湖南省长沙市青竹湖湘一立信实验学校2021-2022学年九年级上学期期中物理试题
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2021-2022学年湖南省长沙市青竹湖湘一立信实验学校九年级(上)期中物理试卷
一.选择题(共12小题)
1.(3分)日常生活中使用的用电器,工作时将电能转化为机械能的是( )
A.电饭锅 B.电暖炉 C.洗衣机 D.电热水壶
2.(3分)下列关于电功、电功率的一些说法中正确的是( )
A.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
B.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
C.用电器消耗的功率越大,则电流做功越快
D.用电器消耗的功率越小,则电流做的功就越少
3.(3分)当导体两端电压为2V时,通过导体的电流为100mA,那么导体两端电压为8V时,导体的电阻是( )
A.0.04Ω B.0.02Ω C.40Ω D.20Ω
4.(3分)冬天快到了,强强发现家里的电炉丝通电后热得发红,而与电炉丝连接的铜导线却不怎么热,这是因为( )
A.铜导线比电炉传热快,所以不容易热
B.铜导丝有绝缘层,所以不怎么热
C.通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
D.铜导线的电阻小,因而产生的热量少,而电炉丝电阻大,产生热量多
5.(3分)学完“电能”相关知识,陶陶回家在电井里发现了自家的电能表,电能表的部分参数及上月末的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.陶陶家上月消耗的电能为32386.1kW•h
B.陶陶家干路中的电流不得超过10A
C.指示灯闪烁越快,电能表所在电路的总功率越大
D.电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为60W
6.(3分)有两只分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的小灯泡L1、L2,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.L1和L2正常工作时的电流一样大
B.L1和L2串联在一起同时使用时,L1灯比L2灯亮
C.L1和L2并联在一起同时使用时,L1灯比L2灯亮
D.将灯L2与一个12Ω的电阻串联,接在电源电压为12V的电路中,L2正常发光
7.(3分)如图所示,灯L1和L2的灯丝电阻之比是1:2,则( )
A.两个灯泡的电功率之比P1:P2=2:1
B.两个灯泡的电功率之比P1:P2=1:2
C.两个电流表的示数之比I1:I2=1:2
D.两个电流表的示数之比I1:I2=2:1
8.(3分)新冠疫情,肆虐全球,如图甲所示的手持式电子测温仪是重要防疫物资。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,定值电阻R0为保护电阻,R是热敏电阻,用它靠近人体测量体温,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
B.图乙中的显示仪是由电流表改装成的
C.将R0更换为阻值更小的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
D.被测温者体温越高,整个电路消耗的电能越多
(多选)9.(3分)一台电动机的额定电压是220V,电阻是2Ω,正常工作时通过的电流为20A,则该电动机连续正常工作10秒钟的过程中( )
A.电动机的额定功率是4.4kW
B.电动机消耗的电能为4.4×104J
C.电动机工作时发热损失的电能为4.9×106J
D.通过电动机的电流做功把电能全部转化为了内能
10.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为4V
B.电路总功率的最大值为2.4W
C.R1电功率的最小值为0.4W
D.R2的最大阻值为10Ω
(多选)11.(3分)如图所示,电源电压保持2V不变,小灯泡L标有“2.5V 0.2A”字样,小灯泡的阻值保持不变。闭合开关S1、S2,下列说法不正确的是( )
A.此时小灯泡L正常发光
B.电源工作时,将其他形式的能转化为电能
C.若开关S2由闭合变为断开,电流表示数变小
D.若只断开开关S2,小灯泡L变得更亮
(多选)12.(3分)如图所示电路,电源两端电压为4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V。在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
B.电流表A的示数范围为0.15~0.45A
C.滑动变阻器R2的最大功率为0.45W
D.电路总功率的变化范围为0.675~1.35W
三.填空题(共5小题)
13.(3分)我国电力覆盖为99.03%,独步全球;我国家庭电路的电压为 V,同学们要养成随手关灯的良好习惯,当关掉家中某盏电灯后,家中电路的总功率 (填变化趋势)。
14.(3分)夏季使用空调时,为了节能,可将空调的温度适当调 (高/低),有一台空调铭牌上标有“220V 1500W”字样,测得其一天消耗的电能为12kW•h,则该空调一天内工作的总时间为 h。
15.(3分)白炽灯A标有“220V 100W”字样,白炽灯B标有“220V 25W”字样,设它们的电阻不随温度而变化,如果将它们串联起来,接在220V的电路中,A灯两端的电压为 V,两灯的总功率 25W(填大小关系)。
16.(3分)如图所示,电源电压为9V,灯泡L标有“6V 3W”字样,灯丝电阻不变,滑动变阻器最大阻值为24Ω,移动滑片P至某位置,此时灯泡正常发光,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 Ω;将滑动变阻器R的滑片P置于最右端,闭合开关,此时灯泡L的实际功率为 W。
17.(3分)如图甲,小灯泡为“6V 3W”,滑动变阻器为“?Ω 2A”。只闭合开关S1和S3,在电路安全的情况下最大范围调节变阻器的滑片,绘制了电流表示数与变阻器连入阻值关系的图象(图乙);只闭合开关S2,最大范围调节变阻器的滑片,绘制了电流表与电压表示数关系的图象(图丙)。该电路的电源电压为 V;只闭合开关S1和S3,变阻器连入的最小阻值为 Ω;只闭合开关S2时,最大范围调节变阻器的滑片的过程中,灯泡的最小功率与最大功率之比为 。
三.实验题
18.小吴在实验室进行“电流与电阻的关系”实验探究。设计了如图所示电路图,所测数据如表所示,由表中数据可得,当 一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
U=2V
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
0.1
19.图甲是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实物电路。
(1)请在图乙的虚线框内画出它对应的电路图;
(2)若要使小灯泡由暗变亮,甲图中滑动变阻器的滑片应向 (选填“左或右”)移动。
20.如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少;这运用了 (填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想;
(2)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 不变,来研究导体产生热量与电阻的关系;
(3)在乙装置中,C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。
21.乐乐想测量台灯对的小灯泡的电功率。设计了如图所示的实验图。其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,实验室里有两种滑动变阻器,甲(“10Ω 2A”)、乙(“50Ω 1A”)可供选择。
(1)本实验应该选择 滑动变阻器;
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整;
(3)在实验过程中,当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示;要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端移动,使电压表示数为2.5V。
(4)乐乐同学测量发现,额定电压下,通过小灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为 W。
22.冰冰想利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω。
(1)闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是 。
(2)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,则铅笔芯Rx= Ω。
(3)小宋认为:不用电流表,只用电压表和阻值为20Ω的定值电阻R0,由图丙同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小宋设计方案如下:
a.闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1;
b.闭合S1、S2,读出电压表示数为U2;
电阻Rx的表达式为Rx= (用测量值U1、U2及R0来表示)。
四.计算题
23.留心生活的郭郭发现家里新购置的电饭煲工作原理图如下,已知R1的阻值为1210Ω,R2的阻值为44Ω;单独闭合开关S1时,电饭锅处于保温状态。求:
(1)求电饭煲保温功率?
(2)同时闭合开关S1、S2,电饭锅工作10min产生多少热量?
24.如图是新新做课外实验的实物图,他闭合开关后,当把滑动变阻器的滑片置于A点时,电流表示数为I1,电压表示数为3U0,电阻R1的功率为P1,当滑动变阻器的滑片移到某个端点B时,电流表示数为I2,电压表示数为5U0,电阻R1的功率为P2,滑动变阻器的功率不变,电路总功率减小了5.4W。已知P1:P2=9:1,灯泡上标有“10V 5W”的字样,灯的电阻随温度的变化忽略不计,电源电压恒定不变。求:
(1)灯泡的电阻RL。
(2)电流表的两次示数之比I1:I2。
(3)滑动变阻器R2功率的最大值Pm。
2021-2022学年湖南省长沙市青竹湖湘一立信实验学校九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【解答】解:
ABD.电饭锅、电暖炉、电热水壶工作时只要把电能转化为内能,故ABD错误;
C.洗衣机的主要部件是电动机,电动机工作时主要把电能转化为机械能,故C正确。
故选:C。
2.【解答】解:A、千瓦是电功率的单位,千瓦时是电功的单位,故A错误;
B、通过用电器的电流做功越多,但用电器的功率不一定越大,因为还与通电时间有关,故B错误;
C、电功率表示电流做功的快慢,所以用电器消耗的功率越大,表示电流做功越快,故C正确;
D、用电器消耗的电功率越小,说明电流做功越慢,不能说明电流做功的多少,因为电流做功的多少还与通电时间有关,故D错误。
故选:C。
3.【解答】解:由I=可得,导体的电阻:
R===20Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,
所以,当导体两端电压为8V时,导体的电阻不变,仍为20Ω。
故选:D。
4.【解答】解:电炉在使用时,电炉丝和铜导线串联,通过它们的电流相等,通电时间t相同,
由于R电炉丝>R铜导线,
根据Q=I2Rt可知,电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过铜导线产生的热量,即Q电炉丝>Q铜导线,
从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。
故选:D。
5.【解答】解:
A、陶陶家上月末的示数为32386.1kW•h,由于不知道上月初电能表的示数,所以无法计算上月消耗的电能,故A错误;
B、电能表上所标“10A”是指电能表的标定电流,不是陶陶家干路中的电流不得超过10A,故B错误;
C、因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢,所以,指示灯闪烁越快,电能表所在电路的总功率越大,故C正确;
D、指示灯闪烁32次,电饭锅消耗的电能:W=kW•h=0.02kW•h,
电饭锅的功率:P==0.6kW=600W,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:
A.由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:I1===0.5A,I2===1A,
所以两灯泡正常发光时的电流不一样大,故A错误;
B.由欧姆定律可得两灯泡的电阻分别为:R1===12Ω,R2===6Ω,
两灯泡串联时通过的电流相等,且R1>R2,由P=I2R可知,L1灯的实际功率大于L2灯的实际功率,所以L1灯比L2灯亮,故B正确;
C.L1和L2并联在电路中使用时,它们两端的电压相等,且R1>R2,
由P=可知,此时L1灯的实际功率小于L2灯的实际功率,所以L1灯比L2灯暗,故C错误;
D.将L2与一个12Ω的电阻串联时,电路中的总电阻R总=R2+R=6Ω+12Ω=18Ω,
此时电路中的电流:I===A≠1A,
因电路中的电流和灯泡L2正常发光时的电流不相等,所以L2不能正常发光,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡L2的电流;
AB、因并联电路中各支路两端电压相等,
所以两个灯泡的电功率之比:==,故A正确,B错误;
CD、通过两灯泡的电流之比:===,
因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,
所以电流表A1、A2的示数之比:===3:1,故CD错误。
故选:A。
8.【解答】解:A、在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,由串联电路分压定律可知,热敏电阻R阻值变大,则热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故A错误;
B、由电路图可知,显示仪与热敏电阻R并联,所以显示仪是由电压表改装成的,故B错误;
C、测的温度相同时,热敏电阻R的阻值不变,将R0更换为阻值更小的电阻,串联电路分压定律可知,R0两端分得的电压变小,根据串联电路电压的特点可知,R两端的电压变大,即显示仪示数变大,故C正确;
D、被测者体温越高,热敏电阻R的阻值变大,电路的总电阻越大,由可知,电路中的电阻越小,根据P=UI可知,整个电路消耗的电功率越小,而电路工作时间未知,由W=Pt可知,无法确定整个电路消耗的电能多少,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:A、电动机的额定功率P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW,故A正确;
B、电动机消耗的电能W总=UIt=220V×20A×10s=4.4×104J,故B正确;
C、电动机工作时发热损失的电能为W热=Q=I2Rt=(20A)2×2Ω×10s=8000J,故C错误;
D、电动机把电能转化为了内能和机械能,故D错误。
故选:AB。
10.【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片于a端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,
由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.6A×R1…①
当滑片于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2A,U2=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω,故D错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源的电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+4V…②
因电源的电压不变,由①②可得:0.6A×R1=0.2A×R1+4V,
解得:R1=10Ω,电源的电压:U=0.6A×R1=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
电路消耗的最大功率:
P1=UI1=6V×0.6A=3.6W,故B错误。
R1电路消耗的最小功率:
P1=I22R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C正确。
故选:C。
11.【解答】解:A.闭合开关S1、S2时,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯泡两端的实际电压UL=U=2V,小于灯泡的额定电压,则灯泡不能正常发光,故A错误;
B.电源是为用电器提供电能的装置,其工作时把其他形式的能转化为电能,故B正确;
C.开关S2断开时,电路为L的简单电路,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,开关S2由闭合变为断开时,干路电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;
D.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以只断开开关S2时,灯泡的亮度不变,故D错误。
故选:AD。
12.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)根据串联分压原理可知当电压表V1的示数U1max=3V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,串联电路中各处的电流相等,
所以电路中的最大电流:Imax===0.3A;
串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以R2两端的最小电压:U2min=U﹣U1max=4.5V﹣3V=1.5V,
此时变阻器连入电路的阻值最小值:R2min===5Ω,
电路消耗的最大电功率:Pmax=UImax=4.5V×0.3A=1.35W;
(2)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,
即Imin===0.15A,
此时电压表V2的示数:U2=IminR2=0.15A×20Ω=3V,不超过量程;
电路消耗的最小电功率:Pmin=UImin=4.5V×0.15A=0.675W;
所以电流表A的示数范围为0.15A~0.3A,故B错误;
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故A正确;
电路总功率的变化范围为0.675W~1.35W,故D正确;
(3)滑动变阻器的电功率电压电路总功率与定值电阻的功率之差,即P2=UI﹣I2R1=4.5V×I﹣I2×10Ω,
根据抛物线的性质可知当I===0.225A时,滑动变阻器的电功率有最大值,
为P2max===0.50625W,故C错误。
故选:AD。
三.填空题(共5小题)
13.【解答】解:(1)由常见的电压可知,我国家庭电路的电压为220V。
(2)家庭电路中各用电器是并联的,家庭电路的总功率等于各用电器功率总和,故当关掉家里某盏电灯后,家中电路的总功率会变小。
故答案为:(1)220;(2)变小。
14.【解答】解:夏天,为了节能,可将空调的设置温度适当调高些,减小空调的工作时间;
空调铭牌上标有“220V 1500W”字样,表示空调的额定电压为220V,额定功率为1500W,
空调工作时的功率P=1500W=1.5kW,一天消耗的电能W=12kW•h,
由P=可得,空调在一天内工作的总时间:
t===8h。
故答案为:高;8。
15.【解答】解:由P=可得,白炽灯A和B的电阻分别为:
RA===484Ω,RB===1936Ω,
如果将它们串联起来,接在220V的电路中,
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:
I===A,
则A灯两端的电压:
UA=IRA=A×484Ω=44V,
A与B的总功率:
P总=UI=220V×A=20W<25W。
故答案为:44;小于。
16.【解答】解:如图所示,灯泡L和滑动变阻器串联,灯泡L标有“6V 3W”字样,移动滑片P至某位置,此时灯泡正常发光,说明灯两端电压UL=6V,电路中的电流I===0.5A,灯丝电阻RL===12Ω;
此时滑动变阻器接入电路中的电阻R===6Ω;
将滑动变阻器R的滑片P置于最右端,此时R′=24Ω,电路中电流I′===0.25A,此时灯泡L的实际功率为P′=I2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W。
故答案为:6;0.75。
17.【解答】解:(1)只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图丙可知,滑片移动时,电压表的示数为6V不变,则电源的电压U=6V;
(2)只闭合开关S1和S3时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由U=UL=6V可知,灯泡正常发光,
此时通过灯泡的电流:IL===0.5A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,通过滑动变阻器的电流最大,干路电流最大,
由图乙可知,干路的最大电流I大=2.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过滑动变阻器的最大电流:IR大=I大﹣IL=2.5A﹣0.5A=2A,
由I=可得,变阻器连入电路的最小阻值:R小===3Ω;
(3)只闭合开关S1和S3时,灯泡L与滑动变阻器R并联,当滑动变阻器接入电路最大阻值时,通过滑动变阻器的电流最小,干路电流最小,
由图乙可知,干路的最小电流I小=0.74A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过滑动变阻器的最小电流:IR小=I小﹣IL=0.74A﹣0.5A=0.24A,
由I=可得,变阻器的最大阻值:R大===25Ω;
只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R串联,
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,灯泡的电功率最小,
由图丙可知,电路的最小电流I小′=0.2A,
此时滑动变阻器两端的电压:U滑=I小′R大=0.2A×25Ω=5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑=6V﹣5V=1V,
灯泡的最小功率:PL′=UL′I小′=1V×0.2A=0.2W,
由图丙可知,电路的最大电流为0.5A,此时灯泡正常发光,灯泡的最大功率为3W,
则灯泡的最小功率与最大功率之比为==。
故答案为:6;3;1:15。
三.实验题
18.【解答】解:由表中数据可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
故答案为:电压;反。
19.【解答】解:(1)电流从正极出发,经开关、滑动变阻器、小灯泡和电流表顺次连接起来,如图所示:
(2)滑动变阻器的工作原理是:通过改变接入电路的电阻丝的长度从而改变接入电路的电阻大小。当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时,接入电路的电阻丝的长度变小,小灯泡的亮度增加,
故答案为:(1)见下图:
(2)左。
20.【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但电阻丝对容器中的空气加热时,空气温度升高体积膨胀,引起U形管中液柱高度的变化,所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫转换法;
(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;
(3)图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω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,容器内的电阻值都是5Ω,通电一段时间,由Q=I2Rt知,C容器中电流产生的热量多。
故答案为:(1)液面高度差;转换法;(2)电流;(3)C。
21.【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,根据串联电路分压原理,小灯泡正常工作时滑动变阻器所分电压为U滑=U﹣U额=6V﹣2.5V=3.5V;
小灯泡正常工作时的电流约为:
IL===0.25A,根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,此时滑动变阻器连入电路的电阻约为:
R滑===14Ω>10Ω,所以应选择“50Ω 1A”的滑动变阻器,即乙滑动变阻器;
(2)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程,将电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(3)在实验过程中,当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向左端移动,使电压表示数为2.5V;
(4)乐乐同学测量发现,额定电压下,通过小灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)乙;(2)见解答图;(3)左;(4)0.5。
22.【解答】解:(1)闭合开关,两电表均无示数,电路可能断路,将电压表接在变阻器两端时也无示数,说明变阻器之外的电路存在断路,但接在开关两端时有示数,则说明开关处有断路,故电路故障是开关断路;
(2)由图乙可知电流表接入电路的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,
由欧姆定律可得铅笔芯的电阻Rx===9Ω;
(3)①a.闭合S1、断开S2,R0与Rx串联,电压表测量Rx两端的电压,读出电压表示数为U1,
b.闭合S1、S2,电路为只有Rx的电路,此时电压表测量电源电压,读出电压表示数为U2,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则R0两端的电压为U2﹣U1,根据欧姆定律可得通过R0的电流I′=;
串联电路电流处处相等,所以电阻Rx的表达式为:Rx===。
故答案为:(1)开关断路;(2)9;(3)。
四.计算题
23.【解答】解:(1)电饭煲的保温功率:P保===40W;
(2)同时闭合开关S1、S2,R1、R2并联,
电饭锅工作10min产生的热量:Q=W=W1+W2=t+t=+=6.84×105J。
答:(1)电饭煲保温功率为40W;
(2)同时闭合开关S1、S2,电饭锅工作10min产生的热量为6.84×105J。
24.【解答】解:由电路图可知,灯泡L、电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测电阻R1和滑动变阻器R2两端的总电压,电流表测电路中的电流;
(1)由P=UI=可知,灯泡的电阻:RL===20Ω……①;
(2)由P1:P2=9:1和P=UI=I2R可知,电流表的两次示数之比:====;
(3)由题意可知,当滑动变阻器的滑片移到某个端点B时,电压表的示数增大,即电阻R1和滑动变阻器R2两端的总电压增大,根据串联电路的电路的分压原理可知,此时电阻R1和滑动变阻器R2的总电阻增大,由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻增大,因此滑动变阻器接入电路的电阻为滑动变阻器的最大阻值;
由欧姆定律和两次电压表的示数可知,两次电阻R1与滑动变阻器接入电路的总电阻之比:==×=×=……②
两次电路中的总电阻之比:===……③
由①②③解得:R1+R2大=100Ω……④,
由两次滑动变阻器的功率不变和P=UI=I2R可知,两次滑动变阻器接入电路的电阻之比:==()2=()2=……⑤
由②④⑤解得:R1=10Ω,R2大=90Ω;
由串联电路的电阻特点和P=UI=I2R可知,两次电路中的总功率变化量:ΔP=PA﹣PB=I12(RL+R1+R2A)﹣I22(RL+R1+R2大)=(3I1)2××(RL+R1+R2大)﹣I22(RL+R1+R2大)=2I22(RL+R1+R2大)=2PB=5.4W,
解得:PB=2.7W,
由串联电路的电阻特点和P=UI=可知,电源电压:U===18V,
设灯泡和电阻R1的总电阻为R,
滑动变阻器消耗的电功率:
P=I2R2=()2R2===,
所以,当R2=R=RL+R1=20Ω+10Ω=30Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大;
滑动变阻器消耗电功率的最大值:
Pm===2.7W。
答:(1)灯泡的电阻RL为20Ω;
(2)电流表的两次示数之比I1:I2为1:3;
(3)滑动变阻器R2功率的最大值Pm为2.7W。
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