重庆市部分区县(涪陵区、铜梁区)2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷
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这是一份重庆市部分区县(涪陵区、铜梁区)2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
重庆市部分区县(涪陵区、铜梁区)2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷
一、单选题
1.下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.小灯泡发光时的电流约为0.2A B.一节新干电池的电压为3V
C.家用冰箱的功率约为2000W D.冬天洗澡水的温度为90℃
2.如图所示的现象中,属于熔化的是( )
A.甲图中用久了的灯泡灯丝变细
B.乙图中燃烧的蜡烛逐渐变短
C.丙图中冬天房屋玻璃窗表面出现冰花
D.丁图中寒冷的冬天河水结冰
3.以下有关热现象的描述正确的是( )
A.物体吸收热量越多,说明它的比热容越大
B.用水给汽车发动机散热是利用了水的比热容大的性质
C.内陆地区昼夜温差较大是因为砂石的比热容较大的原因
D.同种物质的比热容一定不变
4.以下与热现象有关的认识中,说法不正确的是( )
A.做功和热传递都可以改变物体内能
B.物体内能增加,可能是从外界吸收了热量
C.海波在熔化过程中持续吸热,温度不变,但内能增大
D.水在凝固成冰的过程中内能不变
5.关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.照明电路中开关应接在零线上
B.用电器的金属外壳可以不用接地
C.电线着火时,应先切断电源再救火
D.使用试电笔时,手不能接触笔尾金属
6.以下有关电的说法中正确的是( )
A.电源都是将机械能转化为电能的装置
B.电炉是一种提供电能的装置
C.电动机通电转动,电能主要转化为机械能
D.电流的方向与导体中电子的定向移动方向相同
7.某小组同学在测小灯泡电阻时,电路如图所示,闭合开关后,电压表无示数,但电流表有示数( )
A.灯泡短路 B.灯泡开路 C.电流表开路 D.电流表短路
8.在某一温度下连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知( )
A.A导体的电阻值为10Ω
B.A导体电阻值为B导体电阻值的2倍
C.A,B导体串联在电源两端,通过它们的电流之比为2∶1
D.A,B导体并联在电压为2V的电源两端时,整个电路消耗的功率为1.2W
9.如图使用电流表、电压表连接的电路中。以下描述正确的是( )
A.a、b处接入电流表,在c处接入电压表,R1、R2串联
B.a、b处接入电流表,在c处接入电压表,a测量通过R1的电流
C.a、b处接入电压表,在c处接入电流表,b测量R2两端电压
D.a、b处接入电压表,在c处接入电流表,a的示数一定比b的示数小
10.如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表选用了0~0.6A量程,电压表连接了“15”“一”接线柱。连接好电路R2的滑片到某一端点位置M,闭合开关S,两表的示数分别为0.3A和9V,R2的滑片P至另一位置N,两表的示数分别变为0.5A和6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为15V
B.R2的最大阻值为45Ω
C.滑片P从位置M移向N过程中,电路的总功率变小
D.在保证电路安全的情况下,调节滑片位置,R1的最大功率为5.4W
二、填空题
11.教室里的日光灯与电风扇之间是 (选填“串联”或“并联”)的,若将教室里亮着的灯关掉一些后,电路的总电阻将变 (选填“大”或“小”)。
12.将电阻R1和R2串联在电路中,若R1和R2两端的电压之比为3∶1,则R1和R2的阻值之比为 ,若把它们并联在电路中,则干路电流与通过R1的电流之比为 。
13.某实验小组利用一酒精炉给质量为1000g、温度为18℃的水加热,加热结束时,酒精质量减少了4.2g。酒精燃烧放出了 J的热量;若测得水温恰好升高了18℃,则酒精炉的效率为 %。[当时气压为1个标准大气压,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3.0×107J/kg]
14.如图所示电路,电源电压不变,电阻R0的阻值为24Ω,当把标有“6V,3W”的小灯泡接在AB间,闭合开关S,小灯泡正常发光,小灯泡电阻为 Ω。如果把这个小灯泡(灯泡电阻不变)接在CD间,AB间接电压表,则电压表的示数为 V。
15.小明周末陪父母自驾纯电汽车外出,途经高速公路服务区时,小明爸爸利用服务区的充电桩进行了25分钟的定时充电,小明从爸爸的手机上的电子发票上看到充电量为50kW·h,则这次充电的平均功率为 kW。从汽车仪表盘上发现汽车此时的电量为90%,可续航里程为630.0km,若汽车满电量(电量100%) km。
16.科技创新小组的同学们在实验室中组装了如图甲所示电路,假设滑动变阻器阻值随长度均匀变化,闭合开关,滑片向左移动的过程中,电流表A的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。实际测量滑片到最右端的距离x,同时观察电压表示数U、电流表示数I,记录数据并绘制图像。图乙是U与x关系的部分图像,则变阻器电阻线圈总长度为 cm。
三、实验题
17.在探究不同物质吸热能力强弱实验中,实验小组的同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
(1)实验中,同学们应该选用 (选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热;在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 (选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油;
(2)温度计的玻璃泡 (选填“能”或“不能”)触碰容器底;
(3)水和煤油吸热的多少可以通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映;
(4)为了便于分析实验数据所反映的规律,作出了如图乙所示的“温度﹣时间”图象,由此分析可知 的吸热能力强(选填“水”或“煤油”);
(5)结束实验后,熄灭的酒精灯温度会降低,内能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.在进行“伏安法测定小灯泡电功率”的实验中。实验室提供了以下器材:电流表、电压表和开关各1个、2节新干电池、导线若干、标有“2.5V”字样的待测小灯泡、滑动变阻器3个,规格分别为“5Ω,0.5A”、“15Ω,1A”。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.2
0.12
2
0.24
3
2.8
0.25
(1)该实验原理是 ;
(2)请用笔画线代替导线将图甲所示实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮;
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现灯不亮,电压表示数如图乙所示,则可能的电路故障是 (选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)开路造成的;
(4)重新调整并排除故障后,测量了三组数据:首先读出开关刚闭合时的数据,其中电流表示数为0.12A,读出此时的电流为0.24A;最后他再次移动滑片,分析数据可知,灯丝的电阻在发生变化 的影响;
(5)实验中,当电压表示数为 时,小灯泡正常发光,则该小灯泡的额定功率是 W;
(6)本实验选用的滑动变阻器规格为 。
19.利用如图所示的电路图进行“探究电流跟电阻关系”实验,选用的电源电压为4.5V,滑动变阻器上标有“30Ω,定值电阻有10Ω、20Ω、30Ω,电流表、电压表的量程可根据实际需求选择。
(1)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至图中最 (选填“左端”或“右端”),该探究过程中滑动变阻器的作用是保护电路和 。读取数据时观察到电压表指针在零刻度线左侧,这是由于 造成的;
(3)若闭合开关S时,发现电流表、电压表指针均不动。假设电路只有一处故障,出现这一现象的原因可能是 ___________(选填字母);
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器使电压表示数U0为2V时记录下电流表的示数。若不改变滑片位置,将10Ω的定值电阻更换为20Ω,闭合开关 (选填“大于”“等于”或“小于”)2V,为完成实验,接下来应将滑动变阻器阻值调 (选填“大”或“小”);
(5)继续实验,发现当定值电阻为30Ω时,无论怎样调节滑动变阻器都无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验___________(选填字母)。
A.在电路中多串联一个10Ω的电阻,其余操作不变
B.控制U0为2V不变,改变电源电压U,U可调节范围是2V~4V之内
C.电源电压U不变,调整实验控制的U0,U0可取值范围是2.5V~4.5V之内
D.实验中,先将30Ω阻值的定值电阻接入电路以确定恰当的U0大小,然后换其它定值电阻进行实验
四、计算题
20.如图所示,电源电压恒定,R1的电阻为10Ω,当闭合开关S和S1时,电流表的示数为0.5A;再断开开关S1时,电流表示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)R2的电阻。
21.如图所示电路,电源电压恒为9V,R1为阻值9Ω的定值电阻,滑动变阻器R2的规格为“50Ω,1A”,小灯泡上标有“6V,3W(忽略灯丝电阻变化)。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当S1闭合,S2、S3断开时,通电5min,R1消耗的电能;
(3)当S2闭合,S1、S3断开时,从左向右调节滑动变阻器滑片,在电路安全的情况下滑动变阻器的阻值调节范围。
22.小明家中有一个标有“220V,2200W”的即热式水龙头,其电热丝电阻为R0,他发现冬天使用时水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R改装了电路,开关S1可以同时与a、b相连,或只与c相连。求:
(1)改装前,即热式水龙头正常工作时通过电热丝的电流;
(2)改装前,若水龙头正常工作时所消耗电能的全部用来给水加热,电热丝每分钟能提供的热量;
(3)改装后,若水龙头正常工作时高温挡的功率为2750W,求正常工作时低温挡的功率。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;电流的大小;电压和电压的单位换算;电功率
【解析】【解答】A.实验室常用的小灯泡,发光时的电流约为0.2A,A符合题意;
B.一节新干电池的电压是1.5V,B不符合题意;
C.家用冰箱的功率约为200W,C不符合题意;
D.人的正常体温大约是37℃,洗澡水的温度比人体温度略高,冬天洗澡水的温度约为40℃,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据用电器的电流、电压、电功率,根据生活中常见的温度,结合数据解答。
2.【答案】B
【知识点】熔化与熔化吸热特点
【解析】【解答】A.甲图中用久了的灯泡灯丝变细,这是灯丝由固态直接升华为气态,A不符合题意;
B.乙图中燃烧的蜡烛逐渐变短,这是蜡烛由固态熔化为液态,是熔化,B符合题意;
C.丙图中冬天房屋玻璃窗表面出现冰花,这是空气中的水蒸气遇到冷的玻璃凝华形成的,C不符合题意;
D.丁图中寒冷的冬天河水结冰,这是河中的水凝固为固态冰,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】固体变为液体,是熔化现象;固体变为气体是升华现象;气体直接变为固体,是凝华现象。
3.【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【解答】A.比热容是物质的一种特性,物体吸收热量的多少与比热容、质量、升高的温度有关,由于不清楚质量的大小、升高的温度,无法判断比热容的大小,A不符合题意;
B.用水给汽车散热,主要是利用了水的比热容较大的特性,在吸收相同温度时,水温度升高的较小,B符合题意;
C.水的比热容最大,水的温度变化小;而砂石的比热容小,砂石的温度变化大,C不符合题意;
D.比热容是物质的特性,如冰化成水,比热容也会改变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】比热容是物体的特性,和吸收热量多少无关;水的比热容较大,便于对物体降温。
4.【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系;做功改变物体内能;热传递改变物体内能
【解析】【解答】A.做功和热传递都可以使物体的内能发生改变,A正确,不符合题意;
B.物体内能增加,可能外界对物体做功,可能是从外界吸收了热量,B正确,不符合题意;
C.海波是晶体,熔化过程中,不断吸收热量,内能增大,温度不变,C正确,不符合题意;
D.水在凝固成冰的过程中放出热量,内能减小,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】做功和热传递都可以改变内能;固体熔化时,吸收热量,内能增大;液体凝固时放热,内能减少。
5.【答案】C
【知识点】家庭电路的连接;测电笔的使用;安全用电原则
【解析】【解答】A.照明电路中,照明电路中开关应接在火线上,这样开关断开后,可以避免触电事故的发生,A不符合题意;
B.为了防止金属外壳漏电,家用电器的金属外壳应接地,B不符合题意;
C.电线着火时,为了防止发生触电现象,应先切断电源再救火,C符合题意;
D.使用试电笔辨别火线和零线时,笔尖接触电线,手要接触金属笔尾,构成闭合回路,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】家庭电路中开关接在火线上;有金属外壳的用电器,金属外要接地;发生触电事故时,先断开电源。
6.【答案】C
【知识点】能量的转化或转移;电流的方向;电源及其能量转化
【解析】【解答】A.电源是把其它形式的能转化为电能的装置,A不符合题意;
B.电炉是一种消耗电能的装置,B不符合题意;
C.电工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,电动机通电转动,主要将电能转化为机械能,C符合题意;
D.在物理学中,电流的方向与导体中电子的定向移动方向相反,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】电源把其它形式的能转化为电能;电炉消耗电能;电动机将电能转化为机械能;电流的方向与电子的定向移动方向相反。
7.【答案】A
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】观察该电路图,闭合开关后,根据电流的流法,可知,这是一个串联电路,电压表测小灯泡的电压,由题意可知,电流表有示数,则电路不存在断路,那应该是短路,电压表无示数,那应该是电压表并联两端的小灯泡短路,不会是电流表短路,因为如果是电流表短路,有电流流过小灯泡,电压表还是有示数;A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】在串联电路中,电压表无示数,电流表有示数,电压表测量的位置短路。
8.【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】A.读图可知,当A两端电压为1.0V时,通过它的电流为0.2A,它的电阻为 R=UI=1.0V0.2A=5Ω
A不符合题意;
B.读图可以知道,当B两端电压为3.0V时,通过它的电流为0.3A,则B的电阻为 RB=UBIB=3.0V0.3A=10Ω
即 RARB=5Ω10Ω=0.5
B不正确,不符合题意;
C.当A与B串联时,通过它们的电流相等,电流之比为1:1,C不符合题意;
D.读图可以知道,当A与B并联在电压为2V的电源两端时,通过它们的电流分别为0.4A、0.2A,则电流的总功率为 P=UI=U(IA+IB)=2.0V×(0.4A+0.2A)=1.2W
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电压和电流的比值,计算电阻;在串联电路中,电流处处相等;电压和电流的乘积计算电功率。
9.【答案】C
【知识点】电流表的连接;电压表的连接
【解析】【解答】AB.a、b处接入电流表,在c处接入电压表,闭合开关后,根据电流的流法可知,电流从电源正极流出,然后分为两支电流,一支电流流过R1,另一支电流流过a电流表,再流过R2,最后两支电流汇合,流过b电流表,可知道R1、R2并联,a测量通过R2的电流,A、B不符合题意;
CD.a、b处接入电压表,在c处接入电流表,闭合开关后,根据电流的流法可知,电流从电源正极流出,流过电阻R1和R2,再流过电流表c,回负极,R1、R2串联,电压表b并联在R2的两端,b测量R2两端电压,而电压表a测电源电压,则a的示数一定比b的示数大,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】电流表和所测量的位置串联连接,电压表和所测量的位置并联。
10.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】由图可知,R1和R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.当滑动变阻器的滑片到某一端点位置M,电源电压为 U=0.3A×R1+9V
当滑片P移至另一位置N时,电源电压为 U=I'R1+U2'=0.5A×R1+6V
两式联立解得:R1=15Ω,U=13.5V,A不符合题意;
B.由题意可知,两表的示数分别为0.3A和9V,说明滑动变阻器的滑片P应该在阻值最大处,滑动变阻器的最大阻值为 R2=U2I=9V0.3A=30Ω
B不符合题意;
C.移动R2的滑片P至另一位置N,电流表的示数变大,此过程中电源电压不变,由P=UI可知电路中的总功率变大,C不符合题意;
D.由P =I2R可知,当电路中的电流最大时,R1的功率最大,因为电流表的量程为0~0.6A,电路中的最大电流为0.6A,R1的最大功率 P1最大=I最大2R1=(0.6A)2×15Ω=5.4W
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压,串联电路中,总电压等于各部分电压之和;根据电流和电阻,可以计算电功率。
11.【答案】并联;大
【知识点】电阻的并联;电路的基本连接方式
【解析】【解答】教室里的日光灯与电风扇可以单独工作,互不影响,因此是并联的。
教室里工作的用电器越多,相当于横截面积越大,总电阻变小,而关闭一些用电器以后,总电阻变大。
【分析】家庭电路中,各用电器并联连接;并联电路中,电阻并联,总电阻减小。
12.【答案】3∶1;4∶1
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】两电阻R1和R2串联在电路中,串联电路中的电流相等,根据欧姆定律可知 I1=U1R1
I2=U2R2
串联电路中电流处处相等,因此 I1=I2
即 U1R1=U2R2
故 U1U2=R1R2=31
可得 R1=3R2
若将两电阻R1和R2并联在电路中,并联电路中各个支路两端的电压都等于电源电压,根据欧姆定律可知,通过两个电阻的电流分别为 I'1=U1R1=U3R2
I'2=U2R2=UR2
由并联电路的电流规律可知,干路电流 I'=I'1+I'2=U3R2+UR2=4U3R2
因此两电阻R1和R2并联在电路中,干路电流与通过R1的电流之比为 I'I'1=4U3R2U3R2=41
【分析】在串联电路中,分压 比等于电阻比;并联电路中,电流比等于电阻的反比,干路电流等于支路电流之和。
13.【答案】1.26×105;60
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】酒精完全燃烧放出的热量为Q放=m酒精q酒精=4.2g×3.0×107J/kg=4.2×103kg×3.0×107J/kg=1.26×105J
水吸收的热量为Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1000g×18℃=4.2×103J/(kg•℃)×1000×103kg×18℃=7.56×104J
酒精灯的效率为 η=Q吸Q放×100%=7.56×104J1.26×105J×100%=60%
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积,计算热量;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;利用吸收的热量和总热的比值, 计算热效率。
14.【答案】12;4
【知识点】串联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡接在AB ,电路为并联电路,小灯泡两端的电压为6V;由 P=U2R 得,小灯泡的电阻为 RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω
如果把这个小灯泡(灯泡电阻不变)接在CD间,AB间接电压表,灯泡L与定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0电压,在串联电路中,电流相等,即电压之比等于电阻之比 U0:UL=R0:RL=24Ω:12Ω=2:1
且 U0+UL=6V
解得 UR=4V
【分析】根据电压和电功率,可以计算用电器的电阻;在串联电路中,分压比等于电阻比值。
15.【答案】120;700
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】这次充电的平均功率为 P=Wt=50kW⋅h2560h=120kW
电量每1%可续航里程 630.0km90=7km
若汽车满电量(电量100%)可续航里程 s=7km×100=700km
【分析】根据用电器消耗的电能和时间的比值,计算电功率。
16.【答案】变大;8
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图甲可知滑动变阻器与R0串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;电路元件正常的情况,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,电源电压不变,电路中的电流变大。
由图乙可知,让滑片P从最右端开始向左滑动4cm以内时,电压表示数为6V不变,电压表测量电源电压,即电流表示数为0且不变;说明前4cm时,滑动变阻器处于断路状态,由图乙可知,当 x≤4cm
时,则电源电压为 U=6V
由图乙和图丙可知,当 x=4cm
时根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路中的电阻为 R1=U1I1=4V0.5A=8Ω
同理可知,当 x=7cm
时 U2=2.0V
电流表示数 I2=1A
则滑动变阻器接入电路中的电阻 R2=U2I2=2.0V1A=2Ω
滑动变阻器滑动3cm电阻的改变量是 ΔR=R1﹣R2=8Ω﹣2Ω=6Ω
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是 ΔR3cm=6Ω3cm=2Ω/cm
滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻 R总=R1+4cm×2Ω/cm=8Ω+8Ω=16Ω
则电阻丝的总长为 L=R总2Ω/cm=16Ω2Ω/cm=8cm
故 x=8cm
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大;根据电压和电流的比值, 计算电阻;结合串联电路电阻规律计算部分电阻;根据电阻和导体的电阻率,判断导体长度。
17.【答案】(1)相同;质量
(2)不能
(3)加热时间
(4)水
(5)变小
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)本实验中,热量是通过“液体在相同的热源、相同的加热条件下,在相同的时间内吸收的热量是相等的”来比较的,故需使两个酒精灯相同。
因为物质吸收热量的多少与质量、升高的温度、物质种类有关,在探究不同物质的吸热能力时,需要控制两种物质的质量相等。
(2)温度计测量液体的温度,它的玻璃泡需要充分与液体接触,不能与容器接触,否则测量结果不准确。
(3)相同的热源、相同的加热条件,在相同的时间内被加热物质吸收的热量相同,热量的多少与加热时间成正比。故本实验中,热量的多少是通过加热时间来比较的。
(4)读图象可以知道,初温相同的水和煤油加热至相同的温度,水需要的加热时间长,即水吸收热量多。故水的吸热能力强。
(5)同一物体,温度降低时,内能减小,熄灭的酒精灯温度会降低,内能减小。
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,选择相同的加热器对质量相同的不同物质进行加热;
(2)使用温度计时,液泡不能碰到容器底;
(3)通过加热时间,可以表示吸收热量的多少;
(4)水的吸热能力较大;
(5)质量一定时,温度降低,内能减小。
18.【答案】(1)P=UI
(2)
(3)小灯泡
(4)温度
(5)2.5;0.6
(6)“15Ω 1A”
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据题意知道,该实验原理是P=UI
(2)因滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮,即电流变大电阻变小,所以,应是接滑动变阻器右下方的接线柱;根据表格数据知电流表选用小的量程与小灯泡串联
(3)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的开路,即小灯泡开路。
(4)由 R=UI 知道,小灯泡的电阻分别是10Ω、11.2Ω,小灯泡两端的电压越大,由P=UI知道,小灯泡的实际功率越大,灯丝的温度越高,即导体的电阻会受温度的影响。
(5)要使小灯泡正常发光,应该让小灯泡两端的电压等于额定电压2.5V,由表格数据知道,小灯泡正常发光时的电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W
(6)开关刚闭合时,小灯泡两端的电压为1.2V,由串联电路的电压规律知道,滑动变阻器两端的电压为U滑=U﹣UL=3V﹣1.2V=1.8V
此时电路中的电流为0.12A,滑动变阻器接入电路的电阻为 R滑=U滑I=1.8V0.12A=15Ω
滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”。
【分析】(1)测量电功率的原理是P=UI;
(2)测量灯泡电功率时,滑动变阻器一上一下串联连接,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(3)在串联电路中,电压表测量部分分压时,接近电源电压,电压表测量的位置断路;
(4)灯丝电阻受温度影响;
(5)当用电器的分压为额定电压时,用电器正常工作;根据电压和电流的乘积,计算电功率;
(6)根据滑动变阻器的分压和对应电流的比值,计算电阻。
19.【答案】(1)断开
(2)左端;保持电阻两端的电压不变;电压表的正负接线柱接反
(3)C
(4)大于;大
(5)A;B;D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应该断开。
(2)连接电路时,为保护电路,滑动变阻器接入电路的阻值应该保持最大,故应该将滑片调至最左端;因本实验是为了“探究电流跟电阻关系”,实验过程中应保持电阻两端的电压不变,故滑动变阻器的另一个作用是保持电阻两端的电压不变;如果实验时观察到电压表指针在零刻度线左侧,说明电压表的正负接线柱接反。
(3) A.定值电阻短路,此时电流表有示数,A不符合题意;
B.若定值电阻断路,此时电压表有示数,B不符合题意;
C.滑动变阻器断路,整个电路处于开路状态,电流表和电压表都无示数,C符合题意;
D.滑动变阻器短路,此时电流表和电压表都有示数,D不符合题意。
故答案为:C。
(4)根据串联分压原理可知,将10Ω的定值电阻更换为20Ω,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理;由题意知,定值电阻两端的电压应该控制为 UV=2V
如果此时滑片未动的情况下,定值电阻分得的电压将会大于原来的2V;为了使增大阻值的定值电阻两端电压保持依然为2V,此时应该增大滑动变阻器的阻值来分担电压。
(5)A.30Ω的电阻接入电路时,根据串联电路的分压原理可得 2V30Ω=4.5-2VR滑
R滑=37.5Ω
实际的滑动变阻器的电阻为30Ω,所以可以串联一个10Ω的电阻来完成实验,A符合题意;
B.由于定值电阻的阻值较大,换用30Ω的电阻时,定值电阻两端的电压会大于2V;试验中为了控制定值电阻两端的电压为2V,故电源电压最小为2V,滑动变阻器两端的电压最大为 U滑=2V30Ω×R滑最大=2V30Ω×30Ω=2V
则电源的最大电压为 U=2V+2V=4V B符合题意;
C.滑动变阻器阻值调至最大时,则最小电压为 Umin=UR滑+R×R=4.530Ω+30Ω×30Ω=2.25V
电源电压为8.5V,即U0的取值范围为2.25V~4.5V,C不符合题意;
D.实验中,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的电阻最大,可以将30Ω阻值的定值电阻接入电路确定恰当的U0大小,然后换其它定值电阻进行实验,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在探究电路和电阻关系时,滑动变阻器可以保持电压一定;电压表的正负接线柱接反后,指针反转;
(3)在串联电路中,电流表、电压表无示数,电压表测量外的位置断路;
(4)探究电流和电阻规律时,电压表处的电阻变大,分压变大;若保持电压一定,滑动变阻器的电阻变大;
(5)电压表处的电阻变大时,若滑动变阻器的电阻较小,需要在电路中串联电阻,或将电压表的数值减小,或减小电源电压。
20.【答案】(1)解:闭合开关S,S1时,两电阻并联;再断开S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,电流表的示数即为R1的电流为 I1=0.3A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为 I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由 I=UR ,电源的电压为 U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
答:电源电压为3V;
(2)解:R2的阻值为 R2=UI2=3V0.2A=15Ω
答:R2的阻值为15Ω。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据并联电路电流规律,计算支路电流;根据电流和电阻的乘积计算电压;
(2)根据电压和电流的比值,计算电阻。
21.【答案】(1)解:由 P=U2R 可知,小灯泡正常发光时的电阻 RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω
答:小灯泡正常发光时的电阻12Ω
(2)解:当S1闭合,S2、S3断开时,电路为只有R1的简单电路,通电5min,R1消耗的电能 W=UIt=U2R1t=(9V)29Ω×5×60s=2700J
答:R1消耗的电能2700J;
(3)解:当S2闭合,S1、S3断开时,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,小灯泡正常发光时,电路中电流最大,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,由 P=UI 知,灯泡正常发光的电流 IL=PLUL=3W6V=0.5A
滑动变阻器的电压 U'=U﹣UL=9V﹣6V=3V
由欧姆定律得,滑动变阻器的最小电阻 Rmin=U'IL=3V0.5A=6Ω
当滑动变阻器接入电路电阻越大时,电流越小,滑动变阻器的阻值调节范围50~6Ω。
答:滑动变阻器的阻值调节范围50~6Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据电压和电功率,可以计算用电器电阻大小;
(2)根据电压、电流和时间的乘积,计算消耗的电能;
(3)根据电功率和电压的比值, 计算电流;利用串联电路分压规律,计算分压,根据电压和电流的比值, 计算电阻。
22.【答案】(1)解:由P=UI可知,改装前即热式水龙头正常工作时通过电热丝的电流为 I=PU=2200W220V=10A
答:改装前,即热式水龙头正常工作时通过电热丝的电流为10A;
(2)解:由 P=Wt 可知,电热丝每分钟消耗的电能为 W=Pt=2200W×1×60s=1.32×105J
由于水龙头正常工作时所消耗电能的全部用来给水加热,所以电热丝每分钟能提供的热量为1.32×105J。
答:改装前,若水龙头正常工作时所消耗电能的全部用来给水加热1.32×105J;
(3)解:根据串并联电路的特点可知,当S2闭合,S1接a、b时R与R0并联,此时电路中的总电阻最小,由 P=U2R 可知,水龙头处于高温挡,当S2闭合,S1接c时,R与R0串联,电路中的总电阻最大,水龙头处于低温挡;由 P=U2R 可知,R0的阻值 R0=U2P=(220V)22200W=22Ω 根据并联电路的特点可知,R的电功率为 PR=P高-P=2750W-2200W=550W
由 P=U2R 可知 R=U2PR=(220V)2550W=88Ω
根据串联电路的特点可知,当R与R0串联时,电路中的总电阻为 R总=R+R0=88Ω+22Ω=110Ω
则低温挡的功率为 P低=U2R总=(220V)2110Ω=440W
答:正常工作时低温挡的功率440W。
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据电功率和电压的比值,计算电流;
(2)根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能;
(3)根据电压和电功率,可以计算用电器电阻大小;根据串联电路电阻规律,计算总电阻,利用电压和电阻, 计算电功率。
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