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2020-2021学年河北省唐山市丰南区九年级(上)期末物理试卷
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这是一份2020-2021学年河北省唐山市丰南区九年级(上)期末物理试卷,共38页。试卷主要包含了3两电阻串联发热功率最小,4用导线连接,否则会造成短路等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年河北省唐山市丰南区九年级(上)期末物理试卷
1. 生活中很多现象与物理知识息息相关,下列说法中正确的是( )
A. 固体很难压缩,说明固体分子间只存在斥力
B. 内能不仅与物体的温度、分子的多少、种类、结构、状态有关,还与整个物体的机械运动情况有关
C. 防疫期间,人们常常闻到消毒液的气味是扩散现象
D. 单缸内燃机一个工作循环有四个冲程,如果该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min则该内燃机每秒钟做功40次
2. 甲、乙、丙三个物体的质量关系为,当其吸收热量情况如图所示时,升高的温度关系为,则关于这三个物体,下列说法正确的是( )
A. 乙的比热容最小
B. 甲、乙的比热容相等
C. 甲、乙的末温一定相等
D. 若三个物体的温度都降低1℃,丙放出的热量最少
3. A、B是两个轻质泡沫小球,C是用丝绸摩擦过的玻璃棒,A、B、C三者间相互作用时的场景如图所示,由此可以判断( )
A. 小球A带负电 B. 小球B带负电
C. 小球A可能不带电 D. 小球B可能不带电
4. 西丰县在政府改造解放路时,在大通街与解放路交叉路口放置了如图所示的可移动式红绿灯,保证交通安全。下列有关说法中正确的是( )
A. 红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为超导体
B. 发光二极管具有双向导电性
C. 红灯与绿灯交替发光,它们连接方式为并联
D. 白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的电源
5. 如图所示,已知电源电压不变,为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如下的电路,其中可行的是( )
A. 只有(1)(2) B. 只有(2)(3) C. 只有(2)(3)(4) D. 只有(1)(2)(3)
6. 小明用如图所示的电路研究串联电路特点,电源电压保持不变,闭合开关S,两电表中只有一个电表有示数,将R1和R2交换位置,再次闭合开关,两电表均有示数,已知电路中除了R1、R2外,其它电路元件均完好,下列说法正确的是( )
A. 可以确定,只有R1短路 B. 可以确定,只有R1断路
C. 可以确定,R1短路且R2断路 D. 可以确定,R1断路且R2短路
7. 下列用电器的额定功率都相同,当它们都在额定电压下工作,在相同时间内,电流产生的热量最多的是( )
A. 空调 B. 电热水器 C. 洗衣机 D. 吸尘器
8. 如图所示的电路,电源电压不变,下列关于滑片移动前后的判断正确的是(小灯泡的电阻保持不变)( )
A. 若电流表示数变小,电压表示数也一定变小
B. 小灯泡两端电压变化量一定和变阻器两端电压变化量相等
C. 小灯泡的电功率变化量△P小于电压表示数变化量△U电流表示数变化量△I的乘积
D. 电压表示数变化量△U与电流表示数变化量△I之比是滑动变阻器的阻值
9. 甲、乙两个小灯泡,甲灯标有“6V3W”的字样,乙灯标有“4V2W”的字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列判断错误的是( )
A. 若把它们并联在 4V电路中,甲灯比乙灯亮
B. 若把它们并联在 4V电路中,乙灯正常发光
C. 若把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光
D. 若把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮
10. 如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),下列说法正确的是( )
A. 电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B. R0的阻值为5Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值为5Ω
D. R0的最大功率为0.45W
11. 如图所示,是一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲所示,电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡的电流跟其两端的电压的关系如乙图所示,则下列说法不正确的是( )
A. 当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为60Ω
B. 当滑片P向左移时,电路总功率变大
C. 观察乙图发现灯泡电阻在增大是因为温度的影响
D. 调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6W时,滑动变阻器连入电路电阻为30Ω
12. 如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值是50Ω,电压表接入电路的量程为0∼3V,电流表接入电路的量程为0∼0.6A,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P由最右端向左端移动过程中,在保证电压表和电流表安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A. 当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时,它的功率最大为0.9W
B. 滑动变阻器两端的电压由5V减小到0V
C. 电流表的示数变化范围为0.1A∼0.3A
D. 电阻R的功率变化范围为0.1W∼0.9W
13. 如图所示,甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气,所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上,来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是( )
①甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时,探究电热与电流的关系
②乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
③甲图中闭合开关后,A管中液面上升较快
④乙图中闭合开关后,A管中液面上升较快
A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有②③ D. 只有③④
14. 新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是( )
A. 动圈式话筒 B. 扬声器 C. 电烙铁 D. 电磁起重机
15. 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,以下说法中正确的是( )
A. 温度达到90℃,绿灯亮
B. 自动报警器的触点类似一种开关
C. 自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D. 把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作
16. 如图所示的电路中,a、b、c是三只电表(电压表或电流表),闭合开关S,标有“3V1.5W”的灯泡L1正常发光,标有“6V3W”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 电表a为电流表,且示数为1A
B. 电表b为电压表,且示数为3V
C. 电表c为电流表,且示数为0.25A
D. 闭合开关S,电路消耗的总功率为2.25W
17. 如图所示是某家用电器的内部电路图,其中R1和R2为加热电阻,1、2、3、4分别为四个接线柱。有关电路的连接的说法正确的是( )
A. 用导线连接1、3再用导线连接2、4,两电阻并联发热功率最小
B. 用导线连接2、3两电阻串联发热功率最小
C. 绝对不可以将接线柱3、4用导线连接,否则会造成短路
D. 若将接线柱2、3用导线连接起来,再用导线连接1、4,则只有R2接入电路
18. 如图所示为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作。在三线插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用测电笔测试三线插座的左右两孔,氖管都发光,发现有一根熔丝熔断了。下列分析合理的是( )
A. 一定是零线上的熔丝熔断了
B. 断开S1、S2,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,氖管都发光
C. 只断开S1,再用测电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都发光
D. 只断开S2,再用测电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都发光
19. 如图甲所示电路中,R1为定值电阻,R为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法不正确的是( )
A. 电源电压为3V B. 电压表的最大示数为2V
C. 整个电路功率变化了0.1W D. 电流表的示数变化了0.4A
20. 在一标准大气压下,用一台热损失40%的燃气灶将2kg初温为20℃的水加热至沸腾,水需要吸收______ J的热量,需要消耗______ m3的天然气。
21. 如图所示的电路中,电阻R0为6Ω,电源电压不变。把“6V 3W“的小灯泡接在AB间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为______V,电流表的示数为______A.如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示数为______V
22. 如图所示电路中,电源电压恒为9V,小灯泡标有“6V 6W”字样,滑动变阻器标有“10Ω1A”字样。则小灯泡正常发光时的电阻是______ Ω,当电压表示数为3V时,小灯泡的电功率为______ W,电路的总功率为______ W。(小灯泡电阻不随温度变化而变化)
23. 如图所示,电源电压恒为10V,小电动机内部线圈的电阻为2Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为5Ω时,电压表的示数为8V,此时电动机正常工作,则电路中的电流为______A,通电10min电流通过电动机内部线圈产生的热量是______J,电流通过电动机做功______J。
24. 小明观察到家中电能表的示数如图所示,现只接1000W的空调和200W的电视机各一台,半小时后电能表的示数将变为______ kW⋅h,他家电能表允许用电器10min内最多消耗______ J的电能。
25. 家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是______(填“串联”或“并联”);带有金属外壳的电水壶用三脚插头,是为了使用时让金属外壳与______相连;家庭电路中电流过大时,空气开关自动切断电路,俗称跳闸,产生跳闸的原因可能是______。
26. 酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置,为了方便操作,小明设计了用一个杠杆和电磁铁组合系统来升降的密封罩,如图所示,电磁铁的工作原理是______ ;装置通电后,电磁铁上端为______ (选填“N“或“S“)极。
27. 如图所示电路,电源电压保持不变。L上标有“6V 3W”字样,(灯丝电阻不随温度改变)灯泡电阻是______ Ω。当只闭合开关S、S1时,电流表示数为I1,电压表示数为U1,灯消耗的电功率为PL;当只闭合开关S、S2时,电流表示数为I2,电压表示数为U2,灯消耗的电功率为PL′。已知U1:U2=2:3,PL:PL′=4:1,I1和I2电流之比为______ ,R1和R2电阻之比为______ 。
28. 如图所示,甲是一款多功能家用插座,开关断开时,指示灯、插孔和USB接口均不能使用;闭合开关,指示灯发光,插孔和USB接口可以提供电压;若指示灯损坏,不影响插孔和USB接口的使用。请在图乙中完成开关、指示灯和USB接口的连接。
29. 如图所示,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管,闭合开关后小车向左运动。请标出:
(1)电源左端的极性(用“+”或“-”表示)。
(2)小磁针右端的磁极(用“N”或“S”表示)。
(3)磁感线a的方向。
30. 用图甲所示电路探究“小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”。实验室提供了如下器材:电源电压U恒为8V,滑动变阻器规格为“20Ω2A”,小灯泡的额定电压,额定功率小于1.2W,定值电阻R0阻值为10Ω。
(1)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数为零,电压表示数接近电源压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是______ 。
(2)故障排除后,闭合开关,进行实验,记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______ W。
实验次数物理量
1
2
3
4
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.24
0.32
0.38
电功率/W
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而______ 。
(4)完成实验后,实验小组又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丙所示的电路,所用电压表量程为“0∼15V“,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S:拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______ V;
②______ ;
③小灯泡的额定功率:______ (用、R0及测得物理量符号表示),若步骤②中,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值______ (选填“偏大”或“偏小”)。
31. 在“探究电流产生的热最与哪些因素有关”的实验中,提供了如图所示的实验器材,其中R1>R2。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系。
(1)请按照图甲中的电路图将对应实物图乙连接完整。
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制______ ;电阻丝放出热量的多少,通过______ 来进行判断;
(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2,那么△t1______ △t2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
实验二:探究电流产生的热量与电流的关系。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。实验发现:用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量△t1′(或△t2′)______ 2△t1(或2△t2)(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流______ (选填“是”或“不是”)正比例关系。
(5)如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时,除了换用不同种类的等质量液体以外还要______ 。
32. 在研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验中。
(1)利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入______(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”);若在a、b之间接入______(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)可研究“电磁感应现象”。
(2)如图乙、丙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的(也称匀强磁场)。
①图乙中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上,这两个力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
②图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了______,该装置能使线圈平面刚处于______(选填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”)位置时,自动改变线圈中的电流方向。
33. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω.当只闭合S1时为低温档,低温档电烤箱的电功率为440W。
(1)低温档工作时,电路中的电流是多少?
(2)发热电阻R1的阻值是多少?
(3)高温档时应该闭合的开关是______,高温档的电功率是多少?
(4)小余发现傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温档工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?(不考虑电阻值随温度的变化)
34. 如图甲所示,电源电压18V不变,灯泡L规格为“15V 45W”,且灯丝电阻不随温度变化,电流表量程为“0∼0.6A”和“0∼3A”,电压表的量程为“0∼3V“和“0∼15V”,滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”和“25Ω2A”,求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)只闭合开关S1,电流表选取合适量程,滑动变阻器选择合适的规格,可使灯泡L正常发光。当移动滑动变阻器滑片P,求流过电流表的最小电流及整个电路的最小功率。
(3)将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器)电流表指针指到满偏刻度的23位置,若将滑片P从中点移到最左端A,两表示数的I−U关系如图乙所示,通过讨论说明滑动变阻器的规格及电流表选择的量程。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、固体很难压缩,说明固体分子间存在斥力,且斥力大于引力。故A错误。
B、内能是不同于机械能的另一种形式的能,内能与整个物体的机械运动情况无关,故B错误。
C、人们常常闻到消毒液的气味是分子无规则运动产生的扩散现象,故C正确。
B、如果该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min,则该内燃机飞轮每秒钟转动40转,对外做功20次,故D错误。
故选:C。
(1)分子间存在引力和斥力。
(2)内能的大小与温度、质量、分子的种类有关,内能是不同于机械能的另一种形式的能。
(3)构成物质的分子总在不停地做无规则运动。
(4)内燃机每完成一个工作循环,即依次完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程,飞轮转动两转,对外做功一次。
深入理解分子动理论的内容,知道影响内能的因素,明确内燃机工作过程的具体信息,可解答此题。
2.【答案】A
【解析】解:
AB.由图可知,甲、乙的质量和吸收的热量相同,,根据c=Qm△t可知,;
又,由图可知,根据可知,,又因为,故,故A正确,B错误;
C.不知道甲和乙的初温,因此无法比较甲和乙的末温,故C错误;
D.根据知,,c甲>c乙,温度都降低1℃,甲、乙放出的热量关系为;由图可知,乙、丙升高相同的温度,丙吸收的热量多,所以乙、丙温度都降低1℃,丙放出的热量比乙多,故D错误。
故选:A。
由图可知,甲和乙吸收的热量相同,丙吸收的热量大于甲和乙吸收的热量。根据公式可知,质量和吸收的热量相等时,温度变化越明显,则比热容越小。由于不知道甲和乙的初温,因此无法比较甲和乙的末温;由图可知,乙、丙升高相同的温度,丙吸收的热量多,所以乙、丙温度都降低1℃,丙放出的热量比乙多。
本题考查学生对Q=cm△t公式的理解和应用,还考查了学生对图像的解读能力。
3.【答案】C
【解析】解:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,C是用丝绸摩擦过的玻璃棒,则C带正电;
由图可知,A、C靠近时相互吸引,由电荷间的相互作用规律和带电体的性质可知,A可能带负电,也可能不带电;
B、C靠近时相互排斥,则说明B一定带正电;
而A、B靠近时相互吸引,则表明A可能带负电,也可能不带电;
故在小球A、B中,小球B一定带正电,小球A可能带负电或不带电。
故选:C。
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)相互排斥的带有同种电荷,相互吸引的可能带有异种电荷,也可能是带电体吸引不带电的轻小物体。
(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
本题考查电荷间的相互作用规律和带电体的性质,知道相互排斥的带有同种电荷,相互吸引的可能带有异种电荷,也可能是带电体吸引不带电的轻小物体。
4.【答案】C
【解析】解:
A、红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为半导体,故A错误;
B、发光二极管是由半导体制成的,具有单向导电性,故B错误;
C、红灯与绿灯交替发光,它们互不影响,所以是并联的,故C正确;
D、对蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,因此相当于电路中的用电器,故D错误。
故选:C。
(1)二极管是由半导体材料制成的;
(2)二极管具有单项导电性;
(3)并联电路中,各支路互不影响;
(4)蓄电池充电时会消耗电能。
本题考查了半导体的特点和应用、电路的连接方式、电路元件的作用,属于基础知识,要熟记。
5.【答案】D
【解析】解:(1)两个电阻串联,电压表V1测量电阻串联的总电压,电压表V2测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较电阻的大小,故(1)可行;
(2)两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小,故(2)可行;
(3)由电路图可知,闭合S1、S2时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;闭合S1、断开S2时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变建立等式,通过比较电压之间的关系得出电阻的大小关系,故(3)可行;
(4)由电路图可知,开关S闭合时,两电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表测量干路电流,只能测出电路的总电阻,不能求出或测出电阻R1、R2的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小,故D不可行;
综合上述分析可知(1)(2)(3)都可行。
故选:D。
(1)串联电路中,各处电流相等,阻值大的电阻两端的电压大,阻值小的电阻两端的电压小;
(2)并联电路中,各支路电阻两端的电压相等,阻值大的电阻通过的电流小,阻值小的电阻通过的电流大。
(1)串联电路的电阻起分压作用,分压大小与电阻阻值的大小成正比,电阻大的分压大,电阻小的分压小;
(2)并联电路的电阻起分流作用,分流大小与电阻阻值的大小成反比,电阻大的分流小,电阻小的分流大。
6.【答案】A
【解析】解:A、由电路图可知两个电阻串联,只有R1短路时,图示接法电压表短路无示数,电流表有示数;将R1和R2交换位置后,两表均有示数,故A正确;
B、只有R1断路时,图示接法电压表串联在电路中有示数,电流表无示数;将R1和R2交换位置后电路断路,两表均无示数,故B错误;
C、R1短路且R2断路时,图示接法为断路,两表均无示数,故C错误;
D、R1断路且R2短路时,图示接法电压表串联在电路中有示数,电流表无示数;将R1和R2交换位置后电路断路,两表均无示数,故D错误。
故选:A。
(1)两电阻串联,利用短路或断路造成的电路现象分析解答;
(2)若将R1和R2交换位置,再次闭合电键后,两电表均有示数,说明R1断路。
分析电路故障问题时,注意电流表示数有无,电压表示数变化是解题关键。
7.【答案】B
【解析】解:
由题知,各用电器的额定功率相同,都在额定电压下工作相同的时间,由W=Pt可知,各用电器消耗的电能相同;
A、空调中有电动机,工作时将电能转化为内能和机械能;
B、电热水器是利用电流的热效应工作的,在额定电压下工作相同时间电能全部转化为内能;
C、洗衣机工作时将电能转化为机械能和内能;
D、吸尘器工作时通过电动机将电能转化为机械能和内能;
因此电热水器产生的热量最多,故B正确。
故选:B。
电流流过导体时会产生一些现象,分为电流的热效应、化学效应、磁效应;所以在不同的用电器上电流产生的效应不同,电能转化成的能的形式也不同。在额定电压和额定功率都相同的条件下,都正常工作,工作相同时间内消耗相同的电能,产生的热量是不同的。
本题考查了用电器工作时的能量转化,注意生活中常用电器的能量的转化。
8.【答案】B
【解析】解:由图可知灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;
(1)若电流表示数变小,即电路中的电流变小,根据欧姆定律可知灯泡两端的电压变小,根据串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压变大,故A错误;
(2)根据串联电路的电压特点可知:UL+UR=U,
当滑动变阻器滑片移动前后,若UL′=UL+△U,则UR′=UR−△U,
所以灯泡的电压变化量与变阻器的电压变化量相等,故B正确;
(3)当滑动变阻器滑片移动前后,根据P=UI=I2R可知灯泡的功率量△PL=I22RL−I12RL=(I1−I2)(I1+I2)RL
电压表示数变化量△U电流表示数变化量△I的乘积为△U△I=(U1−U2)(I1−I2)=(RLI1−I2RL)(I1−I2)=(I1−I2)(I1−I2)RL
所以△PL>△U△I,故C错误;
D、因为灯泡的电压变化量与变阻器的电压变化量相等,所以电压表示数变化量△U与电流表示数变化量△I之比是小灯泡的电阻,故D错误。
故选:B。
由图可知灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;
(1)若电流表示数变小,即电路中的电流变小,根据欧姆定律可知灯泡两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压变化;
(2)根据串联电路的电压特点可知:灯泡两端的电压与滑动变阻器两端的电压之和不变,则灯泡的电压变化量与变阻器的电压变化量之间的关系;
(3)根据P=UI=I2R表示出灯泡的功率变化量,算出△U△I,再比较大小;
(4)根据R=△U△I分析解答。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是会分析滑动变阻器滑片移动对电路的影响。
9.【答案】A
【解析】解:
由P=UI可得,两个灯泡正常发光时的电流分别为:,,
由I=UR可得,两灯泡的电阻分别为:,;
AB、若把它们并联在4V电路中,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由P=UI=U2R可知,乙灯泡的电阻较小,实际功率较大,乙灯比甲灯亮,故A错误;
因乙灯泡两端的电压和额定电压相等,所以乙灯正常发光,故B正确;
CD、若把它们串联在10V电路中,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以电路中的电流:,
由可知,两灯都可以正常发光,故C正确;
由P=UI=I2R可知,甲灯泡的电阻较大,其实际功率较大,则甲灯比乙灯亮,故D正确;
故选:A。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出两个灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻。
(1)若把它们并联在4V电路中,根据并联电路的电压特点和P=UI=U2R比较两灯泡的实际功率关系,实际功率大的灯泡较亮,比较乙灯泡两端的电压和额定电压关系判断乙灯是否能正常发光。
(2)若把它们串联在10V电路中,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,然后与甲、乙正常发光时电流相比较判断是否能正常发光,根据P=UI=I2R比较两灯泡的实际功率关系,进一步比较两灯泡的亮暗关系。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
10.【答案】B
【解析】解:A/由图甲知,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压.由图乙知,电流随电压的变化图象为正比例函数图象,且呈一条直线,所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比;但电压是产生电流的原因,所以不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故A错误;
B、当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电源的电压:U=3V,电路中的最大电流,
则R0的阻值:
,故B正确;
C、当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流,
电路中的总电阻:
,
所以滑动变阻器的最大阻值:
,故C错误;
D、电路中电流最大时,R0的功率最大,为:,故D错误。、
故选:B。
(1)由图象可知,R0两端的电压和电流关系是一个正比例函数图象,但要注意电压是电流产生的原因;
(2)当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,根据图象可知电源电压的大小和电路中的最大电流,根据得出R0的电阻值;
(3)当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图象读出电路中的最小电流,根据求出电路中的总电阻,利用电阻的串联特点求出滑动变阻器的最大阻值.
(4)电路中电流最大时,R0的功率最大,用计算即可。
本题考查电流与电压关系及电阻和电功率的计算问题,有一定难度。
11.【答案】D
【解析】解:(1)灯泡两端的电压为24V时,灯泡正常发光,由图乙可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A,
根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻:
RL=ULIL=24V0.4A=60Ω,故A正确;
(2)当滑片P向左移时,接入电路中电阻变小,电路的总电阻变小,由P=UI=U2R可知,电路总功率变大,故B正确;
(3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大,故C正确;
(4)由图乙可知,当灯泡两端的电压为12V,通过的电流为0.3A时,灯泡的实际功率为3.6W,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以滑动变阻器两端的电压,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以滑动变阻器R连入电路的阻值,故D错误。
故选:D。
(1)额定电压下灯泡正常发光,根据图乙读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯丝的电阻;
(2)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据P=UI=U2R判断电路总功率的变化;
(3)灯丝的电阻与温度有关;
(4)由图可知找出灯泡的实际功率为3.6W时灯泡两端的电压和电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器R连入电路的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,计算变阻器连入阻值的关键是根据图乙得出灯泡实际功率为3.6W时灯泡两端的电压和通过的电流。
12.【答案】B
【解析】解:由电路图可知,电阻R和滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流。
A、当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时,根据串联电路的特点可知,总电阻为:,
电路中的电流为:I′=UR′=6V20Ω=0.3A,则滑动变阻器的最大功率:,故A正确;
BC、当开关S闭合,滑动变阻器滑片P在右端时,电路的总电阻为:
,
电路中的电流为:,
电压表的示数为:U1=IR1=0.1A×10Ω=1V;
因电压表接入电路的量程为0∼3V,所以电压表的最大示数为3V,
此时电路中的电流最大为:,
所以滑动变阻器滑片P由最右端向左端移动过程中,在保证电压表和电流表安全的情况下,电流表的示数变化范围是0.1A∼0.3A,故C正确;
电压表的示数变化范围是1V∼3V,根据串联电路电压的规律可知:滑动变阻器的两端电压由6V−1V=5V减小到6V−3V=3V,故B错误;
D、根据电流表的示数变化范围,利用P=I2R可知电阻R消耗的功率最小为:
,
最大功率:,
所以电阻R消耗的功率的变化范围为0.1W∼0.9W,故D正确。
故选:B。
由电路图可知,电阻R和滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流;
(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中电流,根据P=I2R即可求出滑动变阻器的功率;
(2)根据滑动变阻器的移动可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律求出电路中电流的变化,再根据串联电路的分压特点和串联电路电压的规律求出电压表的示数变化和滑动变阻器两端的电压变化范围;
(3)根据电流表的示数变化范围,利用P=I2R可知电阻R消耗的变化范围。
本题考查串联电路中电压、电流以及功率、滑动变阻器接入电路电阻的计算,关键是滑动变阻器处于不同位置时电路图的辨别和电表量程的判断,并且会灵活运用欧姆定律,难度较大。
13.【答案】C
【解析】解:
①由图知,甲图中右侧是两个5Ω的电阻并联,然后与左侧5Ω的电阻串联,根据电路的特点可知,左右两部分的电流虽然相等,但右侧对空气加热的电阻丝上的电流只有左侧电流的一半;虽然左右两侧加热电阻的阻值相等,但流过加热电阻的电流不同,所以甲实验装置控制电阻和通电时间相同,探究电热与电流的关系,故①错误;
②乙图中两个阻值不同的电阻串联,分别对两容器的空气加热,根据串联电路的特点可知,通过的电流和通电时间是相等的,但电阻值不同,所以乙实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电流产生热的多少与电阻的关系,故②正确;
③甲图中闭合开关后,虽然左右两侧加热电阻的阻值相等,但流过加热电阻的电流不同,左侧电流大于右侧电流(即干路电流大于支路电流),根据Q=I2Rt可知,左侧电阻丝产生热量多,则左侧A管中液面上升比右侧B管中液面上升快,故③正确;
④乙图中两个阻值不同的电阻串联,通过的电流是相等的,右侧电阻的阻值较大,根据Q=I2Rt可知,右侧电阻产生的热量较多,则右侧空气的温度升高快,即左侧A管中液面上升比右侧B管中液面上升的慢,故④错误。
故选:C。
甲图中两个容器中的加热电阻的电阻值相等但电流不相等,乙图中两个容器内加热电阻的电阻值不相等,结合焦耳定律:Q=I2Rt分析即可。
该题探究电热与电阻、电流的关系,要求能正确分析电路,掌握串并联电路的特点。
14.【答案】A
【解析】解:
从题意中知道,手机中的线圈,能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用电磁感应原理工作的;
A、动圈式话筒是利用闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,故A符合题意;
B、扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用工作的,故B不符合题意;
C、电烙铁是利用电流的热效应工作的,故C不符合题意;
D、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,故D不符合题意。
故选:A。
本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况,知道无线充电器的原理是解题的关键。
15.【答案】B
【解析】解:根据图片可知,当温度达到90℃时,温度计里的水银柱与上面的金属丝接通,控制电路产生电流,此时电磁铁将衔铁吸下来接通红灯所在的电路,红灯亮、电铃响,完成报警。
A.温度达到90℃,控制电路接通,电磁铁产生磁性,衔铁被吸下来,此时红灯亮,故A错误;
B.自动报警器的触点类似一种开关,故B正确;
C.自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应,故C错误;
D.把水银温度计里面的水银是导体,而煤油是绝缘体,因此不能换成煤油温度计,故D错误。
故选:B。
(1)根据电磁继电器的工作原理分析哪个灯亮;
(2)电磁继电器的实质是一个利用电磁铁来工作的开关;
(3)电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,运用的是电流的磁效应;
(4)水银是导体,煤油是绝缘体。
此题主要考查了电磁继电器的工作原理。其实质相当于工作电路中的开关。解决此类题目的关键是了解电磁继电器的构造,并搞清各部分的作用,同时要搞清控制电路和工作电路。
16.【答案】D
【解析】
【分析】
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出两灯泡正常发光时的电流,再根据欧姆定律求出灯泡L2的电阻,根据“灯泡L1正常发光,灯泡L2发光较暗”判断两灯泡的连接方式,进一步判断三电表的类型,根据串并联电路的电流特点和额定电压下灯泡正常发光得出电源的电压,根据欧姆定律求出通过R2的电流,根据并联电路的电流特点求出电路总电流,再根据P=UI求出电路消耗的总功率。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断三电表的类型和电路的连接方式是关键。
【解答】
由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:
I1=P1U1=1.5W3V=0.5A,I2=P2U2=3W6V=0.5A,
由I=UR可得,灯泡L2的电阻:
R2=U2I2=6V0.5A=12Ω;
因灯泡L1正常发光,灯泡L2虽然发光但较暗,
所以,通过L1、L2的电流不相等,L1与L2应并联,
则a一定是电流表,b是相当于导线的电流表,c是相当于开路的电压表,故B错误;
此时电流表a测干路电流,电流表b测L2支路的电流,电压表c测电源的电压,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L1正常发光,
所以,电源的电压U=U1=3V,即电压表c的示数为3V,故C错误;
此时通过R2的电流:
I2′=UR2=3V12Ω=0.25A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表a的示数:
I=I1+I2′=0.5A+0.25A=0.75A,故A错误;
电路消耗的总功率:
P=UI=3V×0.75A=2.25W,故D正确。
故选:D。
17.【答案】BCD
【解析】解:A、用导线连接1、3再用导线连接2、4,两电阻并联,总电阻最小,根据P=U2R知发热功率最大,故A错误;
B、若将接线柱2、3用导线连接起来时,两电阻串联,总电阻最大,根据P=U2R知发热功率最小,故B正确;
C、将接线柱3、4连接后,形成电源短路,烧坏电源,是绝对不允许的,故C正确;
D、若将接线柱2、3用导线连接起来,再用导线连接1、4,将电阻R1电路了,则有R2接入电路,故D正确。
故选:BCD。
结合选项的连接方式分析电路图,即可判断电路连接是否正确。
本题考查电路基本连接方式的判断,关键是分析电路的连接,这是本题的难点,也是重点。
18.【答案】ACD
【解析】解:
A、在插上洗衣机(开关未闭合)的插头前,电灯和电热器都在正常工作,在插上洗衣机(开关未闭合)的插头,所有用电器都停止工作,说明电路中干路上有断路,测电笔测试插座的两孔,氖管都发光,说明两孔与火线是连通的,故只可能是零线断了,故A合理;
B、断开S1、S2,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,只有右孔与火线相连,氖管发光,左孔与火线不相连,氖管不会发光,故B不合理;
C、只断开S1,开关S2的上下接线柱都与火线相连,测电笔的氖管发光,故C合理;
D、只断开S2,开关S1的上下接线柱都与火线相连,测电笔的氖管发光,故D合理。
故选:ACD。
(1)保险丝熔断是因为电流过大,电流过大的原因是短路或用电器的总功率过大;
(2)在插上洗衣机(开关未闭合)的插头前,电灯和电热器都在正常工作,在插上洗衣机(开关未闭合)的插头,所有用电器都停止工作,说明电路中干路上有断路,测电笔测试插座的两孔,氖管都发光,说明两孔与火线是连通的,故只可能是零线断了。
本题考查了用测电笔检测电路的故障。在正常情况下,测电笔测火线应亮,测零线应不亮。
19.【答案】ABC
【解析】解:由电路图可知,R1与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知,当R=10Ω时,P=0.9W,当R′=20Ω时,P′=0.8W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流分别为:
I1=PR0.9W10Ω=0.3A,I2=P′R′=0.8W20Ω=0.2A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,
所以,由I=UR可得,电源的电压:
U=I1(R+R1)=I2(R′+R1),即0.3A×(R1+10Ω)=0.2A×(R1+20Ω),
解得:R1=10Ω,
电源的电压U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故A错误;
B、当R′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,
则电压表的最大示数U′=I2R′=0.2A×20Ω=4V,故B错误;
C、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,
则,
当R′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,
则,
所以,整个电路功率变化了:,故C错误;
D、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,
则,
当R′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,
所以,电流表的示数变化了:,故D正确。
故选:ABC。
由电路图可知,R1与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据图乙读出两组变阻器的阻值和对应的电功率,根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R求出电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律结合电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值,进一步求出电源的电压;
(2)当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据欧姆定律求出电压表的最大示数;
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,根据P=UI=U2R求出其大小;当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,根据P=UI求出其大小,然后求出整个电路功率变化量;
(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,根据欧姆定律求出其大小;当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,据此求出电流表的示数变化量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用,从图象中获取有用的信息和利用好电源的电压不变是关键。
20.【答案】6.72×105 0.048
【解析】解:(1)在一标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,
水吸收的热量:
;
(2)由得天然气完全燃烧放出的热量:
,
由可得燃烧天然气的体积:
。
故答案为:6.72×105;0.048。
(1)在一标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,知道水的质量、比热容、初温,利用求水吸收的热量;
(2)利用求出天然气完全燃烧放出的热量,再利用求用掉天然气的体积。
本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,要求认真审题、从中获取已知量。
21.【答案】61.52
【解析】解:
(1)灯泡接在 AB 之间,电路为并联电路,此时小灯泡正常发光,小灯泡两端的电压为6V,则电源电压为6V;
(2)电流表接在CD之间,测量干路电流,根据欧姆定律可知,通过其中R0的电流为:I0=UR0=6V6Ω=1A;
小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为:IL=PU=3W6V=0.5A,
则干路电流为:I=I0+IL=1A+0.5A=1.5A;
(3)改换电路后小灯泡和电阻R串联,电压表测量R两端的电压;
根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻 RL=UIL=6V0.5A=12Ω,
在串联电路中,电压之比等于电阻之比,即:UR:UL=R0:RL=6Ω:12Ω=1:2,且 UR+UL=6V,由此可得UR=2V。
故答案为:6;1.5;2。
并联电路中各支路两端的电压等于电源电压;在串联电路中,各用电器两端的电压之和等于电源电压。
本题考查了电路的辨别、欧姆定律和电功率公式的应用、串并联电路的特点,都是基础知识,要熟记。
22.【答案】61.54.5
【解析】解:(1)根据P=U2R得,小灯泡正常发光时的电阻:
;
(2)由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,当电压表示数为3V时,
则电路中电流I=ULRL=3V6Ω=0.5A,
所以,小灯泡消耗的电功率为:PL=ULI=3V×0.5A=1.5W;
电路消耗的总功率:P=UI=9V×0.5A=4.5W。
故答案为:6;1.5;4.5。
(1)已知小灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2R计算可得小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当电压表示数为3V时,根据欧姆定律求出电路中的电流,则根据P=UI即可求出小灯泡消耗的电功率和电路消耗的总功率。
本题考查了欧姆定律的应用和电功率的计算,利用公式即可解答,难度不大,属于常考题。
23.【答案】0.41921920
【解析】解:
由图知,R与M串联,电压表测M两端电压,电流表测电路中电流,
由串联电路的电压特点可得,R两端电压:
UR=U−UM=10V−8V=2V,
由串联电路电流特点和欧姆定律可得,电路中电流:
I=IM=IR=URR=2V5Ω=0.4A,
通电1min电流通过电动机内部线圈产生的热量:
Q=I2RMt=(0.4A)2×2Ω×10×60s=192J;
电流通过电动机做功:
WM=UMIt=8V×0.4A×10×60s=1920J。
故答案为:0.4;192;1920。
根据串联电路特点和I=UR可求出电路中电流,根据Q=I2Rt求出10min电流通过电动机内部线圈产生的热量,根据W=UIt求出电流通过电动机做的功。
本题考查串联电路特点和欧姆定律以及电功、电热的计算,注意电动机是非纯电阻电路,计算产生热量时只能用焦耳定律进行计算。
24.【答案】1124.02.64×106
【解析】解:
(1)只接1000W的空调和200W的电视各一台,半小时消耗的电能分别为:
W1=P1t=1kW×0.5h=0.5kW⋅h,
W2=P2t=0.2kW×0.5h=0.1kW⋅h,
则半小时消耗的总电能:W=W1+W2=0.5kW⋅h+0.1kW⋅h=0.6kW⋅h,
由图知原来电能表的示数为1123.4kW⋅h,
半小时后电能表的示数将变为1123.4kW⋅h+0.6kW⋅h=1124.0kW⋅h;
(2)她家电能表允许接入用电器的最大总功率:
;
她家电能表允许用电器在10min内最多消耗的电能:
。
故答案为:1124.0;2.64×106。
(1)先利用W=Pt求用电器消耗的总电能,再加上原来电能表的示数即为此时电能表的示数;
(2)由P=UI可求得允许接入电路连续工作的用电器的最大总功率;然后利用W=Pt可求得她家电能表允许用电器在10min内最多消耗的电能。
本题考查了电能和电功率的计算,关键是电能表相关参数含义的了理解与掌握。
25.【答案】并联 大地 短路或用电器的总功率过大
【解析】解:
(1)家庭电路中电灯、电视、电风扇在工作时互不影响,所以它们是并联连接的;
(2)带有金属外壳的电水壶用三脚插头,是为了使用时让金属外壳与大地相连,避免其金属外壳漏电时发生触电事故;
(3)短路、用电器的总电功率过大,都会造成家庭电路中电流过大、空气开关跳闸。
故答案为:并联;大地;短路或用电器的总功率过大。
(1)串联电路各用电器器之间互相影响,并联电路中各用电器既可以独立工作,又互不影响。
(2)家庭电路中为了安全用电,金属外壳都要接地,当金属外壳漏电时,地线把人体短路,避免触电事故的发生。
(3)家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是用电器的总功率过大。
本题考查了家用电器的连接、使用三脚插头的原因、家庭电路电流过大的原因,属于基础题目。
26.【答案】电流的磁效应;N。
【解析】
【分析】
奥斯特发现了电流的磁效应,即通电导线周围都存在磁场;根据电流方向和电磁铁的绕线情况,根据安培定则判断出电磁铁的极性。
本题考查的电流的磁效应、安培定则的应用,属于基础知识,要求同学熟练掌握。
【解答】
电磁铁的工作原理是电流的磁效应;
由图看出,电流从电磁铁上端流入,依据安培定则,四指顺着电流方向,大拇指指向上端,所以上端为N极。
故答案为:电流的磁效应;N。
27.【答案】12 2:1 1:3
【解析】解:(1)由P=U2R可得,灯丝的电阻:
;
(2)当只闭合开关S、S1时,等效电路图如图1所示;只闭合开关S、S2时,等效电路图如图2所示:
因P=I2R,且PL:PL′=4:1,
即:PLPL′=I12RLI22RL=(I1I2)2=41,
解得:I1I2=21,
由I=UR可得,R1和R2电阻之比:
R1R2=U1I1U2I2=U1U2×I2I1=23×12=13。
故答案为:12;2:1;1:3。
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2R求出灯丝的电阻;
(2)画出只闭合开关S、S1时和只闭合开关S、S2时的等效电路图,根据P=I2R表示出两图中灯泡的电功率即可求出电流之比,根据欧姆定律表示出两图中电压表的示数即可求出R1和R2电阻之比。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是利用好电源的电压不变和灯泡功率之间的关系。
28.【答案】解:
若指示灯损坏,不影响插孔和USB接口的使用,所以灯泡与插孔、USB接口是并联的;
闭合开关,指示灯发光,插孔和USB接口可以提供电压,所以开关在它们的干路部分,且火线先连开关。由此连接电路,如图所示:
【解析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响,串联电路的用电器互相影响。
根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一;家庭电路中,开关控制用电器,开关一定接在用电器和火线之间,既能控制用电器,又能保证使用安全。
29.【答案】解:根据开关闭合,发现小车向左运动,由异名磁极相互吸引可确定螺线管的右端为N极,左端是S极;磁感线是从N极到S极的;
磁感线是从N极出来回到S极的,小磁针N极的指向为磁感线的方向,故小磁针的右端为S极;
由安培定则可知,螺线管右端为N极,左端为S极,故可知电流从左端流入,右端流出,故电源的左端是正极,如图:
【解析】先根据小车向左运动判断出磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)判断螺线管的NS极,据安培定则分析即可解决。
此题的入手点是利用安培定则和小车的运动方向,这是一道综合题,很巧妙的将安培定则和磁极间的相互作用联系起来,是一道好题。
30.【答案】小灯泡开路 1.05增大 5.5滑片不动,再将开关S1拨至S2,读出电压表示数为U0 偏小
【解析】解:(1)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数为零,电路可能断路,电压表示数接近电源电压且几乎不变,电压表与电源连通,若电路中只有一处故障,可判断该故障是小灯泡开路;
(2)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.42A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.42A=1.05W;
(3)分析表中数据可知,通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI,灯的功率也增大,故得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大;
(4)实验步骤:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为8V−2.5V=5.5V;
②滑片不动,再将开关 S1 拨至2,读出电压表示数为 U0;
③在①中,由串联电路电压的规律,灯的电压为:
,灯正常发光;
在②中,电压表测定值电阻的电压,电路连接关系没有变,各电阻大小和电压大小不变,由欧姆定律,灯的额定电流为:,
小灯泡的额定功率:,
将开关S1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,
根据可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
故答案为:(1)小灯泡开路;(2)1.05; (3)增大; (4)①5.5; ②滑片不动,再将开关 S1 拨至S2,读出电压表示数为 U0;③; 偏小。
(1)若电流表示数为0,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,则与电压表并联的支路断路了;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)分析表中数据可知,通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI分析;
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;
滑片不动,再将开关S1拨至“2”,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据求出小灯泡的额定功率。
将开关S1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压和定值电阻R0两端的电压变化,最后根据可判断测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小还是偏大。
本题是“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验,考查了实物电路的连接、电流表的读数、电功率的计算以及数据分析和设计方案测电功率的能力与误差分析,最后一问难度较大。
31.【答案】通过两电阻丝的电流相等 温度计的示数变化 大于 大于 不是 使两瓶中的电阻丝电阻相等
【解析】解:(1)由图甲知,电流表、两电阻丝和滑动变阻器串联在电路中,由此连接实物图如图所示:
(2)电路中电阻丝串联在电路中,这是为了控制通过两电阻丝的电流相等;根据转换法知,电阻丝放出热量的多少,是通过温度计的示数变化来进行判断的;
(3)图甲中,闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2,因为通过两电阻丝的电流和通电时间相同,R1>R2,由Q=I2Rt知,电阻丝R1产生热量多,所以△t1大于△t2;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,电阻丝产生的热量是原来的4倍;
所以用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量△t1′(或△t2′)大于2△t1(或2△t2)(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系;
(5)如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时,除了换用不同种类的等质量液体以外还要使两瓶中的电阻丝电阻相等,通过比较相等时间液体升高的温度来比较。
故答案为:(1)见上图;(2)通过两电阻丝的电流相等;温度计的示数变化;(3)大于;(4)大于;不是;(5)使两瓶中的电阻丝电阻相等。
(1)分析图甲电路再连接实物;
(2)串联电路各处的电流相等;瓶中液体吸收电阻丝产生热量,液体吸热越多,温度升的越高,由此分析;
(3)(4)由电路图,结合焦耳定律分析解答;
(5)物质吸热多少与物质种类、质量和升高温度有关,由此根据控制变量法分析解答。
本题探究电流产生的热量与电流和电阻关系的实验,运用好转换法和控制变量法、熟练应用串联电路的规律和焦耳定律是关键。
32.【答案】电源 灵敏电流计 不是 换向器 垂直磁感线
【解析】解:
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图甲可知缺少一个电源,因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在“a”、“b”之间接入电源;
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象,将机械能转化为电能,不需要电源;为了实验现象明显,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,而不选用灯泡,故选用灵敏电流表;
(2)①在乙图中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上,这两个力不是一对平衡力,这是因为这两个力不作用在一条直线上;
②图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了换向器。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
故答案为:(1)电源;灵敏电流计;
(2)①不是;②换向器;垂直磁感线。
(1)电动机和发电机的工作原理图非常相似,电动机的原理图中有电源,是利用磁场对电流的作用工作的;发电机的原理图中没有电源,是利用电磁感应原理工作的,这是两个原理图最重要的区别;
(2)①二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线,据此判断;
②换向器可以改变线圈中电流的方向,使得线圈连续转动下去。
此题属于电磁学中比较复杂的题目,考查内容较多,主要考查了电动机的原理图、平衡力的判断以及电磁感应现象的装置图等知识,考查较全面,应重点掌握。
33.【答案】S1、S2
【解析】解:
(1)由P=UI可得,低温档工作时电路中的电流:
;
(2)当只闭合S1时,R1、R2串联,处于低温档,由P=U2R可得:
,
发热电阻R1的阻值:
;
(3)当S1、S2都闭合时,电路中只有电阻R1接入电路中,根据P=U2R可知,此时电路中电阻较小,功率较大,为高温档;
高温档的电功率:
;
(4)“3000r/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000转,
电能表转盘转25转消耗的电能:
W=253000kW⋅h=253000×3.6×106J=3×104J,
电烤箱的实际功率:
P=Wt=3×104J30s=1000W,
由P=U2R得实际电压:
。
故答案为:
(1)低温档工作时,电路中的电流是2A;
(2)发热电阻R1的阻值是40Ω;
(3)S1、S2;高温档的电功率是1210W;
(4)用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
(1)知道电烤箱的低温档功率、工作电压,利用P=UI求低温档工作时电路中的电流;
(2)当只闭合S1时,R1、R2串联,处于低温档,由P=U2R可求R1、R2串联后的总电阻,根据串联电路的特点求发热电阻R1的阻值;
(3)当S1、S2都闭合时,电路中只有电阻R1接入电路中,根据P=U2R可知,此时电路中电阻较小,功率较大,为高温档;利用P=U2R求高温档的电功率;
(4)“3000r/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000次,据此可求电能表转盘转25转消耗的电能,再利用P=Wt求电烤箱的实际功率,再利用P=U2R求实际电压。
本题为电学综合题,考查了电功率公式P=Wt、P=U2R及其变形公式的应用,分析电路图得出高低温档的电路组成、明确电能表相关参数的意义是关键。
34.【答案】解:(1)小灯泡正常发光时的电阻为:;
(2)只闭合开关S1,灯泡和滑动变阻器串联,
灯泡正常发光时,通过的电流:
,大于2A,
则滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,流过电流表的电流最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,流过电流表的最小电流:
,
整个电路的最小功率为:;
(3)将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,R、R0串联,滑片P移到最左端A时,R0两端的电压等于电源的电压UA=U′=15V,
由图乙可知,横坐标每一小格代表的电压为15V6=2.5V,
则P在中点O时R0的电压UO=4×2.5V=10V,
此时电流表指针指到满偏刻度的23位置,
若电流表选“0∼3A”的量程,则电流表示数为2A,
若电流表选“0∼0.6A”的量程,则电流表示数为0.4A,
又因滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”和“25Ω2A”,
所以,当电流表的示数为I1=2A时,可得出滑动变阻器的最大阻值R=2×U′−UOI1=2×15V−10V2A=5Ω,与题意不符,
当电流表的示数为I2=0.4A时,可得出滑动变阻器的最大阻值R=2×U′−UOI1=2×15V−10V0.4A=25Ω,符合题意,
所以,所用滑动变阻器的规格为“25Ω2A”,电流表的量程为“0∼0.6A”。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为5Ω;
(2)流过电流表的最小电流为1.2A,整个电路的最小功率为21.6W。
(3)所用滑动变阻器的规格为“25Ω2A”,电流表的量程为“0∼0.6A”。
【解析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据求出小灯泡的电阻;
(2)只闭合开关S1且灯泡L正常发光时,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出灯泡正常发光时通过的电流,然后确定滑动变阻器R的规格,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,流过电流表的示数最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出流过电流表的最小电流,用得出最小功率。
(3)将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,两表示数的I−U关系如图乙所示,滑片在A端时,UA的数值等于电源电压值,故可知图乙中一格表示的电压值,进而得出UO的数值;将滑片P置于中点O处,电流表指针指到满偏刻度的23位置,则电流表示数可能为为2A或0.4A,分别用R=UI得出两种可能情况下的滑动变阻器的阻值,再与已知的滑动变阻器阻值比较即可得出结论。
本题考查电路图的分析、电阻电流和电功率的计算以及欧姆定律的应用等知识,有一定难度。
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