江西省吉安市永丰县2021-2022学年九年级上学期期末物理试题
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这是一份江西省吉安市永丰县2021-2022学年九年级上学期期末物理试题,共19页。试卷主要包含了填空题,选择题,计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年江西省吉安市永丰县九年级(上)期末物理试卷
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.(2分)为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,当无人机悬停在空中时,升力对无人机 ;当无人机水平飞行时,升力对无人机 。(均选填“做功”或“不做功”)
2.(2分)纸巾束缚电子的本领比吸管的要弱。用绝缘细线把被纸巾摩擦过的吸管悬挂起来,将被毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管,它们会相互 。这与验电器的原理是 (选填“相同”或“不相同”)的。
3.(2分)2021年10月16日,运载火箭在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,神舟十三号载人飞船发射取得了圆满成功。在燃料燃烧并推动火箭的过程中,最初的 能最终转化为 能。
4.(2分)老师在课堂上进行了如下探究:利用电压稳定的学生电源组装如图所示的电路,闭合开关后,在用酒精灯给钨丝加热的过程中,观察到电流表的示数在减小,从而得出钨丝电阻的大小随温度的升高而 ;该探究过程运用了转换法和 法。
5.(2分)汽车作为一种普通交通工具已走进千家万户,汽车发动机一般是汽油机,它是利用内能 的机器,在四冲程汽油机的工作过程中, 冲程通过做功使混合燃料的温度升高。
6.(2分)如图所示的装置,是根据 (选填“液体”或“气体”)的热胀冷缩程度,来研究电流通过导体产生的热量与 的关系。
7.(2分)如图所示,灯泡L1标有“6V 6W”、L2标有“6V 3W”字样,现两灯均正常发光,则甲电表示数为 ,乙电表示数为 。
8.(2分)太阳能蓄电池是“蓄电池”在太阳能光伏发电中的应用,制作光伏电板的主要材料是硅,硅是一种 材料。如图所示的太阳能胶体蓄电池充满电后,可以存储 kW•h的电能。
二、选择题(本大题共6小题,第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)甲、乙两个完全相同且表面有水的皮球,从不同的高度由静止开始下落至同一地面,在地面
上留下如图所示的圆形水迹,下列判断正确的是( )
A.接触地面前两球的机械能守恒
B.下落至最低处甲球的动能更大
C.乙球初始位置的重力势能更大
D.从最低处反弹的过程,球的动能转化为势能
10.(2分)小明用导线将电源,两个开关S1、S2,一个红灯和一个绿灯连接起来。当S1闭合、S2断开时,只有红灯亮;当S1断开、S2闭合时,只有绿灯亮;当两个开关S1、S2都断开时( )
A.两灯可能都亮 B.两灯一定不会亮
C.只有红灯亮 D.只有绿灯亮
11.(2分)下列关于内能的说法中正确的是( )
A.同种物质组成的物体,温度越高内能越大
B.一个物体内能增加,不一定是吸收了热量
C.内能大小相等的两个物体之间,不能发生热传递
D.锯条锯木头后温度升高,是内能从木头转移到锯条上
12.(2分)如图所示为小华在测量小灯泡电功率时连接的实验电路,闭合开关,小灯泡不亮且只有一个电表有示数,则下列说法正确的是( )
A.可能是滑动变阻器R断路
B.一定是滑动变阻器短路
C.可能是小灯泡L断路
D.一定是小灯泡L短路
(多选)13.(3分)如图所示的滑轮组,在不计绳重和摩擦的情况下,均将重为G的物体匀速提升h的高度,且每个滑轮的重力都等于G0(G0<G),下列说法正确的是( )
A.绳子自由端拉力的大小关系为F1=F2>F3
B.甲图和丙图中的装置消耗的额外功相等为G0h
C.甲图和乙图中的装置总功相等为Gh+G0h
D.乙图中的装置机械效率最高为100%
(多选)14.(3分)潜水员潜水时佩戴的除了水压表还有一个深度表,如图甲所示是一款深度表的简化电路图,其中深度表由一个量程为0~3V的电压表改装而成,当所处深度增大时深度表示数随之变大。其中电源电压U=6V恒定不变,定值电阻R0=15Ω,压敏电阻Rp的阻值随水深度变化的图像如图乙所示,Rp允许通过的最大电流为0.24A,电流表量程为0~0.6A。下列说法正确的是( )
A.改装成深度表所用的电压表应并联在R0两端
B.深度表的零刻度与电压表的零刻度重合
C.当深度增大时,电压表与电流表的比值不变
D.在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为40m
三、计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)一辆总质量为2t的汽车,在平直公路上以80kW的额定功率从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行10s停下。其v﹣t图像如图所示,已知汽车在匀速直线运动过程中受到的阻力恰为车重的,(g取10N/kg)求:
(1)匀速直线运动过程中汽车的牵引力F。
(2)运动过程中汽车达到的最大速度v。
(3)整个过程中发动机所做的功W。
16.(7分)现有一台单缸四冲程汽油机,其主要技术指标如表。(不计克服摩擦消耗的能量,汽油热值取4.8×107J/kg)求;
排量
1.25L
输出功率
8kW
转速
2400r/min
效率
25%
(1)汽油机一次做功冲程对外做功W;
(2)1min消耗的汽油质量m;
(3)排量指发动机汽缸的工作容积,等于活塞的面积与活塞上下运动的距离(即冲程长)的乘积,若燃气对活塞压强看作恒压,则燃气压强p为多少?
17.(8分)如图所示为一款具有两挡加热的破壁机内部电路简化示意图,R1和R2加热电阻,该破壁机的部分参数如表所示。问:
破壁机部分参数表
额定电压
220V
加热功率
400W
榨汁功率
1100W
1210W
(1)电动机线圈电阻为1Ω,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能和产生的电热分别为多少?
(2)仅处于加热的高温挡时,三个开关的开合情况是怎样的?加热电阻R1阻值为多大?
(3)若不计热损失,将杯子中搅碎的1100g营养糊,使其温度从20℃加热到100℃至少需要多长时间?[c营养糊=4.4×103J/(kg•℃)]
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)测量是学习和生活中的一种基本技能,回答下列有关测量的问题;
(1)如图甲所示的仪表叫 ,此时的示数为 kW•h,转盘转动50r时,该户用电器消耗电能 J。
(2)如图乙所示的电阻箱是通过改变连入电路中的电阻线 来改变电阻大小,若只留下铜塞C将其余铜塞拔出,则电阻箱连入电路的阻值是 Ω。
(3)测量电流时,连接好电路闭合开关试触时,发现电流表指针向左偏转至如图丙所示位置,接下来对电流表要进行的操作是 和 。
19.(7分)为了比较不同液体比热容的大小,如图甲所示,小宇在两个烧杯中分别装有A、B两种液体(mA=2mB)。用两个规格相同的加热器连入电路加热,该过程中忽略液体蒸发及热损失,得到温度与加热时间的图线如图乙。请根据实验现象及数据回答以下各题:
(1)液体在第1分钟的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第2分钟的内能;液体内能的改变是通过 方式实现的。
(2)实验过程中通过比较 来比较A和B两种液体吸收热量的多少。
(3)若让A、B都升高相同的温度, 液体需要的加热时间更长,由公式c= 进行分析, (选填“能”或“不能”)判断谁的比热容更大。
(4)比热容是反映物质自身性质的物理量,它的大小与物质的种类和 有关。
20.(7分)在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为8Ω)。
(1)现有规格分别为“100Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器A、B、C可供选择,为了实验的顺利进行,应将滑动变阻器 (选填序号)连入电路。
(2)图甲为未连接完的电路,请将其连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左移动可以减小灯泡的亮度)。
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察 (选填“电压表”或“电流表”)示数的变化,以防止对灯泡造成损害。
(4)改变滑片P的位置,小红获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图乙所示的I﹣U图像。由图像可知,小灯泡的额定功率为 。小灯泡的I﹣U图像为一条曲线是因为 。
(5)完成上述实验后,小红又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。
①连接好电路,闭合开关S.将开关S1拨到触点 (选填“a”或“b”),移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P= 。
21.(7分)下面是某学习小组的同学们所做的电学实验:
一、探究电流与电压的关系。
同学们分别测出导体A、B、C、D在不同电压下对应的电流,并作出U﹣I图像如图甲所示。
(1)根据图像可以得出结论: 。
(2)其中导体 不能用于此实验的探究。
二、探究电流与电阻的关系。
(1)实验用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、200、25Ω、30Ω的六个电阻,电压恒为6V的电源,“50Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接电路。当连接完图乙所示电路后,同学们检查时发现连接电路过程中有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确,在应改动的导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)改正错误后,同学们把电阻分别接入电路进行实验,实验中控制电阻两端的电压为2V不变,小明用5Ω的电阻完成实验后,断开开关并保证滑动变阻器的滑片位置不动,换上10Ω的电阻后闭合开关。电压表的指针应该指在图丙中 (选填“①”、“②”或“③”)的位置,为了完成实验,小明应该使滑动变阻器的滑片 (选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”)。
(3)实验中发现当接入30Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都无法达到2V,若想六个电阻都能完成实验,应更换一个最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器进行实验。
(4)更换滑动变阻器并多次实验后可以得到结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
2021-2022学年江西省吉安市永丰县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.【解答】解:升力的方向竖直向上,当无人机悬停在空中或水平飞行时,都没有在升力的方向上通过距离,升力对无人机不做功。
故答案为:不做功;不做功。
2.【解答】解:纸巾束缚电子的本领比吸管的要弱,纸巾和吸管摩擦时,纸巾失去电子带正电,吸管得到电子带负电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;将被毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管,同种电荷相互排斥,所以它们会相互排斥;验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的,与验电器的工作原理相同。
故答案为:排斥;相同。
3.【解答】解:在燃料燃烧并推动火箭的过程中,是利用燃料燃烧后,将燃料的化学能转化为燃气的内能,然后利用高温高压的燃气膨胀对外做功,将最初产生的内能转化为火箭的机械能。
故答案为:化学;机械。
4.【解答】解:用酒精灯对钨丝进行加热,钨丝的温度升高,观察到电流表的示数在减小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻变大,钨丝的电阻变大,这说明钨丝电阻的大小随温度的升高而增大;实验中钨丝的材料、长度、横截面积不变,只是改变了温度,采用的是控制变量法。
故答案为:增大;控制变量。
5.【解答】解:汽油机是利用内能做功的机器,即在工作时将内能转化为机械能;四冲程汽油机在压缩冲程中,即活塞压缩气缸内的混合气体,对混合气体做功,使混合燃料的温度升高,故是将机械能转化为内能的过程。
故答案为:做功;压缩。
6.【解答】解:通电之后,容器内的电阻丝产生热量,热量传递给容器内的空气,空气由于受热会膨胀,会使U形管内的液体产生高度差,进而反映出电流通过导体产生热量的多少;由图可知右侧容器内的R2与容器外的R3并联,再与左侧容器内的R1串联,则通过R1的电流与通过R2的电流不同,且R1=R2,因此该装置根据气体的热胀冷缩程度,来研究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
故答案为:气体;电流。
7.【解答】解:根据P=UI可知,L1正常发光的电流:I1===1A;
L2正常发光的电流:I2===0.5A;已知两灯均正常发光,说明通过两灯的电流等于各自的额定电流,而两灯的额定电流不相等,由串并联电路的电流特点可知两灯的连接方式为并联。
据此可知,甲电表为电流表,测量通过L2的电流,示数为0.5A,乙电表为电压表,测量L1、L2两端的电压,因两灯都正常发光,则乙电表的示数为6V。
故答案为:0.5A;6V。
8.【解答】解:硅是一种半导体材料;
如图所示的太阳能胶体蓄电池充满电后,可以存储的电能W=UIt=12V×100A×1×3600s=4.32×106J=1.2kW•h。
故答案为:半导体;1.2。
二、选择题(本大题共6小题,第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.【解答】解:A、皮球从空中下落的过程中,受到空气阻力的作用,克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以机械能不守恒,故A错误;
BC、由图可看出,乙的黑色圆斑较大,说明篮球着地时的弹性势能大,而篮球的弹性势能是由篮球的重力势能转化来的,所以乙处篮球的初始重力势能大,所处的高度大,在最低处时,甲的动能要小于乙的动能,故C正确,B错误;
D、从最低处反弹的过程中,球的弹性势能变小,球的动能增大,重力势能增大,所以球的弹性势能转化为球的动能和重力势能,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:
由题知,当S1闭合、S2断开时,只有红灯亮;当S1断开、S2闭合时,只有绿灯亮;说明两开关分别与两灯泡并联,灯泡会因开关闭合被短路而不亮,如图所示。
由图可知,当两个开关S1、S2都断开时,两灯泡串联,都发光。
两灯并联,两开关在两条支路上,当S1闭合、S2断开时,只有红灯亮;当S1断开、S2闭合时,只有绿灯亮;当两个开关S1、S2都断开时,两灯都不亮,故B正确。
故选:A。
11.【解答】解:A、物体的内能与物体的温度、质量和状态有关,物体的温度高,质量不一定大,所以内能不一定大,故A错误;
B、物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故B正确;
C、内能大小相等的两个物体的温度可能不同,所以也可能会发生热传递,故C错误;
D、用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于克服摩擦做功,使锯条和木头的内能增大,故D错误。
故选:B。
12.【解答】解:由图可知,R与灯泡L串联,电压表测量L两端的电压,电流表测量电路电流;
A、若滑动变阻器R断路,灯泡不发光,电流表和电压表都无示数,故A错误;
B、若滑动变阻器短路,电路是通路,灯泡会发光,电流表和电压表都有示数,故B错误;
CD、若小灯泡L断路,电路中无电流,灯泡不发光,电流表无示数,电压表测量的是电源电压,电压表有示数;若小灯泡L短路,灯泡不发光,电路是通路,电流表有示数;根据U=IR可知,灯泡两端的电压为0,电压表示数为0;由此可知,电路故障可能是灯泡短路,也可能是灯泡断路,故C正确,D错误。
故选:C。
13.【解答】解:A、已知物体重为G,每个滑轮的重力都等于G0,甲图上面是定滑轮、下面是动滑轮,不计绳重和摩擦,拉力F1=(G+G0),乙图的滑轮上下都是定滑轮,在不计绳重和摩擦的情况下,拉力F2=G,丙图的滑轮组,n=3,在不计绳重和摩擦的情况下,拉力F3=(G+G0),故绳子自由端拉力的大小关系为F2>F1>F3,故A错误;
B、分别利用甲、丙装置把相同的重为G的物体匀速提升相同的高度h,做的有用功相同,W有用1=W有用3=Gh,在不计绳重和摩擦的情况下,额外功相同等于G0h,即W额1=W额3=G0h,故甲图和丙图中的装置消耗的额外功相等为G0h说法正确,故B正确;
C、分别利用甲、乙装置把相同的重为G的物体匀速提升相同的高度h,根据绳子自由端移动的距离s=nh,由图中滑轮组的结构可知,n1=2,n2=1,提升物体的高度h相同,则s1=2h,s2=h,则拉力做的总功:W1=F1s1=(G+G0)2h=(G+G0)h;W2=F2s2=Gh,所以W1≠W2,甲图和乙图中的装置总功不相等,故C错误;
D、对于乙图,在不计绳重和摩擦时,有用功W有用3=Gh,拉力做的总功:W2=F2s2=Gh,根据公式 η===1,可得乙图中的装置机械效率最高为100%,故D正确。
故选:BD。
14.【解答】解:由电路图可知,开关闭合时,RP与R0串联。
A.由图乙可知,潜水员下潜的深度越深,压敏电阻RP的阻值越小,串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,R0两端的电压越大,
深度表由一个量程为0~3V的电压表改装而成,当所处深度增大时深度表示数随之变大,所以改装成深度表所用的电压表应并联在R0两端,故A正确;
B.由图乙可知深度为0时,压敏电阻的阻值RP=40Ω,由欧姆定律可得电路中的电流:I===A,
此时电压表的示数:U0=IR0=A×40Ω≈4.4V,故B错误;
C.由欧姆定律可知电压表与电流表的比值为定值电阻的阻值,故C正确;
D.当电压表的示数U0大=3V时,电路中的电流:I大===0.2A<0.24A,则电路中的最大电流为0.2A,此时该深度表能测量的深度最大,
此时电路的总电阻R===30Ω,
此时压敏电阻的阻值RP=R﹣R0=30Ω﹣15Ω=15Ω,
由图乙可知,该深度表能测量的最大深度为40m,故D正确。
故选:ACD。
三、计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.【解答】解:(1)在匀速直线运动过程中汽车的所受阻力:
f=0.2G=0.2mg=0.2×2×103kg×10N/kg=4×103N;
由于汽车匀速直线行驶,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据二力平衡可知,
汽车的牵引力:F=f=4×103N;
(2)由题意可知,汽车匀速运动时速度最大,根据P===Fv可得,
运动过程中汽车的最大速度:v最大==20m/s;
(3)由题意可知,汽车从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s后关闭发动机,滑行10s停下,整个过程中发动机的工作时间t=40s,且在这段时间内发动机的功率不变,由P= 可得,
整个过程中发动机做的功:W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J。
答:(1)全程中汽车的所受阻力为4×103N;
(2)运动过程中汽车的最大速度为20m/s;
(3)整个过程中发动机做的功为3.2×106J。
16.【解答】解:(1)根据P=知,汽油机1min内做的总功为:
W总=Pt=8×103W×60s=4.8×105J;
因为飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动2400圈,要对外做功1200次,
汽油机一次做功冲程对外做功为:
W===400J;
(2)根据η=知汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放===1.92×106J,
根据Q放=mq得1min消耗汽油的质量为:
m===0.04kg;
(3)设运动长度为L,活塞的横截面积为S,则气缸的容积为V=SL=1.25L=1.25×10﹣3m3,
由W=FL可知,燃气的压力:
F=,
则燃气压强为:
p=====3.2×105Pa。
答:(1)汽油机一次做功冲程对外做功W为400J;
(2)1min消耗的汽油质量m为0.04kg;
(3)燃气压强p为3.2×105Pa。
17.【解答】解:(1)已知破壁机的榨汁功率为P榨汁=1100W,工作时间为t=1min=60s,
由P=可知,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能:W=P榨汁t=1100W×60s=6.6×104J;
根据电功率P=UI可得,仅榨汁时通过电动机的电流为:I===5A,
仅榨汁时破壁机工作1min线圈产生的热量:Q=I2R线圈t=(5A)2×1Ω×60s=1500J;
(2)由电路可知,仅S1闭合时,破壁机处于榨汁状态,加热电阻都不工作;S1断开,榨汁功能停止工作;
S2闭合,电阻R1、R2串联,电路中总电阻最大,由P=可知,其加热功率较小,属于低温挡;
S2、S3同时闭合,只有R1工作,电路中的电阻小,由P=可知其加热功率较大,属于高温挡;
故处于加热高温挡时,只有R1工作,开关S1断开,S2、S3均闭合;
由高温挡的功率P高=可知,加热电阻R1的阻值:R1===40Ω;
(3)营养糊吸收的热量:Q吸=c营养糊m(t﹣t0)=4.4×103J/(kg•℃)×1100×10﹣3kg×(100℃﹣20℃)=3.872×105J,
不计热量损失,消耗的电能:W=Q吸=3.872×105J,
由P=可知,加热需要的时间:t===320s。
答:(1)电动机线圈电阻为1Ω,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能和产生的电热分别为6.6×104J、1500J;
(2)仅处于加热的高温挡时,三个开关的开合情况是开关S1断开,S2、S3均闭合;
(3)若不计热损失,将杯子中搅碎的1100g营养糊,使其温度从20℃加热到100℃至少需要的时间为320s。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.【解答】解:(1)如图所示的仪表叫电能表,此时的示数为931.6kW•h;
2500r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表转2500转,
则电能表的转数为50转时用电器消耗的电能:;
(2)电阻箱是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来变阻的。
如图,若只留下铜塞C将其余铜塞拔出,电阻箱连入电路的阻值:
R=1Ω+2Ω+10Ω=13Ω。
(3)测量电流时,连接好电路闭合开关试触时,发现电流表指针向左偏转至如图所示位置,说明原来电流表的指针没有在零刻度处,而是在图中指针位置的右侧,电流表的正负接线柱接反,指针向左偏转,到达图示位置,所以接下来对电流表要进行的操作是调零和交换正负接线柱的导线。
故答案为:(1)电能表;931.6;7.2×104;(2)长度;13;(3)调零;交换正负接线柱的导线。
19.【解答】解:(1)由图可知,物体从第1分钟到第2分钟,一直吸收热量,温度升高,内能变大,因此甲液体第1分钟的内能小于第2分钟的内能;液体通过吸收电热器放出的热量增加内能,因此是通过热传递的方式实现的;
(2)实验中用相同的加热器加热,相同时间内物质吸收的热量相同,所以用加热时间来比较A和B两种液体吸收热量的多少;
(3)由题知用规格相同的加热器加热时,加热相同时间,吸收的热量相同,由图可知当升高相同的温度时,B液体的加热时间长,A液体的加热时间短,又已知mA=2mB,由c=可知,A的比热容较小,即cA<cB;
(4)比热容是反映物质自身性质的物理量,它的大小与物质的种类和状态有关,与其他因素无关。
故答案为:(1)小于;热传递;(2)加热时间;(3)B;;能;(4)状态。
20.【解答】解:(1)实验中,要测出额定电功率,要保持小灯泡两端电压为额定电压(小灯泡的电阻约为8Ω)时所需变阻器的阻值最大,电路中的电流为:I===0.3125A,
则滑动变阻器的阻值为:R滑====11.2Ω>10Ω,应该选择“20Ω 1A”的B变阻器,而“50Ω 0.2A”变阻器的电流太小,不合适;
(2)滑动变阻器的滑片向左移动时可以减小灯泡的亮度,根据P=I2R知电流表的示数变小,根据欧姆定律I=知电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,以防止对灯泡造成损害;
(4)根据绘制的如图乙所示的图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,
小灯泡额定功率是:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
图像乙不是一条直线是因为温度对灯泡灯丝电阻的影响:温度越高,灯丝电阻越大;
(5)如丙图,定值电阻R0、小灯泡和滑动变阻器串联在电路中。
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点a,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到触点b,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数U2;
则定值电阻两端的电压U0=U2﹣U1,
根据欧姆定律得,通过定值电阻的电流:
I0==,
根据串联电路中电流处处相等,则小灯泡的额定电流I=I0==,
小灯泡的额定功率:
P=U额I=U额×=。
故答案为:(1)B;(2)如上图;(3)电压表;(4)0.75W;灯泡的电阻受温度的影响;(5)a;。
21.【解答】解:(一)(1)由图甲可知,导体A、B、C的图象为过原点的直线,通过它们的电流与各自两端的电压成正比,而导体D的图象为一条曲线,通过它的电流与其两端的电压不成正比,所以由图甲得出结论:不是所有导体的电流都与电压成正比;(2)探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变,故导体D不能用于此实验的探究;
(二)(1)原电路中,电压表与电流表串联后再与R并联是错误的,电流表应与R串联,电压表应与R并联,改正后如图所示:
;
(2)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压变大,故电压表的指针应为图乙中的③位置;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,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,所以滑片应向右端移动,使电压表示数仍为2V;
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2R=2×30Ω=60Ω,
故若想六个电阻都能完成实验,可更换一个最大阻值不小于60Ω的滑动变阻器;
(4)通过实验得出结论,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:一(1)不是所有导体的电流都与电压成正比;(2)D;
二(1)如图所示;(2)③;向右移动;(3)60;(4)反比。
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