湖南省常德市临澧县2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年湖南省常德市临澧县九年级（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共10小题，共30分。1.发现通电导体产生热量与电流、电阻、通电时间关系的物理学家是(

)A.法拉第 B.奥斯特 C.焦耳 D.瓦特2.动圈式话筒工作时，线圈随声波变化在磁场中振动，线圈中会产生随声波变化的电流，各图能反映动圈式话筒的工作原理的是(

)A. B.

C. D.3.下列说法正确的是(

)

A.如图甲，充电宝给手机电池充电时，手机电池相当于电源

B.如图乙，本实验过程中，内能先转化为化学能再转化为机械能

C.如图丙，开关S闭合后，灯、都不发光

D.如图丁，轻质小球被用毛皮摩擦过的橡胶棒吸引，说明小球一定带正电4.有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是(

)A. B.

C. D.5.司南是我国古代的四大发明之一，“司南之杓，投之于地，其柢指南”，以下说法正确的是(

)A.“柢”指的是司南长柄，自由静止时指的是地磁场的北极

B.司南能够吸引铜、铁、镍等物质

C.司南周围的磁场和磁感线，是客观存在的物质

D.制作常用电磁铁铁芯的材料和制作司南的材料都是天然磁矿石6.在核电站中(

)A.发生的是可以控制的链式反应 B.需要把核燃料加热到极高的温度

C.任何情况下，核能是没有污染的 D.核燃料是可再生能源7.“全国中小学安全教育平台”中强调了安全用电，下列做法正确的是(

)A.选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座

B.家用电器检修时，不用断开电源开关

C.有人触电时，不能直接徒手去救，应先切断电源

D.用验电笔验电时，手指不接触笔尾金属体8.若将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路，各处接触良好。当开关S闭合后，会出现(

)

A.电流表指针明显偏转 B.小灯泡发光

C.电压表指针明显偏转 D.电池被烧坏9.汽车超载是发生交通事故的重要原因之一，为了交通安全，很多路段上设置了汽车超载监测站。如图所示是某监测站称重秤的模拟装置图，下列说法正确的是(

)A.图中称重表既可用电压表，也可用电流表

B.当车辆越重时，通过定值电阻的电流越大

C.当车辆越重时，电路消耗的总功率越大

D.当车辆越重时，称重表的示数越大

10.如图所示的电路中，电源电压且保持不变，电阻，变阻器的最大值为，电流表量程为，电压表量程为，为保障电路安全，下列说法正确的是(

)A.变阻器连入电路的阻值范围是

B.变阻器连入电路的阻值范围是

C.电流表示数的最小值是

D.电路消耗的最小功率为二、多选题：本大题共2小题，共6分。11.下列说法正确的是(

)A.物体吸收了热量，它的内能一定增加，温度可能升高

B.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多

C.热机效率高的汽油机甲比热机效率低的汽油机乙消耗的汽油多

D.把零下的冰块放在的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加12.如图甲所示的电路，电源两端的电压不变，是滑动变阻器，是定值电阻，当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示，下列判断正确的是(

)

A.电源两端的电压为10V B.定值电阻的电阻值为

C.电路消耗电功率的最大值为 D.变阻器接入电路的最大阻值为三、填空题：本大题共4小题，共16分。13.小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的______冲程原理相同，一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为，则1s对外做功______次。14.科学家测，某地的渐龟在春季是利用地磁场向南返回出生地的，于是在某个春季开展了如下研究：先在一个无地磁场环境的实验室开展实验，发现海鱼无定游向；再把海龟置于模拟地磁场中如图，图中1为磁体______极，按科学家猜测，海龟应向______选填“左或“右”游动。15.电子式电能表表盘上标有“”“”等字样表示电能表指示灯闪烁次数，将某用电器单独接在该电能表上，正常工作，电能表指示灯闪烁了800次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是______，该用电器的电功率是______W。16.下面的电路图，在研究电流、电压和电阻关系时，若只改变滑动变阻器的阻值，可以探究电流与______的关系；也可用于伏安法测电阻，实验时小明观察到两个电表的示数如下，则小明测得R的电阻是______欧。

四、作图题：本大题共1小题，共2分。17.请你帮小明将灯泡和开关以及插座火线接到家庭电路中。

五、实验探究题：本大题共5小题，共36分。18.电热水壶由于使用方便、高效，已成为家庭常用的电器之一。

把装有一定质量水的电热水壶接在电路中，使其正常工作。已知该电热水壶的额定功率为，水壶内水的质量为m，水的比热容为，请你设计实验测量该电热水壶正常工作时的热效率水吸收的热量与消耗的电能之比。

①用温度计测出壶中水的初温为；

②让电水壶在额定电压下工作，并把水加热，同时用______填测量仪器记录加热时间为t，用温度计测出壶中水的末温为；

③电热水壶正常工作时的热效率______用题目已知的物理量符号表示；

④分析此实验过程，______选填“能”或“不能”把水加热至沸腾。

某实验小组开展制作“电热水壶”的项目化学习，设计一款既有加热功能又有保温功能的电热水壶，用两个电阻设计了两套方案，其中方案一如图所示。利用方案一的器材，请你将方案二的电路补充完整要求与方案一的加热功率不相等：并回答方案二与方案一的加热功率之比为______。19.如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝阻值在图中已标出，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。

实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少，这里运用了______选填“转换法”或“等效替代法”的物理思想；

用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的______相同，来研究导体产生热量与______的关系；

在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是______容器。20.实验室有两种不同规格的灯泡，它们的额定电流均为，额定电压分别为3V和，在某次测量小灯泡电功率的实验时，老师发现实验室有两个灯泡上额定电压的字样均模糊不清，老师要小伟和小雪通过实验分辨出这两个小灯泡。

小伟将一个灯泡连接好如图甲所示的电路，正准备闭合开关，小雪指出他的电路有一处不妥，请指出电路中的不妥之处：______；

改正错误后，小伟闭合开关移动滑片，使电流表的示数为，电压表的示数如乙图所示，则这个小灯泡的额定功率为______W；

小伟准备用相同的方法分辨另一个小灯泡，而小雪采取了丙图所示的方法分辨这两个小灯泡，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为，这时她发现比更亮一些，则的额定电压为______V。21.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明______，电磁铁磁性越强；

由图示可知，______的磁性更强；

本实验中用到了多种研究方法：如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是______选填下列选项的序号。

A.研究电流大小和电压、电阻的关系

B.研究影响电阻大小的因素

C.用电流表测量串联电路中的电流22.现有下列器材：学生电源，电流表、电压表、定值电阻、、各一个、开关，滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。

下列实验操作步骤最合理的排序是______将正确选项的字母填在横线上；

①闭合开关；

②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处；

③断开开关；

④连接电路。

A.④③②①

B.③④①②

C.③④②①

闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路可能存在的故障是______；

为完成整个实验，应该选取下列哪种规格的滑动变阻器______。

A.，

B.，

C.，1A六、计算题：本大题共2小题，共10分。23.如图所示是思思同学在网上查阅的一幅“220V，40W”白炽灯泡电流与电压关系的图像。问：

该灯泡正常发光时的电阻是多少？结合图像可以分析出灯泡的电阻随着温度的升高而怎样变化？

若把两只这样的灯泡串联在220V电路中，两灯泡的总功率为多大？24.如图所示，电源电压U保持不变，定值电阻的阻值是，滑动变阻器最大阻值为当S、闭合，断开时，电流表示数为；当S、闭合，断开，且滑片P在b端时，电流表示数为求：不考虑温度对灯丝电阻的影响

电源电压U。

灯泡L的阻值。

通过开关通断和滑片移动，该电路工作时的最大总功率是多少。

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律，故ABD错误，C正确。

故选：C。

结合各物理学家的主要贡献分析答题。

平时多了解物理学史，了解科学家的贡献，有利于解此类题。2.【答案】B

【解析】解：动圈式话筒的工作原理是电磁感应。

A、该装置说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意；

B、闭合电路的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，这种现象叫电磁感应，发电机和动圈式话筒就是利用该原理来工作的，故B符合题意；

C、该装置可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故C不符合题意；

D、该装置可以探究通电导体在磁场中受到力的作用，电动机是利用该原理制成的，故D不符合题意。

故选：B。

动圈式话筒是利用电磁感应来工作的；对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声。

本题考查的是电磁感应现象及其应用；知道电流的磁效应和通电导体在磁场中受到力的作用；知道发电机和电动机的基本原理。3.【答案】C

【解析】解：A、用充电宝给手机电池充电时，手机电池消耗电能，相当于用电器，故A错误；

B、酒精燃烧，是酒精的化学能转化为火的内能，然后转移给水蒸气；水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故B错误；

C、开关S闭合后，电源的两端被导线相连，则电源会被短路，两灯都不发光，故C正确；

D、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，小球被吸引，说明小球可能带正电；由于带电体能吸引不带电的轻小物体，所以小球可能不带电，故D错误。

故选：C。

电路中的用电器消耗电能，电源提供电能；

燃料燃烧实质是将燃料的化学能转化为内能；当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小；

电源的两端被导线相连，则电源会被短路；

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；排斥的物体一定是带有同种电荷，吸引的物体可能带有异种电荷，也可能是带电体吸引不带电的轻小物体。

本题考查了电荷间的相互作用规律、电路的组成、改变内能的方法、电路的三种状态，属于基础题。4.【答案】C

【解析】解：

根据题意知，闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时闭合，即、同时闭合，电动机M才工作。

A、由图知，只闭合时，灯被短路而不发光，同时闭合和时，电源会被短路，不符合题意；

B、由图知，只闭合时，电路断路，灯不亮，再闭合时，电动机就工作，不符合题意；

C、由图知，只闭合时，灯L发光，再闭合时，电动机工作，符合题意；

D、由图知，只闭合时，灯L不发光，不符合题意。

故选：C。

由题知，闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。

本题考查了电路的设计，明确要求可采用排除法解答。5.【答案】A

【解析】解：A、司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，静止时长柄指向南方指向地理南极，则司南长柄一端是磁石的南极，地理上的南极是在地磁场的北极附近，即司南长柄指的是地磁场的北极，故A正确；

B、司南实际上就是一个磁铁，磁铁可以吸引铁钴镍等物质，故B错误；

C、磁场是磁体周围存在的一种看不见、摸不到的物质，磁感线是为了描述磁场而引入的有方向的曲线，是不存在的，故C错误；

D、现在常用电磁铁，其铁芯选用的材料是软铁棒，故D错误。

故选：A。

指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向；

司南实际上就是一个磁铁，磁铁可以吸引铁钴镍等物质；

磁感线是为了描述磁场而引入的有方向的曲线，是不存在的；

在通电螺线管中插入软铁棒就成了电磁铁。

本题考查了磁场和地磁场，磁场是一种真实存在的物质，对于磁场的认识，我们是通过它对其他物体的作用来认识的。6.【答案】A

【解析】解：

A、核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，是可控链式反应，故A正确；

B、核电站中进行的是核裂变，不需要把核燃料加热到极高的温度，故B错误；

C、核废料是对环境污染很严重的，故C错误；

D、核燃料是短期无法再生的，所以是不可再生能源，故D错误。

故选：A。

核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；

核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，核聚变需要高温高压；

核废料是对环境污染很严重的；

能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源。

本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。7.【答案】C

【解析】解：A、洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使外壳带电；若接上地线，即便漏电，电流也就通过地线，流入大地，防止了触电事故的发生，故A错误；

B、更换灯泡、检修电器时容易碰到带电的金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故B错误；

C、发现有人触电后首先切断电源，再把触电者拉离电源，因人体是导体，可避免救助者间接触电事故，故C正确；

D、使用试电笔时手指要接触金属笔尾，笔尖接触电线，可辨别火线与零线，故D错误。

故选：C。

三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的；目的是为了防止用电器的金属外壳漏电而发生的触电事故。

更换灯泡、检修电器时不要带电操作，要切断电源；

当有人触电时，应先切断电源；

正确使用测电笔时，手要接触笔尾金属体。

本题考查了安全用电常识，属于基本技能的考查。在平时要多了解安全用电常识，科学用电，安全用电。。8.【答案】C

【解析】解：由图知道电压表与电流表、灯泡串联，由于电压表的内阻很大，所以电路的电流几乎为零，故电流表指针几乎没有偏转、灯泡不会发光、电池也不会被烧坏；根据串联分压原理知道，电压表两端的电压几乎等于电源电压，故电压表指针明显偏转，故只有C符合题意。

故选：C。

电压表相当于断路，测量用电器两端电压时，与用电器并联。

此题考查了电路的连接，掌握电压表、电流表特点及使用方法是正确解答的关键。9.【答案】D

【解析】解：

A、由图可知，两电阻串联，称重表并联在滑动变阻器的两端，所以该表为电压表，故A错误；

BCD、当车辆越重时，滑片向下移动的距离越大，滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压越大，即称重表示数越大；变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，通过定值电阻的电流越小；由可知，电路消耗的电功率越小，故BC错误、D正确。

故选：D。

根据图中电表的连接方式分析；

当车辆越重时，滑动变阻器的滑片向下移动的距离越大，根据滑动变阻器电阻的变化判定电流的变化，根据判定总功率的变化；根据串联电路的分压规律判定称重表的示数变化。

本题考查了电路的动态分析，解题的关键是根据汽车重力的大小判定滑片的移动方向，难度不大。10.【答案】A

【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，

已知电流表量程为，所以电路中允许通过的最大电流；

电流最大时，总电阻最小，滑动变阻器接入电路的电阻最小，

根据欧姆定律可得，电阻两端的电压：，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的最小电压：；

因串联电路中各处的电流相等，所以，根据可得：

滑动变阻器连入电路的最小电阻：；

当电压表示数最大为时，根据分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大，

此时两端电压：，

电路中的最小电流为：，故C错误；

滑动变阻器接入电路的最大电阻：

，

变阻器接入电路的阻值范围为；

电路消耗的最小功率，故A正确、BD错误。

故选：A。

由电路图可知，滑动变阻器与电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，根据电流表所选用的量程确定电路允许通过的最大电流，此时变阻器连入电路中的电阻最小。根据欧姆定律求出此时的电压，由串联电路电压的规律得出变阻器的电压，即电压表示数的最小值，再由欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻；

当电压表示数最大为3V时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据欧姆定律和串联电路的规律求出电路中的最小电流值和滑动变阻器连入电路中的最大阻值。根据得出电路消耗的最小功率。

本题考查欧姆定律及串联电路规律的灵活运用，关键是正确判断存在最大值和最小值的条件，有一定难度。11.【答案】AD

【解析】解：A、物体吸收了热量，内能一定增加，温度可能升高，也可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增加，但是温度不变，故A正确；

B、热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不说含有多少热量，故B错误；

C、汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比；甲汽油机效率比乙汽油机效率高，说明甲汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比大，由于两汽油机所做的有用功未知，所以不能说明甲汽油机消耗的汽油多，故C错误；

D、把零下的冰块放在的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块会吸收热量，所以冰块的内能会增加，故D正确。

故选：AD。

晶体熔化时，吸收热量，内能增加，但是温度不变；

热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不说含有多少热量；

热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高；

分析冰块的吸放热情况，可判断其内能的变化。

本题考查温度、热量与内能的关系以及对热机效率的理解，是一道易错题。12.【答案】BC

【解析】解：当滑片位于最左端时电路为的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知，

D、由可得，电源的电压：

，

当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与电阻串联，电压表测两端的电压，此时电路中的电流最小，

由乙图可知，，，

变阻器接入电路的最大阻值：

，故D错误；

B、串联电路中总电压等于各分电压之和，故电源的电压，

电源的电压不变，

所以，

解得：，故B正确；

A、电源的电压，故A错误；

C、电路消耗的最大电功率：

，故C正确。

故选：BC。

由电路图可知，当滑片位于最左端时电路为的简单电路，此时电路中的电流最大并由乙图读出其大小，利用欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与电阻串联，电压表测两端的电压，此时电路中的电流最小，由乙图读出两电表的示数，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用欧姆定律求出的最大阻值，利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻的阻值和电源的电压，最后利用求出电路消耗的最大功率。

本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是分析好滑片移动时两电表示数的对应关系。13.【答案】做功

25

【解析】解：正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能。

飞轮转速为，1s共做25个工作循环，对外25次功。

故答案为：做功；25。

做功可以改变物体的内能，对物体做功，机械能转化为内能；物体对外做功，将内能转化为机械能。

四冲程汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。

本题考查了汽油机四冲程和内能的改变，属于基础题。14.【答案】N左

【解析】解：读图可知，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的右端为N极，则图中1为磁体N极，图中的2为螺线管的S极；

由于N极是指向地理的南极，海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地，所以海龟会向左游动；

故答案为：N；左。

知道地磁的两极与地理的两极相反，结合实验中的猜想与现象，利用安培定则判断螺线管的极性，再进一步判断海龟的游动方向。

本题分别考查了对地磁场的认识与研究，知识难度不大，但题干的信息较繁琐，应仔细阅读分析。15.【答案】

【解析】解：表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗的电能，

指示灯闪烁800次，电路消耗电能为：，

用电器的功率：。

故答案为：；1000。

表示的是电路中每消耗的电能，电能表指示灯闪烁3200次，求出指示灯闪烁800次电路中消耗的电能，再利用求出用电器的功率。

本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，这是利用电能表测量功率的一种类型习题，一定要熟练掌握。16.【答案】电压

5

【解析】解：实验中只改变滑动变阻器的阻值，不改变定值电阻的阻值，也就是控制电阻不变，因此研究的是在电阻一定时，电流与电压的关系；

①电流表选择量程，分度值是，指针指在后面第4个小格上，读数为；

②电压表选择量程，分度值是，指针指在1V后面第4个小格上，读数为；

③电阻大小。

故答案为：电压、5。

研究电流与电压的关系，应控制电阻值不变，改变电阻两端的电压大小；

研究电流与电阻的关系，应控制定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值；

由电压表和电流表的示数，根据欧姆定律就可求出电阻值。

本题需要注意两个方面：能够从电路图实验操作上，分析出哪些量变化，哪些量不变，从而能够判断出探究的目的；

这个电路图，一图多用，既可以研究电流电与压和电阻的关系，又可以测量电阻值，还可以测量小灯泡的功率，是初中电学中最重要的一个电路图。17.【答案】解：

开关与灯的连接：火线先接开关，再接灯泡的金属点，零线直接连接螺旋套；

三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示：

【解析】家庭电路中，开关控制灯泡时，火线首先接开关，再接灯泡顶端金属点；零线直接接灯泡。这样连接，开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡更安全。

三孔插座的正确连接方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。

为了人身安全，要掌握开关和控制的灯泡、三孔插座的连接方法，并且掌握这种正确连接的必要性。18.【答案】秒表

不需要

3：2

【解析】解：测量电热水壶加热的效率实验步骤：

①用温度计测出壶中水的初温为，

②让电水壶在额定电压下工作，并把水加热，同时用秒表记录加热时间为t，用温度计测出壶中水的末温为；

③水吸收的热量为，

由可得，

把水加热至t时消耗电能为：，

电热水壶的效率为：；

④由于水在沸腾的过程中，吸收热量，温度不变，所以此实验过程不需要把水加热至沸腾；

要使电热水壶有加热和保温两种工作状态，就要改变加热功率，由知，要改变电路中加热电阻的阻值，两个电阻可串联或并联或只有一个电阻工作；

方案一，电路中两电阻并联，只闭合开关S后，电路为的简单电路，电路的电阻较大，由知，电功率较小，为保温状态；

当开关S、闭合时，两电阻并联，电路的电阻较小，由知，电功率较大，为加热状态，其加热功率为：

；

实验中为了实现上述功能，可以通过开关转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能，电路图如图所示：

闭合开关S后，当开关闭合时，电路为的简单电路，电路的电阻较小，由，电功率较大，为加热状态；当开关断开时，两电阻串联，由串联电路的电阻特点可知，电路的电阻较大，由知，电功率较小，为保温状态；

加热功率为：；

方案二与方案一的加热功率之比为：：2。

故答案为：②秒表；③；④不需要；见解答图；3：2。

测量出水的初温度、末温度以及加热时间即可；根据表示出电热水壶正常工作时的热效率；水在沸腾的过程中，吸收热量，温度不变；

要使电热水壶有加热和保温两种工作状态，就要改变加热功率，由知，要改变电路中加热电阻的阻值，两个电阻可串联或并联或只有一个电阻工作，通过开关转换达到改变电路中电阻的目的，由此设计电路，根据算出两次的加热功率，进而算出方案二与方案一的加热功率之比。

此题考查质量、热量、效率等的计算以及电路的设计，关键是公式及其变形的灵活运用，知道只有在没有热量损失时吸收的热量才等于消耗电能释放的热量。19.【答案】转换法

电流

电阻

C

【解析】解：电流通过导体产生的热量多少不能直接观察，实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少，这种研究方法是转换法；

从图甲可以看到，将两只阻值不同的电阻串联，根据串联电路的电流规律，通电时间和流过它们的电流大小相等，即目的是控制通电时间和流过两电热丝的电流大小相等来研究导体产生热量与电阻的关系；

观察乙装置可知，透明容器中电阻大小相同，通电时间相同，但是C透明容器中电阻的电流较大，根据焦耳定律，C透明容器中产生热量较多。

故答案为：转换法；电流；电阻；。

电流通过导体产生的热量多少不能直接观察，实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少，这种研究方法是转换法；

串联电路各处电流相等，据此分析即可；

根据焦耳定律比较产生热量的多少。

本题是探究电流通过导体时产生热量的实验，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，属于常考题。20.【答案】滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处；；。

【解析】两只小灯泡的额定电流均为，所以电流表所用的是的量程；两只小灯泡的额定电压均不超过3V，所以电压表所用的是的量程；电源由三个铅蓄电池串联而成，所以电源电压为6V，大于两只小灯泡的额定电压。因此，为保护电路中的各个元件，需要将滑动变阻器的滑片移到最左端，使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

由图乙可知，小灯泡两端的电压为，所以该小灯泡的额定功率为。

小灯泡的亮度是由其实际功率决定的，实际功率大的亮度大。在图丙所示的电路中，当电流表的示数为时，两只小灯泡均正常发光，即此时两个小灯泡的实际功率均等于其额定功率。额定电压为3V的小灯泡的额定功率为，额定电压为的小灯泡的额定功率为。故更亮的灯是额定电压为3V的小灯泡。

故答案为：滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处；；。21.【答案】电流越大

甲

C

【解析】解：当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强；

由图示可知，串联电路电流相同，线圈匝数越多，磁性越强，甲的匝数多，吸引的大头针的数量多，电磁铁的磁性更强。

本实验中用到了多种研究方法：如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，运用的是控制变量法，A、研究电流大小和电压、电阻的关系，要分别控制电阻和电压不变；B、研究影响电阻大小的因素时，要分别控制长度、材料、横截面积不变，C、用电流表测量串联电路中的电流，改变电流表的位置进行多次测量，没有控制变量，故AB不符合题意，C符合题意。

故答案为：电流越大；甲；。

电磁铁的磁性强弱与电流的强弱有关，在线圈的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。

本实验通过吸引大头针的数量来显示磁性的强弱。

本实验中运用了控制变量法和转换法。

知道影响电磁铁磁性强弱的因素；知道控制变量法在实验中的运用。22.【答案】C定值电阻断路

B

【解析】解：连接电路时，为保护电路，应断开开关、将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，连好电路后，闭合开关完成实验，下列实验操作步骤最合理的排序是③④②①，故选C；

闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表并联部分断路，即定值电阻断路；

由图丙中数据，利用欧姆定律可知定值电阻两端电压：，为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，变阻器分得的电