物理-2022-2023学年九年级下学期开学摸底考试卷A（天津专用）

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绝密★考试结束前
2022-2023学年九年级下学期开学摸底考试卷（天津专用）
物理01
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意）
1．以下四条有关“内能”的描述正确的是（　　）
A．扩散现象不能在固体之间发生
B．分子间的引力和斥力是同时存在的
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．摩擦生热是通过热传递的方法改变物体的内能
解：A、固体、液体、气体都能发生扩散现象，因此，扩散现象能在固体之间发生，故A错误；
B、分子间同时存在引力和斥力，故B正确；
C、物体吸热，温度不一定升高，如水沸腾时继续吸热，但温度不变，故C错误；
D、摩擦生热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能的，故D错误。
答案：B。
2．如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（　　）

A．该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．该冲程是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能
C．该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，其热值变小
D．该汽油机的效率越高，在做相同功的情况下消耗的能量越多
解：
AB、由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误，B正确。
C、热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系，排气管冒黑烟，汽油燃烧不充分，其热值不变，故C错误；
D、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的能量越少（或消耗的燃料较少），故D错误。
答案：B。
3．如图所示，两个相同的验电器A和B，A带正电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，下列说法不正确的是（　　）

A．A金属箔张角变小，说明它得到电子
B．B金属箔张角变大，说明两金属箔带上同种电荷
C．自由电子从B向A定向移动，形成瞬间电流
D．正电荷从A向B定向移动，形成瞬间电流
解：
AB、由题知，A带正电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则B上的一部分电子会通过金属棒转移到A上，A带的正电荷会减少从而张角变小，而B因为失去电子也带上了正电荷，B的两金属箔带上同种电荷使B金属箔张角变大，故AB正确；
CD、用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来时，自由电子会发生定向移动，从B移动到A，形成瞬间电流，故C正确，D错误。
答案：D。
4．如图所示实物图，与其一致的电路图是（　　）

A． B． C． D．
解：
由实物图可知，开关、电流表、L1、L2依次串联在电源两极上，电压表并联在L1和电流表的两端，故B选项图与实物图一致；
A选项图中，两灯串联，但电压表测L2两端电压，与实物图不一致；
C选项图中，两灯并联，与实物图不一致；
D选项图中，电压表测电源电压，与实物图不一致。
答案：B。
5．小华连接了如图甲所示两灯泡串联电路．闭合开关S后，发现灯泡L1、L2均不发光．为了排除电路故障，他用一根导线进行检查判断．他先将导线并联接在灯泡L2的两端接线柱上，闭合开关后，发现灯泡L1、L2均不发光：然后他将导线连接在灯泡L1两端如图乙所示，闭合开关S后，发现灯泡L1不发光、L2发光，下列判断中正确的是（　　）

A．导线②断了 B．灯L2的灯丝断了
C．导线①断了 D．灯L1的灯丝断了
解：由图可知，两灯串联，闭合开关S后，L1、L2都不亮，可能是两个灯泡都短路，也可能是一个灯泡断路，也可能是两个灯泡都断路；
他先将导线并联接在灯泡L2的两端接线柱上，闭合开关后，发现灯泡L1、L2均不发光，这说明其他电路存在断路现象；
然后他将导线连接在灯泡L1两端如图乙所示，闭合开关S后，发现灯泡L1不发光、L2发光，这说明灯泡L2、导线①、导线②都是完好的，所以故障是L1断路了，故D正确。
答案：D。
6．如图为一款可以为手机充电的台灯，关于台灯和手机的相关数据最符合实际的是（　　）

A．台灯导线的电阻约为100Ω
B．台灯正常发光功率约为20W
C．手机电池的电压约为37V
D．手机待机时的电流约为10A
解：A、台灯导线的电阻非常小，接近0Ω，故A错误；
B、台灯正常发光功率不大于40W，有的为20W，故B正确；
C、手机电池的电压约为3.7V，故C错误；
D、手机待机时的电流较小，约为0.06A，故D错误。
答案：B。
7．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压表
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
解：A．称重表与电阻串联，应为电流表，故A错误；
B．当物体很重，滑片滑到最下端，如果没有电阻R1，会造成电源短路，烧坏电源和电流表，因此电路中的R1具有保护称重表的作用，故B错误；
CD．当车辆越重时，滑片向下滑，R连入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，由I=UR可知，电路的电流越大，称重表的示数越大，故C错误、D正确。
答案：D。
8．某型号计步器内部有一段塑料管，管中密封一小块磁体，管外缠绕着线圈，当塑料管运动时，磁体在管中往复运动，线圈中产生电流，计步器通过线圈中的电流情况计得运动的步数。图中与此计步器工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
解：
根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
A、图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B、图中电磁铁通电后具有磁性，利用的是电流的磁效应，故B错误；
C、图中没有电源，开关闭合后，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象，故C正确；
D、图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理图，故D错误。
答案：C。
9．如图是一条刚装好的家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗；当只闭合S2时，L0正常发光；当只闭合S3时，L0不发光，则下列判断正确的是（四只灯泡的额定电压均为220V）（　　）

A．灯泡L1所在支路正常
B．灯泡L2所在支路断路
C．灯泡L3所在支路短路
D．装好保险丝，合上所有开关后，灯泡都能正常发光
解：A、当只闭合S1时，L0和L1都偏暗，L1所在支路正常，故A正确；
B、当只闭合S2时，L0正常发光，说明该支路存在短路，故B错误；
C、当只闭合S3时，L0不发光，说明L3所在支路断路，故C错误；
D、据上面的知识可知，装好保险丝，合上所有开关后，灯泡不可能都正常工作，故D错误；
答案：A。
10．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑片P从最右端逐步移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是（　　）

A．图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象
B．当R2＝R1时，电流的大小为0.2A
C．电源电压为8V
D．R1的阻值为30Ω
解：A、两电阻串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，滑片在最左端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图象可得，图线I反映电压表V2示数（即R2的电压）随电流的变化，则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象，故A错误；
B、串联电路各处的电流相等，当R2＝R1时，由U＝IR，则两电阻的电压相同，由图乙知，即为两图线的交点，可知电流为0.4A，B错误；
C、由图知，当电流为0.4A时，两电压表示数均为4V，因电路的电压等于两电压表示数之和，即电源电压；U＝4V+4V＝8V，C正确；
D、当滑片移动到最左端时，电路中只有R1，电压表V2示数为0，电路的电流为0.8A，由欧姆定律，
R1=UI大=8V0.8A=10Ω，D错误。
答案：C。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分．每小题给出的四个选项中，有两个及两个以上符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或选错的得0分）
11．如图所示，关于电和磁，下列说法正确的是（　　）

A．图甲，地理的两极和地磁场的两极并不重合的现象是我国宋代学者沈括最早发现的
B．图乙，小磁针的指向说明通电螺线管外部的磁场跟蹄形磁体的磁场一样
C．图丙，小小电动机是利用了通电导线在磁场中受力而运动的原理工作的
D．图丁，手摇发电机是利用了电磁感应的原理发电的
解：
A、中国北宋的沈括最早发现了地磁两极与地理两极并不重合的现象，比西方早了400多年，故A正确；
B、由乙图可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故B错误；
C、电动机的原理是通电导体在磁场中受力，或者说通电线圈在磁场中受力转动，故C正确；
D、发电机的原理是电磁感应现象，故D正确。
答案：ACD。
12．如图所示的电路中，电源电压不变当滑动变阻器的滑片从A滑向B的过程中，不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　　）

A．电压表V2的示数不变小灯泡亮度不变
B．电压表V2示数变化量与V1示数变化量相同
C．电压表v2与电流表A示数之比不变
D．滑片P移动到B端时电路总功率最大
解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测L两端的电压，电流表A测电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片从A滑向B的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，
由I=UR可知，电路中的电流变小，
不考虑灯丝电阻随温度的变化，由U＝IR可知，灯泡两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故A错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表V2示数变化量与V1示数变化量相同，故B正确；
由R=UI可知，电压表V2与电流表A示数之比等于灯泡的电阻，则其比值不变，故C正确；
滑片P移动到B端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由P＝UI可知，电路总功率最小，故D错误。
答案：BC。
13．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）


A．图线A是电阻R1的I﹣U图像关系
B．电源电压为18V
C．滑动变阻器R2的最大电阻为30Ω
D．电阻R1的功率变化范围0.8W﹣16.2W
解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图像可知，A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图像，B为电阻R1的I﹣U图像，故A错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由U﹣I图像可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R1两端的电压U1＝4V，R2两端的电压U2＝14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：
U＝U1+U2＝14V+4V＝18V，故B正确；
由I=UR可得滑动变阻器的最大阻值：
R2=U2I=14V0.2A=70Ω，故C错误；
（3）由I=UR可得定值电阻R1的阻值为：
R1=U1I=4V0.2A=20Ω，
由图像可知电路的最大电流为0.9A，最小电流为0.2A，
根据P＝I2R知，
电阻R1的最大功率为：
P1大=I大2R1＝（0.9A）2×20Ω＝16.2W，
电阻R1的最小功率为：
P1小=I小2R1＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W，
所以电阻R1的功率变化范围0.8W﹣16.2W，故D正确。
答案：BD。
三、填空题（本大题共6小题，每空1分，共15分）
14．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用，某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量为 　1.68×107　J，这是通过 　热传递　的方式改变了水的内能。这些能量相当于完全燃烧 　0.4　m3天然气放出的热重。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3]
解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J；
在太阳照射一段时间后，是通过热传递的方式改变了水的内能；
（2）Q放＝Q吸＝1.68×107J，根据Q放＝qV可知这些能量相当于完全燃烧天然气的体积：V=Q放q天然气=1.68×107J4.2×107J/m3=0.4m3。
答案：1.68×107；热传递；0.4。
15．如图所示，电源电压是3V且不变，S闭合后电压表示数为1V，则灯L2两端的电压为　1　V；若断开开关，电压表示数将　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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。
答案：1；变大。
16．如图1所示是正确连接的家庭电路的一部分，根据电路图可判断：a导线是 　火　（选填“火”或“零”）线；如图2是家庭电路常见的三孔插座，当电路正常时，试电笔接触孔 　3　（选填图中的序号）时氖管会发光。

解：开关和灯泡串联连接，为了用电的安全，开关应接在火线与灯泡之间，所以a是火线；
家庭电路中常见的三孔插座，由图可知，1连接的是地线、2连接的是零线，3连接的是火线，在电路正常时测电笔接触火线会发光，所以接触图中3孔氖管会发光。
答案：火；3。
17．如图，电源电压为12V，R标有“10Ω 1.5A”字样，灯L1为“6V 6W，灯L2为“3V 3W”。若只闭合S1、S3，R的滑片P位于某位置时，灯L1、L2恰好都正常发光，R消耗的电功率为P1；若此时只闭合S1、S2，为保证灯L1正常发光，应该移动滑片P并使R连入电路的阻值为 　6　Ω，此时R消耗的电功率为P2，则P1：P2＝　1：2　。

解：（1）只闭合S1、S3时，灯L1、L2与滑动变阻器串联，
由于灯L1正常发光，由P＝UI得：通过灯L1的电流：I1=P额1U额1=6W6V=1A；
所以此时电路电流I＝I1＝1A，则电路总功率：P＝UI＝12V×1A＝12W，
由于两灯正常发光，灯泡的实际功率与额定功率相等，所以此时R消耗的电功率：P1＝P﹣PL1﹣PL2＝12W﹣6W﹣3W＝3W；
（2）只闭合S1，S2，L1与R滑片右边电阻串联，由于灯L1正常发光，所以电路电流为1A，
因串联电路总电压等于各部分电压之和，所以R两端电压：UR＝U﹣U额1＝12V﹣6V＝6V，
R连入电路的阻值：R=URI=6V1A=6Ω；
电路总功率：P′＝UI1＝12V×1A＝12W，
所以此时R消耗的电功率：P2＝P′﹣PL1＝12W﹣6W＝6W，
则P1：P2＝3W：6W＝1：2。
答案：6；1：2。
18．如图所示为车库积水自动报警器原理图，其核心是一电磁继电器。图中A、B位置可以安装电铃或LDE灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电铃工作时利用了电流的 　磁　效应，它应该安装在图中的 　B　（选填“A”或“B”）位置；电磁继电器实质是一种 　开关　（选填“用电器”或“开关”）。

解：电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁利用了电流的磁效应；
车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。
电磁继电器的实质是一个间接开关，它连接两个电路，是通过控制电路的通断来控制工作电路的通断的开关。
答案：磁；B；开关。
19．能源家族中，有煤，石油、风能、水能，核能、太阳能等，属于不可再生能源的有　煤、石油、核能　；电能是　二次能源　（选填“一次能源”或“二次能源”）。它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有　方向　性。
解：煤、石油、核能一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；
风能、水能、太阳能可以长期提供或再生，属于可再生能源；
电能是由其他形式的能转化而来的，属于二次能源；
能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，
但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
答案：煤、石油、核能； 二次能源；方向。
四、综合题（本大题共6小题，共46分。解题中要求有必要的分析和说明，计算题还要有公式及数据代入过程，结果要有数值和单位）
20．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。已知：c水＝4.2×103J/（kg•℃），q液态氢＝1.4×108J/kg，当地大气压为1标准大气压；求：
（1）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？
（2）氢能源汽车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源汽车以70kW的功率匀速行驶0.5小时，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。

解：（1）3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量：Q＝mq液态氢＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一标准大气压下水的沸点为100℃，
水的质量为：m′=Qc水Δt=4.2×1012J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃-20℃)=1.25×107kg；
（2）氢能源车所做的功为：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃烧释放的热量：Q′＝m″q液态氢＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
该发动机的效率为：η=WQ'×100%=1.26×108J2.8×108J×100%＝45%。
答：（1）这些燃料完全燃烧最多能将1.25×107kg初温为20℃的水加热至沸腾；
（2）该发动机的效率为45%。
21．小明在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中，连接了如图所示的电路。主要实验步骤如下：
①选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到某位置，观察电流表示数为I。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n和被吸引大头针的个数N，断开开关S；
②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n和被吸引大头针的个数N，断开开关S。
根据以上实验步骤，回答下列问题：
（1）实验中，用 　电磁铁吸引大头针的个数　判断电磁铁磁性的强弱。
（2）请写出实验步骤中存在的问题：　没有控制电流大小不变　。
（3）请你针对（2）中存在的问题，写出改正的步骤：②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，　移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数仍为I　，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n和被吸引大头针的个数N，断开开关S。
（4）用该实验装置还能探究电磁铁磁性强弱与 　电流大小　是否有关。

解：
（1）根据转换法，可通过观察吸引大头针的个数的多少来判断电磁铁磁性的强弱；
（2）影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小，所以在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少是否有关时应该保持电流大小相同，而不同匝数线圈的电阻不同，会引起电路中电流的变化，由此可知小明实验过程中存在的问题是：没有控制电流大小不变；
（3）正确的步骤应该是：将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数仍为I；
（4）当将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间（控制了线圈匝数相同），闭合开关S，通过调节滑动变阻器改变电流，观察吸引大头针的个数，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
答案：（1）电磁铁吸引大头针的个数；（2）没有控制电流大小不变；（3）移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数仍为I；（4）电流大小。
22．小明用图甲所示电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样。

（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求连好后，滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）开关闭合时，小明发现电压表指针迅速偏到最大值，小灯泡却没亮，则电路中出现的故障可能是 　小灯泡断路　；排除故障后，小明再次闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　B　移动（选填“A”或“B”）。
（3）同组的小华同学在实验中，其他器件的规格、接法与小明相同，只是误将电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片测得多组数据，描绘出的I﹣U图象如图丙所示，根据图像，可求得小灯泡正常发光时的额定功率为 　0.5　W，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 　6　Ω。
（4）小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率。用一只5Ω的定值电阻替换图甲中电流表后，按照如下的步骤操作：
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为2.5V；
②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”接线柱，按照小明的方案能否测出小灯泡的额定功率？请写出你的判断并简述理由。你的判断是 　不能　（选填“能”或“不能”）；理由是 　导线从由a改接到b，灯泡与电阻的总电压超过电压表的量程　。
解：（1）在测量小灯泡的电功率的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；要使滑动变阻器接入电路的阻值最大，故滑动变阻器应选右下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示：

（2）开关闭合时，小明发现小灯泡却没亮，说明电路可能断路，电压表指针迅速偏到最大值，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路中出现的故障可能是小灯泡断路；
小明再次闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B移动；
（3）由图甲可知小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，灯泡正常发光时小灯泡两端电压为2.5V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为：
U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，
由图丙可知：U滑＝2V时，IL＝0.2A，小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器分得最小电压U滑小＝U﹣UL大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由图丙可知：U滑小＝1.5V时，I大＝0.25A，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为：
R滑小=U滑小I大=1.5V0.25A=6Ω；
（4）①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为小灯泡额定电压；
②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”，此时电压表测灯与定值电阻两端的总电压，因灯的额定电流为0.2A，由欧姆定律，定值电阻两端的电压为：
U定＝ILR定＝0.2A×5Ω＝1V，
根据串联电路电压的规律，灯与定值电阻两端的总电压为：
U总＝UL+U定＝2.5V+1V＝3.5V＞3V，故按照小明的方案不能测出小灯泡的额定功率。
答案：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；B；（3）0.5；6；（4）不能；导线从由 a 改接到 b，灯泡与电阻的总电压超过电压表的量程。
23．如图所示，R0是阻值为8Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1、A2的量程为0～3A，灯泡上标有“6V 3W”字样。
（1）求灯泡的额定电流；
（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；
（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电路元件的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。

解：（1）由P＝UI得灯泡的额定电流为：I额=P额U额=3W6V=0.5A。
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，
则此时灯泡两端的电压为UL＝U额＝6V，此时电路中的电流为I＝I额＝0.5A，
由I=UR知：
电阻R0两端的电压为：U0＝IR0＝0.5A×8Ω＝4V，
所以，电源电压U＝U0+UL＝4V+6V＝10V。
（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。
由于滑动变阻器的最大电阻为Rmax＝100Ω，则R消耗电功率的最小值为：
Pmin=U2Rmax=(10V)2100Ω=1W。
此时通过R0的电流为：I0=UR0=10V8Ω=1.25A，
电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1、电流表A2的量程为0～3A，
所以，通过R的最大电流为：Imax＝I﹣I0＝3A﹣1.25A＝1.75A，
R消耗电功率的最大值为：Pmax＝UImax＝10V×1.75A＝17.5W。
答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；
（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为10V；
（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。
24．在“测量小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、“3.8V 0.4A”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉，电流表的量程选择要恰当，滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变暗）；
（2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①　连接电路时没断开开关　，
②　滑动变阻器没调到最大阻值　；
（3）请为实验需要测量和计算的物理量，设计一个实验数据记录表格；
（4）利用该实验电路还可以进行的实验有 　测量小灯泡的电功率　。
解：（1）由题意知灯泡的额定电压是3.8V，额定电流表为0.4A，因此电流表选择0～0.6A的量程，故将开关的右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连；将电流表0.6A的接线柱与灯泡的左接线柱相连；如下图所示：

（2）为保护电路，连接实物图时应：①断开开关，②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置。甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即光，说明连完最后一根线，电路立即接通，同时发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路电流较大，电路中阻值太小，变阻器的滑片没调到阻值最大处，故原因是：①连接电路时没断开开关；②滑动变阻器没调到最大阻值。
（3）根据R=UI，要分别测量出灯的电压和电流，据此设计表格，如下表所示：
序号
电压U/V
电流I/A
电阻/Ω
1



2



3



（4）利用该实验电路还可以进行的实验是测量小灯泡的功率，用电压表测量小灯泡的电压，电流表测量电路中的电流，根据P＝UI可以测量小灯泡的电功率；
答案：（1）如上图所示；（2）①连接电路时没断开开关；②滑动变阻器没调到最大阻值；（3）如上表所示；（4）测量小灯泡的电功率。
25．如图所示，是一款迷你电煮锅和它的简化工作电路。迷你电煮锅的高温挡功率为616W，电阻R1的阻值为275Ω。用这个迷你电煮锅的高温挡，把25℃、0.5kg的水加热到100℃需要5min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）电煮锅在低温挡时电路中的电流。
（2）电阻R2的阻值。
（3）电煮锅高温挡的加热效率。

解：（1）当S1、S2闭合时，R1、R2并联，当S1闭合、S2断开时，只有R1工作，
根据并联电路的电阻特点可知，并联电路的总电阻小于任一分电阻，
当S1、S2闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，由P=U2R可知，此时电路中的电功率最大，电煮锅处于高温挡；
当S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电功率最小，电煮锅处于低温挡；
电煮锅在低温挡时电路中的电流：I=UR1=220V275Ω=0.8A；
（2）R1的电功率：P低=U2R1=(220V)2275Ω=176W，
根据并联电路的特点可知，R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝616W﹣176W＝440W，
由P=U2R可知，R2的阻值：R2=U2P2=(220V)2440W=110Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣25℃）＝1.575×105J，
由P=Wt可知。电煮锅消耗的电能：W＝Pt′＝616W×5×60s＝1.848×105J，
电煮锅高温挡的加热效率：η=Q吸W×100%=1.575×105J1.848×105J×100%≈85.2%。
答：（1）电煮锅在低温挡时电路中的电流为0.8A；
（2）电阻R2的阻值为110Ω；
（3）电煮锅高温挡的加热效率为85.2%。