广东省珠海市斗门区2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(含答案)
展开2022-2023学年广东省珠海市斗门区九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。
1.(3分)下列家用电器正常工作时,电功率最接近200W的是( )
A.家用空调 B.手电筒 C.台式电脑 D.家用排风扇
2.(3分)如图所示的四种做法符合安全用电原则的是( )
A.试电笔的使用
B.大功率用电器同时使用
C.用湿手拔插座
D.洗衣机的金属外壳安装接地线
3.(3分)小伟拿橡胶小勺在干燥毛料布上摩擦几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,下列说法正确的是( )
A.橡胶小勺带电是因为摩擦创造了电荷
B.橡胶小勺吸引胡椒粉是因为带电体能吸引轻小物体
C.若橡胶小勺带负电是因为失去电子
D.若毛料布带正电说明小勺的正电荷转移到毛料布上
4.(3分)茶是人们日常生活中不可缺少的一部分,下列说法正确的是( )
A.炒茶时,通过做功改变了茶叶的内能
B.烧水过程中,热水的温度升高,所含的热量增多
C.热水沸腾时,温度不变,内能不变
D.泡茶过程中,水的温度降低,内能减小
5.(3分)如图所示是内陆城市兰州和沿海城市珠海5月18日的气温变化情况,下列说法正确的是( )
A.城市a是珠海,依据是水的比热容较大
B.城市a是兰州,依据是砂石的比热容较大
C.城市b是珠海,依据是水的比热容较大
D.城市b是兰州,依据是砂石的比热容较大
6.(3分)如图所示,在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,容器中密封等量的空气。通电后,观察U形管中液面高度的变化,则( )
A.通过甲、乙两个容器内导体的电流相等
B.通电一段时间后,甲中的U形管液面高度差较小
C.本实验探究的是电流产生的热量与电流的关系
D.本实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系
7.(3分)如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
D.当滑动变阻器的滑片P处于中点时,电流表示数为1.0A
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)首届中国“年鱼”博览会将于2022年12月底在珠海举办,眼下风头正旺的“白蕉海鲈”一跃升级为“国鲈”,如图所示为国鲈的LOGO。在烹饪鲈鱼过程中会闻到浓浓的香味,这是 现象,但当鱼冷却后香味变淡,说明分子运动快慢与 有关;吃鱼时发现鲈鱼粘在盘子上,说明分子间存在 力。
9.(3分)如图所示是小朋友玩摔炮的情景。摔炮与地面发生碰撞时,通过 的方式使它的内能增大,导致火药爆炸。爆炸时火药的 能转化为其他形式的能量,爆炸过程 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
10.(3分)如图所示,甲图是四冲程汽油机工作状态示意图,此时它处在 冲程,这个冲程中气缸内气体的内能将 (选填“增大”“减小”或“不变”),其能量转化情况与 (选填“乙”或“丙”)图相同。
11.(3分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针均如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为 V,灯泡L2两端的电压为 V;若此时灯泡L2发生断路,则电压表 可能会损坏(选填“V1”或“V2”)。
12.(3分)如图所示为可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,电位器应与灯泡 (选填“串联”或“并联”),它是通过改变电阻片接入电路中的 来改变其接入电路中的电阻,欲使滑片P顺时针转动时灯泡变暗,应将接线柱 接入电路。
13.(3分)如图所示是一款标有“5V,10000mA•h”字样的手机充电宝。当给充电宝充电时,充电宝相当于简单电路中的 (选填“电源”或“用电器”),此时 能转化为化学能。充满电后,它大约存储了 J的电能。
14.(3分)如图是某同学家今天用电前后电能表的示数,他家今天用电 度。当他家里只有一台电器工作时测得1min电能表转盘转了30转,则这台电器消耗的电能为 J,该电器的电功率是 W。
三、作图题(共7分)
15.(2分)闭合开关S,灯L1和L2都能发光,请在如图电路中的“〇”内填上适当的电表符号(电流表或电压表)。
16.(2分)如图电路中,已完成的部分连接正确,请用笔画线代替导线将其余部分连接完整。
17.(3分)请根据图甲所示的电路图,以笔画线代替导线连接图乙的实物图。
四、实验题(本大题3小题,共19分)
18.(6分)
(1)小明利用如图1甲所示的装置探究电阻的大小与哪些因素有关。
①小明通过观察电流表示数或 来比较电阻的大小。若选择A、B,可研究导体的电阻与 的关系;若要研究导体的电阻与横截面积的关系,应选择 (选填字母代号)。
②某同学为了探究温度对电阻的影响,设计了如图1乙的实验。若灯泡的亮度发生变化,则说明导体的电阻与温度有关。他把一个电压表并联在A、B之间,随着电阻丝的温度升高,发现其电压表的示数变大,说明电阻丝的电阻随温度的升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)与丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带 电。用带电的玻璃棒接触验电器的金属球,金属箔张开,如图2所示。这两片金属箔带 (选填“同”或“异”)种电荷。
19.(6分)如图甲所示,小明利用电流表和电压表测量小灯泡的电阻,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)小明按电路图连接实物,当刚接上最后一根导线后,发现电流表和电压表的指针立刻就偏转了,原因是 ,此时电流表的指针如图乙所示,其原因可能是 。
(2)改正后进行实验,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2.0V,电流表的示数如图丙所示。为 A。若要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移。
(3)小明设计如下实验表格并记录数据,表格中①处应填写的内容为 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
①
(4)由实验数据可得,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
20.(7分)某实验小组在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物图补充完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 (选填“c”或“d”)端。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的I﹣R图象。实验中,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“c”或“d”)端移动,使电压表示数为 V。为保证四个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
(4)根据图乙的I﹣R图象,可以得出结论:在电压一定时,电流与电阻成 。
五、计算题(本大题共13分)
21.(6分)如图所示电路中,已知R1的阻值为20Ω,电源电压是3V。当闭合开关S时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R1两端电压;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值;
(3)移动滑片使电压表示数为1V时电路中的总电阻。
22.(7分)如图所示为即热式电热水器的实物图、工作电路图、部分参数图,其内部电路由发热电阻R1和R2组成,R2=55Ω,求:
(1)高温挡时,电路中的电流;
(2)高温挡工作5min消耗的电能;
(3)低温挡的功率。
项目
参数
电源电压/V
220
低温挡功率/W
?
高温挡功率/W
1320
六、综合能力题(本题共19分)
23.(6分)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失。
(1)实验中应控制燃料燃烧的 (选填“时间”或“质量”)相同,根据 比较燃料燃烧放出热量的多少。
(2)小明选用燃料a和燃料b进行实验,当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了如图乙所示的图象,则可初步判断燃料 (选填“a”或“b”)的热值大。
(3)小明实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料a的质量,并由记录的数据,利用公式Q吸=cmΔt计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出燃料a的热值,你认为他的计算结果与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”),原因是 。
(4)另一组的小华在燃料c和燃料d燃尽后也画出了水的温度随时间变化的图象,如图丙所示,则c、d两种燃料热值之比为 。(设同种燃料燃烧时单位时间内放出的热量相同)
24.(6分)小强运用所学的电学知识对家庭电路进行研究,并参与了家里空调安装的决策。
(1)观察供电箱时看到如图所示的情景,由此可知,小强家的照明电路和空调电路之间是 (选填“串联”或“并联”)的,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路 (选填“能”或“不能”)正常工作。
(2)小强家的客厅计划安装一台空调。商场上有甲、乙两款空调,额定电压均为220V,额定功率分别为1500W和2200W,请你根据下列情况,合理选择并说明理由。
①甲款空调,制冷速度更 (选填“快”或“慢”)。当运行时间相同时,消耗电能较多的是 (选填“甲”或“乙”)款空调。
②空调启动时电流比较大,而电流过大会导致线路出现危险。如表为导线线径与安全载流量的关系表,小强家的导线线径为1.5mm2,你认为安装乙空调是否合适? (选填“是”或“否”),请说明理由: 。
导线线径S/mm2
0.5
0.75
1
1.5
2.5
4
安全载流量I/A
4
5
6
8
20
25
25.(7分)阅读短文,回答问题。
热阻
物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。传导是热传递的一种方式,同时物体对热量的传导有阻碍作用,称为“热阻”用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的不良导体材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中的 ,热阻相当于电路中的 (以上两空均选填“电压”“电流”或“电阻”)。
(2)在其他因素不变的情况下,导热系数越小,热阻越 (选填“大”或“小”)。铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 (选填“大”或“小”)的材料制成的。
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,t1、t2分别为40℃、20℃,则墙壁正中间(虚线处)的温度为 ℃。
(4)如图乙所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L,当热量从上向下流动时,铝块的热阻为R1,热量从左向右流动时,铝块的热阻为R2,则R1 R2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)如图丙所示,热量在墙壁中传导,在传导方向上的长度为L1,横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2,导热系数为λ2,则热量传导过程中的总热阻R= 。
2022-2023学年广东省珠海市斗门区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。
1.【解答】解:A、家用空调器的功率约为1000W以上,故A错误;
B、手电筒的功率约为1W,故B错误;
C、电脑的电功率约为200W,故C正确;
D、排风扇的功率大约为40W,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:A.使用测电笔时,手一定不能接触笔尖金属体,如果测电笔接触火线,手接触笔尖金属体会发生触电事故,故A不符合题意;
B.一个插线板上不能同时接入多个大功率用电器,否则会导致电流过大,引起空气开关跳闸,故B不符合题意;
C.由于生活用水是导体,所以用湿手拔插座很容易使人触电,故C不符合题意;
D.金属外壳的洗衣机,外壳一定要接地,防止外壳漏电,发生触电事故,故D符合题意。
故选:D。
3.【解答】解:A、橡胶小勺带电是通过摩擦的方法从而发生了电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B、橡胶小勺吸引胡椒粉是因为带电体能吸引轻小物体,故B正确;
C、若橡胶小勺带负电是因为它得到了电子,故C错误;
D、若摩擦后的毛料布带了正电,是因为毛料布失去了电子,毛料的电子转移到了小勺上,故D错误。
故选:B。
4.【解答】解:A、炒茶时,茶叶吸收热量,通过热传递改变了茶叶的内能,故A错误;
B、热量是过程量,不能说含有多少热量,故B错误;
C、水沸腾时,吸收热量,温度不变,内能增加,故C错误;
D、泡茶过程中,水的温度降低,内能减小,故D正确。
故选:D。
5.【解答】解:沿海地区水多,水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小;由图中曲线可知a的温差小,所以a是沿海城市珠海,b是内地城市兰州,故A正确、BCD错误。
故选:A。
6.【解答】解:ACD、上图中,乙容器中两电阻并联后再与甲容器中的电阻串联,根据串联和并联电路电流的规律,通过甲容器中电阻丝的电流大于通过乙容器中电阻的电流,故A错误;
而容器中两电阻阻值相等,通电时间也相等,故本实验探究的是电流产生的热量与电流的关系,故C正确,D错误;
B、甲、乙容器中两电阻阻值相等,通电时间相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,甲容器中电阻丝产生的热量大于乙容器中电阻丝产生的热量,由转换法,通电一段时间后,甲中的U形管液面高度差较大,故B错误。
故选:C。
7.【解答】解:A、由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,故A正确;
B、由I=可得,定值电阻R的阻值:R===6Ω,故B正确;
C、当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
则电路中的总电阻:R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,故C正确;
D、当滑动变阻器的滑片P处于中点时,R滑′=6Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R总′=R+R滑′=6Ω+6Ω=12Ω,
则电路中的电流为:==0.75A,故D错误。
故选:D。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.【解答】解:鲈鱼在烹饪过程中会闻到浓浓的香味,属于扩散现象,当鱼冷却后香味变淡,说明分子运动与温度有关;
吃鱼时发现鲈鱼粘在盘子上,说明分子间存在引力。
故答案为:扩散;温度;引。
9.【解答】解:鞭炮与地面发生碰撞时,对鞭炮做功,内能增加,温度升高,导致火药爆炸。爆炸时火药的化学能转化为其他形式的能量,爆炸过程遵循能量守恒定律。
故答案为:做功;化学;遵循。
10.【解答】解:两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程;做功冲程,燃气对外做功,内能转化为机械能,气缸内气体的内能减小。
乙图对试管中的水加热,产生的水蒸气膨胀对塞子做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能。
丙图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程。因此与做功冲程原理相同的是乙图。
故答案为:做功;减小;乙。
11.【解答】解:由电路图可知,灯泡L1与L2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,
所以,电压表V1的示数大于电压表V2的示数,则:
电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源电压U=7V;
电压表V2的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,则灯泡L2两端电压U2=1.4V;
若此时灯泡L2发生断路,电压表V2测电源电压,由于电压表V2的量程为0~3V,电源电压U=7V;超过电压表V2的量程,所以电压表V2可能会损坏。
故答案为:5.6;1.4;V2。
12.【解答】解:(1)电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联;
(2)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的;
(3)欲使滑片P顺时针转动时灯泡变暗,顺时针转动旋钮时,灯泡变暗,电路中电流变小,电位器接入电路的电阻变大,接2、3线柱。
故答案为:串;长度;2、3。
13.【解答】解:充电宝消耗电能转化成化学能,相当于电路中的用电器;
充满电后,它大约存储的电能:W=UIt=5V×10000×10﹣3A×3600s=180000J。
故答案为:用电器;电;180000。
14.【解答】解:由图可知,这位同学家当天消耗的电能:28.6kW•h﹣26.8kW•h=1.8kW•h;
3000R/kW•h所表示的物理意义:电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000R;
电能表转盘转了30转,则用电器消耗的电能:
W=kW•h==0.01kW•h=3.6×104J,
t=1min=h,
用电器的功率:
P===0.6kW=600W。
故答案为:1.8;3.6×104;600。
三、作图题(共7分)
15.【解答】解:根据电路图可知,开关S闭合后,灯泡L1直接和电源相接,要使灯L1和L2都能发光,两个灯泡一定是并联的。则根据电流流向可知,电流从电源正极经过开关后开始分支,一支经过L1,另一支经过上面圈和L2,然后两路汇合共同回到电源负极,因此中间圈为电压表,右上圈为电流表:
16.【解答】解:根据灯泡连接时,火线要先进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡可知,最上面的一条是火线;再根据三孔插座上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线可知,图中最下面一条是地线,则中间一条是零线,最后根据开关、灯泡、三孔插座的接线连线即可,如图所示:
17.【解答】解:根据电路图连接实物图,可以根据电流流向法,从电源的正极经过开关进行分支,一支经过灯泡L1,另一支经过灯泡L2,然后共同回到电源负极。如下图所示:
四、实验题(本大题3小题,共19分)
18.【解答】解:(1)①通过观察电流表示数或灯泡的亮度来比较电阻的大小,这是转换法;
由图可知导体A、B的材料、横截面积相同,长度不同,所以选用导体A、B,可探究导体电阻大小与长度是否有关;
要研究导体的电阻与横截面积的关系,根据控制变量法可知需选择材料、长度相同,横截面积不同的导体,所以应选择A、C;
②如图1乙所示灯泡和电阻丝串联接入电路,随着电阻丝的温度升高,发现其电压表的示数变大,根据串联分压原理可知电阻丝的阻值变大,说明电阻丝的电阻随温度的升高而变大;
(2)与丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电,用带电的玻璃棒接触验电器的金属球,金属箔张开,如图2所示这两片金属箔带同种电荷。
故答案为:(1)①灯泡的亮度;长度;A、C;②变大;(2)正;同。
19.【解答】解:(1)刚接上最后一根导线,发现电流表和电压表的指针立刻就偏转了,说明连接电路时开关没有断开;
闭合开关后,图乙中电流表的指针向左偏转,说明电流表的正负接线柱接反了;
(2)当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2.0V,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A;
由于电压表示数小于灯泡额定电压,若要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左移;
(3)本实验利用电流表和电压表测量小灯泡的电阻,故表格中①处应填写的内容为:电阻R/Ω;
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R===10Ω。
故答案为:(1)连接电路时开关没有断开;电流表的正负接线柱接反了;(2)0.24;左;(3)电阻R/Ω;(4)10。
20.【解答】解:(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与电阻R串联在电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即d端;
(3)根据绘制的电流I随电阻R变化的图象,电阻两端的电压:UV=IR=0.48A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=0.12A×20Ω=2.4V,即定值电阻两端电压保持2.4V不变;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,即电压表示数变大;
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d端移动,使电压表的示数为2.4V;
电阻R两端的电压始终保持2.4V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.4V=3.6V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的=1.5倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.5×20Ω=30Ω,故滑动变阻器的最大阻值至少是30Ω;
(4)由(3)可知,电流与电阻之积为一定值,故可以得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见解答图;(2)d;(3)变大;d;2.4;30;(4)反比。
五、计算题(本大题共13分)
21.【解答】解:当闭合开关S时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;
(1)电流表的示数为0.1A,即电路中的电流为I=0.1A,
由欧姆定律可得R1两端的电压:U1=IR1=0.1A×20Ω=2V,
(2)由欧姆定律可得总电阻:R===30Ω
由串联电路的电阻特点可知R2接入电路中的阻值:R2=R﹣R1=30Ω﹣20Ω=10Ω;
(3)移动滑片使电压表示数为1V时,则电路中的电流为:
I′===0.05A;
由欧姆定律可得总电阻:R′===60Ω。
答:(1)R1两端电压为2V;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω;
(3)移动滑片使电压表示数为1V时电路中的总电阻为60Ω。
22.【解答】解:(1)由P=UI可得,高温挡时,电路中的电流:
I高===6A;
(2)由P=可得,高温挡工作5min消耗的电能:
W=P高t=1320W×5×60s=3.96×105J;
(3)由电路图可知,闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电热水壶处于加热挡;闭合开关S1、断开开关S2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,总功率最小,电热水壶处于低温挡。
由P=UI=可得,R1与R2并联后的总电阻:
R并===Ω,
根据并联电路的电阻特点=+可得,=+
解得R1=110Ω,
低温挡的功率:
P低===440W。
答:(1)高温挡时,电路中的电流为6A;
(2)高温挡工作5min消耗的电能为3.96×105J;
(3)低温挡的功率为440W。
六、综合能力题(本题共19分)
23.【解答】解:(1)实验中应控制燃料的质量相同,根据燃料燃尽时温度计上升的示数比较燃料燃烧放出热量的多少。
(2)a、b燃尽的时间相同,即a、b燃烧的速度一样,由图乙可知,在水温都升高到80℃时,消耗a燃料较少,由此可初步判断a燃料的热值大。
(3)燃料不一定完全燃烧,且放出的热量不可能全部被水吸收,有热量损失,导致在运用Q=mq计算燃料的热值时,计算的结果比真实值偏小。
(4)对于c来说,在相同的时间内放出的热量是相同的,根据图可知,c燃料完全燃烧放出的热量为水从50℃升高到100℃吸热的2倍,根据公式Q=qm、Q=cmΔt可知:Qc=2c水m水Δt1=mqc;
对于d来说,完全燃烧后,水吸收的热量是:Qd=c水m水Δt2=mqd;
=,
解得,两种燃料热值之比为:==5:2。
故答案为:(1)质量;燃料燃尽时温度计上升的示数;(2)a;(3)偏小,燃料不一定完全燃烧,且放出的热量不可能全部被水吸收,有热量损失;(4)5:2。
24.【解答】解:(1)小强家的照明电路和空调电路之间是并联的,并联电路各用电器互不影响,当只有空调电路“跳闸”时,照明电路能正常工作;
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙两款空调都正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的电功率小,制冷速度更慢;
两款空调运行时间相同时,由W=Pt可知,消耗电能较多的是乙款空调;
②乙款空调工作时的电流为:I===10A,当空调启动时电流比较大;
小强家的导线线径为1.5mm2,由表中数据可知,全载流量为8A,小于空调启动时的电流,不适合安装乙空调。
故答案为:(1)并联;能;(2)①慢;乙;②否;小强家导线安全载流量小于乙空调正常工作时的电流。
25.【解答】解:(1)当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递,传导是热传递的一种方式,同时物体对热量的传导有阻碍作用,称为“热阻”,热传递的条件是有温度差,电压是形成电流的原因,电阻对导体对电流的阻碍作用,热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中电压,热阻相当于电路中的电阻;
(2)物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=,式中λ称为材料的导热系数,
分析函数关系可知在其他因素不变的情况下,导热系数越小,热阻越大,导热能力越差,导热系数越大,热阻越小,导热能力越强,所以铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较小的材料制成的;
(3)墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少相同,所以墙壁正中间处的温度为:==30℃;
(4)由R=知,当热量从上向下流动时,铝块的热阻为:R1===,热量从左向右流动时,铝块的热阻为:R2==,比较可知R1>R2;
(5)根据“物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式R=,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同”知,乙图中热量传导过程中的总热阻R为。
故答案为:(1)电压;电阻;(2)大;小;(3)30;(4)>;(5)。
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