河北省石家庄八十一中2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(12月份)
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这是一份河北省石家庄八十一中2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(12月份),共23页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)下列说法不正确的是( )
A.两个温度相同的物体相互接触时不可能发生热传递
B.物体温度升高,内能一定增加,所以一定要吸收热量
C.把冰箱冷冻室的冻肉放在4℃的冷藏室后,冻肉的内能会增加
D.热机的效率越高,在做功同样多的情况下,消耗的燃料越少
2.(2分)下列数据中最符合实际的是( )
A.学生课桌高度约为120cm
B.让人感觉舒适的气温约为36.5℃
C.一位中学生的质量为50kg
D.家用节能灯的功率约为10kW
3.(2分)下列有关安全用电的说法,其中不正确的是( )
A.使用试电笔时,手一定要接触试电笔尾部的金属部分
B.三孔插座中的接地线E必须与室外的大地相连
C.发现有人触电或发生电线起火时,首先要做的是立即切断电源
D.家庭电路中空气开关跳闸,一定发生了短路
4.(2分)某同学将一盏台灯接入电路中,闭合台灯开关时,不仅台灯灯泡不亮,经检查家中空气开关跳闸(闭合台灯开关前并没有跳闸),其原因可能是( )
A.台灯灯座内的两个接线柱相碰
B.进户线的火线与零线原来就相碰
C.台灯插头处的两个插片有导线相连
D.台灯开关处短路
(多选)5.(2分)关于磁场,下列说法中正确的是( )
A.地磁场的N极在地理北极附近,S极在地理南极附近,与地理两极不完全重合
B.磁极间的相互作用都是通过磁场发生的
C.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
D.磁体周围的磁感线从磁体N极发出,回到磁体S极
6.(2分)如图所示是电磁现象的四幅实验装置图,下列分析中正确的是( )
A.图甲装置中通电螺线管的A端为N极
B.图乙装置研究的是磁场对电流的作用
C.图丙装置的应用是发电机
D.图丁装置的原理和动圈式话筒相同
7.(2分)下列关于能源、材料和信息的说法正确的是( )
A.汽车的“倒车雷达”和“军事雷达”都是利用了电磁波
B.汽油是一次能源
C.电磁波能在真空中传播
D.固定电话、移动电话都是利用电磁波传递信息
8.(2分)如图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R0为10Ω。电源电压为6V且保持不变,实验操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程中( )
A.电流表的最大示数是0.6A
B.电压表的最小示数是3V
C.滑动变阻器的最小功率是0.5W
D.电阻R0的最大功率是0.6W
9.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,则在移动过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
D.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小
10.(2分)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,以下分析错误的是( )
A.电源电压是3V
B.R1的电阻值是10Ω
C.R2的变化范围是0~20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R1在10s内产生的热量是4J
(多选)11.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.通过滑动变阻器的电流变小,其两端的电压不变
B.通过小灯泡的电流及其两端的电压都保持不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表和电压表的示数都变小
(多选)12.(3分)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图象
B.R2的阻值为4Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是10W
D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是5J
二、填空题(共4小题,每空1分,共计10分)
13.(3分)越来越多的人使用手机进行视频通话,手机之间是依靠 来传递信息的。由于智能手机的待机时间很短,因此需要经常充电,当给电池充电时是将电能转化成 能。核电站利用核能发电,核心设备是核反应堆,核反应堆内发生的是可控核 变。
14.(3分)小刚将“220V,100W”的灯泡接在家庭电路中,闭合开关(如图甲所示),发现发光的灯丝晃动了,这是由于 。该灯正常工作1h能使图乙中的电能表的指示灯闪烁 次。如该灯泡接在110V的电路中,它的实际功率是 W。(不考虑灯丝电阻的变化)
15.(2分)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在滑杆的右端,就可以知道油箱内油面的高度。当油面上升时,电流表的示数 ,定值电阻R0两端的电压 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,发现电流表示数从0.1A变为0.2A,电压表示数改变了2V.由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 (选填“变大”或“变小”),定值电阻R的电功率变化了 W。
三、实验题(共2小题,每空1分,共计13分)
17.(7分)物理小组用如图﹣1所示电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线将图﹣1的实物电路连接完整(要求滑片右移时,电压表示数变小)。
(2)实验中滑动变阻器的作用除保护电路外,还有 的作用。
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表始终无示数、电流表有示数且发生变化,则出现这种情况的原因可能是电阻Rx 。
(4)排除故障后,调节滑片至某一位置时,电流表的示数如图﹣2所示 A。此时电压表的示数为2.7V。那么本次测得Rx的阻值为 Ω。
(5)物理小组认为仅用电压表和一个阻值已知的定值电阻R0也能测出未知电阻Rx的阻值。并设计了如图﹣3所示实验电路(电源电压未知)。请将步骤补充完整:
①闭合开关S,读出电压表的示数U1。
②断开开关S,将电压表接在 (选填“A”或“B”)处的导线取下,改接到C处,再闭合开关S2。
③未知电阻Rx= (用已知量和测量量表示)。
18.(6分)在测量小灯泡电功率的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)实验电路如图甲所示,闭合开关,发现电压表示数为2V,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示 W。
(2)根据所测数据,画出小灯泡的电流与电压的关系图象(如图丙),若把这样相同的两只灯泡串联接在4V的电源上 W。
(3)同组的同学又设计了如图丁所示电路(电源电压未知且不变),测量另一只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,请完成下列步骤(已知:R0和Rp为滑动变阻器,R0的最大电阻为20Ω)。
①只闭合开关S1,将 (填“R0”或“Rp”)的滑片调节到最左端,调节另一个滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A。
②只闭合开关S2,保持R0滑片位置不变,调节滑动变阻器Rp的滑片,使电流表示数为 A。
③保持Rp滑片位置不动,接着将R0的滑片P调至最左端,电流表的示数为0.45A,再将R0的滑片P调至最右端,观察到电流表的示数为0.15A。
④该小灯泡额定功率P额= W。
四、计算题(共2小题,21题6分,22题5分,共计11分)
19.(6分)现用一台柴油发电机给灾区一临时安置区供电,如图所示,发电机到安置区的距离是400m输电导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m,安置区用电器的总功率为44kW,当这些用电器都正常工作时(安置区当地电压为我国家庭电路中电压):
(1)输电线路中的电流是多少?
(2)线路损失功率是多大?
(3)该柴油发电机工作过程每小时消耗柴油18kg,柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少?(柴油的热值是2.6×107J/kg)
20.(5分)如图所示,小灯泡L规格为“5V 1W”,R0=50Ω,电源电压不变,电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”,小灯泡L正常发光。
(1)求R0的功率和电源电压;
(2)拆除小灯泡L,从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?
2023-2024学年河北省石家庄八十一中九年级(上)月考物理试卷(12月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,1-40每小题单选2分,11-12多选每小题2分,共计26分)
1.(2分)下列说法不正确的是( )
A.两个温度相同的物体相互接触时不可能发生热传递
B.物体温度升高,内能一定增加,所以一定要吸收热量
C.把冰箱冷冻室的冻肉放在4℃的冷藏室后,冻肉的内能会增加
D.热机的效率越高,在做功同样多的情况下,消耗的燃料越少
【答案】B
【解答】解:A、两个温度相同的物体相互接触时,两个物体之间不会发生热传递;
B、物体温度升高,可能是从外界吸收热量,故B错误;
C、把冰箱冷冻室的冻肉放在4℃的冷藏室后,内能增大;
D、热机效率越高,即在做功相同的情况下,或消耗相同的燃料时,故D正确。
故选:B。
2.(2分)下列数据中最符合实际的是( )
A.学生课桌高度约为120cm
B.让人感觉舒适的气温约为36.5℃
C.一位中学生的质量为50kg
D.家用节能灯的功率约为10kW
【答案】C
【解答】解:A、学生课桌高度约为80cm;
B、让人感觉舒适的气温约为23℃;
C、一位中学生的质量约为50kg;
D、家用节能灯的功率约为5W~20W。
故选:C。
3.(2分)下列有关安全用电的说法,其中不正确的是( )
A.使用试电笔时,手一定要接触试电笔尾部的金属部分
B.三孔插座中的接地线E必须与室外的大地相连
C.发现有人触电或发生电线起火时,首先要做的是立即切断电源
D.家庭电路中空气开关跳闸,一定发生了短路
【答案】D
【解答】解:
A、使用试电笔时,不能接触笔尖;
B、三孔插座中相应的导线没有与室外的大地相连,这时容易造成触电事故;
C、发现有人触电或电器着火后要先断开电源再施救;
D、家庭电路中空气开关跳闸可能是发生了短路,故D不正确。
故选:D。
4.(2分)某同学将一盏台灯接入电路中,闭合台灯开关时,不仅台灯灯泡不亮,经检查家中空气开关跳闸(闭合台灯开关前并没有跳闸),其原因可能是( )
A.台灯灯座内的两个接线柱相碰
B.进户线的火线与零线原来就相碰
C.台灯插头处的两个插片有导线相连
D.台灯开关处短路
【答案】A
【解答】解:A、台灯灯座内的两个接线柱相碰,空气开关跳闸;
B、进户线的火线与零线原来就相碰,故B不符合题意;
C、台灯插头处的两个插片有导线相连,故C不符合题意;
D、台灯开关处短路,故D不符合题意。
故选:A。
(多选)5.(2分)关于磁场,下列说法中正确的是( )
A.地磁场的N极在地理北极附近,S极在地理南极附近,与地理两极不完全重合
B.磁极间的相互作用都是通过磁场发生的
C.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
D.磁体周围的磁感线从磁体N极发出,回到磁体S极
【答案】BD
【解答】解:A.地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,故A错误;
B.磁极间的相互作用是通过磁场而发生的,故B正确;
C.磁感线是科学家为了研究起来形象、直观,所以不是真实存在的;
D.磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极的,回到磁体N极的。
故选:BD。
6.(2分)如图所示是电磁现象的四幅实验装置图,下列分析中正确的是( )
A.图甲装置中通电螺线管的A端为N极
B.图乙装置研究的是磁场对电流的作用
C.图丙装置的应用是发电机
D.图丁装置的原理和动圈式话筒相同
【答案】D
【解答】解:
A、图甲装置中、右侧流出,用右手握住螺线管,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极,故A错误;
B、该实验是奥斯特实验,故B错误;
C、该实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,故C错误;
D、该装置中没有电源,电路中会产生感应电流,动圈式话筒也是利用此原理工作的;
故选:D。
7.(2分)下列关于能源、材料和信息的说法正确的是( )
A.汽车的“倒车雷达”和“军事雷达”都是利用了电磁波
B.汽油是一次能源
C.电磁波能在真空中传播
D.固定电话、移动电话都是利用电磁波传递信息
【答案】C
【解答】解:A、汽车的“倒车雷达”是利用了超声波来传递信息,故A错误;
B、汽油不能从自然界中直接得到,故B错误;
C、电磁波能在真空中传播;
D、固定电话是利用导线来传递变化的电流,故D错误。
故选:C。
8.(2分)如图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R0为10Ω。电源电压为6V且保持不变,实验操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程中( )
A.电流表的最大示数是0.6A
B.电压表的最小示数是3V
C.滑动变阻器的最小功率是0.5W
D.电阻R0的最大功率是0.6W
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流;
A、电源的电压大于电压表的最大示数,
根据串联电路的分压特点可知当电压表的示数最大时为3V,电路中的电流最大,
根据欧姆定律可得,电流表的最大示数:
Imax===0.3A;
BCD、当滑动变阻器全部接入电路中总=R+R2=50Ω+10Ω=60Ω,
则电路中的电流:
Imin===0.6A,
电压表最小示数为:
URmin=IminR0=0.4A×10Ω=1V,故B错误。
当滑动变阻器接入电路,电路中的电流为I,
滑动变阻器消耗的电功率:
PR=(U﹣R0I)I=UI﹣R3I2=6V×I﹣10Ω×I2,
功率是关于电流的二次函数,功率有最大值,
由上分析可知:电流的变化范围是:0.1A~5.3A,
所以最小值为Pmin=6V×I﹣10Ω×I8=6V×0.8A﹣10Ω×(0.1A)5=0.5W.故C正确;
电阻R8的最大功率为P0max=I2R6=(0.3A)5×10Ω=0.9W.故D不正确。
故选:C。
9.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,则在移动过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
D.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压6测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,所以,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,滑片移动时,R4支路的电流不变,即电流表A2的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向b端移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大2支路的电流变小;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,即电流表A6的示数变小,故ABC错误;
电压表示数不变,则电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,以下分析错误的是( )
A.电源电压是3V
B.R1的电阻值是10Ω
C.R2的变化范围是0~20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R1在10s内产生的热量是4J
【答案】D
【解答】解:AB、由电路图可知,滑动变阻器接入电路的阻值为01的简单电路,电压表测R6的电压,电流表测电路的电流;
由图乙可知,电路最大电流:I1=0.8A,
电源电压:U=U1=3V,故A正确;
由I=可得,R8的电阻值:R1===10Ω;
C、电路图可知,R4与R2的最大阻值串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流;
由图乙可知,电路电流:I5=0.1A,U5=1V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣U1=6V﹣1V=2V,
则滑动变阻器接入电路的最大阻值:Rmax===20Ω,
故滑动变阻器接入电路的阻值范围:0~20Ω;故C正确;
D、当滑片P移到中点时==0.15A,
电阻R7在10s内产生的热量:Q=I2R1t=(3.15A)2×10Ω×10s=2.25J,故D错误。
故选:D。
(多选)11.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.通过滑动变阻器的电流变小,其两端的电压不变
B.通过小灯泡的电流及其两端的电压都保持不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表和电压表的示数都变小
【答案】AB
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与R并联,电压表测电源电压;
由于电源电压不变,则滑片移动时;
并联电路各支路两端的电压等于电源电压,闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻变大,通过滑动变阻器的电流变小;
因为并联电路支路间互不影响,所以滑片的移动后;
综上所述,AB正确。
故选:AB。
(多选)12.(3分)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图象
B.R2的阻值为4Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是10W
D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是5J
【答案】BC
【解答】解:
A、变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,电路中的电流变大,变阻器两端的电压变小2两端的电压变大;
所以,图乙中cb是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,ab是表示电压表V6的示数随电流表示数变化的图线,故A错误;
B、由A项分析可知,电流变大1两端的电压变小,R2两端的电压变大;
所以,通过R5的电流随两端电压的减小而增大,通过R2的电流随两端电压的增大而增大;
由此可知,乙图中cb是R1的U﹣I图象,ab是R4的U﹣I图象;
由乙图中ab可知,I=1A时,U2=2V,根据I=2的电阻:
R2===4Ω;
C、从“U﹣I”关系图象可知,电流Ia=0.5A,U2=7V、U2=7V;
滑片P在m点时,电流Ib=1A,U1′=3V、U2′=4V;
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压:U=IaR+U3+U2,U=IbR+U1′+U3′,
电源电压不变,则有:IaR+U1+U2=IbR+U6′+U2′,
即:0.8A×R+7V+2V=7A×R+4V+4V,
解得R=8Ω,
则电源电压:U=IaR+U1+U2=8.5A×2Ω+8V+2V=10V;
电路中的最大电流Ib=1A,则电路消耗的总功率最大值:P大=UIb=10V×6A=10W,故C正确。
D、滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能:W=Ia2Rt=(2.5A)2×2Ω×5s=2.6J,故D错误;
故选:BC。
二、填空题(共4小题,每空1分,共计10分)
13.(3分)越来越多的人使用手机进行视频通话,手机之间是依靠 电磁波 来传递信息的。由于智能手机的待机时间很短,因此需要经常充电,当给电池充电时是将电能转化成 化学 能。核电站利用核能发电,核心设备是核反应堆,核反应堆内发生的是可控核 裂 变。
【答案】电磁波;化学;裂。
【解答】解:手机之间是依靠电磁波来传递信息的。由于智能手机的待机时间很短,当给电池充电时是将电能转化成化学能,核心设备是核反应堆。
故答案为:电磁波;化学;裂。
14.(3分)小刚将“220V,100W”的灯泡接在家庭电路中,闭合开关(如图甲所示),发现发光的灯丝晃动了,这是由于 磁场对通电导体有力的作用 。该灯正常工作1h能使图乙中的电能表的指示灯闪烁 160 次。如该灯泡接在110V的电路中,它的实际功率是 25 W。(不考虑灯丝电阻的变化)
【答案】磁场对通电导体有力的作用;160;25。
【解答】解:小灯泡中通以交流电流,故小灯泡的灯丝在磁场中受力是变化的;说明了磁场对通电导体有力的作用;
据灯泡正常工作,所以此时的功率是100W,
由P=可得;
据电能表盘上标有1600imp/(kW•h),所以指示灯闪烁:n=1600imp/(kW•h)×0.1kW•h=160imp;
根据P=可得
R===484Ω,
将它接在110V的电路中时,该灯泡消耗的实际功率:
P实际===25W。
故答案为:磁场对通电导体有力的作用;160。
15.(2分)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在滑杆的右端,就可以知道油箱内油面的高度。当油面上升时,电流表的示数 变大 ,定值电阻R0两端的电压 变大 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流,
当油面上升时,浮子上移,R的阻值变小,
由I=可知,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大。
故答案为:变大;变大。
16.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,发现电流表示数从0.1A变为0.2A,电压表示数改变了2V.由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 变小 (选填“变大”或“变小”),定值电阻R的电功率变化了 0.6 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由电路图可知,电阻R与滑动变阻器R′串联,电流表测电路中的电流。
由I=的变形式R=,电流表示数从0.1A变为8.2A时,滑动变阻器接入电路的电阻变小;
当电路中的电流I=0.8A时,电源的电压U=IR+U滑=0.1A×R+U滑;
当电路中的电流I′=3.2A时,电源的电压U=I′R+U滑′=0.5A×R+U滑′;
因电压表示数改变了2V,
所以U滑﹣U滑′=(U﹣0.2A×R)﹣(U﹣0.2A×R)=7V,
解得:R=20Ω;
定值电阻R电功率的变化量:
ΔP=(I′)2R﹣I2R=(8.2A)2×20Ω﹣(6.1A)2×20Ω=2.6W。
故答案为:变小;0.2。
三、实验题(共2小题,每空1分,共计13分)
17.(7分)物理小组用如图﹣1所示电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线将图﹣1的实物电路连接完整(要求滑片右移时,电压表示数变小)。
(2)实验中滑动变阻器的作用除保护电路外,还有 改变电阻Rx两端电压 的作用。
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表始终无示数、电流表有示数且发生变化,则出现这种情况的原因可能是电阻Rx 短路 。
(4)排除故障后,调节滑片至某一位置时,电流表的示数如图﹣2所示 0.3 A。此时电压表的示数为2.7V。那么本次测得Rx的阻值为 9 Ω。
(5)物理小组认为仅用电压表和一个阻值已知的定值电阻R0也能测出未知电阻Rx的阻值。并设计了如图﹣3所示实验电路(电源电压未知)。请将步骤补充完整:
①闭合开关S,读出电压表的示数U1。
②断开开关S,将电压表接在 B (选填“A”或“B”)处的导线取下,改接到C处,再闭合开关S2。
③未知电阻Rx= •R0 (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)见解答图;(2)改变电阻Rx两端电压;(3)短路;(4)0.3;9;(5)②B;③•R0。
【解答】解:(1)滑片右移时,电压表示数变小,滑动变阻器两端电压变大,滑动变阻器阻值变大,如下图所示:
;
(2)在测量未知电阻Rx的阻值实验中,为了减小误差,故实验中滑动变阻器的作用除保护电路外x两端电压的作用;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,说明电路是通路,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,则出现这种情况的原因可能是电阻Rx短路;
(4)排除故障后,调节滑片至某一位置时,电流表选用小量程,其示数为0.3A,则本次测得Rx的阻值为:
Rx===9Ω;
(5)实验步骤:
①闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②断开开关S,将电压表接在B处的导线取下,再闭合开关S2;
③在步骤①中,两电阻串联0两端的电压,则通过R0的电流为I4=;
在步骤②中,两电阻仍串联2和Rx两端的总电压,根据串联电路电压规律,Rx两端的电压为Ux=U2﹣U1,
根据串联电路电流特点,通过Rx的电流Ix=I4=,
电阻Rx===•R0。
故答案为:(1)见解答图;(2)改变电阻Rx两端电压;(3)短路;9;(5)②B;③5。
18.(6分)在测量小灯泡电功率的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)实验电路如图甲所示,闭合开关,发现电压表示数为2V,应将滑片向 B (填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示 1.4 W。
(2)根据所测数据,画出小灯泡的电流与电压的关系图象(如图丙),若把这样相同的两只灯泡串联接在4V的电源上 2 W。
(3)同组的同学又设计了如图丁所示电路(电源电压未知且不变),测量另一只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,请完成下列步骤(已知:R0和Rp为滑动变阻器,R0的最大电阻为20Ω)。
①只闭合开关S1,将 Rp (填“R0”或“Rp”)的滑片调节到最左端,调节另一个滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.3A。
②只闭合开关S2,保持R0滑片位置不变,调节滑动变阻器Rp的滑片,使电流表示数为 0.3 A。
③保持Rp滑片位置不动,接着将R0的滑片P调至最左端,电流表的示数为0.45A,再将R0的滑片P调至最右端,观察到电流表的示数为0.15A。
④该小灯泡额定功率P额= 0.9 W。
【答案】(1)B;1.4;(2)2;(3)①Rp; ②0.3; ④0.9。
【解答】解:(1)发现电压表示数为2V,则灯泡的电压小于额定电压,需要增大灯泡两端的电压,减小电路中的电阻,所以滑片应向B端移动;
灯泡正常发光时的电压为2.8V;图乙中电流表的量程为0~0.3A,灯泡的额定电流I=0.56A;
则灯泡的额定功率:P=UI=2.4V×0.56A=1.3W;
(2)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,因灯的电阻相等,灯的电压相等;由图丙知,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和为:P′=U′I′=4V×8.5A=2W;
(3)①闭合S4,将RP 的滑片调节到最左端,调节另一个滑动变阻器滑片额=0.3A;
②闭合S4,保持滑动变阻器R0的滑片位置不变,调节另一个滑动变阻器额=0.3A;
③在步骤②基础上,保持 RP滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移动到最左端1=0.45A,将此滑动变阻器的滑片移动到最右端6=0.15A;
④在①中灯与R0变阻器串联,灯正常发光;
在②中,变阻器RP与R8变阻器串联,因电路的电流不变,灯正常发光时的电阻与变阻器RP连入电路的电阻相等;
在③中第一次操作中,为RP简单电路,由欧姆定律
U=①;
第二次操作中,R0的最大电阻与RP串联,由电阻的串联和欧姆定律
U=I6(R0+RP)②
由①②得:
RP==10Ω;
小灯泡额定电功率为:P额=I额4RP=(0.3A)5×10Ω=0.9W。
故答案为:(1)B;6.4;(3)①Rp; ; ④0.2。
四、计算题(共2小题,21题6分,22题5分,共计11分)
19.(6分)现用一台柴油发电机给灾区一临时安置区供电,如图所示,发电机到安置区的距离是400m输电导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m,安置区用电器的总功率为44kW,当这些用电器都正常工作时(安置区当地电压为我国家庭电路中电压):
(1)输电线路中的电流是多少?
(2)线路损失功率是多大?
(3)该柴油发电机工作过程每小时消耗柴油18kg,柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少?(柴油的热值是2.6×107J/kg)
【答案】(1)输电线路中的电流是200A;
(2)线路损失功率是8×103W;
(3)该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg,特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是40%。
【解答】解:(1)生活中,用电器正常工作的电压为220V,采用并联,输电线路中的电流为I==;
(2)输电线的电阻为R线=7.5×10﹣4Ω/m×400m×7=0.2Ω,
线路损失功率是P线=I线4R线=(200A)2×0.3Ω=8000W;
(3)输出功率为P输=P+P线=44kW+8000×10﹣3kW=52kW,
每小时柴油燃烧释放的热量为Q=mq=18kg×2.7×107J/kg=4.68×105J,
每小时输出的电能为W=P输t=52kW×1h=52kW•h=1.872×106J,
特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是η===40%。
答:(1)输电线路中的电流是200A;
(2)线路损失功率是3×103W;
(3)该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg,特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是40%。
20.(5分)如图所示,小灯泡L规格为“5V 1W”,R0=50Ω,电源电压不变,电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”,小灯泡L正常发光。
(1)求R0的功率和电源电压;
(2)拆除小灯泡L,从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?
【答案】(1)R0的功率为2W,电源电压为15V;
(2)选择“100Ω 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R0并联、且电流表选0~0.6A量程位于两支路之一或选0~3A的量程位于干路时,电路消耗的总功率最大,最大功率是12W。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关0串联,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时其两端的电压UL=5V,功率PL=2W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得1===0.2A,
由I=可得,R4两端的电压U0=I1R7=0.2A×50Ω=10V,
R5的功率P0=U0I3=10V×0.2A=8W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压U=U0+UL=10V+5V=15V;
(2)若定值电阻R5与滑动变阻器R串联时,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大大===0.4A;
若定值电阻R0与滑动变阻器R并联时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过滑动变阻器的最小电流分别为IR===1.3A,IR′===0.15A,
因“10Ω 1A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为7A,且小于1.5A,
所以,该规格的滑动变阻器不能与定值电阻R3并联,
因“100Ω 0.5A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为5.5A,且大于0.15A,
所以,该规格的滑动变阻器能与定值电阻R6并联,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电路的最大总电流I大′=I大+IR大=0.3A+3.5A=0.5A,
综上可知,当“100Ω 0.5A”的滑动变阻器与定值电阻R7并联,且电流表(选0~0.7A量程时位于两支路之一或选0~3A的量程位于干路)时,
则电路消耗的最大功率P滑大=UI大′=15V×2.8A=12W。
答:(1)R0的功率为2W,电源电压为15V;
(2)选择“100Ω 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R3并联、且电流表选0~0.4A量程位于两支路之一或选0~3A的量程位于干路时,最大功率是12W。
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