2021-2022学年广西柳州市柳南区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
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这是一份2021-2022学年广西柳州市柳南区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析),共23页。试卷主要包含了6×105J,5kW⋅h,6%,2×103J/],【答案】C,【答案】A,【答案】D等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年广西柳州市柳南区九年级(上)期末物理试卷
1. 下列事例中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A. 扫地时,看到空气中尘埃到处飞扬 B. 水井坊博物馆酒香四溢
C. 通过飞沫传播新型冠状病毒 D. 将泥沙投入水中搅动,水变浑浊了
2. 如图所示是2022年北京冬奥会火炬,它的外壳具有“轻、固、美”的特点,而且在1000℃的温度不会起泡、开裂。以下与该材料特性无关的是( )
A. 密度小
B. 硬度大
C. 耐高温
D. 导电性好
3. 冬天,同学们喜欢在身上贴“暖宝宝”取暖,关于用“暧宝宝”发热保暖,其改变内能的方式主要是( )
A. 做功 B. 热传递 C. 做功和热传递 D. 无法判断
4. 下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A. 电热孵化器孵小鸡 B. 电热水壶烧水 C. 电熨斗熨衣服 D. 电脑防热风扇
5. 如图所示是某市轨道交通车站的示意图,站台略微高于路面,出站的轨道有一个小坡度,当车出站下坡时,下列说法正确的是( )
A. 势能变大 B. 动能不变
C. 重力势能转化为动能 D. 机械能变大
6. 如图所示中关于静电现象,说法正确的是( )
A. 如图所示验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理
B. 如图所示丝绸摩擦玻璃棒,使玻璃棒和丝绸都带上正电
C. 如图所示头发竖起是因为同种电荷相互吸引
D. 如图所示细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
7. 建筑工地上,起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶,如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时,其原因是( )
A. 起重机的功率大,做功多 B. 起重机的机械效率高,做功慢
C. 起重机的功率大,做功快 D. 起重机的机械效率高,做功多
8. 2021年8月20日,航天员聂海胜、刘伯明在机械臂(左图)的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂(杠杆),但它有7个关节,长度可达10多米,具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是( )
A. 羊角锤
B. 起子
C. 食品夹
D. 扳手
9. 图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A. 电能表是计量电功率的仪器
B. 该家庭在这段时间内总共用电 2000kW⋅h
C. 1kW⋅h相当于3.6×105J
D. 该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW⋅h
10. 如图所示为某汽油机的四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A. 丁冲程是做功冲程
B. 只有甲冲程获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的
C. 乙冲程只吸入空气
D. 丙冲程中排出的废气没有任何利用的价值
11. 如图所示的电路,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A. 电压表测量灯L1两端的电压
B. 电压表测量灯L2两端的电压
C. 电压表测量灯L1和L2两端的总电压
D. 如果灯L2比L1亮,说明通过灯L2的电流比L1的大
12. 如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A. 将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B. 将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
C. 将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D. 将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
13. 2021年12月9日神舟十三号乘组航天员在中国空间站进行了太空授课,并进行了“水球光学实验”,如图所示,我们透过水球可以观察到航天员的像,有关该现象的分析,下列说法正确的是( )
A. 该水球相当于凸透镜
B. 形成该现象是利用了光的反射原理
C. 该成像原理和照相机的成像原理相同
D. 若此时航天员的头离水球球心的距离是30cm,则该水球的焦距可能是10cm
14. 如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“10Ω1A”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡L的电流为0.5A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A. 向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B. 向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度不变
C. 滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
D. R1接入电路的阻值变化范围是3Ω∼10Ω
15. 今年暑假柳州宏光MINIEV马卡龙雪糕解暑上线,雪糕(冰)熔化时吸收热量,温度______,内能______。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
16. 如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,这是因为导体的电阻与______ 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17. 中国给世界带来了新四大发明,位居第一的就是高铁。高铁的行驶速度约为200km/h,从南宁到柳州的路程约为300km,暑假期间,小明和父母一起坐高铁去南宁,需要______ h到达,在行驶过程中,他看到道路两旁的树木向身后飞奔而去,他选择的参照物可能是______(选填“高铁”或“铁轨”)。
18. 如图所示,甲、乙是两个完全相同的容器,分别装满两种不同的液体A、B,放置在水平桌面上。若容器甲底部受到的液体压强大于容器乙底部受到的液体压强,则液体密度ρA______ρB;容器对桌面的压力FA______FB。(均选填“>”“2f,则f小于15cm,所以该水球的焦距可能是10cm,故D正确。
故选:ACD。
凸透镜是利用光的折射原理,照相机、摄像机都是利用u>2f,成倒立、缩小的实像的原理制成的,此时的物与像在透镜的两侧。
本题考查凸透镜成像的规律以及像的特点,属于基础题。
14.【答案】BD
【解析】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联。
AB、并联电路各支路独立工作、互不影响,向左移动滑动变阻器的滑片P时,灯泡两端的电压不变,通过的电流IL=0.5A不变,功率不变,亮度不变,故A错误,B正确;
C、当滑片P在最右端时,R1=10Ω,则通过R1的电流:I1min=UR1=3V10Ω=0.3A,
此时通过干路中的电流:Imin=I1min+IL=0.3A+0.5A=0.8A,故C错误;
D、由滑动变阻器的铭牌可知,通过R1的最大电流I1max=1A,
根据欧姆定律可知R1接入电路的最小阻值R1=UImax=3V1A=3Ω,故R1接入电路的阻值变化范围是3Ω∼10Ω,故D正确。
故选:BD。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联。
(1)由并联电路各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时灯泡亮暗的变化。
(2)当滑片P在最右端时,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过滑动变阻器的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流;由滑动变阻器的铭牌可知通过的最大电流为1A,根据欧姆定律可知R1接入电路的最小阻值,进而得出R1接入电路的阻值变化范围。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据滑动变阻器的铭牌确定通过滑动变阻器的最大电流。
15.【答案】不变 变大
【解析】解:雪糕(冰)属于晶体,晶体熔化时吸收热量、内能变大,但温度保持不变。
故答案为:不变;变大。
物质从固态变为液态的过程叫熔化,晶体熔化时吸收热量,内能增加,但温度保持不变。
此题考查了晶体熔化特点及内能的影响因素,是基础知识的应用,难度不大。
16.【答案】温度 变大
【解析】解:
如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,由于金属导线温度升高,电阻变大,所以可以观察到电流表的示数变小,小灯的亮度逐渐变暗,这是因为导体的电阻与温度有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻变大。
故答案为:温度;变大。
电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此在分析电阻的大小时应使用控制变量法,逐个因素对进行比较。
本题考查电阻与温度关系的认识和理解,根据电流表示数变化判断电路中电阻的变化是关键。
17.【答案】1.5高铁
【解析】解:(1)由v=st得,所需时间:
t=sv=300km200km/h=1.5h;
(2)行驶过程中以高铁列车为参照物,树旁的树木与列车之间的位置不断变化,所以树木是运动的。
故答案为:1.5;高铁。
(1)已知速度和路程,利用速度公式v=st计算时间;
(2)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
本题考查了速度公式的应用、运动和静止的相对性等问题,判断物体运动和静止时,关键是看选择的参照物,参照物不同,物体的运动状态可能不同。
18.【答案】>>
【解析】解:已知容器甲底部受到的液体压强大于容器乙底部受到的液体压强,即p甲>p乙,容器倒置后,液面深度不变,由p=ρgh可得ρA>ρB;
因为在水平面上,F=G;
由图可知,甲容器内液体的体积等于乙容器内液体的体积,又两容器内液体的密度关系为ρA>ρB;
由ρ=mV可知,液体质量mA>mB;
又因为甲、乙是两个完全相同的容器,则空杯容器质量m甲=m乙;
由F=G=m总g=(m液+m容)g可知,甲容器对桌面的压力:FA=(mA+m甲)g,乙容器对桌面的压力:FB=(mB+m乙)g,故FA>FB。
故答案为:>;>。
(1)已知容器甲底部受到的液体压强大于容器乙底部受到的液体压强,即p甲>p乙,由液体压强公式p=ρgh可得液体密度比较关系;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,由F=G=m总g=(m液+m容)g可得容器对桌面的压力比较关系。
本题考查了液体压强和固体压力公式的综合应用,根据题意得出两液体的密度关系是关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
19.【答案】102.5
【解析】解:由图甲可知,闭合开关,R1、R2串联,当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,其接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图象可知,R2的电阻最大为40Ω时,R2的功率为Pb=1.6W;
由P=I2R可得电路中的最小电流:
I最小=PbR2最大=1.6W40Ω=0.2A,
电源电压为:
U=I最小(R2最大+R1)=0.2A×(40Ω+10Ω)=10V;
当R2=10Ω时,根据欧姆定律可知电路电流I=UR串=10V10Ω+10Ω=0.5A,
R2消耗的电功率P2=I2R2=(0.5A)2×10Ω=2.5W。
故答案为:10;2.5。
当滑动变阻器的滑片P从一端移至另一端过程中,由图可知滑动变阻器R2阻值最大时的功率,根据P=I2R可求出最小电流值,根据U=I最小(R2最大+R1)求出电源电压;
当R2=10Ω时,根据欧姆定律可知电路电流,根据P=I2R可求出R2消耗的电功率。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
20.【答案】解:小球漂浮在水面上,受到的重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
【解析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。
画力的示意图关键是找出确定力的作用点和方向,要牢记重力的方向始终是竖直向下的、浮力的方向是竖直向上。
21.【答案】解:
根据电路图可知,左边圆圈与电源串联,应为电流表;则右边圆圈内为电压表,两灯串联,如图所示:
【解析】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。
22.【答案】匀速 88.9%2.2NC低 C
【解析】解:(1)实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体受力平衡;
(2)由表中数据可得,第2次实验中h=10cm=0.1m,s=30cm=0.3m,
滑轮组的机械效率为:
η=W有用W总=GhFs×100%=4N×0.1m1.5N×0.3m×100%≈88.9%;
由图知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N;
(3)由表格数据可知,“用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高”,所以,使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm(此时物重比第3次实验的物重还大),则此时滑轮组的机械效率可能为92.4%,不可能为100%,故选C;
(4)根据图丁可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率,是为了进行多次测量,获得多组数据,总结实验规律,使实验结论具有普遍性;选C。
故答案为:(1)匀速;(2)88.9%;2.2N;(3)C;(4)低;C。
(1)实验时应竖直向上匀速拉动测力计,使物体受力平衡;
(2)由表中数据,根据η=W有用W总=GhFs×100%求出第2次实验中滑轮组的机械效率;根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数;
(3)由表格数据得出同一滑轮组的机械效率与物重的关系,再根据实验结论推测此时的机械效率;
(4)①根据图像机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论;
②初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验,有的是为了多次测量求平均值来减小误差;有的是多次测量寻找普遍规律。
本题考查了测量滑轮组的机械效率的实验,涉及到滑轮组机械效率的计算,从表格中得出滑轮组机械效率与物重之间的关系是关系。
23.【答案】B A 质量 不可靠 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失 2.3×106
【解析】解:(1)为了利用加热装置的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定下面B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;
(2)为了保证实验的可靠性,需要控制燃料的质量和水的初温、水的质量相同;
(3)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠;
(4)因为Q放=Q吸,
所以煤油:c水mΔt水=m煤油q煤油,即c水m(35℃−25℃)=m煤油×2.4×106J/kg,
菜籽油:c水mΔt水=m菜籽油q菜籽油,即c水m(30℃−25℃)=m菜籽油×q菜籽油,
联立以上两式可得:q菜籽油=2.3×106J/kg;
故答案为:(1)B;A;(2)质量;(3)不可靠;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失;(4)2.3×106。
(1)安装实验器材时需要先固定B的位置,能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热;然后再调整A的位置,使温度计的玻璃泡完全接触水,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;
(2)探究两种燃料的热值时,需要控制水的质量和水的初温相同;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小;
(4)燃料放出的热量被液体吸收,即Q吸=Q放,根据Q吸=cmΔt、Q放=mq列出等式即可求出菜籽油的热值。
此类实验问题,要结合控制变量法进行分析研究,通过观察温度的变化判断燃料热值的大小;同时还要学会器材的组装,实验误差的分析等。
24.【答案】B 右 0.95偏大 越大 不能 bI2R0I1−I2
【解析】解:(1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,改正后如下所示:
;
(2)电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能出现了断路故障,电压表有示数,说明电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源之间是接通的,所以故障为灯泡断路,故B正确;
(3)电压表的示数为2.2V低于小灯泡的额定电压,所以应该增大小灯泡两端的电压,灯泡才能正常发光,根据串联分压的规律可知则应减小滑动变阻器连入电路的电阻从而减小滑动变阻器两端的电压,所以应将滑片向右移动;
由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A,
小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.38A=0.95W;
灯的电阻随温度的升高而变大,用已经测量的其中一组数据,计算出1V电压下小灯泡的电阻R,小于灯在额定电压下的电阻,再根据P=U2R计算小灯泡在2.5V下的额定功率,则按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大;
(4)由实验得出结论:①小灯泡的实际电压越高,实际电流越大,消耗的实际电功率越大,灯泡越亮;
②小灯泡在不同电压下的功率不同,实际功率不是定值,不能多次测量取平均值减小误差;
(5)实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2;
③在①中,两电阻并联,电流表测干路的电流;
在②中,待测电阻短路,为变阻器最大电阻的简单电路,电流表测电路的电流;
由I=UR得电源电压为:U=I2R0;
根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律可知通过待测电阻的电流:
Ix=I1−I2,
由I=UI得待测电阻的表达式:
Rx=UIx=I2R0I1−I2。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)右;0.95;偏大;(4)越大;不能;(5)②b;③I2R0I1−I2。
(1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压;
(2)电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能出现断路,根据电压表示数判定电路故障的原因;
(3)根据串联分压规律进行分析;
首先确定电流表的分度值,然后读出电流表的示数,根据P=UI可求出灯的额定功率;
根据灯的电阻随温度的升高而变大结合P=U2R分析;
(4)根据表格数据得出结论;
小灯泡在不同电压下的功率不同,实际功率不是定值,不能多次测量取平均值减小误差;
(5)实验步骤:
分析①中电路的连接及电流表测量的电流;
通过开关的转换,使待测电阻短路,电路为变阻器最大电阻的简单电路,由欧姆定律I=UR得出电源电压,根据并联电路的特点及并联电路电流的规律得出通过待测电阻的电流,由欧姆定律得出待测电阻的表达式。
本题探究小灯泡亮度与实际功率的关系,考查电路连接、故障分析、电阻、功率的计算、数据分析、影响电阻大小的因素和特殊的方法测量电功率。
25.【答案】解:(1)完全燃烧这些煤气放出的热量Q放=qV=1.2×107J/m3×0.7m3=8.4×106J;
(2)若这些热量的50%被的水吸收,水吸收的热量Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×106J;
根据Q吸=cmΔt可知水吸收的这些热量能使质量为20kg水升高的温度:Δt=Q吸c水m=4.2×106J4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg=50℃。
答:(1)完全燃烧这些煤气放出的热量为8.4×106J;
(2)水吸收的这些热量能使质量为20kg水升高的温度为50℃。
【解析】(1)根据Q放=qV得出完全燃烧这些煤气放出的热量;
(2)若这些热量的50%被的水吸收,根据Q吸=ηQ放得出水吸收的热量;根据Q吸=cmΔt的变形式Δt=Q吸c水m得出水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度。
本题考查热值、热量和效率的有关计算,难度不大。
26.【答案】解:
(1)物体A的重力:GA=mAg=17kg×10N/kg=170N,
将物体A直接放在地面上,地面受到的压力等于其重力,即F压=GA=170N,
A对地面的压强:p=F压S=170N0.1m2=1700Pa;
(2)根据图乙可知,拉动绳子的速度为0.2m/s,电动摇柄对绳子的拉力为45N,
已知电动摇柄拉动绳子的功率保持不变,则电动摇柄对绳子的拉力做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=45N×0.2m/s=9W;
(3)由图甲可知,绳子的有效股数为4,
不计绳重及摩擦,由F=14(GA+G动)可得,动滑轮和横梁衣架的总重:G动=4F−GA=4×45N−170N=10N,
若用该装置提升另一物体B时,电动摇柄拉动绳子的速度为0.5m/s,
由P=Fv可知,电动摇柄对绳子的拉力:FB=Pv′=9W0.5m/s=18N,
不计绳重及摩擦,物体B的重力:GB=4FB−G动=4×18N−10N=62N,
则滑轮组的机械效率:η=W有W总=GBhFBs=GBhFB×4h=GB4FB=62N4×18N×100%≈86%。
答:(1)A对地面的压强为1700Pa;
(2)电动摇柄对绳子的拉力做功的功率为9W;
(3)若用该装置提升另一物体B时,电动摇柄拉动绳子的速度为0.5m/s,则滑轮组的机械效率为86%。
【解析】(1)根据G=mg求出物体A的重力,将物体A直接放在地面上,地面受到的压力等于其重力,根据p=FS求出A对地面的压强;
(2)根据图乙读出速度为0.2m/s时电动摇柄对绳子的拉力,再根据P=Wt=Fst=Fv求出电动摇柄对绳子的拉力做功的功率;
(3)根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,不计绳重及摩擦,根据F=1n(GA+G动)求出动滑轮和横梁衣架的总重;若用该装置提升另一物体B时,电动摇柄拉动绳子的速度为0.5m/s,根据P=Fv求出电动摇柄对绳子的拉力,利用F=1n(GB+G动)求出物体B的重力,根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求出此时滑轮组的机械效率。
本题考查了滑轮组拉力公式和功率公式、滑轮组机械效率公式的综合应用,利用好卷扬机拉动绳子的功率保持不变是关键。
27.【答案】解:由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L和定值电阻R0两端的电压之和,电流表测电路中的电流。
(1)小灯泡L正常工作时其两端的电压UL=12V,功率PL=12W,
由P=UI可得,小灯泡L正常工作时的电流:IL=PLUL=12W12V=1A,
由P=Wt可得,小灯泡正常工作10s消耗的电能:WL=PLt=12W×10s=120J;
(2)由题意可知,滑片位于a端时,变阻器R接入电路中的电阻为零,此时灯泡正常发光,
由图乙可知,此时电压表的示数为24V,则电源的电压U=24V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻R0两端的电压:U0=U−UL=24V−12V=12V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=UR可得,R0的电阻:R0=U0Ia=U0IL=12V1A=12Ω;
(3)因灯泡由较暗到正常发光,电路中的电流变为原来的2倍,
所以,滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
电路中的电流:Ib=12Ia=12×1A=0.5A,
由图乙可知,电压表的示数UV=10V,
此时滑动变阻器两端的电压:Ub=U−UV=24V−10V=14V,
根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R=UbIb=14V0.5A=28Ω;
(4)此时滑动变阻器的电功率:Pb=IbUb=0.5A×14V=7W,
因滑片P移到某一点c时R上消耗的功率Pc与滑片移到b点时R上消耗的功率Pb之比为Pc:Pb=3:7,
所以,滑片P移到某一点c时R上消耗的功率:Pc=37Pb=37×7W=3W,
因滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率Pc等于灯泡L和R0上消耗的总功率,
所以,电路的总功率:P总=2Pc=2×3W=6W,
此时电路中的电流:Ic=P总U=6W24V=0.25A,
此时定值电阻R0消耗的电功率:P0=Ic2R0=(0.25A)2×12Ω=0.75W,
此时灯泡L的实际功率:PL′=P总−P0−Pc=6W−0.75W−3W=2.25W。
答:(1)小灯泡L正常工作时的电流及小灯泡正常工作10s消耗的电能分别为1A、120J;
(2)R0的电阻为12Ω;
(3)滑动变阻器的最大阻值为28Ω;
(4)滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率为2.25W。
【解析】由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L和定值电阻R0两端的电压之和,电流表测电路中的电流。
(1)小灯泡L正常工作时的两端和额定电压相等,功率和额定功率相等,利用P=UI求出小灯泡L正常工作时的电流,利用W=Pt求出小灯泡正常工作10s消耗的电能;
(2)由题意可知,滑片位于a端时,变阻器R接入电路中的电阻为零,此时灯泡正常发光,根据图乙读出此时电压表的示数即为电源的电压,利用串联电路的电压特点求出定值电阻R0两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R0的电阻;
(3)灯泡由较暗到正常发光,电路中的电流变为原来的2倍,据此求出滑片位于b端时电路中的电流,根据图乙读出电压表的示数,利用串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律得出滑动变阻器的最大阻值;
(4)利用P=UI求出此时滑动变阻器的电功率,滑片P移到某一点c时R上消耗的功率Pc与滑片移到b点时R上消耗的功率Pb之比为Pc:Pb=3:7,据此求出滑片P移到某一点c时R上消耗的功率;滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率Pc等于灯泡L和R0上消耗的总功率,据此求出电路的总功率,利用P=UI求出此时电路中的电流,利用P=UI=I2R求出此时定值电阻R0消耗的电功率,然后求出此时灯泡L的实际功率。
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等,从图像中获取有用的信息和正确得出滑动变阻器的滑片位于不同位置时消耗的电功率是关键。
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