广东省江门市开平市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(含解析)
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这是一份广东省江门市开平市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(含解析),共21页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
广东省江门市开平市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在1840年,最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的英国物理学家是( )
A.焦耳
B.安培
C.伏特
D.欧姆
2.下列微粒中,尺度最大的是( )
A.分子 B.原子核 C.电子 D.夸克
3.2022年10月31日,搭载梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭成功发射,标志着我国空间站建设进入收官阶段。长征五号B运载火箭用液氢作燃料,是因为液氢具有较大的( )
A.密度 B.比热容 C.热值 D.内能
4.端午节裹粽子是我国的传统风俗。剥开粽子时粽叶和米粒之间会出现“拉丝”的现象,说明( )
A.带电体具有吸引轻小物体的性质
B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动
D.同种电荷相互吸引
5.“珍爱生命,安全用电!”下列做法符合安全用电原则的是( )
A.检修电路或更换灯泡前先断开总开关
B.用湿抹布擦拭工作中的用电器
C.用手指触碰插座的插孔
D.用铁丝代替保险丝使用
6.关于摩擦起电和电路,下列说法正确的是( )
A.图甲中,两个带电小球相互排斥,说明两个小球一定都带正电
B.图乙中,玻璃棒在丝绸上摩擦后,失去电子带正电
C.图丙中,可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D.图丁中,小彩灯之间的连接方式是并联
7.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P从a端移到b端的过程中,两电表示数变化关系如图乙中线段AB所示。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值为10Ω
B.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的滑片P移动过程中,定值电阻R1消耗的电功率不变
D.电源电压为9V
二、填空题
8.鱼腐是云浮罗定的传统美食,历史悠久,风味独特。小东应用劳动课上学习的烹饪技能,用天然气灶为家人们制作美味的鲜炸鱼腐,炸好的鱼腐香醇诱人,满屋飘香,这是 现象。炸鱼腐时,通过 的方式增加了鱼腐的内能;烹饪结束后,剩余天然气的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.在家庭电路中,电灯、电视机、空调等各种用电器之间的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。在“使用试电笔辨别火线和零线”活动中,试电笔的氖管发光,如图甲所示,说明被检测的插孔与 (选填“火线”或“零线”)相连。如图乙所示,三脚插头中接用电器外壳的那个较长的“脚”对应三孔插座的 (选填“①”、“②”或“③”)孔。
10.公元一世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”,“柢”即勺柄,如图所示。“柢”是磁体的 (选填“N”或“S”)极,“司南”能指南北方向是受 的作用。我国上海磁悬浮列车在车厢底部、导轨上均装有线圈,通电后,在磁场作用下将列车浮起,这是利用了同名磁极相互 的原理。
11.如图所示,清扫车在创建文明城市中大显身手。清扫车作业过程中,给清扫车提供动力的是柴油机的 冲程,用水作为柴油机的冷却剂是利用水的 大,水箱中5kg的水温度升高60℃吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
12.在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的I﹣R图像如图所示,图中阴影部分的面积表示的物理量是 ,其值为 。本次实验应用的探究方法是 。
13.为保护同学们的视力,并节约电能,学校教室里用规格为“220V,22W”的LED护眼灯(如图所示)更换掉规格为“220V,40W”的日光灯。制成LED灯的主要材料是 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”),正常工作时,通过每盏LED护眼灯的电流是 A。学校100盏日光灯更换为LED护眼灯后,一个月(按30天计算,每天正常工作10h)节约的电能为 kW•h。
14.如图所示,这是一种家用电热水龙头的实物图和电路原理图,该水龙头利用了电流的 效应。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。则当开关S同时接触3、4触点时,水龙头流出的是 (选填“冷水”、“温水”或“热水”)。已知电热丝R1=55Ω、R2=88Ω,则当水龙头流出温水时,正常工作5min电热丝放出的热量是 J。
三、作图题
15.如图所示,在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线将控制灯泡的开关和灯泡正确连入家庭电路。
16.如图所示,这是一种调光台灯的内部结构示意图,a、b、c是电位器(滑动变阻器)的三个接线柱。请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:闭合开关,旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。
17.如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小。
四、填空题
18.(1)如图所示,图甲中电压表的分度值为 V,其读数为 V;图乙中电流表的读数为 A;
(2)小明家11月底和12月底电能表表盘的示意图分别如图丙、丁所示,11月底电能表的读数为 kW·h。若电费标准为0.6元/(kW·h),则小明家12月应交电费 元。小明在家用洗衣机的烘干功能烘干衣服时,将家中其他用电器关闭,观察到电能表在6min内闪烁了160次,则洗衣机的烘干功能消耗的实际功率为 W。
五、实验题
19.小明在“探究电流与电压的关系”实验中,实验器材:两节新干电池、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)小明设计了如图甲、乙、丙所示的三个电路图,你认为用图 电路无法进行实验探究,用图 电路进行实验更理想,既能保持电阻不变,还很容易改变导体两端的电压;(均选填“甲”、“乙”或“丙”)
(2)小明实验时连接的部分电路如图丁所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;连接电路的过程中开关应 (选填“闭合”或“断开”);
(3)小明将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表所示的三组数据。分析数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(4)实验后,小明与同桌小东交流时,小东提出为了使结论更具普遍性,仍需要继续进行实验,则接下来应进行的实验操作是 。
20.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材:电源(电压恒为6V)、待测小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为8Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为R1(10Ω,1A)和R2(30Ω,0.5A)的滑动变阻器各一个、若干导线。
(1)为完成本次实验,小明应选择电流表的量程是 (选填“0~0.6A”或“0~3A”),且应选择的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
(2)小明根据设计的如图甲所示的电路图连接好实物电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”)。
(3)小明排除故障后,闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示,分析图像可知:①小灯泡的额定功率为 W;小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω;②小灯泡灯丝的电阻随两端的电压的增大而增大,其原因是灯丝的电阻与 有关。
六、计算题
21.随着人们生活水平的不断提高,小汽车已成为人们交通出行的工具之一。国产某品牌小汽车某次出行时,以恒定为750N的牵引力在平直路面上匀速行驶3.6km,消耗汽油0.2kg。求:(q=4.5×107J/kg)
(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量;
(2)小汽车汽油机的热机效率。
22.物理实践活动中,兴趣小组的同学们设计制作了一个电加热器,其电路原理图如图甲所示。电加热器有加热、保温两挡,R1、R2均为阻值不变的电热丝,S为手动开关,S1为自动控制开关。闭合开关S,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)在保温挡正常工作时电加热器的电功率;
(2)电加热器正常工作12min消耗的电能;
(3)电热丝R1的阻值。
七、实验题
23.小明在用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值实验中,电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)根据电路图连接好实物电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P从而测量多组实验数据,这是为了 (选填“取平均值减小误差”或“寻找普遍规律”);
(4)小明观察滑动变阻器的铭牌后,得知滑动变阻器最大阻值为R0。不用电流表,设计了如图乙所示的电路,也测出了Rx的阻值。电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,滑片P移到a端,读出电压表示数为U1;
② ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U1、U2、R0表示)。
24.小明用如图甲所示的电路探究滑动变阻器的电功率与通过的电流大小间的关系,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。
(1)图甲电路中①是 表,②是 表。
(2)由图乙可知,滑动变阻器的电功率随着通过的电流的增大而 。
(3)电源电压为 V,定值电阻R0的阻值为 Ω。
(4)整个电路消耗的最小电功率是 W,最大电功率是 W。
八、综合题
25.阅读下列短文,回答问题。
载人飞船
2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。载人飞船在发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。兴趣小组的同学们设计的模拟检验飞船舱体的气密性的电路如图所示,若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。已知密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电源电压U=12V,定值电阻R0=18Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
环境气压/(×105Pa)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
压敏电阻的阻值/Ω
36
22
12
6
3
2
(1)长征二,号F遥十四运载火箭加速升空过程中,能量 (选填“守恒”或“不守恒”);
(2)压敏电阻R1和R2的阻值随环境气压的增大而 。当开关S接a时,密闭容器中的气压降低,电压表的示数将 ;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当开关S接a,电压表的示数为10.8V时,此时密闭容器 (选填“漏气”或“不漏气”);
(4)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,则此时真空室中的环境气压为 Pa,定值电阻R0在5min内产生的热量是 J。
参考答案:
1.A
【详解】1840年,英国物理学家焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系,即焦耳定律,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.A
【详解】物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由原子核和电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,质子和中子是由夸克组成的。故分子是尺度最大的。
故选A。
3.C
【详解】燃料的热值是表示燃料完全燃烧放出热量本领的物理量,热值越大的燃料,完全燃烧相同质量时,放出热量越多。由于液态氢热值较大,完全燃烧相同质量的氢和其他燃料,液态氢放出的热量多,有更多的内能转化成机械能,长征五号B运载火箭用液氢作燃料,是因为液氢具有较大的热值。
故选C。
4.B
【详解】分子间存在引力和斥力,剥开粽子叶总有一些糯米粘到粽子叶上,粽叶和米粒之间会出现“拉丝”的现象,是因为分子间存在引力。
故选B。
5.A
【详解】A.为避免发生触电事故,检修电路及更换元件时,一定断开总开关,故A符合题意;
B.湿抹布容易导电,用湿抹布擦拭工作中的用电器时容易发生触电事故,故B不符合题意;
C.插座的两个插孔分别连接火线和零线,手指触碰火线会发生触电事故,故C不符合题意;
D.铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,故D不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】A.图甲中,两个带电小球相互排斥,说明两个小球一定都同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故A错误;
B.玻璃棒在丝绸上摩擦后,玻璃棒对电子的束缚能力比较弱,失去电子带正电,故B正确;
C.不能用导线将电池正负极长时间直接连接,发了电源短路,会烧坏电路,故C错误;
D.图丁中,小彩灯之间首尾相连,故小彩灯的连接方式是串联,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】ABD.由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片P在b端时,其接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知,此时电路中的电流I1=0.6A,由可得,电源的电压为
U=I1R1=0.6A×R1……①
当滑动变阻器滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的电流I2=0.2A,R2两端的电压U2=6V,则滑动变阻器的最大阻值为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压为
……②
联立①②解得:R1=15Ω,U=9V。故AB错误,D正确;
C.由图乙可知,滑动变阻器R2的滑片P移动过程中,电路中的电流不断变化,根据
P=UI=I2R
可知,此过程中定值电阻R1消耗的电功率也不断变化,故C错误。
故选D。
8. 扩散 热传递 不变
【详解】[1]炸好的鱼腐香醇诱人,满屋飘香是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]用天然气灶为家人们制作美味的鲜炸鱼腐,鱼腐从锅中吸收热量,用热传递的方式增大鱼腐的内能。
[3]热值是燃料的一种性质,燃烧一部分后,剩余天然气的种类没变,其热值不变。
9. 并联 火线 ①
【详解】[1]在家庭电路中,各用电器的工作互不影响,电灯、电视机、空调等各种用电器之间的连接方式是并联。
[2]在“使用试电笔辨别火线和零线”活动中,试电笔的氖管发光,如图所示,说明被检测的插孔与火线相连,若氖管不发光则是零线。
[3]三脚插头中接用电器外壳的那个较长的“脚”对应三孔插座的①孔,当三脚插头与三孔插座相接时,把有金属外壳的用电器的外壳首先与地线相接,可以防止触电。
10. S 地磁场 排斥
【详解】[1]柢指南,只指地理的南方,即地磁的北极,根据异名磁极互相吸引,故“柢”是磁体的S极。
[2]“司南”是最早的指南针,是利用天然的磁石磨制成的磁勺,而地球本身就是一个巨大的磁体,指南针静止时总是一端指南,一端指北,就是因为受到了地磁场的作用。
[3]磁悬浮列车通电后,在磁场作用下将列车浮起,利用了同名磁极相互排斥,从而减小与轨道的摩擦。
11. 做功 比热容 1.26×106
【详解】[1]柴油机工作时,做功冲程中将内能转化为机械能,给清扫车提供动力。
[2]水做柴油机的冷却剂是因为水的比热容较大,升高相同的温度,水吸收的热量多。
[3]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×60℃=1.26×106J
12. 电压 3V 控制变量法
【详解】[1][2][3]根据控制变量法可知,探究电流与电阻的关系时要保持定值电阻两端的电压不变,结合U=IR可知在电流﹣电阻图象中阴影部分面积表示的物理量为电压,示数为
U=0.3A×10Ω=3V
13. 半导体 0.1 540
【详解】[1][2]制成LED灯的主要材料是半导体。根据可得,通过每盏LED护眼灯的电流为
[3]100盏LED灯30天消耗的电能
100盏日光灯30天共消耗的电能
一个月节约的电能
14. 热 热水 2.64×105
【详解】[1]家用电热水龙头是用电流产生的热量来加热水,所以它是利用电流的热效应来工作的。
[2]由电路图可知,开关S同时接触1、2触点时,电路断路,则水龙头流出的是冷水;当开关S同时接触2、3触点时,只有R1接入电路中;当开关S同时接触3、4触点时,R1、R2并联,根据并联电阻的特点可知此时电路的总电阻最小,根据可知,此时电路的总功率最大,所以此时电热水龙头流出的是热水。
[3]开关S同时接触2、3触点时为温水挡,当水龙头流出温水时,正常工作5min电热丝放出的热量
15.
【详解】灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,这样在断开开关能切断火线,既能控制灯泡,又能防止人触电,如图所示:
16.
【详解】电位器应与灯泡串联接入电路中。旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,电路的总电阻应变小,电位器(滑动变阻器)接入电路中的电阻应变小,由图可知,应将b和c两接线柱接入电路,如图所示:
17.见解析
【详解】开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,说明螺线管左侧为S极,其右侧为N极,由安培定则可知:螺线管正面的电流方向向下,则螺线管右端导线应接电源的负极;滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小,即此时电路中电流变小,滑动变阻器连入电路的阻值变大,可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。如图所示:
18. 0.1 2.4 0.28 5588.4 75 1000
【详解】(1)[1][2][3]电压表选择的量程为03V,对应的分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表选择的量程为00.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A。
(2)[4]由图示电能表可知,11月底电能表的读数为5588.4kW·h;12月底电能表示数为5713.4kW·h,本月用电量为
W=5713.4kW·h﹣5588.4kW·h=125kW·h
[5]需交纳的电费为
0.6元/(kW·h)×125kW·h=75元
[6]电能表的指示灯闪烁了160次消耗的电能
热水壶的实际电功率为
19. 甲 丙 断开 正比 换用不同阻值的定值电阻进行多次实验
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变。如图甲、乙、丙所示的三个电路图,因灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故用图甲电路无法进行实验探究。
[2]为得出普遍性的结论,要多次测量,用图丙(变阻器与电阻串联)电路进行实验更理想,既能保持电阻不变,还可以通过调节滑动变阻器改变导体两端的电压。
(2)[3]本实验中,电阻与变阻器串联,电压表与电阻并联,电路连接如下所示:
[4]为保护电路,连接电路的过程中开关应断开。
(3)[5]分析表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,分析数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[6]根据归纳法的要求,为了使结论更具普遍性,样本数量要足够,因此需要换用不同阻值的定值电阻进行多次实验。
20. 0~0.6A R₂ 短路 左 0.625 10 温度
【详解】(1)[1][2]根据题意可知,小灯泡正常发光时的电流约为
根据串联电路中电压规律,滑动变阻器应分担电压至少为
U滑=U-U灯额=6V-2.5V=3.5V
滑动变阻器电阻至少应为
因此电流表“0~3A”的量程太大,滑动变阻器R1阻值太小,为完成本次实验,小明应选择电流表的量程是0~0.6A;且应选择的滑动变阻器是R2。
(2)[3]小明根据设计的如图甲所示的电路图连接好实物电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路中有电流,是通路,电压表无示数,说明电压表没有电流通过,电压表并联的电路短路或电压表短路,因此电路故障原因可能是小灯泡短路。
(3)[4]小明排除故障后,闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器两端电压,减小滑动变阻器连入电路电阻值,将滑片P向左端移动,使电压表示数为2.5V。
(4)小明通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示,分析图像可知:
①[5][6]小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,因此小灯泡的额定功率为
P灯额=U灯额I灯额=2.5V×0.25A=0.625W
小灯泡正常发光时灯丝的电阻为
②[7]小灯泡灯丝的电阻随两端的电压的增大而增大,其原因是灯丝的电阻与温度有关,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
21.(1)9×106J;(2)30%
【详解】解:(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm油=4.5×107J/kg×0.2kg=9×106J
(2)汽车牵引力做的功为
W=Fs=750N×3.6×103m=2.7×106J
小汽车汽油机的热机效率
答:(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量是9×106J;
(2)小汽车汽油机的热机效率是30%。
22.(1)440W;(2)1.056×106J;(3)27.5Ω
【详解】(1)当开关S闭合、开关S1断开时,只有电热丝R2接入电路,电路中电流较小,根据P=UI可知电功率较小,电加热器处于保温挡;由题图乙可知,保温挡正常工作时通过的电流即R2中通过的电流I2=2A,保温挡正常工作时加热器的电功率
P保温=UI2=220V×2A=440W
(2)当开关S、S1都闭合时,电热丝R1、R2并联,根据并联电路总电阻小于任何一个分电阻可知,此时电路中总电阻较小,干路电流较大,根据P=UI可知电路中电功率较大,电加热器处于加热挡;由题图乙可知,加热挡正常工作时通过的电流即干路的电流I=10A,电加热器正常工作12min,加热挡的时间为
t加热=7min=420s
消耗的电能
W加热=UIt加热=220V×10A×420s=9.24×105J
电加热器正常工作12min,保温挡的时间为
t保温=12min-7min=5min=300s
消耗的电能
W保温=P保温t保温=440W×300s=1.32×105J
电加热器正常工作12min消耗的电能
W=W加热+W保温=9.24×105J+1.32×105J=1.056×106J
(3)由并联电路的电流规律可得,通过电热丝R1的电流
I1=I﹣I2=10A﹣2A=8A
根据欧姆定律可得,电热丝R1的阻值
答:(1)在保温挡正常工作时电加热器的电功率是440W;
(2)电加热器正常工作12min消耗的电能为1.056×106J;
(3)电热丝R1的阻值是27.5Ω。
23. 右 取平均值减小误差 滑片P移到b端时
【详解】(1)[1]根据欧姆定律可得,测量电阻的实验原理为R=。
(2)[2]为保护电路,连接电路时,开关必须断开;在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(3)[3]测量未知电阻实验中,电阻阻值不变,无法保证一次实验测出准确的电阻大小,需要测量多组数据,是为了取平均值减小误差。
(4)[4][5]闭合开关S,滑片P移到a端,此时电压表测电源电压,即U1为电源耐电压;接下来需要测出Rx两端的电压。闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2,就是Rx两端的电压。则此时滑动变阻器的电压
由欧姆定律,电路中的电流
根据串联电路的电流规律和欧姆定律得待测电阻阻值
24. 电流 电压 先增大后减小 12 10 2.4 14.4
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,②与滑动变阻器并联,①串联在电路中,因为电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联,所以①处应为电流表,②处应为电压表。
(2)[3]由图乙可知,通过滑动变阻器的电流增大时,滑动变阻器的电功率先增大后减小。
(3)[4][5]由图甲可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,由乙图可知,此时电路中的电流Ib=0.2A,滑动变阻器的电功率Pb=2W,由P=UI=I2R可知,滑动变阻器的最大阻值为
由乙图可知,当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器的电功率为3.2W,由P=UI=I2R可知,滑动变阻器接入电路的阻值为
当滑片P在b端时,电源电压为
当电路中的电流为0.4A时,电源电压为
联立解得:R0=10Ω,U=12V。
(4)[6][7]当滑片P在b端时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,最小电功率为
P最小=UIb=12V×0.2A=2.4W
当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率为
25. 守恒 变小 变小 不漏气 0.2×105 486
【详解】(1)[1]根据能量守恒定律可知长征二号F遥十四运载火箭加速升空过程中,能量守恒。
(2)[2]由表格数据可知压敏电阻R1和R2的阻值随环境气压的增大而减小。
[3]由电路图可知,当开关S接a时,定值电阻R0与压敏电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压,密闭容器中的气压降低,R2接入电路的电阻变大,根据串联分压原理可知R2两端的电压变大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压变小,即电压表示数减小。
(3)[4]串联电路各处电流相等,电压表的示数为10.8V,根据欧姆定律可得此时电路中的电流为
电路中的总电阻为
则压敏电阻R2此时的阻值为
R2=R-R0=20Ω-18Ω=2Ω
由表中数据可知,此时密闭容器中的环境气压为1.0×105Pa,等于密闭容器中的正常环境气压,故密闭容器不漏气。
(4)[5][6]由电路图可知,当开关S接b时,定值电阻R0与压敏电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压,电流表的示数为0.3A,此时电路中的总电阻为
则压敏电阻R1此时的阻值为
由表中数据可知,此时真空室中的环境气压为0.2×105Pa;定值电阻R0在5min内产生的热量为
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