精品解析：江西省南昌市江科附中2024-2025学年上学期九年级期末考试物理学科试卷

江科附中2024-2025学年第一学期初三年级 期末考试物理学科试卷 （满分80分 考试时间85分钟） 一、填空题（共16分，每空1分） 1. 1820年，丹麦物理学家__________通过实验证明电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系；英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，由此发明了__________（选填“电动机”或“发电机”），开创了电气化时代的新纪元。 2. 劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与______相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是______联。 3. 能在水平面内自由转动的小磁针静止时指南的一端是_________极，小磁针静止时之所以能指南北方向是因为受到________的作用。 4. 如图所示是电子在导体中的运动情况，导体中有电流的是图 ___________（选填“甲”或“乙”），此图中电流的方向是向 ___________（选填“左”或“右”）。 5. 图中甲为某电动车充电插口的示意图，图乙是其局部电路图，在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰充电插口的两个金属插脚，否则会造成蓄电池___________。给蓄电池充电时，电能转化为_______。 6. 在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为。完全燃烧100g“可燃冰”放出的热量为________J；若在不考虑热量损失的情况下，若这些热量的30%供给牵引力为3000N的汽车，能行驶________km。 7. 傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V 48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。 8. 如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R为定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器消耗的电功率随电流变化关系如图乙所示，则电阻R的阻值为___Ω，电源电压为___V。 二、选择题（共14分，9—12为单选题，每题2分，13-14为不定项选择，每题3分） 9. 下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　） A. 做功多的机械，功率一定大 B. 功率大的机械，做功一定快 C. 做功快的机械，机械效率一定高 D. 做有用功多的机械，机械效率一定高 10. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 一旦发生触电事故，应先断开电源再进行抢救 B. 使用试电笔时，手指不能接触笔尾金属体 C. 选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座 D. 空气开关跳闸后，重新闭合开关就可以了 11. 小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A. 赫兹 B. 电动机 C. 电磁起重机 D. 电磁感应现象 12. 如图，某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S，LED灯发光、电风扇正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障，电风扇停止工作，LED灯仍发光，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。该故障是（　　） A. 电风扇短路 B. 插座两孔短路 C. 输电线甲a、b两点之间断路 D. 输电线甲b、c两点之间断路 13. 心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　） A. 线圈周围有磁场和磁感线 B. 线圈左端是N极 C. 活塞将向左运动 D. 此时“电动泵”处于送血状态 14. 如图所示的电路，电源电压4.5V不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“15Ω，1A”。闭合开关S，下列说法中正确的是（　　） A. 滑片P上移时，电压表的示数变小 B. 滑片P下移时，电压表与电流表的示数之比变小 C. 滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω D. 电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~2.7W 三、作图与计算题（22分） 15. 将一螺线管用细线悬挂起来，如图所示，闭合开关，最后静止时A端指南，请你画出： （1）螺线管两端的N、S极； （2）螺线管上导线的环绕图示； （3）磁感线b的方向。 16. 某管线机具有提供“开水”（95℃）和泡茶（85℃）的水的功能，其铭牌如图（甲）所示，工作原理如图（乙）所示。加热电路由两个定值电阻和加热电阻组成，其中，通过开关的通断可以改变电热水壶的功率。求： （1）电阻的值； （2）若进水管中的水温是25℃，出水口是“开水”（95℃），此管线机的效率； （3）如图丙所示，使用三孔插座的管线机如果使用了两孔插座，管线机也可以正常工作，为什么要使用三孔插座？ 17. 在跨学科实践课上，制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示： （1）当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压； （2）当电路报警时，气敏电阻R的电功率； （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K为150时电路就报警，请提出合理化建议（通过计算说明）。 四、实验探究题（共28分，每空1分） 18. 小超同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压恒定，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器标有“10Ω 1A”； （1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整______； （2）连接电路前发现电压表指针如图乙所示，则需要对电压表______；连接电路时开关应断开，将滑动变阻器滑片P移至______端； （3）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，可能是定值电阻发生了________； （4）排除故障后，当接入5Ω的定值电阻，调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压时，电流表指针如图丙所示，其示数为______A；更换为10Ω的电阻继续实验，发现滑动变阻器调到最大阻值时，才能使电压表示数达到，则电源电压为______V； （5）当更换为20Ω的电阻时，为了顺利完成实验，需要换用最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。 19. 在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： （1）当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在______，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是________（任写一条）。 （2）用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线______（选填“是”或“不是”）真实存在的。 （3）同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的______方向有关。 （4）丙图中S闭合后，螺线管的左端为______极。 （5）磁悬浮列车是利用电流的磁效应来______（选填“增大”或“减小”）摩擦力的。 20. （1）在家庭电路中，为了防止触电，必须把用电器的开关装在______（填“火”、“零”或“地”）线与用电器之间，同时使用过多的大功率用电器往往会引起空气开关“跳闸”，其原因是______； （2）安装额定功率为的电热水器时，需加装一个开关便于控制热水器的工作。现有两种开关，为了安全和实用．应选用开关______和图1中______（填“甲”或“乙”）插座； （3）家庭电路用电器漏电时，通过火线与零线的电流不相等，漏电保护器中检测装置（在图中虚线框内，未画出）检测到这一差异后，便切断电源，起到保护作用．漏电保护器中另有试验电路，由开关S与电阻组成，如图2，电路正常时用电器两端的电压为______V，当开关S______（填“断开”或“闭合”）时就能模拟用电器漏电，此时通过两处的电流______（填“>”“=”或“<”）。 21. 同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。 （1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框的转动方向将______（选填“改变”或“不改变”）； （2）实验中，干电池供电是______能转化为电能。若通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被____________； （3）本装置相当于一个_________（选填“电动机”或“发电机”），下列设备原理与之相同的是_________； A.电磁继电器 B.动圈式话筒 C.动圈式扬声器 D.电磁铁 （4）导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是______（选填“相同”或“相反”）的，这两个力______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江科附中2024-2025学年第一学期初三年级 期末考试物理学科试卷 （满分80分 考试时间85分钟） 一、填空题（共16分，每空1分） 1. 1820年，丹麦物理学家__________通过实验证明电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系；英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，由此发明了__________（选填“电动机”或“发电机”），开创了电气化时代的新纪元。 【答案】 ①. 奥斯特 ②. 发电机 【解析】 【详解】[1]1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证明电流周围存在磁场，他把一根导线平行地放在小磁针上方，当导线中通过电流时，磁针发生了偏转，从而在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。 [2]英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。根据电磁感应现象发明了发电机，发电机是将机械能转化为电能的装置，开创了电气化时代的新纪元；而电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 2. 劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与______相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是______联。 【答案】 ①. 火线 ②. 串 【解析】 【详解】[1]火线是带电的，零线不带电，所以测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与火线相连。 [2]当测电笔氖管发光时，火线、测电笔、人体和大地形成通路，所以测电笔与人体之间的连接方式是串联。 3. 能在水平面内自由转动的小磁针静止时指南的一端是_________极，小磁针静止时之所以能指南北方向是因为受到________的作用。 【答案】 ①. S ②. 地磁场 【解析】 【详解】[1][2]地球是一个巨大的磁体，其磁场特征与条形磁体相似，地磁的南极在地理的北极附近，地理的南极在地磁的北极附近，小磁针静止时总是指南北方向，因为小磁针受到地磁场的作用。根据磁极间相互作用规律可知，小磁针静止时指南的一端是S极。 4. 如图所示是电子在导体中的运动情况，导体中有电流的是图 ___________（选填“甲”或“乙”），此图中电流的方向是向 ___________（选填“左”或“右”）。 【答案】 ①. 乙 ②. 左 【解析】 【详解】[1]电荷的定向移动可以形成电流。由图知，甲图中电子做无规则运动，乙图中的电子向右定向移动，所以乙图中电子定向移动可以形成电流。 [2]物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。由于电子带负电，所以乙图中的电流方向与电子定向移动方向相反，即图中电流的方向是向左的。 5. 图中甲为某电动车充电插口的示意图，图乙是其局部电路图，在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰充电插口的两个金属插脚，否则会造成蓄电池___________。给蓄电池充电时，电能转化为_______。 【答案】 ①. 短路 ②. 化学能 【解析】 【详解】[1]短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路。当拿硬币、手等去触碰充电插口的两个金属插脚时，会使蓄电池的正负极直接相连，电流不经过用电器，从而造成蓄电池短路。 [2]给蓄电池充电时，消耗了电能，蓄电池的化学能增加，是将电能转化为化学能储存起来。 6. 在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为。完全燃烧100g“可燃冰”放出的热量为________J；若在不考虑热量损失的情况下，若这些热量的30%供给牵引力为3000N的汽车，能行驶________km。 【答案】 ①. ②. 4.2 【解析】 【详解】[1]“可燃冰”热值是天然气的10倍，则完全燃烧100g“可燃冰”放出的热量为 [2]汽车牵引力做的功为 则汽车行驶的距离为 7. 傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V 48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。 【答案】 ①. 大 ②. 200 【解析】 【详解】[1]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积等有关，相同材料，长度越长、横截面积越小，电阻越大。因此灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，即横截面积变小，电阻变大。 [2]由图可知，电能表转盘转了4转，消耗的电能为 新灯泡的实际功率是 灯泡的电阻为 实际电压为 8. 如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R为定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器消耗的电功率随电流变化关系如图乙所示，则电阻R的阻值为___Ω，电源电压为___V。 【答案】 ①. 20 ②. 12 【解析】 【详解】[1][2]由图甲知，定值电阻R与滑动变阻器串联在电路中。由图乙知，滑动变阻器的功率为1.6W时，电路中的电流分别为0.2A和0.4A。变阻器两端的电压分别为 设电源电压为U，据串联电路的特点有 U=0.2A×R+8V U=0.4A×R+4V 由以上两式解得，电源电压和定值电阻R的阻值分别为 U=12V，R=20Ω 二、选择题（共14分，9—12为单选题，每题2分，13-14为不定项选择，每题3分） 9. 下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　） A. 做功多的机械，功率一定大 B. 功率大的机械，做功一定快 C. 做功快的机械，机械效率一定高 D. 做有用功多的机械，机械效率一定高 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据可知，只有在时间相同时，做的功越多，功率才越大。故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，说明做功越快。故B正确； C．根据、可知，功率与机械效率没有必然联系。故C错误； D．根据可知，只有在总功相同时，有用功越多，机械效率才越大。故D错误。 故选B。 10. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 一旦发生触电事故，应先断开电源再进行抢救 B. 使用试电笔时，手指不能接触笔尾金属体 C. 选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座 D. 空气开关跳闸后，重新闭合开关就可以了 【答案】A 【解析】 【详解】A．电路起火或发生触电事故时，应该先切断电源，避免再次触电，故A正确； B．使用试电笔时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线，如果不接触笔尾金属体，氖管不会发光，故B错误； C．家庭中金属外壳的用电器需使用三孔插座，以避免用电器漏电时引起人体触电，故C错误； D．空气开关跳闸后，需排除故障后再重新闭合开关，故D错误。 故选A。 11. 小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A. 赫兹 B. 电动机 C. 电磁起重机 D. 电磁感应现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，故A错误； B．电流的磁效应的应用为电磁铁，发电机应用了通电线圈在磁场中受力的作用，故B错误； C．磁场对电流的作用的应用为发电机，电磁起重机应用了电流的磁效应，故C错误； D．发电机应用了电磁感应的原理，故D正确。 故选D。 12. 如图，某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S，LED灯发光、电风扇正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障，电风扇停止工作，LED灯仍发光，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。该故障是（　　） A. 电风扇短路 B. 插座两孔短路 C. 输电线甲a、b两点之间断路 D. 输电线甲b、c两点之间断路 【答案】D 【解析】 【详解】闭合开关S时，LED灯发光、电风扇正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光，说明右孔与火线相连，则乙是火线，甲是零线。 A．若电风扇短路，LED灯与电风扇并联，电路处于短路状态都不能工作，故A不符合题意； B．若插座两孔短路，电路处于短路状态，电风扇和LED灯均不能正常工作，故B不符合题意； C．若输电线甲a、b两点之间断路，电风扇和LED灯均不受影响，仍能正常工作，插座的左孔没有与火线相连，用试电笔检测插座左孔时氖管不发光，故C不符合题意； D．若输电线甲b、c两点之间断路，LED灯不受影响，仍能正常工作，b点之前的进户零线断路，则电风扇停止工作，此时插座的左右两孔均与火线相连，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。故D符合题意。 故选D。 13. 心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　） A. 线圈周围有磁场和磁感线 B. 线圈左端是N极 C. 活塞将向左运动 D. 此时“电动泵”处于送血状态 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．通电线圈周围有磁场，不存在磁感线，磁场是真实存在的，磁感线是不存在的，故A错误，符合题意； B．当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，所以螺线管右端为N极，左端是S极，故B错误，符合题意； C．螺线管右端为N极，左端是S极，由异名磁极相互吸引可知，活塞将向左运动，故C正确，不符合题意； D．由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门K1关闭，K2打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D错误，符合题意。 故选ABD。 14. 如图所示的电路，电源电压4.5V不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“15Ω，1A”。闭合开关S，下列说法中正确的是（　　） A. 滑片P上移时，电压表的示数变小 B. 滑片P下移时，电压表与电流表的示数之比变小 C. 滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω D. 电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~2.7W 【答案】ACD 【解析】 【详解】由图得，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2的电压，电流表测量电路电流。 A．滑片P上移时，变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，即电压表的示数变小，故A正确； B．滑片P下移时，变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的示数之比为变阻器接入电路中的阻值，则比值变大，故B错误； C．当电流表示数达到最大为0.6A时，变阻器接入电路中电阻最小，由欧姆定律得，此时电路的电阻为 变阻器接入电路中的最小电阻为 当电压表的示数最大为3V时，变阻器接入电路中电阻最大，此时定值电阻R1的电压 电路中的电流为 由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路中的最大电阻 则变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω，故C正确； D．电路中的最大功率为 电路中的最小功率为 故电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~2.7W，故D正确。 故选ACD。 三、作图与计算题（22分） 15. 将一螺线管用细线悬挂起来，如图所示，闭合开关，最后静止时A端指南，请你画出： （1）螺线管两端的N、S极； （2）螺线管上导线的环绕图示； （3）磁感线b的方向。 【答案】 【解析】 【详解】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南一端指北，指北的是N极，指南的是S极，所以A端为S极，如图所示，电流方向如图所示右端进，左端出，根据安培定则用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向通电螺线管的N极；磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的，如图所示 16. 某管线机具有提供“开水”（95℃）和泡茶（85℃）的水的功能，其铭牌如图（甲）所示，工作原理如图（乙）所示。加热电路由两个定值电阻和加热电阻组成，其中，通过开关的通断可以改变电热水壶的功率。求： （1）电阻的值； （2）若进水管中的水温是25℃，出水口是“开水”（95℃），此管线机的效率； （3）如图丙所示，使用三孔插座的管线机如果使用了两孔插座，管线机也可以正常工作，为什么要使用三孔插座？ 【答案】（1）44Ω；（2）81%；（3）因为使用三孔插座，可将管线机的金属外壳接地，这样在因各种原因导致火线与外壳接通时，人体接触到外壳就可避免发生触电事故。 【解析】 【详解】解：（1）由题意可知，通过开关的通断可以改变电热水壶的功率。由于两电阻并联时，总电阻最小，由公式知道功率最大；所以当电路只接入时，电路功率最小，所以电阻的阻值为 （2）0.2L水的质量为 0.2L的水烧成开水所吸收的热量 管线机每1min消耗的电能为 管线机出开水时的效率率为 （3）略。 答：（1）电阻的阻值为44Ω； （2）管线机出开水时的效率率为81%； （3）因为使用三孔插座，可将管线机的金属外壳接地，这样在因各种原因导致火线与外壳接通时，人体接触到外壳就可避免发生触电事故。 17. 在跨学科实践课上，制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示： （1）当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压； （2）当电路报警时，气敏电阻R的电功率； （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K为150时电路就报警，请提出合理化建议（通过计算说明）。 【答案】（1）1V；（2）0.45W；（3）将定值电阻换成10Ω或将电源电压调为7.5V 【解析】 【详解】解：（1）闭合开关S后，当空气质量指数K=50时，气敏电阻R的阻值为100Ω，根据串联分压规律可得 代入数值得 解得U0=1V。 （2）当电流表示数为0.15A时，电路报警，电路中的总电阻为 所以气敏电阻接入电路中的阻值为 R′=R总-R0=40Ω-20Ω=20Ω 由图乙可知，此时气敏电阻接入电路的阻值为20Ω，此时气敏电阻R消耗的功率为 P=I2R′=(0.15A)2×20Ω=0.45W （3）使空气质量指数K为150时，气敏电阻接入电路的阻值为R′′=30Ω，电路报警电流不变，仍为0.15A，则此时电路中的总电阻仍为40Ω，所以R0接入的阻值为 R0′=R总- R′′=40Ω-30Ω=10Ω 所以可以将定值电阻R0换成10Ω的。如果不更换电阻，需电路报警电流不变，仍为0.15A，则电源电压为 U=I(R0+ R′′)=0.15A×(20Ω+30Ω)=7.5V 所以也可以将电源电压调为7.5V。 答：（1）当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为1V； （2）当电路报警时，气敏电阻R的电功率0.45W； （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K为150时电路就报警，可以将定值电阻换成10Ω或将电源电压调为7.5V。 四、实验探究题（共28分，每空1分） 18. 小超同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压恒定，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器标有“10Ω 1A”； （1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整______； （2）连接电路前发现电压表指针如图乙所示，则需要对电压表______；连接电路时开关应断开，将滑动变阻器滑片P移至______端； （3）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，可能是定值电阻发生了________； （4）排除故障后，当接入5Ω的定值电阻，调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压时，电流表指针如图丙所示，其示数为______A；更换为10Ω的电阻继续实验，发现滑动变阻器调到最大阻值时，才能使电压表示数达到，则电源电压为______V； （5）当更换为20Ω的电阻时，为了顺利完成实验，需要换用最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。 【答案】（1） （2） ①. 调零 ②. B （3）断路 （4） ①. 0.4 ②. 4 （5）20 【解析】 【小问1详解】 在探究电流与电阻关系的实验中，电压表需并联在定值电阻的两端，如图所示： 【小问2详解】 [1][2]由图乙可知，连接电路前电压表的指针未指在零刻度线处，因此对电压表需进行调零，同时为了保护电路连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片要调至最大阻值处即调至B端。 【小问3详解】 闭合开关，电流表无示数说明电路有断路的地方，电压表有示数，说明与电压表并联的定值电阻断路。 【小问4详解】 [1][2]图丙，电流表量程为0-0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.4A；电压表示数等于U=5Ω×0.4A=2V 当接入10Ω电阻时，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器恰好达到最大阻值为10Ω，根据串联电路分压原理，既然定值电阻电压为2V，则滑动变阻器两端的电压同样为2V，可知电源电压为U电源=2V+2V=4V 【小问5详解】 实验中使用的定值电阻阻值为10Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=4V-2V=2V 滑动变阻器分得的电压与定值电阻两端电压相等，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，电路中电流为 滑动变阻器连入电路中的电阻为 即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω。 19. 在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： （1）当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在______，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是________（任写一条）。 （2）用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线______（选填“是”或“不是”）真实存在的。 （3）同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的______方向有关。 （4）丙图中S闭合后，螺线管的左端为______极。 （5）磁悬浮列车是利用电流的磁效应来______（选填“增大”或“减小”）摩擦力的。 【答案】（1） ①. 磁场 ②. 增大电流 （2） ①. 条形 ②. 不是 （3）电流 （4）S （5）减小 【解析】 【小问1详解】 [1]当闭合开关S后，小磁针发生偏转，而小磁针在磁场中会受到力的作用而发生偏转，所以说明通电螺线管周围存在磁场。 [2]影响通电螺线管磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数和有无铁芯。为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作有：增大电源电压以增大电流；增加螺线管的匝数；在螺线管中插入铁芯等。 【小问2详解】 [1][2]由图乙可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，它不是真实存在的。 【小问3详解】 同学们改变电源方向，即改变了螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。 【小问4详解】 图丙中，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为S极。 【小问5详解】 磁悬浮列车是利用电流的磁效应使列车悬浮起来，使接触面分离，从而减小摩擦力。 20. （1）在家庭电路中，为了防止触电，必须把用电器的开关装在______（填“火”、“零”或“地”）线与用电器之间，同时使用过多的大功率用电器往往会引起空气开关“跳闸”，其原因是______； （2）安装额定功率为的电热水器时，需加装一个开关便于控制热水器的工作。现有两种开关，为了安全和实用．应选用开关______和图1中______（填“甲”或“乙”）插座； （3）家庭电路用电器漏电时，通过火线与零线的电流不相等，漏电保护器中检测装置（在图中虚线框内，未画出）检测到这一差异后，便切断电源，起到保护作用．漏电保护器中另有试验电路，由开关S与电阻组成，如图2，电路正常时用电器两端的电压为______V，当开关S______（填“断开”或“闭合”）时就能模拟用电器漏电，此时通过两处的电流______（填“>”“=”或“<”）。 【答案】 ①. 火 ②. 电路中总功率过大 ③. S2 ④. 甲 ⑤. 220 ⑥. 闭合 ⑦. < 【解析】 【详解】（1）[1][2]用电器的开关装在火线上，这样可以在断开开关时切断火线，防止接触用电器发生触电事故；同时使用过多的大功率用电器，会使得家庭电路中总功率过大，电路中的电流过大，会引起空气开关“跳闸”。 （2）[3][4]由题意知，电热水器正常工作时的功率为 P=P额=1500W 其正常工作时的电流为 所以应选用规格为“250V，16A”的开关S2；因为电热水器的外壳是金属外壳，为了防止其外壳带电时而发生触电事故，所以应选三孔插座甲。 （3）[5][6][7]家庭电路的电压是220V，根据题意可知，家庭电路用电器漏电时，通过火线与零线的电流不相等，漏电保护器中检测装置（在图中虚线框内，未画出）检测到这一差异后，便切断电源，起到保护作用；故当开关S闭合时能模拟用电器的漏电情况，即此时A、B两处电流是不相等的，由于B处在干路中，故A处电流小于B处电流，相当于漏了电。 21. 同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。 （1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框的转动方向将______（选填“改变”或“不改变”）； （2）实验中，干电池供电是______能转化为电能。若通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被____________； （3）本装置相当于一个_________（选填“电动机”或“发电机”），下列设备原理与之相同的是_________； A.电磁继电器 B.动圈式话筒 C.动圈式扬声器 D.电磁铁 （4）导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是______（选填“相同”或“相反”）的，这两个力______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。 【答案】（1）改变 （2） ①. 化学 ②. 短路 （3） ①. 电动机 ②. C （4） ①. 相反 ②. 不是 【解析】 【小问1详解】 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向不变，将磁铁的N、S极对调时，磁场方向改变，那么通电导体在磁场中受力的方向也会改变，所以导线框的转动方向将改变。 【小问2详解】 [1]干电池是化学电池，在供电过程中，电池内部发生化学反应，将化学能转化为电能。 [2]若通电时间稍长，干电池会明显发热，这是因为在该装置中，导线框直接搭在干电池的正负极上，相当于电源两极直接被导线连接起来，造成了电源短路，电流过大，根据焦耳定律Q=I2Rt，干电池会产生大量的热量，从而明显发热。 【小问3详解】 [1]电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。本装置中，导线框中有电流通过，在磁场中受到力的作用而转动，相当于一个电动机。 [2]A．电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路通断的开关，其原理是电流的磁效应，与电动机原理不同，故A不符合题意； B．动圈式话筒是利用电磁感应现象将声音信号转化为电信号，与电动机原理不同，故B不符合题意； C．动圈式扬声器是利用通电线圈在磁场中受力运动的原理工作的，与电动机原理相同，故C符合题意； D．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，与电动机原理不同，故D不符合题意。 故选C。 【小问4详解】 [1]导线框左右两段导线中电流方向相反，在磁场中受到的力的方向也相反，这样才能使导线框转动起来。 [2]平衡力是作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。导线框左右两段导线受到的力分别作用在导线框的左右两段上，不是作用在同一点，不满足平衡力的条件，所以这两个力不是一对平衡力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $