2020-2021学年河北省邯郸市武安市九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年河北省邯郸市武安市九年级(上)期末物理试卷
1. 下列物体中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A. 木尺和橡皮 B. 金属棒和塑料绳
C. 钢尺和碳棒 D. 食盐水和陶瓷杯
2. 下列说法正确的是( )
A. 摩擦使物体带电,说明摩擦创造了电荷
B. 验电器的原理是同种电荷相互排斥
C. 电路中有电源就一定有电流
D. 电流的方向就是自由电子定向移动的方向
3. 关于内能、温度和热量,下列说法正确的是( )
A. 不同燃料燃烧时,放出热量多的物质热值大
B. 温度低的物体一定比温度高的物体内能小
C. 物体吸收热量,一定温度升高内能增加
D. 热量总是从高温物体传给低温物体(高温部分传向低温部分)
4. 如图所示,闭合开关,两灯并联,各电表都能正常工作。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙、丙都是电流表 B. 甲、乙、丙都是电压表
C. 甲和丙都是电流表,乙是电压表 D. 甲和乙都是电压表,丙是电流表
5. 关于能量的转化,下列说法中不正确的是( )
A. 太阳能电池把太阳能转化为化学能
B. 洗衣机主要把电能转化为机械能
C. 燃气热水器把化学能转化为内能
D. 水力发电机把机械能转化为电能
6. 在研究物质的导电性时,采用如图所示的实验电路,用酒精灯对着取自白炽灯的玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来,对此,以下叙述正确的是( )
A. 玻璃芯柱和灯泡L是并联的
B. 电压表的示数将逐渐变大
C. 通过灯泡的电流要比通过玻璃芯柱的电流大
D. 加热过程中,玻璃芯柱的电阻随温度升高而增大
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 人体不接触带电体就不会发生触电事故
B. 试电笔用来测试物体是带正电还是带负电
C. 用电器的三脚插头是防止漏电而采取的安全策施
D. 保险丝熔断了,一定是电路中用电器总功率过大
8. 压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。以下电路不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,电阻箱Rx最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼3V。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A. S1、S2均向左闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为60Ω
B. S1、S2均向右闭合,电路允许通过的最大电流为0.6A
C. S1向左、S2向右闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为50Ω
D. S1向右、S2向左闭合,只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍
10. 如图所示电路,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,闭合开关后,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时变阻器消耗的功率为P1;当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数变化了3V,此时变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=5:6。下列判断正确的是( )
A. 电源电压为10V B. 电路允许消耗的最大功率为4.5W
C. 变阻器的最大阻值为20Ω D. 小灯泡消耗的最小功率为0.9W
11. 小红家有电视、照明灯、冰箱等电器,这些用电器工作时都是______ 联的(选填“串”或“并”)。她发现,在家庭电路中从进户线到用电器之间有①总开关;②电能表;③保险盒等,它们的先后顺序是______ (填序号)。
12. 中午放学,走进家门就闻到妈妈煎鱼香味,说明分子在______ 。如图所示,抽去板,过一段时间,发现下面瓶内的颜色变深了,这与上述现象的实质______ (选填“相同”或“不相同”)。将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,说明铅块的分子间存在______ 。
13. 如图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转角度相同,指针位置如图乙所示。电源电压为______ V,定值电阻R1、R2消耗的电功率之比为______ 。
14. “220V”、“10(30)A”和“1500r/kW⋅h”是小明家电能表的几个重要参数。这个电能表的标定电流是______ A。当他家中用电器全部工作时,电能表的金属盘1min转过100r,由此可估算出他家所有用电器的总功率为______ W。小明家新购置了一台1.5kW的空调,从电能表使用的角度考虑,他家的电路______ (选填“允许”或“不允许”)安装这台空调。
15. 小明探究“不同物质的吸热情况”时,在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油,用一个酒精灯同时对两支试管加热,加热一段时间后,温度计示数如图所示。
(1)实验中,是用______ 的方法改变水和煤油的内能。
(2)水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化______ (选填“较大”或“较小”)。
(3)加热一段时间后,煤油的温度升高了6℃,则水的温度升高______ ℃。
(4)如果本次实验消耗了15g酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量是______ J。
16. [实验名称]用电流表和电压表测量电阻。
[实验器材]电压恒为3V的电源、电压表、电流表、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器、待测电阻Rx、开关及导线若干。
[实验原理]欧姆定律。
[实验步骤]
(1)小红按如图甲所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,发现电流表示数如图乙所示,则下一步的实验操作是:先______ ,然后______ ;
(3)小红测出待测电阻Rx的阻值后,向老师汇报,老师指出她实验设计中存在着不足,其不足是______ ;
数据表格:
实验
次数
电压
U/V
电流
I/A
1
2.4
0.24
2
2.0
0.20
3
1.5
0.15
(4)改进实验后,小红继续实验并将数据记录在表格中。分析数据可知:待测电阻Rx的阻值为______ Ω;还可以初步得出:电阻一定时,______ 。
17. 在探究“小灯泡在不同电压下工作时的电功率”实验中,供选择的器材有:电源(电压恒为8V),变阻器(规格为“20Ω2A”),额定电压为2.5V、额定功率小于1.2W的小灯泡,两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0,一个开关及导线若干。
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小明设计了图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中电路的连接。
(2)正确连接电路后,进行实验,记录的数据如下表。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为______ W。
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率P/W
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而______ 。根据数据还可以得出,小明实验中选用的是R0=______ Ω的定值电阻。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0∼15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S、S2,断开S1,调节变阻器滑片直至电压表示数为______ V;
②滑片位置不动,______ 读出电压表示数为U0;
③小灯泡额定功率:______ 。(用、U0、R0表示)
18. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,调节变阻器R2的滑片P,电压表的示数随电路中电流变化的关系图像如图乙所示。
求:(1)变阻器R2接入电路的最大阻值。
(2)电源电压U。
19. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为1A和0.4A。
(1)求电源电压U和电阻R2的阻值。
(2)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电路总功率变化了0.8W。请判断被替换的电阻并求出电阻R0的阻值。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、木尺和橡皮属于绝缘体,故A错误;
B、金属棒属于导体,塑料绳属于绝缘体,故B错误;
C、钢尺和碳棒都属于导体,故C正确;
D、食盐水属于导体,陶瓷杯属于绝缘体,故D错误。
故选:C。
根据导体和绝缘体的定义:容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体即可作出判断。
本题考查常见的导体和绝缘体,会分辨出常见导体和绝缘体。属于识记的内容,比较简单。
2.【答案】B
【解析】解:A、摩擦起电的实质是电子的转移,电荷的多少没有变化,所以摩擦起电并没有创造电荷,故A错误;
B、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,故B正确;
C、电路中有电源来提供电压,且电路为通路时,才会形成电流,故C错误;
D、物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与自由电子定向移动的方向相反,故D错误。
故选:B。
(1)摩擦起电的实质是电子的转移,电荷的多少没有变化;
(2)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
(3)电路中有电压,且电路为通路时,才会形成电流;
(4)电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
本题是基础题,熟练把握摩擦起电的实质、验电器的原理、电流的形成原因、电流方向的规定等,是解答本题的关键,难度不大,但对我们的理解能力有一定要求。
3.【答案】D
【解析】解:
A、相同质量的不同燃料完全燃烧时,放出热量越多的热值越大;因题中燃料的质量未知、燃烧的情况未知,所以不能比较热值的大小,故A错误;
B、影响内能大小的因素有温度、质量和状态,因此,温度低的物体不一定比温度高的物体内能小,故B错误;
C、物体内能增加,它的温度不一定升高,例如晶体熔化时吸热内能增加,但温度不变,故C错误;
D、两个不同温度的物体相接触发生热传递时,热量总是从高温物体传给低温物体,故D正确。
故选:D。
(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值;热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度无关;
(2)内能是指物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,内能与物体的温度、质量和状态有关;
(3)晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
本题考查温度、热量、内能的理解、晶体熔化以及热传递现象,是一道综合题。
4.【答案】C
【解析】解:
由电路图可知,要使左边的灯泡发光,需要使电流从正极流出后经过此灯泡,再经丙表回到负极,所以丙表为相当于导线的电流表;
要使右边的灯泡与左边的灯泡并联,即右边的灯泡能发光,需要使电流从正极流出后经过甲表到此灯泡,再经丙表回到负极,所以甲表为电流表;而乙表为相当于开路的电压表,否则会造成电源短路。
故选:C。
(1)并联电路的特点是各用电器能独立工作,且互不影响;
(2)电流表的电阻非常小,相当于导线,所以与用电器串联使用;电压表的电阻非常大,相当于断路,所以与用电器并联接入电路。
看电路图时,需判断各用电器的连接方式,并确定电流表或电压表的位置。
5.【答案】A
【解析】解:A、太阳能电池把太阳能转化为电能,而不是转化为化学能,故A错误;
B、洗衣机主要把电能转化为机械能,为洗衣机提供动力,故B正确;
C、燃气热水器把化学能转化为内能,为水提供能量,故C正确;
D、水力发电机把水的机械能最终转化为电能,故D正确。
故选:A。
在做能量的转化这种题时,我们要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
本题考查了能量的转化过程,应学会分析生活中的能量转化现象,属于基础题。
6.【答案】B
【解析】解:
①从图可知,玻璃芯柱和灯泡L是串联的。所以A说法错误,不符合题意。
②在串联电路中电流处处相等,因此通过灯泡的电流等于通过玻璃芯柱的电流。所以C说法错误,不符合题意。
③∵用酒精灯对着玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来,
∴电路中的电流变大,
而电源电压不变,由公式 I=UR可知,
∴电路中的总电阻变小,
而灯泡的电阻不变,由串联电路电阻的特点可知,玻璃芯柱的电阻变小,
∴加热过程中,玻璃芯柱的电阻随温度升高而变小。所以D说法错误,不符合题意。
④从图可知,电压表测量的是灯泡两端的电压,
∵电路中的电流变大,而灯泡的电阻不变,
∴由公式U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表示数变大。所以B说法正确,符合题意。
故选:B。
①从图可知,玻璃芯柱和灯泡L是串联的,从而可以判断出A是否符合题意。
②再利用串联电路电流的特点,判断出C是否符合题意。
③从题可知,用酒精灯对着玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来,从而可以判断出电路中电流的变化,利用公式I=UR判断出电路中电阻的变化,再根据串联电路电阻的特点判断出,在加热过程中,玻璃芯柱电阻的变化,判断出D是否符合题意。
④从图可知,电压表测量的是灯泡两端的电压,已判断出电路中电流的变化,而灯泡的电阻不变,可利用公式U=IR判断出电压表示数的变化,判断出B是否符合题意。
本题考查了学生对串、并联电路的辨别,串联电路中电流的特点,以及温度对电阻的影响,并可以借助灯泡亮度的变化判断出电路中电流的变化,以及对欧姆定律的理解和应用。
7.【答案】C
【解析】解:A、高压带电体只要人靠近就有触电危险,故A错误;
B、试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线,不是测试物体带正电或负电,故B错误;
C、有金属外壳的用电器,必须使用三孔插座,接好地线,以防止漏电危及人身安全,故C正确;
D、保险丝熔断的原因有两个:短路或总功率过大,故D错误。
故选:C。
(1)安全用电的原则是:不接触低压带电体、不靠近高压带电体;
(2)试电笔的作用是区分家庭电路中的火线和零线;
(3)三孔插座的接地线一定要接入地下,以防外壳带电危及人身安全;
(4)保险丝熔断的原因有两个:短路或总功率过大。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,不能违反。
8.【答案】D
【解析】解:由图知:
A、压敏电阻与定值电阻并联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,并联电路总电阻减小,电源电压一定,所以干路电流增大,电流表示数增大。符合要求;
B、压敏电阻与定值电阻并联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,两端电压一定,所以电流表示数增大。符合要求;
C、压敏电阻与定值电阻串联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,压敏电阻两端电压减小,所以定值电阻两端电压增大,电压表示数增大。符合要求;
D、压敏电阻与定值电阻串联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,压敏电阻两端电压减小,所以电压表示数减小。不符合要求。
故选:D。
①在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比;
②在并联电路中,干路电流等于支路电流之和;支路电流与其阻值成反比。
此题考查的是电路设计问题,解答的关键有二:知道串联电路用电器两端电压与其阻值成正比;知道并联电路支路电流与其阻值成反比。
9.【答案】CD
【解析】解:A、闭合开关S,S1、S2均向左闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数Ux=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0和滑动变阻器两端的电压之和:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:,
Rx允许接入电路的最大阻值:,故A错误;
B、闭合开关S,S1、S2均向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表的示数U0=3V时,电路中的电流:
I2=U0R0=3V10Ω=0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0∼0.6A,
所以,电路中的最大电流为0.3A,故B错误;
C、闭合开关S,S1向左、S2向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0和Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U0x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,
此时滑动变阻器两端的电压:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:,
则R0和Rx的最大总阻值:,
所以,Rx允许接入电路的最大阻值:,故C正确;
D、闭合开关S,S1向右、S2向左闭合,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表被短路,电流表测电路中的电流,设此时电路的总电阻为,即,
只调Rx使电流表示数减半时,电路的总电阻,即,
由R=UI可知,只调Rx使电流表示数减半时,电路的总电阻,
则,
所以,Rx′>2Rx,即只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍,故D正确。
故选:CD。
(1)闭合开关S,S1、S2均向左闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数Ux=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R0和滑动变阻器两端的电压之和,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出Rx允许接入电路的最大阻值;
(2)闭合开关S,S1、S2均向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电压表的示数U0=3V时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流;
(3)闭合开关S,S1向左、S2向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0和Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U0x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R0和Rx的最大总阻值,利用电阻的串联求出Rx允许接入电路的最大阻值;
(4)闭合开关S,S1向右、S2向左闭合,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表被短路,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的总电阻,同理表示出只调Rx使电流表示数减半时电路的总电阻,根据欧姆定律可知两种情况下电路的总电阻关系,然后比较判断得出答案。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键,有一定的难度。
10.【答案】BCD
【解析】解:闭合开关后,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。
A、设电源电压为U,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,根据灯泡的铭牌数据,
由P=UI可知电路中的电流为I=PLUL=3W6V=0.5A,
滑动变阻器消耗的功率为:P1=(U−UL)I=(U−6V)×0.5A-------①
当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,
此时滑片在最大阻值处,变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知,变阻器分得的电压变大,
所以,电压表示数变化了3V即增大了3V,此时滑动变阻器两端的电压为:,
此时滑动变阻器消耗的功率为:------②
已知P1:P2=5:6----③
联立①②③解得,电源电压U=9V,故A错误;
C、变阻器接入电路中的阻值最大时,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为:
,故C正确;
D、变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,
变阻器两端的电压为:,
此时灯泡两端的电压为,
小灯泡消耗的最小功率为PL′=UL′I′=3V×0.3A=0.9W,故D正确;
B、灯泡正常发光时,电路中的电流最大,为0.5A,电源电压不变,
根据P=UI可知此时电路中的功率最大,为P=UI=9V×0.5A=4.5W,故B正确。
故选:BCD。
闭合开关后,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。
(1)设电源电压为U,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,根据灯泡的铭牌数据,由P=UI可知电路中的电流,进而得出滑动变阻器消耗功率P1的表达式;
当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,此时滑片在最大阻值处,
变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知此时滑动变阻器两端的电压,由P=UI可得出滑动变阻器此时消耗功率P2的表达式;已知P1:P2=5:6,联立各表达式可得出电源电压;
(2)变阻器接入电路中的阻值最大时,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值;
(3)变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,根据串联电路的电压特点可得出此时灯泡两端的电压,根据P=UI得出小灯泡消耗的最小功率;
(4)灯泡正常发光时,电路中的电流最大,为0.5A,电源电压不变,根据P=UI分析并得出此时电路中最大功率。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算问题,并考查综合分析能力,难度较大。
11.【答案】并 ②①③
【解析】解:家庭电路中各个用电器工作时互不影响,电视、照明灯、冰箱等电器是并联的;电能表的测量整个家庭消耗电能的多少,一定安装在最前面;总开关控制整个电路,为了检修电路比较方便,要安装的电能表的后面;电路中电流过大会熔断保险丝,为了更换保险丝比较方便,保险盒安装在总开关的后面,故顺序是电能表、总开关、保险盒。
故答案为:并;②①③。
家庭电路中各个用电器工作时互不影响;电能表是测量家庭消耗电能多少的仪表,也防止一些人偷电,一定安装在家庭电路的最前端,并且在总开关的前面。
掌握家庭电路的各元件的作用和安装位置,使各元件正常使用,并且保证使用的安全性。
12.【答案】不停地做无规则运动 相同 引力
【解析】解:
走进家门就闻到妈妈煎鱼香味,说明分子在不停息地做无规则运动;
过一段时间,发现下面瓶内的颜色变深了,这是扩散现象,表明分子在不停息地做无规则运动;
将两个表面光滑的铅块紧紧的压在一起,撤去压力后会发现它们粘在一起,说明分子间存在引力;
故答案为:不停地做无规则运动;相同;引力。
物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力。
本题考查学生对分子动理论内容的掌握情况,需要结合具体实例进行分析。
13.【答案】8 4:1
【解析】解:由电路图知,两电阻串联,电压表V1测电源电压,V2测R2两端电压,
串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压之和,而两个电压表指针偏转角度相同,所以V1使用是大量程,分度值0.5V,由图乙知,电源电压为8V;
V2使用是小量程,分度值0.1V,由图乙知,R2两端电压U2=1.6V,
R1两端电压U1=U−U2=8V−1.6V=6.4V;
串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2,
所以R1、R2消耗的电功率之比:P1:P2=U1I:U2I=U1:U2=6.4V:1.6V=4:1。
故答案为:8;4:1。
由电路图知,两电阻串联,电压表V1测电源电压,V2测R2两端电压,由串联电路电压特点结合电表指针情况确定两电压表量程,从而得到两灯电压和电源电压;
由串联电路特点和P=UI计算两电阻消耗电功率比。
本题考查串联电路特点、电压表读数以及电功率公式的应用,正确分析电路,确定两电压表的量程是关键。
14.【答案】10 4000 允许
【解析】解:
电能表的标定电流是10A;
电能表的转盘转100转消耗的电能:W=1001500kW⋅h=230kW⋅h,
他家所有用电器的总功率:P0=Wt=230kW⋅h160h=4kW=4000W;
(2)电能表允许接的用电器的最大总功率:,
现有用电器的功率加上空调的总功率:,因为,所以小明家允许装这台空调。
故答案为:10;4000;允许。
“1500r/kW⋅h”的物理意义:当用电器消耗1kW⋅h的电能时电能表的转盘转过1500转,据此求出转100转消耗的电能,根据P=Wt求出他家所有用电器的总功率;
“10(30)A”中,“10A”表示电能表的标定电流,“30A”表示平时工作允许通过的最大电流;“220V”表示电能表的工作电压,利用P=UI求出电能表允许接的用电器的最大总功率,减去现有用电器的功率就是还能增加用电器的功率,从而确定能否允许装这台空调。
本题考查了使用电能表时消耗电能以及电功率的计算,关键是对电能表相关参数的理解。
15.【答案】热传递 较小 34.5×105
【解析】解:(1)实验中,是用热传递的方法改变水和煤油内能;
(2)两物质质量相等,水和煤油吸收相同的热量,水的比热容大,根据Q=cm△t,水的温度变化较小;
(3)加热一段时间后,两物质吸热相同,质量相等,根据Q=cm△t,升高的温度与比热容成反比,因煤油升高的温度是水的2倍,煤油温度升高了6℃,则水的温度升高12×6℃=3℃;
(4)如果本次实验消耗了15g=0.015kg酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量是:
。
故答案为:(1)热传递;(2)较小;(3)3;(4)4.5×105。
(1)改变物体内能的两种方法:做功和热传递;
(2)水的比热容大,根据Q=cm△t分析;
(3)加热一段时间后,两物质吸热相同,根据已知条件,由Q=cm△t可知升高的温度与比热容成反比,据此得出水升高的温度;
(4)根据得出这些酒精完全燃烧放出的热量。
本题考查改变物体内能的方法、转换法及热量和热值公式的运用。
16.【答案】断开开关 将电流表正负接线柱交换连接 只测量一组数据,实验误差会较大 10 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】解:(2)闭合开关,发现电流表示数如图乙所示,即电流表指针反向偏转,则下一步实验操作是:先断开开关,然后将电流表正负接线柱交换连接。
(3)为减小误差,要多次测量取平均值,故他的实验设计中存在着不足是:只测量一组数据,实验误差会较大。
(4)改进后,小明继续实验并将数据记录在下表一中,由欧姆定律,待测电阻的阻值为:
R=UI=2.4V0.24A=2.0V0.2A=1.5V0.15A=10Ω。
分析表格可知,电压与电流之比为一定值,故得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:断开开关;将电流表正负接线柱交换连接;只测量一组数据,实验误差会较大;10Ω;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(1)电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电流表指针反向偏转;拆接电路时要断开开关,确定下一步实验的操作;
(2)为减小误差,要多次测量取平均值;
(3)由欧姆定律求出待测电阻的阻值,根据电压与电流比值为一定值分析得出结论;
本题用电流表和电压表测电阻,考查电流表使、数据分析、控制变量法、故障分析、电阻计算和影响电阻大小的因素。
17.【答案】1.05增大 105.5闭合开关S、S1,断开S2
【解析】解:(1)小灯泡与定值电阻串联,电压表与电阻并联,且电流从电压表的正接线柱流进负接线柱流出,故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接,如图所示:
(2)电流表选择0∼0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.42A,
则小灯泡的额定功率:;
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大;
由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,
由I=UR可得,第5次实验时电路总电阻:,
因,已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω,
故小明在实验中选用的是R0=10Ω;
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,
①闭合开关S、S2,断开S1,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,
电压表的示数:;
②滑片不动,闭合开关S、S1,断开S2,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:;
③小灯泡的额定功率:。
故答案为:(1)如上图所示;(2)1.05;(3)增大;10;(4)①5.5;②闭合开关S、S1,断开S2;③。
(1)小灯泡与定值电阻串联,电压表与电阻并联,且电流从电压表的正接线柱流进负接线柱流出;
(2)电流表选择0∼0.6A量程,分度值为0.02A,根据指针位置进行读数,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知小灯泡消耗的电功率变化情况;
由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,根据I=UR求出第5次实验时电路总电阻,进而得出答案;
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;
滑片不动,再将开关S1拨至“2”,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据求出小灯泡的额定功率。
本题是“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验,考查了实物电路的连接、电流表的读数、电功率的计算以及测电功率的特殊方法,对于测小灯泡的额定功率,关键是判断小灯泡正常发光只能根据电表的示数,所以一般第一步是让电表的示数(或其两端的电压或通过它的电流)等于其额定值。
18.【答案】解:闭合开关S,R1和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)根据串联分压特点可知,变阻器R2的滑片P在最右端时,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数最大,从图乙可知为4V,此时电路中的电流为0.1A,变阻器R2接入电路的最大阻值R2=U2I=4V0.1A=40Ω;
(2)设电源电压为U,变阻器R2的滑片P在最右端时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知U=4V+0.1A×R1…①
变阻器R2的滑片P在最左端时,变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流为0.3A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知U=0.3A×R1…②
由①②可得出:U=6V。
答:(1)变阻器R2接入电路的最大阻值为40Ω。
(2)电源电压U为6V。
【解析】闭合开关S,R1和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)根据串联分压特点可知,变阻器R2的滑片P在最右端时,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数最大,从图乙可知为4V,此时电路中的电流为0.1A,根据欧姆定律可知变阻器R2接入电路的最大阻值;
(2)设电源电压为U,变阻器R2的滑片P在最右端和最左端时,从图中找出电路中的电流值和变阻器两端的电压值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得出电源电压不变的表达式,进而得出电源电压值。
本题考查欧姆定律的应用和串联电路的特点,关键是从图中得出有用的信息。
19.【答案】解:(1)闭合开关S,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,两电流表的示数分别为1A和0.4A。
根据并联电路的电压特点可知,电源电压等于R2两端电压,也等于R1两端的电压,为U=U2=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V,
根据欧姆定律可知电阻R2的值R2=UI2=12V1A−0.4A=20Ω;
(2)由题知,用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化;
若用R0替换电阻R1,则电流表A1所在支路的电阻发生变化,电流表A1的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表A的示数发生变化,不符合题意,因此只能是用R0替换电阻R2;
替换前电路总功率:
,
替换后电路总功率变化了0.8W,则此时电源的电功率可能为:
,,
并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,替换前后R1的电流和功率均不变,
则R1消耗的功率:P1=UI1=12V×0.4A=4.8W,
因替换后R1与R0并联,且电源的电功率等于各电阻消耗功率之和,
所以,电阻R0消耗的功率可能为:
,,
由P=UI=U2R可得,R0的阻值可能为:
R0=U2P0=(12V)28W=18Ω,
R0′=U2P0′=(12V)26.4W=22.5Ω。
答:(1)电源电压U为12V,电阻R2的阻值为20Ω。
(2)被替换的电阻为并求出电阻R0的阻值。
【解析】(1)闭合开关S,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,两电流表的示数分别为1A和0.4A。
根据并联电路的电压特点及欧姆定律得出电源电压,根据欧姆定律可知电阻R2的阻值;
(2)由题知,电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,根据并联电路的特点确定电阻R0所替换的电阻,根据题中条件利用P=UI求出替换前电源的电功率,再根据题意求出替换后电源的电功率,由并联电路的特点可知另一支路的电阻消耗的功率不变,且根据P=UI可求出该电阻消耗的功率,因电源的电功率等于各电阻消耗功率之和,据此可求出R0消耗的功率,最后利用P=UI=U2R可得可得R0的阻值。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算问题,根据题意确定出替换的电阻是关键,有一定难度。
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