13．如图是一种太阳能背包，背包面上有一太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法正确的是 ( )
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能B．给蓄电池充电将内能转化为化学能
C．蓄电池放电时将化学能转化为电能D．小风扇工作时将电能转化为机械能【答案】ACD
【详解】A．太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的光子能量直接转化为电能，故A 正确；
B．给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B 错误；
C．蓄电池放电时通过电化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C 正确；
D．小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D 正确。故选ACD。
14．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，在所有元件都能安全工作的情况下，滑动变阻器R3的滑片P 从B 端向A 端移动。下列说法正确的是 ( )
A．R3的阻值变大B．电压表示数变小
C．电流表示数变大D．电路消耗的电功率不变【答案】BC
【详解】ABC．由图可知，电阻R1、R2和变阻器R3串联，电压表测量R2和R3的总电压，电流表测量电路中的电流；滑动变阻器R3的滑片P 从B 端向A 端移动，滑动变阻器R3接入电路中的长度变短，所以R3的阻值变小；则电路的总电阻变小，由 可知，电路中的电流变大，则电流表的示数变大；R1的电阻不变，通过R1的电流变大，则R1两端的电压变大，由串联分压特点可知，R2和R3两端的电压变小，所以电压表的示数变小，故BC正确，A 错误；
D．电源电压不变，电路中的电流变大，由P=UI 可知，电路消耗的电功率变大，故D 错误。故选BC。
15．如图所示是小明制作的一个利用电路测量托盘中物体重力的小仪器，其中R1是定值电阻，R2是粗细均匀的电阻丝，当托盘上不放任何重物时，滑片P 恰好处于a 端，托盘内物体的重力变大时，下列说法正确的是 ()
A．电流表示数变小B．R1两端电压变小
C．电压表示数变大D．电路消耗功率不变【答案】CD
【详解】A．由图可知，R1与变阻器的最大电阻串联，电流表测量电路电流，电源电压不变、电路中的总阻值不变，则电流表示数不变，故A 错误；
B．定值电阻与R2 的最大阻值串联，由分压原理可知，阻值不变，则R1两端电压不变，故B 错误；
C．电压表测量aP 两端的电压，托盘内物体的重力变大时，Rap 的阻值变大，由串联分压规律得到电压表示数变大，故C正确；
D．根据P = UI 可知电源电压不变，电流不变，则电路消耗的功率不变，故D 正确。故选 CD。
三、实验探究题（共28 分）
16．如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
(1)图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与的关系。
(2)图乙中通电相同时间，发现左侧U 形管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻，R5换为阻值（选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻。
【答案】(1)电阻；(2)小于
【详解】（1）由图甲可知，电阻丝R1、R2串联，则通过电阻丝R1、R2的电流相等，R1、R2的通电时间相等，电阻丝R1、R2的电阻大小不同，由此可知该实验装置控制了电流和时间相同，改变了导体的电阻大小，探究电流产生的热量与电阻大小之间的关系。
（2）为了使实验中两侧U 形管液面高度差更明显，可以增大通过R3 的电流，R3处于干路，故应减小电路中的电阻，可将R5的电阻换为小于5Ω的电阻。
17．为了测量一标有“3.8V”小灯泡的电功率，实验室可以提供的实验器材如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整（要求：滑片向右移，灯泡变亮）；
(2)小明同学认为，无需测量，也能计算出小灯泡的额定功率．他利用已经测量的其中一组数据，
计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R，再根据 计算小灯泡在3.8V电压下的额定功率．那么按 此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比（选填“偏大”“偏小”或“相等”）；
(3)某实验小组由于电压表被损坏，又想出一种测量该小灯泡额定功率的方法，电路设计如图乙所示，其中R0为阻值已知的定值电阻，实验步骤如下：
①检查电路无误后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时，小灯泡正常发光；
②滑动变阻器滑片不动，断开S1，闭合S、S2 ，读出电流表的示数为I2 ；
③小灯泡的额定功率P =（用R0、I1、I2 表示）。
【答案】(1) ；(2)偏大；(3)I1R0(I2—I1 )
【详解】（1）要求滑片向右移灯泡变亮，即滑片右移时滑动变阻器接入电路电阻变小，所以应将滑动变阻器右下接线柱接入电路。从电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器（右下接线柱进，左上接线柱出）、灯泡、电流表，回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，如图所示：
（2）小灯泡的电阻随温度的升高而变大，用已经测量的其中一组数据，计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R小于小灯泡在额定电压下的电阻，再根据 计算小灯泡在3.8V 下的额定功率，则按 此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大。
（3）①断开S2，闭合S、S1，灯L与电阻R0并联，电流表测电阻R0 的电流，调节滑动变阻器滑片，直至电流表示数 时，小灯泡正常发光，小灯泡正常发光时的电压U额= I1R0 ；
②闭合S、S2 ，断开S1，灯L 与电阻R0 仍然并联，此时电流表测干路电流，因保持滑片位置不变，
电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律可得，小灯泡正常发光时的电流I额= I2 -I1
③小灯泡的额定功率P额 =U额I额 =U额(I2 -I1) =I1R1(I2-I1)
18．如图甲所示是小军“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验装置，所用电源电压为6V，滑动变阻器上标有“50Ω 2 A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中未完成的实物电路连接完整（导线不能交叉）。
(2)正确连接电路后，闭合开关S，小灯泡不发光，且电流表无示数，但电压表的示数较大，且接近电源电压。小军检查后，发现导线完好且连接无误，则出现这种现象的原因可能是___________（填字母）。
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)排除故障后，继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。
(4)在实验过程中发现，当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过小灯泡的电流也随之增大，小灯泡的亮度变亮，说明小灯泡的亮度取决于它的。
【答案】(1) ；(2)C；(3)0.8；(4)实际功率
【详解】（1）电压表应并联在小灯泡两端，因小灯泡额定电压2.5V，选量程0~3V，将电压表“3”
接线柱与小灯泡右端接线柱相连，保证电流从正接线柱流入，如图所示：
（2）正确连接电路后，闭合开关S，小灯泡不发光，且电流表无示数，说明出现电路某处断路故障，电压表的示数较大，且接近电源电压，说明电压表两端到电源两极是通路，由于电压表并联在灯泡两端，故出现这种现象的原因可能是小灯泡断路。故C 符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3） 排除故障后，继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32 A = 0.8W
（4） 当小灯泡两端电压逐渐增大，通过的电流也随之增大时，根据公式P=UI，实际功率会增大。实际功率越大，小灯泡亮度变亮，所以小灯泡的亮度取决于它的实际功率。
19．小鸣同学按如图所示的电路，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长。
(1)实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察反映出来的。
(2)实验中，可观察到（填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快。
(3)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶甲中煤油换成与其相等的水，并将电热丝RA换成的电热丝。测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t煤油，请用提供的符号写出煤油比热容的表达式：c煤油=。（已知水的比热容为c水）
【答案】(1)温度计升高的示数；(2)甲；(3) 质量 与RB阻值相等ct(水)煤(油(t水)- 0(t)0)
【详解】（1）电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数变化反映出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化，本实验应用了转换法。
（2）由题意知，甲乙中的镍铬合金丝的材料相同，横截面积相同，甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长，则甲中的镍铬合金丝的电阻大，由于甲乙串联在电路中，电流和通电时间相同，电阻丝的阻值越大，产生的热量越多，故甲中产生的热量多，温度计示数升高得更快。
（3）[1][2][3]根据控制变量法的思想，要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，所以，应将烧瓶甲中煤油换成与其质量相等的水，把电热丝RA换成与RB阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和煤油吸收的热量相同。因为Q水吸热=Q煤油吸热
所以c水m(t 水-t0)=c煤油m(t 煤油-t0)；则煤油的比热容c煤油
20．如图所示，在测量小灯泡的电功率的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻大约10Ω)、滑动变阻器R1“10Ω 0.5A”和R2“20Ω1A”各一个、电流表（0~0．6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（连线不得交叉）；
(2)本实验中小明对滑动变阻器的选择是（选填R1 或R2）。
(3)小明将电路连接好后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表指针偏转超过最大刻度，则出现的故障可能是；
(4)排除故障，闭合开关，移动滑片发现电压表示数为2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动；当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额 定功率是W；
(5)若此实验的电流表损坏，小明在原有器材基础上，增加了一个阻值为R0 的定值电阻和两个开关，
设计了图丙所示的电路，顺利完成测小灯泡额定功率的实验（设小灯泡的额定电压为U0 ），实验 步骤如下：
①如图连接电路；
②闭合S1、S2 ，断开S3，移动滑动变阻器滑片P，记下；
③闭合S1、S3，断开S2，记下电压表示数U；
④断开开关，整理器材。小灯泡额定功率的表达式P =。
【答案】(1) ；(2)R2 ；(3)小灯泡开路；(4) 左0.75(5) 电压表示数U0 ，保持滑动变阻器滑片不动
【详解】（1）在测量小灯泡的电功率的实验中，连接电路时，把小灯泡，电流表，滑动变阻器串
联，电压表要并联在灯泡两端，且保证电流“正入负出”，电路如图。
（2）电源电压6V，灯泡正常发光时，灯泡两端电压UL= 2.5V此时滑动变阻器两端电压U滑 = U-UL= 6V-2.5V =3.5V
灯泡电阻约为RL = 10Ω ,根据串联电路电流规律 滑动变阻器需要连入的阻值约为R滑 所以滑动变阻器应该选择R2。
（3）小明将电路连接好后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电路中没有电流，应该是断路性故障；电压表指针偏转超过最大刻度，说明电压表两个接线柱到电源间是；连通的，则出现的故障可能是小灯泡开路。
（4）[1]闭合开关，移动滑片发现电压表示数为2V，要测量小灯泡的额定功率，需要把灯泡两端电压调为2.5V，应将滑片向左移动，使变阻器连入的阻值变小，变阻器分的电压变小，灯泡两端电压才能变大，滑片移到适当位置，灯泡两端电压为2.5V。
[2]当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表接0.6 接线柱，读数为0.3A，则小灯泡的额定功率是PL = ULIL = 2.5V×0.3A = 0.75W
（5）闭合S1、S2 ，断开S3，移动滑动变阻器滑片P，记下电压表示数U0保持滑动变阻器滑片不动；
闭合S1、S3，断开S2，记下电压表示数U；则R0两端电压为UR =U-U0
此时电流为
此灯泡的额定功率
21．学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
(1)在A、B 两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB 串联是为了控制和相同，实验时2的温度大于1的温度可得结论：；如果有秒表，利用该装置（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；
(2)如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进、。【答案】(1)电流 时间见解析可以
(2) 换质量相同的不同液体 换电阻一样的电热丝
【详解】（1）[1][2]由图可知，两电阻串联， 根据串联电路电流规律可知，通过两电阻的电流相
等。闭合开关，装置通电，两个电阻同时有电流通过，所以控制了时间相同。
[3]实验时2的温度大于1的温度，B 瓶中的电阻大于A 瓶中的电阻，由于电流和通电时间相同，可以得出结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
[4] 探究电热与电流的关系，应该加热时间和控制电阻一定，改变通过电阻的电流，由图可知，通过移动滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电流，用秒表计时，可以控制加热时间，故可以探究电热与电流的关系。
（2）[1][2]如用该装置探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，则应对器材作如下调整为使相同时间内放出的热量相同，应将两电阻丝的阻值换成相同的；探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，A、B 两烧瓶内应装初温和质量相等的不同种液体。
