2020-2021学年湖北省武汉六中上智中学九年级(上)月考物理试卷(12月份)
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2020-2021学年湖北省武汉六中上智中学九年级(上)月考物理试卷(12月份)
1. 在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中正确的是( )
A. 欧姆定律揭示了导体中的电压与电流、电阻的关系
B. 电阻中有电流时它两端一定有电压
C. 当电阻一定时,导体的电压与电流成正比
D. 根据欧姆定律的变形公式R=UI可知:导体的的电阻随电压和电流的变化而变化
2. 如图所示的几种用电器正常工作时,电功率接近60W的是( )
A. 电热水器 B. 电风扇
C. 电饭锅 D. 电烤箱
3. 某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
①该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;
②序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1;
③序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的;
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系。
A. ①② B. ①④ C. ①②④ D. ①②③
4. 某型号酒精检测仪器的电路如图甲所示,图中R为酒精浓度敏感电阻,其阻值R与酒精浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变。用此仪器检测酒精浓度时,则下列说法正确的是( )
A. 酒精浓度增大时,电压表示数变小
B. 酒精浓度减小时,电流表示数变大
C. 酒精浓度增大时,电路消耗的总功率变小
D. 无论酒精浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
5. 如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中不正确的是( )
A. 小丽家家庭电路中的干路电流长时间不得超过40A
B. 小丽家上个月消耗的电能为101.1kW⋅h
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中用电器消耗的电能越多
6. 如图所示,甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气,所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上,来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是( )
①甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时,探究电热与电流的关系
②乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
③甲图中闭合开关后,A管中液面上升较快
④乙图中闭合开关后,A管中液面上升较快
A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有②③ D. 只有③④
7. 两个额定电压均为3V的小灯泡的I−U图象如图所示,如果将它们分别串联和并联在电路当中。在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作,则串联和并联时两个小灯泡的总功率分别是( )
A. 0.875W2.25W B. 2.25W0.875W C. 0.75W1.5W D. 1.5W0.75W
8. 图甲是一款车载USB充电器,工作原理如图乙,闭合S后稳压元件两端电压恒为U,可为手机等提供稳定的充电电压,汽车电源电压为,R为定值电阻,其消耗的电功率为P,则下列关于图象的变化正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A. 电压表V的示数变大
B. 电流表A2的示数变大
C. 电流表A1与电流表A2示数的比值变小
D. 电压表V与电流表A示数的比值变大
10. 如图所示是电阻甲和乙的U−I图象,下列说法中正确的是( )
A. 甲的电阻值保持10Ω不变
B. 乙的电阻值保持20Ω不变
C. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路中总电流为0.2A
D. 甲、乙串联在电路中,当电路中电流为0.2A时,甲的功率为0.8W
11. 如图所示的电路中,电源电压恒为5V,电压表V1、V2的量程均为0∼3V,电流表的量程为0∼0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,灯泡标有“2.5V1.25W”学样。闭合开关后,若要求三只电表的示数均不能超过所选量程,且灯泡两端电压不能超过其额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数的变化范围是0.4A∼0.5A
B. 整个电路的最大功率是3W
C. 灯泡的最小功率为1W
D. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω∼6Ω
12. 如图所示电路,电源两端电压和小灯泡的电阻保持不变,灯L上标有“8V6.4W”字样,滑动变阻器的最大电阻为10Ω.只闭合开关S2时,把滑片从某处滑到B端时通过灯泡L的电流之比为4:3,只闭合S1时,电阻R1消耗的功率为P1,若S1、S2、S3都闭合,滑片移到B端,电流表的示数为2A,电阻R1消耗的功率为P1′,已知:P1:P1′=1:4,下列判断错误的是( )
A. 电源电压为9V
B. R1的阻值为10Ω
C. 只闭合开关S2时,滑动变阻器消耗的最大功率为2.5W
D. 只闭合开关S2时,整个电路消耗的最小功率为5W
13. (1)小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示,则他家这段时间内消耗的电能为______kW⋅h。
(2)如图是小明家中电能表照片,其中“220V”表示______;“10A”表示______,小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时,电能表的表盘3min转了15r,则电冰箱功率为______W(保留一位小数)。
14. 1kW⋅h的电可供“220V 800W”的电饭锅正常工作______ h,它正常工作时,电流是______A(保留一位小数);假如电路中的电压降低到200V,电阻丝的电阻不变,这时电饭锅实际的电功率有为______W(保留一位小数)。
15. 张薇期末成绩考得好,爸爸奖励她一个新手机,张薇发现手机电池上标有“电压3.7V,容量3500mA⋅h”的字样,则它充满电后存储的电能为______J.经查,该手机的待机电流为20mA,则该手机最长待机时间为______h;可以在30min内快速充电80%,则充电电流为______A。
16. 小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表;
(3)小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是______,然后将10Ω的电阻接入电路,以此类推。根据实验数据,小明做出了电流与电阻的关系图象如图所示,根据实验图象判断,小明每次实验,控制电压表示数为______ V不变。
(4)小红在小明实验的基础上,又多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,他的错误是______;由此推断,小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为______的电阻。
17. 小张在“伏安法”测电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是______,闭合开关前,应向______端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该操作的是______(填序号)
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是______A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I一U图象如图丙中的A所示。
(4)分析图象A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会______。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I−U图象如图丙中的B所示。你认为错误的原因可能是______。
18. 小乐同学按图甲所示的电路图,探究“小灯泡的亮度和实际电功率的关系”。可用器材:标有2.5V字样的灯泡、电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器R1“20Ω1A”、R2“50Ω1A”、R3“100Ω0.1A”、电流表(量程为0∼0.6A、0∼3A)、电压表(量程为0∼3V、0∼15V)。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路(导线不许交叉)。
(2)小乐按照正确步骤操作后,闭合开关,移动滑片,电压表示数为2.2V,在甲电路图中,若要灯泡正常发光,则应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率为______ W。
(3)小乐又陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流,并填入表中,根据表中数据可知,小乐选择的滑动变阻器是______(选填“R1”、“R2”或“R3”)。
电压表的示数U/V
电流表的示数I/A
灯泡亮度
0.5
0.1
暗
1.0
0.2
较暗
1.5
0.26
较亮
2.5
0.3
亮
(4)根据实验数据和现象,小乐得出结论:小灯泡的实际功率越______(选填“大”或“小”),灯泡越亮。
19. 冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用。如图所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如表所示。求:
榨汁杯部分参数表
额定电压
220V
加热功率
300W
保温功率
80W
榨汁功率
66W
容量
300mL
(1)仅榨汁时的正常工作电流;
(2)R2的阻值;
(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%,给杯子盛满果汁并加热,使其温度升高30℃,需要加热多长时间。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、欧姆定律研究的是电流与电压、电阻的关系,故A错误;
B、根据U=IR可知,电阻中有电流时,则电阻两端一定有电压,故B正确;
C、根据欧姆定律知,当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比,故C错误;
D、导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,不能说导体的电阻随电压和电流的变化而变化,故D错误。
故选:B。
(1)欧姆定律是研究电流、电压、电阻间关系的定律,它是一条实验定律;
(2)导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关。
知道影响电阻大小的因素,导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关,但可以根据欧姆定律计算出电阻的大小。
2.【答案】B
【解析】解:A、电热水器的功率约为1000W∼3000W,故A不符合题意;
B、电风扇的功率较小,在60W左右,故B符合题意;
C、电饭锅的功率较大,一般在800W左右,故C不符合题意;
D、电烤箱的功率也比较大,一般在600W左右,故D不符合题意。
故选:B。
根据对各种电器功率的了解分析答题,找出符合要求的用电器。
本题是一道估算题,熟悉各种用电器的功率是正确解题的关键,平时要注意观察,积累一些常见数据。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题用“伏安法测电阻”,考查串联电路的规律、欧姆定律的运用、数据处理、控制变量法的运用等知识,综合性较强。
①由欧姆定律,分别求出待测电阻大小,取平均值作为测量结果;
②序号“3”的实验中,根据串联电路电压的规律,求变阻器的电压,根据分压原理分析;
③由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据求出变阻器连入电路的电阻;
④探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流电阻的变化关系,据此分析。
【解答】
①由欧姆定律,待测电阻R1=U1I1=2.0V0.21A≈9.52Ω,同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果,R=9.52Ω+10.00Ω+10.00Ω+10.20Ω4≈9.93Ω;即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;①正确;
②序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:8V−4V=4V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1;②正确;
③变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为:
,序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,③正确;
④探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,④错误;
只有①②③,
故选:D。
4.【答案】D
【解析】解:由图甲可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、由乙图可知,当酒精浓度增大时,酒精浓度敏感电阻R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;
B、同理可知,酒精浓度减小时,电流表示数变小,故B错误;
C、酒精浓度增大时,电源电压不变,电路中的电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C错误;
D、因电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,所以,不论酒精浓度增大还是减小时,电压表与电流表示数的比值不变,故D正确。
故选:D。
由图甲可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知酒精浓度敏感电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化,再根据欧姆定律得出电压表与电流表示数比值的变化。
本题考查学生对图象的认知及欧姆定律的使用,从图中得出气敏电阻的阻值与浓度的变化关系是本题的突破口。
5.【答案】C
【解析】解:A、电能表上所标220V是指电能表的工作电压,40A是指电能表平时工作允许通过的最大电流为40A,因此小丽家干路中的电流不得超过40A,故A正确;
B、小丽家上月消耗的电能为:5647.8kW⋅h−5546.7kW⋅h=101.1kW⋅h,故B正确;
C、指示灯闪烁320次消耗的电能:W=3201600×1kW⋅h=0.2kW⋅h=7.2×105J,故C错误;
D、1600imp/(kW⋅h)表示电路中每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,故D正确。
故选:C。
①“10(40)A”表示电能表的标定电流为10A,平时工作允许通过的最大电流为40A;
②小丽家某月消耗电能的计算方法:上月末电能表的示数减去上月初电能表的示数,读数时注意:最后一位是小数,单位kW⋅h;
③1600imp/(kW⋅h)表示电路中每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁1600次,据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能;
④电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少。
本题考查对电能表参数的理解,关键是要明白各参数的物理意义,还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
6.【答案】C
【解析】解:
①由图知,甲图中右侧是两个5Ω的电阻并联,然后与左侧5Ω的电阻串联,根据电路的特点可知,左右两部分的电流虽然相等,但右侧对空气加热的电阻丝上的电流只有左侧电流的一半;虽然左右两侧加热电阻的阻值相等,但流过加热电阻的电流不同,所以甲实验装置控制电阻和通电时间相同,探究电热与电流的关系,故①错误;
②乙图中两个阻值不同的电阻串联,分别对两容器的空气加热,根据串联电路的特点可知,通过的电流和通电时间是相等的,但电阻值不同,所以乙实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电流产生热的多少与电阻的关系,故②正确;
③甲图中闭合开关后,虽然左右两侧加热电阻的阻值相等,但流过加热电阻的电流不同,左侧电流大于右侧电流(即干路电流大于支路电流),根据Q=I2Rt可知,左侧电阻丝产生热量多,则左侧A管中液面上升比右侧B管中液面上升快,故③正确;
④乙图中两个阻值不同的电阻串联,通过的电流是相等的,右侧电阻的阻值较大,根据Q=I2Rt可知,右侧电阻产生的热量较多,则右侧空气的温度升高快,即左侧A管中液面上升比右侧B管中液面上升的慢,故④错误。
故选:C。
甲图中两个容器中的加热电阻的电阻值相等但电流不相等,乙图中两个容器内加热电阻的电阻值不相等,结合焦耳定律:Q=I2Rt分析即可。
该题探究电热与电阻、电流的关系,要求能正确分析电路,掌握串并联电路的特点。
7.【答案】A
【解析】解:两灯泡的额定电压均为3V,由图象可知,两灯泡的额定电流分别为I1=0.25A、I2=0.5A。
(1)因串联电路中各处的电流相等,且在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作,
所以,电路中的电流,
由图象可知,两灯泡两端的电压分别为U1=3V、U2=0.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两个小灯泡的总功率,故BCD错误;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯泡的额定电压均为3V,
所以,两灯泡并联时可以同时正常发光,此时电源的电压U′=3V,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两个小灯泡的总功率,故A正确。
故选:A。
由题意可知,两灯泡的额定电压均为3V,根据图象读出两灯泡的额定电流。
(1)两灯泡串联时通过它们的电流相等,根据题意求出电路中的电流,根据图象读出两灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点和P=UI求出两个小灯泡的总功率;
(2)两灯泡并联时它们两端的电压相等,结合两灯泡的额定电压可知它们可以同时正常发光,根据并联电路的电流特点和P=UI求出两个小灯泡的总功率。
本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
8.【答案】A
【解析】解:由欧姆定律和P=UI可得,R消耗的电功率:,显然R消耗的电功率P随电源总电压变化关系为二次函数图象,由数学知识知,图象为抛物线,并且开口朝上,故A正确,BCD错误。
故选:A。
根据串联电路特点、欧姆定律和P=UI表示出R消耗的电功率:,根据二次函数知识确定正确答案。
本题考查串联电路的规律及欧姆和电功率公式的运用,关键是得出R消耗的电功率P随电源电压变化关系的函数关系式,根据数学知识解决,体现了数学知识在物理中的运用。
9.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,
滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I=UR可知,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小,故B错误;
则电流表A1与电流表A2示数的比值变大,故C错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,
则电压表V与电流表A示数的比值变大,故D正确。
故选:D。
由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表V示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,然后判断电流表A1与电流表A2示数的比值变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步判断电压表V与电流表A示数的比值变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,利用好电源的电压不变和并联电路中各支路独立工作、互不影响特点是关键。
10.【答案】D
【解析】解:AB、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,
当甲两端电压为2V时,通过的电流为0.1A,由I=UR可得,甲的阻值:,故AB错误;
C、甲、乙并联在电路中时,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,,,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流,故C错误;
D、甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,,则甲的功率:。
故D正确。
故选:D。
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)由图象读出乙两端电压为2V时通过的电流,根据欧姆定律求出电阻;
(3)甲、乙并联在电路中,根据并联电路的电压特点读出当电源电压为2V时通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点得出电路中的总电流;
(4)甲、乙串联在电路中,根据串联电路的电压特点读出当电路电流为0.2A时甲电阻两端的电压,根据P=UI求出甲的电功率。
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
11.【答案】A
【解析】解:
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡标有“2.5V1.25W”字样,根据P=UI可得,灯泡的额定电流:
,
因为串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0∼0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,
所以电路中的最大电流为,
该电路的最大功率:
Pmax=UImax=5V×0.5A=2.5W,故B错误;
根据I=UR得灯泡的电阻:
,
此时电路中的总电阻R=UImax=5V0.5A=10Ω,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
;
(2)根据串联电路的分压特点可知,当电压表V2的示数最大为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,
则此时灯泡两端的电压:
,
电路中的最小电流:
Imin=ULRL=2V5Ω=0.4A,
所以电路中电流变化的范围是0.4A∼0.5A,故A正确;
灯泡的最小功率:PLmin=ULImin=2V×0.4A=0.8W,故C错误;
根据I=UR得滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
,
所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω∼7.5Ω,故D错误。
故选:A。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据灯泡铭牌上的数据,利用公式P=UI求出灯泡的额定电流;根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡的额定电流,然后根据P=UI求出电路中的最大电功率,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(2)根据串联电路的电压特点可知:当电压表V2的示数最大为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出电路中电流变化的范围,最后利用P=UI求出灯泡的最小功率;根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,即可得出滑动变阻器阻值变化的范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流,并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
12.【答案】A
【解析】解:(1)只闭合S1时,等效电路图如图1所示;若S1、S2、S3都闭合,滑片移到B端时,等效电路图如图2所示:
灯泡的电阻:
RL=UL2PL=(8V)26.4W=10Ω,
图1中的电流:
I1=URL+R1,
电阻R1消耗的功率:
P1=I1R1=(URL+R1)2R1=U2R1(RL+R1)2,
图2中,因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电阻R1消耗的功率:
P1′=U2R1,
所以,P1P1′=U2R1(RL+R1)2U2R1=(R1RL+R1)2=14=(12)2,
解得:R1=RL=10Ω,故B正确;
图2中,因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的总电阻:
,
电源的电压:
,故A错误;
(2)只闭合开关S2时,等效电路图如图3所示:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=URL+R2=10V10Ω+R2,
滑动变阻器消耗的功率:
P2=I2R2=(10V10Ω+R2)2R2=(10V)2(10Ω+R2)2R2=(10V)2(10Ω)2+20Ω×R22R2=(10V)2(10Ω)2−20Ω×R2+R22+40Ω×R2R2=(10V)2(10Ω−R2)2R2+40Ω,
当R2=10Ω,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为:
,故C正确;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路消耗的总功率最小,最小为:
,故D正确.
故选A.
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2R求出灯泡的电阻;只闭合S1时,灯泡L与R1串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出电阻R1消耗的功率;若S1、S2、S3都闭合,滑片移到B端时,电阻R1与滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和P=U2R求出电阻R1消耗的功率,利用两次电阻R1消耗的功率之比得出等式即可求出电阻R1的阻值,根据并联电路的电阻特点求出并联电路中的总电阻,利用欧姆定律求出电源的电压;
(2)只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,根据数据变形得出滑动变阻器消耗最大功率时的电阻,进一步求出滑动变阻器消耗的最大功率;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,根据电阻的串联和P=U2R求出整个电路消耗的最小功率.
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和判断出滑动变阻器消耗电功率最大时接入电路中的阻值.
13.【答案】41.8电能表在220V的电路中使用 电能表允许通过的最大电流为10A 100
【解析】解:(1)他家这段时间内消耗的电能:W=823.3kW⋅h−781.5kW⋅h=41.8kW⋅h;
(2)220V是指该电能表在220V的电路中使用;
10A是表示电能表允许通过的最大电流为10A;
表盘转15r电路消耗的电能:W′=15r3000r×1kW⋅h=0.005kW⋅h,
电冰箱的功率:P=W′t=0.005kW⋅h360h=0.1kW=100W。
故答案为:(1)41.8;(2)电能表在220V的电路中使用;电能表允许通过的最大电流为10A;100。
(1)电能表的读数方法:前、后两次示数之差即为某段时间内电路消耗的电能,读数时最后一位是小数,单位为kW⋅h;
(2)电能表参数的意义:220V是指该电能表要接在220V的电路中使用,10A是表示允许通过的最大电流为10A;
3000r/(kW⋅h)表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求出表盘转15r电路消耗的电能,然后根据P=Wt求出电冰箱的功率。
本题考查电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
14.【答案】1.253.6661.2
【解析】解:(1)电饭锅正常工作时的电功率:,由P=Wt可得,1kW⋅h的电可供“220V800W”的电饭锅正常工作的时间:;
(2)电饭锅正常工作时的电压:,由P=UI可得,正常工作时的电流:;
(3)根据P=UI=U⋅UR=U2R可知,电阻丝的电阻:;
电阻丝的电阻不变,当电路中的实际电压:时,电饭锅的实际电功率:;
故答案为:1.25;3.6;661.2。
利用P=Wt的变形公式可以求出电饭锅正常工作的时间;
利用P=UI可以计算出电饭锅正常工作的电流;
先求出电饭锅的电阻丝的电阻,然后利用P=UI=U⋅UR=U2R计算出电饭锅的实际功率。
本题考查的是用电器的实际功率与额定功率,注意电功率公式的灵活变形和电功率公式的推导,以及实际功率与实际电压的关系。
15.【答案】4.662×104 175 6
【解析】解:手机电池充满电后存储的电能:
W=UIt=3.7V×3500×10−3A×3600s=4.662×104J。
由I=Qt得,该手机最长待机时间:
t′=QI′=3500mA⋅h20mA=175h;
(3)由题意可得,30min内的充电量(电荷量):
Q=3500mAh×80%=2800mAh=2.8A×3600s=10080C,
则充电电流:
I=Qt=10080C30×60s=6A。
故答案为:4.662×104;175;6。
(1)知道电压和容量,根据W=UIt求出手机电池充满电后存储的电能;
(2)知道待机电流和电池容量,根据I=Qt求出该手机最长待机时间;
(3)求出在30min内充电量(电荷量),利用I=Qt求充电电流。
本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算,电流的计算,关键是明白手机电池容量的含义,计算时注意单位要统一,难度不大。
16.【答案】断开开关,将变阻器最大电阻连入电路 2.5更换电阻后,没有调节变阻器的滑片控制电阻的电压不变 20Ω
【解析】解:(1)原电路中,电压表串联在电路中,电流表与电阻并联是错误的,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,如下所示:
(3)要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,所以小明用5Ω的电阻做完实验后,将开关断开,滑动变阻器的滑片移到最左端,然后将10Ω的电阻接入电路;
由图像知电阻两端的电压为:
UV=IR=0.1A×25Ω=-----=0.5A×5Ω=2.5V,小明每次实验,控制电压表示数为2.5V不变;
(4)小红在小明实验的基础上,又多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,由欧姆定律知,电阻的电压:
U′=I′R′=0.1A×32Ω=3.2V,故他的错误是:更换电阻后,没有调节变阻器的滑片控制电阻的电压不变;
由欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
,
在此之前的实验中,定值电阻的电压是变阻器电压的2.5V3.5V=57倍,由分压原理,原来电阻:,由此推断,小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为20Ω的电阻。
故答案为:(1)如上所示;(2)断开开关,将变阻器最大电阻连入电路;2.5;(3)B;(4)更换电阻后,没有调节变阻器的滑片控制电阻的电压不变;20Ω。
(1)电阻与变阻器串联,电压表与电阻并联;
(3)连接电路时,开关要断开,将变阻器最大电阻连入电路;
研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由图丙得出电阻两端的电压;
(4)根据已知条件求出电阻的电压,根据控制变量法分析,
由欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻,在此之前的实验中求出定值电阻的电压是变阻器电压的倍数,由分压原理求出原来的电阻大小。
本题研究电流与电阻的关系,考查电路的连接、实验的操作过程、控制变量法和串联电路的规律及欧姆定律的运用。
17.【答案】R=UI AD0.26变大 变大 电压表并联在变阻器两端了
【解析】解:
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是R=UI,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,故应向A端调整滑动变阻器的滑片;
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,可能是电路断路,或灯短路,或电路的电流过小,故应先观察电流表和电压表是否有示数,若两表都没有示数,可能整个电路断路,若电压表有示数,电流表没有示数,可能是灯断路;若电流表有示数,电压表没有示数,可能是电压表或灯短路了,据此再确定下面的操作,选D;
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流值是0.26A.这时,灯丝突然烧断,电压表串联在电路中测电源电压,由串联电路电压的规律,则电压表的示数变大;
(4)由图象A可知,当电压为0.5V、1V、2.5V时,对应的电流约为0.1A、0.15A和0.25A,由欧姆定律,
R1=U1I1=0.5V0.1A,同理,R2=6.7Ω,R3=10Ω,故当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会变大;
(5)当电路的电流变大时,由欧姆定律,灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,根据如图丙中的B的I−U图象知,错误的原因可能是:电压表并联在变阻器两端了。
故答案为:(1)R=UI;A;(2)D;(3)0.26;变大;(4)变大;(5)电压表并联在变阻器两端了。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是R=UI;闭合开关前,为保护电路,变阻器连入电路的电阻最大;
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,分析可能的原因,确定接下来首先应该的操作;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
分析电路的连接,由串联电路电压的规律分析电压表的示数变化;
(4)由图象A可知,当电压为0.5V、1V、2.5V时可知对应的电流,由欧姆定律得出对应的电阻大小,据此回答;
(5)当电路的电流变大时,由欧姆定律可知灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,根据如图丙中的I−U图象分析错误的可能原因。
本题用“伏安法”测电阻实验,考查实验原理、电路分析、电流表读数、电阻计算、影响电阻大小的因素和反常现象的分析。
18.【答案】A0.75R2 大
【解析】解:(1)由电路图知,滑动变阻器应一上一下与灯泡串联,灯泡额定电压2.5V,所以电压表应选择0−3V量程与灯泡并联,如图所示:
(2)电压表示数2.2V,即灯泡两端电压2V,为测灯泡的额定功率,根据串联电路的分压特点,应将滑片向A端移动,以减小变阻器连入电路的电阻从而减小其分得电压,使灯泡两端电压增大到2.5V;
灯泡正常发光时电流为0.3A,所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)由表格第1次实验数据可知,小灯泡电压最小为0.5V时,通过的电流最小为0.1A,此时滑动变阻器接入阻值最大;
由串联电路特点和欧姆定律可得滑动变阻器连入阻值:R=URI1=U−ULI1=4.5V−0.5V0.1A=40Ω,根据给出的滑动变阻器规格可知,应选择滑动变阻器R2;
(4)根据实验数据和灯泡亮度可得结论:小灯泡电压越大,通过的电流越大,其实际功率越大,灯泡越亮。
故答案为:(1)见上图;(2)A;0.75;(3)R2;(4)大。
(1)根据电路图连接实物,由灯泡的额定电压确定电压表量程;
(2)灯泡两端电压等于额定电压时正常发光,根据电压表示数,结合串联电路的分压原理分析滑片的移动方向;根据P=UI计算功率;
(3)根据串联的特点和欧姆定律计算滑动变阻器连入电路的最大阻值,从而选择其规格;
(4)小灯泡实际功率越大,小灯泡越亮。
本题是探究“小灯泡的亮度和实际电功率的关系”的实验,考查了实物图连接、实验的操作、电功率计算、器材的选择以及通过实验数据总结结论等,综合性强。
19.【答案】解:
(1)由P=UI可得,仅榨汁时的正常工作电流:
;
(2)由电路图可知,只闭合S2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,总功率最小,处于保温状态,
同时闭合S2、S3时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,处于加热状态,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,R2的电功率:
,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=UI=U2R可得,R2的阻值:
R2=U2P2=(220V)2220W=220Ω;
(3)给杯子盛满果汁时果汁的体积:
V=300mL=300cm3,
由ρ=mV可得,果汁的质量:
,
果汁吸收的热量:
,
由可得,榨汁杯消耗的电能:
,
由P=Wt可得,需要的加热时间:
。
答:(1)仅榨汁时的正常工作电流为0.3A;
(2)R2的阻值为220Ω;
(3)给杯子盛满果汁并加热,使其温度升高30℃,需要加热160s。
【解析】(1)根据表格数据可知榨汁功率,根据P=UI求出仅榨汁时的正常工作电流;
(2)由电路图可知,只闭合S2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,总功率最小,处于保温状态;同时闭合S2、S3时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,处于加热状态,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,R2的电功率等于加热功率减去保温功率,根据并联电路的电压特点和P=UI=U2R求出R2的阻值;
(3)根据ρ=mV求出给杯子盛满果汁时果汁的质量,利用求出果汁吸收的热量,再根据求出榨汁杯消耗的电能,最后根据P=Wt求出需要的加热时间。
本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、效率公式、电功公式的综合应用,正确判断出榨汁杯处于不同状态时电路的连接方式是关键。
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