2022-2023学年山西省运城市万荣县九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列电学基础知识说法正确的是( )
A. 同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥B. 只要电子在运动,电路中就一定有电流
C. 电源的作用就是给电路两端提供电压D. 电阻的大小只与导体的材料和长度有关
2.小明想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R的定性关系。实验桌上有如下器材:两个完全相同的烧瓶,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值为R1和R2的电阻丝(R1>R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。他连接了如图所示的电路进行实验,下列说法正确的是( )
A. 此实验探究的是Q与R的关系
B. 温度计示数变化的大小反映电阻丝中电流的大小
C. 闭合开关一段时间,温度计A比B的示数变化小
D. 闭合开关一段时间,电流通过两个电阻丝产生的热量相等
3.某同学利用已知的电阻R0和电流表(或电压表)测量未知电阻Rx的阻值,下列设计的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,一定值电阻R0与最大阻值为40Ω的滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电流表的示数为0.3A;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电流表的示数为0.1A.下列说法正确的是( )
A. 定值电阻R0为80ΩB. 定值电阻R0为60Ω
C. 电源电压为12VD. 电源电压为6V
5.如图所示的各类杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A. 起子B. 核桃夹子
C. 筷子D. 撬棒
6.如图所示的电路中,开关闭合后,三个电阻并联的是( )
A. B.
C. D.
7.导体和绝缘体是重要的电工材料,下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是( )
A. 物体内部有电荷就是导体
B. 不管条件如何变化,绝缘体永远是绝缘体
C. 玻璃与丝绸摩擦带电说明玻璃是导体
D. 变阻器的电阻丝表面绝缘漆是为了电阻线圈相互绝缘
8.如图所示,把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线并联接入电路,则( )
A. 粗导体的电阻大于细导体的电阻
B. 粗导体中的电流小于细导体中的电流
C. 粗导体的电压小于细导体中的电压
D. 粗导体的电功率大于细导体的电功率
二、多选题:本大题共2小题,共6分。
9.如图,小敏在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮。经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面哪些方法能够检测出坏灯泡?( )
A. 用一根导线分别与两个灯泡并联
B. 用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
C. 用一个电压表分别与两个灯泡并联
D. 用一个小灯泡分别与两个灯泡并联
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在某一端点时,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1;当滑动变阻器的滑片P在另一端点时,电流表示数变化了I0,此时电压表的示数为U2.则下列判断正确的是( )
A. 电阻R1的阻值可能为U2I1−I0B. 电阻R1的阻值可能为U1I1+I0
C. 滑动变阻器的最大阻值可能为U1−U2I1−I0D. 滑动变阻器的最大阻值可能为U2−U1I1
三、填空题:本大题共6小题,共13分。
11.某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为1A,则其阻值为______Ω.1min电流做的功为______J
12.如图所示,是某保密室的防盗报警电路,当有人闯入保密室时会使开关S闭合,此时______(选填“a灯亮”或“b灯亮”)。
13.质量为m1的焦炭和质量为m2的酒精完全燃烧释放的热量如图1:
(1)如表是几种燃料的热值,则m1:m2=______ ;
(2)质量为m1的焦炭完全燃烧释放的热量全部被140g的液体L吸收,液体温度升高了40℃;质量为m2的酒精完全燃烧释放的热量全部被70g的液体L吸收,液体温度升高了Δt=______ ℃。(不考虑散热,液体L均未沸腾)
(3)现用如图2装置加热70g的液体L,燃烧了质量为m2的酒精,液体升高的温度小于Δt,有哪些原因会导致这个结果?______ 。
14.利用蒸馏法分离物质,混和液体中的两种物质的沸点应相差较______。若蒸馏物质的沸点过高,则可以采用______方法降低沸点进行蒸馏
15.电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW⋅h”字样(“imp/kW⋅h“是电子式电能表的一个重要参数--“脉冲输出”的单位,其数值表示用电1kW⋅h表盘上耗电指示灯闪烁的次数),将某用电器单独接在该表上工作20min,电能表指示灯闪烁了300次,该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW⋅h,用电器的电功率是______W。
16.家庭中使用的很多用电器,为安全起见接是三孔插头(如),三孔插头的三个脚中,其中有一个脚比较长,这个脚应该接______线。在辨别另外两根线时,一般用的工具叫______,当电路正常时,能使它的氖管发光的是______线。
四、作图题:本大题共1小题,共1分。
17.如图,通过滑轮组向下用力提升物体,请画出滑轮组的绕线。
五、实验探究题:本大题共1小题,共10分。
18.小明釆用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)按图甲连接电路时,应先断开开关,并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大、电压表的示数变小,你认为电路连接中存在的错误是______;
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为______A;
(4)根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为______Ω;(结果保留一位小数)
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是______。
六、计算题:本大题共3小题,共14分。
19.如图所示电路中的小磁针可自由转动,当开关S闭合后,通电螺线管的极性如图所示:
(1)标出小磁针稳定后的N、S极;
(2)标出通电螺线管的电流方向。
20.油电混合动力汽车有汽油发动机和电动机两套动力系统。两套动力系统既可以独立工作,又可以协同工作,汽车可以根据路况选择最佳驱动方式,以便节能减排。某种油电混合动力汽车,它的发动机效率是40%,电动机由一组满电时电能为5.4×107J的电池组供电,效率高达80%。现在油箱剩余10kg汽油(汽油热值是4.6×107J/kg),电池满电。若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶,受到的平均阻力恒为1000N。求:
(1)剩余汽油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车的输出功率;
(3)若汽车先以发动机驱动,再用电动机驱动,计算说明能否到达260km外的目的地。
21.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω,它的额定功率是多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
A、自然界中只有两种电荷,同种电荷相排斥,异种电荷相互吸引,故A错误;
B、只有电荷的定向移动才会形成电流,故B错误;
C、产生持续电流的条件是电路中必须有电源,且电路是通路。电源是提供电压的装置,故C正确;
D、导体电阻大小由导体的材料、长度和横截面积决定,还跟温度有关,故D错误。
故选:C。
(1)自然界中只有两种电荷,以及它们之间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(2)电荷的定向移动会形成电流;
(3)电源是提供电压的装置;
(4)影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积和温度。
本题考查了电荷及其作用规律,电流的形成、电源的作用、影响电阻大小的因素,是一道基础题,应熟记相关的基础知识。
2.【答案】A
【解析】解:A、由题意可知,电流相同,通电时间也相同,电阻不同,所以探究的是Q与R的关系,故A正确;
B、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少,故B错误;
CD、在时间相同时、电流相同时,电阻越大,产生的热量越多,温度计A比B的示数变化大,故CD错误;
故选:A。
电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少;由焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,为了研究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系,要控制通过的电流和通电时间不变,改变电阻丝的电阻。
本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握,利用好控制变量法是本题的关键。
3.【答案】C
【解析】解:
A、开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,不能单独测量出R0和Rx的电流,不能算出电源电压和通过Rx的电流,所以无法测出Rx的阻值,故A不可行;
B、当开关S闭合时,R与Rx串联,电压表始终测量电源电压,不能单独测量出R和Rx的电压,所以无法测出Rx的阻值,故B不可行;
C、当开关S、S2闭合,两电阻并联,电流表测量Rx的电流,滑片位置不变,当开关S、S1闭合,S2断开,两电阻并联,电流表测量Rx和R0的总电流,根据并联电路电流的规律算出R0的电流,再根据欧姆定律算出R0两端的电压,由并联电路电压的规律知Rx两端的电压,根据欧姆定律算出Rx的阻值,故C可行;
D、当S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表仍然出来电源电压,不能单独测量出R0和Rx的电压,故从而无法测出Rx的阻值,故D不可行。
故选:C。
要测出未知电阻Rx的阻值,根据Rx=UxIx可知,应利用电压表或电流表结合串、并联电路的特点测出通过Rx的电流以及电压,然后求出Rx的阻值。
本题考查了电阻的测量,要注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律,一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的,然后可由欧姆定律求得电阻的阻值。
4.【答案】D
【解析】解:当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,I0=0.3A,
则电源电压为U=I0R0=0.3A×R0----------①
当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,R=40Ω,I=0.1A,
则电源电压为U=IR总=I(R+R0)=0.1A×(40Ω+R0)-----------②
解①②得:0.3A×R0=0.1A×(40Ω+R0),
解得:R0=20Ω,U=6V.
故选D.
从图中可知,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,其连入电路中的电阻最小为0Ω,电路中只有R0,可利用公式U=I0R0计算电源电压,当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,其连入电路中的电阻最大为40Ω,R0与滑动变阻器R组成一个串联电路,可利用公式U=IR计算电源电压.
本题考查的知识点是对欧姆定律的应用,以及可以正确分析滑动变阻器连入电路中电阻的变化,并可以利用串联电路的特点求出电路中的电阻和电压.
5.【答案】C
【解析】解:
A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、核桃夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:C。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
6.【答案】C
【解析】解:A、三个电阻依次连接,属串联,不符合题意;
B、图中下方的两个电阻是串联关系,再与另一个并联,属混联,不符合题意;
C、电路中有三个支路,三个电阻并列连接,符合题意;
D、两电阻并联后与另一个电阻串联,属混联,不符合题意.
故选C.
并联电路中,电流有多条路径,各用电器是并列连接的,结合电路图可做出判断.
本题考查并联电路的连接特点,能对照电路图进行判断电路的串并联关系,这是电学的基本能力.
7.【答案】D
【解析】解:A、若物体内存在大量的自由电荷,物体就是导体,故A错误。
B、导体和绝缘体间没有绝对界限,在一定条件下,绝缘体会变为导体,如玻璃在红炽状态下就变为导体了,故B错误。
C、手握玻璃棒与丝绸摩擦,玻璃棒能够带电,说明玻璃与人体不导通,即玻璃棒属于绝缘体,故C错误。
D、绝缘漆属于绝缘体,变阻器的电阻丝表面绝缘漆是为了电阻线圈相互绝缘,故D正确。
故选:D。
(1)导体导电的原因是导体内存在大量自由电荷。
(2)导体和绝缘体间没有绝对界限,在一定条件下,绝缘体会变为导体。
(3)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等。
(4)常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等,电阻丝表面绝缘漆属于绝缘体。
深入理解导体和绝缘体的区别、摩擦起电的实质,可解答此题。
8.【答案】D
【解析】解:A、粗细相同的两根镍铬合金线并联,已知两电阻丝是由同种材料制成的,且长度相等,则横截面积大的电阻小,横截面积小的电阻大,即R细>R粗,故A错误;
BC、两根镍铬合金线并联,它们两端的电压相等,即U细=U粗,由I=UR可知,通过它的电流大小关系为I细D、并联电路中,各支路电压相等,由于R细>R粗,由P=U2R可知,粗导体的电功率大,故D正确。
故选:D。
(1)影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积和温度;两电阻并联时,两电阻两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过两电阻的电流关系;
(2)由P=U2R判断出粗细导体电功率的关系。
本题考查了欧姆定律的应用、电功率公式的应用,并联电路的电压特点等,关键是掌握影响电阻大小的因素。
9.【答案】ACD
【解析】解:
闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,这说明小灯泡发生了断路:
A、用一根导线分别与两个灯泡并联,则断路的地方会接通,另一个灯泡会发光,故A正确;
B、用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点,电流表相当于导线,串联时对电路无影响,无法测出故障,故B错误;
C、用一个电压表分别与两个灯泡并联,其中一个灯泡断路时,并联在断路的灯泡两端时,电压表会有示数,能测出故障,故C正确;
D、用一个小灯泡分别与两个灯泡并联,其中一个灯泡断路时,与其并联的灯泡会发光,能测出故障,故D正确。
故选:ACD。
闭合开关,两灯均不亮,这说明其中一个小灯泡发生了断路;根据导线、电流表、电压表、小灯泡在电路中的作用和特点分析。
此通过导线、电流表、电压表来检测电路中的故障,要知道各仪器并联后的现象,学会从现象来推导结论。
10.【答案】ACD
【解析】【分析】
此题主要考查的是学生对串联电路电流、电压、电阻特点和欧姆定律的理解和掌握,知道分两种情况讨论是解决此题的关键。
两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电流,根据分压特点和欧姆定律作出分析。
【解答】
由题意可知,此题应该分两种情况讨论:
(1)由图知,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在某一端点(左端)时,电路中只有一个电阻R1,电压表的示数为U1,即为电源电压,电流表的示数为I1;则电阻R1的阻值R1=U1I1;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在另一端点(右端)时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,此时电压表的示数为U2,与原来相比电路总电阻变大,则电流表示数减小了I0,此时的电流为I=I1−I0,则电阻R1的阻值R1=U2I1−I0,故A正确;
此时滑动变阻器的阻值最大,其两端的电压U滑=U1−U2,则滑动变阻器的最大阻值为R2=U滑I=U1−U2I1−I0,故C正确;
(2)由图知,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在某一端点(右端)时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1;则电阻R1的阻值R1=U1I1;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在另一端点(左端)时,电路中只有一个电阻R1,此时电压表的示数为U2,即为电源电压(也是R1两端电压);与原来相比电路总电阻变小,则电流表示数增大了I0,此时的电流为I′=I1+I0,则电阻R1的阻值R1=U2I1+I0,故B错误;
滑动变阻器的滑片P在某一端点(右端)时,电路的总电阻R=U2I1,则由电阻的串联可得,滑动变阻器的最大阻值为R2=R−R1=U2I1−U1I1=U2−U1I1,故D正确。
故选ACD。
11.【答案】10 600
【解析】解:(1)由I=UR得,定值电阻的阻值为:
R=UI=10V1A=10Ω。
(2)1min电流做的功为:
W=UIt=10V×1A×1×60s=600J。
故答案为:10;600。
(1)已知某定值电阻两端的电压和通过它的电流,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值;
(2)根据W=UIt求出1min电流做的功。
本题考查欧姆定律的运用和电功的计算,计算时注意单位要统一,属于基础题。
12.【答案】b灯亮
【解析】解:有人闯入保密室时会使开关S闭合,此时控制电路有电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电灯b所在电路接通,b灯亮。
故答案为:b灯亮。
电磁继电器的工作原理,当控制电路接通时,电磁铁有磁性,衔铁被吸下;当控制电路断开时,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下被拉起,结合电路图进行解答。
本题考查了电磁继电器的工作原理,关键是搞清电磁继电器的衔铁被吸下和拉起时工作电路的变化情况。
13.【答案】1:2 160 有部分热量散失到空气中
【解析】解:(1)由表格可知,焦炭的热值q1=3×107J/kg,题目中焦炭燃烧放出的热量Q1=2000J,酒精的热值q2=3×107J/kg,题目中酒精燃烧放出的热量Q2=4000J,所以可以得出q1q2=1:1Q1Q2=1:2;
根据公式q=Qm可得m1m2=Q1q1Q2q2=Q1Q2⋅q2q1=1:2;
(2)由题意得,不考虑散热,因此两次吸收的热量Q3Q4=1:2;
两次液体的质量m3m4=140g70g=2:1;
因此由公式Q=cmΔt得,两次液体升高量Δt3Δt4=Q3cm3Q4cm4=Q3Q4⋅m4m3=12×12=14;
所以Δt4=4Δt3=4×40℃=160℃;
(3)题中描述的现象中,吸收的热量小于放出的热量,可能是因为有部分热量散失到了空气中,也可能是因为烧杯等实验装置也要吸热,还有可能是因为燃料不能完全燃烧。
故答案为:(1)1:2;(2)160;(3)有部分热量散失到空气中。
(1)由图1知,焦炭和酒精产生热量关系,由表格知它们的热值,由Q=mq计算m1:m2;
(2)已知质量为m1的焦炭和质量为m2的酒精完全燃烧释放的热量,由Q=cmΔt计算70g的液体吸热升高的温度;
(3)从燃料是否完全燃烧、放出的热量是否会被液体完全吸收等因素角度分析。
本题主要考查的是学生对热值、热量计算公式的理解和掌握,熟练运用公式是关键。
14.【答案】大 减小表面气压
【解析】解:利用蒸馏法分离物质,为保证分离物质的纯度,混和液体中的两种物质的沸点应相差较大;
液体沸点随表面气压的减小而降低,所以要降低液体的沸点,可以减小液体表面的气压。
故答案为:大;减小表面气压。
①蒸馏是利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,一般要求温度差不小于30℃;
②液体的沸点与气压有关:气压越高,沸点越高。
此题考查了蒸馏法分离物质的原理及沸点与气压关系的应用,是一道利用科学规律解决实际问题的应用题。
15.【答案】0.1300
【解析】解:因为电路中每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁3000次。所以当指示灯闪烁300次时,
消耗的电能为:W=13000kW⋅h×300=0.1kW⋅h;
用电器的额定功率为:P=Wt=0.1kW⋅h20×160h=0.3kW=300W。
故答案为:0.1;300。
3000imp/(kW⋅h)的含义是:电路中每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁3000次;故可求指示灯闪烁了300次消耗的电能;又已知工作时间,可利用公式P=Wt计算电功率。
本题考查对电能表各参数的理解以及电功率和电能的计算,关键是对电能表各参数的正确理解以及公式及其变形的灵活运用,还要知道各物理量单位的换算。
16.【答案】地;试电笔;火
【解析】解:(1)三脚插头最上面的那个脚比较长是接地线,比其它的两个要长,即便于及早接地,使用时更为安全;
(2)试电笔是辨别火线和零线的工具,试电笔接触火线时,氖管发光;接触零线时,氖管不发光。
故答案为:地;试电笔;火。
(1)三孔插座的接法是左零右火上接地,三脚插头的接法是较长的脚接地线,与用电器外壳相连。
(2)使用试电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线或零线,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线。
此题考查了三孔插座的解法和正确使用以及试电笔的作用和使用,是一道基础题目。
17.【答案】解:用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,通过滑轮组向下用力提升物体,说明绳子自由端的拉力方向向下,所以绳子由定滑轮开始绕起,如图所示:
【解析】滑轮组可以从动滑轮绕起,也可以从定滑轮绕起,不同的绕法,省力情况也不同;绳子自由端的拉力向下,滑轮组要从定滑轮绕起。
此题考查了有关滑轮组的组装,在绕线时有时根据绳子的末端拉力确定滑轮组的绕线,有时根据承担物重的绳子段数来确定滑轮组的绕线,遵循奇动偶定的原则。
18.【答案】电压表并联在滑动变阻器的两端了 0.485.0灯泡的电阻受温度的影响
【解析】解:
(2)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大,根据U=IR可知,待测电阻的电压变大,由串联电路电压的规律可知,变阻器的电压变小,已知电压表的示数变小,故电路连接中存在的错误是电压表并联在滑动变阻器的两端了;
(3)在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.48A;
(4)根据表中数据,由欧姆定律可得,第3次实验测得的电阻值:
R3=U3I3=≈5.2Ω;
为减小误差,取平均值作为测量结果,根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为:
R=R1+R2+R33=4.8Ω+5.0Ω+5.2Ω3=5.0Ω;
(5)因灯泡的电阻受温度的影响,故将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大。
故答案为:(2)电压表并联在滑动变阻器的两端了;(3)0.48;(4)5.0;(5)灯泡的电阻受温度的影响。
(2)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大,根据U=IR分析待测电阻的电压变化,由串联电路电压的规律确定变阻器的电压变化,据此分析;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
(4)根据表中数据,由欧姆定律得出第3次实验的电阻;为减小误差,取平均值作为测量结果;
(5)灯泡的电阻受温度的影响。
本题用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值,考查电路分析、电流表读数、电阻计算和数据处理及影响电阻大小的因素。
19.【答案】解:(1)由磁极间的相互规律可知,小磁针稳定后左端是S极,右端是N极。
(2)由图可知,螺线管左端为N极,右端为S极;
则由右手螺旋定则可知,电流由右侧流入,故电源右侧为正极,左端为负极;
故答案如图所示:
【解析】(1)由磁极间的相互规律可判断出小磁针稳定后的N、S极;
(2)小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向;则根据通电螺线管的极性;则由右手螺旋定则可判断出电流的方向及电源的极性。
本题考查磁感线的特点及右手螺旋定则的使用,应明确小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向。
20.【答案】解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J;
(2)汽车受到的平均阻力恒为1000N,汽车在水平面上做匀速直线运动,则牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即:F=f=1000N;
汽车的输出功率为:P=Wt=Fst=Fv=1000N×20m/s=20000W;
(3)由效率公式可知,汽油所做的有用功为:W1=ηQ放=40%×4.6×108J=1.84×108J;
电池对外做的有用功为:W2=Eη′=5.4×107J×80%=4.32×107J;
汽油和电池对外所做的总功为:W=W1+W2=1.84×108J+4.32×107J=2.272×108J;
汽车行驶260km,牵引力所做的功为:W′=Fs=1000N×260×103m=2.6×108J;
由于W′>W,所以不能到达。
答:(1)剩余汽油完全燃烧释放的热量是4.6×108J;
(2)汽车的输出功率是20000W;
(3)若汽车先以发动机驱动,再用电动机驱动,不能到达260km外的目的地。
【解析】(1)根据Q放=mq求出剩余汽油完全燃烧释放的热量;
(2)根据二力平衡条件可知汽车的牵引力;根据P=Wt=Fst=Fv求出汽车输出功率;
(3)根据效率公式求出汽油燃烧所做的有用功;根据效率公式求出电池对外做的有用功;据此可知汽车对外做的总功;根据W=Fs求出汽车到达260km目的地需要做的总功,比较可知能否到达目的地。
本题考查燃料完全燃烧放热公式、二力平衡条件、功率的推导公式、效率公式以及功的计算公式的应用,题目综合性较强,难度较大。
21.【答案】解:额定功率P=U2R=(220V)21210Ω=40W;
t=10min=10×60s=600s,
则通电10min产生的热量Q=W=Pt=40W×600s=2.4×104J.
答:它的额定功率是40W;在额定电压下通电10min产生的热量为2.4×104J.
【解析】由功率公式P=U2R可求得额定功率,由W=Pt求得电功.
本题考查功率公式和电功公式,属简单应用.物质
热值1000kJ/kg
焦炭
30
酒精
30
煤油
46
汽油
46
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
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