12,四川省巴中市通江县沙溪初级中学2023-2024学年九年级上学期第三次月考物理试题
展开一.选择题(每小题2分,共36分)
1. 以下单位中,是电功率的单位是( )
A. 千瓦时 (kW·h) 瓦特(W)B. 焦耳(J) 千瓦(kW)
C. 瓦特(W) 千瓦(kW)D. 瓦特(W) 焦耳(J)
【答案】C
【解析】
【详解】根据电功与电功率的单位可知,瓦特(W)、千瓦(kW)、焦耳/秒(J/s)是功率的单位,而千瓦时(kW·h)、焦耳(J)都是电功的单位。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 下列物品中,在通常情况下属于绝缘体的是( )
A. 橡皮B. 铅笔芯C. 食盐水D. 钢勺
【答案】A
【解析】
【详解】导体包括各种金属、石墨和酸碱盐的水溶液,常见的绝缘体有陶瓷、塑料等。食盐水是盐的水溶液,钢勺是金属,铅笔芯是石墨,则铅笔芯、食盐水、钢勺都是导体,橡皮是绝缘体。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3. 下列用电器中,利用电流热效应工作的是
A. 电视机B. 电热毯C. 电风扇D. 电脑
【答案】B
【解析】
【详解】电热毯是用电加热的设备,属于电热器,其他用电器工作时虽然也有电热产生,但都是不必要,需要防止的
4. 下列有关温度、内能和热量的说法中,正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度一定升高
B. 内能是物体内所有分子动能和势能的总和
C. 物体的温度升高,一定吸收了热量
D. 物体的内能增加,温度一定升高您看到的资料都源自我们平台,20多万份试卷任你下载,家威杏 MXSJ663 全网最新,性比价最高【答案】B
【解析】
【详解】A.物体吸收了热量,它的温度可能不变,如晶体熔化时,吸热温度保持不变,故A错误;
B.根据内能定义可知,内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和,故B正确;
C.物体的温度升高了,它可能吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故C错误;
D.在晶体熔化时,吸收热量,内能增加,但温度不变,所以物体的内能增加,温度不一定升高,故D错误。
故选B。
5. 下列事例中,利用做功的方式使物体(加“”的字)内能增加的是
A. 捂热水袋的手变暖B. 用锯子锯木头,锯条的温度升高
C. 放进热汤中的金属汤勺变得烫手D. 炽热的金属片插入水中后,水温升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.捂热水袋,使手变暖,属于热传递改变物体的内能,故A不符合题意.
B.用锯子锯木头,克服摩擦做功,使锯条的温度升高、内能增加,属于做功改变物体的内能,故B符合题意.
C.放进热汤中的金属汤勺,从热汤吸热、温度升高、内能增加,属于热传递改变物体的内能,故C不符合题意.
D.炽热的金属片插入水中后,水从金属片吸热,使水的内能增加、温度升高,属于热传递改变物体的内能,故D不符合题意.
6. 图为四冲程汽油机工作过程中各冲程的示意图,其中表示做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程,故A不符合题意;
B.排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程,故B不符合题意;
C.两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,故C不符合题意;
D.两气门都关闭,活塞下行,火花塞点火,汽缸容积变大,是做功冲程,故D符合题意。
故选D。
7. 打碎的玻璃即使拼在一起,也不能“破镜重圆”,其原因是( )
A. 分子间的作用力因玻璃被打碎而消失
B. 玻璃的分子之间只有斥力,没有引力
C. 玻璃表面太光滑
D. 玻璃碎片间的缝隙太大,大于分子间发生相互作用的距离,分子间的作用力很小
【答案】D
【解析】
【详解】分子的体积极其微小,分子间的距离也非常小,所以当玻璃打碎后拼在一起,哪怕你用力把两块玻璃往一块挤,裂开处的距离也远大于分子直径的10倍以上,分子间的引力和斥力都十分微弱。由于没有足够的引力,所以两块玻璃不能吸在一起而成为一个整体,破镜就不能重圆。但是,如果把玻璃碎片的裂开处烧化,然后对接在一起,由于液体分子可以自由运动,可以渗入到玻璃分子之间,使分子间的距离减小,达到能够产生作用力的距离,两块玻璃就能黏在一起,那么“破镜重圆”就变为可能的了。
故选D。
8. 下列说法正确的是( )
A. 不能把电流表与被测用电器并联
B. 开关必须接在电源正极和用电器之间才能控制用电器
C. 所有电源都是把化学能转化为电能的装置
D. 不能把电压表直接接到电源两端
【答案】A
【解析】
【详解】A.电流表应当与被测用电器串联,不能把电流表与被测用电器并联,故A正确;
B.开关必须与用电器串联才能控制用电器,与是否接在电源正极和用电器之间无关,故B错误;
C.电源是把其它形式的能转化为电能的装置,不仅是化学能,故C错误;
D.电源电压不超过电压表的量程,即可可以直接测量电源电压,故D错误。
故选A。
9. 对一确定的导体,其电阻R=所表示的意思是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则电阻越大
B. 导体中电流越小,则电阻越大
C. 导体的电阻等于导体两端电压与通过导体的电流之比
D. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【答案】C
【解析】
【详解】导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,此公式只能表示在数值上电阻等于导体两端的电压与通过的电流之比,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10. 在如图所示的电路中,欲使闭合开关后,两只灯泡能同时发光,应在图中甲、乙两处连人的元件是 ( )
A. 甲是电池组,乙是电流表B. 甲是电压表,乙是电池组
C. 甲是电压表,乙是电流表D. 甲是电流表,乙是电池组
【答案】D
【解析】
【详解】A.若甲处为电池组,乙处与右面的灯泡并联,因此必须填电压表,故A不符合题意;
BD.若乙处为电池组,甲处与左面的灯泡串联,因此必须填电流表,故B不符合题意,D符合题意;
C.若甲是电压表,乙是电流表,电路中没有提供电能的电池组,两只灯泡不能发光,故C不符合题意。
故选D。
11. 如图所示,要使灯泡L1、L2并联在电路中,则三个开关的断开、闭合情况是( )
A. S1、S3闭合,S2断开
B. S2、S3闭合,S1断开
C. S2闭合,S1、S3断开
D. S1闭合,S2、S3断开
【答案】A
【解析】
【详解】要使灯泡L1、L2并联在电路中则各电路元件首首相连、尾尾相连的连接,应闭合开关S1、S3,断开S2,故选A。
12. 将两个导体接入同一电路中,现测得通过两个导体的电流相等,则这两个导体在电路中的连接方式( )
A. 一定是并联B. 一定是串联
C. 有可能是并联,也有可能是串联D. 以上都不正确
【答案】C
【解析】
【详解】两个导体串联时,由串联电路电流的规律可知通过这两个导体的电流相等;两个导体并联时,如果它们的电阻相等,由I=可知通过它们的电流也会相等,因此这两个电阻可能是串联,也可能是并联。
故选C。
13. 如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1与L2串联,当开关闭合时,一盏灯亮,一盏灯不亮,且电压表有示数,则电路发生的故障是( )
A. 灯L1短路B. 灯L2短路C. 灯L1断路D. 灯L2断路
【答案】B
【解析】
【详解】由于两个电灯串联,电压表测量L1的电压,且有示数,故应是L1亮,L2短路了而不亮。
故选B
14. 如图所示的电路,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片向b端移动时,电流表的示数以及灯L的亮度变化情况应是
A. 电流表示数变大,灯L变暗 B. 电流表示数变小,灯L变暗
C. 电流表示数变大,灯L变亮 D. 电流表示数变小,灯L变亮
【答案】B
【解析】
【详解】AC.此电路是一个串联电路,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中的总电阻也变大,而电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,所以电流表的示数变小,故 AC错误;
BD.灯的亮度取决于灯的实际功率,灯的电阻不变,前面分析已知通过灯的电流变小,根据公式P=I2R可知,灯的实际功率变小,所以灯变暗,故B正确,D错误。
故选B
15. 如图所示,电源两端电压不变。闭合开关,滑动变阻器滑片P在某两点之间滑动时,电流表的示数在1A~2A之间变化。电压表示数在6V~9V之间变化。则定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别是( )
A. 3Ω 15VB. 6Ω 15VC. 3Ω 12VD. 6Ω 12V
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据串联电路的电压特点可知,当电路中的电流为1A时,电压表的示数为9V,串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,电源的电压为
当电路中的电流为2A时,电压表的示数为6V,电源的电压为
电源的电压不变,则有
解得:,电源的电压为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16. 如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有3V和15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表偏转的角度相同,则( )
A. R1:R2=1:4B. R1:R2=4:1C. R1:R2=1:5D. R1:R2=5:1
【答案】A
【解析】
【详解】由电路分析可得,R1与R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,V2测量R1和R2两端的电压;因两电压表相同,说明两表的刻度盘相同,当选不同的量程但偏角相同时,说明两次示数之比即为量程之比,即;R2两端的电压U2'=U2﹣U1,则可知R1两端的电压V1与R2两端的电压V2′之比为:.由欧姆定律可得:.故选A.
17. 如图所示,电路中的电源电压相同且保持不变,所有的灯泡规格相同,且不考虑温度对电阻的影响,闭合开关,以下比较a、b、d三灯实际功率的大小关系式中正确的是( )
A. Pa =Pd =PbB. Pa >Pd >PbC. Pa =Pd>PbD. Pa<Pd =Pb
【答案】C
【解析】
【详解】a灯的功率
b灯与c灯功率相同
d灯与e灯并联在电路中
则三灯功率的关系为Pa=Pd>Pb。故ABD错误,C正确。
故选C。
18. 如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,电流表所接量程为“0~0.6A”,电压表所接量程为“0~3V”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是( )
A. 电路的最大功率为3W
B. 滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω
C. 小灯泡的最小功率为0.75W
D. 电路中允许通过的最大电流为1A
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由P=UI可得,灯L的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流为I大=0.5A,因此电路的最大功率为
P大=UI大=6V×0.5A=3W
故A正确,不符合题意,D错误,符合题意;
B.电路中电流最大时,灯泡两端的电压达到额定电压,也是电源的电压,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为0Ω;由可得,灯泡的电阻
当电压表示数UR=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,此时灯泡两端的电压
UL小=U−UR=6V-3V=3V
电路中的电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器R允许接入电路中的阻值范围是0~12Ω,故B正确,不符合题意;
C.当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,小灯泡的最小功率
PL小=UL小I小=3V×0.25A=0.75W
故C正确,不符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共18分)
19. 电流做功过程是将电能转化为其他形式能的过程,电流通过电饭锅做功,是将电能转化为_______能;给手机电池充电时,是将电能转化为_________能。
【答案】 ①. 内 ②. 化学
【解析】
【详解】[1]电流通过电饭锅做功,产生热量,将电能转化为内能。
[2]给手机电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来。
20. 一节普通5号干电池的电压是_____伏,我国家庭电路的电压是______伏,马路上的路灯有一盏坏了其他灯却不受影响,说明:路灯之间一定是_____联的(选填“串”或“并”)。
【答案】 ①. 1.5 ②. 220 ③. 并
【解析】
【详解】[1][2]不同的电源提供的电压一般不同,一节普通5号干电池电压是1.5V,我国家庭电路电压是220V。
[3]马路两边的一串的路灯,虽然同时亮同时熄灭,但其中一个坏,其它仍亮,所以路灯之间是并联的。
21. 如图所示是某用户家的电能表,单独将电烤箱接入电路,正常工作30min,电能表的转盘转过300转,则电烤箱消耗的电能为______kW·h,它的实际功率为______W。
【答案】 ①. 0.5 ②. 1000
【解析】
【分析】
【详解】[1]电烤箱消耗的电能为
[2]它的实际功率为
22. 酒精的热值是,要放出的热量,需要完全燃烧______kg酒精。
【答案】0.5
【解析】
【详解】由得,需要完全燃烧的酒精的质量为
23. 将一根阻值为100Ω的电阻丝接入电路,通过它的电流为2A,则通电10s电流产生的热量为 _____J。
【答案】
【解析】
【详解】电流产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×100Ω×10s=4000J
24. 在家庭电路中,_________表用来测量用户消耗的电能。一只标有“220V 40W”字样的白炽灯正常工作10h,消耗的电能为__________kW·h。
【答案】 ①. 电能 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]不同的电表功能一般不同,用来测量用户消耗的电能仪表是电能表。
[2]根据可知,消耗的电能为
25. 标有“8V 4W”的灯泡,正常工作时,它的电流是_______A,将它接到某电路中,通过它两端的电压为4V时,它的电功率是________W。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
【答案】 ①. 0.5 ②. 1
【解析】
【详解】[1]由得,灯泡正常工作时电流是
[2]由得,灯泡的电阻为
通过它两端的电压为4V时,它的电功率是
26. 一台标有“5 V 2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1Ω,正常工作1 min,消耗的电能是___________J,产生的热量是________J。该电风扇工作时把电能转化为机械能的效率是___________。
【答案】 ①. 150 ②. 15 ③. 90%
【解析】
【分析】
【详解】[1]由题知,小电风扇正常工作1 min消耗的电能
W=P额t=2.5W×60s=150J
[2]由P=UI得,小电风扇正常工作时线圈中的电流
正常工作1min,线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×60s=15J
该电风扇工作时把电能转化为机械能
[3] 小电风扇产生的机械能
W机械=W-Q=150J-15J=135J
小电风扇转化为机械能的效率
27. 如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“3V 1.5W”的字样,滑动变阻器R0标有“20Ω 1A”字样,R1=9Ω,电流表量程为0~3A,假定灯丝电阻不变。当只闭合开关S2时,电流表示数为0.3A,则电源电压是_______V;当开关S1、S2和S3都闭合时,在保证电路安全前提下,将总功率调到最大时,R1、R0的功率之比是_________。
【答案】 ①. 4.5 ②. 1∶5
【解析】
【详解】[1]当只闭合开关S2时,灯泡L与R1串联,电流表测量电路电流,电流表示数为0.3A。由得,灯丝电阻为
此时电路中电阻为
由欧姆定律得,电源电压是
[2]当开关S1、S2和S3都闭合时,R1、R0并联,灯泡被短路,在保证电路安全前提下,当电流表示数最大为3A时,变阻器接入电路中电阻最小,此时R1电流为
R0的电流为
R1、R0的电压相同,由得,R1、R0的功率之比是
三、作图与实验探究题(28、29每题2分,其余每空1分,共22分)
28. 汽车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯。两个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关闭合),该指示灯就会发光。请在下面虚框中画出符合要求的模拟电路图。
【答案】
【解析】
【详解】两个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关闭合),该指示灯就会发光,说明两个门上的开关均控制灯泡,且开关断开时,灯泡发光,开关闭合时,灯泡不发光,则两开关串联后与灯泡并联,如图所示:
29. 如图,在虚线方框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图得,两灯泡并联,电流表测量上面的灯泡的电流,开关在干路上,根据实物图连接电路图,如图所示:
30. 小亮同学想通过实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”,他利用四根如图所示的金属丝进行实验,已知图中A为锰铜丝,B、C、D为镍铬合金丝,S表示金属丝的横截面积。
(1)若要探究导体电阻的大小跟材料的关系,应选用金属丝B和金属丝________进行实验;
(2)若要探究导体电阻跟________的关系,应选用金属丝B、D进行实验。
【答案】 ①. A ②. 长度
【解析】
【详解】(1)[1]若要探究导体电阻的大小跟材料的关系,要保证导体的长度、横截面积相等,导体材料不同,根据题意可知金属丝A能满足要求。
(2)[2]由题意知导体B、C的材料、横截面积相同,它们的长度不同,用B、C两导线做实验,可探究导体电阻与导体长度的关系。
31. 电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。为探究其原因,小明连接了如图所示的实验电路,其中R1>R2。
(1)实验中通过_________(选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法:让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块,通过木块________来反映动能的大小;
(2)实验表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越________。请解释“电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”的原因:电炉丝与导线串联,电流大小和通电时间相同,而电炉丝________比导线大,所以发热比导线多。
【答案】 ①. 温度计示数的变化 ②. 移动距离 ③. 多 ④. 电阻
【解析】
【详解】(1)[1]实验中采用不同电阻丝加热相同煤油,电阻丝产生热量越多,煤油吸收热量越多,升高温度越多,则实验中通过温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少。
[2]在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法,即转换法:让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块,通过木块移动距离来反映动能的大小,木块移动距离越长,表示钢球动能越大。
(2)[3]两电阻丝串联,电流与通电时间相同,电阻丝电阻越大,煤油升高的温度越多,实验表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。
[4]电炉丝与导线串联,电流大小和通电时间相同,而电炉丝电阻比导线大,由得,电炉丝发热比导线多,因此“电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”。
32. 现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)______;
(2)连接电路时,开关应该_______,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表针有明显偏转,则电路可能存在的故障是_________;
(3)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:_______;
(4)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向_____(选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为_______时,读出电流表示数;
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器_____;
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A.
(6)小明断开开关把定值电阻换成额定电压为3.8V的小灯泡,准备测该灯泡的额定功率,闭合开关S,小明发现灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数但未超出量程,产生故障的原因可能是:( );
A.小灯泡发生了短路 B.小灯泡发生了断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器的滑片松了、不接触。
(7)排队故障后,调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下正常发光时,电流表的指针位置如图所示,读数为______A,则小灯泡的额定功率为______W;
(8)小明又设计了如图丁所示的电路测只知额定电流(I额=0.2A )灯泡的额定功率(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0);
①只闭合开关 S、S1,调节R2,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关 S、S2,保持R2不变,调节R1,使电流表的示数为__________A;
③接着将R 2的滑片调至最左端,记下电流表的示数为I1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式 P额=________(用I额、R0、I1、I2表示)。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 定值电阻断路 ④. 导体的两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑤. A ⑥. 2V ⑦. A ⑧. A ⑨. 0.30 ⑩. 1.14 ⑪. 0.2 ⑫.
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知,变阻器的滑片向左移动时,变阻器连入电路的电阻越大,根据“一上一下”的接法连入电路中,电压表与电阻并联,如图所示
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应该断开。
[3]闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路中某部分出现断路,电压表针有明显偏转,说明电压表并联部分断路,即定值电阻断路。
(3)[4]由图丙图像数据可知,电流与电阻之积为
为一个定值,可得出的结论是:导体的两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,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,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数为2V。
(5)[7]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,变阻器分得的电压
U滑=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,故选用50Ω 1.0A的变阻器,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(6)[8]闭合开关S,小明发现灯泡不发光,说明电路某处出现断路或者灯泡短路,电压表无示数,电流表有示数但未超出量程,说明电压表并联部分短路,即小灯泡发生了短路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(7)[9]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A。
[10]根据P=UI可得,小灯泡的额定功率为
(8)②[11]只闭合开关 S、S2,此时滑动变阻器R1、R2串联,保持R2滑片不变,调节R1,使电流表示数为I额,即0.2A,根据等效替代法可知,此时R1的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻。
③[12]接着将R2的滑片调至最左端,记下电流表的示数为I1,此时R2连入电路的电阻为0,设电源电压为U电,则根据欧姆定律可得
再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,此时R2连入电路的电阻为R0,则根据欧姆定律可得
由以上两式子可得
即可得
所以灯泡在正常发光时的电阻为
所以小灯泡额定功率的表达式为
四、计算题(每题7分,共14分)
33. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,已知定值电阻R2=5Ω,灯泡L的额定电压为3V,图乙为灯泡的电流随电压的变化图像。当开关S1、S2、S3都闭合,P移至b点时,灯泡L正常发光,求:
(1)灯泡L正常发光时的功率;
(2)当开关S2、S3都断开,S1闭合,滑片P从a端滑到b端过程中,电流表的示数变化了0.5A,求R1的最大阻值;
(3)当开关S1、S3都断开,S2闭合时,R2的功率。
【答案】(1)0.75W;(2)25Ω;(3)0.2W
【解析】
【详解】解:(1)因为灯泡L的额定电压为3V,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡L正常发光时的功率为
(2)由于当开关S1、S2、S3都闭合,P移至b点时,灯泡和变阻器并联接入电路中,它们的两端电压都等于电源电压,且灯泡L正常发光,所以电源电压为
当开关S2、S3都断开,S1闭合,P在a端时,只有R2连入电路,根据欧姆定律可得,此时通过R2的电流为
根据题意,P在b端时,R1和R2串联,电路的总电阻为这两电阻的阻值之和,滑片P从a端滑到b端的过程中,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路的电流变小,所以P在b端时,此时的电路电流为
根据欧姆定律和串联电路的特点可得,R1的最大阻值为
(3)当开关S1、S3都断开,S2闭合时,L和R2串联,由图乙可知,当电路电流为0.2A时,满足
即L和R2串联两端的总电压等于电源电压为3V,R2的功率为
答:(1)灯泡L正常发光时的功率为0.75W;
(2)R1的最大阻值为25Ω;
(3)当开关S1、S3都断开,S2闭合时,R2的功率为0.2W。
34. 微波炉是一种清洁卫生无污染,效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275mL、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min,取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)微波炉加热时,电路中的电流是多少?
(2)加热过程中,水吸收的热量是多少?
(3)加热过程中消耗的电能是多少?
(4)微波炉的加热水的效率是多少?
【答案】(1)5A;(2)2.31×104J;(3)6.6×105J;(4)3.5%
【解析】
【详解】解:(1)由得,微波炉加热时,电路中的电流是
(2)由得,加热的水的质量为
加热过程中,水吸收的热量是
(3)由得,加热过程中消耗的电能是
(4)微波炉的加热水的效率是
答:(1)微波炉加热时,电路中的电流是5A;
(2)加热过程中,水吸收的热量是2.31×104J;
(3)加热过程中消耗的电能是6.6×105J;
(4)微波炉的加热水的效率是3.5%。防触电保护类型I类
额定容积20L
型号NN-S313WF
电源频率50Hz
额定电压220V
质量12kg
加热功率1100W
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