2023-2024学年甘肃省陇南州西和县九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.“安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列关于家庭电路说法正确的是( )
A. 家庭电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路
B. 家中多个大功率用电器,不要接在同一插线板上使用
C. 用试电笔辨别火线和零线时,手不要接触笔尾金属体
D. 空气开关跳闸,一定是家庭电路出现短路导致的
2.下列说法正确的是( )
A. 绝缘体不导电,也不能带电
B. 0℃的冰块熔化成0℃的水,其内能不变
C. 物体的内能增加了,它的温度一定升高
D. 分子间的引力和斥力是同时存在的
3.关于以下四幅图片的描述,说法正确的是( )
A. 图甲中,将气球在头发上摩擦后,小女孩的头发会飘起来,是因为气球带电,头发不带电
B. 图乙中,给瓶内打气,瓶塞跳起时的能量转化形式与热机做功冲程的能量转化形式相同
C. 图丙中,设想的永动机可能实现
D. 图丁中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管一端,发现吸管向橡胶棒靠近,说明吸管一定带正电
4.如图所示,要求开关S闭合后,小灯泡L1和L2都能发光,则甲表、乙表分别是( )
A. 电压表;电压表
B. 电流表;电流表
C. 电流表:电压表
D. 电压表;电流表
5.小明用如图甲所示的装置比较不同物质吸热升温情况。将分别盛有50g水和50g食用油的两个相同试管同时用红外加热器加热,温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图象如图乙所示。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),下列说法正确的是( )
A. 加热2min,水吸收的热量大于油吸收的热量
B. 油的比热容为3.15×103J/(kg⋅℃)
C. 第2∼3min内,油吸收的热量为1.4×103J
D. 小华用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,则m水:m油=1:2
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关,向左移动滑片P,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大,R的电功率变小
B. 电压表的示数变大,电路总功率变大
C. 电流表的示数变小,R的电功率变大
D. 电压表的示数不变,电路总功率变大
二、填空题:本大题共10小题,共24分。
7.陇南作为内陆地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小,这是由于泥土的比热容比水的比热容______(选填“大”或“小”),因此______(选填“水”或“泥土”)作为冷却剂效果更好。
8.孝敬老人是中华民族的传统美德。冬季到来,天气转冷,小明的妈妈常用手给小明的奶奶搓背,晚上还经常用热水给奶奶泡脚,搓背是通过______的方式改变内能的,泡脚是通过______的方式改变内能的。
9.杭州亚运主火炬的燃料“零碳甲醇”在燃烧过程中将化学能转化成______能,甲醇燃烧过程中热值______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.冬天,我们在穿脱毛衣时,由于毛衣的材质问题会使得衣服紧贴在身上,这是因为发生了______现象,皮肤和毛衣带上了______(填“同种”或“异种”)电荷互相吸引。
11.电视机、电风扇、电热驱蚊器工作时,主要利用了电流的热效应的是______;为了安全用电,人们必须在______(选填“火”或“零”)线上安装保险装置。
12.小明家的电能表如图所示,他家接入电路的总功率不能超过______ W。小明把家里其它用电器都关掉,只让一个电热水壶单独连接在电路中,发现电能表上的铝盘45min内转了600转,在这段时间内,电热水壶消耗了______度电。
13.有质量均为1kg的甲、乙两种液体,当甲、乙的温度分别升高1℃、0.5℃时,吸收的热量如图所示。则当甲液体温度降低0.5℃时释放的热量为______ J;甲、乙两种物质的比热容之比为______。
14.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯L1两端的电压为______ V;此时相同时间内两灯消耗的电能之比W1:W2=______。
15.图甲中气球在放气时,它喷嘴的温度和原来相比______(选填“变高”、“变低”或“不变”)了,此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在______(选填“A”或“B”)图所示过程的能量转化是一致的。
16.如图是汽车油量表的工作原理图,其中的油量表是用电流表改装的,当油箱中的油面下降时,油量表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),若油量表是用电压表改装的,应与______(选填“R0”或“R1”)并联,实现油量增多,油量表示数变大。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.如图是利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实物电路图,请在图乙方框内根据实物图画出电路图。
18.请将图中的电灯、开关和三孔插座用笔画线代替导线正确接入家庭电路中。
四、实验探究题:本大题共2小题,共20分。
19.某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验,电源电压3V保持不变。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)连接电路时开关必须______,滑动变阻器滑片 P应该位于______(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是______。
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,此时电路中电流为______ A。
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为______ V时,读出电流表的示数。再更换为20Ω的定值电阻,继续进行实验,将实验数据记录在下面的表格中。分析所得数据可得出结论:______。
20.康康在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V;
(1)图甲是测量小灯泡电功率的电路图。检查仪器时,康康发现电流表的指针位置如图乙所示,老师提示他电流表没有损坏,他稍作思考,判断出现问题的原因是电流表______;
(2)纠正问题后,康康连接好电路并闭合开关开始实验。他移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数为______(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为______ W;
(3)康康的电流表坏了,老师给他一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,重新设计了电路如图丁所示,并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;
②不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式:P额=______;
能否用甲图实验装置探究“电流与电压的关系”说明理由?______。
五、计算题:本大题共2小题,共14分。
21.酒精是实验室里常用的燃料,酒精的热值q酒精=3×107J/kg,现用酒精灯来加热水做沸腾实验,在标准大气压下若要把0.5kg、20℃的水加热到100℃,水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收,需要燃烧多少克酒精?
22.如图甲所示的新型电饭锅,其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示,求:
(1)电饭锅的最大电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)25min内电饭锅产生的热量。
六、综合题:本大题共1小题,共4分。
23.如图所示,是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。
(1)现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细,请根据焦耳定律解释使用这种插线板会存在什么隐患?
(2)小龙用电水壶烧水时,不慎有水溅入旁边的插座里,过了一会儿家里停电,所有用电器停止工作,请你分析其中的原因。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、水是导体,发生电火灾时如果直接用水去灭火,会发生触电事故,故A错误;
B、家中多个大功率用电器接在同一插线板上使用,会使电路中电流的过大,而引起火灾,故B正确;
C、使用试电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,不能用手触及试电笔前端的金属体,否则会造成人身触电事故,故C错误;
D、当发生短路、电路负荷过大以及发生触电时,空气开关就会出现“跳闸”现象,故D错误。
故选:B。
(1)发现用电器着火了,要立即断开电源再想法灭火;
(2)(4)电流过大的原因:一是短路;二是用电器的总功率过大;
(3)使用试电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分。
本题主要考查了安全用电的基础知识,涉及的知识点较多,但都是我们应掌握的内容。
2.【答案】D
【解析】解:A、玻璃棒是绝缘体,不容易导电,但可以带电,故A错误;
BC、0℃的冰块加热熔化成 0℃的水,该过程中吸收热量,温度不变,其内能会增加,故BC错误;
D、分子间的引力和斥力是同时存在的,故D正确。
故选:D。
(1)绝缘体不容易导电,但可以带电;
(2)晶体熔化时吸收热量、温度不变,但内能增加;
(3)分子间同时存在引力和斥力。
本题考查的是分子动理论的应用、导体和绝缘体的区分,以及温度、热量与内能的关系,具有一定的综合性,但难度不大。
3.【答案】B
【解析】解:A、将气球在头发上摩擦后,小女孩的头发会飘起来,是因为摩擦使气球和头发带上了异种电荷而相互吸引,故A错误;
B、给瓶内打气,瓶塞跳起时的能量转化形式与热机做功冲程的能量转化形式相同,都是内能转化为机械能,故B正确;
C、根据能量守恒定律,永动机在工作时,必然有一部分能量散失到空气中,因此永动机不可能实现,故C错误;
D、根据异种电荷相互吸引和带电体可以吸引轻小物体可知,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管一端,发现吸管向橡胶棒靠近,则吸管可能带正电,也可能不带电,故D错误。
故选:B。
(1)摩擦可以使物体带电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(2)气体膨胀对外做功,将内能转化为机械能;
(3)根据对能量守恒定律的理解可做出判断;
(4)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;带电体可以吸引轻小物体。
本题主要考查了对电荷间的相互作用、做功与能量的转化、能量守恒定律等的理解与应用,属基础题。
4.【答案】D
【解析】解:开关S闭合后,小灯泡L1和L2都能发光,这说明通过两个小灯泡都有电流;若甲为电流表,则灯泡L2会被短路,所以甲为电压表;
乙与灯泡L2串联在电路中,所以乙为电流表。
故选:D。
电压表与被测用电器并联,并且在电路中相当于开路;电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线。
解决本类题的关键是牢记电压表和电流表的正确使用方法,并且能够识别串并联电路。
5.【答案】C
【解析】解:A、根据转换法,加热2min,水吸收的热量等于油吸收的热量,故A错误;
B、根据图乙可知,升高20℃,A、B的加热时间分别为2min和3min,由转换法,对应的吸热之比为2:3,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,油的比热容为:
c=23×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.8×103J/(kg⋅℃);
故B错误;
C、B的比热容大,B为水,加热3分钟升高20℃,水吸热:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J;
第2∼3min内,水吸收的热量为
Q吸=4.2×103J3=1.4×103J
由转换法,第2∼3min内,油吸收的热量为1.4×103J,故C正确;
D、小华用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,故相同时间(吸热相同)升高的温度相同,根据Q=cmΔt可知,质量与比热容成反比,
则m水:m油=2.8×103J/(kg⋅℃):4.2×103J/(kg⋅℃)=2:3。
故D错误。
故选:C。
A、我们使用同一加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
B、根据图乙得出升高20℃A、B的加热时间分别,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,据此得出油的比热容;
C、B的比热容大,B为水,根据Q=cmΔt得出加热3分钟升高20℃水吸收的热量,据此得出第2∼3min内水吸收的热量,由转换法得出第2∼3min内油吸收的热量;
D、水和油的温度随时间变化图线均为A,因相同时间(吸热相同)升高的温度相同,根据Q=cmΔt得出m水:m油。
本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
6.【答案】B
【解析】解:由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压;
闭合开关后,滑片向左滑动时,接入的阻值变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,在电源电压不变时,电路中的电流变大,电流表示数变大;
R为定值电阻,由U=IR可知其两端电压变大,故电压表示数变大;
根据P=I2R可知,R的电功率变大;
根据P=UI可知,电路的总功率变大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
分析电路图两电阻串联,当滑动变阻器滑片向左滑动时,接入的阻值变小,利用欧姆定律分析电流变化;根据U=IR分析电压表示数变化;根据P=I2R分析R功率的变化;根据P=UI分析总功率的变化。
此题主要考查学生对于欧姆定律公式的理解,抓住电路特点找准电阻变化是解题关键。
7.【答案】小 水
【解析】解:沿海地区水多;内陆地区水少、干泥土多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和干泥土比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
水的比热容较大,质量相同的水和其它物质,升高相同的温度,水吸收的热量较多,水作为冷却剂效果更好。
故答案为:小;水。
对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
本题主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握,是一道应用物理知识解释自然现象的题目。
8.【答案】做功 热传递
【解析】解:搓背使身体感到暖和,是摩擦生热,属于做功改变身体内能;泡脚使身体感到暖和,是通过热传递改变身体的内能;这两种方法对改变物体的内能来说是等效的。
故答案为:做功;热传递。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递,做功和热传递对改变物体的内能来说是等效的。
本题考查了改变物体内能有两种方式:做功和热传递,摩擦生热是机械能转化为内能。
9.【答案】内 不变
【解析】解:“零碳甲醇”在燃烧过程中将化学能转化成内能;
热值是燃料本身的特性,甲醇燃烧过程中热值不变。
故答案为:内;不变。
燃料在燃烧过程中将储存的化学能转化为内能;热值是燃料本身的特性,相同质量的不同燃料完全燃烧时,热值越大的燃料放出的热量越多。
本题考查热值等知识,是一道综合题。
10.【答案】摩擦起电 异种
【解析】解:身体与毛衣摩擦,使电子发生了转移,身体和毛衣带上了异种电荷,由于异种电荷相互吸引,所以衣服紧贴在身上。
故答案为:摩擦起电;异种。
(1)通过摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
本题考查了摩擦起电、电荷间的相互作用规律,是基础题目。
11.【答案】电热驱蚊器 火
【解析】解:(1)电热驱蚊器是利用电流的热效应来工作的,即电流通过电加热器时会产生一定的热量,使置于其上的药片的有效药剂挥发至室内的空间中,达到驱蚊灭蚊之功效;电风扇的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;电视机工作时电能转化为光能、声能等能量,不是利用电流的热效应;
(2)如果在火线和零线上各自安装保险装置,当零线上的保险装置断开电路时,虽然也能够切断电路,但由于是切断的零线,但由于火线未被断开而故障线路仍旧带电,这在安全上来讲仍是一个很大的隐患。如果保险装置装在火线上,则发生故障时可以切断电路,使保险装置以下的线路不再带电,这样会更安全一些。
故答案为:电热驱蚊器;火。
(1)电流有三种效应:电流的热效应、磁效应和化学效应。电流通过导体时产生热量的现象称为电流的热效应;
(2)保险装置的作用是当电路中有短路或严重过载时能切断电路。
本题考查了电流的热效应和安全用电的常识,属于基础题。
12.【答案】44000.2
【解析】解:(1)由图知,电能表的工作电压是220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,小明家同时使用的用电器最大总功率:
P最大=UI最大=220V×20A=4400W;
(2)3000r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的铝盘转动3000r,
电能表的铝盘转600r时,电热水壶消耗的电能:
W=6003000kW⋅h=0.2kW⋅h=0.2度。
故答案为:4400;0.2。
(1)知道电能表的工作电压和电能表平时工作允许通过的最大电流,利用P=UI求小明家电路允许接入用电器的最大电功率;
(2)3000r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的铝盘转动3000r,据此求电能表的铝盘转600r时,电热水壶消耗的电能。
本题考查了消耗电能、电功率的计算,明确电能表相关参数的含义是关键。
13.【答案】1500 3:4
【解析】解:由图知,质量为1kg的甲液体,温度升高1℃吸收的热量为3000J,根据比热容的定义可知,甲的比热容为3×103J/(kg⋅℃),
质量为1kg的乙液体,温度升高0.5℃吸收的热量为2000J,则温度升高1℃吸收的热量为4000J,所以乙的比热容为4×103J/(kg⋅℃),
则甲液体温度降低0.5℃时释放的热量为Q甲=c甲mΔt=3×103J/(kg⋅℃)×1kg×0.5℃=1500J;
甲、乙两种物质的比热容之比为3×103J/(kg⋅℃)4×103J/(kg⋅℃)=3:4。
故答案为:1500;3:4。
根据比热容的定义和图解可知甲、乙的比热容,进一步计算即可。
本题考查比热容的理解和Q=cmΔt的运用,难度适中。
14.【答案】4.84:1
【解析】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V2测量L2两端的电压,电压表V1测的是电源电压;
由题意可知,电压表V2选择的量程为0∼3V,分度值为0.1V,其读数为U2=1.2V,即电阻L2两端的电压为1.2V。
电压表V1选择的量程为0∼15V,分度值为0.5V,其读数为U=6V,
根据串联电路电压规律可知,灯泡L1两端的电压为:U1=U−U2=6V−1.2V=4.8V;
根据串联电路的电流特点可知,通过灯泡L1和灯泡L2的电流相等,
则此时相同时间内两灯消耗的电能之比:W1:W2=U1It:U2It=U1:U2=4.8V:1.2V=4:1。
故答案为:4.8;4:1。
由图甲可知,灯泡L1与灯泡L2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量灯泡L2两端电压;根据串联电路的电压特点可知电压表V1和电压表V2的量程,据此读数电压表V1和电压表V2的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡L1两端的电压;根据串联电路的电流特点和W=UIt求出此时相同时间内两灯消耗的电能之比。
本题考查串联电路的特点、电压表的读数以及电功计算公式的应用,解题的关键是确定电压表的测量对象。
15.【答案】变低 A
【解析】解:
气球内的气体向外喷出时,气体对外做功,将内能转化为机械能,所以球内气体的内能减小、温度降低,则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了;
如图A,进气门和排气门都关闭,活塞向下运行,高温高压的燃气推动活塞做功,因此是做功冲程,也是将内能转化为机械能,即图甲中发生的能量转化与图乙的A图中的能量转化相同。
故答案为:变低;A。
对物体做功时,物体的内能会增大,物体对外做功时,其内能会减小;内燃机在压缩冲程中,将机械能转化为内能;在做功冲程中,将内能转化为机械能。
此题主要考查了做功改变物体的内能、内燃机的工作过程,是一道基础题。
16.【答案】变小 R0
【解析】解:由图知,R0和滑动变阻器R1串联,油量表串联接入电路中,为电流;
当油箱中油面下降时,滑片向上滑动,变阻器连入电路的长度变大,阻值变大,电路中总电阻变大,电源电压一定,由欧姆定律可知电路中电流变小,油量表示数变小;
当油箱中油面上升时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路的分压原理知,滑动变阻器分得电压变小,R1分得电压变小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻分担的电压变大,若油量表是用电压表改装,应与R0并联,实现油量增多,油量表示数变大。
故答案为:变小;R0。
当油箱中油面下降时,从杠杆的偏转确定滑动变阻器的变化,再利用欧姆定律进行分析判断电路中电流的变化;
根据油面下降时判断变阻器连入阻值变化,由串联电路的分压原理判断两电阻的电压变化,从而判断电压表的连接。
本题主要考查串联电路特点和欧姆定律的应用,要掌握好滑动变阻器的变阻原理:通过改变连入电阻丝的长度,改变阻值的大小,从而改变电路中的电流。
17.【答案】解:由实物图知,开关、滑动变阻器、电流表、灯泡依次串联在电源两极上,电路图如图所示:
。
【解析】分析实物图,得出灯与滑动变阻器的连接方式,以及开关、电流表的位置,据此画出对应的电路图。
本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式是关键。
18.【答案】解:灯泡接法:火线进入开关,经灯泡连到零线。这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如下图所示:
【解析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套,这样既能控制灯泡,又能更安全。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
19.【答案】断开 B 定值电阻断路 0.4B2电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【解析】解:(1)滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的A端;
(3)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的定值电阻断路了;
(4)由图乙可知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
(5)由欧姆定律可知,定值电阻两端所控制的电压:UV=IR=0.4A×5Ω=2V;
根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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不变;
由表中数据可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;B;(3)定值电阻断路;(4)0.4;(5)B;2;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(1)滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,从而确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)电流表无示数,说明电路可能断路;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,与电压表并联的支路断路了;
(4)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数;
(5)根据欧姆定律求出定值电阻两端所控制的电压,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
根据表中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
本题探究电流与电阻的关系,考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数、控制变量法、实验操作及分析数据归纳结论的能力,是一道综合题,有一定的难度。
20.【答案】没有调零 额⋅U−U额R0 不能,灯的电阻随温度的变化而变化
【解析】解:(1)电流表没有损坏,出现问题的原因是电流表没有调零;
(2)纠正错误后,他重新开始实验,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,示数为0.26A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(3)①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;
②不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U;
在第一步操作中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在第二步操作中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:
U0=U−U额,由欧姆定律可求出灯的额定电流:IL=U−U额R0,小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额IL=U额⋅U−U额R0;
探究电流与电压的关系要控制电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的升高而增加。
故答案为:(1)没有调零;(2)0.26;0.65;(3)U额⋅U−U额R0;不能,灯的电阻随温度的变化而变化。
(1)电流表使用前要调零;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率;
。
本题测灯电功率,考查电流表使用、注意事项、电流表读数及功率计算和设计方案测额定功率的能力。
21.【答案】解:(1)把0.5kg、20℃的水烧开所吸收的热量为:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(100℃−20℃)=1.68×105J;
(2)因为酒精燃烧放出的热量只有50%被水吸收,由η=Q吸Q放×100%可得,
Q放=Q吸η=1.68×105J50%=3.36×105J,
由Q放=mq可得产生这些热量需要完全燃烧的酒精质量:
m酒精=Q放q=3.36×105J3×107J/kg=0.0112kg=11.2g。
答:(1)水吸收的热量为1.68×105J;
(2)若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收,需要燃烧11.2g酒精。
【解析】(1)利用公式Q吸=cmΔt求出水吸收的热量;
(2)根据η=Q吸Q放×100%可求得燃料燃烧放出的热量,再利用公式Q放=mq变形求解所需的燃料质量。
此类问题是考查对燃料热值的理解,并会结合热量公式进行计算相关的物理量。
22.【答案】解:(1)由乙电路图可知,S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大,
由图丙可知,电饭锅的最大电流I=3A,
则电饭锅最大的电功率:P1=UI=220V×3A=660W;
(2)由乙电路图可知,只闭合S时,电路为R1的简单电路,电路中的电流较小,
由丙图可知,通过R1的电流I1=2A,
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:I2=I−I1=3A−2A=1A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=UR可得,R2的阻值:R2=UI2=220V1A=220Ω;
(3)由图可知25min内电饭锅的加热时间为15min,产生的热量为:Q1=UIt1=220V×3A×15×60s=5.94×105J,
保温时间为10min,产生的热量为:Q2=UI1t2=220V×2A×10×60s=2.64×105J,
所以25min内电饭锅产生的热量为:Q=Q1+Q2=5.94×105J+2.64×105J=8.58×105J。
答:(1)电饭锅的最大电功率为660W;
(2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)25min内电饭锅产生的热量为8.58×105J。
【解析】(1)由乙电路图可知,S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中电流最大,由丙图可知此时的电流值,根据P=UI求出电饭锅的最大电功率;
(2)由乙电路图可知,只闭合S时,电路为R1的简单电路,电路中的电流较小,由丙图可知通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值;
(3)由图可知25min内电饭锅的加热时间为15min,保温时间为10min,根据Q=W=Pt计算25min内电饭锅产生的热量。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的综合应用,结合电路图会对图像的分析电路结构得出两种状态下对应的电流值是关键。
23.【答案】答:
(1)在材料和长度一定时,伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细,说明横截面积越小,电阻越大;在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流产生的热量越多,越存在安全隐患;
(2)若不慎有水溅入旁边的插座里,会造成短路,电路电流过大,使空气开关跳闸,所有用电器停止工作。
【解析】(1)导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料有关。在导体的长度和材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
根据Q=I2Rt得,电流产生热量跟电阻成正比,电阻越大,电流产生的热量越多,容易发生火灾;
(2)空气开关跳闸是因为电路中电流过大,家庭电路中电流过大的原因:短路和总功率过大。
本题通过家庭常用的插线板考查了家庭电路电流过大的原因、焦耳定律知识的应用,体现了物理和生活的密切关系,学好物理,服务于生活。实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
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