值的大小只与燃料的种类有关；
(2)家庭电路中，电流过大的原因：一是短路；二是用电器的总功率过大。
(3)改变内能的方法有两个：做功和热传递；
(4)摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
本题考查了热值、改变内能的方法、摩擦起电的实质，都是基础知识。
5.【答案】C
【解析】解：进校人员在必须通过人脸识别且体温正常的情况下，电动机方可工作开启电动门，即两个开关同时闭合电路才能接通，只闭合其中任一开关，电路不能连通，故两开关串联后再与电动机串联，故C正确。
故选：C。
根据必须通过人脸识别且体温正常的情况下，电动机方可工作开启电动门可确两开关的连接方式确定电路的连接。
本题考查根据要求设计电路图，难度不大。
6.【答案】C
【解析】解：材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小，甲、乙两根镍铬合金丝，甲和乙等长，乙粗些，所以甲的电阻大于乙的电阻，把它们串联在同一电路中，串联电路各处电流相等，由I=UR可得U=IR，因甲的电阻大于乙的电阻，所以甲两端的电压大于乙两端的电压。
故选：C。
材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小，首先判断甲、乙电阻的大小，然后根据串联电路特点和欧姆定律的变形公式比较甲、乙两端的电压大小。
本题考查导体的电阻与哪些因素有关、串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
7.【答案】A
【解析】解：把电炉丝烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，电炉丝的材料、横截面积不变而长度变短，导体电阻R变小，电源电压U不变，由P=U2R可知，电炉子的电功率变大，大于1000W，由W=Pt可知，电炉子在1s内产生的热量大于1000J；
故选：A。
导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，先分析电炉丝电阻如何变化，然后由P=U2R判断电炉子功率如何变化，最后分析电炉子产生的热量如何变化。
知道影响导体电阻大小的因素、熟练应用电功率公式及电功公式即可正确解题。
8.【答案】B
【解析】解：
由图像可知，通过两电阻的电流与电阻两端电压成正比，因此两电阻均为定值电阻；
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以两电阻R1、R2并联时，电路的总电阻最小，由P=U2R可知，两电阻并联时，电路的总功率最大，故ACD错误，B正确。
故选：B。
由图像可知，通过两电阻的电流与电阻两端电压成正比，据此可知两电阻均为定值电阻；根据串并联电路电阻规律比较四个选项中电路总电阻的大小关系，再根据P=U2R可知，电源电压一定时，电路的总电阻越小，电路的总功率最大。
本题考查串并联电路电阻规律和电功率计算公式的应用，属于基础题。
9.【答案】D
【解析】解：
AC、由图可知，电阻R0与Rx串联，圆圈处的电表串联在电路中，则为电流表，故AC错误；
B、运动员起跑时，用力踩踏板(即F增大)，由图知，压敏电阻Rx的阻值变小，则串联电路的总电阻变小，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，故B错误；
D、运动员没有踩踏板时，F=0，由图知，压敏电阻的阻值最大，由电阻的串联可知电路的总电阻最大，根据P=U2R可知，电路消耗的总功率最小，故D正确。
故选：D。
(1)根据电路图判定电路的连接方式；电流表在使用时要串联接入电路中；
(2)运动员起跑时，用力踩踏板，根据图像确定压敏电阻Rx的阻值变化，由串联电路电阻的规律和欧姆定律分析电流大小的变化，根据U=IR确定R0两端的电压变化；
(3)运动员没有踩踏板时，F=0，由图知，压敏电阻的阻值最大，由P=U2R分析总功率的变化。
本题考查了串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有用的信息。
10.【答案】B
【解析】解：
A.由P=UI=U2R可得，两灯泡的电阻分别为R甲=U甲2P甲=(6V)26W=6Ω、R乙=U乙2P乙=(6V)23W=12Ω，则R甲B.两灯泡的额定电流分别为I甲=U甲R甲=6V6Ω=1A、I乙=U乙R乙=6V12Ω=0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且一个灯泡正常发光，另一个灯泡较暗，
所以，电路中的电流I=I乙=0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，整个电路此时消耗的总功率P=I2(R甲+R乙)=(0.5A)2×(6Ω+12Ω)=4.5W，故B正确；
C.1秒内甲灯消耗的电能W甲=I2R甲t=(0.5A)2×6Ω×1s=1.5J，故C错误；
D.甲灯两端的电压U甲′=IR甲=0.5A×6Ω=3V，故D错误。
故选：B。
(1)根据P=UI=U2R求出两灯泡的电阻，然后比较两灯泡的电阻关系；
(2)根据欧姆定律求出两灯泡的额定电流，根据串联电路的电流特点结合题意求出电路中的电流，根据电阻的串联规律和P=UI=I2R求出整个电路此时消耗的总功率；
(3)根据W=UIt=I2Rt求出1秒内甲灯消耗的电能；
(4)根据欧姆定律求出甲灯两端的电压。
本题考查了串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律、电功公式的综合应用，正确得出电路中的电流是关键。
11.【答案】吸引轻小物体 不是
【解析】解：将熔喷布制成口罩时，使其带上静电，利用带电体具有吸引轻小物体的性质。
空气中弥漫的PM2.5是固体颗粒的运动，不是分子的运动，不是扩散现象。
故答案为：吸引轻小物体；不是。
带电体可以吸引轻小的物体；
扩散现象：不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象。
本题考查扩散现象和带电体的性质，属于基础题，难度不大。
12.【答案】8.5×1010 比热容较大
【解析】解：(1)完全燃烧2吨偏二甲肼所放出的热量：
Q放=mq偏=2×103kg×4.25×107J/kg=8.5×1010J；
(2)水的比热容较大，由Q吸=cmΔt可知，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，由于水的比热容大，所以水吸收的热量较多，因此发射塔下用水做冷却液。
故答案为：8.5×1010；比热容较大。
(1)已知偏二甲肼的热值和质量，利用公式Q放=mq计算燃料完全燃烧放出的热量；
(2)由Q吸=cmΔt可知，相同质量的不同物质，升高相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多。
本题考查了燃料完全燃烧放热公式和水的比热容大的理解和应用，基础题。
13.【答案】半导体 串
【解析】解：
LED是一种发光二极管，它是由硅和锗等半导体材料制作成的。小彩灯工作时相互影响，是串联的。
故答案为：半导体；串。
(1)二极管是由半导体材料做成的器件，它具有单向导电性；
(2)电流只有一条路径的则是串联电路，用电器只能同时工作，开关控制整个电路；有两条或两条以上路径的则是并联电路，用电器可以独立工作，干路开关控制整个电路，支路开关只控制其所在的支路。
本题考查了彩灯的连接方式和半导体的应用，是一道基础题，比较简单。
14.【答案】变小 变小
【解析】解：由图可知，两电阻串联；由题意知，当光照射的强度增大时其阻值变小，当光照射的强度减小时其阻值变大，所以当有顾客经过通道遮蔽光线时，R1的电阻变大，两电阻串联，由电阻的串联规律可知，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，通过R2的电流也变小；
由于电流变小，根据U=IR可知，所以R2两端的电压变小。
故答案为：变小；变小。
由图可知，两电阻串联，根据已知条件确定光敏电阻阻值的变化，由电阻的串联规律分析电路的电阻变化，由欧姆定律判断电路的电流变化；根据U=IR确定R2两端电压的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是明确当光照射的强度减小时光敏电阻阻值变大。
15.【答案】4 27
【解析】解：由I=UR得：
该电阻丝电阻为：
R=UI=12V3A=4Ω；
该电阻R所消耗电功率的变化：
PR′−PR=U2R−U′2R=(12V)24Ω−(6V)24Ω=27W。
故答案为：4；27。
根据欧姆定律求出电阻；再根据P=U2R求出两种情况下电阻R消耗的电功率，进一步求出该电阻R所消耗电功率的变化。
本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用。
16.【答案】60；90；灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】解：
(1)灯泡两端的电压为24V时，灯泡正常发光，由图乙可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A，
根据欧姆定律可得，此时灯丝的电阻：RL=ULIL=24V0.4A=60Ω；
(2)由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V，通过的电流为0.2A时，灯泡的实际功率为1.2W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡的实际功率为1.2W时，滑动变阻器两端的电压U滑=U−UL′=24V−6V=18V，
串联电路中各处的电流相等，由欧姆定律可得，滑动变阻器R连入电路的阻值：
R滑=U滑I=18V0.2A=90Ω。
(3)在材料、长度和横截面积一定时，灯丝电阻还与温度有关，并且灯丝电阻随温度的升高而增大。
故答案为：60；90；灯丝电阻随温度的升高而增大。
(1)额定电压下灯泡正常发光，根据图乙读出对应的电流，根据欧姆定律求出此时灯丝的电阻；
(2)由图可知找出灯泡的实际功率为3.6W时灯泡两端的电压和电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器R连入电路的阻值；
(3)灯丝的电阻与温度有关。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图乙得出灯泡实际功率为1.2W时灯泡两端的电压和通过的电流。
17.【答案】质量 吸收热量 乙 0.5
【解析】解：(1)根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同；
(2)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为：60℃−20℃=40℃；
乙升高的温度为：40℃−20℃=20℃；即乙升温小，故乙的吸热能力更强；
(3)根据c=QmΔt，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，所以c甲=20℃40℃c乙=0.5c乙。
故答案为：(1)质量；吸收热量；(2)乙；(4)0.5。
(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(3)根据c=QmΔt，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及c=QmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18.【答案】右 断路 0.220Ω1.5电压 反
【解析】解：
(1)滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如图所示：
(2)为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片移动到阻值最大处，将滑动变阻器滑片移动到最右端；
闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，与电压表并联的电阻断路了；
(3)排除故障后，将5Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数1V，根据欧姆定律可知此时电流表示数大小I=UVR=1V5Ω=0.2A；
(4)若电压表示数为1V，根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：U滑1=3V−1V=2V
变阻器分得的电压是电阻电压的2倍，将20Ω的电阻接入电路后，为保持电压不变，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值为2×20Ω=40Ω，
而题中变阻器的最大阻值为20Ω，所以，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，也不能使电压表示数为1V。
由串联电路电压的规律及分压原理有：
U−UVUV=R滑R′，
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，
即：3V−UVUV=20Ω20Ω，
UV=1.5V，所以调节后的电压值应该不低于1.5V；
(5)电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：(1)如上所示；
(2)右；断路；
(3)0.2；
(4)20Ω；1.5；
(5)电压；反。
(1)根据滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小确定变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联；
(2)为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片移动到阻值最大处；
闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，据此分析；
(3)根据欧姆定律可知此时电流表示数大小；
(4)研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，根据串联电路电压和分压原理得出定值电阻最大时对应的变阻器连入电路中的电阻；
由串联电路电压的规律及分压原理得出电压值应该不低于多少；
(5)电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
本题是探究电流与电阻的关系实验，考查电路的连接、注意事项、故障分析、操作过程、控制变量法和实验结论等知识，属于常考命题点。
19.【答案】温度计示数的变化 电流和通电时间相同 电阻 电流 电流和通电时间 电阻
【解析】解：(1)实验通过加热时间来反映电阻丝产生热量的多少；由图可知，两电阻串联，目的是控制R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同；乙瓶中电热丝阻值较大，温度计的示数较高，说明在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体产生的热量与电阻的大小有关。
(2)小丹和小铭用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；但小铭的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小铭做实验时电路中的电流较大，此时小铭这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越大，即可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。
(3)电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以在相同的时间内，电炉丝产生的热量较多，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热。
故答案为：(1)温度计示数的变化；电流和通电时间相同；电阻；(2)电流；(3)电流和通电时间；电阻。
(1)由Q=I2Rt可知，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，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变；
(2)在电压一定时，电流与电阻成反比；在电阻和通电时间一定时，电流产生的热量与电流有关，电流越大，产生的热量越多；
(3)根据焦耳定律公式Q=I2Rt进行分析。
此题考查了焦耳定律的验证实验，需要掌握电流产生热量多少的影响因素，会利用控制变量法和转换法，正确探究电流产生热量跟各因素之间的关系。
20.【答案】B 断开 0.652U额U0R0
【解析】解：(1)电源电压恒为6V，小灯泡额定电压U额=2.5V，正常发光电阻约为10Ω，由欧姆定律可得灯的额定电流约为：I=U额R=2.5V10Ω=0.25A<1A，
由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻：
R滑=U滑I=U−U额I=6V−Ω，实验应选择规格为50Ω1A的B滑动变阻器；
为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
(2)原图中电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端了，电压表应该与灯泡并联，如下图所示：
；
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，
则小灯泡的额定功率为：
P=U额I=2.5V×0.26A=0.65W；
(4)①由图丙可知，闭合开关S、S1时，小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻和滑动变阻器的电压之和，小灯泡额定电压为2.5V，故调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为UV=U−UL=4.5V−2.5V=2V。
③S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，此时变阻器接入的阻值不变，小灯泡、定值电阻和滑动变阻器仍然串联，读出电压表示数为U0，即为定值电阻的电压，此时小灯泡正常发光，故电路中电流可表示为：I额=U0R0，小灯泡的额定功率：P额=U额I额=U额U0R0。
故答案为：(1)B；断开；(2)见上图；(3)0.65；(4)①2；③U额U0R0。
(1)小灯泡额定电压U额=2.5V，正常发光电阻约为10Ω，由欧姆定律求出灯的额定电流，由串联电路的规律及欧姆定律得出此时变阻器连入电路的电阻，确定实验应选择的滑动变阻器；
为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
(2)电压表应该与灯泡并联；
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
(4)①此时小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，根据小灯泡额定电压为2.5V，故其余元件的电压之和为电源电压减去2.5V。
③用：I额=U0R0计算出额定电流，再用P额=U额I额计算额定功率。
本题测量小灯泡额定电功率的实验，考查器材选择、故障分析、额定功率计算及设计方案测额定功率的能力，最后一问难度较大。
21.【答案】解：
(1)该LED灯正常工作时电流：I=PU=12W24V=0.5A。
(2)由欧姆定律R=UI可得LED灯正常发光时的电阻：
R=UI=24V0.5A=48Ω，
(3)每天正常工作10h，使用一个LED灯比使用一个白炽灯可节约电能：
W=(P白炽灯−PLED)t=(0.1kW−0.012kW)×10h=0.88kW⋅h，
答：(1)LED灯正常发光时的电流是0.5A；
(2)LED灯正常发光时的电阻是48Ω；
(3)正常工作10h，使用LED灯比白织灯要节约0.88kW⋅h的电能。
【解析】(1)已知LED灯的额定电压和额定功率，根据公式I=PU可求LED灯正常工作时电流。
(2)根据欧姆定律R=UI可求LED灯正常发光时的电阻；
(3)由W=Pt可以求出正常工作10h节约的电能；
本题考查电功率变形公式、电功计算公式的应用，常见题目。
22.【答案】解：(1)加热过程中水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×6kg×(40℃−20℃)=5.04×105J；
(2)由P=Wt可知，加热系统正常工作15min消耗的电能：W=Pt=700W×15×60s=6.3×105J；
加热系统加热时的热效率：η=Q吸W×100%=5.04×105J6.3×105J×100%=80%。
答：(1)加热过程中水吸收的热量是5.04×105J；
(2)加热系统加热时的热效率是80%。
【解析】(1)利用Q吸=cm(t−t0)计算出水吸收的热量；
(2)利用P=Wt计算出加热系统正常工作15min消耗的电能，利用效率公式计算出加热系统加热时的热效率。
本题是电热综合性题目，主要考查吸热公式、电功率公式、效率公式的应用，计算过程中注意单位的换算和统一。
类型
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10−9秒
10−3秒
额定功率
12瓦
100瓦