广东省揭阳市榕城区2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
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一、单项选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)2022年6月3日,是我国的传统节日——端午节。下列关于端午节煮粽子的说法中错误的是( )
A.煮粽子的过程中,粽子的内能增大是通过热传递实现的
B.很远就能闻到煮熟的粽子香味是因为分子不停地做无规则运动
C.刚出锅的粽子,不能用手直接拿,是因为粽子含有的热量太多
D.用高压锅煮粽子,利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理
2.(3分)逐梦星辰大海,探索永无止境。2022年6月5日10:44,长征二号F遥十四运载火箭助推神舟十四号发射成功,神舟十四号飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式,对接于天和核心舱径向端口,与天和核心舱及天舟三号、天舟四号货运飞船形成组合体。飞行任务期间两名宇航员将建成国家太空实验室,并开展一系列的科学实验。关于火箭、飞船和空间站,下列说法正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大
B.火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能
C.北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大
D.北斗导航卫星加速升空是由于受到惯性作用的缘故
3.(3分)电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,要求:中央处理器工作之前,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电动机仍能继续工作进行散热,下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(3分)如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,则电压表V1、V2示数之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.3:1
5.(3分)小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮。为了找出故障原因,小明把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光。故障原因可能是( )
A.进户线火线上的熔丝烧断
B.书桌边的插座与零线断开
C.进户线零线断了
D.书桌边的插座与火线断开
6.(3分)图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V
B.只闭合S1时,小灯泡L的电阻为2Ω
C.再闭合S2后,电流表的示数增加0.5A
D.再闭合S2后,在1min内电阻R产生的热量为48J
7.(3分)如图所示,L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”。灯丝电阻不变,电源电压3V.开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的电阻之比是2:1
B.L1和L2的电流之比是1:2
C.L1两端电压是2V
D.两灯消耗的总功率是1W
二、填空题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
8.(3分)在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。
(1)这盆水很热,这里的“热”是指 。
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指 。
(3)摩擦生热,这里的“热”是指 。
9.(3分)汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧210g汽油能放出 J的热量;若这些热量全部被水吸收,可使 kg的水,从20℃升高到43℃,一桶汽油和一杯汽油的热值 (“相同”或“不同”)。
10.(3分)如图所示,当一个带负电的物体甲靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。发生上述现象的原因是:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带 电(选填“正”或“负”);自由电子受到物体甲所带电荷的 作用移动到导体乙的一端(选填“吸引”或“排斥”);若将图中的物体甲换成带正电的物体,则导体乙的b端 (选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
11.(3分)在如图的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,电阻R出现断路,则小灯泡L (选填“变亮”“变暗”或“不变”“熄灭”),该电路中电流表的示数 ,电压表的示数 (以上二空选填“变大”“变小”或“不变”)
12.(3分)许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良造成的。当线路连接处接触不良时,该处的电阻将 (变大/不变/变小),由于电流的 效应导致局部过热,也可能引发火灾。在电路中安装熔断器 (能/不能)防止这种火灾事故的发生。
13.(3分)如图为旋转式变阻器的结构图,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中可以调节灯泡的亮度,应该和灯泡 联后接入;当接入a、b接线柱,顺时针旋转旋钮触片时,接入的电阻丝长度 (填“变长”或“变短”),灯泡亮度 (填“变亮”或“变暗”)。
14.(3分)如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 V,定值电阻R的阻值是 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
三、作图题(2分+2分+3分=7分)
15.(2分)根据如图1所示的实物连线图,请在图2虚线框内画出对应的电路图。
16.(2分)请在如图所示电路中的“〇”内填上电流表或电压表的符号,使两灯都能发光。
17.(3分)图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋转开关,单独控制台灯的通断和亮度,S2为单独控制电视插座的开关,请在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则
四、实验探究题(每空1分,共20分)
18.(6分)(1)如图1中电流表的读数是 A;如果接线的是另一个量程,则读数是 A,如图2是电能表此时读数是 kW•h,由铭牌参数可知,电能表的 电流为10A;
(2)如图3所示的电路中,电压表所用的量程不明。当电路闭合后,V1和V2的示数分别如图4,则L2两端的电压是 V;L1两端的电压是 V。
19.(7分)如图甲是小明同学探究“电流与电阻的关系”的电路图,电源电压为3V不变。
(1)请按电路图将实物图连接完整(要求滑片P向左滑时电路中的电流变小);
(2)小明连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表示数始终接近电源电压,原因可能是 (选填字母);
A.定值电阻断路
B.电流表坏了
C.滑动变阻器短路
D.定值电阻短路
(4)小明用四只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的电阻和一个滑动变阻器,来探究电流与电阻的关系。
①用5Ω的电阻实验时,当电流表示数为0.4A时,记录数据,他将电阻5Ω换成10Ω,滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,移动滑动变阻器滑片P的目的是 ;
②为保证四个电阻都能实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
20.(7分)如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的三套实验装置,甲、乙装置的两个透明容器中密封着等量的空气,丙装置的两个烧瓶中装有等质量的煤油。
(1)甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面 ;利用U形管中液面高度差来判断电流产生热量的多少,利用的实验方法是 。
(2)乙装置可探究电流产生的热量与 的关系。将此装置接到电源两端,通电一段时间,在 (选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。若通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
(3)某同学利用丙装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一个烧瓶中的煤油换成质量和初温相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 (选填“相等”或“不相等”),此实验中水和煤油吸热的多少是通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映的。
五、计算题(6分+7分=13分)
21.(6分)如图所示,小灯泡L上标有“2.5V,0.75W”字样,闭合开关S,小灯泡正常发光,电流表示数为0.7A。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)通过电阻R的电流;
(3)电阻R消耗的功率。
22.(7分)小明家电热水器铭牌标识为“220V 2200W”。由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作3min,发现电能表转盘转了300下,电能表规格如图所示。问:
(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少?
(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少?
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的电阻值为多少?
六、综合能力题(每空1分,共18分)
23.(6分)小亮做“测小灯泡电阻(电功率)”的实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了且电流表示数很大,产生这一现象的原因是:① ;② ;
(2)改正后,小亮移动滑片P,记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的U﹣I图像,根据图像提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻为 Ω,电功率为 W。
(3)通过本实验还可以得到:①灯丝电阻随 变化而变化;②灯泡亮度由 决定。
24.(6分)某油电混合动力汽车工作原理如图1所示,该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。汽车的某些参数如表所示。(燃油热值q=4.0×107 J/kg)
电机
50km/h匀速行驶时输出功率/kW
10
电池
最大储存电能/J
1.0×108
整车
质量/t
1
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,如图2所示是汽油机的 冲程,此时活塞 (选填“向上”或“向下”)运动,此冲程是利用 方式改变内能。
(2)若飞轮转速是2400r/min,则每秒对外做功 次。
(3)汽车中有如图3所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上。当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触。当汽车急刹车时, (填“红”或“绿”)灯亮。
25.(6分)阅读短文并回答下列问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为一次函数),图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω。该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是 (选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻.在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是 Ω。在探究电流与电压关系的实验中, (选填“能”或“不能”)用热敏电阻R1代替定值电阻。
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1端的电压随温度升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是30℃,此时电路中电流为 A,电源电压为 V。
2022-2023学年广东省揭阳市榕城区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.【解答】解:A、煮粽子是通过热传递的方式提高了粽子的内能,故A正确;
B、能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故B正确;
C、热量是过程量,可以说吸收、放出,但不能说含有,故C错误;
D、压锅内气压高,所以液体的沸点也会升高,故D正确。
故选:C。
2.【解答】解:A、火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的热值大,故A错误。
B、火箭升空过程中,燃料燃烧将化学能转化为内能,故B错误。
C、北斗导航卫星加速升空过程中,质量不变、速度增大,动能增大;质量不变、高度增大,重力势能增大,故C正确。
D、北斗导航卫星加速升空是受到燃气的推动力作用,故D错误。
故选:C。
3.【解答】解:
AD、开关闭合后,CPU至少与电动机同时工作;闭合支路开关后,电动机先不工作,不能做到中央处理器断电后,电动机仍能工作很长一段时间,来进行散热,故AD错误;
B、干路中开关闭合,电动机立刻工作;而CPU在支路开关的作用下后工作,当断开支路开关时,CPU不工作,电动机仍可工作,做到中央处理器断电后,电动机仍能工作一段时间,来进行散热,故B正确;
C、家用电路各用电器应并联,故C错误。
故选:B。
4.【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电阻R1两端电压,
电压表V2测两电阻的串联总电压;串联电路电流I处处相等,
∵I=,
∴===;
故选:C。
5.【解答】解:A、进户线火线上的熔丝烧断,台灯不会发光,故A错误;
B、书桌边的插座其中一个孔接火线,能使氖管发光,若零线断开,使得灯不能发光,故B正确;
C、进户线零线断,台灯不会发光,故C错误;
D、书桌边的插座与火线断开,不会使测电笔的氖管发光,故D错误。
故选:B。
6.【解答】解:AB、只闭合开关S1时,电路为灯泡L的简单电路,由图象可知,当IL=0.5A时,UL=4V,即电源电压为4V,故A错误;
由I=可知,此时灯泡的阻值:RL===8Ω,故B错误;
CD、再闭合开关S2时,灯泡L与R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,所以,UR=UL=U=4V,
由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知,此时通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之比,且通过灯泡的电流不变,因此电流表的示数增加0.2A,故C错误;
在1min内电阻R产生的热量:Q=W=URIRt=4V×0.2A×60s=48J,故D正确。
故选:D。
7.【解答】解:根据电路图可知,两灯泡串联;
A、根据P=知,
L1的电阻为:R1===3Ω;
L2的电阻为:R2===6Ω;
所以L1和L2的电阻之比为:==,故A错误;
B、因为串联电路电流处处相等,所以L1和L2的电流之比是1:1,故B错误;
C、电路的电流为I===A,
L1两端电压是:U1=IR1=A×3Ω=1V,故C错误;
D、两灯泡消耗的总功率为:P===1W,故D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
8.【解答】解:这盆水很热是反映水的冷热程度,所以这个“热”指温度;
物体吸热升温是指物体吸收热量时温度升高,故这里的“热”指热量;
摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能。
故答案为:温度,热量,内能。
9.【解答】解:m汽油=210g=0.21kg,
这些汽油完全燃烧所放出的热量:
Q放=m汽油q=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J;
由题知,Q吸=Q放=9.66×106J,
由Q吸=cm△t可得加热水的质量:
m===100kg。
热值是燃料的特性,不随燃料质量的改变而改变,所以一桶汽油和一杯汽油的热值相同。
故答案为:9.66×106;100;相同。
10.【解答】解:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带负电;
因同种电荷相互排斥,所以乙中自由电子会受到带负电的物体甲的排斥作用移动到导体乙的一端;
将图中的物体甲换成带正电的物体,因异种电荷相互吸引,所以乙中自由电子会受到带正电的物体的吸引,移动到导体乙的a端,使a端带负电,而b端因失去电子(失去负电荷)而带正电。
故答案为:负;排斥;带正电。
11.【解答】解:(1)小灯泡L和电阻R串联,电流只有一条路径,因此电阻R出现断路时小灯泡L会熄灭,电流表示数变为零;
(2)电压表原来测量电阻R两端的电压,其示数小于电源电压;灯L断路后,电压表通过灯L与电源两极串联,测量的是电源电压,因此示数变大。
故答案为:熄灭;变小;变大。
12.【解答】解:
(1)线路连接处由于接触不良,电流通过时受到的阻碍作用增大,因此该处的电阻增大;
由于电流的热效应,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流相同、时间相同的情况下,电阻增大,线路连接处产生了更多的热量,因此导致局部温度过高容易引发火灾。
(2)因为电阻增大时不会引起电路中的电流过大,所以在电路中安装熔断器不能防止这种事故的发生。
故答案是:变大;热;不能。
13.【解答】解:要改变灯泡的亮度,则滑动变阻器应与灯泡串联;
当接入a、b接线柱,顺时针旋转旋钮触片时,变阻器接入的电阻丝长度变长,变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗,原因是电流变小。
故答案为:串;变长;变暗。
14.【解答】解:由图甲可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,此时电压表和电流表的示数最大,
由图乙可知,电源的电压U=9V,此时电路中电流I=1.5A,
由I=可得,定值电阻的阻值:
R===6Ω;
(2)当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,
由图乙可知,电路的电流I′=0.5A,电压表的示数UR=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UR=9V﹣3V=6V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R滑===12Ω。
故答案为:9;6;12。
三、作图题(2分+2分+3分=7分)
15.【解答】解:电流从正极开始分支,一支经灯泡L1,另一支经开关S2、灯泡L2,然后两支汇合共同经过开关S1回到电源负极。如图所示:
16.【解答】解:读图可知,要使两灯泡同时发光,必须使电路中有两条电流的路径,电流从电源的正极出来后分成两条路径,分别经过两个灯泡,下面的电表与灯泡L2串联在支路中,为电流表;上面的电表与灯泡并联,为电压表,如图所示:
17.【解答】解:(1)火线先进开关,然后接入灯泡;而零线直接接入灯泡;
(2)开关S2应与插座串联,开关接在火线和电视插座之间。电路图如下图所示。
四、实验探究题(每空1分,共20分)
18.【解答】解:(1)电流表使用0—3A量程时,每个小格表示0.1A,每个大个表示1A,图1中电流表的示数为1A;如果接线的是另一个量程,则读数是0.2A,如图2是电能表此时读数是202.1kW•h,由铭牌参数可知,电能表的标定电流为10A。
(2)电压表V1测量的是串联电路的总电压,使用的是0—15V量程;总电压为U=6V,电压表V2测量的是灯泡L2两端的电压,使用的是0—3V量程,电压U2=2.5V;根据串联电路的电压规律,此时灯泡L1两端的电压为:U1=U﹣U2=6V﹣2.5V=3.5V。
故答案为:(1)1;0.2;202.1;标定;(2)2.5;3.5。
19.【解答】解:(1)电源电压为3V不变,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;滑片P向左滑时电路中的电流变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最左端;
(3)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路;电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是定值电阻断路,故选A;
(4)①实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左移动;
②用5Ω的电阻实验时,电流表示数为0.4A,定值电阻两端电压为UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V;实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的=0.5倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.5×30Ω=15Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;(3)A;(4)①左;控制定值电阻两端电压保持不变;②15。
20.【解答】解:(1)甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面相平;这里采用的物理研究方法是转换法。
(2)乙装置中,R3、R2并联后与R1串联,R1、R2的电阻相同,但通过的电流不同,可探究电流产生的热量与电流的关系。
其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的不相等。将此装置接到电源两端,通电一段时间,根据Q=I2Rt可知在左侧容器中产生的热量较多。若通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是装置漏气;
(3)某同学利用丙装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一个烧瓶中的煤油换成质量和初温相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻相等,此实验中水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。
故答案为:(1)相平;转换法;(2)电流;左;装置漏气;(3)相等;加热时间。
五、计算题(6分+7分=13分)
21.【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路电流,
由欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电流为:;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R的电流为:
IR=I﹣IL=0.7A﹣0.3A=0.4A;
(3)因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡正常发光,所以电阻R两端的电压UR=UL=2.5V,
电阻R消耗的功率 PR=URIR=2.5V×0.4A=1W;
答:(1)通过灯泡的电流为0.3A;
(2)通过电阻R的电流为0.4A;
(3)电阻R消耗的功率为1W。
22.【解答】解:(1)3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转,
所以,电能表转盘转300圈消耗的电能为:
W=kW•h=×3.6×106J=3.6×105J,
该电热水器的实际电功率:
P实===2000W;
(2)由P=UI=可得,该电热水器氧化电热丝的实际电阻值:
R实===24.2Ω;
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,需要并联一段新的电热丝,
并联电阻的功率为:
P并=P额﹣P实=2200W﹣2000W=200W,
并联的电阻为:
R并===242Ω。
答:(1)小明测得该电热水器的实际电功率是2000W;
(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是24.2Ω;
(3)并联的这段电热丝的电阻值为242Ω。
六、综合能力题(每空1分,共18分)
23.【解答】解:(1)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了且电流表示数很大,产生这一现象的原因是:①连接电路时开关未断开;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处;
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,从图中可小灯泡的额定电流为0.2A,根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻为:
RL===12.5Ω;
小灯泡的额定电功率为:
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;
(3)①由图像知电压变化比电流变化快,由R=知随着电压的变大,电流也变大,小灯泡的温度升高,电阻增大,即灯丝电阻随温度的变化而变化;
②随着电压的变大,电流也变大,根据P=UI知小灯泡的实际功率大,小灯泡变亮,即灯泡亮度由实际功率决定。
故答案为:(1)①连接电路时开关未断开;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处;(2)12.5;0.5;(3)温度;实际电功率。
24.【解答】解:(1)由图可知,两个气门都关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能,是利用做功的方式改变内能;
(2)已知飞轮转速为2400r/min=40r/s,说明飞轮1s转动40周,四冲程汽油机飞轮转动2周,燃料对外做功一次,所以1s汽油机对外做;
(3)当汽车急刹车时,由于惯性,滑块要保持原来的运动状态继续向前运动,使红灯与电源组成闭合电路,红灯亮。
25.【解答】解:(1)由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,所以热敏电阻R1为负温度系数热敏电阻;
在标准大气压下,将热敏电阻R1放入冰水混合物中时,热敏电阻R1的温度为0℃,其阻值为520Ω;
探究电流与电压关系时,应控制电阻的阻值不变,由于热敏电阻R1的阻值会随温度的升高而变小,不能保持电阻不变,所以探究电流与电压关系的实验中不能用热敏电阻R1代替定值电阻;
(2)由图丙可知,热敏电阻R1与定值电阻R2串联,测温时,保持定值电阻R2两端电压为0.20V时,即电路中的电流保持2mA不变,由于热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,根据U1=I1R1可知,当热敏电阻R1的温度升高时,通过热敏电阻R1的电流不变,热敏电阻R1的阻值变小,热敏电阻R1两端的电压变小,即热敏电阻R1两端的电压随温度升高而变小;
(3)由题意可知,电路中的电流保持2mA=2×10﹣3A不变,当V1表盘上显示的温度是30℃,由图乙可知,热敏电阻R1=280Ω,此时热敏电阻R1两端的电压U1=I1R1=2×10﹣3A×280Ω=0.56V,此时电源电压U=U1+U2=0.56V+0.2V=0.76V。
故答案为:(1)负;520;不能;(2)变小;(3)2×10﹣3;0.76V。
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