2023-2024学年天津南开区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.关于图中静电现象,说法正确的是( )
A. 如图甲,丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会失去电子
B. 如图乙,细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C. 如图丙,验电器是利用了同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原理制成的
D. 如图丁,摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
2.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生产、生活服务。下列事例不是主要利用这一特性的是( )
A. 夏天洒水降温B. 汽车发动机用循环水冷却
C. 让热水流过散热器供暖D. 傍晚向稻田里放水以防冻坏秧苗
3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法正确的是( )
A. 它们都是采用控制变量的研究方法
B. 它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C. 前者多次测量的目的是数据取平均值,从而减小误差
D. 后者多次测量的目的是分析多组数据,得出普遍规律
4.下列关于物理学家做出贡献的叙述,符合历史事实的是( )
A. 沈括——最早记述了磁偏角B. 法拉第——最先发现电流的磁效应
C. 欧姆——最先发现电与磁之间的联系D. 焦耳——最先得到电流与电压的关系
5.小明同学总是随手关闭家里不必要使用的电灯等家用电器,以身作则,节约能源。小明每多关闭一个家用电器,下列说法正确的是( )
A. 总电阻变小B. 总电流变大C. 总电压变小D. 总电流变小
6.某家庭电路的部分组成如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图中三个插座是串联的
B. 试电笔测试插座左孔,氖管会发光
C. 为了安全,该家庭电路中的灯泡和开关不可以互换位置
D. 闭合开关S时,若灯泡不亮,则一定是零线某处发生断路
7.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法正确的是( )
A. 甲图通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
B. 乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比是1:4
D. 将乙图右侧密闭容器中的5Ω电阻换成10Ω,即可探究电流产生的热量与电阻的关系
8.有一块手机用的电池,上面标明电压为3.7V,容量为2000mA⋅h,它充满电后大约储存的电能为( )
A. 2.664×104JB. 2.664×107JC. 7.4JD. 7.4kW⋅h
9.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,如图所示,古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼头尾指向南北,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮,制成指南鱼,图中是它静止时的指向。下列判断正确的是( )
A. 鱼形铁不能被磁体吸引B. 指南鱼周围存在磁感线
C. 指南鱼鱼头应标注“N”D. 指南鱼的腹部磁性最强
10.如图甲为坐位体前屈测量示意图,测试时需要从刻度尺上读数,小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进,改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示,则他设计的电路是( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
11.下列关于功、内能、热量的描述正确的是( )
A. 做功和热传递都能改变物体的内能
B. 物体的内能增大,温度不一定升高
C. 机械能为零的物体,内能也一定为零
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
12.如图所示,电源电压不变,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2,向左调节滑片P,下列说法正确的是( )
A. 指示灯逐渐变亮B. 电压表示数变大
C. 电磁铁左端为N极D. 两电路的总功率均变大
13.如图甲所示,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′标有“20Ω1A”,电流表量程为0−0.6A,电压表量程为0∼15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为6VB. 定值电阻R的阻值为10Ω
C. 灯泡正常发光时的电阻为12ΩD. 灯泡的额定电功率是1.5W
三、填空题:本大题共5小题,共20分。
14.如图为奥斯特实验,对比甲图、乙图,可以说明:通电导线的周围存在______;对比甲图、丙图,可以说明:磁场的方向跟______的方向有关。
15.如图所示,是探究能量转化的装置,实验过程中,燃料的化学能转化为内能再转化为叶轮的机械能,对水加热过程中是通过______(选填“热传递”或“做功”)使水的内能增大的,水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气的内能______(选填“增大”或“减小”)了。
16.我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,2B铅笔中的石墨是______(选填“导体”或“绝缘体”)。有一种防火警报器,这款警报器的触发装置就是石墨,其原理是整个电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻______(填“变大”或“变小”),通过触发装置的电流会增大,从而发出警报。
17.如图所示,是某实验电路的一部分,电流表的示数如图所示为______ A,若通过导线ab的电流大小为0.3A,电流方向为a→b,则通过导线cd的电流是______ A。
18.世界各国民用用电所使用的电压大体有两种,即100∼130V,220∼240V。如果不在用电器标注的额定电压下工作,会影响用电器的使用,一个标有“220V 440W”的电热器,若加载在110V的电压下,他的实际功率是______ W,此时通过他的电流为______ A。
四、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
19.某同学做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为4V,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样。
(1)在检查仪器时,发现电流表的指针如图1所示,则他接下来的操作是______;
(2)请你根据图2电路图用笔画线代替导线,将图3中未完成的电路连接好。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,导线不能交叉;
(3)检查仪器和电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图4所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向______(选填“左”或“右”)移动;
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据画出了如图5所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象;由此可知,小灯泡的额定功率为______ W,小灯泡在额定电压下工作时电阻为______Ω,且小灯泡灯丝电阻随电压的增大而______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
20.“探究产生感应电流的条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示,我们通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
(1)实验中,通过比较图______(选填“甲乙”、“甲丙”或“乙丙”)可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;AB棒应选用______(填选项);
A.橡胶棒
B.铝棒
(2)如图乙,使AB棒从图示位置上下运动,电路中______(选填“有”或“无”)感应电流产生;如图丙,若调换磁体上下磁极,则此时AB棒向左运动,与调换前向左运动对比,前后两次灵敏电流计的偏转方向______(选填“相同”或“相反”);
(3)利用电磁感应原理工作的装置有______(填选项);
A.电铃
B.扬声器
C.动圈式话筒
(4)如图丙,将灵敏电流计改为一个电源,则AB棒会______(填选项)运动。
A.上或下
B.左或右
21.同学们到实验室做了测量小灯泡电功率的实验后,老师要求同学们思考如果实验器材发生变化是否也能测量出小灯泡的额定功率呢,老师提供的器材如下:额定电压为U0的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值为R的定值电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一只单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化。
要求:
(1)请帮同学们设计出实验电路图并画在虚线框内;
(2)写出主要实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测小灯泡额定功率P的数学表达式。(用已知量和测量量表示)P=______。
五、计算题:本大题共4小题,共23分。
22.电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流______(选填“相同”或“不同”),电炉丝热的发红而导线却几乎不热,说明电流通过导体时产生的热量跟导体的______有关。
23.小明完成学习任务后准备去洗澡,想到今天学过的物理知识,思考如何能够计算出电热水器的热效率。于是他想到将家中其他用电器与电源断开,仅让加热50kg水的热水器工作。他观察了电热水器显示屏显示此时水箱内水的温度为20℃,让其加热到50℃时停止工作,并记录了加热前后电能表的示数,如图所示。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)电热水器的热效率。
24.某型号的电炖盅有“高温”和“低温”两个挡位,其简化电路、部分参数如表所示。求:
(1)控制开关让电炖盅处于高温挡,画出此时的等效电路图;
(2)1度的电能可供电炖盅在高温挡位正常工作多少小时;
(3)R2的阻值。
25.如图甲所示电路中,R0为阻值未知的定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象。求:
(1)该滑动变阻器的最大阻值;
(2)电源电压。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:
A、丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,玻璃棒失去电子,丝绸得到电子而带上负电,故A错误;
B、细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球可能带有异种电荷,也可能是一个带电,另一个不带电,故B错误;
C、验电器是利用同种电荷相互排斥原理制成的,故C错误;
D、摩擦后的气球带了电,能够吸引轻小物体,所以气球能够吸引细水流,故D正确。
故选:D。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;带电体可以吸引轻小物体;摩擦起电的实质是电子的转移。
排斥的物体带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,可能带电体吸引不带电的轻小物体。
2.【答案】A
【解析】解:A、夏天,我们在室内地板上洒水后往往感觉凉爽一些,是因为水蒸发吸热,能够降低周围温度,所以我们感到凉爽,故A符合题意;
B、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故B不符合题意;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器取暖,故C不符合题意。
D、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故D不符合题意。
故选:A。
(1)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
(2)蒸发是在任何温度下都可以发生的缓慢的汽化现象,液体蒸发时要从周围物质吸收大量的热,能够降低周围温度。
本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握,理解并用好:相同的m、Δt,c大的Q多,可以通过Q=cmΔt帮助记忆。
3.【答案】B
【解析】解:“探究电流跟电阻的关系”时,根据控制变量法,要控制电阻电压不变(通过移动变阻器的滑片达到控制电阻不变的目的),为得出普遍性的结论要多次测量;用“伏安法测量定值电阻”,为减小误差,要多次测量(通过移动变阻器的滑片改变电阻的电压和电流)取平均值,它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的,故ACD错误;B正确。
故选:B。
“探究电流跟电阻的关系”时,根据控制变量法,要控制电阻电压不变;
用“伏安法测量定值电阻”,为减小误差,要多次测量,结合变阻器的作用分析回答。
本题“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验相同和不同之处,要掌握。
4.【答案】A
【解析】解:A、最早记述了磁偏角的是我国的沈括,故A正确。
B、最先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特,故B错误。
C、最先发现电与磁之间的联系的是奥斯特,故C错误。
D、最先得到电流与电压的关系的是欧姆,故D错误。
故选:A。
(1)沈括最早记述了磁偏角;
(2)奥斯特最早发现电与磁的关系;
(3)欧姆最早得到电流与电压的关系;
(4)焦耳提出了焦耳定律,发现了电流的热效应。
本题考查的是物理常识,是基础题目。
5.【答案】D
【解析】解:家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联;
因家庭电路的电压不变,所以,每多关闭一个家用电器,总电压不变;
并联电路各支路互不影响,由于干路中的电流等于各支路电流的和,所以每多关闭一个家用电器,干路中的电流变小,即总电流变小;
由I=UR可知,电路中的总电阻变大。
故选:D。
家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,干路中的电流等于各支路电流的和,且家庭电路的电压不变,根据欧姆定律可知总电阻的变化。
本题考查了欧姆定律的简单应用,要注意家庭电路的连接方式是并联且家庭电路的电压不变。
6.【答案】C
【解析】解:A、图中的三个插座是并联的,这样在工作时才会互不影响,故A错误;
B、两孔插座的左孔接零线不能使得测电笔发光、右孔接火线,故B错误;
C、控制灯泡的开关S接在火线上,断开开关,切断火线,操作电路更安全,故C正确;
D、闭合开关S时,灯泡不亮,可能是零线断路,也可能是火线断路,故D错误。
故选:C。
(1)家庭电路中,各插座和各家用电器之间都是并联的;
(2)两孔插座的左孔接零线、右孔接火线;
(3)开关控制灯泡时,开关要接在灯泡和火线之间;
(4)闭合开关S时,灯泡不亮,可能是零线断路,也可能是火线断路。
掌握家庭电路中三孔插座、两孔插座、开关、灯泡的接法,并理解各种接法的原因。
7.【答案】B
【解析】解:A.甲中两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而右侧电阻大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知右侧容器内电阻产生的热量多,根据转换法,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大,故A不正确;
B.乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故乙图实验装置实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故B正确;
C.乙图中,设通过左侧容器电阻的电流为I,由并联电路电压的规律及欧姆定律可知,通过两并联等值电阻的电流相等,由并联电路电流的规律可知,通过右侧容器内电阻的电流为0.5I,即通过左、右容器中电阻的电流之比为:2:1,根据Q=I2Rt,可知在电阻和通电时间不变时,电阻产生的热量与电流的平方成正比,故乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4:1,故C不正确。
D.将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,左右容器中的电阻和电流都不同,没有控制好变量,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故D不正确。
故选:B。
(1)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,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联、并联电路电流的规律分析;
(2)电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的空气加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
(3)根据并联电路电压的规律及欧姆定律和并联电路电流的规律,得出通过左、右容器中电阻的电流之比,根据Q=I2Rt求解。
本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
8.【答案】A
【解析】解:手机电池电压为3.7V,容量为2000mA⋅h,手机电池充满电后大约储存的电能W=UIt=3.7V×2000mA⋅h=3.7V×2A×3600s=2.664×104J,故BCD错误,A正确。
故选:A。
根据W=UIt求出锂电池充满电所储存的电能。
本题考查了电能的计算,是一道基础题。
9.【答案】C
【解析】解:A、磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质;鱼形铁是用铁制成的,能被磁体吸引,故A错误;
B、指南鱼被磁化后,周围存在磁场,而磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线,故B错误;
C、地磁场的南极在地球的北极附近,地磁场的北极在地球的南极附近,如图所示,指南鱼鱼头指向北方,根据异名磁极相互吸引,指南鱼鱼头应标注“N”,故C正确;
D、指南鱼是一个磁体,两个磁极位置的磁性最强,中间最弱,故D错误。
故选:C。
(1)磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质,不是所有物体都能被吸引;
(2)磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线;
(3)异名磁极相互吸引;
(4)磁极位置磁性最强,中间位置磁性最弱。
本题考查了指南鱼和地磁场的有关知识,属于识记性知识,将课本内容记忆清楚是关键。
10.【答案】B
【解析】解:由图象可知电压表的示数随着刻度尺读数的增大而减小。
A、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,电压表示数越大,故A不符合题意;
B、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器左边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故B符合题意;
C、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器右边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,故C不符合题意;
D、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端的电压变小,电压表示数越小,故D不符合题意。
故选:B。
由图象可知电压表的示数随着刻度尺读数的增大而减小;
先判定电路的连接方式、电表的作用,根据推力的方向判定滑动变阻器接入电路中电阻的变化,再根据欧姆定律、串联电路的电压规律判定电压表示数的变化。
本题考查欧姆定律和电表的使用,分析求出电路结构,熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键。
11.【答案】AB
【解析】解:A、改变物体内能的两种方式:做功和热传递;改变物体内能的两种方式是等效的,故A正确;
B、物体吸热,内能一定增大,但温度不一定升高,例如,晶体在熔化过程中吸收热量,内能增加,但温度不变,故B正确;
C、一切物体都有内能,因此机械能为零的物体,其内能一定不为零,故C错误;
D、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递;而不是从内能大的物体向内能小的物体传递,故D错误。
故选:AB。
(1)改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
(2)物体吸热,内能一定增大,但温度不一定升高。
(3)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关。
(4)热传递的条件(温度差)和热传递的方向(从高温到低温)。
要正确理解温度、热量与内能的关系,改变物体内能的两种方法是等效的,以及热传递的条件和热传递的方向。注意:物体吸热,内能一定增大,但温度不一定升高。
12.【答案】ACD
【解析】解:
ABD、右侧电路中,电压表测量的是GMR两端的电压;滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,左侧电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,GMR的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,GMR分担的电压减小,电压表示数减小;右侧电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,右侧电路中的电流增大,通过指示灯的电流增大,指示灯变亮,根据P=UI知,两个电路的电流都变大,则电功率变大,故AD正确,B错误;
C、右手握住螺线管,电流从右侧外面流入,大拇指指向N极,则电磁铁的左端N极,故C正确;
故选:ACD。
(1)利用安培定则可知得出电磁铁的两极;
(2)根据滑片移动的方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律判定电路中电流的变化;电磁铁磁场的大小与电流大小、线圈的匝数的多少有关,据此判断出电磁铁的磁场强弱变化和GMR电阻的变化,根据通过灯泡的电流判定灯泡亮度的变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到电磁铁磁性与电流的关系等,判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。
13.【答案】ABD
【解析】解:因灯泡的电阻随温度的变化而变化,则由图乙可知,曲线是表示小灯泡的电流随电压的变化规律,直线段表示定值电阻的电流随电压的变化规律。
A.只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L与滑动变阻器串联,由图像可知,此时滑动变阻器阻值最大,灯泡两端电压为1V,电路中的电流为0.25A,
滑动变阻器R′标有“20Ω1A”,故此时滑动变阻器R′两端电压UR′=IR′=0.25A×20Ω=5V,
由串联电路电压规律可知,电源电压:U=UL+UR′=1V+5V=6V,故A正确;
B.只闭合开关S和S2,电阻R1和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端的电压,由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡额定电压)电路中的电流为Ia=0.3A,且变阻器滑片在a点时,电路中的电流为0.375A,电阻R1两端的电压为3.75V,定值电阻R的阻值:R=URIa=Ω,故B正确;
C.如下图所示:
只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,
由图像可知此时电流为0.3A,则此时R两端的电压:U′=I′R=0.3A×10Ω=3V,所以小灯泡正常发光的电压也为3V,
根据图像可知,小灯泡正常发光时的电流大于0.375A,则此时小灯泡的电阻:RL=U额I额<3V0.375A=8Ω,故C错误;
D.由I=UR可得,变阻器滑片在a点时变阻器接入电路中的电阻:Ra=UaIa=U−URIa=6V−Ω,
当电路中的电流为0.3A时,R两端的电压等于灯泡的额定电压,即:U额=IaR=0.3A×10Ω=3V,
在闭合开关S和S1,断开开关S2,且滑片在a点时,可知灯泡的额定电流I额=Ia=Ua′Ra=6V−3V6Ω=0.5A,
灯泡的额定功率P额=U额I额=3V×0.5A=1.5W,故D正确。
故选:ABD。
因灯泡的电阻随温度的变化而变化,则由图乙可知,曲线是表示小灯泡的电流随电压的变化规律,直线段表示定值电阻的电流随电压的变化规律。
(1)只闭合开关S和S1,此时灯泡L与滑动变阻器串联,根据串联电路电压规律可知电源电压;
(2)只闭合开关S和S2,此时定值电阻R与滑动变阻器串联,由图像和欧姆定律可知定值电阻R的阻值;
(3)只闭合开关S和S2,根据串联分压原理可知,小灯泡的电阻等于R的电阻;
(4)只闭合开关S和S1,根据串联电压规律可知,可得滑动变阻器最大阻值;只闭合开关S和S2,由欧姆定律可得此时电流的最小值。
本题考查等效电路分析、欧姆定律的应用,并考查分析图像获取信息的能力,综合性强,难度较大。
14.【答案】磁场 电流
【解析】解:对比甲图、乙图,分别是通路和断路,差别是是否有电流通过,有电流时,小磁针受力转动,说明通电导线的周围存在磁场;
对比甲图、丙图,改变了电流方向,小磁针转动方向相反,可以说明:磁场的方向跟电流的方向有关。
故答案为:磁场;电流。
1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场,即电流的磁效应。电流的磁场方向与电流方向有关。
本题主要考查了对奥斯特实验的过程与结论的了解,属基础题。
15.【答案】热传递 减小
【解析】解:燃料燃烧的过程是化学能转化为内能,这种内能传递给水,加热过程中是通过热传递的方式改变水的内能;水沸腾汽化为水蒸气,高温的水蒸气可以驱动叶轮转动,水蒸气自身的温度会降低,内能会减少,转化成了叶轮的机械能,内能减小。
故答案为:热传递;减小。
给试管中的水加热,燃料燃烧的化学能转化成水的内能,高温的水蒸气推动叶轮转动,说明内能转化成了叶轮的动能。
本题考查了改变内能的方式,是一道基础性题目。
16.【答案】导体 变小
【解析】解:2B铅笔中的石墨容易导电,是导体。
当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻变小,触发装置通过的电流会增大,从而发出警报。
故答案为:导体;变小。
导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。
深入理解电阻概念和影响电阻的因素,是解答此题的关键。
17.【答案】
【解析】解:由图可知,电流表选择0∼0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.46A;
电流表的正确接法是电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出:
若导线ab的电流从a→b,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,均通过dc导线,因此dc在干路,此时Icd=0.3A+0.46A=0.76A。
故答案为:0.46;0.76。
(1)确定电流表选择的量程和分度值,读出示数;
(2)并联电路的特点:干路电流等于各支路电流之和。
(3)电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出。
本题主要考查了并联电路的电流特点应用,关键能够根据电流的走向判断出电路的连接方式。
18.【答案】110 1
【解析】解:一个标有“220V440W”的电热器,由P=U2R可得,电热器的电阻为:
R=U额2P额=(220V)2440W=110Ω,
若加载在110V的电压下,他的实际功率是
P实=U实2R =(110V)2110Ω=110W,
此时的电流I=U实R =(110V)110Ω=1A。
故答案为:110;1。
根据铭牌利用P=U2R求出电阻,再根据P=U2R求出在110V电压下工作时的实际功率,根据欧姆定律计算实际电流。
本题考查电功率公式和欧姆定律的应用,属于中档题。
19.【答案】对电流表调零 右 0.62510增大
【解析】解:(1)由图示电流表可知,电流表指针没有指在零刻度线上,在使用前要对电流表指针进行调零,使指针指在零刻度线上。
(2)滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,滑动变阻器应接左下接线柱,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(3)由图示电压表可知,其量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2.6V,大于灯泡额定电压,现要测定小灯泡的额定功率,根据分压原理,应该增大变阻器的电压,增大滑动变阻器的电阻,应将滑片适当地向右移动;
(4)由图示图象可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.25A,灯泡额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
小灯泡在额定电压下工作时电阻为:R=UI=Ω;
由图示图象可知,随灯泡电压增大,通过灯泡的电流增大,灯泡电压与电流的比值增大,灯泡电阻增大。
故答案为:(1)对电流表调零;(2)如图所示;(3)右;(4)0.625;10;增大。
(1)如果电表指针没有指在零刻度线上,要对电表指针调零。
(2)根据题意确定滑动变阻器的接法,然后连接实物电路图。
(3)由图示电压表确定其量程与分度值,然后读出其示数,根据其示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向。
(4)由图示图象求出灯泡电压对应的电流,然后应用P=UI、欧姆定律分析答题。
本题测量小灯泡电功率,考查电路的连接、故障分析及注意事项、电压表读数、电阻和额定功率的计算。
20.【答案】甲、丙 B 无 相反 C B
【解析】解:
(1)实验中,通过比较图甲丙可知,丙中的开关是闭合的,导体运动时灵敏电流计指针发生偏转,甲中的开关是断开的,导体运动时灵敏电流计指针不发生偏转,故产生感应电流的一个条件是电路要闭合;同时AB棒应选用导体,而橡胶棒是绝缘体,铝棒是导体,故选:B;
(2)如图乙,使AB棒从图示位置上下运动,没有切割磁感线,电路中没有电流,导体运动的方向不同,即导体左右运动时切割磁感线时产生感应电流,如图丙,若调换磁体上下磁极,则此时AB棒向左运动,与调换前向左运动对比,前后两次灵敏电流计的偏转方向相反;
(3)利用电磁感应原理工作的装置有发电机和动圈式话筒,故选:C。
(4)如图丙,将灵敏电流计改为一个电源,则AB棒会左右方向运动,故选:B。
故答案为:(1)甲、丙;B;(2)无;相反;(3)C;(4)B。
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中才有感应电流产生,感应电流方向与磁场方向和切割磁感线运动方向有关,发电机和动圈式话筒是利用电磁感应制成的;
(2)磁场对电流有力的作用。
产生感应电流要抓住以下条件:闭合电路、一部分导体、切割磁感线运动,三个条件缺一不可。
21.【答案】U0(I−U0R)
【解析】解:(1)要测灯的额定功率,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R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,如下图所示:
;
(2)实验步骤:
①S掷向接线柱1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为U0R;
②保持滑动变阻器滑片不动,S掷向接线柱2,读出电流表示数I;
(3)在步骤①中,R与电流表串联后与灯并联,调节滑动变阻器,使电流表的示数为U0R,根据欧姆定律可知,R两端电压为U0,由并联电路电压特点,灯泡两端电压为U0,此时灯泡正常发光;
在步骤②中,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流为I;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,灯泡额定电流为IL=I−U0R,
则灯泡额定功率为:
P=U0IL=U0(I−U0R)。
故答案为:(1)见解答图;(2)见解答内容;(3)U0(I−U0R)。
要测灯的额定功率,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R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,据此画出电路图;
通过移动变阻器的滑片使电流表示数为U0R时,由并联电路电压的规律,灯两端的电压为U0,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R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P=UI写出灯的额定功率的表达式。
本题测小灯泡电功率的实验,考查了设计实验方案测功率的能力。
22.【答案】相同 电阻
【解析】解:电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,通电时间是相同的,由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比,可知电炉丝热的发红而导线却几乎不热,是因为电炉丝与导线的电阻不同造成的,即说明电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻有关。
故答案为:相同;电阻。
(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比。
(2)串联电路中电流处处相等,各用电器相互影响所以通电时间也相同,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,故放出热量多。
本题主要考查学生对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握,知道电炉丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
23.【答案】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(50℃−20℃)=6.3×106J;
(2)由图可知,电能表在热水器加热前的示数W1=862.5kW⋅h,加热后的示数W2=864.5kW⋅h,
则电热水器加热消耗的电能:W=W2−W1=864.5kW⋅h−862.5kW⋅h=2kW⋅h=7.2×106J,
电热水器的热效率:η=Q吸W×100%=6.3×106J7.2×106J×100%=87.5%。
答:(1)此过程中水吸收的热量为6.3×106J;
(2)电热水器的热效率为87.5%。
【解析】(1)根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)根据电能表加热前后的示数求出电热水器消耗的电能,根据效率公式求出电热水器的热效率。
本题考查热量的计算、电能表的读数以及效率公式的应用,是一道电热综合题,难度不大。
24.【答案】解:(1)由电路图可知,同时闭合开关S、S1时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=U2R可知总功率最大,所以此时电炖盅为高温挡,如图:
;
(2)由表中数据可知电炖盅在高温挡正常工作的电功率为:P=2000W=2kW,
则1度=1kW⋅h电能可供电炖盅在高温挡正常工作的时间为:t=WP=1kW⋅h2kW=0.5h;
(3)只闭合开关S,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最大,由P=U2R可知总功率最小,所以此时电炖盅为低温挡;
由表中数据可知电炖盅在低温挡正常工作的电功率为400W,则R2的阻值:R2=U2P2=(220V)2400W=121Ω。
答:(1)见上图;
(2)1度的电能可供电炖盅在高温挡位正常工作0.5h;
(3)R2的阻值分别为121Ω。
【解析】(1)由电路图可知,同时闭合开关S、S1时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=U2R可知总功率最大,所以此时电炖盅为高温挡,据此作图;
(2)由表中数据可知电炖盅在高温挡正常工作的电功率为:P=2000W=2kW,根据t=WP计算1度=1kW⋅h电能可供电炖盅在高温挡正常工作的时间;
(3)只闭合开关S,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最大,由P=U2R可知总功率最小,所以此时电炖盅为低温挡;
由表中数据可知电炖盅在低温挡正常工作的电功率为400W,根据R=U2P计算R2的阻值。
本题考查并联电路特点、电功公式、电功率公式的灵活应用。
25.【答案】解:由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流为I=I0时,R1的电功率P0,
由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值:
R1=P0I2=P0I02;
(2)由图象可知,当电路中的电流I′=2I0时,R1的电功率1.6P0,
此时R1接入电路的电阻:
R1′=1.6P0(2I0)2=2P05I02,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=UR可得,电源的电压:
U=I′(R0+R1′)=2I0×(R0+2P05I02),
当电路中的电流I=I0时,电源的电压:
U=I(R0+R1)=I0×(R0+P0I02),
因电源的电压不变,
所以,2I0×(R0+2P05I02)=I0×(R0+P0I02),
解得:R0=P05I02,
电源的电压:
U=I(R0+R1)=I0×(R0+P0I02)=I0×(P05I02+P0I02)=6P05I0。
答:(1)该滑动变阻器的最大阻值为P0I02;
(2)电源电压为6P05I0。
【解析】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据图象读出滑动变阻器消耗的电功率,利用P=I2R求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)由图象读出电路中的电流为2I0时R1的电功率,根据P=I2R求出R1接入电路的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出R0的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是利用好电源的电压不变和从图象中读出电流对应的功率。小贴士
如图甲所示是一单刀双掷开关的电路符号。图乙是单刀双掷开关对电路控制作用的一个实例,当S与“1”接触时,灯泡L1发光;当S与“2”接触时,灯泡L2发光。
××型电炖盅
额定电压
220V
高温功率
2000W
低温功率
400W
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