2023年内蒙古乌海二中中考物理段考试卷(3月份)(含答案)
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2023年内蒙古乌海二中中考物理段考试卷(3月份)
一、选择题(每题3分,共计45分)
1.(3分)近三年来的新冠疫情为我们带来了很多不便,下列对于疫情防控知识理解正确的是( )
A.新冠病毒不是由分子构成的
B.病毒通过飞沫传播是一种扩散现象
C.戴口罩可以防止疫情传播是因为口罩分子间没有间隙
D.出现发烧症状说明人体内分子热运动更剧烈
2.(3分)下面是小里同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是( )
A.正在熔化的冰,内能增大
B.具有机械能的物体一定具有内能
C.温度越高的物体含有的热量越多
D.某物体的温度升高时,内能一定增加,但不一定吸收了热量
3.(3分)科技小组的同学们准备制作“可调节台灯”,他们准备了电源、开关、导线以及如图所示的电位器(变阻器)。其中电位器中电阻丝的材料可以选用( )
A.玻璃 B.石墨 C.塑料 D.橡胶
4.(3分)下列关于电学知识说法正确的是( )
A.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B.若空气开关“跳闸”,一定是使用了大功率用电器
C.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
D.使用三脚插头和三孔插座的目的,是将用电器的金属外壳与大地相连
5.(3分)小敏学习物理之后,养成了节约用电的好习惯,她总是随手关闭不必要使用的家用电器。每多关闭一个家用电器,电路里变大的物理量是( )
A.总电流 B.总电压 C.总功率 D.总电阻
6.(3分)下列家用电器的有关数据,最符合实际的是( )
A.电视遥控器的工作电流为1A
B.洗衣机的工作电压为220V
C.电冰箱的工作电压为380V
D.空调制冷功率约为10W
7.(3分)电网连着千万家,安全系着你我他。关于家庭电路及安全用电,下列说法正确的是( )
A.控制电灯的开关必须接在火线与电灯之间
B.发现空气开关跳闸后,应该立即重新合上
C.使用验电笔时,手不必接触笔尾金属部分
D.发现有人触电,立即用手把他拉离带电体
8.(3分)超市的商品上贴有软磁条,消费者如果不买单,直接走出超市,软磁条没有消磁,防盗报警器上的检测头就会有电流产生,导致报警器响起。下图中与此工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(3分)小明要设计一款电热水壶,能实现自动抽水和加热,且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻,它的阻值为20Ω
B.电阻甲和乙的阻值不可能相等
C.当电阻甲和乙串联接在6V电源上时,乙的电阻为20Ω
D.当电阻甲和乙并联接在6V电源上时,干路电流为0.6A
11.(3分)常用的某款手持式电子测温仪如图甲,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路的总功率就越小
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
12.(3分)如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为16W.电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。则L1、L2两灯灯丝电阻之比是( )
A.1:3 B.4:3 C.3:1 D.3:4
13.(3分)如图,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列分析正确的是( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
14.(3分)将甲、乙两灯并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,现在把两灯串联接入照明电路中,已知灯丝电阻均保持不变,则下列说法正确的是( )
A.甲灯的功率一定比乙灯大
B.甲灯一定比乙灯亮
C.甲灯的电阻比乙灯大
D.甲灯两端的电压比乙灯两端的电压小
15.(3分)如图甲中电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列正确的是( )
A.电源电压为4V
B.定值电阻R0阻值为20Ω
C.滑动变阻器的最大阻值是20Ω
D.当滑动变阻器的滑片向左移,电流表示数变大,电压表示数变大
二、实验题(每空2分,作图2分,共38分)
16.(12分)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为0.48A、0.24A、0.24A。为了 ,接下来应更换多组 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验。
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式,电流分别用IA、IB、IC表示)。
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.3A,观察到A处电流表指针位置如图2所示,则A处电流大小为 A,B处电流大小为 A。
17.(12分)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω,1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 (只填序号)。
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
(2)小海将10Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如2图所示,记为 V,并记录电流表的示数;接着保持滑片位置不变,将电阻换为25Ω后,为保证 表的示数不变,应向 (选填“左”或“右”)移动滑片。
(3)通过实验得到电流随电阻变化的图象如图3所示,可得到的结论是: 。
(4)在小海实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过 Ω。
18.(14分)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)请将如图甲中电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮)
(2)闭合开关前,应将滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)移动。
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,画出如图丙所示的I﹣U图象,从图象可算出小灯泡的额定功率为 W。
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R阻值已知,小灯泡的额定电压为U额),请补充完整实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 。
② ,读出此时电压表示数为U0。
③则小灯泡额定功率的表达式P额= (用U额、R、U0表示)。
三、计算题(19题8分,20题9分,共17分)
19.(8分)如图所示,已知电源电压恒为8V,小灯泡上标有“6V 3W”。
(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。
20.(9分)如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数,当养生壶正常工作时,
求:(1)养生壶正常工作的电流。
(2)若该养生壶的加热效率为80%,在标准大气压下,将初温是12℃的一壶水烧开,需要多长时间。[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽同学利用所学习的物理知识,合作测量养生壶的实际功率。电能表上标着“1200r/(kW•h)”,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让养生壶接入电路中烧水,2min电能表的转盘转了40r,求电养生壶的实际功率。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
2023年内蒙古乌海二中中考物理段考试卷(3月份)
(参考答案与试题解析)
一、选择题(每题3分,共计45分)
1.(3分)近三年来的新冠疫情为我们带来了很多不便,下列对于疫情防控知识理解正确的是( )
A.新冠病毒不是由分子构成的
B.病毒通过飞沫传播是一种扩散现象
C.戴口罩可以防止疫情传播是因为口罩分子间没有间隙
D.出现发烧症状说明人体内分子热运动更剧烈
【解答】解:A.新冠病毒是由大量的分子组成的,故A错误;
B.新型冠状病毒能通过飞沫传播,飞沫肉眼可以看到,不属于分子,所以飞沫传播的过程不属于扩散现象,故B错误;
C.分子和分子间存在着间隙,由于带电体能够吸引轻小物体,因为口罩中间层的熔喷布是一种超细的静电纤维,能够有效利用静电吸附轻小的飞沫,阻止病毒传播,所以戴口罩可以防止疫情传播,故C错误;
D.出现发烧症状时,人体温度升高,人体内分子热运动更剧烈,故D正确。
2.(3分)下面是小里同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是( )
A.正在熔化的冰,内能增大
B.具有机械能的物体一定具有内能
C.温度越高的物体含有的热量越多
D.某物体的温度升高时,内能一定增加,但不一定吸收了热量
【解答】解:
A、正在熔化的冰吸收热量,温度不变,内能增加,故A正确;
B、一切物体都具有内能,具有机械能的物体一定具有内能,故B正确;
C、热量是过程量,描述它的术语是“吸收”或着“放出”,不能用含有,故C错误;
D、某物体的温度升高时,物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是从外界吸收了热量,故D正确。
故选:C。
3.(3分)科技小组的同学们准备制作“可调节台灯”,他们准备了电源、开关、导线以及如图所示的电位器(变阻器)。其中电位器中电阻丝的材料可以选用( )
A.玻璃 B.石墨 C.塑料 D.橡胶
【解答】解:玻璃通常状态下是绝缘体,塑料和橡胶是绝缘体,无法作为电阻丝的材料;故电阻丝的材料应选择石墨。
故选:B。
4.(3分)下列关于电学知识说法正确的是( )
A.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B.若空气开关“跳闸”,一定是使用了大功率用电器
C.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
D.使用三脚插头和三孔插座的目的,是将用电器的金属外壳与大地相连
【解答】解:A、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B、若空气开关“跳闸”,说明电路中电流过大,可能是总功率过大,也可能是电路中发生了短路,故B错误;
C、电能表是测量用电器消耗电能(电流做功)多少的仪表,故C错误;
D、使用三脚插头和三孔插座,多出的那个孔是用来接地线的,当用电器的三脚插头插入时,用电器的金属外壳通过三孔插座与大地相连通,如果金属外壳漏电,地线将人体短路,防止人触电,故D正确。
故选:D。
5.(3分)小敏学习物理之后,养成了节约用电的好习惯,她总是随手关闭不必要使用的家用电器。每多关闭一个家用电器,电路里变大的物理量是( )
A.总电流 B.总电压 C.总功率 D.总电阻
【解答】解:家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,
因家庭电路的电压不变,所以,每多关闭一个家用电器,总电压不变,故B不符合题意;
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,每多关闭一个家用电器,电路的总功率变小,故C不符合题意;
由P=UI可知,电路中的总电流变小,故A不符合题意;
由I=知,电路中的总电阻变大,故D符合题意。
故选:D。
6.(3分)下列家用电器的有关数据,最符合实际的是( )
A.电视遥控器的工作电流为1A
B.洗衣机的工作电压为220V
C.电冰箱的工作电压为380V
D.空调制冷功率约为10W
【解答】解:A、电视遥控器的工作电流约为15mA,故A错误;
BC、洗衣机、电冰箱的工作电压都为220V,故B正确,C错误;
D、空调制冷功率约为1000W,故D错误;
故选:B。
7.(3分)电网连着千万家,安全系着你我他。关于家庭电路及安全用电,下列说法正确的是( )
A.控制电灯的开关必须接在火线与电灯之间
B.发现空气开关跳闸后,应该立即重新合上
C.使用验电笔时,手不必接触笔尾金属部分
D.发现有人触电,立即用手把他拉离带电体
【解答】解:A、开关与被控制的灯泡串联,为了安全,开关应接在火线与灯泡之间,故A正确;
B、发现空气开关跳闸后,应该检查跳闸原因,等处理好故障后才能合上空气开关,故B错误;
C、使用验电笔时,手必须接触笔尾金属部分,使电路通过人体到大地上,形成一个回路,才能检测是否有电,故C错误;
D、人是导体,有人触电,用手去拉,间接接触火线,会发生触电事故。这种操作是错误的,故D错误。
故选:A。
8.(3分)超市的商品上贴有软磁条,消费者如果不买单,直接走出超市,软磁条没有消磁,防盗报警器上的检测头就会有电流产生,导致报警器响起。下图中与此工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:消费者如果不买单,直接走出超市,软磁条没有消磁,防盗报警器上的检测头就会有电流产生,这是电磁感应现象;
A、该实验中无电源,是探究电磁感应现象的实验,与题中报警器的工作原理相同,故A符合题意;
B、该装置中有电源,通电导体在磁场中受力而运动,反映了电动机的工作原理,故B不符合题意;
C、该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,故C不符合题意;
D、该实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:A。
9.(3分)小明要设计一款电热水壶,能实现自动抽水和加热,且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、电动机M与R并联,每个开关与一个电路元件串联,抽水和加热互不影响,A正确;
BC、S1控制整个电路,只有闭合S1,M(R)工作时,再闭合S2,R(M)才能工作,不符合题意;
D、S1控制整个电路,两用电器串联,只闭合(断开)S1,M和R同时工作(停止工作);
再闭合S2,M短路,M不能工作,只有R工作,不符合题意;
故选:A。
10.(3分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻,它的阻值为20Ω
B.电阻甲和乙的阻值不可能相等
C.当电阻甲和乙串联接在6V电源上时,乙的电阻为20Ω
D.当电阻甲和乙并联接在6V电源上时,干路电流为0.6A
【解答】解:
A、由图可知,甲对应的电流和电压成正比,则甲为定值电阻,而乙对应的电流和电压不成正比,所以乙不是定值电阻,故A错误;
B、由图像可知,当电阻甲和乙两端的电压都为6V时,通过的电流都为0.3A,根据R=可知此时甲、乙的阻值相等,即电阻甲和乙的阻值可能相等,故B错误;
C、当电阻甲和乙串联接在6V电源上时,因串联电路中各处电流相等,则由图像可知,当电路中的电流为0.2A时,R甲两端的电压为4V,R乙两端的电压为2V,则总电压为U′=U甲+U乙=4V+2V=6V,符合题意,
根据欧姆定律可得此时乙的电阻为R乙===10Ω,故C错误;
D、当电阻甲和乙并联接在6V电源上时,因并联电路各支路两端电压相等,则由图像可知,通过R甲、R乙的电流都为0.3A,由并联电路的电流特点可知干路电流为I=I甲+I乙=0.3A+0.3A=0.6A,故D正确。
故选:D。
11.(3分)常用的某款手持式电子测温仪如图甲,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路的总功率就越小
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
【解答】解:
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数(电压表的示数)也会变大,由分压原理可知,热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C、被测者体温越高,热敏电阻的阻值越大,电路的总电阻越大,由I=可知,电路的电流越小,根据P=UI可知,电路消耗的功率越小,故C正确;
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压越小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:C。
12.(3分)如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为16W.电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。则L1、L2两灯灯丝电阻之比是( )
A.1:3 B.4:3 C.3:1 D.3:4
【解答】解:只闭合开关S时,两灯串联,灯L1的功率为9W;
断开开关S,闭合S1、S2时,两灯并联,灯L1的功率为16W;
设两灯串联时L1、L2的电压分别为U1、U2;而两灯并联时,根据并联电路的电压特点可知两灯的电压均等于电源电压U,
根据P=,在R不变时,功率与电压的平方成正比,
对灯L1而言有:=,
即=,
则电源电压与串联电路中L1的电压之比为:==4:3,
根据串联电路电压的规律可得:=,
解得=,
即串联电路中L2的电压与L1的电压之比为1:3,由分压原理可知==,L1、L2两灯灯丝电阻之比是3:1,只有C正确,
故选:C。
13.(3分)如图,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列分析正确的是( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
【解答】解:AB、由图可知,灯泡与变阻器串联,电压表测量小灯泡两端的电压,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,说明电路是断路,电压表有示数,说明电压表并联的部分电路断路,即小灯泡断路,故AB错误;
CD、滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯丝中电流变大,电根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大,所以电流表和电压表示数均变大,根据P=UI可知灯丝的实际功率变大,灯泡变亮,故AC错误,D正确。
故选:D。
14.(3分)将甲、乙两灯并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,现在把两灯串联接入照明电路中,已知灯丝电阻均保持不变,则下列说法正确的是( )
A.甲灯的功率一定比乙灯大
B.甲灯一定比乙灯亮
C.甲灯的电阻比乙灯大
D.甲灯两端的电压比乙灯两端的电压小
【解答】解:C、将甲、乙两灯并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,甲的电功率大,根据并联电压相等,由P=知,甲的电阻较小;故C错误;
AB、灯泡亮度由灯泡实际功率决定,
根据串联电路电流的特点和P=UI=I2R知,甲的电阻比乙小,则甲的电功率比乙小,甲的亮度较暗;故AB错误;
D、根据串联电路电流的规律知,两个灯的电流相等,而甲的电阻较小;根据U=IR知,甲的电压较小,故甲灯两端的电压比乙灯两端的电压小,故D正确。
故选:D。
15.(3分)如图甲中电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列正确的是( )
A.电源电压为4V
B.定值电阻R0阻值为20Ω
C.滑动变阻器的最大阻值是20Ω
D.当滑动变阻器的滑片向左移,电流表示数变大,电压表示数变大
【解答】解:
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
(1)当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流I大=0.6A,
由I=可得,电源的电压:U=I大R0=0.6A×R0,
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,
由图象可知,此时U滑=4V,电路中的最小电流I小=0.2A,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑===20Ω,故C正确;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R0=0.2A×(R0+20Ω),
解得:R0=10Ω,故B错误;
电源的电压:U=I大R0=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流;滑片向左滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大;滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器分压变小,电压表示数变小,故D错误。
故选:C。
二、实验题(每空2分,作图2分,共38分)
16.(12分)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为0.48A、0.24A、0.24A。为了 让实验结论具有普遍性 ,接下来应更换多组 不同 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验。
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 IA=IB+IC (写出关系式,电流分别用IA、IB、IC表示)。
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.3A,观察到A处电流表指针位置如图2所示,则A处电流大小为 0.8 A,B处电流大小为 0.5 A。
【解答】解:(1)连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)为了让实验结论具有普遍性,接下来应更换多组不同规格的灯泡重复实验。
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是:IA=IB+IC。
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.3A,观察到A处电流表指针位置如图2所示,A处测量的是干路中的电流,所以此时电流表的量程是0~3A,分度值是0.1A,此时的读数应该是0.8A;根据并联电路的电流规律,干路中的电流等于各个支路的电流之和,所以有:IB=IA﹣IC=0.8A﹣0.3A=0.5A。
故答案为:(1)断开;(2)让实验结论具有普遍性;不同;(3)IA=IB+IC;(4)0.8;0.5。
17.(12分)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω,1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 A (只填序号)。
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
(2)小海将10Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如2图所示,记为 2.5 V,并记录电流表的示数;接着保持滑片位置不变,将电阻换为25Ω后,为保证 电压 表的示数不变,应向 左 (选填“左”或“右”)移动滑片。
(3)通过实验得到电流随电阻变化的图象如图3所示,可得到的结论是: 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)在小海实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过 50 Ω。
【解答】解:(1)闭合开关,移动滑片P发现,电流表始终有示数,说明电路是通路;电压表始终无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即其原因可能是R短路,故选:A;
(2)小海将10Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如2图所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.5V;
实验中,当把10Ω的电阻换成25Ω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电压不变,即电压表示数不变,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滑动;
(3)由图3可知,电流与电阻的乘积UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V,为一定值,故可得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)根据题意,滑动变阻器的最大电阻为40Ω,电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,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=4.5V﹣2.5V=2V,电阻分得的电压为滑动变阻器分得的电压=1.25倍,根据分压原理,当滑动变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为:R定大=1.25×40Ω=50Ω,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
故答案为:(1)A;(2)2.5;电压;左;(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)50。
18.(14分)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)请将如图甲中电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮)
(2)闭合开关前,应将滑片P置于 A (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)移动。
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,画出如图丙所示的I﹣U图象,从图象可算出小灯泡的额定功率为 0.75 W。
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R阻值已知,小灯泡的额定电压为U额),请补充完整实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 U额 。
② 闭合开关S和S2,断开S1,滑片的位置保持不变 ,读出此时电压表示数为U0。
③则小灯泡额定功率的表达式P额= U额× (用U额、R、U0表示)。
【解答】解:
(1)分析电路图可知,测量小灯泡额定功率的实验电路为简单的串联电路,滑动变阻器在电路中起到调节小灯泡两端电压的作用,由滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮可知,此时电路中的电流变大,由欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,即滑动变阻器接入电路中的电阻在变小,所以根据滑动变阻器“一上一下”接线规则,下接线柱接在B点,电路图的连接如下:
;
(2)为保证电路中各用电器安全使用,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要置于最大阻值处,即A点;
(3)电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;依题意得,小灯泡的额定电压为2.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向右移动,使滑动变阻器接入电路中的电阻变小,使滑动变阻器分到的电压变小,使小灯泡的电压增大为2.5V;
(4)由I﹣U图像可知,当灯泡的电压为2.5V时,灯泡的电流为0.3A,灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)图丁中,开关S、S1闭合,S2断开,实验电路是串联电路,电压表测小灯泡两端的电压,调节变阻器的滑片使电压表示数为小灯泡的额定电压U额,然后闭合开关S、S2,断开S1,电压表测定值电阻及小灯泡的总电压,电压表示数为U0;这个过程中滑片的位置保持不变,则小灯泡仍然正常发光,定值电阻R两端的电压UR=U0﹣U额,
电路中的电流为I==,
则小灯泡的额定电功率为P额=U额I=U额×。
故答案为:(1)见解析;(2)A;(3)B;(4)0.75;(5)①U额;②闭合开关S和S2,断开S1,滑片的位置保持不变;③U额×。
三、计算题(19题8分,20题9分,共17分)
19.(8分)如图所示,已知电源电压恒为8V,小灯泡上标有“6V 3W”。
(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。
【解答】解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流:
IL=I额===0.5A,
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻:
RL===12Ω;
(2)由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时电路中的总电阻:
R===16Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器连入电路中的电阻:
R滑=R﹣RL=16Ω﹣12Ω=4Ω,
电路消耗的总功率:
P=UI=8V×0.5A=4W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A,电阻为12Ω;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为4Ω,电路消耗的总功率为4W。
20.(9分)如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数,当养生壶正常工作时,
求:(1)养生壶正常工作的电流。
(2)若该养生壶的加热效率为80%,在标准大气压下,将初温是12℃的一壶水烧开,需要多长时间。[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽同学利用所学习的物理知识,合作测量养生壶的实际功率。电能表上标着“1200r/(kW•h)”,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让养生壶接入电路中烧水,2min电能表的转盘转了40r,求电养生壶的实际功率。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
【解答】解:(1)由P=UI可得,养生壶正常工作的电流:I===5A;
(2)由表格数据可知,一壶水的体积:V=1L=1dm3=10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1kg,
在标准大气压下水的沸点为100℃,
则水烧开时吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J,
由η=×100%可得,消耗的电能:W===4.62×105J,
由P=可得,养生壶需要加热的时间:t′===420s;
(3)因1200r/(kW•h)表示电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转1200r,
所以,电能表的转盘转了40r消耗的电能:W′=kW•h=kW•h=1.2×105J,
则电养生壶的实际功率:P实===1000W。
答:(1)养生壶正常工作的电流为5A。
(2)在标准大气压下,将初温是12℃的一壶水烧开,需要420s。
(3)电养生壶的实际功率为1000W。
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