河南省平顶山市宝丰县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份河南省平顶山市宝丰县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共21页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省平顶山市宝丰县九年级(上)期末物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)一个小灯泡两端加2.5V的电压时通过它的电流是0.3A,它在这种情况通电2分钟,则灯泡的功率为 ,消耗的电能为 。
2.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,S断开时,电灯L正常发光。当S闭合时,电灯L 正常发光(填“能”或“不能”),图中电流表的示数将 ,电压表的示数将 (两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
3.(2分)家庭电路若发生短路,电路的总电阻会变得很小(甚至比导线电阻还要小)。由 可知,干路中电流会 ,短时间内将产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
4.(2分)家庭电路中为了用电安全,洗衣机应选用 孔的插座,当家中同时使用的用电器的总功率过大时,家庭电路中的 (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会自动断开,切断电路,起到保护电路的作用。
5.(3分)小亮家新买汽车上的座椅垫具有电加热功能,该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位。高温挡功率为36W,低温挡功率为12W。该座椅垫加热部分的电路简图如图所示,电源电压为24V,R1和R2为电热丝,S为挡位切换开关。当S切换到 (选填“1”或“2”)时座椅垫处于高温挡加热,电热丝R2的阻值是 Ω,高温挡加热时座椅垫工作5min产生的热量是 J。
6.(2分)小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,绿灯亮,栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
(1)闭合开关后,线圈吸住铁柱时,电磁铁的上端为 极。
(2)若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换电池外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法: 。
二、选择题(每小题2分,共16分,其中7-12小题是单选题,13、14小题为双选题,每小题只有两个选项正确,全部选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选的得0分)
7.(2分)当智能手机电量不足时,可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,“省电模式”通过以下哪种方式实现的( )
A.减小电池电压 B.增大电池电压
C.减小总功率 D.增大总功率
8.(2分)如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=18Ω,在a、b两点间接入某元件后,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.在a、b两点间接入一个电压表时,电压表无示数
B.在a、b两点间接入导线,电流2s做的功是2J
C.在a、b两点间接入一个12Ω的电阻,电路消耗的总功率为1.2W
D.在a、b两点间接入一个“1.5V,0.25A”的小灯泡,小灯泡不能正常发光
9.(2分)下列四种做法中,不符合安全用电原则的是( )
A.用湿抹布擦拭正亮着的台灯灯泡
B.发生触电事故后,先切断电源再救人
C.使用试电笔判断哪条导线是火线时,手要按住笔尾金属体
D.高压电线发生断线落地时,人不能靠近落地处
10.(2分)小明、小红学习了电学的知识后,有了以下对话,其中正确的有( )
A.小明:家里的电灯开关应接在零线和灯泡之间
B.小红:保险丝应串联在火线上
C.小明:把三脚插头最上面一个脚弄断后,插入两孔插座一样能安全地使用
D.小红:用试电笔检测电路时,只有站在干燥的木凳上才能避免触电
11.(2分)如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是( )
A.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B.机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
D.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
12.(2分)如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图,下列说法中正确的是( )
A.甲实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流
B.乙实验说明利用磁场可以产生电流
C.丙实验说明同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
D.丁实验说明机械能可以转化为电能
(多选)13.(2分)关于电流做功,下列说法中正确的是( )
A.导体两端的电压越大,通电时间越长,电流做功就越多
B.通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做功就越多
C.导体两端的电压越大,电流越大,通电时间越长,电流做功就越多
D.通过导体的电流越大,电阻越大,通电时间越长,电流做功就越多
(多选)14.(2分)如图所示的电路中,磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R,闭合开关S1、S2,下列说法正确的是( )
A.螺线管左端为S极,右端为N极
B.在螺线管中插入铁芯,电压表示数减小
C.当R1的滑片向左滑动时,电压表示数减小
D.当R1的滑片向右滑动时,电流表示数增大
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)闭合开关S后,通电螺线管A和永磁体B间的磁场分布如图所示。请你画出通电螺线管的绕线方法并标出永磁体B的N极。
16.(2分)某学校正在进行线路改建,需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯,上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯,并且两盏灯都能正常发光。下面是连接的部分电路,请你把两盏灯和开关正确接入电路。
四、实验探究题(4+7+8=19分)
17.(4分)同学们在制作电动机模型时,把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后,用小刀刮两端引线的漆皮用硬金属丝做两个支架,固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁铁,如图所示,给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮,刮线的要求是 (填选项“A”或“B”)。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉,另一端只刮半周
(2)可以通过改变 方向,改变线圈的转动方向。(填一种方法)
(3)线圈在转动过程中 能转化为 能。
18.(7分)利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 (填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)该实验在探究过程中,是将 能转化成 能,生活中的 (填“发电机”或“电动机”)是根据这一原理制成的。
(4)进一步猜想,“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定,让导体以 速度进行多次实验,实验测得的数据如表所示,分析数据可得出结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
速度(cm/s)
1
2
3
4
5
6
电流(mA)
2.0
4.0
5.5
8.3
9.2
12.8
19.(8分)测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V、额定功率小于1W。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)小叶闭合开关后,发现两表示数都很小,灯泡不亮,其原因是 。
(4)小叶同学移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小叶同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率为 W。
(6)细心的小叶发现通过灯泡的电流跟它两端的电压 (选填“成”或“不成”)正比,其原因是 。
五、综合应用题(8+9=17分)
20.(8分)某商场有甲、乙两款容积相同的电热水壶,额定电压均为220V,额定功率分别为800W、1500W。请你从下列不同角度,作出选择并说明理由。
(1)从烧水快的角度考虑,应选哪种电热水壶?并说明理由;
(2)若家庭电路的电压为220V,室内插座的额定电流为5A,用插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选哪种电热水壶?并说明理由。
21.(9分)赵阳同学有一只电热器,他不知道这个电热器的功率,他想利用家中的电能表进行测量,他把家中其他电器都关闭,只让电热器工作,经过3分钟他观察到电能表转了12转,他家的电能表上标有“220V5A(10A),300r/kW•h”的字样。请你帮他完成下列问题:
(1)这个电热器消耗的电能是多少J?
(2)这个电热器的功率是多少KW?
(3)如果他家里还有200W的电视机一台、100W的电冰箱一个、500W的电饭煲一个及40W的电灯四盏,那么这些用电器能否同时使用?
2022-2023学年河南省平顶山市宝丰县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)一个小灯泡两端加2.5V的电压时通过它的电流是0.3A,它在这种情况通电2分钟,则灯泡的功率为 0.75W ,消耗的电能为 90J 。
【解答】解:灯泡的功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,通电2分钟消耗的电能为:W=Pt=0.75W×2×60s=90J。
故答案为:0.75W;90J。
2.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,S断开时,电灯L正常发光。当S闭合时,电灯L 能 正常发光(填“能”或“不能”),图中电流表的示数将 增大 ,电压表的示数将 不变 (两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解答】解:由图可知,灯泡与电阻并联在电源两端,故开关闭合后,灯泡两端的电压不变,故电压表示数不变,灯泡的发光强度不变,故电灯仍能正常发光;因开关闭合后,灯泡中的电流不变,而电阻R中也产生电流,两电流均通过电流表,故电流表示数增大;
故答案为:能;增大;不变。
3.(2分)家庭电路若发生短路,电路的总电阻会变得很小(甚至比导线电阻还要小)。由 I= 可知,干路中电流会 很大 ,短时间内将产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
【解答】解:家庭电路若发生短路,电路的总电阻会变得很小,电源电压一定,由I=可知,干路中电流会很大,根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间一定时,导线上的电流越大,产生的电热越多,使得导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
故答案为:I=;很大。
4.(2分)家庭电路中为了用电安全,洗衣机应选用 三 孔的插座,当家中同时使用的用电器的总功率过大时,家庭电路中的 空气开关 (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会自动断开,切断电路,起到保护电路的作用。
【解答】解:洗衣机等家用电器应使用三孔插座,当洗衣机的金属外壳漏电时,电流能通过地线流入大地,不会发生触电事故;
电路中同时使用的用电器总功率过大时,由P=UI可知会使电路电流过大,空气开关能自动断开,起到保险的作用。
故答案为:三;空气开关。
5.(3分)小亮家新买汽车上的座椅垫具有电加热功能,该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位。高温挡功率为36W,低温挡功率为12W。该座椅垫加热部分的电路简图如图所示,电源电压为24V,R1和R2为电热丝,S为挡位切换开关。当S切换到 2 (选填“1”或“2”)时座椅垫处于高温挡加热,电热丝R2的阻值是 32 Ω,高温挡加热时座椅垫工作5min产生的热量是 10800 J。
【解答】解:(1)当开关S接1时,R1、R2串联;当开关S接2时,只有R1工作;
根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,
所以当开关S接1时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,根据P=可知,电功率最小,座椅垫处于低温挡;
当开关S接2时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,电功率最大,座椅垫处于高温挡;
(2)由P=可知,R1的阻值:R1===16Ω;
R1、R2的串联总电阻:R===48Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=48Ω﹣16Ω=32Ω;
(3)由P=可知,高温挡加热时座椅垫工作5min产生的热量:Q=W=P高t=36W×5×60s=10800J。
故答案为:1;32;10800。
6.(2分)小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,绿灯亮,栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
(1)闭合开关后,线圈吸住铁柱时,电磁铁的上端为 S 极。
(2)若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换电池外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法: 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些 。
【解答】解:(1)由图知,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极;
(2)若电源电压下降,根据I=可知在电阻不变时电路的电流较小,电磁铁的磁性较弱,吸引力较小,不能将铁柱吸下来,因此栏杆不能抬起,此时可以将滑动变阻器的阻值调小些,便可以增大电路的电流,使电磁铁的磁性增强,将铁柱吸下来,便可以使栏杆正常抬起来。
故答案为:(1)S;(2)将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。
二、选择题(每小题2分,共16分,其中7-12小题是单选题,13、14小题为双选题,每小题只有两个选项正确,全部选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选的得0分)
7.(2分)当智能手机电量不足时,可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,“省电模式”通过以下哪种方式实现的( )
A.减小电池电压 B.增大电池电压
C.减小总功率 D.增大总功率
【解答】解:当手机“电量”所剩无几时,即W一定,由P=可得,W=Pt,要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选:C。
8.(2分)如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=18Ω,在a、b两点间接入某元件后,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.在a、b两点间接入一个电压表时,电压表无示数
B.在a、b两点间接入导线,电流2s做的功是2J
C.在a、b两点间接入一个12Ω的电阻,电路消耗的总功率为1.2W
D.在a、b两点间接入一个“1.5V,0.25A”的小灯泡,小灯泡不能正常发光
【解答】解:A、在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表串联在电路中测电源的电压,示数为6V,即电压表有明显示数,故A错误;
B、在 a、b 两点间接入导线,电路为R的简单电路,电流 2s做的功W=t=×2s=4J,故B错误;
C、在a、b两点间接入一个12Ω的电阻时,电路中的电流为:
I′====0.2A,
电路消耗的总功率为:
P=UI′=6V×0.2A=1.2W,故C正确;
D、因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,若灯泡正常发光时,串联电阻两端的电压:U串=U﹣UL=6V﹣1.5V=4.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,串联电阻的阻值:
R串===18Ω,与R=18Ω相符,故小灯泡能正常发光,故D错误。
故选:C。
9.(2分)下列四种做法中,不符合安全用电原则的是( )
A.用湿抹布擦拭正亮着的台灯灯泡
B.发生触电事故后,先切断电源再救人
C.使用试电笔判断哪条导线是火线时,手要按住笔尾金属体
D.高压电线发生断线落地时,人不能靠近落地处
【解答】解:
A.湿抹布电阻小,容易导电,用湿抹布擦拭正亮着的台灯灯泡,容易发生触电事故,故A不符合安全用电原则;
B.发生触电事故后,应该先切断电源,确保安全后再救人,避免发生二次触电伤害,故B符合安全用电原则;
C.使用试电笔判断哪条导线是火线时,手要按住笔尾金属体,手不能接触金属笔尖,故C符合安全用电原则;
D.高压电线发生断线落地时,靠近时易发生跨步触电,故人不能靠近落地处,故D符合安全用电原则。
故选:A。
10.(2分)小明、小红学习了电学的知识后,有了以下对话,其中正确的有( )
A.小明:家里的电灯开关应接在零线和灯泡之间
B.小红:保险丝应串联在火线上
C.小明:把三脚插头最上面一个脚弄断后,插入两孔插座一样能安全地使用
D.小红:用试电笔检测电路时,只有站在干燥的木凳上才能避免触电
【解答】解:A、家里的电灯开关应接在火线和灯泡之间更安全,故A错误;
B、保险丝应串联在火线上,当电流过大时,会自动熔断,将电路断开,故B正确;
C、把三脚插头最上面一个脚弄断后,插入两孔插座使用,当金属外壳的用电器漏电时,容易发生触电事故,故C错误;
D、用试电笔检测电路时,只要用手接触笔尾金属体,不接触笔尖金属体,站在地上使用也是安全的,故D错误。
故选:B。
11.(2分)如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是( )
A.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B.机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
D.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
【解答】解:(1)分析题意可知,只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄,因此A和B两个选项的说法是错误的;
(2)分析可见,光控开关和压力开关是相互牵制,相互影响的,因此这两个开关只能串联,不能并联,所以D选项的说法也是错误的。
故选:C。
12.(2分)如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图,下列说法中正确的是( )
A.甲实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流
B.乙实验说明利用磁场可以产生电流
C.丙实验说明同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
D.丁实验说明机械能可以转化为电能
【解答】解:A、导线与灵敏电流计相连,当导体在磁场中运动时,灵敏电流计发生偏转,说明了电磁感应现象,故A正确;
B、导线内通以电流后,放在其周围的小磁针会发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,故B错误;
C、两磁铁悬挂起来,当同名磁极相对时,相互排斥;当异名磁极相对时,相互吸引,故C错误;
D、导体棒与电源相连,当通以电流时由于受磁场力的作用,导体棒会发生运动,故说明通电导体在磁场中受磁场力的作用,故D错误。
故选:A。
(多选)13.(2分)关于电流做功,下列说法中正确的是( )
A.导体两端的电压越大,通电时间越长,电流做功就越多
B.通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做功就越多
C.导体两端的电压越大,电流越大,通电时间越长,电流做功就越多
D.通过导体的电流越大,电阻越大,通电时间越长,电流做功就越多
【解答】解:电流做功W=UIt,即电流做功与电压、电流及通电时间有关。
A、导体两端的电压越大,通电时间越长,由公式W=UIt可知,没有考虑通过的电流,缺少条件,所以结论不正确,故A不正确;
B、通过导体的电流越大,通电时间越长,由公式W=UIt可知,没有考虑两端的电压,缺少条件,所以结论不正确,故B不正确;
C、导体两端的电压越大,电流越大,通电时间越长,由公式W=UIt可知,电流做功就越多,故C正确;
D、通过导体的电流越大,电阻越大,通电时间越长,W=I2Rt可知,电流做功就越多,故D正确。
故选:CD。
(多选)14.(2分)如图所示的电路中,磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R,闭合开关S1、S2,下列说法正确的是( )
A.螺线管左端为S极,右端为N极
B.在螺线管中插入铁芯,电压表示数减小
C.当R1的滑片向左滑动时,电压表示数减小
D.当R1的滑片向右滑动时,电流表示数增大
【解答】解:
A、电流从通电螺线管的右端流入,左端流出,利用安培定则判断通电螺线管的左端为N极、右端为S极,故A错误;
B、在螺线管中插入铁芯后,螺线管的磁性增强,则磁敏电阻的阻值减小;因为串联电路起分压作用,因此磁敏电阻分得的电压变小,电压表示数变小,故B正确;
C、当滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,则左侧电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强,因此磁敏电阻的阻值减小;因为串联电路起分压作用,因此磁敏电阻分得的电压变小,所以电压表示数变小,故C正确;
D、当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,则左侧电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,因此磁敏电阻的阻值变大,右侧电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电流表示数变小,故D错误。
故选:BC。
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)闭合开关S后,通电螺线管A和永磁体B间的磁场分布如图所示。请你画出通电螺线管的绕线方法并标出永磁体B的N极。
【解答】解:在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极,所以永磁体B的左端为S极,电磁铁A的右端是N极;
根据安培定则,伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极,四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流从电磁铁A的左端流入,绕线方法如图。
16.(2分)某学校正在进行线路改建,需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯,上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯,并且两盏灯都能正常发光。下面是连接的部分电路,请你把两盏灯和开关正确接入电路。
【解答】解:家庭电路的电压为220V;灯泡的额定电压为220V,若使两个灯泡都正常发光,则两个灯泡是并联的;开关控制灯泡时,开关和灯泡是串联的,开关接在灯泡和火线之间。如图所示:
四、实验探究题(4+7+8=19分)
17.(4分)同学们在制作电动机模型时,把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后,用小刀刮两端引线的漆皮用硬金属丝做两个支架,固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁铁,如图所示,给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮,刮线的要求是 B (填选项“A”或“B”)。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉,另一端只刮半周
(2)可以通过改变 电流或磁场 方向,改变线圈的转动方向。(填一种方法)
(3)线圈在转动过程中 电 能转化为 机械 能。
【解答】解:(1)在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向,则为了使线圈能持续转动,采取将线圈一头的绝缘漆刮去,另一头刮去一半的办法来改变通入线圈的电流方向,故选B;
(2)影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向。故要使线圈的转动方向发生改变,只要改变其中一个因素即可,即只改变电流方向或磁场方向;
(3)根据电动机的原理知,能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动,线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。
故答案为:(1)B;(2)电流或磁场;(3)电;机械。
18.(7分)利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 左右 (填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 闭合 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)该实验在探究过程中,是将 机械 能转化成 电 能,生活中的 发电机 (填“发电机”或“电动机”)是根据这一原理制成的。
(4)进一步猜想,“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定,让导体以 不同 速度进行多次实验,实验测得的数据如表所示,分析数据可得出结论: 在磁场强度相同时,导体切割磁感线的速度越大,电流越大 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
速度(cm/s)
1
2
3
4
5
6
电流(mA)
2.0
4.0
5.5
8.3
9.2
12.8
【解答】解:(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿左右方向运动时,导体切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针会发生偏转。
(2)断开开关,不是闭合电路,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,都不会产生感应电流,电流表指针都不发生偏转,由此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)产生感应电流的过程中,消耗了机械能,转化为电能,人们利用电磁感应现象制成了发电机。
(4)探究感应电流的大小与磁场的强弱和导体运动的速度有关时,需要控制磁场相同,移动速度不同;让导体以不同的速度移动,进行多次实验;根据表格中的数据可知,在磁场强度相同时,导体切割磁感线的速度越大,电流越大。
故答案为:(1)左右;(2)闭合;(3)机械;电;发电机;(4)不同;在磁场强度相同时,导体切割磁感线的速度越大,电流越大。
19.(8分)测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V、额定功率小于1W。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 A (选填“A”或“B”)端。
(3)小叶闭合开关后,发现两表示数都很小,灯泡不亮,其原因是 滑动变阻器接入电路的阻值太大,小灯泡的实际功率太小 。
(4)小叶同学移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 2.2 V,若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小叶同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率为 0.5 W。
(6)细心的小叶发现通过灯泡的电流跟它两端的电压 不成 (选填“成”或“不成”)正比,其原因是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V、额定功率小于1W,根据P=UI可知小灯泡的额定电流约为IL===0.4A,浮电流表选用小量程与灯泡串联,如图所示:
(2)由电路图可知,滑片在A端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于A端;
(3)闭合开关后,发现两表示数都很小,灯泡不亮,其原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大,小灯泡的实际功率太小;
(4)电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;小灯泡的额定功率为2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应让小灯泡两端的电压变大,让滑动变阻器两端的电压变小,故应将图甲中滑片P向B端移动,使电压表的示数为2.5V;
(5)小灯泡的额定电压为2.5V,从图中可知小灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
(6)通过灯泡的电流跟他两端的电压不成正比,其原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)如图;(2)A;(3)滑动变阻器接入电路的阻值太大,小灯泡的实际功率太小;(4)2.2;B;(5)0.5;(6)不成;小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
五、综合应用题(8+9=17分)
20.(8分)某商场有甲、乙两款容积相同的电热水壶,额定电压均为220V,额定功率分别为800W、1500W。请你从下列不同角度,作出选择并说明理由。
(1)从烧水快的角度考虑,应选哪种电热水壶?并说明理由;
(2)若家庭电路的电压为220V,室内插座的额定电流为5A,用插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选哪种电热水壶?并说明理由。
【解答】解:(1)烧开一壶水需要的热量是不变的,在不计热量损失的情况下,根据Q=W=Pt可知,功率越大,需要的时间越短,烧水越快,故用1500W的电热水壶。故从烧水快的角度考虑,应选用1500W的电热水壶。
(2)根据I=可知,若使用1500W的电热水壶,电路中的电流为I1==≈6.8A,
大于室内插座的额定电流为5A,会烧毁插座;而使用800W的电热水壶,电路中的电流为I2==≈3.6A,
小于室内插座的额定电流为5A,电路能正常工作。故选用800W的电热水壶。
答:(1)从烧水快的角度考虑,应选1500W的电热水壶,理由见解析;
(2)从安全用电的角度考虑,应选800W的电热水壶,理由见解析。
21.(9分)赵阳同学有一只电热器,他不知道这个电热器的功率,他想利用家中的电能表进行测量,他把家中其他电器都关闭,只让电热器工作,经过3分钟他观察到电能表转了12转,他家的电能表上标有“220V5A(10A),300r/kW•h”的字样。请你帮他完成下列问题:
(1)这个电热器消耗的电能是多少J?
(2)这个电热器的功率是多少KW?
(3)如果他家里还有200W的电视机一台、100W的电冰箱一个、500W的电饭煲一个及40W的电灯四盏,那么这些用电器能否同时使用?
【解答】解:
(1)300r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,转盘转300r,
则电能表转了12转消耗的电能:
W=×12kW•h=0.04kW•h=1.44×105J;
(2)该电热器的功率:
P===800W=0.8kW。
(3)电能表允许的最大功率:
P最大=UI=220V×10A=2200W;
电路中的总功率:
P总=200W+100W+500W+40W×4=960W,
因为P总<P最大,
所以这些用电器可以同时使用。
答:(1)这个电热器消耗的电能为1.44×105J;
(2)这个电热器的功率为0.8kW;
(3)这些用电器可以同时使用。
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