


2025-2026学年上海市格致中学九年级(上)月考物理试卷(12月份)(含答案+解析)
展开 这是一份2025-2026学年上海市格致中学九年级(上)月考物理试卷(12月份)(含答案+解析),共22页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图1所示。以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中通过R1的电流之比为2:1B. 甲、乙两图中R2两端电压之比为1:2
C. 甲、乙两图总电阻之比为1:2D. 甲、乙两图的总功率之比为1:1
2.为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω0.5A”,电压表量程为0∼3V,电流表量程为0∼0.6A,为保证电路中各元件安全工作,以下说法正确的是( )
A. 电流表的变化范围是0.225A∼0.5A
B. R2两端电压的变化范围是1.5V∼3V
C. 变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω∼10Ω
D. R1的电功率的变化范围是0.45W∼1.25W
3.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移至小灯泡正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像
B. 电源电压为9V
C. 小灯泡的额定功率为4.8W
D. 滑动变阻器的最大阻值是50Ω
4.如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 电能表上指示灯闪烁的次数越大,说明电路中消耗的电能越多
C. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越快
D. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
二、填空题:本大题共3小题,共12分。
5.现代生活中最重要的交通运输工具——汽车,与我们的生活走得越来越近了。
(1)若一台汽油机飞轮的转速是1200r/min,这台汽油机的活塞每秒钟完成______次做功冲程,在做功冲程中,推动活塞一次做功1500 J,那么这台汽油机的功率为______ W;排气过程中,废气内能______。
(2)汽油的热值4.6×107J/kg含义:______。
(3)汽油机的效率很低,主要原因之一是______带走了大量的能量。
(4)如图甲所示,用手反复弯折铁丝,铁丝会变热,这是通过______的方式改变内能,此过程的能量转化方式与图乙中的______(填字母)能量转化是一致的。
6.小聪同学组装了一台直流电动机模型。他将电动机模型接入图甲所示的电路中,已知电源电压为6V并保持不变,接通电路后,电动机没转动时,电流表读数为2A;电动机正常转动时,电流表读数为0.5A。已知电动机能量转化如图乙所示。则电动机正常转动时,电路的总功率为______ W,线圈在1分钟内产生的热量为______ J,电动机将电能转化成机械能的效率为______。
7.如图所示的电路中电源电压恒定,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1和R2是 联的,此时甲、乙两电压表读数之比为3:1;那么当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两个电流表的读数之比为 。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
8.在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,灯L1和L2都能发光,且电流表只测量通过灯L2的电流。
9.在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
四、实验探究题:本大题共2小题,共10分。
10.如图所示,是小明探究与“热”有关的两个实验装置。
(1)甲图中,如果加热时间相同、食用油升高的温度大于水,则______吸热能力更强;
(2)按乙图装置进行实验,是为了探究电流产生的热量与______的关系;
(3)上述两个实验中,都需要控制被加热液体的初温相同、______相等;
(4)上述两个实验装置中,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少的是______(选填“甲”或“乙”)。
11.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,将电源、待测小灯泡(标有“6.0V”字样)、滑动变阻器(标有“10Ω1A”字样)、电流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,连接正确。然后,他将滑动变阻器沿片移至一端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大,闭合开关,观察到电压表示数、电流表示数如图所示。
(1)在图乙中,用笔画线代替导线,将小华的实验电路连接完整。
(2)由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为______伏。
(3)为了测出待测小灯泡的额定功率,小华拆除电路,改变电源电压,更换滑动变阻器,重新连接电路进行实验,实验中电源电压保持不变。实验数据见表。根据小华实验的相关信息,求正常发光时小灯泡的电阻R灯。
表1
五、计算题:本大题共2小题,共13分。
12.现有三个电阻R1、R2、R3,其中一个短路,一个断路,一个完好。小华为了确定三个电阻的具体情况,选择合适的器材,进行如下操作:
(1)他按如图所示正确连接电路,闭合开关S,观察到电流表示数为0,电压表示数为6伏,则可以确定的具体情况是______。
(2)在电路安全的条件下,小华选用上述器材,设计并连接电路确定另两个电阻的具体情况。请画出他的电路图,并写出闭合开关S后,电表示数情况及对应两个电阻的具体情况。
13.小姬给爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图表所示。足浴器某次正常工作时控制面板显示如图所示。
(1)求此时足浴器的工作电流。(结果保留一位小数)
(2)足浴器装入最大容量且初温为22∘C的水。当水温达到控制面板上显示的温度时,求水吸收的热量。(水比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C))
(3)若上述加热过程耗时15min,求该足浴器耗电多少度。
六、综合题:本大题共4小题,共23分。
14.各式各样的电器已经成为人们便携生活的必需品。
(1)小明家有额定电压相同的电饭锅、电烤箱和吸尘器各一个,将这三个用电器正常工作1小时的消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图则下列四个选项中,判断正确的是______。
A.在这三个用电器中,吸尘器正常工作时的电压最低
B.在这三个用电器正常工作时,电流通过电烤箱做功最快
C.在这三个用电器正常工作时,通过这三个用电器的电流一样大
D.在一个月内,小明家电饭锅消耗的电能一定比吸尘器消耗的电能多
(2)下列情况属于防止电热危害的是______【不定项选择】。
A.冬天用电暖器取暖
B.电脑机箱内装有小风扇
C.电动机外壳上有散热片
D.家用电器长时间不用,要隔一段时间通一次电
15.现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示。下表为这种马桶的相关参数。
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的______效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装______(选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为______(选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻;
(2)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为______(选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为______。
16.阅读下面短文,回答问题:
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料。PTC可以根据需要设定一个温度,当实际温度低于设定温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于设定温度时,其电阻值随温度的升高而增大。这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能。
(1)如图所示为某PTC材料的电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料设定的“居里点温度”为______ ∘C。
(2)家用固体电热灭蚊器就使用PTC材料。查阅某电热灭蚊器相关信息可知:工作时,①两端电压不变;②设定温度在165∘C左右。③实际温度随实际功率减小而降低。请利用相关信息,解释该家用固体电热灭蚊器工作温度能恒定在165∘C左右的原因______。
17.在如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为6欧,闭合开关,电压表示数为6伏。
(1)求闭合开关后电流表示数I0。
(2)保持电流表测量通过电源的电流,在电路中再接入电阻R2。
①R2接入前后,若电压表和电流表示数均发生变化,则两电表示数的乘积______(选填“变大”“变小”或“不变”)。请画出该情况对应的电路图。
②R2接入前后,若电压表和电流表中仅有一个电表的示数发生变化,且两电表示数的乘积变化了4.5瓦,求R2的阻值。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:并联电路中各支路两端电压相等,总电阻的倒数等于各个分电阻的倒数之和,
串联电路总电压等于各部分电压之和,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,
设二者电阻阻值为R,甲图中两电阻并联,乙图中两电阻串联,
A、根据欧姆定律可知甲、乙两图中通过R1的电流之比为I甲I乙=UR2U2R=11,故A错误;
B、根据串并联的电压特点可知甲、乙两图中R2两端电压之比为U2U2R×R=11,故B错误;
C、根据电阻串并联的特点可知甲、乙两图总电阻之比为R22R=14,故C错误,
D、甲、乙两图的总功率之比为PP′=U2R+U2R(2U)22R=11,故D正确。
故选:D。
设二者电阻阻值为R,甲图中两电阻并联,乙图中两电阻串联。
根据欧姆定律可知甲、乙两图中通过R1的电流之比,根据串并联的电压特点可知甲、乙两图中R2两端电压之比,根据电阻串并联的特点可知甲、乙两图总电阻之比,根据P=U2R可知甲、乙两图的总功率之比。
本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
2.【答案】D
【解析】解:ABC、因串联电路中电流处处相等,所以为了既不烧坏电流表,又不烧坏电阻,比较各电流值可知,电路中的最大电流为I最大=0.5A;
当电流最大为0.5A时,电阻R1两端的最大电压为:
U1最大=I最大R1=0.5A×5Ω=2.5V;
则滑动变阻器两端的最小电压:
U2最小=U−U1最大=4.5V−2.5V=2V;
由串联分压的规律可知,当滑动变阻器两端的电压最小时,其连入电路的电阻最小,
由欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路的最小阻值为:
R2小=U2最小I最大=2V0.5A=4Ω;
由于电压表的量程为“0∼3V”,则电压表示数最大为U2最大=3V,
当变阻器两端的电压最大时,R1两端的电压最小,
则有:U1最小=U−U2最大=4.5V−3V=1.5V,
电路中最小电流为:
I最小=U1最小R1=1.5V5Ω=0.3A;
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R2大=U2最大I最小=3V0.3Ω=10Ω;
所以电路中的电流范围为0.3A∼0.5A,电压表的示数变化范围为2V∼3.0V,滑动变阻器的取值范围为4Ω∼10Ω,故ABC错误;
D、由P=I2R可知,定值电阻R1的最小功率为:
P小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W,
最大功率为:
P大=I最大2R1=(0.5A)2×5Ω=1.25W,故D正确。
故选:D。
(1)从电路图可知,滑动变阻器与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;为了既不烧坏电流表,又不烧坏电阻,比较各电流值可知电路中的最大电流;当电流最大为0.5A时由欧姆定律可知电阻R1两端的最大电压,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器两端的最小电压;由欧姆定律得出滑动变阻器连入电路的最小电阻;
由于电压表的量程为“0∼3V“确定电压表最大示数,根据串联电路电压的规律得出R1两端的最小电压,由欧姆定律得出电路中最小电流,确定电路中电流的取值范围以及R2两端电压的变化范围和变阻器接入电路的阻值范围;
(2)根据P=I2R可求出定值电阻R1的最小功率与最大功率。
本题考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式的运用,选项中只要有一点不符合题意即为错误,关键是确定滑动变阻器的取值范围和电路中电流的取值范围,难度较大。
3.【答案】C
【解析】解:A、由电路图可知,闭合开关S,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表V1测小灯泡两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压;
将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电路中电流变大,根据串联电路分压原理可知,滑动变阻器两端电压变小,小灯泡两端电压变大,所以由图可知曲线b是电流表示数与电压表V2示数的关系图像,故A错误;
B、当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路阻值最大,则电路电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路电流最小为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压最大,即电压表V2的示数最大为9V,灯泡两端的电压最小,即电压表V1的示数最小为2V,
由串联电路电压规律可得,电源电压为:
U=UL+U滑=2V+9V=11V,故B错误;
C、根据题意可知,当灯泡正常发光时,电流表示数最大,由图乙可知,此时电路电流为0.6A,此时滑动变阻器两端电压为3V,
根据串联电路电压规律可得,则此时灯泡两端电压为:
U额=U−U滑=11V−3V=8V,
小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=8V×0.6A=4.8W,故C正确;
D、由图可知,当滑片位于最右端时,滑动变阻器阻值最大,电路中的电流最小,
根据欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为:
R滑大=U滑I小=9V0.2A=45Ω,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
滑片从最右端移至灯正常发光的位置,说明最大电流是灯泡的额定电流,灯泡的电压是额定电压;
当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,据此判断出电流表示数与两电压表示数对应的关系图象,再根据图乙读出电路中的最小电流、灯泡两端的电压以及滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用,正确判断出电流表示数与两电压表示数对应的关系图象是解题的关键。
4.【答案】B
【解析】解:A.电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,故A错误;
BC.电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,故B正确,C错误;
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能为W=3201600kW⋅h=0.2kW⋅h
故D错误。
故选:B。
从电能表表盘可得到的信息:
①电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少;
②电能表读数时,最后一位是小数,单位kW⋅h;
③根据10(40)A的含义判断;
④1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁1600次,据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
本题考查对电能表参数的理解,关键是要明白各参数的物理意义,还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
5.【答案】10;15000;减少; 完全燃烧1kg的汽油能放出4.6×107J的热量; 废气; 做功;C
【解析】解:(1)在内燃机的一个工作循环中,曲轴转动2圈,活塞往复运动2次,对外做功1次,飞轮转速是1200r/min=20r/s,则每秒对外做功10次,即这台汽油机的活塞每秒钟完成10次做功冲程。
这台汽油机在1s内做功:
W=1500J×10=15000J;
其功率:P=Wt=15000J1s=15000W,
在排气过程中,排气门打开,排出废气,废气的温度降低,内能减少。
(2)汽油的热值为4.6×107J/kg,其含义是完全燃烧1kg的汽油能放出4.6×107J的热量。
(3)汽油机工作时,由于废气带走了大量的能量,散失到空中,所以汽油机的效率很低。
(4)用手弯折铁丝,对铁丝做功,内能增加,温度升高,铁丝会变热,即这是通过做功的方式改变内能。
该过程能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化是一致的,在图C中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故此过程能量转化与C图能量转化是一致的。
故答案为:(1)10;15000;减少;(2)完全燃烧1kg的汽油能放出4.6×107J的热量;(3)废气;(4)做功;C。
(1)热机在一个工作循环中,完成4个冲程,飞轮和曲轴转2周,对外做功1次;
利用P=Wt求得1s做的功,进一步求得这台汽油机的功率。
排气过程中,废气带走了大量的能量,温度降低,内能减少。
(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值。
(3)排气过程中,废气带走了大量的能量。
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能;做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的实质是能量的转移;
根据热机进气门、排气门的打开和关闭情况,活塞的运动方向判断热机的冲程,热机在做功冲程中将内能转化为机械能,在压缩冲程中将机械能转化为内能。
本题考查了四冲程的能量转化、四冲程有关的计算、热值、改变物体内能的方式,属于综合题。
6.【答案】3 45 75%
【解析】解:(1)电动机正常转动时,电路的总功率为:P=UI=6V×0.5A=3W;
(2)电动机不转时,由I=UR得,电动机线圈的电阻为:R=UI′=6V2A=3Ω;
电动机正常转动时的工作时间:t=1min=60s,
线圈1分钟内产生的热量为:Q=I2Rt=(0.5A)2×3Ω×60=45J;
(3)电动机正常运转时消耗的电能:W=UIt=6V×0.5A×60s=180J。
电动机输出的机械功:W′=W−Q=180J−45J=135J;
电动机将电能转化成机械能的效率:η=W′W×100%=135J180J×100%=75%。
故答案为:3;45;75%。
(1)根据P=UI求出电动机正常转动时电路的总功率;
(2)电动机不转时:由I=UR求得电动机线圈的电阻,再由焦耳定律求产生的热量。
(3)知道电压和电流以及时间,利用W=UIt求出消耗的电能,电动机工作时将电能转化为机械能和内能,据此求出电动机输出的机械能;再根据公式η=W′W×100%计算能量利用率。
本题考查了焦耳定律和电功公式、效率公式的应用,一定要理解电功和电热的区别,注意公式的适用范围,千万不能乱套公式。
7.【答案】串
2:3
【解析】解:(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,电流从电源正极出发,依次开关、R2、R1,到达电源负极,电流路径只有一条,因此它们是串联的。
(2)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端电压,甲、乙两电压表读数之比为3:1,即UU2=31
根据串联电压规律,R1、R2两端电压之比为U1U2=U−U2U2=3−11=21
根据串联分压知R1、R2电阻之比为R1R2=U1U2=21
那么当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,R1、R2并联,电流表甲测R2的电流,电流表乙测干路电流,由并联分流原理可知I1I2=R2R1=12
甲、乙两个电流表的读数之比为R2电流与干路电流之比,为I2I=I2I1+I2=21+2=23
故答案为:串;2:3。
(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,电流路径只有一条,电路是串联的。
(2)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲测电源电压,乙测R2两端电压,根据串联电压规律可知R1、R2两端电压之比,根据串联分压知R1、R2电阻之比,那么当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,R1、R2并联,甲测R2的电流,乙测干路电流,由并联分流原理得到R1、R2电流之比,进而得到甲、乙两个电流表的读数之比。
本题考查电路的识别和串并联电路比例关系的运用,难度不大。
8.【答案】解:闭合开关S后,灯L1和L2都能发光,说明开关在干路上,电流表只测量通过灯L2的电流,这说明该电路为并联电路,电流表串联在L2的支路上,如图所示:
【解析】根据题意,确定两只灯泡的连接方式为并联,再根据电流表只测量通过灯L2的电流,确定电流表的位置,据此确定连接导体的位置。
根据题目的要求,先确定电路的串并联性质,再明确电流表的测量对象,最后确定导线的位置,是连接的基本思路。
9.【答案】
【解析】解:
(1)三孔插座的连接:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
(2)开关与灯的连接:火线先接开关,再接灯泡的金属点,零线直接连接螺旋套;如图所示:
(1)三孔插座的正确连接方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
(2)家庭电路中,开关控制灯泡时,火线首先接开关,再接灯泡顶端金属点;零线直接接灯泡。这样连接,开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断火线,更换灯泡更安全。
为了人身安全,要掌握开关和控制的灯泡、三孔插座的连接方法,并且掌握这种正确连接的必要性。
10.【答案】水;
电阻;
质量;
乙
【解析】(1)图甲中,如果加热相同时间,吸热相同,质量相同的食用油升高的温度比水高,根据c=QmΔt可知水吸热能力更强。
(2)根据控制变量法可知,乙装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻的关系。
(3)由控制变量法,上述两个实验中都需要控制被加热液体的质量和初温相等。
(4)甲实验中,通过加热时间反映吸热多少,乙实验装置中,液体的种类和质量相同,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少。
故答案为:(1)水;
(2)电阻;
(3)质量;
(4)乙。
(1)加热相同时间,即吸热相同,质量相同的食用油升高的温度比水高,根据c=QmΔt得出哪种物质吸热能力强。
(2)乙装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,据此分析。
(3)根据控制变量法分析。
(4)甲实验中,通过加热时间反映吸热多少;乙实验装置中,液体的种类和质量相同,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少。
本题探究与“热”有关的实验,利用控制变量法和转换法分析。
11.【答案】(1)
6.5 (3)正常发光时小灯泡的电阻是11.54Ω
【解析】解:(1)测量小灯泡的电功率实验中,流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器一上一下接线柱接入电路,连接电路实物图如下:
(2)由图甲电压表的取值范围是0∼15V和分度值0.5V,电压表的示数6.5V;
(3)根据表中数据可知,电流增大,滑动变阻器接入的电阻变小时,电压表的示数变小,所以小华把电压表并联在滑动变阻器两端了,根据图乙中小灯泡两端电压为U′=6.5V,电流表示数图甲(b)为0.54A,结合小华的实验序号4,电流表示数为0.54A时,电压表的示数为U4=4.0V,可知小华实验中的电源电压U=U′+U4=6.5V+4.0V=10.5V,结合表中实验3数据电压表示数为4.5V时,小灯泡两端的电压U0=U−U3=10.5V−4.5V=6V,此时小灯泡正常发光,电流I3=0.52A,
小灯泡正常发光时的电阻R灯=U0I3=6V0.52A≈11.54Ω。
故答案为:(1)
;
(2)6.5;(3)正常发光时小灯泡的电阻是11.54Ω。
(1)测量小灯泡的电功率实验中,流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器一上一下接线柱接入电路;
(2)由图甲电压表的取值范围和分度值,读取电压表的示数;
(3)根据表中数据可知,电流增大时,滑动变阻器接入的电阻变小,电压表的示数变小,所以小华把电压表并联在滑动变阻器两端了,根据图乙中小灯泡两端电压为6.5V,电流表示数图甲(b)为0.54A,结合小华的实验序号4,电流表示数为0.54A时,电压表的示数为4.0V,可知小华实验中的电源电压为10.5V,结合表中数据可知小灯泡正常发光时的电流,由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻。
本题考查了电路实物图的连接,电压表、电流表示数的读取,结合两组电路实验数据,找出求出小灯泡在额定电压下的电流是解题的关键。
12.【答案】R1断路; 见解析
【解析】解:(1)他按如图所示正确连接电路,闭合开关S,观察到电流表示数为0,说明电路有断路,电压表示数为6伏,说明与电压表并联的电阻断路,则可以确定的具体情况是R1断路。
(2)已知R1断路,要确定R2和R3的情况,可设计如下电路图:将R2、R3串联接入电路,电压表并联在R2两端,电流表串联在电路中,如下图所示。
闭合开关 S 后,可能出现以下三种电表示数情况及对应的电阻情况:
情况一:电流表有示数,电压表有示数且接近电源电压。此时R2断路,R3完好。因为R2断路,电路中电流只能通过R3和电流表形成回路,电压表测量的是电源电压,所以有示数且接近电源电。
情况二:电流表有示数,电压表无示数。此时R2短路,R3完好。因为R2短路,相当于一根导线,电压表被短路,所以无示数,电流通过R3和短路的R2形成回路,电流表有示。
情况三:电流表有示数,电压表有示数但小于电源电压。此时R2完好,R3断路。因为R3断路,电流通过R2和电流表形成回路,电压表测量的是R2两端的电压,所以有示数但小于电源电压。
故答案为:(1)R1断路;(2)见解析。
物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
控制变量法能排除干扰,直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。
13.【答案】(1)足浴器的工作电流为2.3A (2)水吸收的热量4.2×105J (3)该足浴器耗电0.125度
【解析】解:(1)由控制面板上的指示灯亮可知,足浴器的实际功率为P=500W=0.5kW,
此时通过足浴器的电流:I=PU=500W220V≈2.3A;
(2)足浴器中水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10−3m3=5kg,
水吸收的热量为:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅∘C)×5kg×(42∘C−22∘C)=4.2×105J;
(3)足浴器耗电:W=Pt=0.5kW×15×160h=0.125kW⋅h=0.125度;
答:(1)足浴器的工作电流为2.3A;
(2)水吸收的热量4.2×105J;
(3)该足浴器耗电0.125度。
(1)由控制面板得知足浴器的功率,利用功率推导公式计算电流;
(2)利用质量公式计算足浴器中水的质量,用比热容推导公式计算水吸收的热量;
(3)利用电能公式计算消耗的电能。
本题考查电功率公式的应用,电能的计算。
14.【答案】B BC
【解析】解:(1)A、已知三个用电器的额定电压相同,则这三个用电器中,正常工作时的电压相同,故A错误;
BC、这三个用电器正常工作1小时,电烤箱消耗的电能最多,根据P=Wt可知,电烤箱的功率最大,故电流通过电烤箱做功最快,故B正确;
在这三个用电器正常工作时,实际功率不同,根据P=UI可知通过这三个用电器的电流不一样大,故C错误;
D、由于不知道工作时间,根据W=Pt可知,小明家电饭锅消耗的电能不一定比吸尘器消耗的电能多,故 D错误。
故选:B。
(2)A、冬天用电暖器取暖,属防止电热的应用,故A不符合题意。
B、过多的热量会影响计算机的正常工作,机箱内有风扇,这都是为了散热。属于防止电热危害,故B符合题意。
C、电动机外壳有许多散热片是为把各电器元件产生的热量及时散失掉。属于防止电热危害,故C符合题意;
D、家电长时间停用,隔一段时间应通电一次防止家电受潮,再次使用时被损坏,属于电热应用,不属于防止电热危害。故D不符合题意。
故选:BC。
故答案为:(1)B;(2)BC。
(1)A、已知三个用电器的额定电压相同,则这三个用电器中,正常工作时的电压相同;
BC、这三个用电器正常工作1小时,电烤箱消耗的电能最多,根据P=Wt可知,电烤箱的功率最大;电功率表示电流做功的快慢;
在这三个用电器正常工作时,实际功率不同,根据P=UI可知通过这三个用电器的电流大小;
D、由于不知道工作时间,根据W=Pt可知,小明家电饭锅消耗的电能不一定比吸尘器消耗的电能多。
(2)电热有有利的一面,也有有害的一面,解答本题关键是看电热为我们服务还是我们不需要电热而是把它及时散发掉。
本题考查电功率和电能的有关知识、电热的防止,关键是从图中得出有用信息。
15.【答案】热;漏电保护器;半导体 高温挡;25:4
【解析】解:(1)坐垫加热时,将电能转化为内能,所以坐垫加热原理是电流的热效应;
为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装漏电保护器;
小谢想实现调控温度的恒温马桶,将定值电阻改装为半导体材料制成的热敏电阻;
(2)由图乙可知,当S1闭合,S2接b时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由P=U2R可知,电路的总功率最大,智能马桶处于高温挡;
当S1断开,S2接a时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,智能马桶处于低温挡;
当S1闭合,S2接a时,只有R1工作,智能马桶处于中温挡;
S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,由欧姆定律可知,R1的阻值:R1=UI1=220V1A=220Ω,
若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,根据并联电路的特点可知,通过R2的电流:I2=I−I1=5A−1A=4A,
由欧姆定律可知,R2的阻值:R2=UI2=220V4A=55Ω,
根据串联电路的特点可知,低温挡工作时,电路的总电阻:R=R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω,
则低温挡工作时电路中的电流:I′=UR=220V275Ω=0.8A,
相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比:W高:W低=UIt:UI′t=I:I′=5A:0.8A=25:4。
故答案为:(1)热;漏电保护器;半导体;
(2)高温挡;25:4。
(1)电流通过导体时,将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应;漏电保护器可以在导体漏电、人体触电时跳闸,起到保护作用;热敏电阻主要是又导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料制成;
(2)由图乙可知,当S1闭合,S2接b时,R1、R2并联;当S1闭合,S2接a时,只有R1工作;当S1断开,S2接a时,R1、R2串联;根据串并联电路的特点和P=U2R可知马桶高温挡、中温挡和低温挡的电路连接;根据欧姆定律求出R1的阻值;根据并联电路的特点求出高温挡工作时通过R2的电流,根据欧姆定律求出R2的阻值,根据串联电路的特点求出低温挡工作时电路的总电阻,根据欧姆定律求出低温挡工作时电路中的电流,根据W=UIt求出相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比。
本题考查电流的热效应、用电安全、串并联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用,题目综合性强,难度适中。
16.【答案】100 当温度低于165∘C,电阻会减小,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率增大,使得产生的热量增大,大于散热功率而使得温度升高,而当温度高于165∘C,电阻会增大,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率减小,小于散热功率,使得产生的热量减小温度会降低
【解析】解:PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,根据图象可知,该PTC材料的居里点温度为100∘C;
根据图中知,当温度低于165∘C,电阻会减小,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率增大,使得产生的热量增大,大于散热功率而使得温度升高,而当温度高于165∘C,电阻会增大,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率减小,小于散热功率,使得产生的热量减小温度会降低。
故答案为:(1)100;(2)当温度低于165∘C,电阻会减小,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率增大,使得产生的热量增大,大于散热功率而使得温度升高,而当温度高于165∘C,电阻会增大,由于两端电压不变,根据P=U2R知,电功率减小,小于散热功率,使得产生的热量减小温度会降低。
根据“居里点温度”的定义分析;
根据材料提供的内容、对居里点温度和P=U2R可对电功率大小变化分析。
本题考查图像分析与电功率的分析,属于中档题。
17.【答案】(1)此时电流表示数为1A (2)①变小;;②R2的阻值为8Ω或18Ω
【解析】解:(1)由图可知,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测通过R1的电流,则此时电流表示数:I0=UR1=6V6Ω=1A;
(2)①电源电压保持不变,由题中电压表的示数可知电源电压为6V;
将R2接入电路中,要求两电表示数都改变,如果采用并联的方式,则电压表测电源电压而示数保持不变,所以应采用串联分压的方式(即R2串联在电压表之外的电路中),使得电压表示数改变,同时电流表示数改变,如图所示:
;
因串联使得电路的总电阻变大,则由欧姆定律可知电路中的电流减小,同时电压表示数减小(此时电压表只测R1两端的电压),所以电压表与电流表的乘积变小;
②Ⅰ、结合上面分析可知,将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,可以使R2与R1并联,此时电压表示数不变,而电流表测干路电流,其示数变大,
由P=UI可知,电压表与电流表的乘积表示电路的总功率,
已知电压表与电流表的乘积的变化量为4.5瓦,因并联电路各支路互不影响,则R1消耗的功率不变,所以可知此时R2的电功率:P2=ΔP=4.5W,
由P=U2R得,R2的阻值为:
R2=U2P2=(6V)24.5W=8Ω;
Ⅱ、将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,也可以使R2与R1串联(此时R2串联在电压表之内的电路中,如下图所示),此时电压表示数不变(仍测电源电压),因电路的总电阻变大,则电流表示数变小,电压表与电流表的乘积减小,
;
原电路中电压表与电流表的乘积为P=UI=6V×1A=6W,
设此时电压表与电流表的乘积为P′,
由题意和上面分析可知:P−P′=4.5W,
则P′=P−4.5W=6W−4.5W=1.5W,
由P=U2R可得,串联电路的总电阻为:
R总=U2P′=(6V)21.5W=24Ω,
根据电阻的串联规律可知,此时R2的阻值为:R2′=R总−R1=24Ω−6Ω=18Ω;
综上可知,R2的阻值为8Ω或18Ω。
答:(1)此时电流表示数为1A;
(2)①变小;;②R2的阻值为8Ω或18Ω。
(1)在图示电路中,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测通过R1的电流,根据欧姆定律计算此时电流表的示数;
(2)①根据串联分压才可以改变电阻的电压,而并联时电阻的电压不变分析电阻的接入方式,据此画图;根据欧姆定律分析电流变化;
②将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,可以使R2与R1并联,此时电压表示数不变,而电流表测干路电流,由电功率公式和题意可知此时R2的电功率,根据P=U2R可计算R2的阻值;
将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,也可以使R2与R1串联(即R2串联在电压表之内的电路中),此时电压表示数不变,因电路的总电阻变大,则电流表示数变小;由电功率公式和题意可知此时串联电路的总功率,根据P=U2R求出电路的总电阻,进一步根据电阻的串联求出R2的阻值。
本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,属于中档题。序号
电压表示数
(伏)
电流表示数
(安)
1
6.5
0.38
2
6.5
0.46
3
4.5
0.52
4
4.0
0.54
额定电压220V
额定频率:50Hz
加热功率:300∼500W
最大容量:5L
项目
内容
适应水压
0.2−0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
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