2022-2023学年北京市海淀区九年级（上）期末物理试卷

第1页（共1页）2022-2023学年北京市海淀区九年级（上）期末物理试卷一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共30分，每小题2分）1．（2分）国际单位制中，电功率的单位是（）A．伏特（V） B．安培（A） C．瓦特（W） D．焦耳（J）2．（2分）如图所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（）A．抽油烟机 B．电熨斗 C．台式电风扇 D．笔记本电脑3．（2分）如图所示的四种做法中，符合安全用电要求的是（）A．继续使用绝缘皮破损的导线 B．用沾了水的手触摸电灯开关 C．用湿毛巾擦拭正在发光的灯泡 D．用绝缘棒挑开通电的裸导线4．（2分）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”，如图甲所示，这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是（）A．地磁场的S极在地理南极附近 B．地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合 C．北京地区的地磁场方向由北向南 D．描述地球周围磁场的磁感线，从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近5．（2分）如图所示的用电器中，正常工作时消耗的功率可能大于1000W的是（）A．台灯 B．计算器 C．电暖器 D．电热驱蚊器6．（2分）关于试电笔的用途和使用方法，下列说法正确的是（）A．试电笔可以用来检测物体所带电荷的种类 B．试电笔可以用来辨别家庭电路的零线和火线 C．使用试电笔时人手可以接触金属笔尖 D．如图所示为正确使用螺丝刀式试电笔的方法7．（2分）如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（）A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与如图所示相同 D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与如图所示相反8．（2分）某家庭电路简化后如图所示，该电路连接均正确，由该电路可知（）A．a线是零线，b线是火线 B．电能表是测量用电器总功率的仪表 C．接入电路后的电视机和台灯是并联的 D．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置9．（2分）小海家厨房的电饭锅、电饼铛正在工作，当他再将电水壶插头插入插座时，空气开关立刻“跳闸”切断电路。关于空气开关“跳闸”，下列说法正确的是（）A．会导致电饭锅被烧坏 B．这是因为用电器两端电压过大 C．这是因为电路中的总电流过大 D．这是因为同时工作的用电器总功率过小10．（2分）指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（）A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极11．（2分）下列关于电功率的说法正确的是（）A．电流通过用电器做功越多，电功率越大 B．用电器消耗电能越快，电功率越大 C．电流通过用电器做功时间越短，电功率越大 D．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大12．（2分）图甲所示是一种环保型手电筒，使用时将它来回摇晃，让磁体在线圈中往复运动，就能使灯泡发光。图乙四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是（）A．动圈式话筒 B．动圈式扬声器 C．电动机 D．电铃13．（2分）如图所示，电源两端的电压保持不变，R0是定值电阻，R是滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向b端移动时，下列判断正确的是（）A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数不变 C．电阻R0消耗的功率变小 D．电压表V2的示数与电流表的示数的比值不变14．（2分）如图所示为某家用电热水器铭牌上的部分参数，该电热水器接入家庭电路中使用时，下列说法正确的是（）A．该电热水器的额定电流为10A B．该电热水器正常工作1min消耗的电能为2000J C．1度电可以让该电热水器正常工作0.5h D．该电热水器两端的实际电压小于220V时，其实际功率仍为2000W15．（2分）如图甲所示为某测温模拟电路，温度表由量程为0﹣3V的电压表改装而成。定值电阻R0的阻值为40Ω，热敏电阻R的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，电源两端的电压恒为6V，下列说法正确的是（）A．在确保电路安全的条件下，该电路消耗的最小功率为0.45W B．温度0℃应标在电压表零刻度处 C．电压表的3V刻度处应标注的温度为40℃ D．只增大电源两端的电压，该电路可测量的最高温度将升高二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）（多选）16．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（）A．我国家庭电路的电压是36V B．我国家庭电路的交流电的频率是50Hz C．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱外壳接地 D．熔丝熔断后，可用铜丝代替熔丝接入电路（多选）17．（2分）实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（）A．将钢棒靠近小磁针，小磁针发生转动 B．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引 C．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥开 D．将钢棒靠近放在桌面上的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑（多选）18．（2分）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（）A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 B．磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况 C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的 D．用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向（多选）19．（2分）关于电磁现象及其应用，下列说法正确的是（）A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的 B．电动机工作时主要将机械能转化为电能 C．导体在磁场中运动一定会产生感应电流 D．发电机工作时主要将机械能转化为电能（多选）20．（2分）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，R0为定值电阻。当三个开关都闭合时，标有“6V3W”的小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6A，此时电路总功率为P1；当只闭合开关S、滑动变阻器R的滑片置于中点时，小灯泡L的功率为0.75W，此时电路总功率为P2；当只闭合开关S时，通过调节滑动变阻器R的滑片，电路总功率的最小值为P3；当只闭合开关S和S1时，此时电路总功率为P4。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列判断正确的是（）A．R0的阻值为10Ω B．R的最大阻值为24Ω C．P2：P3＝3：2 D．P1：P4＝6：5三、实验解答题（共48分，21、22、25题各2分，29题各6分，31题7分）21．（2分）如图所示，电能表的示数为kW•h。22．（2分）小海将可以自由转动的小磁针靠近条形磁体右端，小磁针静止时如图所示，则条形磁体的右端为（选填“N”或“S”）极。23．（6分）小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图1所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。（1）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中A点的磁场方向。（2）小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与有关。（3）如图2所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的（选填“A”或“B”）端是N极。24．（6分）小海用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，在实验桌上连接了部分实验电路，如图甲所示。（1）请你用笔画线表示导线，将图甲所示的电路连接完整。（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压。小海检查后发现导线完好且连接无误，则出现以上现象的原因可能是。（选填选项前的字母）A.滑动变阻器断路B.滑动变阻器短路C.小灯泡断路D.小灯泡短路（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至某位置，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为W。25．（2分）实验室有材质相同，直径分别为5mm、16mm、25mm的三种实心球形磁体若干。小海发现当两个直径相同的球形磁体吸在一起时，直径为25mm的最难分开。请根据此现象，提出一个可探究的科学问题：。26．（6分）实验桌上有如下器材：一个保温烧瓶（烧瓶内装有适量的煤油、温度计和阻值一定的电阻丝R）、满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线。小海想利用这些器材探究“电流通过电阻时产生的热量与电流的关系”，如图所示是小海连接的电路。（1）小海要想完成此实验，还需添加的一个测量工具是。（2）实验过程中，电流通过电阻时产生热量的多少用来反映。（3）利用该实验中所用到的器材还可以探究“电流通过电阻时产生的热量与的关系”。27．（4分）小海为了探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，用铁钉作为铁芯，将表面涂有绝缘漆的细铜线绕在铁钉上，制成了一个电磁铁。如图所示，小海将该电磁铁与滑动变阻器等串联在电路中，利用该电路进行了两次实验，图乙中电流表的示数更大。（1）实验中是通过观察来比较电磁铁磁性强弱的。（2）通过观察如图所示的两次实验现象，可得出的实验结论是：电磁铁的磁性强弱与有关。28．（4分）小海为了探究“感应电流的方向与导体的运动方向是否有关”，他选择用如图所示的装置进行实验。以下是他的实验步骤：①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向。②调换蹄形磁体的磁极，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置仍以速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向。根据以上实验过程，回答下列问题：（1）小海计划探究的自变量是。（2）小海实际探究过程中存在的问题是。29．（6分）小海想要测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为R0的定值电阻各一个，开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。（1）请将实验步骤补充完整：①断开所有开关，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大；②只闭合开关S和，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数U1＝2.5V，记录U1；③保持滑片的位置不变，只闭合开关S和，读出电压表的示数U2，记录U2；（2）该小灯泡的额定功率PL＝（用测量量和已知量的符号表示）。30．（3分）小海在学习了电与磁的知识后，想设计一个实验电路来探测磁场的强弱，他利用符合要求的电源（两端电压恒为U）、电流表、开关、导线、定值电阻R0，以及一个阻值会随着外界磁场强弱发生改变的磁敏元件R组装了如图所示的电路。小海将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R，发现电流表的示数I逐渐变大。请分析并说明小海实验中所用磁敏元件R的阻值大小与磁场强弱的关系。31．（7分）小海想要探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，阻值已知且不同的定值电阻6个，导线若干。请帮助小海完成实验设计。（1）画出实验电路图；（2）写出主要实验步骤；（3）画出实验数据记录表格。四、科普阅读题（共4分）32．（4分）请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答32题。稳态强磁场实验装置ㅤㅤ2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯，新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。ㅤㅤ想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部（如图乙）由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氨从股线中流过，使得股线内的温度降至﹣270～﹣269℃，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。ㅤㅤ线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。请根据上述材料，回答下列问题：（1）稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是（选填选项前的字母）。A.通电导线周围存在磁场B.通电导线在磁场中受到力的作用C.电磁感应现象（2）当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会（选填“变多”“变少”或“不变”）。（3）超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是。（4）为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议（写出一条即可）。五、计算题（共8分，33题4分，34题4分）33．（4分）在如图所示的电路中，电源两端电压为3V且保持不变，电阻R1的阻值为5Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.2A。求：（1）电阻R2的阻值；（2）电阻R1消耗的电功率P1。34．（4分）图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如表所示。（1）求电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能；（2）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。××牌电火锅额定电压220V额定功率低温挡500W中温挡1000W高温挡1500W

2022-2023学年北京市海淀区九年级（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共30分，每小题2分）1．（2分）国际单位制中，电功率的单位是（）A．伏特（V） B．安培（A） C．瓦特（W） D．焦耳（J）【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。【解答】解：在国际单位制中，A、伏特是电压的基本单位，故A不符合题意；B、安培是电流的基本单位，故B不符合题意；C、瓦特是功率的基本单位，所以也是电功率的基本单位，故C符合题意；D、焦耳是功和各种能量的基本单位，故D不符合题意。故选：C。【点评】此题考查我们对常见物理量及其单位对应关系的掌握情况，属于识记性知识的考查，难度不大。2．（2分）如图所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（）A．抽油烟机 B．电熨斗 C．台式电风扇 D．笔记本电脑【分析】电热器是将电能转化为热能，利用的是电流的热效应。生活中常见的电热器如：电熨斗、热水器、热水壶等。【解答】解：A、抽油烟机主要将电能转化为机械能，故A不符合题意；B、电熨斗是将电能转化为热能，利用的是电流的热效应，故B符合题意；C、台式电风扇主要将电能转化为机械能，故C不符合题意；D、笔记本电脑主要将电能转化光能和声能，故D不符合题意；故选：B。【点评】本题考查了电流的热效应的应用，分析时注意看是否把电能主要转化为内能。3．（2分）如图所示的四种做法中，符合安全用电要求的是（）A．继续使用绝缘皮破损的导线 B．用沾了水的手触摸电灯开关 C．用湿毛巾擦拭正在发光的灯泡 D．用绝缘棒挑开通电的裸导线【分析】（1）绝缘层破损的电线要及时更换；（2）（3）生活用水是导体；（4）发现有人触电时，可以用绝缘棒挑开通电的裸导线。【解答】解：A、电线绝缘层破损后，继续使用绝缘皮破损的导线，容易发生触电事故，故A不符合安全用电原则；B、用沾了水的手触摸电灯开关，由于生活用水是导体，容易发生触电事故，故B不符合安全用电原则；C、用湿布擦拭正在发光的电灯，湿布导电容易使人触电，故C不符合安全用电原则；D、发现有人触电时，可以用绝缘棒挑开通电的裸导线，避免发生触电事故，故D符合安全用电原则。故选：D。【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。4．（2分）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”，如图甲所示，这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是（）A．地磁场的S极在地理南极附近 B．地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合 C．北京地区的地磁场方向由北向南 D．描述地球周围磁场的磁感线，从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近【分析】地球相当于一个巨大的磁体，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近；地球周围存在磁场，地球上某点的磁场方向与该点的磁感线方向是相同的，磁感线并不存在，只是为了便于研究而引入的理想模型。【解答】解：AB、地磁场的S极在地理北极附近，地磁场的N极在地理南极附近；地磁场的N、S与地理的南北极不完全重合，存在一定偏差；故A、B错误；C、地球表面磁感线都是由地磁的北极指向地球的南极，即由南向北，故C错误；D、地球周围的磁感线是从地理的南极附近出发经地球外部回到地理的北极附近，故D正确；故选：D。【点评】本题考查地磁场的有关内容，关键是了解地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近。5．（2分）如图所示的用电器中，正常工作时消耗的功率可能大于1000W的是（）A．台灯 B．计算器 C．电暖器 D．电热驱蚊器【分析】根据常见家庭用电器的额定功率进行选择，电功率为1000W的用电器属于大功率用电器。【解答】解：A、台灯的功率约为20W，故A不符合题意；B、计算器的功率很小，不到1W，故B不符合题意；C、电暖器的功率可能大于1000W，故C符合题意；D、电热驱蚊器的功率约5W，故D不符合题意。故选：C。【点评】本类题型主要考查学生对生活用电器额定功率的掌握情况，因此平时需要积累生活知识。6．（2分）关于试电笔的用途和使用方法，下列说法正确的是（）A．试电笔可以用来检测物体所带电荷的种类 B．试电笔可以用来辨别家庭电路的零线和火线 C．使用试电笔时人手可以接触金属笔尖 D．如图所示为正确使用螺丝刀式试电笔的方法【分析】（1）（2）试电笔的作用是区分家庭电路中的火线和零线；（3）（4）试电笔的正确使用方法：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线。【解答】解：AB、试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不是测试物体带正电或负电，故A错误，B正确；CD、使用试电笔时，人手要接触笔尾的金属体，不能接触笔尖，否则会触电，故CD错误。故选：B。【点评】本题考查了试电笔的使用，属于基础题。7．（2分）如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（）A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与如图所示相同 D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与如图所示相反【分析】奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；磁场的方向与电流的方向有关。【解答】解：A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特，故A错误；B、小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确；C、磁场方向与电流方向有关，改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向改变，故C错误。D、磁场方向与电流方向有关，与电流的大小无关，改变直导线中电流的大小，小磁针N极的指向不会改变，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用，更加深入的研究了电流的磁效应。8．（2分）某家庭电路简化后如图所示，该电路连接均正确，由该电路可知（）A．a线是零线，b线是火线 B．电能表是测量用电器总功率的仪表 C．接入电路后的电视机和台灯是并联的 D．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置【分析】（1）根据图示可判断火线与零线；（2）家庭电路中各个用电器是互不影响的，所以是并联的关系；（3）电能表测家庭所消耗的电能，应安装在总开关之前；（4）灯和控制灯的开关应串联，且开关接在火线上，灯接在零线上。【解答】解：A、据题意和图中的标注可知，用电器的开关应该接在火线上，所以和开关相连的那根线是火线，即a线是火线，b线是零线，故A错误；B、在家庭电路中，电能表测家庭所消耗的电能的仪表，故B错误；C、电视机和台灯互不影响的，所以是并联的关系，故C正确；D、制灯泡的开关应接在火线上，灯泡接零线上，避免触电危险，不能互换位置，故D错误；故选：C。【点评】本题考查家庭电路的基本连接和安全用电原则，属于基础题目。9．（2分）小海家厨房的电饭锅、电饼铛正在工作，当他再将电水壶插头插入插座时，空气开关立刻“跳闸”切断电路。关于空气开关“跳闸”，下列说法正确的是（）A．会导致电饭锅被烧坏 B．这是因为用电器两端电压过大 C．这是因为电路中的总电流过大 D．这是因为同时工作的用电器总功率过小【分析】家里的空气开关跳闸了，说明电路中的电流过大。而产生电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，二是电路发生了短路。【解答】解：A、空气开关“跳闸”，电路被切断，不会导致电饭锅被烧坏，故A错误；B、用电器两端电压等于电源电压，不会增大，故B错误；CD、电饭锅、电饼铛正在工作，当他再将电水壶插头插入插座时，用电器总功率过大，会导致电路中的总电流过大，造成空气开关“跳闸”，故C正确、D错误。故选：C。【点评】本题考查了电路中空气开关“跳闸”的原因分析，属电学基础题。10．（2分）指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（）A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极【分析】（1）地球是一个磁体，地理的南极是地磁的北极；地理的北极是地磁的南极；（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；（3）磁体指北的那个磁极叫北极，又叫N极，指南的那个磁极叫南极，又叫S极。（4）一个磁体有且只有两个磁极。【解答】解：A、“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用，A正确；B、“指南鱼”被磁化后，都有两个磁极，B错误；C、“指南鱼”静止时鱼头指向南方，是地磁的北极，故鱼头为S极；C错误；D、“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极，故D错误；故选：A。【点评】本题考查了指南鱼和地磁场的有关知识，属于识记性知识，将课本内容记忆清楚是关键。11．（2分）下列关于电功率的说法正确的是（）A．电流通过用电器做功越多，电功率越大 B．用电器消耗电能越快，电功率越大 C．电流通过用电器做功时间越短，电功率越大 D．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大【分析】（1）电流在单位时间内做的功，叫做电功率；（2）电功率是描述电流做功的快慢，电功率越大，表示电流做功越快，消耗的电能越快；（3）电功率P＝与电功和时间有关，故应控制变量进行讨论。【解答】解：A、由P＝可知，电功率的大小与消耗的电能和工作时间有关，不知消耗的电能时间，只知用电器消耗的电能多少，无法判断它的电功率的大小，故A错误；B、电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，即用电器的电功率越大，它消耗电能越快，故B正确；C、由P＝可知，电功率的大小与消耗的电能和工作时间有关，不知消耗的电能，只知用电器工作时间短，无法判断它的电功率越的大小，故C错误；D、由W＝Pt可知，消耗的电能与电功率和工作时间有关，只知道消耗的电能，不知道用电器工作时间，无法判断它的电功率越的大小，故D错误；故选：B。【点评】本题考查了学生对电功率的理解，以及利用公式W＝Pt来分析电功和电功率的关系，在做题时容易出错。12．（2分）图甲所示是一种环保型手电筒，使用时将它来回摇晃，让磁体在线圈中往复运动，就能使灯泡发光。图乙四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是（）A．动圈式话筒 B．动圈式扬声器 C．电动机 D．电铃【分析】电磁感应现象的内容是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流。【解答】解：环保型手电筒在使用时将它来回摇晃，让磁体在线圈中往复运动，就能使灯泡发光，这是电磁感应现象；A、动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动产生电流，是电磁感应现象原理，故A正确；B、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故B错误；C、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误；D、电铃通电时，其内部的电磁铁具有磁性，利用了电流的磁效应原理，故D错误。故选：A。【点评】本题应能根据题中的实验装置得出实验的原理及揭示的现象，同时还要把握该现象在生活中的应用。13．（2分）如图所示，电源两端的电压保持不变，R0是定值电阻，R是滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向b端移动时，下列判断正确的是（）A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数不变 C．电阻R0消耗的功率变小 D．电压表V2的示数与电流表的示数的比值不变【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流。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R0两端的电压变化；根据P＝UI可知电阻R0消耗的功率变化；根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化，以及电压表V2示数与电流表A示数的比值变化。【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流；闭合开关S后，滑动变阻器滑片P向b端移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小；由U＝IR可知，R0两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，由P＝UI可知，电阻R0消耗的功率变小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，则电压表V2的示数和电流表A的示数的比值变大；综上所述，C正确。故选：C。【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。14．（2分）如图所示为某家用电热水器铭牌上的部分参数，该电热水器接入家庭电路中使用时，下列说法正确的是（）A．该电热水器的额定电流为10A B．该电热水器正常工作1min消耗的电能为2000J C．1度电可以让该电热水器正常工作0.5h D．该电热水器两端的实际电压小于220V时，其实际功率仍为2000W【分析】（1）已知该电热水器的额定电压和额定功率，由P＝UI可求得该电热水器的额定电流；（2）利用P＝的变形公式计算出该电热水器正常工作1min消耗的电能；（3）利用P＝的变形公式计算出1度电可以让该电热水器正常工作时间；（4）用电器工作时，若实际电压小于其额定电压，实际功率小于其额定功率；若实际电压等于其额定电压，实际功率等于其额定功率；若实际电压大于其额定电压，实际功率大于其额定功率。【解答】解：A、由P＝UI可得，该电热水器的额定电流：I＝＝≈9.09A，故A错误；B、由P＝可得，该电热水器正常工作1min消耗的电能：W＝Pt＝2000W×60s＝1.2×105J，故B错误；C、由P＝可得，1度电可以让该电热水器正常工作时间：t′＝＝＝0.5h，故C正确；D、因为电热水器的实际电压小于其额定电压，所以电热水器的实际功率小于其额定功率2000W，故D错误。故选：C。【点评】本题考查电能的计算、电功率公式的灵活运用，熟记公式并能灵活运用是解题的关键。15．（2分）如图甲所示为某测温模拟电路，温度表由量程为0﹣3V的电压表改装而成。定值电阻R0的阻值为40Ω，热敏电阻R的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，电源两端的电压恒为6V，下列说法正确的是（）A．在确保电路安全的条件下，该电路消耗的最小功率为0.45W B．温度0℃应标在电压表零刻度处 C．电压表的3V刻度处应标注的温度为40℃ D．只增大电源两端的电压，该电路可测量的最高温度将升高【分析】由电路图知两电阻串联，电压表测Rt两端电压，由图2可知温度越高，热敏电阻阻值越大，（1）（3）由串联分压的规律和图2可知当电压表的示数最大时，热敏电阻阻值最大，电流最小，根据欧姆定律和串联电压特点求出电路中的电流，计算此时的最小总功率，利用欧姆定律计算热敏电阻的阻值，由图象读出环境的温度；（2）根据串联电路的分压作用分析解答；（4）若增大电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，由欧姆定律知电路的电流增大，热敏电阻R的阻值减小，由图2可知电路可测量最高温度的变化。【解答】解：已知温度表由量程为3V的电压表改装而成，由1图可知，R、R0串联，电压表测R两端电压，由图2可知温度越高，热敏电阻阻值越大，AC、根据串联分压原理可知当电压表的示数最大，即UR＝3V时，热敏电阻接入电路的阻值最大，电路允许测量的温度最高，电路中的电流最小，电路消耗的电功率最小，根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得定值电阻R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V，根据欧姆定律可得电路中的电流：I＝＝＝0.075A，最小电功率P＝UI＝6V×0.075A＝0.45W，故A正确；热敏电阻的阻值：R＝＝＝40Ω，由图象可知，此时环境温度为26℃左右，故C错误；B、当温度计的示数为0℃时，热敏电阻R的阻值不为零，根据串联分压原理可知热敏电阻R两端的电压不为零，电压表的示数不为零，故B错误；D、若增大电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压增大，由欧姆定律I＝知电路的电流增大，则热敏电阻R的阻值减小，电路可测量的最高温度减小，故D错误；故选：A。【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算，属于中档题，有一定的难度。二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）（多选）16．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（）A．我国家庭电路的电压是36V B．我国家庭电路的交流电的频率是50Hz C．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱外壳接地 D．熔丝熔断后，可用铜丝代替熔丝接入电路【分析】（1）我国家庭电路的电压是220V；（2）我国家庭电路的交流电的频率是50Hz；（3）用电器的金属外壳必须接地；（4）熔丝是用电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的，当电流过大时，它会因温度过高而熔断，保护电路。【解答】解：A、我国家庭电路的电压是220V，故A错误；B、我国家庭电路的交流电的频率是50Hz，故B正确；C、冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱的金属外壳接地，防止因外壳漏电而发生触电事故，故C正确；D、组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用；铜导线的熔点很高，当电流过大时，不能熔断起不到保护作用，容易引起火灾，故D错误。故选：BC。【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、积累，加强安全意识，学好电、用好电。（多选）17．（2分）实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（）A．将钢棒靠近小磁针，小磁针发生转动 B．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引 C．将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥开 D．将钢棒靠近放在桌面上的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑【分析】要判断钢棒是否有磁性，就要抓住钢棒有磁性与没有磁性的区别，从磁体的磁性等特点进行分析。【解答】解：A、将该钢棒靠近小磁针，小磁针被吸引，可能是二者都有磁性，且相互接触的一端为异名磁极；也可能是钢棒无磁性，而小磁针有磁性，故A不合题意；B、将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引，可能是异名磁极相互吸引；也可能是钢棒无磁性，是条形磁体吸引铁磁性物质，故B不合题意；C、将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥开，说明靠近的一定是同名磁极，即钢棒一定有磁性，故C符合题意；D、将钢棒靠近放在桌面上的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑，这是因为磁体可以吸引铁磁性物质，故D符合题意。故选：CD。【点评】理解磁体所具有的性质和磁极间的相互作用，才能确定钢棒是否有磁性。（多选）18．（2分）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（）A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 B．磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况 C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的 D．用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向【分析】磁感线是为了研究磁场方便假想的曲线；磁场中磁场方向可以根据放入该点的小磁针静止时N极所指方向判断，磁场看不见、摸不着，但是真实存在的。根据铁屑的分布可粗略判断磁场的特点，但不能显示磁场的方向。【解答】解：A、磁感线是为了研究方便引入的假想的有方向的曲线，是不存在的，故A错误；B、用磁感线可以形象地描述磁场的分布情况，便于人们进行研究，故B正确；C、磁场对放入其中的磁体能产生磁力的作用，磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；D、利用铁屑可以判断磁体周围磁场分布情况，但不能判断磁场的方向，故D错误。故选：BC。【点评】本题关键是明确磁感线的概念以及物理意义，更要明确磁感线的特点，属基础题。（多选）19．（2分）关于电磁现象及其应用，下列说法正确的是（）A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的 B．电动机工作时主要将机械能转化为电能 C．导体在磁场中运动一定会产生感应电流 D．发电机工作时主要将机械能转化为电能【分析】电动机的工作原理是通电的导体在磁场中受到力的作用工作的，电动机是将电能转化为机械能；闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线，产生感应电流，发电机就是利用电磁感应的原理工作的，工作时将机械能转化为电能。【解答】解：A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的，故A正确；B、电动机工作时主要将电能转化为机械能，故B错误；C、闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线，产生感应电流，故C错误；D、发电机就是利用电磁感应的原理工作的，工作时将机械能转化为电能，故D正确；故选：AD。【点评】发电机与电动机是电和磁这一部分涉及的非常重要的两个电学设备。要牢记两者的异同点：两者的构造相似，都是由线圈和磁场组成；两者能量转换正好相反：发电机是将机械能转化为电能，而电动机是将电能转换为机械能；两者的制成原理也不同：发电机是利用电磁感应现象制成的，电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。（多选）20．（2分）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，R0为定值电阻。当三个开关都闭合时，标有“6V3W”的小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6A，此时电路总功率为P1；当只闭合开关S、滑动变阻器R的滑片置于中点时，小灯泡L的功率为0.75W，此时电路总功率为P2；当只闭合开关S时，通过调节滑动变阻器R的滑片，电路总功率的最小值为P3；当只闭合开关S和S1时，此时电路总功率为P4。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列判断正确的是（）A．R0的阻值为10Ω B．R的最大阻值为24Ω C．P2：P3＝3：2 D．P1：P4＝6：5【分析】（1）当三个开关都闭合时，灯泡L与电阻R0并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合灯泡正常发光得出电源的电压，根据P＝UI求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流，根据欧姆定律求出灯泡和R0的电阻，利用P＝UI求出P1；（2）当只闭合开关S，滑动变阻器R的滑片置于中点时，滑动变阻器和灯泡串联，小灯泡L的功率为0.75W，根据P＝I2R计算此时通过电路的电流，根据欧姆定律和串联电路的特点求出滑动变阻器连入电路的电阻，利用P＝UI求出P2；（3）当只闭合开关S时，滑动变阻器的电阻全部连入电路，电路总功率的最小，根据串联电路的特点和P＝求出最小值电功率P3；然后即可求出P2：P3的比值；（4）当只闭合开关S和S1时，此时只有灯泡连入电路，根据灯泡的额定功率可知电路总功率为P4，然后即可求出P1：P4的比值。【解答】解：A、当三个开关都闭合时，灯泡L与电阻R0并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝6V；由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R0的电流：I0＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，由I＝可得，灯泡和R0的电阻分别为：RL＝＝＝12Ω，R0＝＝＝60Ω，故A错误；B、当只闭合开关S，滑动变阻器R的滑片置于中点时，滑动变阻器和灯泡串联，根据P＝I2R可得此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.25A，由I＝可得，总电阻为：R＝＝＝24Ω，根据串联电路的总电阻等于各分电阻的阻值之和可得：滑动变阻器连入电路的电阻：R中＝R﹣RL＝24Ω﹣12Ω＝12Ω，则R的最大阻值为：R＝2R中＝2×12Ω＝24Ω，故B正确；C、电路总功率为P2＝UI′＝6V×0.25A＝1.5W，当只闭合开关S，滑动变阻器的电阻全部连入电路，电路总功率的最小，则最大总电阻R总大＝R+RL＝24Ω+12Ω＝36Ω，则最小电功率P3＝＝＝1W，则P2：P3＝1.5W：1W＝3：2，故C正确；D、电功率P1＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，当只闭合开关S和S1时，此时只有灯泡连入电路，则电路总功率：P4＝PL＝3W，则P1：P4＝3.6W：3W＝6：5，故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用等，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。三、实验解答题（共48分，21、22、25题各2分，29题各6分，31题7分）21．（2分）如图所示，电能表的示数为2023.6kW•h。【分析】图中电能表读数时需注意，最后一位是小数，单位是kW•h；【解答】解：如图所示电能表的示数为2023.6kW•h。故答案为：2023.6。【点评】此题考查了电能表的读数，属基础题目。22．（2分）小海将可以自由转动的小磁针靠近条形磁体右端，小磁针静止时如图所示，则条形磁体的右端为S（选填“N”或“S”）极。【分析】磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。【解答】小磁针静止时，N极指向条形磁体的右端，根据异名磁极互相吸引的规律，条形磁铁的右端为S极。故答案为S。【点评】本题考查磁极间作用规律，属于基础题目。23．（6分）小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图1所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。（1）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中A点的磁场方向。（2）小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与电流方向有关。（3）如图2所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的A（选填“A”或“B”）端是N极。【分析】（1）小磁针静止时N极所指的方向为该处磁场的方向，由此确定A点的磁场方向；（2）通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；（3）通电螺线管的N极和S极通过安培定则进行判断：用右手握住螺线管，四指弯曲的方向跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端是通电螺线管的N极。【解答】解：（1）小磁针静止时N极所指的方向为该处磁场的方向，因此A点的磁场方向为水平向右，如图所示；；（2）实验中，只改变电流的方向，小磁针静止时N极指向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；（3）图2中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。故答案为：（1）见解析图；（2）电流方向；（3）A。【点评】本题考查了“探究通电螺线管外部磁场的分布”的实验，是电与磁相关的重要实验，应熟练掌握。24．（6分）小海用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，在实验桌上连接了部分实验电路，如图甲所示。（1）请你用笔画线表示导线，将图甲所示的电路连接完整。（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压。小海检查后发现导线完好且连接无误，则出现以上现象的原因可能是C。（选填选项前的字母）A.滑动变阻器断路B.滑动变阻器短路C.小灯泡断路D.小灯泡短路（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至某位置，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为0.75W。【分析】（1）用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，滑动变阻器应串联在电路中，且应上下各选一个接线柱连入电路；（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压，故障通常是与电压表并联的用电器断路；（3）电流表接入0～0.6A量程，故最小刻度为0.02A，根据指针偏转读出电流表的示数，在根据P＝UI计算小灯泡的额定功率。【解答】解：（1）“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，滑动变阻器应串联在电路中，且应上下各选一个接线柱连入电路，如图所示：（2）闭合开关S后，小灯泡L不发光且电流表无示数，但是电压表的示数较大且接近电源两端的电压，故障是与电压表并联的小灯泡断路，故选：C。（3）电流表示数为0.3A；小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W。故答案为：（1）；（2）C；（3）0.75.【点评】伏安法测灯泡电功率的实验考查电路连接、故障分析、电流表读数及额定功率的计算，属于基本实验考查。25．（2分）实验室有材质相同，直径分别为5mm、16mm、25mm的三种实心球形磁体若干。小海发现当两个直径相同的球形磁体吸在一起时，直径为25mm的最难分开。请根据此现象，提出一个可探究的科学问题：球形磁体的磁性强弱与其直径有关吗。【分析】磁体直径不同，直径越大，磁性越强，根据现象提出科学探究问题。【解答】当两个直径相同的球形磁体吸在一起时，直径为25mm的最难分开，根据实验现象可分析磁体的磁性可能与直径有关，故提出的科学问题：球形磁体的磁性强弱与其直径有关吗？故答案为：球形磁体的磁性强弱与其直径有关吗？【点评】本题考查根据现象提出可探究的科学问题，属于科学探究的基本要求。26．（6分）实验桌上有如下器材：一个保温烧瓶（烧瓶内装有适量的煤油、温度计和阻值一定的电阻丝R）、满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、若干导线。小海想利用这些器材探究“电流通过电阻时产生的热量与电流的关系”，如图所示是小海连接的电路。（1）小海要想完成此实验，还需添加的一个测量工具是停表。（2）实验过程中，电流通过电阻时产生热量的多少用温度计示数的变化来反映。（3）利用该实验中所用到的器材还可以探究“电流通过电阻时产生的热量与通电时间的关系”。【分析】（1）实验需要测量加热时间，需要用到停表；（1）温度计示数的变化反映了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少；（2）在该实验中应用了控制变量法，首先找到它们相同的物理量，再找到它们不同的物理量，便可知还可以探究电流通过电阻时产生的热量与什么因素的关系。【解答】解：（1）要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片来改变电路中的电流大小；实验中用停表来控制通电时间相同；（2）根据Δt＝可知，实验中应通过比较温度计示数的变化来比较电流通过导体时产生的热量的多少；（3）在不改变器材和电路连接的情况下，该实验方案还可以探究的问题是电流通过导体产生热量与通电时间的关系，即：在电阻R和电流I不变时，改变通电时间，比较电流通过电阻时产生热量的多少。故答案为：（1）停表；（2）温度计示数的变化；（3）通电时间。【点评】本题探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，考查转换法和控制变量法、归纳法的运用及串联电路的规律、焦耳定律的运用。27．（4分）小海为了探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，用铁钉作为铁芯，将表面涂有绝缘漆的细铜线绕在铁钉上，制成了一个电磁铁。如图所示，小海将该电磁铁与滑动变阻器等串联在电路中，利用该电路进行了两次实验，图乙中电流表的示数更大。（1）实验中是通过观察电磁铁吸引大头针的多少来比较电磁铁磁性强弱的。（2）通过观察如图所示的两次实验现象，可得出的实验结论是：电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。【分析】（1）电磁铁的磁性强弱通过吸引大头针的多少来反映，这种方法是转换法；（2）实验中电流大小不同，线圈的匝数相同，两电磁铁吸引大头针的数目不同，据此得出得出的实验结论。【解答】解：（1）电磁铁吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强，实验中是通过观察电磁铁吸引大头针的多少来比较电磁铁磁性强弱的；（2）实验中滑动变阻器接入电路的电阻不同，电路中电流大小不同，线圈的匝数相同，两电磁铁吸引大头针的数目不同，可得出的实验结论是：电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。故答案为：（1）电磁铁吸引大头针的多少；（2）电流大小。【点评】本题为探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验，主要考查转换法和控制变量法的应用。28．（4分）小海为了探究“感应电流的方向与导体的运动方向是否有关”，他选择用如图所示的装置进行实验。以下是他的实验步骤：①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向。②调换蹄形磁体的磁极，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置仍以速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的方向。根据以上实验过程，回答下列问题：（1）小海计划探究的自变量是导体的运动方向。（2）小海实际探究过程中存在的问题是没有控制磁场方向一定。【分析】（1）在电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线运动方向有关；分析步骤中变化的量，得出探究的因素；（2）探究感应电流方向与导体的运动方向关系时，要控制磁场方向不变，改变导体的运动方向方向，同时观察电流表指针的偏转方向，得到结论。【解答】解：（1）探究“在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割方向之间的关系”应该控制磁场方向不变，改变导体的运动方向，故小海计划探究的问题中的自变量是导体的运动方向；（2）实验中，调换蹄形磁体的磁极，改变导体的运动方向方向，没有控制磁场方向一定，没有控制好变量。故案为：（1）导体的运动方向；（2）没有控制磁场方向一定。【点评】本题考查了探究电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的运动方向之间的关系，难度不大。29．（6分）小海想要测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为R0的定值电阻各一个，开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。（1）请将实验步骤补充完整：①断开所有开关，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大；②只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数U1＝2.5V，记录U1；③保持滑片的位置不变，只闭合开关S和S2，读出电压表的示数U2，记录U2；（2）该小灯泡的额定功率PL＝（用测量量和已知量的符号表示）。【分析】（1）有电压表没有电流表，关键是正确找到灯泡正常发光的电流，根据电路图补充实验步骤；（2）设计电路时，要测出灯泡正常发光时，R0的电压，得到电路中电流，从而计算灯泡的额定功率。【解答】解②只闭合开关S和S1，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，调节变阻器的滑片P使电压表的示数U1＝2.5V，此时灯泡正常发光；③保持滑片P的位置不动，只闭合开关S和S2，此时灯泡L与滑动变阻器和R0串联，电压表测灯泡和R0两端电压，示数为U2；根据串联电路电压的特点得到R0两端的电压U0＝U2﹣U1；串联电路的电流：I＝＝；小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U1×＝。故答案为：（1）S1；（2）S2；（3）。【点评】本题特殊方法测量小灯泡的额定功率，在没有电流表的情况下，可设计已知电阻与灯泡串联，间接测量灯泡的额定电流，但要注意整个过程中不能改变电路的连接方式和滑动变阻器接入电路的阻值。30．（3分）小海在学习了电与磁的知识后，想设计一个实验电路来探测磁场的强弱，他利用符合要求的电源（两端电压恒为U）、电流表、开关、导线、定值电阻R0，以及一个阻值会随着外界磁场强弱发生改变的磁敏元件R组装了如图所示的电路。小海将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R，发现电流表的示数I逐渐变大。请分析并说明小海实验中所用磁敏元件R的阻值大小与磁场强弱的关系。【分析】闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，根据欧姆定律可知将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R时，电路总电阻的变化，根据串联电路电阻规律可知磁敏元件R的阻值变化，据此判断实验中所用磁敏元件R的阻值大小与磁场强弱的关系。【解答】答：闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，将条形磁体的一个磁极逐渐靠近磁敏元件R，发现电流表的示数I逐渐变大，根据欧姆定律可知电路总电阻变小，因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以磁敏元件R的阻值变小，即磁敏元件R的阻值随磁场的增强而减小。【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用，属于基础题。31．（7分）小海想要探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，阻值已知且不同的定值电阻6个，导线若干。请帮助小海完成实验设计。（1）画出实验电路图；（2）写出主要实验步骤；（3）画出实验数据记录表格。【分析】（1）根据P＝UI设计实验电路，电压表并联测定值电阻两端的电压，电流表测电流，用变阻器保持电路中电流不变；（2）根据电路设计连接电路，改变接入电阻，保持电流不变，分别测出电压，将电阻值和测量的电压记录在实验室数据记录表中；（3）根据设计的实验步骤，设计记录表。【解答】解：（1）根据P＝UI设计实验电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电流，用变阻器保持电路中电流不变，实验电路图如图所示：（2）实验步骤：①断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处；②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片滑至适当位置，读出电流表A的示数I，电压表V的示数U1，将I、R1和U1记录在实验数据记录表格中；③断开开关S，更换另一阻值定值电阻R2，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数仍为I，读出电压表的示数U2，将R2和U2记录在实验数据记录表中；④仿照步骤③，分别改变4次定值电阻阻值，用电压表分别测量相应电压的大小，分别将对应的R3、R4、R5、R6和U3、U4、U5、U6记录在实验数据记录表中；⑤利用公式P＝UI分别计算出电阻消耗的6次电功率，并分别记录在实验数据记录表中。（3）实验数据记录表：电流I/A电阻R/Ω电压U/V电功率P/W故答案为：见解答。【点评】本题考查电功率的测量、实验步骤、实验电路以及实验数据记录表的设计，有一定难度。四、科普阅读题（共4分）32．（4分）请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答32题。稳态强磁场实验装置ㅤㅤ2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强4