2020-2021学年云南省昆明市盘龙区九年级上学期期末考试物理试题(含答案与解析)
展开一、单选题
1.下列数据中,你认为最接近实际的是( )
A.人体感觉舒适的室温约为 37℃
B.手机充电器的输出电压约为 220V
C.家用台灯的功率大约为 200W
D.家用电冰箱正常工作时的电流约为 1.5A
2.下列说法中正确的是( )
A.冰块和金属勺都是晶体
B.橡胶棒和大地都是绝缘体
C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D.改进技术,热机效率有可能达到100%
3.下列说法中不正确的是( )
A.摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移
B.同一导体的电阻与加在它两端的电压和通过它的电流大小无关
C.家庭电路中的空气开关“跳闸”了,一定是发生了短路
D.使用测电笔辨别零线或火线时,手必须接触笔尾金属体
4.图中所示的用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.计算器B.电饭煲
C.电风扇D.电视机
5.常清毒、勤洗手、戴口罩、测体温,是防疫新冠肺炎的有效措施。下列相关解释正确的是( )
A.喷洒清毒液后,湿润的地面一会儿就干了,是因为消毒液发生了升华现象
B.天气越热,喷洒过消毒液的地面干燥得越快,说明液体蒸发快慢与温度有关
C.水银体温计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,其分度值为 1℃
D.护目镜上经常起一层水雾,水雾是水蒸气液化形成的,此过程需要吸热
6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,温度不变,内能变大
B.80℃的水一定比 30℃的水含有的热量多
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.物体吸收热量,温度一定升高
7.如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向左移动适当位置时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.灯泡变暗,电路中总功率变小D.灯泡变亮,电路中总功率变大
8.小昆家的卧室吊灯 L 用两个开关控制,一个安装在进门处,另一个安装在床头附近。操作任意一个开关均能独立地开灯和关灯(其中 A 中的 S1,和 C 中的 S1、S2为单刀双掷开关)。图中能够满足要求的电路是( )
A.B.C.D.
二、填空题
9.实验室和家庭中常用的液体温度计,温度计内的液体多用汞、酒精等物质。而不使用水,请写出两个原因:①______;②______。
10.学校物理实验室的一个开关同时控制两盏灯,一天小明闭合开关时,发现被控制的两盏灯其中一盏不亮,另外一盏仍正常发光。由此可判断两盏灯的连接方式为 ______联,不亮的那一盏灯一定是______(选填“短路” 或“开路”)了。
11.天然气的热值为 4.0×107J/m3,表示 ______,用天然气灶烧水的过程中水的比热容 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”),水的内能增加是通过______方式实现的。
12.一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3 000转/分,该柴油机活塞1 s对外做功_______次.若其效率为40%,消耗5 kg的柴油转化成的机械能________J.(q柴油=4.3×107 J/kg)
13.验电器的工作原理是 ______。如图所示,A 验电器带负电荷,B 验电器不带电,当用一个金属棒 C 将这两个验电器相连接瞬间,金属棒中电流的方向是 ______(选填“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。
14.如图所示的电路中,已知电阻 R1=3Ω,R2=6Ω,电源电压为 3V。如果甲、乙两表均为电压表,当开关 S闭合时,R1与 R2的连接方式是______联,此时,乙表的示数为_______V;如果甲、乙两表均为电流表,当开关 S 断开时,甲表的示数为______A。
15.图所示的电路中,电源电压保持不变,只闭合开关 S1,电流表的示数为 0.2A;再闭合开关 S2,电流表的示数为 0.5A,由此可知两电阻的大小之比 R1:R2为 ______。闭合 S1、S2后,在相同的时间内,电流通过电阻 R1、R2所做电功之比 W1:W2为 ______。
16.某品牌的电动机,当加在它两端的电压为 U1 时,电动机不转,测得通过电动机的电流为 I1;若加在它两端的电压增大到 U2 时,电动机正常工作,测得此时流过电动机的电流是I2。那么该电动机线圈的电阻为 ______。电动机正常工作时因发热损失的功率为______。(均用字母表示)
17.一个标准大气压下水的沸点是______℃;国际单位制中所采用的温标是热力学温标,它表示的温度是热力学温度,热力学温度的单位是开尔文,简称开,符号是“K”。冰水混合物的热力学温度是 273.15K,热力学温度(T)和摄氏温度(t)的换算关系是 T=______。
18.如图所示,温度计的示数为__。
三、作图题
19.请将图中开关和两盏白炽灯正确接入家庭电路中,要求开关同时控制两盏灯,都能正常发光。
20.请用笔画线代替导线,按要求将图中的滑动变阻器连入电路。(要求滑片 P 向左滑动时,灯泡变亮)
四、实验题
21.某班同学利用如图所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过______来判断的。
(2)实验中第 1、2 两个小组记录的实验数据如下表:
图 2 是第 1 组同学绘制的甲、乙两个“温度~时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是_______(选填“甲”或“乙”)。进一步分析可知,对于质量相等的煤油和水吸收相等热量,升温较快的是______,这表明______的吸热能力较大。由此得出物质的吸热能力与物质的______有关。通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理特性,物理学上将这种特性称为______。
(3)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但 1、2 两组的同学在交流实验数据时发现:第 1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是_______。
(4)这两组同学对图 1 的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图 3 所示,这样做的好处是______。
22.在探究“通过导体的电流大小与哪些因素有关”的实验中,小红同学作了以下猜想:
猜想一:通过导体的电流大小可能与加在导体两端的电压大小有关;
猜想二:通过导体的电流大小可能与导体的电阻大小有关。
实验中所用器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关,定值电阻 R和导线若干。
(1)小红同学作出猜想一的依据是______。
(2)图 1 是小红同学在探究时连接的实物图,观察可知她连接时有一处错误是:______,改正错误后请你在图2的虚线框内画出相应的电路图。______
(3)连接好电路并检查后,为了防止电路连接不当或错误,造成仪器损坏,在闭合开关实验前还要先进行______。
(4)在探究猜想一的实验中,小红同学闭合开关S 后,若发现电流表有明显的示数,而电压表无示数,则故障原因可能是______。
(5)故障排除后,闭合开关 S 移动滑片 P 依次测得 4 组数据,其中第 4 次实验中电流表的指针位置如图 3 所示,其示数为______A。小红记录的数据如下表所示,分析数据可得到的结论是:______。
(6)实验小组继续用图 1 的实物电路探究猜想二时,将电源电压调为 6V,分别换上多个定值电阻进行探究。实验时,先将 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P 至适当位置,当电压表示数为 3V 时,在表中记下相应的电流大小。接下来在分别完成后面的三次实验时,应先分别将滑动变阻器的滑片 P 向_______端(选填“A”或“B”)调节,使每次实验电压表示数为 3V 时才能记录相应的电流值。实验小组完成实验数据记录如下表所示:
你认为实验小组的同学要完成表中实验,选用的滑动变阻器的最大阻值不得小于______Ω。
23.如图是某实验小组探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
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(1)实验前应取______相等的两瓶煤油,在这个实验中,电流产生的热量的多少,是通过______体现出来。为了便于实验观察,还应使两瓶煤油的______相同;
(2)实验时,实验小组的同学首先将滑动变阻器的滑片保持在某一适当位置处,然后闭合开关进行观察。由图中的连接方式可知他们是在探究电流产生的热量与_______的关系,因此所选择的两段电阻丝的电阻大小应该_______;
(3)完成了上面的实验后,实验小组的同学向左移动滑动变阻器的滑片P。可观察到两支温度计的示数都比原来上升得______(选填“快“或“慢”)。说明在通电时间都相同的情况下,_______越大,电流通过电阻丝产生的热量就越多。
五、计算题
24.在物理综合实践活动中,小彬和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其它用电器,只让电磁灶接入电路中,加热质量为 2kg、初温为 20℃的水。小彬负责观察电能表(如图),小亮负责用温度计测量水的温度。5min 电能表上的转盘转了 500r,水的温度恰好升高了 50℃。求:
(1)水吸收的热量是多少?(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)电磁灶烧水时的实际功率是多少?
(3)电磁灶烧水时的效率是多少?
25.如图所示的电路电源电压保持不变,小灯泡上标有“6V 4.5W”的字样(不考虑灯泡电阻随温度的变化)。闭合开关 S1、S2,断开S3时,小灯泡恰好正常发光。
(1)求小灯泡电阻及电源电压;
(2)闭合开关 S2,断开 S1、S3 时,若电流表示数为 0.3A,求电阻 R 的阻值及此时小灯泡的实际功率;
(3)闭合开关 S1、S3,断开 S2 时,求电流表示数及通电 10s 电路消耗的电能。
试验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
试验次数
1
2
3
4
电压 U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流 I/A
0.20
0.30
0.40
试验次数
1
2
3
4
电压 U/V
10
15
20
25
电流 I/A
0.30
0.20
0.15
0.12
参考答案
1.D
【详解】
A.人体感觉舒适的室温约为 25℃左右,故 A 错误;
B.手机充电器的输出电压约为 5V,故 B 错误;
C.家用台灯的功率大约在 25W~45W,故 C 错误;
D.家用电冰箱正常工作的电流约为 1A,故 D 正确。
故选D。
2.A
【详解】
A.金属和冰块是晶体,都有固定的熔点,故A正确;
B.容易导电的是导体,如金属,人体,大地等,不容易导电的是绝缘体,如塑料、胶木、橡胶等,故B错误;
C.汽油机的做功冲程中,燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,故C错误;
D.热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,并且还存在热量损失,机械效率不可能达到100%,故D错误。
故选A。
3.C
【详解】
A.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,故A正确,不符合题意;
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于自身的材料、长度、横截面积和温度,与其两端的电压、通过它的电流大小无关,故B正确,不符合题意;
C.空气开关跳闸是由电路中电流过大造成的,可能是短路,也可能是用电器的总功率过大,故C错误,符合题意;
D.使用试电笔辨别火线时,一定要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】
A.计算器工作时,主要将电能转化为光能和声能,少部分转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意。
B.电饭煲工作时,主要将电能转化为内能,是利用了电流的热效应,故B符合题意。
C.电风扇工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意。
D.电视机工作时,主要将电能转化为光能和声能,少部分转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】
A.物质由固态直接变为气态叫升华,物质由液态变为气态叫汽化。喷洒消毒液后,湿润的地面一会儿就干了,是因为消毒液发生了汽化现象,故A错误;
B.蒸发的快慢与液体的温度、液体表面的空气流通情况及液体表面积大小有关。天气越热,喷洒过消毒液的地面干燥得越快,说明液体蒸发快慢与温度有关,温度越高蒸发越快,故B正确;
C.水银体温计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,其分度值为0.1℃,故C错误。
D.护目镜上经常起一层水雾,水雾是水蒸气液化形成的,此过程需要放热,故D错误。
故选B。
6.A
【详解】
A.0℃的冰变成 0℃的水,属于熔化现象,该过程中温度不变,但需要吸收热量,因此内能变大,故 A 正确;
B.热量是过程量,不能说含有或者具有热量,应该说“吸收”或“放出”,故 B 错误;
C.物体内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是有物体对它做了功,故 C 错误;
D.晶体熔化时,吸收热量,内能增加,但温度不变,故 D 错误。
故选A。
7.D
【详解】
AB.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器分得的电压变小,即电压表的示数变小,故 AB 错误;
CD.由串联电路的电压规律可知,灯泡两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以由P=UI 可知,灯泡的实际功率变大,则灯泡变亮,电源电压保持不变,由P=UI可知,电路的总功率变大,故C错误,D正确。
故选D。
8.C
【详解】
A.图中 S1 为单刀双掷开关,S2 为单刀开关,当 S2 断开时,无论 S1 往哪个方向掷,灯泡都不能发光,故 A不符合题意;
B.图中两个单刀开关串联,相互影响,只有两个开关都闭合时,灯泡才发光,故 B 不符合题意;
C.图中 S1 和 S2 为单刀双掷开关,S1 接上面时灯泡不发光,S1 接下面时灯泡发光;S2 接上面时灯泡发光,S2 接下面时灯泡不发光,任意一个开关都可以开灯、关灯,故 C 符合题意;
D.图中两个单刀开关并联,闭合 S1 或 S2 都能使灯泡发光,但是只有两个开关都断开时,灯泡才熄灭,故 D 不符合题意。
故选C。
9.水的比热容大 水的反常膨胀
【详解】
[1][2]因为水的比热容较大,吸收相同的热量,水的温度变化小,即用水做温度计其灵敏度低;另外水还有反常膨胀的特点,在 0~4℃,当温度升高时,水的体积缩小;所以制造温度计不用水。
10.并 开路
【详解】
[1]一个开关同时控制两盏灯,被控制的两盏灯其中一盏不亮,另外一盏仍正常发光。因串联电路一个用电器不工作,另一个也不能工作,则两灯不可能是串联的,由此可判断两盏灯的连接方式为并联。
[2]闭合开关,发现两盏灯其中一盏不亮,另外一盏仍正常发光,若不亮的那一盏灯短路,则另一盏灯也短路了,也不发光,故另一盏灯短路是不可能的,故只能是不亮的那一盏灯一定是开路了。
11.1m3的天然气完全燃烧时释放出的热量为 4.0×107J 不变 热传递
【详解】
[1]天然气的热值为4.0×107J/m3,表示1m3的天然气完全燃烧时释放出的热量为 4.0×107J。
[2]用天然气灶烧水的过程中水的温度升高,物质种类和状态不变,比热容是物质的固有特性,所以比热容不变。
[3]天然气的火焰温度高于水壶和水的温度,天然气燃烧时释放的热量传递给水壶和水,所以水的内能是通过热传递的方式增加的。
12.25 8.6×107
【详解】
(1)已知柴油机飞轮转速为3000转/分,即转速为50转/s.单缸四冲程柴油机完成一个工作循环,飞轮转两周,对外做一次功,所以该柴油机活塞1s对外做功50/2=25次.
(2)柴油完全燃烧放出的热量,
柴油机效率为40%,所以转化成的机械能.
13.同种电荷相互排斥 从 B 到 A
【详解】
[1]验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
[2]A 验电器带负电荷,B不带电,拿一根绝缘柄的金属棒把 A、B 两个验电器连接起来,A 上的电子经金属棒转移到 B,这时 B 因多余电子带负电。故电子从 A→B,电流方向跟自由电子的移动方向相反,所以电流方向是 B→ A。
14.串 2 0.5
【详解】
[1]由电路图可知,甲、乙两表均为电压表时,则电路中电流从电源正极流出,依次流过R1与 R2,所以两电阻串联。
[2]由图可知,甲电压表测电源的电压,乙电压表测 R2 两端的电压,则根据串联电路的总阻值为串联的各电阻之和可知
则电流
根据串联电路中各处的电流相等和欧姆定律可得
[3]甲、乙两表均为电流表,当开关 S 断开时,两电阻并联,甲电流表测R2 支路的电流,乙电流表测干路电流, 根据并联电路中各支路两端的电压相等,则R2 支路的电流即甲表的示数为
15.3:2 2:3
【详解】
[1]由电路图可知,当只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单电路,电流表的示数为通过 R1 的电流,即
当再闭合开关 S2 时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响, 所以闭合开关 S2 时,通过 R1 的电流不变, 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所 以 , 通 过 R2 的 电 流
因为并联电路中各支路两端的电压相等,两电阻的大小之比
故两电阻的大小之比3:2。
[2]由 可得,闭合 S、S1 后,R1 与 R2 的电功之比
闭合 S、S1 后,R1 与 R2 的电功之比2:3。
16.
【详解】
[1]电动机不转时,电能全部转化为电阻发热产生的热量,根据欧姆定律可知,线圈电阻为
R=
[2]电动机正常工作时因发热损失的功率为
17.100 t+273.15
【详解】
[1]水在标准大气压下的沸点是 100℃。
[2]冰水混合物的温度是 273.15K,一个标准大气压下沸水的温度是 373.15K, 则热力学温度 T 和摄氏温度 t 的关系是:T=t+273.15K。
18.-2℃
【详解】
由图像可知,温度计分度值为1℃,位于0℃以下,因此温度为-2℃。
19.
【详解】
两个灯泡都正常发光,是并联的,开关控制灯泡时,开关接在灯泡和火线之间,如图所示:
20.
【详解】
由电路图可知,当滑动变阻器接左下接线柱时,滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻减小,电流减小,滑动变阻器分压变小,灯泡分压变大,灯泡实际功率变大,灯泡变亮,符合题意;因此滑动变阻器应接左下接线柱,把灯泡与滑动变阻器串联接入电路,如图
21.秒表 加热时间长短 乙 煤油 水 种类 比热容 酒精灯的火焰大小不同 在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【详解】
(1)[1]根据表中数据,要记录加热的时间,故还用到测量时间的工具是秒表。
[2]根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的,加热时间越长吸收热量越多;
(2)[3]根据表中数据可知,升高相同的温度,水加热时间长,故能正确描述该实验真实情况的图像是乙。
[4][5][6]分析图乙知,对于质量相等的煤油和水吸收相等热量(加热相同时间),升温较快的是煤油,吸收相等的热量,水升高的温度较小,这表明水的吸热能力较大,由此得出物质的吸热能力与物质的种类有关。
[7]通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理特性,物理学上将这种特性称为比热容。
(3)[8]质量相同的水升高相同的温度吸收的热量是相同,如酒精灯完全相同,则加热时间应相同,而第 1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同。
(4)[9]将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图 3 所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样就可以保证两个试管外的温度是完全相同的了,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
22.电压是产生电流的原因 电流表正负接线柱接反 试触 定值电阻短路或电压表断路 0.5 在导体电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比 A 25
【详解】
(1)[1]因为电压是形成电流的原因,所以猜想通过导体的电流大小可能与加在导体两端的电压有关。
(2)[2]电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,但是实物图中电流表的正负接线柱接反了。
[3]定值电阻和滑动变阻器是串联的,电流表测量串联电路的电流,电压表和定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压,开关控制整个电路,电源提供电能,电路图如下:
(3)[4]连接好电路并检查后,为了防止电路连接不当或错误,造成仪器损坏。闭合开关前要先从大量程进行试触。
(4)[5]因为电流表串联在电路中,电流表有示数,说明电路中串联的部分没有断路。电压表并联在电阻两端,电压表无示数,有两种可能,电压表并联的定值电阻短路或电压表本身断路。
(5)[6][7]电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,其示数为 0.5A。由记录的数据知,电压与电流之比为一定值,可得到的结论是:在导体电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(6)[8][9]根据控制变量法,研究电流跟电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压保持 3V 不变,根据串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和,可以判断滑动变阻器两端的电压是
U滑=6V﹣3V=3V
即
U定:U滑=3V:3V=1:1
又因为串联电路中电压比等于电阻比,故
U定:U滑=R定:R滑=1:1
则当定值电阻阻值为 10Ω时
10Ω:R滑=1:1
则
R滑=10Ω
则当定值电阻阻值为15Ω时
15Ω:R滑=1:1
则
R滑=15Ω
则当定值电阻阻值为20Ω时
20Ω:R滑=1:1
则
R滑=20Ω
则当定值电阻阻值为25Ω时
25Ω:R滑=1:1
则
R滑=25Ω
故先将10Ω的电阻接入电路,再进行下面实验时,滑动变阻器的滑片要向阻值变大的 A 端移动。滑动变阻器的最大阻值至少为 25Ω。
23.质量 温度计示数变化 初温 电阻 不同 快 电流
【详解】
(1)[1]根据控制变量法可知,不是探究变量都要保持不变,所以实验前要使两瓶煤油的质量相等。
[2][3]本探究是通过温度计示数的变化来判断电流通过导体产生热量的多少,那么为了便于观察,实验前要使两瓶煤油的初温相等。
(2)[4][5]由图可知,该电路为串联电路,通过两个电阻的电流是相同的,通电时间相同,所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系,因此所选择的两段电阻丝的电阻大小应该不同。
(3)[6][7]完成了上面的实验时,实验小组的同学向左移动滑动变阻器的滑片P,则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,电路中的电流变大,可观察到两支温度计的示数都比原来上升得快;说明在通电时间都相同的情况下,电流越大,电流通过电阻丝产生的热量就越多。
24.(1)4.2×105J;(2)2000W;(3)70%
【详解】
解:(1)质量为 2kg 的水升高了 50℃,水所吸收的热量
Q 吸=c 水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×50℃=4.2×105J
(2)“3000r/kW•h”表示每消耗 1kW•h 的电能,电能表转盘转过 3000 转,则转盘转了 500r 时,电磁灶消耗的电能
W=kW•h= ×3.6×106J=6×105J
5min=300s
电磁灶烧水时的实际功率
P =2000W
(3)电磁灶烧水时的效率
η=100%=100%=70%
答:(1)水吸收的热量是 4.2×105J;
(2)电磁灶烧水时的实际功率是 2000W;
(3)电磁灶烧水的效率是 70%。
25.(1)8Ω;6V;(2)12Ω;0.72W;(3)1.25A;75J
【详解】
解:(1)闭合开关 S1、S2,断开 S3 时,电阻被短路,电路为接入小灯泡的简单电路,小灯泡恰好正常发光,故电源电压等于小灯泡的电压,为
U=6V
小灯泡的电阻为
R灯==8Ω
(2)闭合开关 S2,断开 S1、S3 时,电阻R和小灯泡L串联,电流表示数为 0.3A,此时电路的总电阻为
R总==20Ω
电阻R的阻值为
R=R总﹣R灯=20Ω﹣8Ω=12Ω
此时小灯泡的实际功率为
P=I2R灯=(0.3A)2×8Ω=0.72W
(3)闭合开关 S1、S3,断开S2时,电阻R和小灯泡L并联,此时电流表测量总电流, 小灯泡的电流
I1==0.75A
电阻R的电流
I2==0.5A
电流表示数为
I′=I1+I2=0.75A+0.5A=1.25A
通电10s电路消耗的电能为
W=UI′t=6V×1.25A×10s=75J
答:(1)小灯泡电阻为8Ω,电源电压为6V;
(2)闭合开关S2,断开S1、S3时,若电流表示数为0.3A,电阻R的阻值为12Ω,此时小灯泡的实际功率为0.72W;
(3)闭合开关S1、S3,断开S2时,电流表示数为1.25A,通电10s电路消耗的电能为75J。
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