精品解析：北京市丰台区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

2024-2025学年北京市丰台区九年级（上）期末物理试卷 一、单选题：本大题共12小题，共24分。 1. 在国际单位制中，电流的单位是（　　） A. 焦耳 B. 瓦特 C. 欧姆 D. 安培 2. 如图所示，试电笔的构造元件中通常情况属于绝缘体的是（　　） A. 笔尾金属体 B. 电阻 C. 弹簧 D. 塑料外壳 3. 在如图所示的各种家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ） 电视机 A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 电暖气 D. 4. 下列说法正确的是 （ ） A. 我国家庭电路的电压为36V B. 电能表是测量消耗电能的仪表 C. 在未断开电源开关的情况下更换灯泡是安全的 D. 导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路 5. 如图所示电路中，两灯属于串联的是（　　） A. B. C. D. 6. 下列说法正确的是 （ ） A. 原子是由原子核和核外电子构成 B. 摩擦起电创造了电荷 C. 同种电荷相互吸引 D. 电荷的移动形成电流 7. 如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是 （　　） A. 太阳能发电板将太阳能转化为电能 B. 太阳能发电板相当于用电器 C. 蓄电池相当于开关 D. 蓄电池被充电时将化学能转化为电能 8. 如图所示是探究并联电路中电流、电压规律的电路图，闭合开关S后，下列说法正确的是 （ ） A. 通过电流一定大于通过的电流 B. 通过的电流一定等于通过的电流 C. 两端电压一定大于两端电压 D. 两端电压一定等于两端电压 9. 如图中所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 导线周围存在磁场 B. 电流具有热效应 C. 小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D. 若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将会改变 10. 关于现代通信，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波可以在真空中传播，传播速度约 B. 移动电话是靠电磁波传递信息的 C. 光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播 D. 我国“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位的 11. 坐位体前屈是体质健康测试的项目之一，测试仪简化电路如图所示，电源两端电压保持不变，为定值电阻，为粗细均匀的电阻丝。闭合开关，在被测试者将挡板由B向A推动过程中，下列说法正确的是 （ ） A. 电阻丝接入电路的阻值减小 B. 电流表的示数先增大后减小 C. 电压表示数不变 D. 电压表示数的大小能反映被测试者的成绩 12. 图甲是小灯泡L的电流与电压关系，将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为；闭合S和，电流表的示数为，电源两端电压保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知小灯泡的阻值始终不变 B. 电源电压为12V C. 闭合S和，通过R的电流为 D. 电阻R的阻值为 二、多选题：本大题共3小题，共6分。 13. 如图所示是用磁感线描述的地磁场分布示意图。我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”下列说法正确的是 （ ） A. 地球本身相当于一个巨大的磁体 B. 地磁场是由无数条磁感线组成的 C. 地磁场的N极在地理的北极附近 D. 指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果 14. 下列说法正确的是 （ ） A. 电路两端有电压，电路中一定有电流 B. 正电荷定向移动的方向为电流方向 C. 导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D. 导体的电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比 15. 如图所示电路，电源电压为并保持不变，电流表的量程为“”，电压表的量程为“”，灯泡上标有“2.5V 0.5A”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是 （ ） A. 电流表的示数最大值为 B. 滑动变阻器接入电路的阻值范围为 C. 小灯泡的最小功率是 D. 电路消耗的最大总功率为 三、填空题：本大题共2小题，共6分。 16. （1）如图甲所示电阻箱的示数为___________Ω。 （2）如图乙所示电能表的示数为___________kW·h。 17. 根据图中的电流方向，可知通电螺线管的___________（选填“A”或“B”）端是N极。 四、实验探究题：本大题共5小题，共19分。 18. 小力选择了如图所示的实验装置探究导体电阻大小与哪些因素有关。AC是锰铜合金导线，DF是镍铬合金导线，它们的横截面积、长度均相同且粗细均匀，B和E分别为AC和DF的中点。 （1）实验中导体电阻的大小通过___________来反映。 （2）为了探究导体电阻大小与长度是否有关，他应将AB段导线和___________段导线分别接入电路。 （3）在探究导体电阻大小与材料是否有关时，他将AC段导线和DE段导线分别接入电路进行实验。这样操作存在的问题是___________。 19. 利用两端电压不变的电源、电流表、电压表、电阻箱（-）、滑动变阻器、开关和导线若干，探究“当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻是否成反比”。 （1）画出实验电路图。 （2）画出实验数据记录表格。 20. 某同学进行了如下实验： （1）用图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。实验中观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示，则待测电阻R的阻值为___________Ω。 （2）他接下来用如图丙所示电路来测量额定电压为U1的小灯泡L正常发光时的电阻，其中R0是阻值已知的定值电阻，R是滑动变阻器。 ①只闭合开关S和S1调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为___________，并记录。 ②只闭合开关S和___________，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，记录电压表的示数为___________。 ③小灯泡L正常发光时电阻R=___________。（用已知量和所测物理量的字母表示） 21. 如图所示是探究感应电流产生条件的装置。某同学闭合开关后，进行了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。 实验序号 磁感线的方向 导体AB的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况 1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转 2 水平左右运动 偏转 3 斜向左右运动 偏转 （1）他选用灵敏电流计而不使用电流表的原因是______； （2）根据实验现象可知，闭合回路一部分导体在磁场中做______磁感线运动时，回路中会产生感应电流； （3）他在实验过程中，还发现AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知：感应电流的方向与______有关； （4）从能量角度分析，感应电流产生的过程中______能转化为电能。 22. 实验桌上有两个相同的空气盒，盒内密封着质量、初温均相同的空气，盒内还分别装有阻值为的电阻丝和的电阻丝。小亮利用该装置探究电流通过导体时产生热量的影响因素。 （1）他将两个空气盒按图中所示的方式连入电压不变的电源两端。 ①小亮探究的问题是电流通过导体时产生的热量与___________是否有关。 ②实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用U形管两侧液面高度差来反映，这是采用了转换测量物理量的研究方法。在下列实例中，同样采用了此种方法的是___________。 A．借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少 B．借助水压学习电压 C．研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压一定 ③闭合开关，通电一段时间后，图中___________（选填“R1”或“R2”）所在空气盒连接U形管两侧液面高度差较大。 （2）小亮想继续用该装置探究“电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系”。他的实验装置应如何改进___________。 A. 保持、阻值不变，在空气盒外A、B间接入一个电阻 B. 保持、阻值不变，在空气盒外C、D间接入一个电阻 C. 将换成阻值为的电阻丝，在空气盒外C、D间接入一个电阻 五、计算题：本大题共3小题，共11分。 23. 某同学发现家庭电路用电高峰时电器两端的实际电压会变小。为了分析原因他画出如图简图：总电压为保持不变；考虑到家庭电路中输电线路较长，电阻不能忽略等效为，各用电器间为并联关系，总电阻等效为。请分析说明用电高峰时减小的原因。 24. 如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A。求： (1)电阻丝R2的阻值大小； (2)电源两端的电压。 25. 图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而获得食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，和为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，正常工作，电功率随时间变化的图像如图丙所示。求： （1）电路工作中的最小电流。 （2）0∼15min内电饭煲消耗的电能。 六、综合题：本大题共1小题，共4分。 26. 请阅读《PTC材料》并回答问题。 PTC材料PTC是一种以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，如图1所示。 PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作。若有过流（如短路）发生，其温度升高，阻值随之急剧升高，达到限流作用，避免损坏电路中的元器件。当故障排除后，PTC元件的温度自动下降，又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。 由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点，被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）PTC材料的居里温度是指___________（选填“T0”或“Tp”）。 （2）PTC元件需要与电路元件___________（选填“串联”或“并联”）才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路。 （3）有同学认为可以利用PTC材料的基本特性制作高温报警器，他设计的电路图如图2所示。当环境温度升高时，PTC电阻的阻值急剧___________（选填“增大”或“减小”），会发出___________（选填“铃响”或“灯亮”）的信号。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年北京市丰台区九年级（上）期末物理试卷 一、单选题：本大题共12小题，共24分。 1. 在国际单位制中，电流的单位是（　　） A. 焦耳 B. 瓦特 C. 欧姆 D. 安培 【答案】D 【解析】 【详解】在国际单位制中，能量的单位是焦耳；功率的单位是瓦特；电阻的单位是欧姆；电流的单位是安培，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2. 如图所示，试电笔的构造元件中通常情况属于绝缘体的是（　　） A. 笔尾金属体 B. 电阻 C. 弹簧 D. 塑料外壳 【答案】D 【解析】 【详解】A．笔尾金属体容易导电，属于导体，故A不符合题意； B．弹簧是金属材料制成的，金属是导体，故B不符合题意； C．电阻导体对电流阻碍作用的大小，是导体，故C不符合题意； D．塑料外壳不容易导电，是绝缘体，故D符合题意。 故选D。 3. 在如图所示的各种家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ） 电视机 A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 电暖气 D. 【答案】C 【解析】 【详解】电风扇、电冰箱主要是把电能转化为机械能；电视机主要是把电能转化为声能和光能；只有电暖风是把电能转化为内能，是利用电流的热效应。 故选C。 4. 下列说法正确的是 （ ） A. 我国家庭电路的电压为36V B. 电能表是测量消耗电能的仪表 C. 在未断开电源开关的情况下更换灯泡是安全的 D. 导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路 【答案】B 【解析】 【详解】A．我国家庭电路的电压是220V，故A错误； B．电能表可以测量用电器在一段时间内消耗的电能，故B正确； C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡，容易发生触电事故，故C错误； D．电路电流过大的原因可能是短路也可能是用电器的总功率过大，故D错误。 故选B。 5. 如图所示电路中，两灯属于串联的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中两灯泡顺次连接，电流只有一条路径，为串联电路，故A符合题意； B．图中两灯泡并列连接，电流有两条路径，为并联电路，故B不合题意； C．图中开关S闭合后，一只灯泡被短路，成为另一只灯泡的简单电路，故C不合题意； D．图中两灯泡并列连接，电流有两条路径，为并联电路，故D不合题意。 故选A。 6. 下列说法正确的是 （ ） A. 原子是由原子核和核外电子构成的 B. 摩擦起电创造了电荷 C. 同种电荷相互吸引 D. 电荷的移动形成电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验发现，原子是由原子核和核外电子构成的，故A正确； B．摩擦起电并不是创造了电荷，而是电子的转移，故B错误； C．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C错误； D．电荷定向移动时才会形成电流，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是 （　　） A. 太阳能发电板将太阳能转化为电能 B. 太阳能发电板相当于用电器 C. 蓄电池相当于开关 D. 蓄电池被充电时将化学能转化为电能 【答案】A 【解析】 【详解】A.太阳能发电板工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，故A正确； B.太阳能发电板将太阳能转化为电能，蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来，此时发电板相当于电源，故B错误； CD.太阳能发电板为蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，转化为化学能储存起来，蓄电池相当于简单电路中的用电器，故CD错误。 故选A。 8. 如图所示是探究并联电路中电流、电压规律的电路图，闭合开关S后，下列说法正确的是 （ ） A. 通过的电流一定大于通过的电流 B. 通过的电流一定等于通过的电流 C. 两端电压一定大于两端电压 D. 两端电压一定等于两端电压 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图知两灯泡并联，并联电路各支路两端电压相等，即两个灯泡两端电压相等，不知两个灯泡规格是否相同，则不能确定两灯泡的电流大小关系，故AB错误； CD．由图知两灯泡并联，并联电路各支路两端电压相等，即两个灯泡两端电压相等， 故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图中所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 导线周围存在磁场 B. 电流具有热效应 C. 小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D. 若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将会改变 【答案】D 【解析】 【详解】A．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，不通电导线周围不存在磁场，故A错误； B．奥斯特实验说明电流具有磁效应，不是热效应，故B错误； C．磁场中某点的磁场方向是由磁场本身决定的，小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，而不是小磁针的指向决定磁场方向，故C错误； D．因为磁场方向与电流方向有关，若改变导线中的电流方向，磁场方向改变，小磁针的偏转方向将会改变，故D正确。 故选D。 10. 关于现代通信，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波可以在真空中传播，传播速度约为 B. 移动电话是靠电磁波传递信息的 C. 光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播 D. 我国“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位的 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为，故A错误； B．广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，故B正确； C．光纤通信抗干扰能力强，信号衰减小，传递的信息量大，保密性好，通信质量高。光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，故C错误； D．电磁波的传播不需要介质，我国“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位的，故D错误。 故选B。 11. 坐位体前屈是体质健康测试的项目之一，测试仪简化电路如图所示，电源两端电压保持不变，为定值电阻，为粗细均匀的电阻丝。闭合开关，在被测试者将挡板由B向A推动过程中，下列说法正确的是 （ ） A. 电阻丝接入电路的阻值减小 B. 电流表的示数先增大后减小 C. 电压表的示数不变 D. 电压表示数的大小能反映被测试者的成绩 【答案】D 【解析】 【详解】由电路图可知，闭合开关，和串联，电压表测量与部分电阻丝BP两端的电压，电流表测量电路电流。 由于电压表电阻特别大，相当于断路，在被测试者将挡板由B向A推动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻不变，总电阻不变。 根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，电流表示数不变。 此时与电压表并联部分的电阻变大，根据可知，电压表示数变大，所以电压表示数的大小能反映被测试者的成绩。 故ABC错误， D正确。 故选D。 12. 图甲是小灯泡L电流与电压关系，将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为；闭合S和，电流表的示数为，电源两端电压保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知小灯泡的阻值始终不变 B. 电源电压为12V C. 闭合S和，通过R的电流为 D. 电阻R的阻值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图甲可知，小灯泡的图象为曲线，通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，所以小灯泡的阻值是变化的，故A错误； B．只闭合开关S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流。 由图象可知，只有当时，灯泡的实际功率 因此电源电压 故B错误； C．再闭合开关后，R与L并联，电流表测干路电流，此时电流表的示数为，即干路中的电流；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过灯泡的电流不变，则通过R的电流 故C正确； D．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，R的阻值 故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共6分。 13. 如图所示是用磁感线描述的地磁场分布示意图。我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”下列说法正确的是 （ ） A. 地球本身相当于一个巨大的磁体 B. 地磁场是由无数条磁感线组成的 C. 地磁场的N极在地理的北极附近 D. 指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．地球本身相当于一个巨大的磁体，地球周围存在磁场，叫地磁场，指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果，故AD正确； B．地磁场是客观存在的，而磁感线为了形象描述磁场而引入的模型，不存在，故B错误； C．地磁场的N极在地理的南极附近，故C错误。 故选AD。 14. 下列说法正确的是 （ ） A. 电路两端有电压，电路中一定有电流 B. 正电荷定向移动的方向为电流方向 C. 导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D. 导体的电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电压是形成电流的原因，但有电压不一定有电流，要在闭合回路中才会形成电流，故A错误； B．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B正确； C．导体的电阻是导体的一种性质，导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和流过导体的电流无关，所以导体两端的电压为零时，其阻值不为零，故C错误； D．当电阻一定时，通过导体的电流跟该导体两端的电压成正比，故D正确。 故选BD。 15. 如图所示电路，电源电压为并保持不变，电流表的量程为“”，电压表的量程为“”，灯泡上标有“2.5V 0.5A”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是 （ ） A. 电流表的示数最大值为 B. 滑动变阻器接入电路的阻值范围为 C. 小灯泡的最小功率是 D. 电路消耗的最大总功率为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当灯泡正常发光时，灯泡两端电压最大，灯泡两端的电压为，通过它的电流为，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为，滑动变阻器允许的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流即电流表的最大示数为 故A正确； B．灯泡的电阻 电路中的电流最大时，由可知电路的总电阻最小，电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为 变阻器的最大阻值是20Ω，滑动变阻器接入电路的阻值范围为，故B正确； C．滑动变阻器电阻最大时，电路的总电阻为 电路中的最小电流 小灯泡的最小功率是 故C正确； D．该电路的最大功率 故D错误。 故选ABC。 三、填空题：本大题共2小题，共6分。 16. （1）如图甲所示电阻箱的示数为___________Ω。 （2）如图乙所示电能表的示数为___________kW·h。 【答案】（1）2029 （2）2245.8 【解析】 【详解】[1]如图甲所示电阻箱的示数为。 [2]如图乙所示的电能表，是记录用电器消耗总电能的仪表，其表盘上示数的最后一位为小数，示数为。 17. 根据图中的电流方向，可知通电螺线管的___________（选填“A”或“B”）端是N极。 【答案】A 【解析】 【详解】如图，电流从通电螺线管的右端进入，从左端流出，根据安培定则可以判断通电螺线管的A端是N极，则通电螺线管的B端是S极。 四、实验探究题：本大题共5小题，共19分。 18. 小力选择了如图所示的实验装置探究导体电阻大小与哪些因素有关。AC是锰铜合金导线，DF是镍铬合金导线，它们的横截面积、长度均相同且粗细均匀，B和E分别为AC和DF的中点。 （1）实验中导体电阻的大小通过___________来反映。 （2）为了探究导体电阻大小与长度是否有关，他应将AB段导线和___________段导线分别接入电路。 （3）在探究导体电阻大小与材料是否有关时，他将AC段导线和DE段导线分别接入电路进行实验。这样操作存在的问题是___________。 【答案】（1）电流表示数的大小 （2）AC （3）AC段导线和DE段导线的长度和材料均不同 【解析】 【小问1详解】 实验通过电流表示数的大小来反映电阻的大小。 【小问2详解】 探究导体电阻大小与长度是否有关，就控制导体材料、横截面积和温度相同，而长度不同，据此可知当第一次选择了AB段导线接入时，则第二次应将AC段导线接入电路； 【小问3详解】 探究导线电阻的大小与材料的关系，需要控制长度、横截面积和温度都相同，仅改变导体的材料，而题中第一次将AC段导线接入电路，第二次将DE段导线接入电路，这样AC段导线和DE段导线的长度和材料均不同，因此不能探究导线电阻的大小与材料的关系。 19. 利用两端电压不变的电源、电流表、电压表、电阻箱（-）、滑动变阻器、开关和导线若干，探究“当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻是否成反比”。 （1）画出实验电路图。 （2）画出实验数据记录表格。 【答案】（1） （2） R/Ω I/A 【解析】 【小问1详解】 根据实验要求，应用电压表测电阻箱两端电压，用电流表测通过电阻箱电流，用滑动变阻器控制电阻箱两端电压不变，电路图如下图所示： 【小问2详解】 根据实验要求，应改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，控制电阻箱两端电压不变，读出电流表的示数，为得出普遍性的规律要多次测量，然后比较电流与对应的电阻关系得出结论，因此实验数据记录表如下： R/Ω I/A 20. 某同学进行了如下实验： （1）用图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。实验中观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示，则待测电阻R的阻值为___________Ω。 （2）他接下来用如图丙所示电路来测量额定电压为U1的小灯泡L正常发光时的电阻，其中R0是阻值已知的定值电阻，R是滑动变阻器。 ①只闭合开关S和S1调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为___________，并记录。 ②只闭合开关S和___________，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，记录电压表的示数为___________。 ③小灯泡L正常发光时电阻R=___________。（用已知量和所测物理量的字母表示） 【答案】（1）4 （2） ①. ②. ③. ④. 【解析】 【小问1详解】 如图乙所示电压表和电流表的示数分别为2V和，则待测电阻的阻值。 【小问2详解】 ①[1]灯在额定电压下正常发光，只闭合开关S和，灯与定值电阻和变阻器串联，电压表测灯的电压，调节滑动变阻器的滑片的位置，使电压表示数为额定电压，灯正常发光； ②[2][3]闭合开关S和，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，记录电压表的示数为，电路连接方式不变，各部分的电阻和电压不变，电压表测定值电阻和灯的电压，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压：； ③[4]由于串联电路中电流处处相等，，即，所以小灯泡L正常发光时的电阻：。 21. 如图所示是探究感应电流产生条件的装置。某同学闭合开关后，进行了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。 实验序号 磁感线的方向 导体AB的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况 1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转 2 水平左右运动 偏转 3 斜向左右运动 偏转 （1）他选用灵敏电流计而不使用电流表的原因是______； （2）根据实验现象可知，闭合回路的一部分导体在磁场中做______磁感线运动时，回路中会产生感应电流； （3）他在实验过程中，还发现AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知：感应电流的方向与______有关； （4）从能量角度分析，感应电流产生的过程中______能转化为电能。 【答案】（1）见解析 （2）切割 （3）导体切割磁感线运动的方向 （4）机械 【解析】 【小问1详解】 由于感应电流较小，且导体运动方向不同，产生感应电流的方向会发生改变，所以实验中选用灵敏电流计而不使用电流表。 【小问2详解】 根据实验现象可知，导体AB竖直上下运动时，灵敏电流计指针不偏转，水平左右运动或斜向左右运动时灵敏电流计指针偏转，说明闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，回路中会产生感应电流。 【小问3详解】 AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，运动方向改变，产生的电流方向改变，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。 【小问4详解】 闭合回路的一部分导体切割磁感线，从而产生感应电流，从能量角度分析，AB在磁场中运动时产生感应电流，即机械能转化为电能。 22. 实验桌上有两个相同的空气盒，盒内密封着质量、初温均相同的空气，盒内还分别装有阻值为的电阻丝和的电阻丝。小亮利用该装置探究电流通过导体时产生热量的影响因素。 （1）他将两个空气盒按图中所示的方式连入电压不变的电源两端。 ①小亮探究的问题是电流通过导体时产生的热量与___________是否有关。 ②实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用U形管两侧液面高度差来反映，这是采用了转换测量物理量的研究方法。在下列实例中，同样采用了此种方法的是___________。 A．借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少 B．借助水压学习电压 C．研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压一定 ③闭合开关，通电一段时间后，图中___________（选填“R1”或“R2”）所在空气盒连接U形管两侧液面高度差较大。 （2）小亮想继续用该装置探究“电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系”。他的实验装置应如何改进___________。 A. 保持、阻值不变，在空气盒外A、B间接入一个电阻 B. 保持、阻值不变，在空气盒外C、D间接入一个电阻 C. 将换成阻值为的电阻丝，在空气盒外C、D间接入一个电阻 【答案】（1） ①. 电阻 ②. A ③. R2 （2）C 【解析】 【小问1详解】 [1]串联电路各处电流相等，R1与R2电阻不同，所以小亮探究的问题是电流通过导体时产生的热量与电阻的关系。 [2]A．借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少，采用的是转换法，故A符合题意； B．借助水压学习电压，采用的是类比法，故B不符合题意； C．研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压一定，采用的是控制变量法，故C不符合题意。 故选A。 [3]由于R1＜R2，且通过两电阻的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知电阻丝R2产生热量多，即R2所在空气盒连接U形管两侧液面高度差较大。 【小问2详解】 要探究“电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系”，应控制通电时间、电阻相同，电流的大小不同，故需要将换成阻值为的电阻丝，在空气盒外C、D间接入一个电阻，根据串联电路电流特点和并联电路电流特点可知通过两容器中的电阻的电流不同，两容器中的电阻相同，故选C。 五、计算题：本大题共3小题，共11分。 23. 某同学发现家庭电路用电高峰时电器两端的实际电压会变小。为了分析原因他画出如图简图：总电压为保持不变；考虑到家庭电路中输电线路较长，电阻不能忽略等效为，各用电器间为并联关系，总电阻等效为。请分析说明用电高峰时减小的原因。 【答案】见解析 【解析】 【详解】因为各用电器间并联，用电高峰时并联用电器数量增多，变小。 由串联电路电阻特点可知，，不变，变小，所以变小。 由公式可得，不变，变小，所以I变大。 因为，不变，I变大，所以变大。 因为，不变，变大，故变小。 24. 如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A。求： (1)电阻丝R2的阻值大小； (2)电源两端的电压。 【答案】(1)5Ω；(2)6V 【解析】 【详解】解：(1)由电路图知，两电阻串联，电压表测量电阻丝R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。电阻丝R2的阻值大小 (2)电阻丝R1两端的电压为 U1=IR1=0.4A×10Ω=4V 根据串联电路电压规律可知，电源电压为 U=U1+U2=4V+2V=6V 答：(1)电阻丝R2的阻值是5Ω； (2)电源两端的电压是6V。 25. 图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而获得食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，和为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，正常工作，电功率随时间变化的图像如图丙所示。求： （1）电路工作中的最小电流。 （2）0∼15min内电饭煲消耗的电能。 【答案】（1）0.5A （2）6.27×105 J 【解析】 【小问1详解】 当只闭合开关S时，此时电路中的电阻较大，电饭煲的功率较小，为保温状态，由图丙可知保温功率，此时电路中的电流为工作中的最小电流：。 【小问2详解】 由图丙可知，该电饭煲正常工作过程中，有 该电饭煲消耗的电能： 六、综合题：本大题共1小题，共4分。 26. 请阅读《PTC材料》并回答问题。 PTC材料PTC是一种以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，如图1所示。 PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作。若有过流（如短路）发生，其温度升高，阻值随之急剧升高，达到限流作用，避免损坏电路中的元器件。当故障排除后，PTC元件的温度自动下降，又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。 由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点，被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）PTC材料的居里温度是指___________（选填“T0”或“Tp”）。 （2）PTC元件需要与电路元件___________（选填“串联”或“并联”）才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路。 （3）有同学认为可以利用PTC材料的基本特性制作高温报警器，他设计的电路图如图2所示。当环境温度升高时，PTC电阻的阻值急剧___________（选填“增大”或“减小”），会发出___________（选填“铃响”或“灯亮”）的信号。 【答案】（1）T0 （2）串联 （3） ①. 增大 ②. 铃响 【解析】 【小问1详解】 根据这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，图1中可知PTC材料的居里温度是。 小问2详解】 了能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路，PTC元件需要与电路元件串联。 【小问3详解】 [1][2]由图2可知，当环境温度升高时，PTC电阻的阻值急增大，根据欧姆定律，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，衔铁释放，警铃接通此时会发出铃响的信号。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $