云南省昆明市第三中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷
展开1.(3分)以下家用电器的有关数据最符合实际的是( )
A.电冰柜的额定功率为1W
B.电炉丝的额定电流为0.01mA
C.电热水壶的额定电压为36V
D.电视机的额定电压为220V
2.(3分)如图,下列有关磁现象的说法错误的是( )
A.如图甲,磁体周围的磁感线是真实存在的
B.如图乙,条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C.如图丙,地理的两极和地磁的两极并不重合
D.如图丁,司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
3.(3分)灯泡中有电流时,灯泡发光。关于这个过程中的能量转化,下列说法正确的是( )
A.灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B.因为消耗电能,流过灯泡后的电流变小了
C.电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能
D.光能最终消失了,没有转化成其他形式的能量
4.(3分)党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养,组织科技创新大赛,小明在比赛中制作了水位自动报警器(一般的水都能导电),则( )
A.两灯都亮B.两灯都不亮
C.只有绿灯亮D.只有红灯亮
5.(3分)取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电,如图所示,可观察到A金属箔的张角变小,则( )
A.若A带正电荷,则这些正电荷就通过金属杆全部转移到B上
B.若A带负电荷,则这些负电荷就通过金属杆全部转移到B上
C.若A带正电荷,则B就有一部分电子转移到A上
D.若A带负电荷,则B就有一部分正电荷转移到A上
6.(3分)关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A.只有大功率用电器才需使用三孔插座
B.控制用电器的开关应该连接在零线和用电器之间
C.电能表是测量电功率的仪表
D.使用试电笔辨别火线与零线时,手指千万不能碰到笔尖金属体
7.(3分)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
(多选)8.(3分)如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障可能是( )
A.电流表接线松开B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R断路D.开关S接触不良
(多选)9.(3分)如图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;如图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A.图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是5V
D.定值电阻阻值是10Ω
(多选)10.(3分)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω,1A”字样,电压表量程为0~15V;闭合开关,下列选项正确的是( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
二、填空题(本大题共6小题,共16分)
11.(2分)在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。电源是两节新的干电池,闭合开关后1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过小灯泡L1的电流为 A,小灯泡L2的电阻为 Ω。
12.(4分)如图甲所示,将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方,当接通电源时小磁针偏转 ;改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也随之改变,表明通电导体周围磁场的方向与 有关;如图乙所示,是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时,如果只将磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向 运动(选填“左”或“右”),人们根据这一原理发明了 (选填“发电机”或“电动机”)。
13.(2分)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝温度升高,3s内产生的热量为 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
14.(2分)如图所示,已知R1:R2=2:1。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为U甲:U乙= ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为I甲:I乙= 。(电路中各元件均未损坏)
15.(2分)一个电动机,当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转;若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作 Ω,电动机正常工作1min时的机械能是 J。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
新能源共享电动汽车
“绿水青山就是金山银山”,为了保护环境,我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。新能源共享电动汽车车内也有多项高科技,包括卫星定位、远程开锁,及时将车辆所在位置GPS信息)和车辆当前状态(锁定状态或使用状态),如图乙是共享汽车前进和倒车工作原理简单示意图,开关S1和S2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时汽车前进且能调速
(1)用直流充电桩给电动汽车充电时其蓄电池在电路中相当于 (选填“电源”或“用电器”);
(2)如图乙所示,当共享汽车需要倒车时,开关S1和S2应同时接 ,共享汽车能前进和倒车,是因为可以改变电动机的线圈中的 ;
(3)共享汽车的速度是通过电子调速器来控制改变电动机电流的大小来实现,共享汽车在倒车时,位于车后面两个灯会同时闪亮,则位于汽车后面两个灯 (选填“串联”或“并联”)连接。
三、读数与作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分)
17.(2分)如图所示的电阻箱的示数为 Ω。
18.(2分)小磁针静止时的指向如图所示,请标出通电螺线管的N极,并标出电源的“+”极。
19.(2分)如图所示是家庭电路的一部分,开关只控制电灯,插座准备接大功率用电器。请用笔画线代替导线将电路补充完整。
四、实验探究题(本大题共5小题,第20题8分,第21题3分,第22题3分,第23题8分,第24题8分,共30分)
20.(8分)(一)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑,闭合开关并 玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示 。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,对调电源正负极,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
(二)另一小组成员还进行了如下探究:
(3)如图丁所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引获得 性。此时,小铁钉相当于一个 ,钉尖是 极。如图戊所示,给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落 有关。
21.(3分)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是 ;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”、“B”或“C”);
(3)小星接着测量B、C两处电流并把数据记录在表中,如表所示。他便得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,结论缺乏普遍性,应该 。
22.(3分)某同学组装了如图所示的实验装置来研究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关,其中甲、乙为两个完全相同的容器,a、b、c为每根阻值均为5Ω的电阻丝,A、B两U形管内液面相平。
(1)本实验通过 来反映电阻丝产热的多少;
(2)该同学设计此实验装置的目的主要是探究电阻产生的热量与 的关系;
(3)若接通电路一段时间后,U形管A内的液面高度差明显变大,而U形管B内的液面高度差没有变化 (多选,漏选或错选不得分)。
A.a电阻丝断路
B.b电阻丝断路
C.甲装置漏气
D.乙装置漏气
23.(8分)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,示数为 V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,移动变阻器滑片P使 表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据;
①由图象可得出的结论是: ;
②根据上面所测的五组实验数据,实验过程中保持电阻R两端的电压为 V不变;为了保证所有定值电阻都能正常进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
③本实验的主要研究方法是“控制变量法”,下列物理教材中的实验,没有用到“控制变量法”的有 。
A.探究二力平衡的条件
B.探究影响液体内部压强的因素
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值
24.(8分)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,则电路的故障可能是 (填选项符号);
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组I﹣U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W;
(7)实验完成后,小丽同学还想测量另一个额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻,但电压表出现故障不能使用,于是她设计了如图丁所示的电路0,请你将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,记录电流表的示数为I;
③小灯泡正常工作时的电阻的表达式R= (用U额、I和R0表示)。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
25.(9分)在如图所示的电路中,电源电压9V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)R2的阻值;
(2)通电1min,电流通过R2做的功;
(3)电路消耗的电功率。
26.(9分)小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为电热丝(阻值不随温度变化)。求:
(1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流?
(2)电热丝R2的阻值?
(3)傍晚用电高峰期,小明想测量电烤箱在工作时的实际电压,于是他断开了家中其他用电器,1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r,则电烤箱两端的实际电压是多少?
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
1.(3分)以下家用电器的有关数据最符合实际的是( )
A.电冰柜的额定功率为1W
B.电炉丝的额定电流为0.01mA
C.电热水壶的额定电压为36V
D.电视机的额定电压为220V
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、电冰柜的额定功率约为200W;
B、电炉丝的电功率约为1000W,正常工作电流约为:I=,故B错误;
C、电热水壶的额定电压为220V;
D、电视机的额定电压为220V。
故选:D。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(3分)如图,下列有关磁现象的说法错误的是( )
A.如图甲,磁体周围的磁感线是真实存在的
B.如图乙,条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C.如图丙,地理的两极和地磁的两极并不重合
D.如图丁,司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
【分析】磁感线是假想的线;条形磁体中间磁性弱,两头强;地理南极和地磁北极存在磁偏角;地球周围存在地磁场。
【解答】解:A、磁体周围的磁感线是假想的;
B、条形磁体两端磁性强,故B正确;
C、地理的两极和地磁的两极并不重合;
D、司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用。
故选:A。
【点评】本题考查了磁现象的有关知识,属于基础题。
3.(3分)灯泡中有电流时,灯泡发光。关于这个过程中的能量转化,下列说法正确的是( )
A.灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B.因为消耗电能,流过灯泡后的电流变小了
C.电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能
D.光能最终消失了,没有转化成其他形式的能量
【分析】(1)灯泡工作时,将电能转化为光能和部分内能;
(2)灯泡工作过程中,流过灯泡的电流大小不变;
(3)电流做功的过程就是电能转化为其它形式能量的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能量;
(4)能量在转化的过程中,即不能凭空产生,也不能凭空消失。
【解答】解:A.灯泡消耗的电能转化为光能和内能;
B.灯泡工作过程中,流过灯泡的电流大小不变;
C.用电器消耗电能的过程。电流做了多少功,故C正确;
D.由能量守恒定律可知,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电功的实质、能量的转化和能量守恒定律,难度不大。
4.(3分)党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养,组织科技创新大赛,小明在比赛中制作了水位自动报警器(一般的水都能导电),则( )
A.两灯都亮B.两灯都不亮
C.只有绿灯亮D.只有红灯亮
【分析】当水位到达金属块A时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通。
【解答】解:当水位到达金属块A时,左端的控制电路接通,吸引衔铁,红灯亮。
故选:D。
【点评】本题考查电磁继电器的应用,这个自动控制装置是由控制电路和工作电路两部分组成,工作电路又包括红灯电路和绿灯电路。
5.(3分)取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电,如图所示,可观察到A金属箔的张角变小,则( )
A.若A带正电荷,则这些正电荷就通过金属杆全部转移到B上
B.若A带负电荷,则这些负电荷就通过金属杆全部转移到B上
C.若A带正电荷,则B就有一部分电子转移到A上
D.若A带负电荷,则B就有一部分正电荷转移到A上
【分析】金属导电靠的是自由电子;物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
【解答】解:A、若A带正电荷,故A错误;
B、若A带负电荷,故B错误;
C、若A带正电荷,故C正确;
D、若A带负电荷,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了验电器的使用、金属导电的原因、电流的定义,属基础题目。
6.(3分)关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A.只有大功率用电器才需使用三孔插座
B.控制用电器的开关应该连接在零线和用电器之间
C.电能表是测量电功率的仪表
D.使用试电笔辨别火线与零线时,手指千万不能碰到笔尖金属体
【分析】(1)大功率用电器、带金属外壳的用电器必须使用三孔插座。
(2)控制用电器的开关必须连接在火线和用电器之间。
(3)电能表是用来测量用电器消耗电能(电功)的仪表。
(4)使用试电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电,是十分危险的:使用试电笔时,不能用手接触试电笔前端的金属体,这样会造成人身触电事故。
【解答】解:A、大功率用电器,故A错误。
B、控制用电器的开关必须连接在火线和用电器之间。C、电能表是用来测量用电器消耗电能(电功)的仪表。
D、使用试电笔时,这样会造成人身触电事故。
故选:D。
【点评】本题考查了电能表的作用以及一些安全用电常识,属于基础题目。
7.(3分)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
【分析】根据图2可知,电路为串联电路,电压表测量应变片两端的电压,电流表测量电路中的电流;
根据应变片电阻的变化分析总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
【解答】解:根据图2可知,电路为串联电路,电流表测量电路中的电流;
闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小;
应变片的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变大。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用、串联电路分压规律的应用,难度不大。
(多选)8.(3分)如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障可能是( )
A.电流表接线松开B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R断路D.开关S接触不良
【分析】由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡的电压,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,据此分析。
【解答】解:由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联电流表测量电路中的电流,
闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,而电压表测的是小灯泡的电压,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表会有读数;
电流表断路、滑动变阻器断路,电路中没有电流流过,电流表和电压表均无示数,故B不符合题意。
故选:ACD。
【点评】本题考查串联电路的故障分析,关键是把握电表的示数,属于中档题。
(多选)9.(3分)如图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;如图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A.图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是5V
D.定值电阻阻值是10Ω
【分析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变化,根据串联电路电压规律判断滑动变阻器两端的电压变化,据此分析a、b两图像;
(2)当电压表V1、V2的示数相等时,由乙图可知此时通过电路的电流和两电压表示数,根据串联电路电压规律计算电源电压根据欧姆定律计算定值电阻的阻值,同时可知此时滑动变阻器接入电路的电阻等于定值电阻的阻值;
(3)由图乙可知通过电路的最小电流,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可得此时定值电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算此时滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值,据此可判断当电压表V1、V2的示数相等时滑片的位置。
【解答】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V4测R2两端的电压,
A、将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以电路总电阻变小,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,所以滑动变阻器两端的电压变小7的示数变化关系图象,图线b是通过电路的电流与电压表V2的示数变化关系图象,故A正确;
BCD、当电压表V1、V2的示数相等时,由乙图可知此时通过电路的电流为0.3A,串联电路总电压等于各部分电压之和3+U2=3V+8V=6V,
定值电阻的阻值:R2===10Ω,
根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻等于定值电阻的阻值,都为10Ω,
由图乙可知通过电路的电流最小为0.1A,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,
根据欧姆定律可得此时定值电阻两端的电压:U3'=I′R2=0.7A×10Ω=1V,
此时滑动变阻器两端的电压:U1=U﹣U6'=6V﹣1V=7V,
则滑动变阻器的最大阻值:R1===50Ω5、V2的示数相等时,滑片不在滑动变阻器的中点位置,BC错误。
故选:AD。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
(多选)10.(3分)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω,1A”字样,电压表量程为0~15V;闭合开关,下列选项正确的是( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
【分析】由图知,滑动变阻器与L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中电流;
(1)根据P=UI求出灯泡的额定电流,比较电流表的量程和小灯泡的额定电流小灯泡是否正常发光;
(2)根据电流表量程、小灯泡的额定电流和滑动变阻器的规格可知电路中的最大电流,由P=UI算出电路中消耗的最大功率;
(3)当电压表示数为4V时,灯泡两端的电压最大,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的最小电压;当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动接入电路的电阻最大,由欧姆定律和串联电路电阻的规律算出电路中的最小电流和滑动变阻器两端的最大电压,进而判断出滑动变阻器两端电压变化范围;
(4)根据Q=I2Rt算出当滑动变阻器滑片P置于b端时滑动变阻器通电1min产生的热量。
【解答】解:由图知,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中电流。
A、由P=UI可知L===0.4A,
移动滑动变阻器的滑片,由于电压表的量程为3~15V,电压表量程大于小灯泡的额定电压,所以小灯泡可能正常发光;
B、通过小灯泡的最大电流为 0.4A,电流表的量程为2~0.6A,
所以电路中的最大电流为I大=IL=2.4A,
电路中消耗的最大功率为:P大=UI大=12V×0.8A=4.8W,故B正确;
C、灯泡电阻为:RL===10Ω,
当电压表示数为3V时,灯泡两端的电压最大,滑动变阻器两端的最小电压为:U滑小=U﹣UL大=12V﹣4V=8V;
当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动接入电路的电阻最大,电路中的最大电阻:R大=R滑大+RL=50Ω+10Ω=60Ω,
电路中的最小电流为:I小===5.2A,
由I=可知滑大=I小R滑大=0.5A×50Ω=10V,
故滑动变阻器两端电压变化范围为8~10V,故C错误;
D、当滑动变阻器滑片P置于b端时小2Rt=(4.2A)2×50Ω×60s=120J,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律公式的灵活运用,关键是电路中最大电流的确定和滑动变阻器两端电压最大值、最小值的判断。
二、填空题(本大题共6小题,共16分)
11.(2分)在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。电源是两节新的干电池,闭合开关后1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过小灯泡L1的电流为 0.2 A,小灯泡L2的电阻为 10 Ω。
【分析】由实物图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路的电流,电流表A2测灯L2的电流;由并联电路的特点求出流过小灯泡L1上的电流,根据欧姆定律求出L2的阻值。
【解答】解:由实物图可知,两灯泡并联1测干路的电流,电流表A2测灯L5的电流;
闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为7.5A和0.5A,即I=0.5A,I7=0.3A,
由并联电路的特点可知,流过小灯泡L4的电流为:I1=I﹣I2=8.5A﹣0.6A=0.2A;
电源电压为7V,根据并联电路中电压的规律可知2两端的电压:U2=U=7V,
则小灯泡L2的电阻:R。
故答案为:0.7;10。
【点评】本题考查了的是并联电路的电流特点和欧姆定律的简单计算,解答本题的关键是能正确识别电路的连接方式。
12.(4分)如图甲所示,将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方,当接通电源时小磁针偏转 通电导体周围存在磁场 ;改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也随之改变,表明通电导体周围磁场的方向与 电流方向 有关;如图乙所示,是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时,如果只将磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向 右 运动(选填“左”或“右”),人们根据这一原理发明了 电动机 (选填“发电机”或“电动机”)。
【分析】(1)奥斯特实验时,发现和通电导线平行的小磁针,在导线通电时小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场;当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以小磁针的偏转方向也改变;
(2)影响通电导体在磁场中运动方向的因素是电流的方向和磁场的方向;当电流方向不变时,只改变磁场的方向,物体运动方向将向相反的方向运动;当磁场方向不变,只改变电流的方向时,物体的运动方向也将向相反的方向运动,如果都同时改变电流和磁场的方向,物体的运动方向将不发生变化;科学家在该实验基础上发明了电动机。
【解答】解:将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方,当接通电源时小磁针偏转;
改变电流方向,小磁针的偏转方向也随之改变,即表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关;
“探究磁场对通电导线的作用”的实验中,当闭合开关S时。如果只将磁场方向变为与原来方向相反;人们根据这一原理发明了电动机。
故答案为:通电导体周围存在磁场;电流方向;右。
【点评】此题主要考查了奥斯特实验的现象及结论、磁场对通电导体的作用,关键是知道通电导线在磁场中所受力的方向与磁场的磁感线方向和导体中的电流方向有关,改变其中一个,物体受力的方向就会发生改变,如果两个方向都改变,则物体受力的方向不变。
13.(2分)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝温度升高,3s内产生的热量为 75 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 增大 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【分析】根据Q=I2Rt=t求电热丝产生的热量;为避免塑料袋被烫坏,在相同时间内,应减少电热丝产生的热量,根据Q=I2Rt=t可知,在电压不变时,应如何改变电热丝的阻值。
【解答】解:电热丝产生的热量为:Q=I2Rt=t=;
为避免塑料袋被烫坏,在相同时间内,根据Q=I4Rt=t可知,应增大电热丝的阻值。
故答案为:75;增大。
【点评】本题考查了焦耳定律的计算公式的应用,属于基础考查,难度不大。
14.(2分)如图所示,已知R1:R2=2:1。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为U甲:U乙= 1:2 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为I甲:I乙= 1:2 。(电路中各元件均未损坏)
【分析】当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电阻串联,电压表甲测量R2两端的电压,电压表乙测量R1两端的电压,串联电路的电流处处相等,根据U=IR可知两表示数之比;
当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电阻并联,电流表甲测量通过R1的电流,电流表乙测量通过R2的电流,并联电路各支路两端的电压相等,根据I=可知两表示数之比。
【解答】解:当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,电压表甲测量R2两端的电压,电压表乙测量R1两端的电压,串联电路的电流处处相等甲:U乙=U8:U1=R2:R3=1:2;
当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,电流表甲测量通过R3的电流,电流表乙测量通过R2的电流,并联电路各支路两端的电压相等可知两表示数之比为I甲:I乙=I1:I7=R2:R1=8:2。
故答案为:1:6;1:2。
【点评】本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题。
15.(2分)一个电动机,当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转;若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作 0.5 Ω,电动机正常工作1min时的机械能是 90 J。
【分析】(1)当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,此时电动机是纯电阻用电器,根据欧姆定律求出该电动机线圈的电阻;
(2)把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,为非纯电阻用电器,根据W=UIt求出消耗的电能,根据Q=I2R求出线圈电阻产生的热量,两者的差值即为输出的机械能。
【解答】解:(1)当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,
由I=可得
R===0.5Ω;
(2)把它接入5V电压的电路中,电动机正常工作,
电动机正常工作1min消耗的电能:
W=UI′t=2V×4A×60s=120J,
电流通过线圈产生的热量:
Q=(I′)2Rt=(1A)4×0.5Ω×60s=30J,
电动机正常工作5min时的机械能:
W机=W﹣Q=120J﹣30J=90J。
故答案为:0.5:90。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用等,要注意电动机正常工作时是非纯电阻用电器,消耗的电能等于产生的热量和输出的机械能之和,电动机不转或卡住时为纯电阻用电器。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
新能源共享电动汽车
“绿水青山就是金山银山”,为了保护环境,我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。新能源共享电动汽车车内也有多项高科技,包括卫星定位、远程开锁,及时将车辆所在位置GPS信息)和车辆当前状态(锁定状态或使用状态),如图乙是共享汽车前进和倒车工作原理简单示意图,开关S1和S2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时汽车前进且能调速
(1)用直流充电桩给电动汽车充电时其蓄电池在电路中相当于 用电器 (选填“电源”或“用电器”);
(2)如图乙所示,当共享汽车需要倒车时,开关S1和S2应同时接 2 ,共享汽车能前进和倒车,是因为可以改变电动机的线圈中的 电流的方向 ;
(3)共享汽车的速度是通过电子调速器来控制改变电动机电流的大小来实现,共享汽车在倒车时,位于车后面两个灯会同时闪亮,则位于汽车后面两个灯 并联 (选填“串联”或“并联”)连接。
【分析】(1)能量之间可以相互转化,充电桩给电动汽车充电时将电能转变成化学能。
(2)电动机中电流方向影响电动机的转向。
(3)并联电路之间互相不影响。
【解答】解:(1)直流充电桩给电动汽车充电时将电能转变成化学能,相当于用电器。
(2)向前推操纵杆时汽车前进且能调速,向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退,共享汽车需要倒车时1和S2应同时接4,共享汽车能前进和倒车。
(3)两个灯可以同时工作,也可以单独工作。
故答案为:(1)用电器;(2)2;(3)并联。
【点评】本题考查了能量的转化和电路连接,属于基础题。
三、读数与作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分)
17.(2分)如图所示的电阻箱的示数为 98 Ω。
【分析】电阻箱的读数方法:用指针所指的数字乘以下面的倍数,然后把它们相加即可。
【解答】解:由图知,×1000的位置对应的数是0,×10的位置对应的数是9,所以电阻箱的示数R=5×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+2×1Ω=98Ω。
故答案为:98。
【点评】本题考查了电阻箱的读数,属于基础题目。
18.(2分)小磁针静止时的指向如图所示,请标出通电螺线管的N极,并标出电源的“+”极。
【分析】先根据小磁针的磁极和磁极间的相互作用规律判断出通电螺线管的N、S极,再根据安培定则判断出通电螺线管线圈内的电流方向,据此进一步判断出电源的“+”极和“﹣”极。
【解答】解:小磁针的左端为N极,右端为S极,异名磁极互相吸引,右端为N极,电流从通电螺线管的右端流入,因此电源左端为“﹣”极。据此作图如下:
【点评】此题考查了磁极间的相互作用规律、安培定则,难度不大,属基础题。
19.(2分)如图所示是家庭电路的一部分,开关只控制电灯,插座准备接大功率用电器。请用笔画线代替导线将电路补充完整。
【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再连接灯泡,最后到零线。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【解答】解:(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,这样在断开开关能切断火线。既能控制灯泡。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线。如图所示:
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
四、实验探究题(本大题共5小题,第20题8分,第21题3分,第22题3分,第23题8分,第24题8分,共30分)
20.(8分)(一)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑,闭合开关并 轻敲 玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 条形 磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示 磁场的分布情况 。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,对调电源正负极,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与 电流 的方向有关。
(二)另一小组成员还进行了如下探究:
(3)如图丁所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引获得 磁 性。此时,小铁钉相当于一个 磁体 ,钉尖是 S 极。如图戊所示,给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落 温度 有关。
【分析】(1)通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似;铁屑的作用是显示磁感线的分布情况。
(2)根据磁极间的相互作用规律来判断通电螺线管的磁极;通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(3)使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;磁体的磁性与温度有关。
【解答】解:(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中,闭合开关并轻敲玻璃板面。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为N极,闭合开关,方向改变了,说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
(3)将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引获得磁性,且钉尖与N极吸引,此时钉尖是S极,小铁钉会掉落,甚至消失。
故答案为:(1)轻敲;条形;(2)电流;磁体;S。
【点评】本题考查磁体和电流周围的磁场,属于基础题。
21.(3分)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是 电流表使用前没有调零 ;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中 A 处电流(选填“A”、“B”或“C”);
(3)小星接着测量B、C两处电流并把数据记录在表中,如表所示。他便得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,结论缺乏普遍性,应该 更换不同规格的小灯泡重复多次实验 。
【分析】(1)电流表使用之前要调零,在闭合开关之前不在零刻度线上时没有调零的原因;
(2)分析乙图,判断电流表的测量对象,和那个用电器串联,电流表就测量那个用电器;
(3)实验中一组数据太少,为了寻找普遍规律,需要更换不同规格的小灯泡多次测量。
【解答】解:(1)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,说明电流表使用前没有调零;
(2)在图乙中,电流表在干路上,即电流表测量图甲中A处的电流;
(3)分析表格数据有 0.42A+0.24A=6.66A 由此可得出的结论为在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和:为了避免偶然性。
故答案为:(1)电流表使用前没有调零;(2)A。
【点评】本题考查了并联电路中电流的规律,属于基础实验,难度一般。
22.(3分)某同学组装了如图所示的实验装置来研究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关,其中甲、乙为两个完全相同的容器,a、b、c为每根阻值均为5Ω的电阻丝,A、B两U形管内液面相平。
(1)本实验通过 U形管液面高度差 来反映电阻丝产热的多少;
(2)该同学设计此实验装置的目的主要是探究电阻产生的热量与 电流 的关系;
(3)若接通电路一段时间后,U形管A内的液面高度差明显变大,而U形管B内的液面高度差没有变化 BD (多选,漏选或错选不得分)。
A.a电阻丝断路
B.b电阻丝断路
C.甲装置漏气
D.乙装置漏气
【分析】(1)电流通过导体产生热量的多少通过U形管液面的高度差来反映,这是转换法;
(2)根据控制变量法知探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;
(3)根据装置是否漏气方向、abc电阻丝断路、短路分析即可。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少通过U形管液面的高度差来反映,这是转换法;
(2)图中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联接入电路,根据串联电路的电流特点可知,即I右=I左,
两个7Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左>I内,烧瓶内的电阻值都是5Ω,阻值相等,电流不同,电阻产生的热量与通过该电阻的电流的关系;
(3)若接通电路一段时间后,发现U形管A内的液面高度差逐渐变大,若电路也没有出现故障,
若b电阻丝断路,电流可以经过c电阻丝,故液体不发热,而U形管B的液面高度差没有变化,
a电阻丝断路或甲装置漏气,则U形管A内的液面高度差没有变化。
故答案为:(1)U形管液面高度差;(2)电流。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律的认识,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法,是中考物理常见题型。
23.(8分)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时,开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,示数为 2.4 V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,移动变阻器滑片P使 电压 表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据;
①由图象可得出的结论是: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ;
②根据上面所测的五组实验数据,实验过程中保持电阻R两端的电压为 2.4 V不变;为了保证所有定值电阻都能正常进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 10.5 Ω;
③本实验的主要研究方法是“控制变量法”,下列物理教材中的实验,没有用到“控制变量法”的有 C 。
A.探究二力平衡的条件
B.探究影响液体内部压强的因素
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值
【分析】(1)根据“滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大”确定变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,且在此探究实验中电压表应并联在定值电阻两端,保证电流“正进负出”,据此完成电路连接;
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开;
(3)根据电压表的分度值和指针位置读数,根据控制变量法分析;
在本实验中应控制定值电阻两端的电压不变,据此分析作答;
(4)①分析图丙可得IR之积为定值,据此得出结论;
②根据小题①中可得出电阻R两端的电压值大小;
再根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入最大的定值电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻;
③分别分析各个实验的研究方法,得出答案。
【解答】解:(1)由题知滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,且在此探究实验中电压表应并联在定值电阻两端,据此完成电路连接
;
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开;
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,电压表用的小量程,示数为2.4V。
断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,必须控制电压不变,移动变阻器的滑片P使电压表的示数与前一次相同;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A;
①由图象可知,5.6A×4Ω=3.4A×6Ω=5.3A×8Ω=7.2A×12Ω=2.5V;
可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
②根据小题①中可得出电阻R两端的电压值大小为2.4V;
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,定值电阻两端的电压为7V时变=U﹣U定=4.5V﹣7.4V=2.4V,
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=×12Ω=10.5Ω;
③本实验的主要研究方法是“控制变量法”,
A.探究二力平衡的条件,必须采用控制变量法;
B.探究影响液体内部压强的因素时,控制液体密度不变;
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值,没有控制变量;
没有用到“控制变量法”的有 C。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;电压,通过导体的电流与导体的电阻成反比;10.5。
【点评】本题探究电流与电阻的关系,考查电路连接、电路连接的注意事项、电压表的读数、图像的分析能力、器材的选择、实验探究的方法和串联分压原来的应用等知识,考查较综合,有一定难度。
24.(8分)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到 最左 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,则电路的故障可能是 B (填选项符号);
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,则此时通过小灯泡的电流是 0.14 A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,这时应该向 右 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组I﹣U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 0.625 W;
(7)实验完成后,小丽同学还想测量另一个额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻,但电压表出现故障不能使用,于是她设计了如图丁所示的电路0,请你将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,记录电流表的示数为I;
③小灯泡正常工作时的电阻的表达式R= (用U额、I和R0表示)。
【分析】(1)根据电路连接分析回答;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数;
(5)比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(6)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(7)要测小灯泡正常发光时的阻值,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用,故将R0与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,灯正常发光;
保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据R=写出小灯泡正常工作时电阻的表达式。
【解答】解:(1)在原电路图中,电流表与灯泡并联,在“测量小灯泡的电功率”实验中、滑动变阻器和电流表串联,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,即最左端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路了,故选:B;
(4)电路故障排除后,闭合开关,电流表指针如图乙所示,分度值0.02A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,小于灯泡额定电压2.4V,应增大灯泡两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值;
(6)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=7.5V×0.25A=8.625W;
(7)实验步骤:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为;
②闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,记录电流表的示数为I;
③在步骤①中,灯泡和R3并联,电流表测定值电阻的电流,定值电阻的电压为:
U0=I0R3=×R0=U额,根据并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压;
在步骤②中,电流表测灯与R2并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,灯仍正常发光,灯的额定电流:
I额=I﹣I0=I﹣,
则小灯泡的正常工作时的电阻为:
R===。
故答案为:(1)见解答图;(2)最左;(4)4.14;(6)0.625;③。
【点评】本题考查了电路连接、注意事项、电路故障、电流表读数、实验操作、功率的计算及设计实验方案测电阻的能力。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
25.(9分)在如图所示的电路中,电源电压9V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)R2的阻值;
(2)通电1min,电流通过R2做的功;
(3)电路消耗的电功率。
【分析】(1)由图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压规律求出R2两端的电压,再根据欧姆定律求出R2的阻值;
(2)根据W=UIt求出通电1min,电流通过R2做的功;
(3)根据P=UI求出电路消耗的电功率。
【解答】解:(1)由图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
电阻R2的阻值为20Ω,电流表的示数为0.2A,R6两端的电压为:
U1=IR1=5.3A×20Ω=6V,
根据串联电路的电压规律可知,R3两端的电压为:U2=U﹣U1=5V﹣6V=3V,
由I=得,R3的阻值为:R2===10Ω;
(2)通电7min,电流通过R2做的功为:W2=U2It=3V×0.6A×60s=54J;
(3)电路消耗的电功率为:P=UI=9V×0.4A=2.7W。
答:(1)R7的阻值为10Ω;
(2)通电1min,电流通过R2做的功为54J;
(3)电路消耗的电功率为2.7W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用,属于基础题。
26.(9分)小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为电热丝(阻值不随温度变化)。求:
(1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流?
(2)电热丝R2的阻值?
(3)傍晚用电高峰期,小明想测量电烤箱在工作时的实际电压,于是他断开了家中其他用电器,1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r,则电烤箱两端的实际电压是多少?
【分析】(1)知道额定保温功率、工作电压,利用P=UI求该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流;
(2)当S闭合,S1接右边接线柱b时,R1单独工作,电路中电阻较大,电源电压一定,由P=可知,此时电功率较小,电路处于保温挡位;当S闭合、S2接左边接线柱a时,电阻R1和R2并联,电路中电阻较小,电源电压一定,由P=可知,此时电功率较大,处于加热挡位,此时R1的电功率等于保温挡功率,知道加热挡功率,减去R1的电功率,可得R2的电功率,再利用P=求R2的阻值大小;
(3)知道加热挡功率、工作电压,利用P=求R并的大小;
电能表上“3000r/(kW•h)”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求电能表转盘转了50r时,电烤箱消耗的电能,知道工作时间,利用P=求出电烤箱的实际功率;再利用P=求出实际电压。
【解答】解:
(1)由P=UI可得,该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流:
I保温===0.5A;
(2)当S闭合,S4接右边接线柱b时,R1单独工作,电路中电阻较大,由P=,此时电功率较小;
当S闭合、S8接左边接线柱a时,电阻R1和R2并联,电路中电阻较小,由P=,此时电功率较大,此时R1的电功率:P1=P保温=110W,
R7的电功率:P2=P加热﹣P1=1210W﹣110W=1100W,
由P=可得:
R2===44Ω;
(3)S闭合、S2接左边接线柱a时,电阻R5和R2并联,处于加热挡位,P加热=1210W,
由P=可得:
R并===40Ω;
电能表上“3000r/(kW•h)”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,
电能表转盘转了50r,电烤箱消耗的电能:
W=kW•h=,
工作时间t=1min=h,
电烤箱的实际功率:
P实===1kW=1000W,
由P=可得
U实===200V。
答:(1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流为0.5A;
(2)电热丝R3的阻值为44Ω;
(3)电烤箱两端的实际电压是200V。
【点评】本题考查了电功率的公式及其推导公式的应用、并联电阻的特点、对电能表相关参数的理解,分析电路图得出电烤箱不同挡位的电路连接方式是关键。
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.66
0.42
0.24
××牌电烤箱
额定电压:220V
额定加热功率:1210W
额定保温功率:110W
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.66
0.42
0.24
××牌电烤箱
额定电压:220V
额定加热功率:1210W
额定保温功率:110W
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