山东省烟台市蓬莱区（五四制）2024-2025学年九年级（上）期中物理试卷（解析版）

这是一份山东省烟台市蓬莱区（五四制）2024-2025学年九年级（上）期中物理试卷（解析版），共24页。试卷主要包含了非选择题必须用0， 某款感应式垃圾桶如图所示， 标有“6V 1，67WB等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷共五个大题，26个小题，满分100分，考试时间90分钟。答题前，务必用0.5亳米黑色的签字笔将自己的姓名、考号、座号填写在答题卡规定的位置上。
2.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3.非选择题必须用0.5亳米黑色的签字笔作答，答案必须写在答题卡指定区域内；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正液。写在试卷上或答题卡指定区域外的答案无效。
一、单项选择题：（1-10题，每小题只有一个选项符合题意，将正确选项用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑）
1. “以人为本，创建平安和谐校园”是构建和谐社会的重要组成部分，同学们在日常生活中必须注意安全，珍视生命。关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 选择保险丝时应尽量选择粗的
B. 当两孔插座的两个线头相碰时，会造成短路
C. 家庭电路中空气开关跳闸，一定是接入了大功率用电器
D. 使用试电笔时，手若接触笔尾金属体就会发生触电事故
【答案】B
【解析】A．保险丝应选择电阻大、熔点低的材料制作；而导体横截面积越大，电阻越小；所以粗的保险丝电阻可能太小，不能在电流过大时切断电路，故A错误；
B．两孔插座的两个孔分别与火线和零线相连，若两个线头相碰，会使得火线和零线直接相连，造成短路，故B正确；
C．空气开关跳闸是因为电流过大，而电流过大的原因可能是总功率过大，也可能是出现了短路，故C错误；
D．使用试电笔时，手必须接触笔尾金属体，但不能接触笔尖金属体，故D错误。
故选B。
2. 如图是加油站里常见的“除电器”，人提油枪加油前，可用手触摸金属球清除身体上的静电（ ）
A. 人体带的电荷是摩擦过程中创造出来的
B. 人戴着橡胶手套触摸金属球也能“除电”
C. “静电”消除后，人体的电荷就会全部消失
D. 若人带正电，“除电”时，电流方向是从人体流向金属球
【答案】D
【解析】A．人身体与衣物摩擦带电，是由于电荷发生了转移，而不是创造了电荷，故A错误；
B．橡胶是绝缘体，人戴着橡胶手套触摸金属球不能“除电”，故B错误；
C．原子中，带正电的原子核不能移动，带负电的电子可以挣脱原子核的束缚移动，所以无论人体带正电还是负电，触摸放电过程中移动的都是负电荷，“静电”消除后，是人体所带的正、负电荷量相等，对外不显电性，故C错误；
D．电流的方向是正电荷定向移动的方向，如果人体带正电，“除电”时，是负电荷从金属球流向人体，电流方向是从人体流向金属球，故D正确。
故选D。
3. 关于图所示的四个情境，下列说法中正确的是（ ）
A. 用丝绸摩擦过两根玻璃棒靠近时，会相互吸引
B. 图中自由电子的定向移动方向为电流方向
C. 开关闭合后，用导线触接L2两端时，L1发光，L2不发光
D. 用橡胶棒把验电器A和B连接起来，B的金属箔会张开
【答案】C
【解析】本题考查电荷、电流的相关知识。A．用丝绸摩擦过的两根玻璃棒带正电，它们靠近时会相互排斥，故A项错误；
B．由于自由电子带负电，而我们规定正电荷的定向移动方向为电流方向，故图中自由电子的定向移动的反方向为电流方向，故B项错误；
C．开关闭合后，用导线触接L2两端时， L2短路，故L1发光，L2不发光，故C项正确；
D．由于橡胶棒是绝缘体，故用橡胶棒把验电器A和B连接起来，B的金属箔不会张开，故D项错误。
故选C。
4. 几位同学学习了欧姆定律后，根据I=，导出了R=．于是他们提出了以下几种看法，你认为正确的是（ ）
A. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B. 导体电阻大小跟加在导体两端的电压成正比
C. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D. 导体两端不加电压时，导体的电阻为零
【答案】C
【解析】导体的电阻是本身的属性，与导体的材料，长度，横截面积有关；并不随电流、电压的改变而改变，两端不加电压时，导体的电阻也不会为零．
所以A，B，D错误，C正确．
故选C．
5. 某款感应式垃圾桶如图所示。其工作原理如下：启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用此时指示灯亮起；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内，感应开关自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开；手离开5秒后动力装置会控制桶盖闭合，然后感应开关自动断开。下列电路符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内，感应开关自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开，这表明灯泡和动力装置能各自独立工作，并联在电路中，启动开关接在干路中，控制整个电路；感应开关控制动力装置，串联在一条支路中，故C符合题意。
故选C。
6. 小明家上次查看电能表示数，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 他家在这段时间内消耗的电能为903kw·h
B. 电能表是测量电功率的仪表
C. 若只让一个标有“220V 1000w”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D. 这个电能表的额定功率为2200W
【答案】C
【解析】A.因为电能表两次示数差就是消耗的电能，且注意电能表最后一位是小数，所以，由图知道，他家在这段时间内消耗的电能是：W=8633.5kW•h-8543.2kW•h=90.3kW•h，故A错误；
B.电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C.电能表上标有的3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，所以，当只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能是： ，电能表的圆盘转过的圈数是：，故C正确；
D.由该电能表的铭牌知道，其允许接入用电器的最大功率是：P=UI=220V×10A=2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，所以，没有额定功率，故D错误．
7. 标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（ ）
A. 24Ω 0.67WB. 20Ω 0.8W
C. 24Ω 0.96WD. 20Ω 0.67W
【答案】B
【解析】分析图像可知：灯泡的电阻会随电压、电流的不同发生变化，因此解决此类问题只能从图像入手分析．三只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，三只灯泡两端的电压相等，把这种规格的三只灯泡串联接在１２V的电源两端，每只灯泡两端的电压都为４V，从图像上可以看出，当电压是４Ｖ时，通过灯泡的士电流为0.２A，
所以每只灯泡的实际电阻：
每只灯泡的实际功率：P=UI=４V×0.２A=0.8W．故选B．
8. 电阻丝剪掉十分之一后，接入原来电路，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（ ）
A. 10：9B. 1：10C. 10：1D. 9：10
【答案】A
【解析】电阻丝剪掉后，电阻变为原来的，即现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系
R现在：R原来=R：R=9：10
因电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能，且电源的电压不变，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比
Q现在：Q原来=：=R原来：R现在=10：9
故选A。
9. 部分家庭电路如图所示，正常发光的灯突然熄灭了。经检查保险丝完好，再用试电笔分别检测插座的两孔，发现氖管均发光，造成这一现象的原因是（ ）
A. 进户火线断了B. 进户零线断了
C. 灯丝烧断了D. 插座发生短路了
【答案】B
【解析】A．进户火线断了，插座两孔均没有与火线相连接，则两孔均不会发光，故A不符合题意；
B．插座的左孔连接零线，右孔连接火线，若电路正常，测电笔连接插座左孔不会发光，而此时测电笔也发光，说明进户零线断了，左孔与火线接通。故B符合题意；
C．灯丝与插座并联，灯丝烧断了 ，不会影响插座工作，此时插座的右端连接火线，插座的左端连接零线，用试电笔分别检测插座的两孔，连接右孔时，氖管发光；连接左孔时，氖管不发光，故C不符合题意；
D．插座发生短路了，发生电源短路，此时保险丝会熔断，插座的两端均没有与火线连接，测电笔连接插座两孔时，测电笔均不发光，故D不符合题意。
故选B。
10. 实验小组利用如图所示电路进行电学探究实验，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A. 向左移动滑动变阻器滑片，灯泡变暗
B. 向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数变大
C. 向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数变小
D. 向左移动滑动变阻器滑片，电压表与电流表示数之比变小
【答案】D
【解析】AD．如图，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流。向左移动滑动变阻器滑片，则滑动变阻器阻值变小，电路总电阻变小；电源电压不变，所以电路中电流变大，电流表示数变大，灯泡变亮；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器两端电压变小，电压表示数变小，电压表与电流表示数之比变小，故A错误，D正确；
BC．向右移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，则电路中电流变小，电流表示数变小；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器两端电压变大，电压表示数变大，故BC错误。
故选D。
二、多项选择题（11-15题，每小题给出的四个选项中，均有多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或选错的得0分，共12分）
11. 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关系图像如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）

A. 图线B是电阻R1的I﹣U关系图像
B. 电源电压为16V
C. R1的阻值是20Ω
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】AC
【解析】由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，测两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．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，两端的电压最大，两端的电压为0，由图像可知，图线A为滑动变阻器的关系图像，图线B为电阻的图像，故A正确；
B．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，由图像可知，电路中的最小电流，此时两端的电压，两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压
故B错误；
C．由，得定值电阻
故C正确；
D．由，得滑动变阻器的最大阻值
故D错误。
故选AC。
12. 如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，小灯泡、两电压表均正常工作。一段时间后，发现灯泡变的更亮，则下列分析正确的是（ ）
A. 电阻R可能断路B. 电阻R可能短路
C. V1、V2两表示数均变大D. V1的示数不变、V2的示数变大
【答案】BD
【解析】A．如图，L和R串联，V1测量电源电压，其示数不变，V2测量L两端电压，若电阻R断路，则灯泡不亮，V2示数为0，故A错误；
B．若R短路，则电路中电流变大，灯泡变亮，V2示数变大，故B正确；
CD．灯泡变亮，说明电路中电流变大，由欧姆定律知，V2的示数变大，故C错误，D正确。
故选BD。
13. 在如图甲所示电路中，闭合开关S后，两个灯泡都能发光，乙图为电流表A1指针的位置，如果电流表A2的示数是0.5A，则下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡L1和L2串联
B. 通过灯L1的电流为1.0A
C. 通过灯L1、L2的电流都为0.5A
D. 电流表A1使用的一定是0~3A量程
【答案】BD
【解析】A．由图可知，两灯并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过L2的电流，故A错误；
BCD．电流表A2的示数是0.5A，通过灯L2的电流为I2=0.5A，因为干路电流大于任一支路电流，因此电流表A1使用的是0~3A的量程，电流表A1示数是1.5A，即电路的总电流I=1.5A，由并联电路电流的规律得到通过灯L1的电流
I1=I-I2=1.5A-0.5A=1A
故C错误，BD正确。
故选BD。
14. 如图所示电路，已知电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω，电源电压为6V，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下（ ）
A. 滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~24Ω
B. 电压表的示数变化范围是1.2V~3V
C. 电路中允许通过的最大电流是0.6A
D. 电流表的示数变化范围是0.2A~0.5A
【答案】BD
【解析】AC．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。根据欧姆定律可得，电压表的示数为3V时，电路中的电流
由于电流表的量程为0~0.6A，则电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由欧姆定律可知电路中的总电阻
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知变阻器接入电路中的最小阻值
R2最小=R-R1=12Ω-6Ω=6Ω
即滑动变阻器的阻值变化范围为6Ω~24Ω，故AC错误；
BD．当滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，此时电路中的最小电流
则电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A，电压表的最小示数
U1′=I′R1=0.2A×6Ω=1.2V
则电压表的示数变化范围是1.2V~3V，故BD正确。
故选BD。
三、填空题（每空1分共15分）
15. 如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC塑料管，然后将丝状塑料放在PVC管上方，丝状塑料就被一种神奇的力量悬在了空中。它的形成原因是摩擦过后的丝状塑料和PVC管分别带上_______（选填“同”或“异”）种电荷相互__________而呈现章鱼状；摩擦后的毛皮带__________（选填“正”或“负”）电荷。
【答案】同 排斥 正
【解析】[1][2][3]因为毛皮比塑料更容易失去电子，所以当毛皮分别与丝状塑料和PVC塑料管摩擦后，电子从毛皮转移到丝状塑料和PVC塑料管上，丝状塑料和PVC塑料管因得到电子而带负电，毛皮因失去电子而带正电荷，丝状塑料和PVC塑料管带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会使丝状塑料悬在空中。
16. 一节干电池的电压为________V；酸甜多汁的水果提供的电力足以点亮一排发光二极管，在此电路中水果扮演的角色是_____；考虑到用电安全，家庭电路中一般会在_______（选填“火线”“零线”或“地线”）上安装有一根保险丝。
【答案】1.5 电源 火线
【解析】[1]一节新干电池的电压为1.5V。
[2]水果在这里扮演了电源的角色，点亮一排发光二极管，它为发光二极管提供了电压，使自由电荷在电路中定向移动起来，形成电流，此电路中水果扮演的角色是电源。
[3]在日常生活中，为了安全，保险丝必须接在火线上。
17. 量程为1A的电流表，本身的电阻为0.1Ω，要把它改装成6A的电流表，需要______联一个阻值为__________Ω的定值电阻，新加入电阻起到的是__________作用（选填“分流”或“分压”）。
【答案】并 0.02 分流
【解析】[1][2][3]把量程为1A的电流表改装成6A的电流表需要并联分流电阻。电流表两端的电压
由并联电路电压规律可得，并联的电阻两端的电压
由并联电路电流规律可得，通的电阻的电流
根据欧姆定律可得，并联电阻阻值
18. 如图所示，是一种测定油箱内油量装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时，滑动变阻器连入电路的阻值_____（填“越大”或“越小”），油箱内油量_______（填“越多”或“越少”），这种用电流大小显示油量的物理方法是______________。
【答案】越大 越少 转换法
【解析】[1]由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。由可知，当电流表示数越小时，电路中的总电阻越大，即滑动变阻器连入电路的阻值越大。
[2]因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器连入电路的电阻越大，由图可知，滑片上移时接入电路中的电阻越大，浮子下移，油箱内油量越少。
[3]用电流大小显示油量，将油量的大小转换成电流的大小，因此是转换法。
19. 如图甲所示电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至能使灯泡正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。则电源电压为___________V；灯泡正常发光时，电流表示数为___________A；曲线b是表示电流表示数与___________（填写或“V1”或“V2”）的示数的关系。
【答案】9 0.6 V2
【解析】[1]灯与变阻器串联，电压表V1测灯L两端的电压，V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，根据U=IR可知，灯的电压变大，故α图像为电流随V1的示数的变化关系，b图像为电流随V2的示数变化关系。当电路电流最小为0.2A时，由图中两电压表示数，根据串联电路电压的规律，两电压表示数之和为电源电压
[2]由图乙可知，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至能使灯泡正常发光的位置，灯正常发光时，电路的电流最大为0.6A。
[3]调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，根据U=IR可知，灯的电压变大，故α图像为电流随V1的示数的变化关系，b图像为电流随V2的示数变化关系。
四、作图简答题（20题6分，第21题6分，共12分）
20. 按要求完成下列小题。
（1）某保密室有三道门，关上一道门相当于闭合一个开关，只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光，当三道门都关上时，红灯会熄灭，只有绿灯会发光请在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路；（要求：连线不能交叉）
（2）如图所示的粗黑线框表示一个多功能插板。已知开关闭合后，两插孔都能分别供电，指示灯亮；开关断开后，插孔都不能供电，指示灯不亮；若指示灯损坏，闭合开关后，插孔仍能供电。请用笔画线代替导线完成剩余部分的接线。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据题意可知，指示灯与电源组成通路时指示灯亮，电路是断路或灯被短路时灯熄灭，当三道门都关上即三个开关都闭合时，红灯会熄灭，绿灯会发光，此时红灯短路、绿灯通路，三个开关相互影响，三个开关应该是串联再与红灯并联，如图所示：
（2）由题意可知，开关断开时指示灯不亮，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯亮，插孔能提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明指示灯、两个插座都能独立工作，所以指示灯、三孔插座、两孔插座是并联的，且都由开关来控制，则开关应串联在干路中；三孔插座采用“左零右火上地”的接法、两孔插座采用“左零右火”的接法；如图所示：
21. 阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更_________；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是______________。当D为70%时，充电电流为_________A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为_________元。
【答案】（1）大 （2）先变大后不变 100 （3）50.4
【解析】（1）[1]通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，由P=UI可知充电功率更大。
（2）[2]由图乙可知，D从30%增至70%的过程中，充电功率先变大后不变。
[3]当D达到70%时，充电功率为
40kW=40000W
由表中数据知，D达到70%时，充电电压为400V，由P=UI可知，此时的充电电流
（3）[4]由表中数据知，D达到70%时，即充入充满状态储能40%时，充电度数为24.0kW·h,充电费用28.80元，电费单价为
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为
测试全过程的充电费用为
(24kW·h +18kW·h)×1.20元/(kW·h)=50.4元
五、实验探究题（22题6分，23题9分，24题7分，共22分）
22. 小芳在探究影响导体电阻大小的因素时，猜想导体的电阻可能与下列因素有关：
A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积
为验证上述猜想，小芳用图甲的器材进行实验，其中①、②、③是镍洛合金丝，④是锰铜丝
（1）连接电路时，开关应处于_____状态，在M、N之间分别接上不同的导体，闭合开关后通过观察_________________________来比较导体电阻的大小．
（2）为验证猜想B，应选用编号为_____两根金属丝分别接入电路进行实验
（3）分别将①、③两金属丝接入图中M、N两点间，电流表的示数不同，由此得到的结论是：当材料和长度相同时，导体电阻跟________有关
（4）小芳同学想进一步测出②的电阻大小，把②接在M、N的同时并联上电压表测出其两端的电压为1V，电流表的示数如图乙所示，此读数为____A，则②的电阻为________Ω
【答案】（1）断开 电流表示数或灯泡的亮度 （2）①② （3）横截面积 （4）0.2 5
【解析】（1）由安全用电可知，连接电路时要求开关断开；电流表的示数或灯泡的亮度可以用来显示电阻的大小；
（2）选择编号①②可以用来验证猜想B：导体的电阻 与导体的长度有关；
（3）①③两金属丝材料都是镍铬合金，长度相同，模截面积不同，是用来研究导体电阻跟横截面积的关系的；
（4）由图示可知，电流表的示数是0.2A，所以可求出电阻的大小为:R=U/I=1V/0.2A=5Ω．
23. 物理兴趣小组的同学用图甲所示电路“探究电流跟电阻的关系”，电源电压为6V，定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和40Ω，变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）按照电路图甲连接电路并检查无误后闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有示数且不变，原因可能是______；
A．R短路
B．R断路
C．滑动变阻器断路
D．滑动变阻器短路
（2）排除故障后进行实验。小明首先将5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，读取电流表的示数；当用10Ω的电阻进行实验时，与上一次实验相比滑动变阻器滑片应______（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）；
（3）在这个电路中滑动变阻器的作用是：保护电路和______；
（4）图乙是根据所测数据画出的电流随电阻变化图像，分析可知R两端的电压为______V；
（5）结合图像乙，小明同学在四次实验中将滑动变阻器接入电路最大阻值是______；
（6）之后，小明用电流表、定值电阻R0等器材，测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2；
则Rx=______（用R0、I1、I2表示）；
小刚将图丙中的定值电阻R0换成电阻箱后进行测量，他先闭合S、断开S1，读出此时电流表的示数为I1；然后闭合S和S1，调节电阻箱的旋钮至如图丁所示位置，此时电流表的示数为2I1，则Rx的阻值为______。
【答案】（1）B （2）向右移动 （3）控制定值电阻两端的电压不变 （4）4 （5）20Ω （6） 27Ω
【解析】（1）[1]A．由图甲可知，电阻R和滑动变阻器串联，电压表并联在电阻R的两端，若R短路，则电压表无示数，故A不符合题意；
B．若R断路，则相当于电压表串联在电路中，电压表示数接近电源电压；由于电压表的内阻很大，所以会导致电路电流非常小，电流表无示数，故B符合题意；
C．若滑动变阻器断路，则整个电路断路，没有电流通过，电流表和电压表均无示数，故C不符合题意；
D．若滑动变阻器短路，则电路的总电阻会减小，电路电流会增大，电流表和电压表均有示数，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压；由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右移动，使电压表的示数不变。
（3）[3]探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，因此在这个电路中滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端的电压不变。
（4）[4]由图像可知，电阻R两端的电压保持不变，在图线中任选一点，由欧姆定律可知电阻R两端的电压
（5）[5]实验中使用的定值电阻阻值最大为40Ω，定值电阻两端的电压始终保持为4V，根据串联电路电压的规律可知，变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
即四次实验中将滑动变阻器接入电路最大阻值为20Ω。
（6）[6]在步骤②中，R0与Rx并联，电流表测量干路电流，示数为I2；根据并联电路电流的特点可知，通过R0的电流
则电源电压
根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知，未知电阻Rx的阻值
[7]由丁图可知，电阻箱接入电路的电阻为27Ω，闭合S、断开S1，电路为只有Rx的简单电路，电流表测通过Rx的电流，此时电流表的示数为I1，即通过Rx的电流；闭合S和S1，电阻箱与Rx并联，电流表测量干路电流，示数为2I1；根据并联电路电流的特点可知，通过电阻箱的电流
根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知
则Rx的阻值
24. 在“测量电阻的阻值”实验中：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示实验电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大__________；
（2）连接完电路后，闭合开关S，发现电流表、电压表有示数均很小，但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现这个问题的原因是什么__________？
（3）若实验中电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式：Rx=__________（用已知量和测量量符号表示）。
（4）把图甲的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。图丁是根据两次实验数据绘制的I-U图像，其中表示小灯泡电阻的图像是__________（选填“a”或“b”）
【答案】（1） （2）滑动变阻器两下接线柱连入电路中 （3） （4）a
【解析】（1）由图甲可知，若要滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大即电路中的电流变大，须使滑动变阻器的滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变小，所以应将开关的右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连，滑动变阻器应采用“一上一下”的接法且与定值电阻串联在电路中，如下图所示：
（2）由题意可知，因为闭合开关S后，电流表、电压表均有示数但示数都很小，说明电路是通路，电路中的总电阻很大，而移动滑片P时电流表与电压表的示数都不变，说明滑动变阻器接入电路中的阻值不变，所以可知是滑动变阻器的两下接线柱连入电路中。
（3）根据步骤②，当滑片P移动到b端时，滑动变阻器以最大阻值接入电路中，待测电阻被短路，则由欧姆定律可得电源电压为
U=I2R0
根据步骤①，当滑片P移到a端时，待测电阻与滑动变阻器的最大阻值并联接入电路中，两者电压均为电源电压，所以通过滑动变阻器的电流仍为I2，电流表测量干路电流，则由并联电路的电流规律可得通过待测电阻的电流为
Ix=I1-I2
则待测电阻Rx的阻值为
（4）小灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化，所以对应的I-U图像应是一条曲线，故对应的图像是a。
六、应用创新题（25题7分，26题12分，共19分）
25. 如图所示，电源电压U=12V，灯泡标有“4V 0.4A”字样，其电阻不随温度的变化而变化。当变阻器的滑片在中点时，灯泡能正常发光，求：
（1）灯泡的电阻和变阻器的最大阻值；
（2）当变阻器的滑片在最右端时，灯泡两端电压。
【答案】（1）10Ω，40Ω；（2）2.4V
【解析】解：（1）由知道，灯泡的电阻为
当变阻器的滑片在中点时，变阻器与灯泡串联，因为灯泡正常发光，所以
电路中的电流为
因为串联电路的电压等于各分电压之和，所以变阻器两端的电压
由知道，变阻器接入电路的电阻为
所以变阻器的最大阻值
（2）当变阻器的滑片在最右端时，电路中的总电阻为
所以电路中的电流
由知道，灯泡两端电压
答：（1）灯泡的电阻为，变阻器的最大阻值为；
（2）当变阻器的滑片在最右端时，灯泡两端电压为。
26. 某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置，其原理如图1。电源电压恒定，电阻R0的阻值为30Ω；R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，装置发出报警信号。已知滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。
（1）求滑动变阻器的最大阻值。
（2）求电源电压和电路的最小功率。
（3）滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，记录下几组水位和对应的电流表示数，数据如下表。当电流表的示数为0.25A时，水位达到警戒值，求警戒水位。
【答案】（1）60Ω；（2）9V，0.9W；（3）28cm
【解析】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流。当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，由图2可知，电流表示数为0.1A，则电压表示数为6V，此时滑动变阻器的最大值为
（2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，根据欧姆定律可得电源电压为
U＝UP+IR0＝6V+0.1A×30Ω＝9V
电路的最小功率为
P＝UI＝9V×0.1A＝0.9W
（3）当电路中的电流为0.3A时，电路的总电阻为
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
R滑＝R总﹣R0＝30Ω﹣30Ω＝0
根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，则从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，水位上升了30cm﹣10cm＝20cm，电阻每减小3Ω，水位升高1cm；
当电路中的电流为0.25A时，电路的总电阻
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
R滑'＝R总'﹣R0＝36Ω﹣30Ω＝6Ω
根据电阻每减小3Ω，水位升高1cm得，此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位30cm小2cm；因而此时的水位为28cm，即警戒水位是28cm。
答：（1）滑动变阻器的最大阻值60Ω；
（2）求电源电压是9V，电路的最小功率是0.9W；
（3）警戒水位是28cm。充电电压（V）
充电电流（A）
充电时间（min）
充电度数（kW·h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
水位h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3