河南省郑州市枫杨外国语学校2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷（二）

2023-2024学年河南省郑州市枫杨外国语学校九年级（上）月考物理试卷（二） 一、填空题（每空1分，共17分） 1．（2分）丹麦物理学家 　 　通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的S极，可以判断：电源的 　 　端为正极（选填“左”或“右”）。 2．（3分）如图是小鹏家的电能表，该电能表正常工作的电压为 　 　V，一台家用电器单独接进家庭电路工作10min，电能表的表盘旋转120r。这段时间用电器消耗的电能为 　 　kW•h，用电器的实际功率是 　 　W。 3．（3分）如图所示是小明用三合一充电宝给三部手机同时充电的情景，这三部手机的连接方式是 　 　，若小明拔掉其中一部手机，则电路的总电阻将 　 　，总功率将 　 　（后两空均选填“变大”或“变小”）。 4．（4分）如图所示，A为一根铅笔芯，闭合开关后小灯泡发光　 　（“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔芯上向右移动时，观察到小灯泡变 　 　，这说明铅笔芯的电阻大小与 　 　有关。如果断开开关，铅笔芯的电阻值 　 　（“等于”或“不等于”）零。 5．（2分）如图所示，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时甲：I乙＝2：5，则此时R1：R2为 　 　；当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则此时两电压表示数比U甲：U乙为 　 　。 6．（3分）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　 　A，电源电压为 　 　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 　 　J。 二、选择题（每题2分，共16分，其中7-12题为单选，13、14题为双选） 7．（2分）下列有关电现象的说法正确的是（　　） A．充电宝给手机电池充电时，相当于用电器 B．梳过头发的塑料梳子会带电，说明摩擦可以创造电荷 C．开关断开时，教室内所有灯熄灭，说明教室内的灯是串联的 D．小刚断开客厅的灯后，到卧室去开灯看书，这两盏灯一定并联 8．（2分）关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体电阻大小与导体材料、长度和横截面积都有关系 B．导体中通过的电流越大，它的电阻越小 C．电压使导体中产生大量自由电子 D．根据公式R＝可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 9．（2分）如图所示电路的电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中（　　） A．电流表示数和电压表示数都不变，灯亮度不变 B．电流表电压表示数都变小，电路总功率变小 C．电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡亮度变暗 D．电压表示数不变，电流表示数变大，电路总功率变小 10．（2分）将一只“6V 3W”的小灯泡（忽略温度影响）与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后（　　） A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．无法确定 11．（2分）下列关于家庭电路和安全用电的说法中正确的是（　　） A．只要不接触带电体就不会发生触电事故 B．只要电压不高于220V，人体就不会发生触电事故 C．洗衣机要用三脚插头以确保洗衣机的金属外壳接地 D．用试电笔接触火线氖管发光时，不会有电流通过人体 12．（2分）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（　　） A．该装置用于探究“电热和通电时间一定时，电热与电阻的关系” B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢 D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动 （多选）13．（2分）图甲所示电路的电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，则（　　） A．a是灯泡的U﹣I图线 B．灯泡电阻的最小值为10Ω C．R的最大阻值为25Ω D．电路的最大功率为3.6W （多选）14．（2分）关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．电流周围存在磁场 B．磁场的强弱是由磁感线的疏密决定的 C．同名磁极间相互吸引 D．地磁场的北极在地理的南极附近 三、作图题（每题2分，共4分） 15．（2分）如图所示是火车站的自动检票闸机，乘客只需刷一下身份证，然后面对摄像头进行人脸识别，系统则提示检票通过，电动机工作，信息符合为开关闭合状态，请画出此装置的电路图。 16．（2分）完成家庭电路连接，开关单独控制电灯且符合安全用电的要求。 四、实验探究题（每空1分，共15分） 17．（5分）在“探究串联电路电压的特点”活动中。 （1）设计的实验电路图如图所示，根据电路图连接实物电路时，开关应处于 　 　状态。 实验序号 UAB/V UBC/V UAC/V 1 2.4 1.4 3.8 （2）实验中，应选择 　 　（选填“相同”或“不同”）规格的灯泡。 （3）当测出灯L1两端的电压后，为了节省时间，保持电压表的B连接点不动，并改接到C连接点上，测量灯L2两端的电压。这样 　 　（选填“能”或“不能”）测出灯L2两端的电压；理由是 　 　。 （4）分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对该实验进行评价：　 　。 18．（6分）景萱在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，1A”，连接电路如图甲所示。 （1）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮景萱用笔画代替导线连接好图甲中的电路； （2）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 　 　； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示为 　 　V，若使小灯泡正常发光，则应将滑片向 　 　（选填“左”或“右”）移动一些； （4）完成了上述的实验后，景萱还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。景置利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 　 　读出电压表示数为U2； ③小灯泡的额定功率P额＝　 　。（用U1、U2和R0表示） 19．（4分）在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中。 （1）如图所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑通电后 　 　纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与 　 　磁体的磁场相似； （2）将电池的正负极对调重复实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 　 　方向的关系； （3）若探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系，可以增加 　 　（填器材名称）。 五、综合应用题（第20题8分，第21题10分，共18分） 20．（8分）图甲为某型号电子秤，其原理结构如图乙所示；R0阻值为50Ω，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示（量程为0﹣3V）的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量；踏板的质量忽略不计 （1）当压力F＝500N时，求电压表的示数。 （2）在保证电路安全的情况下，求电子秤所能称出的最大质量。（g取10N/kg） 21．（10分）图甲是一款电热杯垫，有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，电源电压为220V，R1的阻值为220Ω。高温挡功率为1100W。 （1）在低温挡工作时，电路中的电流是多少？ （2）高温挡工作20min，杯垫产生的热量是多少？ （3）现用高温挡对容器内的1L水加热，水温从20℃升高了55℃，共用时4min3kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 2023-2024学年河南省郑州市枫杨外国语学校九年级（上）月考物理试卷（二） 参考答案与试题解析 一、填空题（每空1分，共17分） 1．（2分）丹麦物理学家 　奥斯特　通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的S极，可以判断：电源的 　左　端为正极（选填“左”或“右”）。 【答案】奥斯特；左。 【解答】解：第一个发现电和磁有联系的人是丹麦物理学家奥斯特。 图中螺线管的左端为S极，右端是N极，使拇指指向N极，因此可判断出电源的正极在如图电源的左端。 故答案为：奥斯特；左。 2．（3分）如图是小鹏家的电能表，该电能表正常工作的电压为 　220　V，一台家用电器单独接进家庭电路工作10min，电能表的表盘旋转120r。这段时间用电器消耗的电能为 　0.1　kW•h，用电器的实际功率是 　600　W。 【答案】220；0.1；600。 【解答】解：该电能表正常工作的电压为220V；1200r/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能， 转盘转动120r用电器消耗的电能： W＝kW•h＝0.5kW•h； 用电器的功率为： P＝＝＝3.6kW＝600W。 故答案为：220；0.7。 3．（3分）如图所示是小明用三合一充电宝给三部手机同时充电的情景，这三部手机的连接方式是 　并联　，若小明拔掉其中一部手机，则电路的总电阻将 　变大　，总功率将 　变小　（后两空均选填“变大”或“变小”）。 【答案】并联；变大；变小。 【解答】解：如图所示是小明用三合一充电宝给三部手机同时充电的情景，这三部手机的连接方式是并联； 若小明拔掉其中一部手机，则并联电阻的个数将减少； 结合P＝可知，总电阻变大。 故答案为：并联；变大。 4．（4分）如图所示，A为一根铅笔芯，闭合开关后小灯泡发光　导体　（“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔芯上向右移动时，观察到小灯泡变 　暗　，这说明铅笔芯的电阻大小与 　长度　有关。如果断开开关，铅笔芯的电阻值 　不等于　（“等于”或“不等于”）零。 【答案】导体；暗；长度；不等于。 【解答】解：（1）如图所示的电路中，闭合开关后，说明铅笔芯是导体； （2）夹子向右移动，则接入铅笔芯的长度变长，这表明电路中的电流变小，即铅笔芯的电阻大小与长度有关； （3）如果断开开关，由于电阻的大小与电流，所以铅笔芯的电阻阻值不变。 故答案为：导体；暗；长度。 5．（2分）如图所示，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时甲：I乙＝2：5，则此时R1：R2为 　2：3　；当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则此时两电压表示数比U甲：U乙为 　5：3　。 【答案】2：3；5：3。 【解答】解：（1）当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过两电阻的电流之比： ＝＝＝， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I＝，两电阻的阻值之比： ＝＝＝； （2）当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，甲电压表测电源的电压2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，两电阻两端的电压之比： ＝＝＝； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，两电压表的示数之比： ＝＝＝。 故答案为：2：3；5：3。 6．（3分）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　0.6　A，电源电压为 　8　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 　384　J。 【答案】0.6；8；384。 【解答】解：由图可知，当只闭合S1、S2时，R3、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压； 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时； 根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U4＝IR1＝0.3A×10Ω＝6V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝4V+6V＝8V； 当只闭合S3、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压； 根据图乙可知，当小灯泡两端的为2V时， 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A， 电路在5min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.6A×1×60s＝384J。 故答案为：0.7；8；384。 二、选择题（每题2分，共16分，其中7-12题为单选，13、14题为双选） 7．（2分）下列有关电现象的说法正确的是（　　） A．充电宝给手机电池充电时，相当于用电器 B．梳过头发的塑料梳子会带电，说明摩擦可以创造电荷 C．开关断开时，教室内所有灯熄灭，说明教室内的灯是串联的 D．小刚断开客厅的灯后，到卧室去开灯看书，这两盏灯一定并联 【答案】D 【解答】解：A．充电宝正在给手机电池充电过程中，相当于电源； B．当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时，束缚电子能力弱的失去电子，并不是创造了电荷； C．教室内的灯工作时互不影响；开关断开时，是因为开关在干路中； D．小刚断开客厅的灯后，说明两盏灯互不影响，故D正确。 故选：D。 8．（2分）关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体电阻大小与导体材料、长度和横截面积都有关系 B．导体中通过的电流越大，它的电阻越小 C．电压使导体中产生大量自由电子 D．根据公式R＝可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 【答案】A 【解答】解： ABD、电阻大小与导体的材料、横截面积有关、导体两端的电压大小无关、BD错误； C、电压使自由电荷发生定向移动，而不是产生自由电子。 故选：A。 9．（2分）如图所示电路的电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中（　　） A．电流表示数和电压表示数都不变，灯亮度不变 B．电流表电压表示数都变小，电路总功率变小 C．电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡亮度变暗 D．电压表示数不变，电流表示数变大，电路总功率变小 【答案】A 【解答】解：由图可知，该电路为并联电路；电流表测量通过灯泡的电流； 将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，通过滑动变阻器的电流减小； 由于灯泡两端的电压不变（等于电源电压），则通过灯泡的电流不变；根据并联电路的电流特点可知； 由于灯泡的电流、电压不变，灯泡的亮度不变； 由于干路中的电流减小，根据P＝UI可知； 综上所述，A正确。 故选：A。 10．（2分）将一只“6V 3W”的小灯泡（忽略温度影响）与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后（　　） A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．无法确定 【答案】B 【解答】解：灯泡的电阻为： RL＝＝＝12Ω； 灯泡和电阻串联后接到12V的电源上时，电路中的电流： I＝＝＝0.4A； 根据P＝I2R可得，灯泡的实际电功率为： PL实＝I2RL＝（6.5A）2×12Ω＝3W。 故ACD错误，B正确。 故选：B。 11．（2分）下列关于家庭电路和安全用电的说法中正确的是（　　） A．只要不接触带电体就不会发生触电事故 B．只要电压不高于220V，人体就不会发生触电事故 C．洗衣机要用三脚插头以确保洗衣机的金属外壳接地 D．用试电笔接触火线氖管发光时，不会有电流通过人体 【答案】C 【解答】解：A、高压带电体只要人靠近就有触电危险； B、只要电压不高于36V，故B错误； C、洗衣机的金属外壳要用三脚插头与地线相连，发生触电事故； D、试电笔接触火线时，测电笔和人是串联的，电阻越大，测电笔的电阻很大，人分担的电压很小电流很小，不会对人造成危害。 故选：C。 12．（2分）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（　　） A．该装置用于探究“电热和通电时间一定时，电热与电阻的关系” B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢 D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动 【答案】C 【解答】解：A、该实验装置串联控制电流和通电时间相同，用于探究“电流和通电时间一定时，故A错误； B、串联电路中电流处处相等； C、闭合开关后1＜R2，电流、通电时间相同时，产生的热量越多，所以甲管中液面上升比乙慢； D、闭合开关后，应将滑动变阻器滑片P向右移动，电路中的电流变大。 故选：C。 （多选）13．（2分）图甲所示电路的电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，则（　　） A．a是灯泡的U﹣I图线 B．灯泡电阻的最小值为10Ω C．R的最大阻值为25Ω D．电路的最大功率为3.6W 【答案】CD 【解答】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流， 将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻变小， 根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变大，b是灯泡的图像； 通过灯泡的电流最小时，灯泡的电阻最小，通过灯泡的电流为8.2A， 根据欧姆定律可得灯泡的最小阻值RL＝＝＝5Ω； 滑动变阻器的最大阻值R＝＝＝25Ω； 电源电压U＝UL+UR＝4V+5V＝6V， 由图可知通过电路的最大电流为5.6A，电路的最大功率为P＝UI′＝6V×3.6A＝3.8W。 故选：CD。 （多选）14．（2分）关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．电流周围存在磁场 B．磁场的强弱是由磁感线的疏密决定的 C．同名磁极间相互吸引 D．地磁场的北极在地理的南极附近 【答案】AD 【解答】解：A、奥斯特实验说明了电流周围存在磁场。 B、磁体周围存在磁场，故B错误。 C、同名磁极间相互排斥，故C错误。 D、地磁场的北极在地理的南极附近。故D正确。 故选：AD。 三、作图题（每题2分，共4分） 15．（2分）如图所示是火车站的自动检票闸机，乘客只需刷一下身份证，然后面对摄像头进行人脸识别，系统则提示检票通过，电动机工作，信息符合为开关闭合状态，请画出此装置的电路图。 【答案】 【解答】解：根据题意可知，只有两个开关都闭合的情况下，这说明两个开关相互影响，然后与电动机串联 16．（2分）完成家庭电路连接，开关单独控制电灯且符合安全用电的要求。 【答案】 【解答】解：插座的三孔要按照“左零右火上接地”的原则， 电灯的开关要接在火线和灯泡之间，火线首先进入开关，螺旋套接在零线上 四、实验探究题（每空1分，共15分） 17．（5分）在“探究串联电路电压的特点”活动中。 （1）设计的实验电路图如图所示，根据电路图连接实物电路时，开关应处于 　断开　状态。 实验序号 UAB/V UBC/V UAC/V 1 2.4 1.4 3.8 （2）实验中，应选择 　不同　（选填“相同”或“不同”）规格的灯泡。 （3）当测出灯L1两端的电压后，为了节省时间，保持电压表的B连接点不动，并改接到C连接点上，测量灯L2两端的电压。这样 　不能　（选填“能”或“不能”）测出灯L2两端的电压；理由是 　电压表正负接线柱接反了　。 （4）分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对该实验进行评价：　一次实验得出的结论存在偶然性　。 【答案】（1）断开；（2）不同；（3）不能；电压表的正负接线柱接反了；（4）一次实验得出的结论存在偶然性。 【解答】解：（1）连接电路时，开关应该处于断开状态； （2）探究串联电路的电压特点，为了寻找规律，这样得出的规律才有说服力； （3）图中电压表测L1两端电压，电流电压表左侧流入，若保持电压表的B接点不动，并改接到C接点上，即正负接线柱反接了2两端电压； （4）本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，不能得出普遍性的规律。 故答案为：（1）断开；（2）不同；电压表的正负接线柱接反了。 18．（6分）景萱在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，1A”，连接电路如图甲所示。 （1）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮景萱用笔画代替导线连接好图甲中的电路； （2）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 　小灯泡短路（或电压表短路）　； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示为 　1.8　V，若使小灯泡正常发光，则应将滑片向 　右　（选填“左”或“右”）移动一些； （4）完成了上述的实验后，景萱还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。景置利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 　S、S2　读出电压表示数为U2； ③小灯泡的额定功率P额＝　U1•　。（用U1、U2和R0表示） 【答案】（1）见解答图；（2）小灯泡短路（或电压表短路）；（3）1.8；右；（4）②S、S2；③U1•。 【解答】解：（1）滑片右移时灯的亮度变亮，说明电路中电流变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中 ； （2）连接好电路后，闭合开关，同时发现电流表有示数，电压表无示数，即电路中存在的故障可能是小灯泡短路或电压表短路； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，电压表选用小量程，其示数为1.8V，若使小灯泡正常发光，根据串联电路电压规律，根据分压原理，故应将滑片向右移动一些； （4）实验步骤： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S4，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，读出电压表示数为U6； ③在步骤①中，灯泡、R0和R串联，电压表测灯泡两端的电压，使电压表的示数为U1，此时灯泡正常发光； 在步骤②中，灯泡、R4和R仍串联，电压表测灯泡和R0两端的总电压，因此时电路连接方式不变，灯仍正常工作， 根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压为： U0＝U2﹣U1， 根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯的额定电流： IL＝I0＝＝， 灯的额定功率： P额＝ULIL＝U1•。 故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡短路（或电压表短路）；右；（4）②S、S4；③U1•。 19．（4分）在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中。 （1）如图所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑通电后 　1轻敲　纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与 　条形　磁体的磁场相似； （2）将电池的正负极对调重复实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 　电流　方向的关系； （3）若探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系，可以增加 　滑动变阻器　（填器材名称）。 【答案】（1）轻敲；条形；（2）电流；（3）滑动变阻器。 【解答】解：（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况； 从铁屑的排列情况可以发现，通电螺线管外部磁场与条形磁体外部的磁场相似； （2）将电池的正负极对调则改变了电流方向，因此是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系； （3）要想探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系，则在其他条件不变的情况下改变电流的大小。 故答案为：（1）轻敲；条形；（3）滑动变阻器。 五、综合应用题（第20题8分，第21题10分，共18分） 20．（8分）图甲为某型号电子秤，其原理结构如图乙所示；R0阻值为50Ω，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示（量程为0﹣3V）的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量；踏板的质量忽略不计 （1）当压力F＝500N时，求电压表的示数。 （2）在保证电路安全的情况下，求电子秤所能称出的最大质量。（g取10N/kg） 【答案】（1）当压力F＝500N时，电压表的示数为1.5V； （2）在保证电路安全的情况下，电子秤所受最大压力为1000N。 【解答】解：由图丙知，当压力F＝500N时， 由串联电路的电阻特点知，电路的总电阻R总＝R′+R0＝150Ω+50Ω＝200Ω， 根据欧姆定律可得，电路中的电流：I′＝＝， 则电压表的示数：U2＝I′R0＝0.03A×50Ω＝4.5V； （3）已知电压表量程为0～7V，则当定值电阻R0两端的电压最大为3V，R两端的电压最小， 根据欧姆定律可知电路中的电流最大，为： I大＝＝＝0.06A， 根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知： UR小＝U−UR0大＝3V−3V＝3V， 则R小＝＝＝50Ω； 由丙图可知，此时压敏电阻受到的压力F＝1000N； 答：（1）当压力F＝500N时，电压表的示数为1.7V； （2）在保证电路安全的情况下，电子秤所受最大压力为1000N。 21．（10分）图甲是一款电热杯垫，有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，电源电压为220V，R1的阻值为220Ω。高温挡功率为1100W。 （1）在低温挡工作时，电路中的电流是多少？ （2）高温挡工作20min，杯垫产生的热量是多少？ （3）现用高温挡对容器内的1L水加热，水温从20℃升高了55℃，共用时4min3kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）在低温挡工作时，电路中的电流是1A；（2）高温挡工作20min，杯垫产生的热量是1.32×106J；（3）电热杯垫的加热效率是55.7%。 【解答】解：（1）由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R2、R2并联两电阻并联，电路电阻较小知功率较大；只闭合S3时，只有R1工作，电路电阻较大知功率较小； 在低温挡工作时电路中的电流是：I4＝＝＝1A； （2）只闭合开关S3时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电暖器处于低温挡， 因此高温挡工作20min杯垫产生的热量：Q＝W＝P高温t＝1100W×1200s＝1.32×102J， （3）V＝1L＝1×10﹣3m3； 水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣4m3＝1kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t′﹣t′8）＝4.2×102J/（kg•℃）×1kg×（55℃﹣20℃）＝1.47×103J， t″＝4min＝240s， 高温挡4min消耗的电能为： W″＝P高温t″＝1100W×240s＝3.64×105J， 电热杯的加热效率是：η＝＝＝55.7%。 答：（1）在低温挡工作时，电路中的电流是1A，杯垫产生的热量是8.32×106J；（3）电热杯垫的加热效率是55.7%。 学科网（北京）股份有限公司 $$