湖南省长沙市岳麓师大附中广益实验中学2021-2022学年九年级上学期期末物理试题

这是一份湖南省长沙市岳麓师大附中广益实验中学2021-2022学年九年级上学期期末物理试题，共20页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年湖南省长沙市岳麓师大附中广益实验中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（每小题3分，共36分，1至10题单选，11、12题双选，少选得2分，错选不得分）
1．（3分）如图所示，将两个表面平整、干净的铅柱紧压后，它们就会粘在一起，即使在下面吊一个较重的物体也不会被拉开，这个实验表明（　　）

A．分子间存在引力 B．分子间存在斥力
C．分子在永不停息地运动 D．分子间有空隙
2．（3分）下列做法符合安全用电常识的是（　　）
A．多个大功率用电器同时共用一个插排
B．发生触电时立即用手将触电人拉开
C．电饭锅的三脚插头改用两脚插头使用
D．使用试电笔时手不接触笔尖金属体
3．（3分）甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能（　　）
A．甲灯的多 B．乙灯的多 C．一样多 D．不能确定
4．（3分）如图所示，把铜片、铁片插入菠萝中，制成一个水果电池，用电压表测量它的电压。则（　　）

A．菠萝是用电器 B．电压表能提供电压
C．水果电池的电压为0.5V D．铜片是水果电池的正极
5．（3分）如图，气球与头发摩擦，头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是（　　）

A．气球与头发摩擦创造了电荷
B．气球因摩擦带电而成为导体
C．气球若带负电荷，则头发带正电荷
D．气球与头发因带同种电荷而互相吸引
6．（3分）为了广大市民出行安全，运城市交通部门规定：从五月一日起，所有市民出行必须配带安全头盔。爱动脑的小明学习了电学知识后发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后（S闭合），头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1闭合）接收到信号，再启动电动车钥匙（S2闭合），车才能正常启动。下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（3分）为确保学校用电安全，校安全部门对全校的线路进行了彻底排查，发现有一条连接电动机的铜芯电线不符合规格：①用镀铜的铝芯冒充铜芯；②电线直径明显比说明书上标定的直径要小。引起这种电线不符合规格的主要原因是（　　）
A．电线的长度引起电阻偏大
B．电线的横截面积引起电阻偏小
C．电线的材料引起电阻偏小
D．电线的材料、横截面积引起电阻偏大
8．（3分）关于能源信息与材料，下列说法正确的是（　　）
A．核能是一次能源，且可再生
B．电能属于一次能源
C．“北斗”导航、无人机是利用超声波进行定位、导航和控制的
D．即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能
9．（3分）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（3分）如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。下列说法中正确的是（　　）

A．甲是电动机，将电能转化为机械能
B．乙是发电机，将机械能转化为电能
C．该过程中能量转化是：电能→机械能→电能→内能和光能
D．如果将灯泡两端的导线改接到该蓄电池对应的两极，可制成“永动机”
11．（3分）如图甲是身高测量仪，体检者站在绝缘平台上，能自动显示身高，电路原理如图乙，R0为定值电阻，下列有关分析中正确的是（　　）

A．电流表示数显示身高，身高越高示数越大
B．电压表示数显示身高，身高越高示数越大
C．身高越高，R消耗的电功率越小
D．身高越高，电路消耗的总功率越大
（多选）12．（3分）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关S2，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表V2的示数为1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图象，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡的额定功率为0.75W
B．定值电阻R0的阻值为12Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值7.5Ω
D．两次实验中，电路最小功率为0.36W
二、填空题（每空2分，共26分）
13．（4分）妈妈在厨房炖排骨汤，小雪还没进门就闻到了排骨汤的香味，这是一种 　 　现象。妈妈把菜刀放在磨刀石上磨了几下，发现菜刀的温度升高了，这是用 　 　的方法在改变物体的内能。
14．（4分）2021年5月15日8时20分左右，我国发射的天问一号着陆器成功着陆于火星北半球的乌托邦平原。如图所示，着陆器上搭载着的中国首辆火星车“祝融号”通过发射 　 　向地球传回了火星表面的照片。火星车是依靠其机身两侧闪蝶形太阳能电池翼提供能量的，太阳能来源于太阳内部氢原子核在超高温下发生核 　 　。

15．（4分）如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的 　 　效应实现高温封口。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 　 　的发热电阻。

16．（4分）如图是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性 　 　（选填“减弱”“不变”或“增强”），在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 　 　是除尘器。

17．（4分）汽油机在工作过程中将内能转化为机械能的冲程是 　 　冲程；汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧100g的汽油所释放的热量为 　 　J。
18．（6分）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P在最右端时，R1的功率为P1，当滑动变阻器滑片P移动到某一位置时，R0连入的电阻减小了9Ω，灯泡恰好正常发光，R1的功率为P2，P1：P2＝16：25，滑动变阻器最大阻值是R1的3倍。求：
（1）灯泡正常发光时的电流为 　 　A。
（2）电源电压为 　 　V。
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是 　 　W。

三、实验探究题（第19、20、21题每小题6分，第22题8分，共26分）
19．（6分）如图甲所示的串联电路中，闭合开关S时，小桂发现灯泡L1比L2更亮，他猜想可能有以下原因：
猜想一：经过L1的电流比L2大。
猜想二：L1更加靠近电源正极。

为验证猜想，他做了以下探究。
（1）为了验证猜想一，小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流，电流表示数均如图乙所示，为 　 　A，说明猜想一错误。同时他发现：该电路中任意一处断开，L1、L2均不能发光，说明串联电路有 　 　条通路。
（2）为了验证猜想二，小桂对调两个小灯泡在电路中的位置，操作时开关应该处于 　 　状态，最后发现仍是L1比L2更亮，说明猜想二 　 　。
（3）开关闭合状态下，小桂不小心将一根导线把B、C连接，发现L2熄灭、L1比之前更亮，由此进一步猜想：灯泡的亮度可能跟 　 　有关。
20．（6分）小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率，L1、L2分别标有“2.5V”和“3.8V”字样，电源电压恒为6V，电压表只有0～3V量程可以用。
实验次数
1
2
3
电压（V）
1
2.5
2.8
电流（A）
0.1
0.3
0.32
（1）按照甲图连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片P移到 　 　（选填“A”或“B”）端；
（2）按实验规范操作，刚闭合开关S时，读出电流表和电压表示数，记录在表格实验次数1当中；调节滑片P得到实验次数2和实验次数3的数据，则L1的额定功率为 　 　W。
（3）小兵在原电路中用L2替换L1，开始测量L2的额定功率，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电压表示数为1.5V，接着小兵发现该电路无法完成测量，于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片P使电压表示数为 　 　V，L2就会正常发光。

21．（6分）探究通电螺线管外部磁场的方向实验装置如图甲所示，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 　 　磁体的磁场相似。
（2）接下来，他想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，以下可行的是：　 　。
A改变电路中电流的大小
B改变电路中电流的方向
C改变线圈的匝数
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为 　 　极。

22．（8分）图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图。已知电源电压为4.5V，且保持恒定，定值电阻R0＝10Ω。

（1）连接好电路后，闭合开关S，发现电流表指针几乎没有偏转，电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是定值电阻R0　 　；
（2）排除故障后，闭合开关S进行实验，并将实验数据记录在如表中，

一
二
三
电压（V）
3
2
1
电流（A）
0.3
0.2

实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使定值电阻R0两端的电压达到1V或1V以下，其原因可能是 　 　；
A．定值电阻R0的阻值太小
B．电源电压太低
C．滑动变阻器R最大阻值太小
D．滑动变阻器R最大阻值太大
（3）解决上述问题后，继续实验，当电压表读数为1V时，电流表的示数为 　 　A；
（4）实验结论：当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　 　。
四、综合计算题（本大题共2小题，23题6分，24题6分，共12分）
23．（6分）下表是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R1和R2为阻值不变的电热丝，单刀双掷开关S可接1或2，实现不同挡位的变换。

（1）求R1电热丝的阻值。
（2）电火锅正常工作时，用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃，求此过程中水吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
（3）电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水加热，绘制的水温随时间变化的图象如乙图所示。请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节能。
额定电压U/V
电火锅挡位
额定功率P/W
220
低温
250
高温
880
24．（6分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b是R2的两个端点）。当闭合S1和S2时，移动滑动变阻器滑片在某一位置，电压表V1示数为12V，电流表示数为0.25A，当只闭合S1时，使滑动变阻器滑片在某两点（不是端点）移动过程中，电压表V1和电压表V2示数变化量之比为4：1，当只闭合S1，滑动变阻器滑片在a端时，电压表V1示数为U1，当移动滑动变阻器滑片至b端时，电压表V2的示数为U2，U1：U2＝8：9，且移动过程中，电路总功率变化了2.7W。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电压表V1和V2均有量程为0～15V，求当闭合S1时，移动滑动变阻器，保证电路安全时，电路中的最小功率。


2021-2022学年湖南省长沙市岳麓师大附中广益实验中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题3分，共36分，1至10题单选，11、12题双选，少选得2分，错选不得分）
1．【解答】解：
将两个底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱的底面分子之间的距离略大于平衡距离，表现为引力，使两个铅柱结合在一起，即使下面吊一个重物也不会将它们拉开。
故选：A。
2．【解答】解：A、电路中电流过大的原因有两个：一是短路；二是家中使用用电器的总功率过大。故多个大功率用电器同时使用一个插排时，将会使插排中的电流过大，引起火灾。故A不符合安全用电常识；
B、发现有人触电后，应该首先切断电源，然后再进行其他的救护措施。故B不符合安全用电常识；
C、电饭锅带有金属外壳且经常有水，其金属外壳一定要通过三孔插座接地，以防外壳带电，危及人身安全，所以不能将电饭锅三脚插头改成两脚插头使用。故C不符合安全用电常识；
D、使用试电笔时，手必须接触笔尾的金属体，但不能接触笔尖金属体，故D符合安全用电常识。
故选：D。
3．【解答】解：用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率，
由灯泡的铭牌可知，两个白炽灯的额定功率相等，
则它们正常发光时的实际功率P相等，
由W＝Pt可知，在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选：C。
4．【解答】解：
A、菠萝能提供电压，是电源，故A错误；
B、电压表可以测量电压的大小，电源提供电压，故B错误；
C、由图知电压表的量程为0﹣3V，分度值为0.1V，水果电池的电压为0.6V，故C错误；
D、电压表指针正向偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连接，由图知铜片与电压表的正接线柱连接，因此铜电极为正极，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：气球与头发摩擦后，摩擦过程中气球得到电子带负电，头发失去电子的带正电；相互靠近时出现了如图所示的吸引现象，是因为异种电荷互相吸引。摩擦起电现象实质是电荷的转移，并没有创造电荷，也没有把气球变成导体。
故选：C。
6．【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故B正确，ACD错误。
故选：B。
7．【解答】解：铝的电阻率比铜的大，当长度、横截面积和温度一样时，铝的电阻比铜的电阻大，所以用镀铜的铝芯冒充铜芯，增大了电阻；电线直径明显比说明书上标定的直径要小，即横截面积减小，当材料、长度和温度一定时，横截面积减少，电阻增大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
8．【解答】解：A．核能是一次能源，但不能在短时间内从自然界中获得，属于不可再生能源，故A错误；
B．电能是通过其它形式的能转化而来的，属于二次能源，故B错误；
C．“北斗”导航、无人机是利用电磁波进行定位、导航和控制的，故C错误；
D．即使先进的“5G”手机，由于有电阻，根据焦耳定律，使用过程中也会发热，工作过程中部分电能转化为内能，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
根据电阻串联和并联的特点可知，四个图中电路的总电阻关系为：RC＞RB＞RA＞RD，
由题知，甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，
由Q＝t可知，C图中电路的总电阻最大，相同时间内产生的总热量最少。
故选：C。
10．【解答】解：（1）据图可知，右边的电路有电源，当乙电路闭合后，乙电动机会转动，在工作过程中电能转化为机械能，说明乙是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，工作时，将电能转化为机械能；
乙转动同时会带动甲电动机转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以甲在乙的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故甲相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，工作时，将机械能转化为电能；
该过程中能量转化是：电池的电能先转化为电动机的机械能，电动机转动时将机械能转化为电能，灯泡将电能转化为内能和光能，故AB错误，C正确；
（2）由于此装置在工作过程中有能量的损耗，不可能制成永动机，故D错误。
故选：C。
11．【解答】解：
由电路图可知，R与R0串联在电路中，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、因电压表在电路中相当于断路，则当滑片移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻不变；
身高越高时，滑片会向上移动，由于滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变，所以电流表示数不能显示身高的变化，故A错误；
B、电压表测滑片下方电阻丝两端的电压，身高越高时，滑片下方电阻丝的阻值越大，由U＝IR可知电压表示数越大，所以应该用电压表示数显示身高，且身高越高示数越大，故B正确；
C、身高越高时，由于电路中的电流不变、R的阻值不变，则根据P＝I2R可知R消耗的电功率不变，故C错误；
D、身高越高时，总电压不变，电路中电流不变，由P＝UI可知，电路消耗的总功率不变，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：
第一次只闭合开关S1、S3，定值电阻R0与变阻器R串联，电压表V1测电源电压，电流表测电路的电流，当变阻器R的滑片滑至最上端时，为定值电阻R0的简单电路，因电压表V1测电源电压，故V1示数保持不变；
第二次只闭合开关S2，灯与变阻器R串联，电压表V1测电源电压，V2测灯的电压，电流表测电路的电流，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，最后为0，由欧姆定律，电路的电流变大，灯的电压变大，故图中左边的曲线表示电流表A与电压表V2示数关系的图像，竖线表示电流表A与电压表V1示数的关系：
A、小灯泡的额定电压为3V，在第二次操作中，滑片滑至最上端时，因灯正常发光，故电源电压为3V，由图知，此时的电流最大为0.25A，故灯的额定功率：P＝UI＝3V×0.25A＝0.75W，故A正确；
B、在第一次操作中，滑片从最下端滑至最上端时，V1的示数不变，为定值电阻的简单电路，此时电路的电流应最大，由图中竖线可知，电路的最大电流为0.3A，由欧姆定律，R0＝＝＝10Ω，故B错误；
C、在第二次操作中，滑片在中点时，电压表V2的示数为1.5V，由图乙可知，此时电路中的电流为0.2A，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：R滑中＝＝＝7.5Ω，故滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，故C错误；
D、由乙图知，第一次操作中电路的最小电流小于第二次操作中电路的最小电流，在第一次操作中，当滑片滑到最下端时，电路的电阻最大，由串联电阻的规律和欧姆定律，电路的最小电流：I小1＝＝＝0.12A，
两次实验中，电路的最小功率为：P小1＝I小1U＝0.12A×3V＝0.36W，故D正确。
故选：AD。
二、填空题（每空2分，共26分）
13．【解答】解：妈妈在厨房炖排骨汤，温度很高，汤分子的无规则运动加剧，扩散到了空气中，所以小雪还没进门就闻见排骨汤的香味，这是汤分子做无规则运动的结果，属于扩散现象。
妈妈把菜刀放在磨刀石上磨了几下，对菜刀做了功，菜刀内能增加，温度升高了。
故答案为：扩散，做功。
14．【解答】解：电磁波可以在真空传播，火星车“祝融号”通过发射电磁波向地球传回了火星表面的照片；
太阳能来源于太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变。
故答案为：电磁波；聚变。
15．【解答】解：电流通过电阻，因为电流的热效应，电阻发热产生热量，温度升高，实现高温封口。
由公式Q＝I2Rt＝t可知，电压不变，要减小电阻产生的热量，应增大R的阻值。
故答案为：热效应；大。
16．【解答】解：当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。
故答案为：增强；b。
17．【解答】解：汽车的四冲程汽油机工作时，做功冲程中，燃气对外做功，燃气的内能转化为活塞的机械能；
汽油完全燃烧时释放的热量：Q放＝mq＝100×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；
故答案为：做功；4.6×106。
18．【解答】解：（1）由题知，灯泡的额定电压2.5V，额定功率1.25W，
由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A；
（2）由电路图知，当闭合开关S、S3，断开S1、S2时，L、R0、R1串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压，
滑片P在右端时，R0全部连入的电阻，此时R1的功率为：
P1＝I2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移动到某一位置时，R0连入的电阻减小了9Ω，则R0连入的电阻为：R0﹣9Ω，由于此时灯泡恰好正常发光，所以，电路中电流为I′＝IL＝0.5A，UL＝U额＝2.5V，则此时R1的功率：
P2＝I′2R1＝（0.5A）2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知P1：P2＝16：25﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：I＝0.4A，
根据欧姆定律可得灯泡的电阻为：灯泡的电阻：RL＝＝＝5Ω；
由串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压：
滑片P在右端时，U＝I（RL+R0+R1）＝0.4A×（5Ω+R0+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
当滑片P移动到某一位置时，U＝I′（RL+R0﹣9Ω+R1）＝0.5A×（5Ω+R0﹣9Ω+R1）＝0.5A×（R0+R1﹣4Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
已知滑动变阻器最大阻值是R1的3倍，即：R0＝3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由④⑤⑥可得：R1＝10Ω，R0＝30Ω，U＝18V。
（3）由串联和并联电路的电阻特点知，并联电路的总电阻小于串联电路的总电阻，且小于并联中任意支路电阻，电源电压一定，由P＝知，电路的总电阻越小，电路消耗的功率越大。
若四个开关都闭合，L、R0、R1并联，此时灯泡两端电压等于电源电压18V，远超过了灯泡的额定电压，不符合题意；
若闭合S1、S2、S3，断开S，R0、R1并联，
由并联电路特点和欧姆定律可得，此时通过R1的电流：I1＝＝＝1.8A，
由变阻器的规格知，通过它的最大电流I0＝1A，
此时干路电流：I＝I1+I0＝1.8A+1A＝2.8A＜3A，电流表安全；
则干路电路中的最大电流为2.8A，
电路的最大功率：P最大＝UI最大＝18V×2.8A＝50.4W。
故答案为：（1）0.5；（2）18；（3）50.4。
三、实验探究题（第19、20、21题每小题6分，第22题8分，共26分）
19．【解答】解：（1）电流表示数均如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，为0.2A，说明猜想一错误。
同时他发现：该电路中任意一处断开，L1、L2均不能发光，则电路为断路，说明串联电路有一条通路。
（2）为了验证猜想二，小桂对调两个小灯泡在电路中的位置，为保护电路，操作时开关应该处于断开状态。最后发现仍是L1比L2更亮，说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关，说明猜想二错误。
（3）开关闭合状态下，小桂不小心将一根导线把B、C连接，L2短路，L2熄灭，此时电路为L1的简单电路，此时L1的电压为电源电压（由串联电路电压的规律，原来L1的电压小于电源电压），发现L1比之前更亮，由此进一步猜想：灯泡的亮度可能跟电压有关。
答：（1）0.2；1；（2）断开；错误；（3）电压。
20．【解答】解：（1）由图甲可知，变阻器滑片向右移动时阻值变大，故变阻器应选左下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
为了保护电路，闭合开关前，先把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B端；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，则L1的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（3）串联电路总电压等于各部分电压之和，当L2正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：UR＝U﹣U2＝6V﹣3.8V＝2.2V；由于电压表只有0～3V量程可以用，故可以把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片P使电压表示数为2.2V，L2就会正常发光。
故答案为：（1）见解答图；B；（2）0.75；（3）2.2。
21．【解答】解：（1）由图可知，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，需要改变磁场的方向；
A改变电路中电流的大小不能改变磁场的方向，故A错误；
B改变电路中电流的方向可以改变磁场的方向，故B正确；
C改变线圈的匝数不能改变磁场的方向，故C错误；
（3）根据安培定则：让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指指的下端是通电螺线管的N极，上端就是螺线管的S极。
故答案为：（1）条形；（2）B；（3）S。
22．【解答】解：（1）发现电流表指针几乎没有偏转，说明电路总电阻很大或断路，电压表指针迅速偏转到满偏刻度外，说明电压表与电源连通，所以原因是定值电阻断路导致电压表串联在电路中；
（2）滑动变阻器与定值电阻串联，若电源电压一定，由串联电路特点知：①定值电阻越大，电压表示数越大；②滑动变阻器电压越大，定值电阻两端电压越小，电压表示数越小；现在无论如何调节滑动变阻器都不能使定值电阻两端电压达到1V或1V以下，可能是因定值电阻的阻值太大造成的，也可能是因为滑动变阻器分压太小造成的；也可能是电源电压太大造成的；
故选：C；
（3）由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.1A；
（4）根据表格中的数据可知：当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为：（1）断路；（2）C；（3）0.1；（4）正比。
四、综合计算题（本大题共2小题，23题6分，24题6分，共12分）
23．【解答】解：由电路图可知，当S接到1时，R1和R2串联；开关S接2时，R2短路，电路为R1的简单电路；
（1）当S接到2时，电路为高温挡，只有R1在工作，由P＝UI＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝55Ω；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣60℃）＝8.4×104J；
（3）由图像可知，高温挡的加热时间为2min，低温挡的加热时间为8min，
则加热高温挡工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝880W×2×60s＝1.056×105J，
低温挡工作时消耗的电能：W低＝P低t低＝250W×8×60s＝1.2×105J，
因W高＜W低，所以高温挡更节能。
答：（1）R1电热丝的阻值为55Ω。
（2）水吸收的热量为8.4×104J。
（3）高温挡更节能。
24．【解答】解：（1）当闭合S1和S2时，电阻R1、R2串联，电压表V1电阻R1两端的电压，电流表测量串联电路中电流：
根据欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝48Ω；
（2）当只闭合S1时，R0、R1、R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R1、R2两端的总电压，电流表测电路中的电流；
由欧姆定律可知，R1两端的电压：U1''＝IR1，
R0两端的电压：U0''＝IR0，
由串联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压：U2''＝U﹣IR0，
则电压表V1示数变化量：|ΔU1|＝|IR1﹣I'R1|＝|（I﹣I'）R1|，
电压表V2示数变化量：|ΔU2|＝|U﹣IR0﹣（U﹣I'R0）|＝|（I﹣I'）R0|，
由题意可知，电压表V1和电压表V2示数变化量之比：＝＝＝，
则R0＝R1＝×48Ω＝12Ω；
（3）当只闭合S1，滑动变阻器滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，电阻R0、R1串联，电压表V1、V2都测电阻R1两端电压，电流表测电路中的电流；
此时电路中的电流Ia＝，
则电源电压：U＝U1+U0＝U1+•R0＝U1+×R1＝U1，即U＝U1，
因为U1：U2＝8：9，所以U＝U1＝×U2＝U2……①
当只闭合S1，滑动变阻器滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻达最大，电阻R0、R1、R2串联，电压表V1测电阻R1两端电压，电压表V2测R1、R2两端的总电压，电流表测电路中的电流；
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流Ib＝，
则电源电压：U＝U2+U0'＝U2+•R0……②
由①②解得：R2＝9R0﹣R1＝9×12Ω﹣48Ω＝60Ω；
由串联电路的电阻特点和P＝UI＝可知，滑动变阻器滑片由a端移动到b端的过程中，电路总功率变化量：ΔP＝Pa﹣Pb＝﹣＝﹣＝＝2.7W，
解得：U＝18V，
由P＝UI可知，在电源电压一定时，电路中的电流最小时，电路的电功率最小，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路的分压原理可知，当此时V2的示数达最大值，
因为电压表V1和V2的量程均为0～15V，所以保证电路安全时，V2的示数为15V，
此时R0两端的电压：U0小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，
则电路中的电流：I小＝＝＝0.25A，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝72Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻：R2大＝R总﹣R0﹣R1＝72Ω﹣12Ω﹣48Ω＝12Ω＜60Ω，
因此电路中的最小电流能达到0.25A，
因此电路中的最小功率：P小＝UI小＝18V×0.25A＝4.5W。
答：（1）定值电阻R1的阻值为48Ω；
（2）定值电阻R0的阻值为12Ω；
（3）电路中的最小功率为4.5W。
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