九年级上册物理期末试卷
展开2019-2020学年重庆市荣昌区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共24分)
1.下列数据符合实际情况的是( )
A.家用电风扇正常工作时的电流为10A
B.我国家庭电路的电压为220V
C.一盏家用日光灯的额定功率为2000W
D.手机正常工作的电流为5A
2.下列物质中,在通常情况下属于导体的是( )
A.玻璃、陶瓷、人体 B.黑胶布、煤油、铅笔芯
C.塑料尺、空气、橡胶棒 D.水银、大地、石墨
3.下列说法中,正确的是( )
A.冰在熔化时温度不变内能增加
B.物体温度升高时一定吸收了热量
C.热机在做功冲程中机械能转化为内能
D.两个圆柱体铅块削平后紧压在一起不脱落属于扩散现象
4.安全用电越来越被人们所重视,符合安全用电要求的做法是( )
A.用电器着火时,应迅速向用电器泼水
B.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
C.使用试电笔时,手要接触试电笔笔尖
D.为了方便,可抓着导线拉出插座上的插头
5.如图所示,开关闭合,两个灯泡都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路故障可能是( )
A.电流表开路,并且L1、L2灯丝断了
B.L1灯丝断了
C.灯泡L2开路
D.灯泡L1短路
6.市场上有一种电脑键盘清洁器,可以有效清除键盘间不易触及的灰尘,某品牌的该产品由照明灯泡L,吸尘电动机M等元件组成。使用时,灯泡和电动机既可以独立工作,也可以同时工作,每个开关只能控制一个用电器的工作状态。如图所示的电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
7.小阳设计了一个天然气泄漏检测电路(如图),R为电阻值随天然气浓度增大而减小的气敏电阻,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小
B.天然气浓度减小,电流表示数变大
C.天然气浓度增大,电路消耗的总功率变小
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
8.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R₁为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R₂的滑片P从a端向b端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则( )
A.定值电阻R₁阻值为20Ω
B.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B点
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的C点
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的D点
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9.刚装修完的房子,打开房门就会闻到刺鼻的甲醛气味,这是 运动的结果;水很难被压缩,说明分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
10.家庭电路中,电视机与电冰箱是 联连接的,对人体安全的电压是不高于 V。
11.合理分类和利用垃圾可以变凌为宝。在一定条件下,1吨垃圾能”榨”出170kg燃料油,若燃料油的热值为4.0×107J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J,燃烧时燃料油的化学能转化为 能。
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合、S₁断开甲、乙两表均为电流表时,R₁和R₂消耗的功率之比P₁:P₂=3:2,当开关S和S₁都闭合,甲、乙两表均为电压表时,R₁和R₂中的电流之比l₁:I₂= ,两电压表示数之比U甲:U乙=
13.如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,调节滑动变阻器R′,发现电流表示数从0.1A变为0.4A,电压表示数改变了6V.由此判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 (选填“变大”或“变小”),定值电阻R的电功率变化了 W。
14.如图所示的电冰箱的示意图,它在结构上和工作过程中应用了许多物理知识,请结合生活实际,仿照示例,提出一个有关电学或热学方面的问题并作答。
【示例】
问题:电冰箱为什么要用三线插头接地?
回答:因为电冰箱带有金属壳,防止其带电造成触电事故。
问题: ;
回答: 。
三、实的探究题(56分,16题7分,7题56分,共2分)
15.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是为了控制通电时间、 相等。
(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压大小,发现UA<UB,则RA RB(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)在相同时间内,可通过观察 来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油的比热容 。
(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其 (选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝RA换成 的电热丝。测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油= (已知水的比热容为c水)
16.为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图1甲所示的电路进行实验。
(1)在实验操作中,A组同学试触时电流表的指针向着没有刻度的左侧偏转(如图5乙所示),出现这种情况的原因是电流表的 。
(2)B组同学试触时电流表的指针扫过有刻度的地方,直到右侧没有刻度的地方(如图5丙所示),出现这种情况的原因是电流表的 。
(3)A组同学经过努力,排除故障后,测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为IB、IC、IA,电流表示数如图2中甲、乙、丙所示,可读出:IB=0.56A,IC= A,IA= A.根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和支路电流的关系是: 。
(4)为了验证结论的普遍性,有些同学采用了更换不同电源继续实验的方法进行验证,你还可以采用的方法是: 。
(5)结合你用一个电流表做这个实验时的体会,提出一条对本实验的改进意见: 。
17.在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 ,闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)小明同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)。
(4)排除故障后,小明同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(5)小明同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(6)小明分析图象发现灯泡的电阻是变化的,他和同学们通过讨论,得出灯丝电阻变化的原因是 。
(7)如果将图甲中的小灯泡更换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是
A.探究电流与电压关系
B.探究电流与电阻关系
C.探究电热的多少与电流大小的关系
D.探究电流做功的多少与电阻大小的关系。
四、论述计算题(18题6分,19题8分,20题8分,共22分.解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案不能得分)
18.如图所示,电阻R1=15Ω,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表A1示数为0.6A,电流表A的示数为1.8A,求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的阻值。
19.创建生态文明城市需要我们共同关注环境。我校某兴趣小组为了检测空气质量指数,设计了如图甲所示的检测电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压3V保持不变。R0=10Ω,当电压表示数为2V时。求:
(1)通过R的电流;
(2)1min内R0消耗的电能;
(3)此时空气质量指数。
20.如图是某饮水机的电路原理简图,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态(“断开”或“闭合”),可以选择出温水或开水。该饮水机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是1100W.已知R1、R0电阻值不随温度变化,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ=1×103kg/m3.求:
(1)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流I和电热丝R1的电阻值。
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是23℃,水需要吸收多少热量?如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多少时间?
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共24分)
1.【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、家用电风扇正常工作时的电流为0.5A,故A错误。
B、我国家庭电路的电压为220V,符合实际,故B正确。
C、一盏家用日光灯的额定功率为40W,故C错误。
D、手机正常工作的电流为0.2A,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【分析】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;导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解:A、玻璃、陶瓷、人体中,玻璃和陶瓷属于绝缘体,人体是导体,故A错误。
B、黑胶布、煤油、铅笔芯中,黑胶布和煤油属于绝缘体,铅笔芯的材料是碳,属于导体,故B错误。
C、塑料尺、空气、橡胶棒中,三者均属于绝缘体,故C错误。
D、水银、大地、石墨中,三者均易导电,属于导体,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
3.【分析】(1)物体的内能发生变化,可能表现在物体的温度变化,也可能是状态的变化;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递;
(3)热机是把内能转化为机械能的装置;
(4)不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明了分子在不停的做无规则运动;分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:
A.冰是晶体,冰在熔化时吸收热量,内能增加,但温度不变,故A正确;
B.物体温度升高时,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.热机的做功冲程是把内能转化为机械能的过程,故C错误;
D.两个圆柱体铅块削平后紧压在一起不脱落,说明分子间存在相互作用的引力,不属于扩散现象,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对温度、热量与内能关系和热机能量的转化以及分子动理论的掌握,是一道基础题目。
4.【分析】(1)电器着火时,要先切断电源,再救火;
(2)安全用电的原则之一是,不接触低压带电体;
(3)使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明是接触的是火线;
(4)用手直接牵拉导线易造成绝缘层破损,引发触电。
【解答】解:A、用电器着火时,要先切断电源,再救火,若直接用水泼易引发触电,故A错误;
B、更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关,这样灯泡和用电器不带电,是安全的,故B正确;
C、在使用测电笔时,应用手接触笔尾的金属体,用笔尖接触导线,手指如果碰到笔尖会造成触电事故,故C错误;
D、用手直接牵拉插头易造成绝缘层破损,引发触电,不能为了图一时方便,抓着导线拉插座上的插头,故D错误。
故选:B。
【点评】熟练掌握家庭电路中的安全用电常识,并能在实践中加以运用,有一定的现实意义,应引起我们的重视。
5.【分析】闭合开关两灯都不亮,原因有两个:断路或短路。已知两灯串联都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路。
【解答】解:
A、如果电流表开路,两只灯泡L1、L2灯丝断了不能发光,电压表、电流表无示数。不符合题意;
B、如果灯泡L1灯丝断了,两只灯泡都不发光,电流表无示数,电压表测量电源电压指针偏转。符合题意;
C、如果灯泡L2开路,两只灯泡都不发光,电压表、电流表都无示数。不符合题意;
D、如果灯泡L1短路不能发光,L2能够发光。不符合题意。
故选:B。
【点评】用电压表检验电路故障时,将电压表与用电器并联,如果电压表无示数,可能是并联的用电器短路或其它部分断路;如果电压表有示数且较大(接近电源电压),可能是并联的用电器断路或其它部分短路。
6.【分析】灯泡和电动机既可以独立工作,也可以同时工作,说明灯泡与电动机并联,每个开关只能控制一个用电器的工作状态,即支路上各有一个开关,由此分析解答。
【解答】解:灯泡和电动机既可以独立工作,也可以同时工作,说明灯泡与电动机并联,每个开关只能控制一个用电器的工作状态,即支路上各有一个开关;
A、由图知,灯泡与电动机并联,两支路上各有一个开关,故A符合题意;
B、由图知,灯泡与电动机并联,S2在干路上控制整个电路,S1只控制电动机M,故B不符合题意;
C、由图知,灯泡与电动机并联,S2在干路上控制整个电路,S1只控制灯泡,故C不符合题意;
D、由图知,灯泡与电动机串联,两开关都串联在电路中,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】(1)根据二者是否相互影响,判断出它们的连接方式,相互影响为串联,互不影响为并联;
(2)根据开关的控制作用,确定开关的位置,控制整个电路,开关在干路上,单独控制某个用电器,开关在支路上。
7.【分析】由图可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压;电流表测量电路电流,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
【解答】解:
当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值将会减小,故由欧姆定律可得电路中电流增大,即电流表示数增大;
由U0=IR0可知,定值电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会增大。故A错误;
根据P=UI可知,此时电路消耗的总功率变大。故C错误;
当天然气浓度减小时,气敏电阻的阻值将会增大,故由欧姆定律可得电路中电流减小,即电流表示数减小,故B错误;
根据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,而R0为定值电阻,阻值不变,所以D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到欧姆定律和电功率公式的灵活应用,利用好“气敏电阻阻值随天然气浓度的增大而变小”是关键。
8.【分析】(1)当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,电路中的电流最小,由图象读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据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即可求出R1的阻值和电源的电压;
(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时,连入电路的阻值为R2,根据电阻的串联和和欧姆定律求出电路中的电流,由图象找到对应点。
【解答】解:
(1)当滑片P在a端时,由图象可知这时电路中电流为Ia=0.2A,U2=4V,
由I=可得:
R2===20Ω,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得:
电源的电压:
U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,
由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1上,
则U=IbR1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得:R1=10Ω,U=6V,故A错误;
(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:
R2′=R2=×20Ω=10Ω,
则电流表的示数为:
I′===0.3A。
由图象可知:电流表示数为0.3A时对应的点是B,故B正确、CD错误。
故选:B。
【点评】本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题重点考查了应用图象解决问题,这是以后学习的重点。
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9.【分析】(1)一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,即发生扩散现象;
(2)分子间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解:(1)刚装修完的房子,打开房门就会闻到刺鼻的甲醛气味,这是甲醛气味分子在不停地做无规则运动的结果,也就是扩散现象;
(2)水很难被压缩,说明分子间存在斥力。
故答案为:分子无规则;斥力。
【点评】本题考查了学生对分子动理论的掌握与应用,所学知识与生活实际相联系,是一道好题。
10.【分析】(1)用电器之间相互独立工作,互不影响,所以家用电器之间是并联在一起的。
(2)牢记对人体的安全电压:是不高于36V的电压。
【解答】解:(1)家庭电路中,电视机、电冰箱等家用电器之间保证各用电器之间互不影响,又能正常工作,所以是并联的连接。
(2)对人体安全的电压是不高于36V。
故答案为:并;36。
【点评】本题考查了一些生活中常见的电压值,家中用电器为了相互不影响而采用了并联的连接方式,属于基础知识。
11.【分析】(1)利用Q放=mq求燃料油完全燃烧释放出的热量;
(2)燃料在燃烧时,发生化学变化,把燃料的化学能转化为内能。
【解答】解:
(1)燃料油完全燃烧释放出的热量:
Q放=mq=170kg×4.0×107J/kg=6.8×109J;
(2)燃料油燃烧过程中,将燃料油的化学能转化为内能。
故答案为:6.8×109;内。
【点评】本题考查了燃料油完全放热公式的应用、燃料燃烧时能量的转化的了解,属于基础性题目
12.【分析】(1)当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,根据并联电路的电压特点和P=求出两电阻的阻值之比,根据欧姆定律求出R和R中的电流之比。
(2)当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻两端的电压之比。
【解答】解:(1)当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联;
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由P=可得,两电阻的阻值之比===;
由I=可得,I1:I2=:=R2:R1=3:2;
(2)当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,由I=可得,两电阻两端的电压之比:===,
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以U甲:U乙=(U1+U2):U2=(2+3):3=5:3。
故答案为:3:2; 5:3。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件以及利用电阻之比连接两电路的关系是关键。
13.【分析】由电路图可知,电阻R与滑动变阻器R′串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律可知当电流表示数从0.1A变为0.4A时,电路中的总电阻变小;根据串联电路电压特点结合电压表的示数求出电阻R的阻值,再根据P=I2R求出求出定值电阻R电功率的变化量。
【解答】解:由电路图可知,电阻R与滑动变阻器R′串联,根据I=可知,电流表示数从0.1A变为0.4A时,电路中的电阻变小,即滑动变阻器接入电路的电阻变小;
当电路中的电流I1=0.1A时,根据I=可知,电阻R两端的电压为U1=I1R,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
变阻器两端的电压为U滑1=U﹣U1=U﹣I1R;
当电路中的电流I2=0.4A时,根据I=可知,电阻R两端的电压为U2=I2R,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
变阻器两端的电压为U滑2=U﹣U2=U﹣I2R;
因电压表示数改变了6V,所以U滑1﹣U滑2=6V,
即(U﹣I1R)﹣(U﹣I2R)=6V,
所以,R===20Ω;
定值电阻R电功率的变化量:
△P=I22R﹣I12R=(0.4A)2×20Ω﹣(0.1A)2×20Ω=3W。
故答案为:变小;3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据电压表示数的变化量求出电阻R的阻值。
14.【分析】(1)在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作;冰箱内的灯泡与电动压缩机的工作电压为220V,工作时能互不影响;
(2)根据制冷剂在冷冻室里工作过程,结合所学热学知识即可回答。
【解答】解:(1)问题:冰箱内的灯泡与电动压缩机的连接方式如何?
回答:因为冰箱内的灯泡与电动压缩机的工作电压为220V,工作时不能互不影响,所以应是并联连接;
(2)问题:电动压缩机工作时,什么能转化成什么能?
回答:电能转化为机械能;
(3)问题:冰箱内的食物是通过什么途径改变了内能?
回答:热传递;
(4)问题:液态制冷剂在冷冻室发生了什么物态变化?
回答:汽化。
(其他正确答案,叙述清楚同样给分)
【点评】平时多注意观察生活中的各种器械,注意将学到的知识与实际应用结合起来。开放题注意语言表达的严密性,在中考中一些同学语言表达不严密造成错误。
三、实的探究题(56分,16题7分,7题56分,共2分)
15.【分析】(1)探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,采用控制变量法;
(2)串联电路有分压作用,电压与电阻成正比;
(3)温度计示数的变化反应了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少;根据Q=cm△t作出分析;
(4)由Q吸=cm△t可知,要比较水和煤油的比热容大小,应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等,通过比较它们升高的温度大小关系,得出比热容的大小关系;通电相同的时间,表示水和煤油吸收相同的热量,根据Q=cm(t﹣t0)求出煤油的比热。
【解答】解:(1)本实验采用的是控制变量法,两电阻丝串联连接的目的是:控制通电时间和通过电阻的电流相等;
(2)根据串联电路中=可知,当UA<UB,则RA<RB;
(3)实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少;根据Q=cm△t可知,在液体的质量和吸收的热量相同的情况下,液体的比热越小,温度升高的越快,实验现象越明显,所以选用比热容较小的煤油来做实验;
(4)要比较水和煤油的比热容,则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小得出比热容的大小关系,故用相同质量的水代替煤油;把电热丝RA换成与RB阻值相同的电阻丝,电阻相等,在相同时间内放出的热量相同,所以水和煤油吸收的热量相同;
加热相同时间即Q水=Q煤油,得c水m(t水﹣t0)=c煤油m(t煤油﹣t0),所以煤油的比热表达式:c油=。
故答案为:(1)通过RA与RB的电流;(2)<;(3)温度计上升的示数快慢;大;(4)质量;与RB阻值相等;c水(t水﹣t0)/(t煤油﹣t0)
【点评】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,掌握控制变量法的应用、熟练应用串联电路特点、电功公式、热量公式的变形公式是正确解题的关键。
16.【分析】(1)连接电路时电流表正负接线柱不能接反,否则电流表指针反向偏转。
(2)电表要选择合适的量程,量程太小可能会损坏电表。
(3)由图示电表确定其量程与分度值,然后读出其示数,分析实验数据得出结论。
(4)为得出普遍结论,可以换用不同规格的灯泡进行多次实验。
(5)可以用多个电流表进行实验。
【解答】解:(1)电流表指针向着没有刻度的左侧偏转,这是由于电流表正负接线柱接反了造成的。
(2)电流表指针扫过有刻度的地方,直到右侧没有刻度的地方,这是由于电流表量程太小造成的。
(3)由图2乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数:IC=0.44A,
由图2丙所示电流表可知,其量程为0~3A,分度值为0.1A,示数IA=1A。
由实验数据可知,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和支路电流的关系是:IA=IB+IC。
(4)为了得出普遍结论,可以换用不同规格灯泡进行多次实验。
(5)为方便实验操作,可以使用三个电流表同时接在电路中的A、B、C处,测出它们的电流。
故答案为:(1)正负接线柱接反了;
(2)量程太小;
(3)0.44;1; IA=IB+IC;
(4)换用不同规格灯泡进行多次实验;
(5)使用三个电流表同时接在电路中的A、B、C处,测出它们的电流。
【点评】本题考查了电流表的使用注意事项、电表读数、实验数据分析、实验改进方法等问题;对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
17.【分析】(1)连接电路时,开关应处于断开状态。闭合开关前,滑片处于最大阻值处以保护电路;
(2)根据灯泡的额定功率和电阻,利用欧姆定律计算灯泡电流,确定电流表的量程。并且电流表与灯泡串联;
(3)小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则可能与电压表并联的电路断路;
(4)电压表读数:先确定使用的量程,然后确定分度值。通过实际电压与额定电压的关系,当实际电压小于额定电压时,滑动变阻器接入电路中的阻值需减小;
(5)在图象上找出灯泡额定电压下的电流,根据P=UI计算额定功率;
(6)根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析;
(7)已知电阻值,电路可测电阻两端的电压,流过电阻的电流,据此判断可完成哪个实验。
【解答】解:(1)连接电路时,开关要处于断开状态;
滑动变阻器滑片处于A端时,连入电路的电阻最大,起保护电路的作用;
(2)灯泡的电流约:I===0.25A,因此电流表选择0~0.6A的量程,并且电流表与灯泡串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,如图:
。
(3)小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则可能与电压表并联的灯泡断路;
(4)电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.8V;灯泡实际电压小于额定电压,为了使灯泡正常发光,滑动变阻器分得的电压需减小,因此滑片需向B端移动;
(5)由图象知:灯泡在额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(6)由于灯丝电阻与温度有关,不同电压时灯丝的功率不同,温度不同,所以电阻不同;
(7)把小灯泡换成定值电阻后,电阻阻值R一定,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验。
故答案为:(1)断开; A;(2)如图所示;(3)灯泡断路;(4)B;(5)0.5;(6)灯丝的温度发生了变化,电阻发生变化;(7)A。
【点评】本题考查了测“小灯泡电功率”的实验中实验器材的正确使用、电路的连接、注意事项、电路故障分析和利用欧姆定律及功率的计算等问题,虽综合性强,但都是很基础、很重点的知识,只要掌握以上知识点,解决此题不难。
四、论述计算题(18题6分,19题8分,20题8分,共22分.解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案不能得分)
18.【分析】由电路图可知,R1、R2并联,A1测通过R1的电流,A测干路电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1两端的电压;
(2)根据欧姆定律求出电阻R2的阻值。
【解答】解:
(1)由题可知,R1与R2并联,A1测通过R1的电流,A测干路电流。
由I=可得R1两端的电压:
U1=I1R1=0.6A×15Ω=9V;
(2)根据并联电路的电压特点可知:
R2两端的电压:U2=U=U1=9V,
根据并联电路的电流特点:
流过R2的电流:I2=I﹣I1=1.8A﹣0.6A=1.2A,
则R2===7.5Ω。
答:(1)R1两端的电压为9V;
(2)R2的阻值为7.5Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目。
19.【分析】(1)根据串联电路的电流规律,由I=计算通过R的电流;
(2)根据W=UIt计算1min内R0消耗的电能;
(3)计算R的阻值得到的大小,由图象可得空气质量。
【解答】解:
(1)由图甲可知,R0和R串联,电压表测R0两端的电压,
所以通过R的电流:IR=I0===0.2A;
(2)1min内R0消耗的电能:
W0=U0I0t=2V×0.2A×60s=24J;
(3)此时气敏电阻两端的电压:UR=U﹣U0=3V﹣2V=1V,
此时气敏电阻的阻值:R===5Ω,
所以==0.2Ω﹣1,
由图象乙可知,此时空气质量指数为50。
答;(1)通过R的电流为0.2A:
(2)1 min内R0消耗的电能为24J;
(3)此时空气质量指数为50。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电能公式的应用,要能熟练运用公式,还要能从图象中找出有用信息。
20.【分析】(1)根据正常工作时的电功率和电压求出电流和电阻R;根据保温状态的功率和P=,结合与串联电阻特点,求出R0阻值;
(2)先根据水的密度和体积求出水的质量,利用Q=cm△t求出水吸收的热量;再根据η=和t=求出加热时间。
【解答】解:(1)根据题意可知,饮水机处于加热状态时,只有电阻R0接入电路
P加=2200 W,由P=UI可知,饮水机出开水时电热丝中的电流:I===10A,
由P=可知,R0===22Ω,
又,饮水机处于保温状态时,电阻R1和R0串联接入电路
P加:P保=(R0+R1):R0=2:1,则R1=R0=22Ω
(2)由ρ=可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10﹣6m3=0.5 kg
水吸的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5 kg×(100℃﹣23℃)=1.617×105J
由η=得,消耗的电能:W==≈2.02125×105J
由W=Pt可知,加热时间:t==≈91.9s。
答:(1)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是10A,电热丝R1的电阻值是22Ω;
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是23℃,水需要吸收1.617×105J热量;如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要91.9s
【点评】该题主要考查学生对于电路状态的判断、吸热和效率以及电功率的理解和掌握,是一道中考中经常出现的综合题。
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