2023年江苏省淮安市淮阴区中考物理一模试卷(含解析)
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副标题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1. 下列能源中,属于可再生能源的是( )
A. 天然气 B. 石油 C. 煤炭 D. 水能
2. 我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中,将指南针分为“旱针”和“水针”两类.在如图所示的装置中,条形磁铁正上方悬挂的“旱针”和它左边的水盆中悬浮的“水针”在静止时其N极分别指向( )
A. 左,右 B. 右,左 C. 左,左 D. 右,右
3. 如图所示,闭合开关S1,电灯L1、L2都能发光。再闭合开关S2,观察到灯泡的发光情况是( )
A. L1、L2都变亮 B. L1变亮、L2不亮 C. L1、L2都变暗 D. L1不亮、L2变亮
4. 下列有关安全用电的说法中,正确的是( )
A. 使用测电笔时,手不能接触笔上任何金属体
B. 用电器不慎起火后,应立即用水灭火
C. 保险丝缺少时用铁丝代替
D. 用电器的金属外壳要接地
5. 如图所示,电磁转换实验电路,能说明电瓶车上电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
6. 家庭厨房安装的油烟机都有照明灯和换气扇(电动机M),使用时,有时需要它们各自独立工作,有时又需要它们同时工作。下列电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是( )
A. 报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B. 报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
C. 报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
D. 温度达到90℃时,报警器中的灯亮同时铃响
8. 小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I−U关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I−U关系图像
B. 当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
C. 当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.2W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为1W
9. 随着家庭电路中大功率用电器的使用,其电路总电流会变______ ,导线也应换用直径更______ (前两空选填“大”或“小”)一些的,防止过热烧坏,为了避免这类事故发生,电路中要接入______ 起到保护作用。
10. 如图所示,闭合开关S,电流表的示数为0.6A,灯L1比灯L2亮,则灯L1中通过的电流为______ A,灯L2中通过的电流______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)0.6A。
11. 目前核能已经被广泛利用,核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源;其中核电站工作是利用______(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放出大量的核能,再通过发电机转化为______能。
12. 如图甲所示,磁悬浮列车是一种快速、舒适、经济、无污染、低能耗的现代交通工具。它利用______ 使车轮与轨道不接触,从而减小摩擦,提高车速。学习完家庭电路后,小华在家里观察了电能表,如图乙,该表示数是______ ,同时他在家里操作了测电笔,如图丙所示,它的作用是______ 。
13. 如图所示,探究电磁波的产生和传播特性。
(1)如图甲,在验证电磁波的存在的实验中,实验成功的关键是要用导线______ (直接/时断时续)接触电池两端,才能听到收音机发出的“咔咔”声。
(2)如图乙将手机放在真空罩中,用抽气机抽去罩中的空气,打电话呼叫罩内的手机,发现手机能收到呼叫信号,说明______ 。
(3)如图丙,将手机放到金属盆中,扣上金属网罩,打电话呼叫盆中的手机,不能收到呼叫信号;再将手机放在纸盒中,打电话呼叫,手机能收到呼叫信号,说明______ 。
14. 在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.8A和0.2A,则电源电压为______ V,电阻R1的阻值为______ Ω。通电1min,该电路消耗的总电能为______ J。
15. 小明通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,指示灯亮、栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟装置,电源电压恒定,指示灯L标有“3V 1.8W”字样,电磁铁的线圈阻值不计。当车牌识别成功,相当于将图中开关S闭合,当滑动变阻器接入电阻为15Ω时,指示灯L刚好正常发光,铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆,此时电磁铁的下端为______ (选填“N”或“S”)极,电源电压为______ V;若电源电压降低,闭合开关,电磁铁栏杆磁性减弱,栏杆不能自动抬起,除了更换电源外,请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法:______ 。
16. 根据乙图中小磁针静止时的指向(涂黑端为N极),标出磁体的N、S极和A点的磁场方向(用箭头表示)。
17. 请同学们将图连成符合安全用电原则的照明电路。
18. 如图所示,是探究导体产生的热量与电阻关系的实验装置。两只锥形瓶A、B中装有等质量的煤油,两支温度计的初始示数相同,电热丝RA和RB的阻值不同。
(1)电热丝RA和RB采用______ 的连接方式,其目的是控制通电时间和______ 相等。
(2)用电压表测量RA与RB两端的电压,发现UA
(3)实验过程中,发现______ ,表明锥形瓶B中煤油吸热多,可得结论:相同的条件下,电阻______ (选填“越大”或“越小”),产生的热量越多。
19. 如图所示,探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针。闭合开关后,______ 玻璃板,铁屑分布情况表明,螺线管的外部磁场与______ 磁体周围的磁场相似。
(2)接通电路,小磁针静止时______ 极的指向是该点的磁场方向。
(3)将电源正负极对调,小磁针偏转方向发生改变,这是为了探究______ 。
(4)有同学猜想:“通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小是否有关呢?”请你想出一个办法,帮他完成探究:______ 。
20. 如图所示是研究磁产生电的实验装置。
(1)图甲所示实验中通过观察电流表指针______来判断是否有感应电流产生;
(2)若要使图甲的电路中产生感应电流,要满足的条件有:一是开关要______;二是导体AB在磁场中做______运动;
(3)如图乙所示是实验室用的手摇发电机,在发电机和小灯泡电路里串联一个电流表,慢慢摇动手柄,观察到电流表的指针左右摇摆,这表明该发电机发出的电是______(选填“直流电”或“交流电”);
(4)观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光的不同之处是______。
21. 图甲为市面上的某款电热毛巾架,额定电压220V,简化的工作电路如图乙,该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换,图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
完成下列问题:
(1)保温状态下,毛巾架正常工作时的电流为多大?
(2)分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧?
(3)毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能?
22. 在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源是新干电池两节,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于______ 端(选填“M”或“N”)。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是______ 。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定电功率,手在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察______ 。
(4)小明移动滑动变阻器的滑片过程中,测量出了4组实验数据,描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。当电压表示数为______ V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的功率为______ W。
(5)同组的小丽通过计算指出曲线上所标出的五个点中,______ 点并不是实验直接测得的数据,她的理由是______ 。
23. 两个学习小组根据所给实验器材不同,设计测量定值电阻阻值的方案也要求不同,其它小组进行评估:
方案一
方案二
器材:一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、未知电阻Rx、电源、开关和导线若干。
器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,未知电阻Rx、电源、开关和导线若干。
步骤一、请你在图虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路。
步骤二、将电压表______ 在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux;
步骤三、将电压表______ 在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0;
步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式______ 。(用符号表示)
请你在图虚线框中画出实验所需的电路图。
评估交流
从实验操作角度看,以上两个方案中,方
案______ 更好。
理由:______ 。(写出一条)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:石油、天然气和煤炭不能短期内从自然界得到补充的,是不可再生能源;
而水能可以从自然界源源不断的得到,是可再生能源;
故选D.
解决此题要知道可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源,如:风能、水能、生物质能、太阳能.
此题考查了可再生能源和不可再生能源的特点,是一道基础题;能源问题是当今社会的热点,需要引起注意.
2.【答案】A
【解析】解:根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁的左端为S极,所以“水针”的右端为N极,“旱针”的左端为N极。
故选:A。
根据异名磁极相互吸引的特点,小磁针静止时,N极指向条形磁体一端,条形磁铁这段就是和N极不同的磁极---S极。
本题考查磁极间的相互作用规律,要知道同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的规律。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了电路的识别,明确短路现象是解题的关键。
根据实物图分析电路的连接方式;用电器的两端被导线相连,则用电器会被短路。
【解答】
闭合开关S1,该电路为串联电路,电灯L1、L2都能发光;再闭合开关S2,灯泡L1的两端被导线相连,则灯泡L1被短路,L1不发光;通过灯泡L2电流变大,L2更亮。
故选:D。
4.【答案】D
【解析】解:
A、用测电笔时,手必须要接触笔尾金属体,这样才能使测电笔发挥作用,故A错误;
B、用电器不慎起火后,应立即切断电源,然后施救,绝对不能泼水灭火,因为常见水是导体,会导致救火者触电,故B错误;
C、铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,故C错误;
D、金属外壳的用电器,外壳要接地,以防触电,故D正确。
故选:D。
(1)使用测电笔时手要接触笔尾的金属体;
(2)发生触电或用电器起火时,应先切断电源;
(3)铁丝的电阻率小、熔点高,用铁丝代替保险丝,不能在电流过大时,自动切断电路;
(4)有金属外壳的用电器,外壳要接地。
本题主要考查学生对安全用电知识、触电的应急措施的了解与掌握,加强用电安全意识,学会自我保护。
5.【答案】C
【解析】解:A、闭合开关,该图说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机是利用该原理制成的,故A不符合题意;
B、闭合开关,该图说明通电螺线管的周围存在磁场,故B不符合题意;
C、闭合开关,该图说明通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机就是利用该原理制成的,故C符合题意;
D、闭合开关,该图说明通电导体的周围存在磁场,放在通电导线周围的小磁针会发生偏转,故D不符合题意。
故选:C。
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机就是利用该原理制成的。
(2)通电螺线管的磁场可以利用安培定则来判断。
(3)通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机就是利用该原理制成的。
(4)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,放在通电导线周围的小磁针会发生偏转。
直达电流的磁效应、电磁感应现象、磁场对电流的作用以及发电机、电动机的基本原理。
6.【答案】B
【解析】解:
由题意可知,照明灯和换气扇都能各自独立工作,说明它们的连接方式是并联,且两支路上各有一个开关来控制灯与换气扇,干路没有开关,故B图符合要求。
故选:B。
并联电路特点:各用电器之间互不影响,干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路,由此根据题意分析解答。
本题考查了并联电路的特点和开关的作用,明确串并联电路的特点是关键。
7.【答案】D
【解析】解:AB、当温度升高到90℃时,水银和金属丝接通,由于水银和金属丝都是导体,所以控制电路接通,电磁铁有磁性,电磁铁吸引衔铁,动触头和电铃的电路接通,电铃响,灯不亮,报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性等特点,故A和B正确。
C、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中,两者是串联的,故C正确。
D、温度达到90℃时,水银和金属丝接通,由于水银和金属丝都是导体,所以控制电路接通,电磁铁有磁性,电磁铁吸引衔铁,动触头和电铃的电路接通,电铃响,灯不亮,故D错误。
故选:D。
温度自动报警器的原理:
当温度未升高到90℃时,水银和金属丝没有接通,控制电路是断开的,在弹簧作用下,动触头和灯的电路接通,灯发光,电铃不响。
当温度升高到90℃时,水银和金属丝接通,由于水银和金属丝都是导体,所以控制电路接通,电磁铁有磁性,电磁铁吸引衔铁,动触头和电铃的电路接通,电铃响,灯不亮。
本题考查了液体温度计的工作原理、导体、电磁铁磁性有无等,是一道比较简单的综合性习题。
8.【答案】C
【解析】解:A、定值电阻R的I−U关系图象是一条直线,故A错误;
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.3A,IR=0.1A,
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:I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A;
小灯泡L的实际功率:PL=UIL=4V×0.3A=1.2W,故B错误,C正确;
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,所以电路消耗的总功率是:P=U′I′=10V×0.2A=2W,故D错误。
故选:C。
(1)根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关得出结论;
(2)由图甲可知灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,根据并联电路的电压特点得出干路电流;根据P=UI计算灯泡的电功率;
(3)根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压,根据P=UI计算电路总功率。
本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象得出有用的信息。
9.【答案】大 大 保险丝或空气开关
【解析】解:随着家庭电路中大功率用电器的使用,用电器总功率过大,由P=UI可知会使电路电流过大,空气开关能自动断开或保险丝熔断,起到保险的作用;此时电路中的导线应该换用直径更大一些的,这样会减小导线的电阻,从而减小导线产生的热量。
故答案为:大;大;保险丝或空气开关。
电路短路或总功率过大,会使电路中电流过大。当电路中的电流过大时,保险丝熔断或空气开关自动断开。导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
本题考查了家庭电路中电流过大的原因、影响电阻大小的因素、安全用电的措施,属于基础题。
10.【答案】0.6 等于
【解析】解:由图知,L1、L2串联,电流表的示数为0.6A,在串联电路中,电流处处相同,所以则灯L1中通过的电流为0.6A,灯L2中通过的电流等于0.6A。
故答案为:0.6;等于。
串联电路中各处电流都相等,分析电路,根据串联电路的电流规律得出L1、L2中的电流大小。
此题考查了串联电路规律的应用,串联电路中的电流处处相等,不要受灯L1比灯L2亮的影响。
11.【答案】不可再生 核裂变 电
【解析】解:
据上面的分析可知,核电站所用的核燃料属于不可再生能源,由于核裂变是可控的,故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的;对于发电机即是通过线圈在磁场中做切割磁感线运动而产生电能的。
本题主要考查学生对可再生能源和不可再生能源特点的理解,同时也考查了同学们对于核能的利用情况及发电机原理的掌握,这些知识点都是中考的热点。
12.【答案】磁极间相互作用 7628.1kW⋅h 辨别火线与零线
【解析】解:(1)磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用,使车轮与轨道不接触,通过使接触面彼此分离,从而减小摩擦力,提高车速度;
(2)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h。由图乙可知,电能表的示数为7628.1kW⋅h;
(3)如图乙所示为测电笔,它的主要作用是用于辨别火线与零线;
故答案为:磁极间相互作用;7628.1kW⋅h;辨别火线与零线。
(1)减小摩擦的方法:使接触面变光滑;减小压力;用滚动代替滑动;使接触面分离;
(2)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h;
(3)测电笔用于辨别火线与零线;
本题考查学生对磁极间相互作用、测电笔的作用、电能表的读数方法的理解和掌握,难度不大。
13.【答案】时断时续 电磁波能在真空中能传播 金属容器能屏蔽电磁波
【解析】解:
(1)实验中,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与正极接触,使它们时断时续地接触,电路中有时断时续的电流出现,迅速变化的电流产生了电磁波,产生的电磁波被收音机接收到,听到“咔咔”的声音,说明电磁波的存在。
(2)用抽气机抽去罩中的空气,打电话呼叫罩内的手机,手机也能收到呼叫信号,因为电磁波能在真空中能传播。
(3)因为电磁波遇到金属会被反射。将手机放在金属容器中,打电话呼叫容器中的手机,这时手机不能收到呼叫信号;而在纸盒内的手机能收到呼叫信号,说明金属容器能屏蔽电磁波。
故答案为:
(1)时断时续;
(2)电磁波能在真空中能传播;
(3)金属容器能屏蔽电磁波。
要解答本题需掌握电磁波的一些重要特性:电磁波在真空中能传播。电磁波遇到金属会被反射。电磁波遇到绝缘体会穿透。
本题主要考查的是电磁波的产生,电磁波存在的证明方法等,要知道只有迅速变化的电流才容易产生电磁波。
14.【答案】12 60 576
【解析】解:(1)由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A的示数为0.8A,即干路中的电流为:I=0.8A,
电流表A1的示数为0.2A,即通过电阻R1的电流为:I1=0.2A,
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可得,通过电阻R2的电流为:I2=I−I1=0.8A−0.2A=0.6A;
根据欧姆定律和并联电路的电压特点可得电源电压:U=U2=I2R2=0.6A×20Ω=12V,
(2)根据I=UR可得:R1=UI1=12V0.2A=60Ω;
(3)通电1min整个电路消耗的电能为:W=UIt=12V×0.8A×1×60s=576J。
故答案为:12;60;576。
由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。
(1)已知两电流表示数大小,根据并联电路的电流规律确定电阻R2支路中的电流大小,根据欧姆定律求得电阻R1两端的电压大小;
(2)并联电路的各支路的电压相等,利用欧姆定律求得R1的阻值;
(3)根据W=UIt求得通电1min整个电路消耗的电能。
本题考查欧姆定律和电功公式在并联电路中的应用计算,关键是知道并联电路的电流、电压规律,难度不大。
15.【答案】N 12 调节滑动变阻器,使接入的阻值变小
【解析】解:通电螺线管的电流是下方流入,上方流出,根据安培定则可知电磁铁的下端为N极;
分析图中电路可知灯L和滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电阻为10Ω时,指示灯L刚好正常发光,小灯泡的额定电流I灯=P灯U灯=1.8W3V=0.6A;
串联电路电流处处相等,I=I灯=I滑=0.6A;
滑动变阻器两端电压U滑=I滑×R滑=0.6A×15Ω=9V;电源电压U=U滑+U灯=9V+3V=12V;
若电源电压降低,闭合开关,电磁铁栏杆磁性减弱,栏杆不能自动抬起,此时要使电流增大,才能时杆子自动抬起。除了换电源电压外,还可以调节滑动变阻器,使接入的阻值变小,从而使电流增大,杆子自动抬起。
故答案为:N;12;调节滑动变阻器,使接入的阻值变小。
通电螺线管的电流是下方流入,上方流出,根据安培定则可知电磁铁的磁极;
分析图中电路可知灯L和滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电阻为10Ω时,指示灯L刚好正常发光,由I灯=P灯U灯可得小灯泡的额定电流;
串联电路电流处处相等,I=I灯=I滑=0.6A;由U滑=I滑×R滑可得滑动变阻器两端电压;
由U=U滑+U灯可得电源电压;
若电源电压降低,闭合开关,电磁铁栏杆磁性减弱,栏杆不能自动抬起,此时要使电流增大,才能时杆子自动抬起。除了换电源电压外,还可以调节滑动变阻器,使接入的阻值变小,从而使电流增大,杆子自动抬起。
本题考查了串联电路的电流和电压特点、以及电功率计算、通电螺线管中安培定则的应用和电磁继电器的应用。
16.【答案】解:从图可知,小磁针静止时左端为N极,右端为S极;
因为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以左侧磁极为S极,右侧磁极为N极;
磁感线的方向是从N极指向S极可判断A点的磁场方向,如图所示:
。
【解析】根据磁体间的相互作用规律判断出磁体的NS极;在磁体的外部,磁感线都是从磁体的北N极出来,回到S极,判断出磁感线的方向。
此题主要考查了磁感线的特点和磁极间的相互作用规律,会判断磁感线的方向是解决此类问题的关键,是中考考查的热点。
17.【答案】解:开关和灯泡的连接方法:火线首先过开关,再入灯座顶端的金属点;零线直接入灯座的螺旋套。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如图所示:
故答案为:见上图。
【解析】开关和灯泡的连接方法:火线首先过开关,再入灯座顶端的金属点;零线直接入灯座的螺旋套。在更换灯泡时,断开开关,切断火线,操作更安全。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
在家庭电路中,安装各个元件,不但考虑各元件能使用,更要考虑使用的安全性。
18.【答案】串联 电流 < 锥形瓶B中温度计升高的示数多 越大
【解析】解:(1)两电阻丝串联连接,根据串联电路的特点可知,通过两根电阻丝的电流和通电时间相等;
(2)用电压表测量RA与RB两端的电压,发现UA
(1)RA与RB采用串联的方式,其目的是为了控制通电时间、通过的电流相等;
(2)根据U=IR分析电阻的大小关系;
(3)温度计示数的变化反映了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少;根据控制变量法分析。
本题是探究“电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系”的实验题,实验中应用了控制变量法和转换法,掌握控制变量法、转换法的应用、熟练应用串联电路特点是正确解题的关键。
19.【答案】轻敲 条形 N 磁场方向与电流方向是否有关 在电路中再串联入一个滑动变阻器,利用滑动变阻器改变电路中的电流
【解析】解:(1)闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,都有两个磁极;
(2)因为小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同,所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向,从而判断该点的磁场方向;
(3)调换电源正负极,即改变螺线管中的电流方向,小磁针偏转方向改变,这是为了探究磁场方向与电流方向是否有关;
(4)要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系,就要改变螺线管中的电流大小,而在原电路中,电流的大小是无法改变的,因此要在电路中再串联入一个滑动变阻器即可,因为滑动变阻器可以通过改变其接入电路的电阻的大小来改变电路中的电流大小。
故答案为:(1)轻敲;条形;(2)N;(3)磁场方向与电流方向是否有关;(4)在电路中再串联入一个滑动变阻器,利用滑动变阻器改变电路中的电流。
(1)据课本可知,通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似;
(2)小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同;
(3)根据实验操作分析探究目的;
(4)要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系,就要控制线圈匝数,改变螺线管中电流的大小,结合滑动变阻器的作用,可以得到此题的答案。
本题探究通电螺线管外部磁场的实验,是电磁学部分的典型实验。
20.【答案】是否偏转 闭合 切割磁感线 交流电 手摇发电机灯泡发出来的光有闪烁,因为手摇发电机产生出来的是交流电且电压不稳;手电筒灯泡发出来的光亮度稳定,因为手电筒是电池供电,电压稳定
【解析】解:(1)图甲是探究的磁产生电的实验装置,实验中通过观察电流表指针是否偏转来判断是否有感应电流产生,若电流表指针偏转表示有感应电流产生;
(2)要使图甲的电路中产生感应电流,需要闭合回路,且导体在磁场中做切割磁感线运动,即一是开关要闭合;二是导体AB在磁场中做切割磁感线运动;
(3)慢慢摇动手柄,观察到电流表的指针左右摇摆,说明电流方向在改变,故表明该发电机发出的电是交流电;
(4)手摇发电机灯泡发出来的光有闪烁,因为手摇发电机产生出来的是交流电且电压不稳;手电筒灯泡发出来的光亮度稳定,因为手电筒是电池供电,电压稳定。
故答案为:(1)是否偏转;(2)闭合;切割磁感线;(3)交流电;(4)手摇发电机灯泡发出来的光有闪烁,因为手摇发电机产生出来的是交流电且电压不稳;手电筒灯泡发出来的光亮度稳定,因为手电筒是电池供电,电压稳定。
(1)电路中如果有电流产生,电流表的指针就会发生偏转;
(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流;
(3)交流电是指大小和方向随时间做周期性的变化;
(4)发电机是利用电磁感应原理工作的,发电机的能量的转化是把机械能转化为电能;
大小和方向都随时间作周期性的变化的电流叫做交流电,发电机产生的感应电流大小与发电机的转速有关。
本题考查产生感应电流的条件,要知道发电机发出的电都是电流随时间做周期时变化的,即我们所说的交变电流。发电机发出的电能与线圈的匝数、磁场的强弱及线圈转动的快慢都有关系。
21.【答案】解:(1)保温状态下通过毛巾架的电流为I保温=P保温U=80W220V≈0.36A;
(2)由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为R0的简单电路,电加热器处于加热状态,
所以由P=UI=U2R可得,R0的阻值:
R0=U2P加热=(220V)2440W=110Ω,
当开关S闭合、S1断开时,R1与R0串联,电加热器处于保温状态,
此时电路的总电阻:
R=U2P保温=(220V)280W=605Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R1的阻值:
R1=R−R0=605Ω−110Ω=495Ω。
(3)由P=Wt可得,该电热水器正常工作30分钟消耗的电能:
W=Pt=440W×10×60s+80W×(30−10)×60s=3.6×105J。
答:(1)保温状态下,毛巾架正常工作时的电流为0.36A;
(2)分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω;
(3)毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。
【解析】(1)已知额定电压和额定功率,应用功率公式P=UI的变形公式可以保温状态下求出正常工作电流;
(2)由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为R0的简单电路,电加热器处于加热状态,根据P=UI=U2R求出R0的阻值;当开关S闭合、S1断开时,R1与R0串联,电加热器处于保温状态,根据P=UI=U2R求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R1的阻值;
(3)根据P=Wt求出电热器正常工作30分钟消耗的电能。
本题考查了电阻的串联和电功率公式的灵活应用,从图像中获取有用的信息是关键。
22.【答案】N 滑动变阻器断路 电压表 0.5 0.625 E E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的N端;
(2)电流表无示数,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,与电压表并联的滑动变阻器开路了;
(3)测灯泡额定功率时,应测出灯泡额定电压下的电流,因此手在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察电压表;
(4)由图甲可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,由串联电路的电压特点可知,小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压:U滑=3V−2.5V=0.5V,
由图乙可知,此时通过小灯泡的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率是:
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W;
(5)由串联电路的电压特点可知,五个点中滑动变阻器两端的电压分别为:UA=0.5V,UB=1V,UC=1.5V,UD=2V,UE=2.5V,
对应的电流分别为:IA=0.25A,IB=0.23A,IC=0.2A,ID=0.15A,IE=0.1A,
由欧姆定律可知,五个点中滑动变阻器接入电路的电阻:
RA=UAIA=0.5V0.25A=2Ω;同理RB≈4.3Ω;RC=7.5Ω;RD≈13.3Ω;RE=25Ω;
则五个点中E点滑动变阻器接入电路的电阻RE=25Ω>20Ω,超过了滑动变阻器的最大阻值,因此E点并不是实验直接测得的数据。
故答案为:(1)N;(2)滑动变阻器断路;(3)电压表;(4)0.5;0.625;(5)E;E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)电流表无示数,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,与电压表并联的支路开路了;
(3)测灯泡额定功率时,应测出灯泡额定电压下的电流,移动滑动变阻器滑片时,应注意观察电压表示数;
(4)由图甲可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压,由图丙中的图象得出额定电压下的电流,根据P=UI可求出灯泡的额定功率;
(5)根据欧姆定律求出五个点中滑动变阻器接入电路的电阻,结合滑动变阻器的最大阻值分析不是实验直接测得的数据。
本题测量小灯泡电功率,考查注意事项、故障分析、实验操作、串联电路的特点、电功率的计算和欧姆定律的应用。
23.【答案】并联 并联 Rx=UxU0⋅R0 二 方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便
【解析】解:
方案一:
步骤一、在没有电流表的情况下,电压表与定值电阻R应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与定值电阻串联,将电压表分别与电阻R0和待测电阻Rx并联,如图所示:
;
步骤二、将电压表并联在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux;
步骤三、将电压表并联在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0;
步骤四、在步骤二中,电压表测Rx两端的电压,则Rx两端的电压为Ux,
在步骤三中,电压表测R0两端的电压,则R0两端的电压为U0,
由串联电路的电流特点可知,通过Rx的电流:Ix=I0=U0R0,
由欧姆定律可知,Rx的表达式:Rx=UxIx=UxU0R0=UxU0⋅R0;
方案二:
在没有电流表的情况下,电压表与滑动变阻器的最大阻值R应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与滑动变阻器串联,将电压表与待测电阻Rx并联,如图所示:
,
当滑片在最右端时,变阻器接入电路的阻值为零,电压表测电源的电压U;
当滑片在最左端时,变阻器接入电路的阻值最大,电压表测待测电阻两端的电压Ux,由串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压为UR=U−Ux,
由串联电路的电流特点可知,通过Rx的电流:Ix=IR=URR =U−UxR,
由欧姆定律可知,Rx的表达式:Rx=UxIx=UxU−UxR =UxU−Ux⋅R。
评估交流:由于方案一需要拆接电压表,不便于操作,而方案二只需要将滑动变阻器分别调到阻值最大处和阻值为零处即可,因此从实验操作角度看,以上两个方案中,方案二更好。
故答案为:
方案一:见解答图;并联;并联;Rx=UxU0⋅R0;
方案二:见解答图;二;方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便。
方案一:在没有电流表的情况下,电压表与定值电阻R应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与定值电阻串联,将电压表分别与电阻R0和待测电阻Rx并联,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过Rx的电流,根据欧姆定律求出Rx的阻值;
方案二:在没有电流表的情况下,电压表与滑动变阻器的最大阻值应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与滑动变阻器串联,将电压表与待测电阻Rx并联,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表测电源电压,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表测测电阻Rx两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器接入电路的电阻最大时滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出此时通过滑动变阻器的电流,根据串联电路的电流特点可知通过Rx的电流,根据欧姆定律求出Rx的阻值。
本题测量定值电阻的阻值,考查实验方案设计、串联电路的特点和欧姆定律的应用及对实验方案的评估,在有电压表、无电流表时,应根据串联电路的特点进行设计电路。
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