2016-2017学年河北省秦皇岛市抚宁学区九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（1～8题为单选题，每题3分；9、10题为多选题，全选对得4分，选对但不全得3分，错选或不选得0分．共32分）
1．下列能源中属于可再生能源的是（ ）
A．风能 B．石油 C．煤 D．天然气
2．把一杯酒精倒掉一半，则剩下的半杯酒精（ ）
A．比热容变小，热值变为原来的一半
B．比热容变小、热值不变
C．比热容、热值都为原来的一半
D．比热容、热值都不变
3．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中压缩冲程是（ ）
A． B． C． D．
4．定时炸弹的引爆装置如图所示，起爆前定时开关S是闭合的，当设定的起爆时间一到，定时开关S会自动断开．为使引爆装置停止工作，作为拆弹专家的你千万不能实施的是（ ）
A．在a处剪断导线
B．在b处剪断导线
C．赶在起爆之前用导线连接ab
D．赶在起爆之前用导线直接连接电源两极
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5．电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2．在行驶中用任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作．以下电路符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，长度相同、横截面积不同的铁棒AB和CD连接在一起接入电路中，则下列说法中正确的是（ ）
A．AB段电阻大，电流小
B．CD段电阻大，电流大
C．AB段电阻大，电流与CD段相等
D．CD段电阻大，电流与AB段相等
7．a、b、c三盏灯分别标有“110V 20W”、“220V 40W”、“36V 60W”的字样，三盏灯都正常发光，比较它们的亮度（ ）
A．a灯最亮 B．b灯最亮 C．c灯最亮 D．三盏灯一样亮
8．如图是课本中的几个实验，演示磁场对通电导体有力作用的是（ ）
A． B． C． D．
9．下列选项中不符合安全用电要求的是（ ）
A．用湿手拨动空气开关
B．电线的绝缘皮破损时应及时更换
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C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
10．如图甲所示电路中，电源电压为12V，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象．则下列说法正确的是（ ）
A．当电流为0.2A时，变阻器的功率最小
B．当电流为0.2A时，变阻器的滑片在a端
C．R1的电阻值是10Ω
D．滑片从a端滑到b端，变阻器两端的电压先变大后变小
二、填空题（每空1分，共30分）
11．如图是某同学做“气体扩散”的实验装置，甲、乙两个瓶子中，一个装有红棕色的二氧化氮气体，一个装有空气．已知二氧化氮的密度大于空气的密度，则 瓶中装有二氧化氮气体．抽掉玻璃板后，过一段时间，两个瓶子中的气体颜色基本 ，说明气体分子是不停地 的．
12．用酒精灯给烧杯中的液体进行加热，酒精燃烧过程中把储存的化学能转化成 能．如图所示是用这只酒精灯分别给两只相同的烧杯中的质量相等的两种液体进行加热得到的温度随加热时间变化的图象，则适合做汽车发动机的冷却液的液体是 （甲或乙），理由是 ．
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13．如图甲所示电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，左端是它的 接线柱；b电流表的读数应为 A．
14．如图所示，是一只普通照明灯泡上标示图，从图中可得的一个信息是 ．只将这只灯泡接入示数为的电能表所在的电路中，正常工作50h，消耗电能 kW•h，此时电能表示数变为 kW•h．
15．如图是表示阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的U﹣I图象，则R2= Ω．如果把R1、R2串联在一个电压为4V的电源上，R1两端的电压是 V； 如果把R1、R2并联在一个电压为4V的电源上，则干路中的电流是 A．
16．如图所示，供电设备和居民住宅间需要很长的导线连接．使用同一型号的导线，供电设备和居民住宅间的距离越大，导线的电阻 ．如果长导线电阻为R，住宅的两端电压为U，住宅用电的总功率为P，那么通过长导线的电流为 ；长导线上损失的电功率为 ．（用字母表示）
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17．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场．调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：
（1）“超负荷”是指电路中的 过大（选填“电流”或“电阻”）．
（2）引起家庭电路中电流过大的原因是 ．
（3）一但发现电路起火，要先 ，再救火．
18．磁体各部分的磁性强弱不同，条形磁体的 磁性最强， 磁性最弱．磁悬浮列车是利用同名磁极相互 的原理实现悬浮，从而大大减少摩擦力，来提高列车的速度．
19．与磁现象有关的我国古代四大发明之一是 ，他是用天然磁石制成的．科学家正在研究、开发和平利用核聚变产生的能量，目前还处于实验阶段，该实验需要强磁场，而天然磁体无法满足此实验要求，科学家尝试利用 周围存在的磁场来达到目的，你认为可以通过 增强其磁场的强度（写出一条即可）．
20．如图所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面，由图可知通电螺线管的d端为 极，导线的a端应接电源的 极，闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时，沿 方向运动能产生感应电流．
三、作图与实验探究题
21．用笔画线代替导线，把图中的元件连接起来（导线不准交叉），并符合以下要求：
①开关S闭合后，通电螺线管的a端为N极，b端为S极．
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②滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数变大，通电螺线管的磁性增强．
22．给你如图所示的器材，请你设计一个温度自动报警器，要求：正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮．
23．莉莉利用如图所示的实验电路图测量小灯泡的额定功率，已知待测小灯泡额定电压为4.5V，电源电压恒为6V．
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 （选填“最左”或“最右”）端．
②闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表，电压表均有示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡还是不发光，出现上述现象的原因可能是 ．
③排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为4.5V时，电流表示数如图所示，则小灯泡中的电流为 A；小灯泡额定功率的测量值为 W．
④若该小灯泡在正常发光时被烧坏了，断开开关后，某同学用规格为“4.5V 1.5W”的小灯泡替换已烧坏小灯泡． 闭合开关后，为使其两端电压达到额定电压，应让滑动変阻器的滑片 （选填“位置不变”、“向左端移动”或“向右端移动”）．
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24．如图是探究电流通过导体产生热的多少根什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a，b，c，d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联．
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的．
（2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系，图乙可探究电流产生的热量与 的关系．
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 ．
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 法；二是转换法．
25．如图所示是电动机结构的示意图，F为换向器，它的作用是 ．闭合开关S，线圈缓慢转动，现要使线圈转动加快，可以 ．小明用图乙所示的电子式电能表测额定电压为220V洗衣机的功率，当电路中只有洗衣机正常工作时，电能表的指示灯在3 min内闪烁30次，则该洗衣机的额定功率是 W．
26．为了探究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”，某实验小组设计了以下实验方案：用漆包线在两个相同的大铁钉上分别绕50匝和100匝，制成两个电磁铁，然后按照图所示的a、b、c、d顺序进行实验．
（1）电磁铁磁性的强弱是用 来显示的．
（2）b、c两图相比的不同之处是
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，通过比较b、c两种情况，可以得到的结论是 ．
（3）d图的装置可以探究 ；比较d中甲、乙两个电磁铁的情况，可以得到的结论是 ．
四、计算题
27．如表是小明家电热水壶的铭牌．求：
（1）电热水壶的电阻．
（2）将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量．
（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
28．如图所示．R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，电源电压恒定不变．S1闭合，S2断开时电流表的读数为0.3A．问：
（1）电源的电压是多少？
（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数是多少？R1两端的电压是多少？
（3）当S1与S2均闭合时，电流表的读数又是多少？通过R3的电流强度是多少？
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2016-2017学年河北省秦皇岛市抚宁学区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1～8题为单选题，每题3分；9、10题为多选题，全选对得4分，选对但不全得3分，错选或不选得0分．共32分）
1．下列能源中属于可再生能源的是（ ）
A．风能 B．石油 C．煤 D．天然气
【考点】能源的分类．
【分析】从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．
【解答】解：
煤、石油和天然气是化石能源，不可在短时间内形成，故属于不可再生能源，只有风能是可再生能源，即选项A符合题意；
故选A．
2．把一杯酒精倒掉一半，则剩下的半杯酒精（ ）
A．比热容变小，热值变为原来的一半
B．比热容变小、热值不变
C．比热容、热值都为原来的一半
D．比热容、热值都不变
【考点】比热容的概念；燃料的热值．
【分析】比热是物质的一种特性，同种物质（状态不变），比热相同；不同物质，比热一般不同．
热值是燃料的特性，同种燃料，热值相同；不同燃料，热值一般不同．
【解答】解：
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酒精倒掉一半，改变的是质量和体积，物质种类没有变化，所以比热和热值都不变．
故选D．
3．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中压缩冲程是（ ）
A． B． C． D．
【考点】内燃机的四个冲程．
【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据两个气门的开关、活塞的运动方向可以确定每个冲程，从而排列出正确的顺序
【解答】解：A、进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意；
B、气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，内能转化成机械能，不符合题意；
C、气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，机械能转化成内能，符合题意．
D、排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；
故选C．
4．定时炸弹的引爆装置如图所示，起爆前定时开关S是闭合的，当设定的起爆时间一到，定时开关S会自动断开．为使引爆装置停止工作，作为拆弹专家的你千万不能实施的是（ ）
A．在a处剪断导线
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B．在b处剪断导线
C．赶在起爆之前用导线连接ab
D．赶在起爆之前用导线直接连接电源两极
【考点】电路的三种状态．
【分析】由电路图可知当S闭合时起爆器被短路，则起爆器中没有电流通过；当S断开时电源电压加在起爆器上，则起爆器有电流通过从而引爆炸弹．据此进行分析解答．
【解答】解：由图可知，引爆装置工作原理是：起爆器被导线b短路，没有电流通过起爆器，所以起爆器不工作；当设定起爆时间一到，定时开关断开，有电流通过引爆装置而发生爆炸；
则在a处剪断导线可以使起爆器不能与电源相连，而赶在起爆之前用导线连接ab、在起爆之前用导线直接连接电源两极这种情况都能使起爆器被短路，从而能使起爆器不工作，定时炸弹不会爆炸；
但是作如果剪断线b，则电源电压加在起爆器上，使起爆器有电流通过从而引爆炸弹．
故作为拆弹专家的你千万不能实施的是在b处剪断导线．
故选B．
5．电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2．在行驶中用任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作．以下电路符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】串、并联电路的设计．
【分析】任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联．
【解答】
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解：由题意可知，两开关应串联接在电路中，根据选项可知D符合题意，ABC不符合题意．
故选D．
6．如图所示，长度相同、横截面积不同的铁棒AB和CD连接在一起接入电路中，则下列说法中正确的是（ ）
A．AB段电阻大，电流小
B．CD段电阻大，电流大
C．AB段电阻大，电流与CD段相等
D．CD段电阻大，电流与AB段相等
【考点】串联电路的电流规律；影响电阻大小的因素．
【分析】解答本题应掌握：电阻的大小与长度及横截面积有关，而串联电路中各部分的电流一定相等．
【解答】解：两同种材料组成的导体因长度相等，则电阻与横截面积成反比，截面积越大的导体，其阻值越小，故AB段的电阻较大，CD段电阻较小；
因两电阻串联在电路中，则由串联电路的电流规律可知通过两段导体的电流一定相等；
故选C．
7．a、b、c三盏灯分别标有“110V 20W”、“220V 40W”、“36V 60W”的字样，三盏灯都正常发光，比较它们的亮度（ ）
A．a灯最亮 B．b灯最亮 C．c灯最亮 D．三盏灯一样亮
【考点】实际功率．
【分析】灯泡亮度由实际功率决定．灯泡的实际功率越大，亮度越大．
【解答】解：由题可知，三盏灯都正常发光，它们的实际功率都是各自的额定功率．三盏灯中c灯的额定功率最大，所以c灯的实际功率也最大，灯泡亮度由实际功率决定．故c灯最亮．
故选C．
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8．如图是课本中的几个实验，演示磁场对通电导体有力作用的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】磁场对通电导线的作用．
【分析】由实验的装置及现象可知实验的原理和目的，则可判断哪一个符合要求．
【解答】解：
A、该实验装置中没有电源，当放在磁场中的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏检流计的指针就会偏转，即产生了感应电流，这是电磁感应现象，故A不符合题意；
B、当导体中有电流通过时，放在导体下方的小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在磁场，故B不符合题意；
C、当闭合开关后，放在磁场中的导体AB中有电流通过，且导体会动起来，说明磁场对通电导体有力的作用，故C符合题意；
D、该实验中当扇叶转动时小灯泡会发光，演示的电磁感应现象，故D不符合题意．
故选C．
9．下列选项中不符合安全用电要求的是（ ）
A．用湿手拨动空气开关
B．电线的绝缘皮破损时应及时更换
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
【考点】安全用电原则．
【分析】（1）生活中的水是导体，易造成触电；
（2）电线的绝缘皮破损时容易造成触电事故；
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（3）维修电器时，应先断开开关；
（4）用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替．
【解答】解：A、生活中的水是导体，用湿手拨动空气开关易造成触电，故A错误；
B、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，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、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故D错误．
故选ACD．
10．如图甲所示电路中，电源电压为12V，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象．则下列说法正确的是（ ）
A．当电流为0.2A时，变阻器的功率最小
B．当电流为0.2A时，变阻器的滑片在a端
C．R1的电阻值是10Ω
D．滑片从a端滑到b端，变阻器两端的电压先变大后变小
【考点】欧姆定律的应用；电路的动态分析；电功率的计算．
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测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最大时，电路中的电流最小，根据图乙可知电路中的最小电流，根据P=UI求出R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，再根据欧姆定律求出R1的阻值；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，滑动变阻器消耗的电功率最小；
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（3）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化．
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑动变阻器的滑片位于a端时，接入电路中的电阻最小，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I=0.2A，故B正确；
由P=UI可得，R2两端的电压：
U2===10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1=U﹣U2=12V﹣10V=2V，
由I=可得，R1的电阻值：
R1===10Ω，故C正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，滑动变阻器消耗的电功率最小，最小为0W，故A错误；
（3）滑片从a端滑到b端时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I=可知，电路中的电流变大，
由U=IR可知，R1两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，变阻器两端的电压变小，故D错误．
故选BC．
二、填空题（每空1分，共30分）
11．如图是某同学做“气体扩散”的实验装置，甲、乙两个瓶子中，一个装有红棕色的二氧化氮气体，一个装有空气．已知二氧化氮的密度大于空气的密度，则 乙 瓶中装有二氧化氮气体．抽掉玻璃板后，过一段时间，两个瓶子中的气体颜色基本 一致 ，说明气体分子是不停地 运动 的．
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【考点】扩散现象．
【分析】不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在永不停息的做无规则运动．
【解答】解：二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把装有二氧化氮气体的瓶子放到上方的话，由于二氧化氮气体密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，并不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把装有二氧化氮气体的瓶子放在下方；
抽掉玻璃板后，可看到两种气体逐渐混合在一起，颜色变得一致，这是分子不停地运动的结果，是扩散现象；
故答案为：乙；一致；运动．
12．用酒精灯给烧杯中的液体进行加热，酒精燃烧过程中把储存的化学能转化成 内 能．如图所示是用这只酒精灯分别给两只相同的烧杯中的质量相等的两种液体进行加热得到的温度随加热时间变化的图象，则适合做汽车发动机的冷却液的液体是 乙 （甲或乙），理由是 乙的比热容较大 ．
【考点】比热容的概念．
【分析】（1）燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程；
（2）根据图象，判断出哪种液体的比热容大，比热容大的液体更适合做冷却液．
【解答】解：酒精燃烧过程中把储存的化学能转化成内能；
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根据图象可知，用酒精灯分别给两只相同的烧杯中的质量相等的两种液体进行加热，甲的温度变化快，乙的温度变化慢，说明乙液体的比热容大．因此适合做汽车发动机的冷却液的液体是乙．
故答案为：内；乙；乙的比热容较大．
13．如图甲所示电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 L1 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，左端是它的 负 接线柱；b电流表的读数应为 1.2 A．
【考点】电流表的读数方法；并联电路的电流规律．
【分析】（1）从电流表的正确使用方法进行分析，即测量的电流不能超过电流表的最大量程，电流从电流表的正极流入，负极流出．
（2）由电路图可知，两灯泡并联，电流表a测L1支路的电流，电流表b测干路电流，根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定b电流表的量程，再根据分度值读出示数．
【解答】解：由电路图甲可知，两灯泡并联，电流表a测L1支路的电流，电流表b测干路电流；电流表a的左端靠近电源的负极，右端靠近电源的正极，所以左端是它的负接线柱；
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角，所以b电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.2A．
故答案为：L1；负；1.2．
14．如图所示，是一只普通照明灯泡上标示图，从图中可得的一个信息是 灯泡额定电压是220V（或额定功率是40W） ．只将这只灯泡接入示数为的电能表所在的电路中，正常工作50h，消耗电能 2 kW•h，此时电能表示数变为 584.5 kW•h．
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【考点】电功的计算．
【分析】由灯泡的标示图可知灯泡的额定电压和额定功率；
利用公式W=Pt计算消耗的电能．电能表的示数：①月末的示数等于月初的示数加上本月消耗的电能，②最后一位是小数，③单位kW•h．
【解答】解：
由灯泡的标示图可知，灯泡的额定电压是220V，额定功率是40W；
灯泡正常工作功率：P=40W=0.04kW，
正常工作时间t=50h，
消耗的电能为W=Pt=0.04kW×50h=2kW•h；
电能表开始的示数为：582.5kW•h，
则灯泡工作50h后电能表的示数为：582.5kW•h+2kW•h=584.5kW•h．
故答案为：灯泡额定电压是220V（或额定功率是40W）；2；584.5．
15．如图是表示阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的U﹣I图象，则R2= 8 Ω．如果把R1、R2串联在一个电压为4V的电源上，R1两端的电压是 2.5 V； 如果把R1、R2并联在一个电压为4V的电源上，则干路中的电流是 0.8 A．
【考点】欧姆定律的应用．
【分析】看清图象中横轴与纵轴表示的物理量，根据R2图象，找出一组电压与电流，根据R=进行计算；根据图象计算R1的电阻，利用串联电路的特点求R1两端电压；根据并联电路中电压相等，利用I=I1+I2计算干路总电流．
【解答】解：由图象可知，当R2两端电压为U2=4V时，通过R2
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的电流为I2=0.5A，R2阻值：R2===8Ω；
当R1两端电压为为U1=4V时，通过R1的电流为I1=0.3A，R1的阻值：R1===，
当R1R2串联在电压U=4V的电路中，电路总电流I串===A，则R1两端电压：U'1=I串R1=A×=2.5V；
把R1、R2并联在一个电压为4V的电源上，根据并联电路电压特点，R1、R2两端电压均为4V，由图象可知：通过R1、R2的电流分别为0.3A、0.5A，则干路电流I并=0.3A+0.5A=0.8A．
故答案为：8；2.5；0.8．
16．如图所示，供电设备和居民住宅间需要很长的导线连接．使用同一型号的导线，供电设备和居民住宅间的距离越大，导线的电阻 越大 ．如果长导线电阻为R，住宅的两端电压为U，住宅用电的总功率为P，那么通过长导线的电流为 ；长导线上损失的电功率为 ．（用字母表示）
【考点】电功率的计算．
【分析】导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关；
知道住宅的两端电压和住宅用电的总功率，根据P=UI求出电流即为通过长导线的电流，根据P=I2R求出长导线上损失的电功率．
【解答】解：
电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关．使用同一型号的导线（材料和横截面积相同），供电设备和居民住宅间的距离越大（导线越长），导线的电阻越大；
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由P=UI可得，通过长导线的电流I=，
长导线上损失的电功率：
P线=I2R=（）2R=．
故答案为：越大；；．
17．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场．调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：
（1）“超负荷”是指电路中的 电流 过大（选填“电流”或“电阻”）．
（2）引起家庭电路中电流过大的原因是 电流越大，根据焦耳定律Q=I2Rt产生的热量就越多 ．
（3）一但发现电路起火，要先 切断电源 ，再救火．
【考点】家庭电路的故障分析．
【分析】导线能承受的电流是一定的，超过承受的电流就是超负荷．
电路中引起火灾的原因是电阻一定时，通电时间一定时，根据Q=I2Rt，电流越大，产生的热量就越多．
防止电路中火灾的发生，就是防止电流过大．在电压一定时，电功率越大，电流就越大；当电路发生短路时，由于导线电阻很小，电流会很大．所以防止短路和避免总功率过大．
【解答】解：（1）电路中“超负荷”，是指电路中的电流超过导线承受的电流．
（2）电路中发生火灾是因为电流产生的电热过多造成的．根据Q=I2Rt，电阻一定，通电时间一定，电流越大，产生的热量就越多．
（3）一但发现电路起火，要先切断电源，再救火．
故答案为：（1）电流；
（2）电流越大，根据焦耳定律Q=I2Rt产生的热量就越多；
（3）切断电源．
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18．磁体各部分的磁性强弱不同，条形磁体的 两端 磁性最强， 中间 磁性最弱．磁悬浮列车是利用同名磁极相互 排斥 的原理实现悬浮，从而大大减少摩擦力，来提高列车的速度．
【考点】磁性、磁体、磁极；磁极间的相互作用．
【分析】根据磁极间的作用规律和磁悬浮列车的原理回答．
【解答】解：磁体各部分的磁性强弱不同，条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱；
磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥，使列车与轨道彼此分离，减小了摩擦，而提高车速．
故答案为：两端；中间；排斥．
19．与磁现象有关的我国古代四大发明之一是 指南针 ，他是用天然磁石制成的．科学家正在研究、开发和平利用核聚变产生的能量，目前还处于实验阶段，该实验需要强磁场，而天然磁体无法满足此实验要求，科学家尝试利用 电流 周围存在的磁场来达到目的，你认为可以通过 增大电流 增强其磁场的强度（写出一条即可）．
【考点】通电直导线周围的磁场．
【分析】了解指南针的发明与特点；知道电流周围存在磁场，磁场的强度与电流的大小有关．
【解答】解：（1）与磁现象有关的我国古代四大发明之一是指南针，他是用天然磁石制成的．
（2）利用电流周围存在磁场的现象，可获得强磁场．磁场的强弱与电流的强弱有关，因此，可以通过增大电流来增强其磁场的强度．
故答案为：指南针；电流；增大电流．
20．如图所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面，由图可知通电螺线管的d端为 S 极，导线的a端应接电源的 负 极，闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时，沿 “1”和“3” 方向运动能产生感应电流．
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【考点】通电螺线管的磁场．
【分析】（1）利用小磁针静止时的N、S极的方向确定了螺线管的N、S极，然后利用螺线管的绕向和磁极，根据安培定则再确定螺线管中电流方向，进一步确定电源的正负极；
（2）产生感应电流同时具备三个条件：闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动．
【解答】解：
由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的d端为S极，c端为N极；
根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向．利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入左端流出．由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极．所以可以确定b为电源的正极，a为负极；
由图分析可知，导体向“1”、“3”的方向运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流；导体向“2”、“4”的方向运动与磁感线方向一致，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流．
故答案为：S；负；“1”和“3”．
三、作图与实验探究题
21．用笔画线代替导线，把图中的元件连接起来（导线不准交叉），并符合以下要求：
①开关S闭合后，通电螺线管的a端为N极，b端为S极．
②滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数变大，通电螺线管的磁性增强．
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【考点】实物的电路连接；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断；滑动变阻器的使用．
【分析】根据“一上一下”的原则选择出滑动变阻器的接线柱，再根据右手定则判断电流方向，即四指指向电流方向，大拇指所指方向为螺旋管的N极，最后根据实物的电路连接方法连接实物．
【解答】解：因为滑片向左移动，电流表示数变大，所以滑动变阻器下面的接线柱应选左下端的，上面接线柱任选一个；然后根据右手定则，即当电流从b端流入时，a端为N极，b端为S极；最后用导线将各元件顺次连接起来．
实物图如下：
22．给你如图所示的器材，请你设计一个温度自动报警器，要求：正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮．
【考点】电磁铁的其他应用．
【分析】如图所示是一个电磁继电器的工作原理图，左侧为控制电路，电磁铁应与温度计电源连在一起，右侧为工作电路，灯与电铃应是并联关系，而且通过触点开关控制其工作的情况．根据这一分析按要求连接电路，并进行检查即可．
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【解答】解：如图所示，电路连接完成后，正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮．
23．莉莉利用如图所示的实验电路图测量小灯泡的额定功率，已知待测小灯泡额定电压为4.5V，电源电压恒为6V．
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 最右 （选填“最左”或“最右”）端．
②闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表，电压表均有示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡还是不发光，出现上述现象的原因可能是 只将滑动变阻器下面的两个接线柱连接入电路 ．
③排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为4.5V时，电流表示数如图所示，则小灯泡中的电流为 0.22 A；小灯泡额定功率的测量值为 0.99 W．
④若该小灯泡在正常发光时被烧坏了，断开开关后，某同学用规格为“4.5V 1.5W”的小灯泡替换已烧坏小灯泡． 闭合开关后，为使其两端电压达到额定电压，应让滑动変阻器的滑片 向左端移动 （选填“位置不变”、“向左端移动”或“向右端移动”）．
【考点】电功率的测量．
【分析】（1）在电路的连接中，开关应断开，滑动变阻器应置于阻值最大处；
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（2）电流表，电压表均有示数，说明电路为通路，灯不发光是因为电路中电流太小，电路中电阻很大，据此分析判断；
（3）电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算额定功率；
（4）计算所换的灯泡的电阻值，与原灯泡的电阻相比较，再根据串联分压，可判断滑片的移动情况．
【解答】解：①为了保护电路在连接电路时开关应处于断开状态，变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最右端；
②合开关，发现小灯泡不发光，但电流表，电压表均有示数，说明电路为通路，灯不发光是因为电路中电流太小，灯的实际功率远小于灯额定功率，根据欧姆定律，电路中电阻很大；无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡还是不发光，出现上述现象的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；
③电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.22A，
P=UI=4.5V×0.22A=0.99W．
④由公式P=可知，R=，额定电压不变，新更换小灯泡的额定功率变大，则电阻变小，
由串联分压可知，同等情况下其分压较小，闭合开关后，为使其两端电压达到额定电压，应让滑动变阻器的滑片向左端移动，以减小变阻器的阻值，减小变阻器的分压
故答案为：①最右； ②只将滑动变阻器下面的两个接线柱连接入电路； ③0.22； 0.99； ④向左端移动．
24．如图是探究电流通过导体产生热的多少根什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a，b，c，d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联．
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 空气受热容易膨胀，便于实验观察 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 两个U形管中液面的高度 来比较的．
（2）图甲可探究电流产生的热量与 电阻
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的关系，图乙可探究电流产生的热量与 电流 的关系．
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 使电阻c、d中的电流不相等 ．
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 控制变量 法；二是转换法．
【考点】焦耳定律．
【分析】（1）电流流经电阻丝产生焦耳热，瓶内气体温度升高，体积变大，使气球膨胀，电流做功越多，气球体积膨胀越大，气球膨胀程度的大小能反应电流做功多少．采用转换法，通过温度计示数的变化来反映电阻丝放出热量的多少；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变．
（3）并联电路中的电阻比任何一个电阻都小．
（4）据该题中的控制变量法和转换法进行分析判断．
【解答】解：（1）在实验中电流做功多少是通过观察气球膨胀程度大小来体现的．因此盒内封闭一定量的空气的优点 空气受热容易膨胀，便于实验观察；
在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U型管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”．
（2）由图可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；
两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系．
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因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻后，右侧5Ω的电阻分压较小，由此可知，右侧电阻的电流减小，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变右侧电阻的电流；把电阻接在盒子外侧，是为了控制好变量，不改变右侧盒内电阻，便于探究电流通过导体产生的热量与电流的关系．
（4）图乙烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系．
故答案为：（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；两个U形管中液面的高度；（2）电阻；电流；（3）使电阻c、d中的电流不相等；（4）控制变量．
25．如图所示是电动机结构的示意图，F为换向器，它的作用是 使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向 ．闭合开关S，线圈缓慢转动，现要使线圈转动加快，可以 增大线圈中电流 ．小明用图乙所示的电子式电能表测额定电压为220V洗衣机的功率，当电路中只有洗衣机正常工作时，电能表的指示灯在3 min内闪烁30次，则该洗衣机的额定功率是 200 W．
【考点】电能表参数的理解与电能的求法；直流电动机的构造和工作过程．
【分析】（1）电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；使得线圈转速加快，可以增大线圈中电流；可以换用磁性更强的磁体．
（2）利用电能表参数和闪烁次数求出消耗的电能，再根据功率公式求出功率．
【解答】解：电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；使得线圈转速加快，可以增大线圈中电流；可以换用磁性更强的磁体．
洗衣机在额定电压下消耗的电能为W=kW•h=0.01kW•h，
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由于洗衣机正常工作，则P额=P===0.2kW=200W．
故答案为：使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；增大线圈中电流；200．
26．为了探究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”，某实验小组设计了以下实验方案：用漆包线在两个相同的大铁钉上分别绕50匝和100匝，制成两个电磁铁，然后按照图所示的a、b、c、d顺序进行实验．
（1）电磁铁磁性的强弱是用 吸引大头针的数量多少 来显示的．
（2）b、c两图相比的不同之处是 滑动变阻器滑片的位置不同 ，通过比较b、c两种情况，可以得到的结论是 在匝数相同、铁芯相同时，电流越大螺线管的磁性越强 ．
（3）d图的装置可以探究 螺线管磁性强弱与匝数的关系 ；比较d中甲、乙两个电磁铁的情况，可以得到的结论是 在电流相同、铁芯相同时，匝数越多螺线管的磁性越强 ．
【考点】探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．
【分析】（1）体现电磁铁磁性大小的方法：用吸引大头针数目的多少，这是我们物理学中常用的转换法；
（2）b、c线圈匝数相同，电流不同，从而可知结论；
（3）d两电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，根据现象得出结论．
【解答】解：
（1）图a、b两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，可以得出结论：电磁铁磁性的有无由通断电流来控制；
（2）图b、c中同样的电磁铁，线圈匝数相同，滑动变阻器滑片的位置不同，b中的电流小、吸引大头针少，c中的电流大，吸引大头针多，可得通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
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（3）图d中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，甲的线圈匝数较多，吸引大头针较多，可知：当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强．
故答案为：（1）吸引大头针的数量多少；
（2）滑动变阻器滑片的位置不同；在匝数相同、铁芯相同时，电流越大螺线管的磁性越强；
（3）螺线管磁性强弱与匝数的关系；在电流相同、铁芯相同时，匝数越多螺线管的磁性越强．
四、计算题
27．如表是小明家电热水壶的铭牌．求：
（1）电热水壶的电阻．
（2）将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量．
（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
【考点】电功与热量的综合计算．
【分析】（1）已知电热水壶的额定功率和额定电压，由电功率公式的变形公式可以求出电热水壶的电阻；
（2）已知水的质量，又已知水的比热容、水的初温和末温温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；
（3）已知电热水壶产生的热量，然后应用功率公式的变形公式求出电热水壶正常工作的时间．
【解答】解：（1）根据电热水壶的铭牌可知，电热水壶的额定功率为1000W，额定电压为220V；
∵P=UI，I=，
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∴电热水壶的电阻：
R===48.4Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×=3.36×105J；
（3）∵Q吸=Q放，
∴电热水壶产生的热量：Q放=Q吸=3.36×105J，
∵W=Pt，W=Q放，
∴热水壶工作时间：
t===336s．
答：（1）电热水壶的电阻为48.4Ω；
（2）水吸收的热量为3.36×105J；
（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作336s．
28．如图所示．R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，电源电压恒定不变．S1闭合，S2断开时电流表的读数为0.3A．问：
（1）电源的电压是多少？
（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数是多少？R1两端的电压是多少？
（3）当S1与S2均闭合时，电流表的读数又是多少？通过R3的电流强度是多少？
【考点】欧姆定律的应用；并联电路的电流规律．
【分析】（1）开关S1闭合，S2断开时，电路R2为的基本电路，电流表测量通过R2的电流，故直接利用U=IR即可计算出电源电压；
（2）当S1与S2均断开时，R1、R2串联，利用I=即可求出电流表的示数；再利用U=IR可求出R1两端的电压；
（3）当S1与S2均闭合时，R2、R3并联，电流表测量中R2的电流，利用I=
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即可分别求出各支路中的电流．
【解答】解：（1）电源电压：U=IR2=0.3A×20Ω=6V；
（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数：I′===0.2A；
R1两端的电压：U1=I′R1=0.2A×10Ω=2V；
（3）当S1与S2均闭合时，电流表的读数：I1===0.3A；
通过R3的电流强度：I2===0.2A．
答：（1）电源电压6V；
（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数是0.2A；R1两端的电压是2V；
（3）当S1与S2均闭合时，电流表的读数是0.3A；通过R3的电流强度是0.2A．
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2017年1月25日
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