2020-2021学年江西省赣州市大余县九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年江西省赣州市大余县九年级(上)期末物理试卷
1. 电流流过导体,导体会发热的现象,叫做电流的______(选填“热”或“磁”)效应。通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电______有关。
2. “端午浓情,粽叶飘香”。煮粽子时,小明闻到了粽子的香味,这是______现象,吃粽子时,米粒和粽叶不容易分开,这表明:分子间存在______。
3. 人们常用水给汽车发动机降温,这是因为水的______ 较大.“奋进”号航天飞机用氢作燃料,这是因为氢的______ 较大.
4. 某款新型魔方充电器,转动魔方就能产生电能,并储存于魔方内,它的工作原理跟______(选填“发电机”或“电动机”)相同,当魔方给移动设备充电时,它相当于电路中的______(选填“电源”成“用电器”)
5. 如图所示的电路,开关S接到a处,小磁针静止时,A端是______ 极;将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性______ (选填“增强”、“不变”或“减弱”)。
6. 在如图所示的电路中,R1=15Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.4A.则R1两端的电压为______V,通过电阻R2的电流为______A.若通电100秒,R2产生的热量为______J。
7. 如图所示,将活塞迅速下压,玻璃筒底的棉花被点燃,此过程的能量转化方式与汽油机的______ 冲程相同;汽油机通过______ 冲程将废气排出汽缸。
8. 磁体周围存在着一种能使小磁针偏转,但看不见、摸不着的物质叫做______ ;物理学中把小磁针静止时______ 极所指的方向规定为该点的磁场方向。
9. 如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,说明有电能转化为______能。若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。
10. 某电饭锅具有“加热”和“保温”两个挡位,其内部简化电路如图所示,R1=55Ω,R2=1045Ω。当S接“2”时,电饭锅处于______ (选填“加热”或“保温”)挡,该电饭锅的保温功率为______ 。
11. “估测”是物理学常用的一种方法,下列估测中最符合实际情况的是( )
A. 一台电冰箱的功率约为5kW
B. 教室的日光灯正常发光时的电流约为2A
C. 一节干电池的电压约为2V
D. 彩色电视机正常工作时的电压为220V
12. 以下物理学家中发现电磁感应原理的是( )
A. 欧姆 B. 法拉第 C. 奥斯特 D. 焦耳
13. 生活中的一些现象与微观解释正确的是( )
A. 腌制咸鸭蛋,盐分子能进入蛋中,说明盐分子在不停地做无规则运动
B. 摩擦起电创造出正、负电荷
C. 固体很难被压缩,说明固体分子间没有间隙
D. 一个带正电的物体吸引轻小物体,则轻小物体一定带负电
14. 在物理实验中,把难于测量或测准的物理量通过转换变成能够测量或测准的物理量,或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法,称之为转换法.下列实验中利用了转换法的是( )
A. 在探究影响电磁铁的磁性强弱因素的实验中,用吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱
B. 在探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中,用煤油升高温度的大小来反映电流通过电阻丝产生热量的多少
C. 在探究不同物质吸热性能的实验中,用加热器加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少
D. 在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中,选用长度和横截面积相同的不同电阻丝进行实验
15. 在下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是( )
A. 把饮料放入冰箱,饮料的温度会降低
B. 在强烈的阳光照射下,地面的温度升高
C. 给自行车打气,打气筒壁的温度升高
D. 烧红的铁丝放入水中,铁丝的温度降低
16. 疫情期间,手持式电子测温仪最为常见,如图是某款电子测温仪以及它内部的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻。在使用过程中,当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会变大,关于此测温仪,下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 被测温者温度越高,电路中的电流越大
C. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小
17. 关于温度、内能和热量,下列说法错误的是( )
A. 物体的温度越高,所含的热量越多
B. 物体内能增大,温度可能不变
C. 温度相同的物体,内能一定相等
D. 温度为0℃的物体,内能可能为零
18. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动。下列说法中正确的是( )
A. 电流表A1的示数变大
B. 电压表V的示数变小
C. 电流表A2与A1的示数之差不变
D. 电压表V与电流表A2的示数之比变大
19. 小明结合学过的电学知识分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了,那么此时家里使用电热水壶烧水就可以省电了。小明的想法对吗?请简要说明理由。
20. 一根粗细均匀的镍铬合金丝,将其接入电压为6V的电源上,通过的电流为0.3A.求:
(1)这根镍铬合金丝的电阻;
(2)通电1min消耗的电能;
(3)若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上,电路中的总电流为多大?( )
21. 在一个标准大气压下,用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾,燃烧了0.5kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),焦炭的热值为3.0×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)炉子烧水的效率。
22. 如图所示,电源电压恒为4V,灯泡L上标有“3V1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”字样,定值电阻R1的阻值为15Ω,电流表量程为0∼3A,电压表量程为0∼3V,不计温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡正常工作时电阻为多少;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路的最小总功率为多少;
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围。
23. 亲爱的同学,请你用所学的物理知识解答下列问题。
(1)如图是实验室常用的一种电流表,其零刻度不在表盘的最左端。当导线a、b分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图甲所示。
①此时,电流是从导线______ (选填“a”或“b”)流入电流表;
②为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差,应将导线a与标有“______ ”的接线柱相连,导线b与标有“-”的接线柱相连;
③纠正错误之后,电流表指针如图乙所示,则读数为______ A。
(2)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图1所示,这个电池的电压是______ V,电池的正极是______ (选填“锌片”或“铜片”)。
(3)如图2所示是某同学家的电能表,此时电能表的示数为______ kW⋅h;若他家只有一台空调机连续工作10min电能表转了500转,则这台空调的电功率是______ W。
24. 为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)保持开关断开,把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。小海将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图2所示,记为______ V,并记录电流表的示数;接着保持滑片位置不变,将电阻换为25Ω后,为保证______ 表的示数不变,应向______ (选填“左”或“右”)移动滑片;
(2)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图3所示,由此可知:______ 一定时,通过导体的电流与其电阻成______ 比;
(3)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是______ 。
(4)在小海实验的基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过______ Ω。
25. 在测量定值电阻的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求导线不允许交叉;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最______ (选填“左”或“右”)端。小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,计算出定值电阻的阻值为______ Ω;
(3)小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?
答:______ (选填“合适”或“不合适”),理由是______ ;
(4)如图丙所示是其他两组同学根据测得数据作出的I∼U图像,分析图像可知:Ra______ Rb(选填“>”、“=”或“<”);
(5)小珍连接好电路后,闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有较小的示数,但都不改变,原因可能是______ 。(写出一种即可)
26. 小杰利用图甲的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)小杰保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于B端;闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,此时电流表示数如图乙。则小灯泡中的电流为______ A,小灯泡的额定功率为______ W;
(2)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验;图丙是小杰作出的小灯泡I−U图像。老师鼓励他结合图甲思考以下问题:
①在滑动变阻器滑片向A端移动过程中,电流表示数______ ,小灯泡的电阻______ (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”);小灯泡的电阻与其温度______ (选续“有”或“无”)关:当温度为0℃时,小灯泡的电阻______ (选填“小于”、“等于”或“大于”)零;
②如果把小灯泡换成定值电阻R,重复实验记录多组数据,关于该定值电阻的电功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图像中最合理的是______ 。
答案和解析
1.【答案】热 时间
【解析】解:
(1)电流通过导体,导体会发热的现象叫做电流的热效应;
(2)根据焦耳定律的公式Q=I2Rt可知,通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关。
故答案为:热;时间。
电流通过导体时导体会发热,这种现象叫做电流的热效应;根据焦耳定律的公式Q=I2Rt进行分析解答。
本题主要考查学生对:电流的热效应,以及对焦耳定律的掌握和理解,属于基础题目。
2.【答案】扩散 引力
【解析】解:由于分子在不停地做无规则运动,所以我们会闻到粽子的香味,这就是扩散现象;
由于分子间存在相互的引力而使米粒和粽叶粘在一起不容易分开。
故答案为:扩散;引力。
物体的分子在不停地做无规则运动,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现;
分子动理论内容为:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力。
本题主要考查学生对分子运动及其分子间作用力的了解和掌握,是一道基础题。
3.【答案】比热容;热值
【解析】解:(1)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以常用水给汽车发动机降温;
(2)因为氢的热值较大,相同质量的氢和其它燃料相比,氢完全燃烧放出的热量多,所以航天飞机用氢作燃料.
故答案为:比热容,热值.
(1)单位质量的物质温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为该物质的比热容,水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值,航天飞机用氢作燃料,这是因为氢的热值较大,相同质量的氢和其它燃料相比,氢完全燃烧放出的热量多.
本题主要考查了学生对物质特性“比热容”、“热值”及应用的了解和掌握,属于基础题.
4.【答案】发电机 电源
【解析】解:转动魔方就能产生电能,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象,与发电机的工作原理相同。当魔方给移动设备充电时,魔方提供电能,相当于电路中的电源。
故答案为:发电机;电源。
利用电磁感应现象可以产生感应电流,在电磁感应现象中机械能转化为电能;电源是提供电能的装置。
发电机的原理是电磁感应现象,而电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,它们的能量转化分别是:机械能转化电能,电能转化为机械能。
5.【答案】S 减弱
【解析】解:(1)伸出右手握住螺线管,四指弯曲指示电流的方向,大拇指所指的方向即螺线管的右端为电磁铁的N极,据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知,小磁针的A端是S极;
(2)在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a换到b,则减少了线圈的匝数,因此通电螺线管的磁性减弱。
故答案为:S;减弱。
(1)根据安培定则判断电磁铁的极性,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断A端的极性;
(2)电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关:电流不变时,匝数越少,磁性越弱;匝数一定时,电流减小,磁性减弱。
本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和根据安培定则判断通电螺线管的极性。有一定的综合性。
6.【答案】6;0.3;180
【解析】
【分析】
本题是综合考查并联电路电压、电流关系的基础题,通过本题,可考查出学生对并联电路中的各物理量关系的熟悉程度。学生通过本题的练习,可以发现自己对并联电路各物理量关系的掌握是否出现偏差。
根据电路图可知,电阻R1与R2并联,电流表测R1电流。根据并联电路电压特点可知:U1=U2=U,已知R1的电阻和通过的电流,根据欧姆定律计算R1两端的电压即电源电压;再根据欧姆定律计算通过电阻R2的电流,根据焦耳定律计算100秒R2产生的热量。
【解答】
电流表示数0.4A,故U1=I1R1=0.4A×15Ω=6V
因是并联电路,故U1=U2=U=6V,所以通过电阻R2的电流I2=U2R2=6V20Ω=0.3A
100秒R2产生的热量为Q2=I22R2t=(0.3A)2×20Ω×100s=180J
故答案为:6;0.3;180。
7.【答案】压缩 排气
【解析】解:
将空气压缩引火仪活塞迅速下压,棉絮被点燃,说明将活塞迅速下压过程中,活塞对玻璃筒内空气做功,活塞的机械能转化为空气的内能,使筒内空气的内能增加,温度升高,是通过做功的方式增加筒内空气的内能;
汽油机的压缩冲程中,活塞的机械能转化为气体的内能,故图中实验过程中的能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同;在排气冲程中将废气排出汽缸。
故答案为:压缩;排气。
改变内能的方法有:做功和热传递;当对物体做功,物体的内能将增大,温度升高;内燃机有四个冲程,在压缩冲程中,活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能。汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气。
此题主要考查了内燃机的四个冲程及能量转化情况,是一道基础性题目。
8.【答案】磁场 N
【解析】解:磁体周围存在着一种能使小磁针偏转,但看不见摸不着的物质叫做磁场,物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向;
故答案为:磁场;N。
磁场是存在于磁体周围的空间场,一般用假想的磁感线来描述,磁体间的相互作用就是通过磁场发生的;在物理学中小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场方向。
知道什么是磁场,并知道磁场方向的判断是解决该题关键。
9.【答案】机械 改变
【解析】解:(1)通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,保持磁场方向不变,只改变导体中电流方向,则导体的受力方向即运动方向也会改变。
故答案为:机械;改变。
(1)通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关,改变其中任意一个,导体的受力方向会发生改变。
此题主要考查了通电导体在磁场中受力时能量的转化和影响磁场力方向的因素等,是一道基础题。
10.【答案】加热 44 W
【解析】解:当S接“1”时,两电阻串联,此时电功率为:P=U2R1+R2,当S接“2”时,此时只有R1接入电路,电功率为:P′=U2R1,
分析可知:P 该电饭锅的保温功率为:P=U2R1+R2=(220V)255Ω+1045Ω=44W。
故答案为:加热;44W。
当S接“1”时,两电阻串联,此时电功率为:P=U2R1+R2,当S接“2”时,此时只有R1接入电路,电功率为:P′=U2R1,分析电功率大小,电功率大的为加热挡;
根据P=U2R1+R2计算该电饭锅的保温功率。
本题考查电功率的分析及计算问题,属于基础题目,难度不大。
11.【答案】D
【解析】解:A、一台电冰箱的功率约为100W,故A错误。
B、教室的日光灯正常发光时的电流约为0.2A,故B错误。
C、一节干电池的电压约为1.5V,故C错误。
D、彩色电视机正常工作时的电压为家庭电路电压220V,故D正确。
故选:D。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
12.【答案】B
【解析】解:
A、欧姆得出了电流、电压、电阻三者的关系“欧姆定律”,故A错误;
B.法拉第发现了电磁感应现象,故B正确;
C.奥斯特发现电流的磁效应,故C错误;
D.焦耳发现了电流的热效应“焦耳定律”,故D错误。
故选:B。
根据我们对物理学史上科学家及其贡献的了解来作答。
多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的,所以考试中也时有涉及,在学习中应注意。
13.【答案】A
【解析】解:
A、把鸭蛋放在盐水里浸泡一段时间,鸭蛋就变咸了,盐分子能进入蛋中,这说明盐分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B、摩擦起电的实质是电子的转移,而不是创造了电荷,故B错误;
C、固体很难压缩,是因为分子之间存在着斥力,故C错误;
D、异种电荷相互吸引,同时带电体还可以吸引轻小物体,因此,一带正电的物体吸引另一轻小物体,则轻小物体可能带负电,也可能不带电,故D错误。
故选:A。
(1)物体的分子是在不停地做无规则运动的,而且分子运动的快慢和物体的温度高低有关系,温度越高,分子运动越剧烈。
(2)根据摩擦起电的实质即可判断。
(3)固体很难压缩,是因为分子之间存在着斥力。
(4)根据电荷间的相互作用规律和带电体的性质即可判断。
本题考查了学生对电荷的存在、摩擦起电现象、微观世界和分子运动的认识,属于基础知识的考查,比较简单。
14.【答案】ABC
【解析】解:A、磁性的大小无法看到,可以根据吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱,采用的是转换法,故A正确;
B、热量的多少无法看到,可以通过温度计示数的变化来判定产生热量的多少,采用的是转换法,故B正确;
C、吸热的多少看不到,可以通过加热器加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,采用的是转换法,故C正确;
D、在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中,选用长度和横截面积相同的不同电阻丝进行实验,采用的是控制变量法,故D错误.
故选:ABC.
所谓“转换法”,主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法.
本题考查了转换法的使用,转换法主要在对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量的研究上,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量.
15.【答案】C
【解析】解:
A、把饮料放入冰箱,饮料放出热量、温度降低,属于通过热传递改变物体内能,故A不符合题意;
B、在强烈的阳光照射下,地面吸收热量,温度升高,属于通过热传递改变物体内能,故B不符合题意;
C、给自行车打气,打气筒壁的温度升高,是压缩空气做功改变了物体的内能,属于做功改变物体内能,故C符合题意;
D、烧红的铁丝放入水中,铁丝放出热量,温度降低,属于通过热传递改变物体内能,故D不符合题意。
故选:C。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功等,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。据此分析判断。
本题考查了改变物体内能有两种方式。判断是做功还是热传递,关键是看能量是发生了转化还是转移。
16.【答案】B
【解析】解:A、因为显示仪与R0并联,所以显示仪是电压表,故A错误;
B、被测温者温度越高,说明电压表示数越大,由欧姆定律可知,电路电流越大,故B正确;
C、被测温者温度越高,说明电压表示数越大,由欧姆定律可知,电路电流变大,由串联电路电压特点可知,R两端电压越小,由R=UI可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,故C错误;
D、温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,因此显示仪示数会变大,故D错误。
故选:B。
根据电路图可知,R与R0串联,显示仪与R0并联;
(1)根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表;
(2)根据电压表示数和欧姆定律可知电路电流的变化;
(3)根据串联电路分压的特点和欧姆定律可知热敏电阻随温度的变化;
(4)当温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,若将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律公式的运用,关键是题干中获取有效的信息,难度不大。
17.【答案】ACD
【解析】解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、物体内能增大,温度可能不变,如晶体熔化时吸热,内能增加,温度不变,故B正确;
C、物体的内能和物体的质量、温度、状态以及种类有关,由于不知道质量和状态,无法判断内能的大小,故C错误;
D、一切物体在任何情况下都有内能,即温度为零的物体,但内能不可能是零,故D错误。
故选:ACD。
(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)晶体熔化时吸热,内能增加,温度不变;
(3)物体的内能和物体的质量、温度、状态以及种类有关;
(4)一切物体在任何情况下都有内能。
此题考查了热量的理解、内能的影响因素等知识,难度不大。
18.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
A、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
B、因电源电压恒定,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;
CD、将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R1接入电路中的电阻变大,由I=UR可知,通过R1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,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,则电压表V与电流表A2的示数之比变大,故D正确;由电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流可知,两电流表的示数之差变小,故C错误。
故选:D。
由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R2的电流变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R1的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表与电流表A2的示数之比变化,根据并联电路的电流特点结合通过R1的电流判断电流表A2与A1的示数之差变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
19.【答案】答:小明的想法不对。
因为使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电。
【解析】实际功率变小,在时间相同时,根据W=Pt,消耗电能少;烧水时,要把水烧开,水吸收的热量是一定的,据此进行分析。
本题主要考查了对W=Pt的理解,解题的关键是认清水烧开所吸收的热量不变。
20.【答案】解:(1)由欧姆定律可得,这根镍铬合金丝的电阻为:R=UI=6V0.3A=20Ω;
(2)通电1min消耗的电能:W=UIt=6V×0.3A×60s=108J;
(3)将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上,长度变长原来的12,横截面积变成原来的2倍,电阻变成原来的14,
即电阻为:R′=14R=14×20Ω=5Ω,
此时电路中的总电流为:I′=UR′=6V5Ω=1.2A。
答:(1)这根镍铬合金丝的电阻为20Ω;
(2)通电1min消耗的电能为108J;
(3)若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上,电路中的总电流为1.2A。
【解析】本题考查了欧姆定律的应用、电功公式的应用、影响电阻大小的因素等,知道对折后电阻变为原来的14是解题的关键。
21.【答案】解:
(1)一个标准大气压下水的沸点为100℃,即需将水加热至100℃,
水吸收的热量:;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量:;
(3)炉子烧水的效率:。
答:
(1)水吸收的热量是3.36×106J;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是1.5×107J;
(3)炉子烧水的效率是22.4%。
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的温度变化,根据求出水吸收的热量;
(2)知道焦炭的热值和质量,根据求出焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率。
本题考查学生对吸热公式和燃料燃烧放出热量公式、能量利用率公式的理解与运用,是一道较为简单的计算题。
22.【答案】解:(1)由P=UI=U2R可得,灯泡正常工作时的电阻:
RL=UL2PL=(3V)21.5W=6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:
,
电路的最小总功率:
;
(3)灯泡正常发光时的电流:
IL=ULRL=3V6Ω=0.5A,
当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中各处电流相等,且电流表量程为0∼0.6A,
所以,电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路的总电阻:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
,
当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电路中的电流:
,
电压表的示数:
,
所以,滑动变阻器接入电路中的最大阻值为15Ω,
电压表的示数U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
则滑动变阻器R2的取值范围是2Ω∼15Ω。
答:(1)灯泡正常工作时的电阻为6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率最小为2.13W;
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围是2Ω∼15Ω。
【解析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI=U2R求出灯泡正常工作时的电阻;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P=UI=U2R求出电路的最小总功率;
(3)根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,比较灯泡正常发光时的电流和电流表的量程求出电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;根据电阻的串联特点和欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数,然后确定电路安全,据此得出变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出滑动变阻器R2的取值范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和最后一问中电路的最大、最小电流是关键。
23.【答案】a0.60.320.5铜片 931.61000
【解析】解:(1)①读图1可知,电流表的指针向左偏转,说明正负接线柱的位置接反了,故此时电流是从导线“a”流入电流表的;
②图中接线时电流表的分度值为0.1A,指针向左偏转4小格,电流约为0.4A,为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差,在不超量程的情况下(0.4A小于电流表的小量程0.6A),应尽量选择小量程,故应将导线a与标有“0.6”的接线柱相连。
③图2中,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.32A。
(2)由图可知,电压表选的量程为0∼3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V;因为电压表指针向右正向偏转,与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极。
(3)电能表的读数要注意数字的最后一格是小数位,此电能表的示数是931.6kW⋅h。
3000r/kW⋅h表示电路每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘就转过3000r,电能表的转盘转过500r,
则空调消耗的电能:W=500r3000r/kW⋅h=16kW⋅h;
空调工作时间t=10min=16h
空调的实际功率:P=Wt=16kW⋅h16h=1kW=1000W。
故答案为:(1)①a;②0.6;③0.32;(2)0.5;铜片;(3)931.6;1000。
(1)①电流表在连接时,应使电流正进负出,否则会出现指针反偏;②在不超量程的情况下,应尽量选择小量程,这样可使读数更精确;③明确电流表的量程与分度值,可根据指针位置读出示数;
(2)根据电压表的量程和分度值读出示数即为电池的电压,根据“电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出”判断电池的正极;
(3)电能表的读数以及电能表参数的意义;电能表的最后一位数是小数,单位kW⋅h;
“220V”表示电能表的工作电压,“10A”表示电能表的标定电流,3000r/kW⋅h表示电路每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出转盘转动500r时空调消耗的电能;然后利用P=Wt求出空调的功率。
本题主要考查了对电流表的连接、量程选择、读数方法、电压表的读数以及电压表的正确使用、电能和电功率的计算的掌握,是我们必须熟练掌握的基本实验技能。关键是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
24.【答案】2.5电压 左 电压 反 电阻R断路或电流表短路 50
【解析】解:(1)小海将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图2所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,记为2.5V,并记录电流表的示数;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成25Ω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表的示数不变,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,即为保证电压表的示数不变,应向左移动滑片;
(2)根据电流随电阻变化的图像,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.1A×25Ω=----=0.5A×5Ω=2.5V,为一定值,故得出:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(3)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表可能与电源连通,故其原因可能是电阻R断路(或电流表短路);
(4)根据题意,变阻器的最大电阻为40Ω,电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
,电阻分得的电压为变阻器分得的电压1.25倍,根据分压原理,当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为:,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
故答案为:(1)2.5;电压;左;(2)电压;反;(3)电阻R断路(或电流表短路);(4)50。
(1)根据电压表选用小量程确定分度值读数;
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;
(2)根据电流随电阻变化的图像,由欧姆定律得出电阻两端的电压为一定值分析;
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,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,则与电压表并联的电路断路了(还有一种可能是电流表发生短路);
(4)电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律和分压原理,得出当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时对应的定值电阻最大值。
本题探究电流与电阻的关系实验,考查电压表读数、操作过程、控制变量法、数据和故障分析及对器材的要求。
25.【答案】右 9 不合适 只根据一组数据得出的测量值误差较大 <将变阻器的下面两个接线柱连入电路中
【解析】解:(1)本实验中,电流表与电阻串联,如下所示:
(2)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处,即最右端;
小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.8V,根据欧姆定律I=UR,定值电阻的阻值为:R=UI=1.8V0.2A=9Ω;
(3)为减小误差,要多次测量取平均值,小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,做法不合适,理由是:只根据一组数据得出的测量值误差较大;
(4)根据如图丙作出的I∼U图像知,电压相等时,a对应的电流较大,由欧姆定律R=UI,Ra
故答案为:(1)如上图所示;(2)右;9;(3)不合适;只根据一组数据得出的测量值误差较大;(4)<;(5)变阻器的下面两个接线柱连入电路中。
(1)电流表应与电阻串联;
(2)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处;根据电压表选用小量程确定分度值读数,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值;
(3)为减小误差,要多次测量取平均值;
(4)根据如图丙作出的I∼U图像,比较电压相等时对应的电流较大,由欧姆定律R=UI分析;
(5)无论如何移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有较小的示数,则说明电路的电阻过大,两表示数都不改变,说明变阻器没有了变阻器的作用,据此分析。
本题测量定值电阻大小,考查电路连接、注意事项、数据处理的方法、欧姆定律的运用和反常现象的分析。
26.【答案】0.240.6变大 变大 有 大于 A
【解析】解:
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,灯泡正常发光,由图乙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过小灯泡中的电流为0.24A,
所以小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(2)①在滑动变阻器滑片向A端移动过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律知电流表示数变大;
由图像知,通过灯泡的电流随两端电压增大而增大,且电压变化大于电流的变化,由欧姆定律知,小灯泡的电阻变大;
由P=UI知,此过程中灯泡实际功率变大,温度升高,所以小灯泡的电阻与其温度有关,当温度为0℃时,小灯泡的电阻大于零;
②根据P=I2R,若R不变,则P与I2成正比,图线为过原点的直线,故P与I2的图像是过原点的直线,A正确。
故答案为:(1)0.24;0.6;(2)①变大;变大;有;大于;②A。
(1)根据电流表选用小量程确定分度值,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(2)①分析滑动变阻器滑片向A端移动过程中变阻器连入电路的电阻变化,由串联电路特点和欧姆定律判断电流表和灯泡电阻变化;电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本射的一种性质,温度降低,电阻变小,但当温度为0℃时,小灯泡的不会为0;
②根据P=I2R,若R不变,则P与I2成正比,由此分析解答。
本题测量小灯泡的电功率,考查电流表读数、电功率计算、串联电路特点、欧姆定律的运用及影响电阻大小的因素,要能从图像中获取有用信息。
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