河北省邯郸市翰光中学2020-2021学年九年级上学期期中物理试题
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这是一份河北省邯郸市翰光中学2020-2021学年九年级上学期期中物理试题,共18页。
2020-2021学年河北省邯郸市翰光中学九年级(上)期中物理试卷
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.(3分)对下列物理量的估测中,你认为最接近实际的是( )
A.手机新电池的电压大约是220V
B.教室黑板的高度大约是3m
C.人正常步行的速度大约是8m/s
D.家用电冰箱的电流大约是1A
2.(3分)干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,而且会变得蓬松,下列说法正确的是( )
A.塑料是导体
B.梳子梳头后,梳子带电而头发不带电
C.梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷
D.头发变得蓬松是因为带上同种电荷而互相排斥
3.(3分)关于电压、电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流
B.电流总是由电源的正极流向负极的
C.导体中有电流,导体两端一定有电压
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,因此当导体中无电流通过时,该导体电阻为零
4.(3分)现代生产生活中需要各种各样的材料,下列说法正确的是( )
A.超导体是一种电阻超级大的材料
B.橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.有些半导体材料对光比较敏感,可以用来制造光敏电阻
5.(3分)下列关于导体电阻的说法中,正确的是( )
A.一根金属丝被均匀拉长后,它的电阻变大
B.导体中没有电流通过,导体就没有电阻
C.电阻是导体的一种属性,任何情况下导体的电阻都不可能为零
D.粗导线的电阻一定比细导线的电阻小
6.(3分)关于电能和电功,下列说法正确的是( )
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106 J
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
7.(3分)灯L1标有“220V 200W”、灯L2标有“220V 40W”,两灯泡串联后接入380V的电路中,下列说法正确的是( )
A.L1烧毁 B.L2烧毁
C.L1、L2均烧毁 D.L1 、L2均安全
8.(3分)如图(a)所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.6V 1.5V B.7.5V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.1.5V 6V
9.(3分)在如图所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图所示,则电阻R1和R2中的电流I1:I2及电阻R1:R2分别为( )
A.I1:I2=1:5 B.I1:I2=5:1 C.R1:R2=1:4 D.R1:R2=4:1
10.(3分)在图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.R0消耗的最小功率为0.4W
C.定值电阻R0为8Ω
D.滑片P在中点时,电流为0.4A
二.多选题(共3小题,满分9分,每小题3分)
(多选)11.(3分)额定电压相同的两只灯泡串联在电路中,甲灯比乙灯亮,下列说法正确的是( )(不计灯的电阻变化)
A.甲灯的电阻大 B.乙灯的电阻大
C.甲灯的额定功率大 D.甲灯的实际功率大
(多选)12.(3分)在某温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知( )
A.B导体的电阻为10Ω
B.当A导体两端的电压为0时,A导体的电阻也为0
C.导体A和B并联在电压为2V的电源两端时,通过A导体的电流为0.6A
D.导体A和B串联在电压为4.5V的电源两端时,导体B两端的电压为3V
(多选)13.(3分)如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,将P向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
B.只闭合S1,将P向左移动,R1消耗的功率增加
C.开关都闭合,将P向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变小
D.开关都闭合,将P向左移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变小
三.填空题(共7小题,满分16分)
14.(2分)用来做装饰的小彩灯,往往一个灯坏了,一串灯全都不亮,这串灯之间是 联,马路边的路灯,灯与灯之间是 联。(均选填“串”或“并”)
15.(2分)滑动变阻器是通过改变导体的 来改变电阻的。实验室里某滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω1A”字样,1A表示 。
16.(2分)将电阻R1和R2串联后接在6V的电源上,R1=40Ω,R2=20Ω,则通过R1的电流为 A,通电1min后,R2所产生的热量为 J。
17.(2分)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 ;若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光。
18.(2分)如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为 V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为 Ω。
19.(3分)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的标定电流是 A,表盘上显示已用电 kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器的电功率为 kW。
20.(3分)如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V 3W”字样,R为滑动变阻器。当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A,灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,滑动变阻器R的最大电阻值是 Ω;当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节滑动变阻器的滑片P,总功率最小是 W。
四.实验探究题(共2小题,满分32分)
21.(16分)如图所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。
(1)组装之前,U形管内注入适量红墨水,U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下,导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
(3)实验中通过观察。 的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.研究光的传播时引入“光线”
C.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(4)由图乙所示,电流表的示数为 A。在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J。
(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
22.(16分)实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片向右移动灯泡变亮)。
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是 。
(3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系,他又借到了一个滑动变阻器(50Ω 0.5A)和五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡,小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象,则实验中他所用的滑动变阻器是 (选填字母:A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A),若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所用定值电阻的阻值为 Ω。
(5)下课前老师布置了一道课后作业。要求:在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材:电阻Rx、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0)、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图,用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S,移动滑片P至B端,记下电流表示数I1;
②移动滑片P至A端,记下电流表示数I2(I2未超过电流表的量程);
③请帮他写出Rx的表达式:Rx= (用字母R0、I1、I2表示)。
五.计算题(共2小题,满分13分)
23.(6分)某家用电热水壶有加热和保温两挡,内部电路简化示意图如图甲所示,其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中,消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求:
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比;
(2)电阻R2的阻值;
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃,热水壶的工作效率为90%,需要多长加热时间。
24.(7分)如图所示电路中,已知电源电压保持不变,小灯泡L的规格为“6V3W”,滑动变阻器R的最大阻值为30Ω,R0为定值电阻。
(1)小灯泡L正常发光时的电流为多少?
(2)只闭合开关S1和S2,将变阻器滑片从最左端a向右滑动,当变阻器接入电路的阻值为4Ω时,小灯泡L恰好正常发光,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S1和S3,当滑片置于a时,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A,此时滑动变阻器消耗的电功率为1.2W,当滑片向右滑动到另外某个位置时,变阻器消耗的电功率仍然为1.2W,试求在这个位置时电流表的示数I。
2020-2021学年河北省邯郸市翰光中学九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.【解答】解:A、手机新电池的电压大约是3.7V,故A不符合实际;
B、教室黑板本身的宽度大约是3m。故B不符合实际;
C、人正常步行的速度大约是1.1m/s,故C不符合实际;
D、家用电冰箱的电流大约是1A,故D符合实际。
故选:D。
2.【解答】解:
A、塑料不容易导电是绝缘体,故A错误;
BCD、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引,所以随着梳子飘起来;头发带上同种电荷而互相排斥,所以头发越梳越蓬松,故BC错误、D正确。
故选:D。
3.【解答】解:
A、电荷的定向移动才能形成电流,故A错误;
B、在电源的外部电流由电源正极流向电源负极;在电源的内部电流从电源的负极流向电源的正极,故B错误;
C、电压是形成电流的原因,所以,导体中有电流时,导体两端就一定有电压,故C正确;
D、导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压和电流无关;当导体中无电流通过时,该导体电阻不为零,故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:
A、超导是在温度极低时电阻为零的现象,故A错误;
B、橡胶、塑料是绝缘体,而铝是导体,故B错误;
C、半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间;而输电线应选用导电能力强的材料;故C错误;
D、根据半导体对光比较敏感,可制造光敏电阻;故D正确;
故选:D。
5.【解答】解:A.金属丝被均匀拉长后,长度变长,横截面积变小,电阻变大,故A正确;
B.电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,故B错误;
C 电阻是导体的一种属性,其大小除与导体的材料、长度、横截面积有关外,还受温度影响,当温度足够低时,电阻会变为零,成为超导体,故C错误;
D.导线的长度和材料不确定,电阻大小仅从横截面积大小无法比较。故D错误;
故选:A。
6.【解答】解:
A、用电器消耗1度电即3.6×106J,若是纯电阻电路,产生的热量等于3.6×106J,若是非纯电阻电路产生的热量小于3.6×106J,故A错误;
B、电流做功的过程就是消耗电能的过程,所以用电器消耗的电能等于电流通过用电器所做的功,故B正确;
C、电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程,故C错误;
D、根据W=UIt知,在电压和通电时间一定时,通过导体的电流越大,电流做的功就越多,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:灯泡L1的电阻为:R1===242Ω,
灯泡L2的电阻为:R2===1210Ω,
两灯泡串联,R=R1+R2=242Ω+1210Ω=1452Ω,
电路中的电流为:I===0.26A,
灯泡L1两端的电压为:U1=IR1=0.26A×242Ω≈63V
灯泡L2两端的电压为:U2=U﹣U1=380V﹣63V≈317V
灯泡L2两端的电压远大于它的额定电压220V,所以将会烧坏的是灯泡L2,故B正确。
故选:B。
8.【解答】解:(1)由电路图可知,电压表V2示数应大于电压表V1示数,而两电压表指针位置相同,则电压表V2量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表示数UV1=7.5V;电压表V1量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数UV2=1.5V;
(2)电阻R2的电压U2=UV1=1.5V,电阻R1的电压U1=UV2﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V;
故选:A。
9.【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流;
因并联电路干路电流大于各支路电流之和,且两指针的位置相同,
所以,A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=2.2A,
A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2支路的电流I2=0.44A,
则通过R1的电流:I1=I﹣I2=2.2A﹣0.44A=1.76A;所以I1:I2=1.76A:0.44A=4:1;故AB错误;
根据R=可知,电压相同,电流越大,电阻越小,通过R1的电流为通过R2电流的4倍,则R1的电阻为R2电阻的四分之一,即R1:R2=1:4,故C正确,D错误。
故选:C。
10.【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知:Imax=0.6A,
由I=可得,电源电压:U=ImaxR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,电路电流最小,电压表示数最大,根据图乙可知:Imin=0.2A,UR=4V,
根据串联电路电压规律和I=可得,电源电压:U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,R0=10Ω,U=6V,故AC错误;
(2)R0消耗的最小功率:P0min=(Imin)2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B正确;
(3)由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:R===20Ω,
滑片P在中点时,电路电流:I===0.3A,故D错误。
故选:B。
二.多选题(共3小题,满分9分,每小题3分)
11.【解答】解:
D、灯泡亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,甲灯比乙灯亮,则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,故D正确;
AB、两只灯泡串联在电路中,串联电路电流处处相等,甲灯的实际功率大,由P=I2R可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故A正确,B错误;
C、两灯泡的额定电压U相等,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,由P=知,甲灯的额定功率小,乙灯的额定功率大,故C错误。
故选:AD。
12.【解答】解:(1)由图像可知,通过AB两导体的电流与两端的电压成正比,所以,A、B两导体均为定值电阻;
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中时,它们两端的电压均为2.0V,
由图像可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,
由I=可得,两导体的电阻分别为:RB===10Ω,故A正确,C错误;
(2)因为导体电阻的大小与导体的长度、材料以及横截面积有关,与通过导体的电流和导体两端电压无关,所以当A导体两端的电压为0时,A导体的电阻不为0,故B错误;
(3)由于串联电路中电流处处相等,串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以将A、B两导体串联在电源电压为4.5V的电路中时,由图像可知,电流为0.3A时,A两端电压为1.5V,B两端电压为3V,故D正确。
故选:AD。
13.【解答】解:
AB、由图知,只闭合S1,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流。
P左移动时,R2连入阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律知电路中电流变小,即电流表示数变小,由P=I2R知R1消耗的功率减小,故B错误;
由串联电路的分压原理知R2分得电压增大R1分得电压减小,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以有:△U2=△U1,
R1为定值电阻,由欧姆定律知,R1==,即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故A正确;
CD、由图知,开关都闭合,L与R2并联,R1短路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
由并联电路电压特点知,将P向左移动,电压表示数不变,R2连入阻值变大,所以电路的总电阻变大,总电流变小,所以电流表示数变小,故C正确;
并联电路中各支路间互不影响,所以灯泡功率不变,由P=知,R2消耗的功率变小,故D正确。
故选:ACD。
三.填空题(共7小题,满分16分)
14.【解答】解:串联电路的总电压等于各用电器电压之和。由于小彩灯的工作电压很小,所以只能将它们串联接在家庭电路中,因此会出现一个坏了,一串灯全都不亮的情况。
马路路灯同时亮,同时熄灭,但它们都可以单独工作,并且互不影响,因此它们是并联在一起的。
故答案为:串;并。
15.【解答】解:滑动变阻器是通过改变导体(电阻丝)接入电路中的长度来改变电阻大小,从而改变电路中的电流;
滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”的字样,50Ω表示此滑动变阻器接入电路的最大电阻,1A表示允许通过滑动变阻器的最大电流。
故答案为:长度;允许通过滑动变阻器的最大电流。
16.【解答】解:
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电路中的总电阻:
R=R1+R2=40Ω+20Ω=60Ω,
由欧姆定律可得,电路中的电流:
I===0.1A,
因为串联电路电流处处相等,所以通过R1和R2的电流都为0.1A。
通电1min后,R2所产生的热量:
Q=I2R2t=(0.1A)2×20×60s=12J。
故答案为:0.1;12。
17.【解答】解:
当B夹子左右移动时,铅笔芯接入电路中的长度会发生变化,铅笔芯接入电路的电阻发生变化,根据I=知电路中电流发生变化,小灯泡的亮度就会发生变化;
若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,由于塑料吸管是绝缘体,不易导电,小灯泡不会发光。
故答案为:长度;不会。
18.【解答】解:
(1)电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,为R1的简单电路,电流表示数为0.3A,由欧姆定律I=,则电源电压为:U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)同时闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表测干路的电流,电流表示数为0.5A,由并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律,R2的电流为:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
由欧姆定律,R2===30Ω。
故答案为:6;30。
19.【解答】解:(1)10(20)A:10A是指电能表的标定电流,20A是指电能表的额定最大电流;
(2)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW•h,由图可知,电能表显示已用电为5546.7kW•h;
(3)1600imp/(kW•h)表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁1600次;
当电能表的指示灯闪烁32次,用电器消耗的电能:W==0.02kW•h;
用电器的电功率:P===0.4kW。
故答案为:10;5546.7;0.4。
20.【解答】解:
(1)根据P=可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL===12Ω;
(2)当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡和变阻器的最大阻值并联,电流表测干路中的电流,
由灯泡正常发光可知电源电压:U总=UL=6V,
通过灯泡的电流:IL===0.5A,
由并联电路的特点可知,通过变阻器的电流:I滑=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A;
则滑动变阻器R的最大电阻值:R===20Ω;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,灯泡和变阻器串联,
当变阻器接入电路的电阻最大为20Ω时,电路中电流最小,总功率最小,
由乙图可知,当电流为0.25A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可知,此时变阻器两端的电压:UR′=I′R大=0.25A×20Ω=5V,恰好满足灯泡和变阻器的总电压为6V,由此可知电路中的最小电流为0.25A。
则电路的最小总功率:P小=U总I′=6V×0.25A=1.5W。
故答案为:12;20;1.5。
四.实验探究题(共2小题,满分32分)
21.【解答】解:(1)上端开口,下端相连通的容器叫连通器,由图知,U形管内注入适量红墨水,组装前符合连通器的特征,所以属于连通器;
(2)图甲两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,可知通过两电阻的电流相等,通电时间相同,电阻大小不同,所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关;
(3)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器内空气温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;A实验应采用控制变量法,B实验应为模型法,C实验属于转换法,故选C;
(4)由图可知,电流表选择的是0~3A量程,对应的分度值是0.1A,电流表示数为2A;
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是:Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J;
(5)通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,说明与此相连的容器可能漏气,导致热量向外散失或电阻短路。
故答案为:(1)属于;(2)电流;电阻;(3)液面高度差;C;(4)2;200;(5)装置的气密性不好或电阻短路。
22.【解答】解:(1)滑片向右移动灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器滑片右下接线柱连入电路中,灯泡的额定电压为2.5V,故灯泡的右端接电压表的3V接线柱,如下所示:
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是电流表指针没有调零。
(3)根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知,灯在额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)图丁所示的电流随定值电阻变化的图象,电流与电阻之积为:
U=IR=0.1A×25Ω=﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω=2.5V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=1.4×25Ω=35Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器,则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A,选B;
若变阻器连入的阻值为14Ω,由欧姆定律,电路的电流为:
I===0.25A,由欧姆定律,则所用定值电阻的阻值为:
R定===10Ω;
(5)①闭合开关S,移动滑片P至B端,记下电流表示数I1;
②移动滑片P至A端,记下电流表示数I2(I1未超过电流表的量程);
③在①中两电阻串联,由电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
U=I1(Rx+R0)
在②中,为RX的简单电路,由欧姆定律:
U=I2RX,因电源电压不变,故:
U=I1(Rx+R0)=I2RX,
Rx的表达式:
Rx=。
故答案为:(1)如上所示;(2)电流表指针没有调零;(3)0.625;(4)B;10;(5)。
五.计算题(共2小题,满分13分)
23.【解答】解:
(1)由图乙知,加热功率为P1=1600W,保温功率为P2=400W,
根据P=UI,在电压不变时,功率与电流与正比,该电热水壶加热和保温时的电流之比为:1600W:400W=4:1;
(2)当开关S接1时,为R1的简单电路;当开关S接2时,两电阻串联,由串联电路总电阻大于其中任一分电阻,根据P=可知,S接2时总功率最小,此时为保温挡,则S接1时为加热挡,加热状态时电路中的电阻:
R1===30.25Ω;
保温时电路的总电阻为:
R串联===121Ω;
由串联电阻的规律可得R2的阻值:
R2=R串联﹣R1=121Ω﹣30.25Ω=90.75Ω;
(3)水温从20℃升至80℃需要吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(80℃﹣20℃)=3.024×105J;
加热时热水壶的工作效率为90%,即η==,
需要的加热时间:
t===210s。
答:(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比为4:1;
(2)电阻R2的阻值为90.75Ω;
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃,热水壶的工作效率为90%,需要210s。
24.【解答】解:
(1)由P=UI得,小灯泡正常发光时的电流为:
IL===0.5A;
(2)闭合开关S1和S2时,小灯泡L和变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,
因小灯泡L恰好正常发光,小灯泡两端电压为UL=6V,此时电路中的电流为IL=0.5A,
由I=可得,此时滑动变阻器两端的电压:UR=ILR=0.5A×4Ω=2V,
所以电源电压:U总=UL+UR=6V+2V=8V;
(3)闭合开关S1和S3,定值电阻R0和变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,
当滑片置于a时,即变阻器两端的电压U滑=6V,电路中的电流为I0=0.2A,
定值电阻两端的电压:U0=U总﹣U滑=8V﹣6V=2V,
定值电阻的阻值:R0===10Ω;
当滑片滑到另外某个位置时,设此时电流表的示数为I,电压表的示数为U滑′,
由题意知,P滑=U滑′I=1.2W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
又U总=U滑′+IR0,
即8V=U滑′+10Ω•I﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
所以由①②可得:1.2W=(8V﹣10Ω•I)I,
即10Ω•I2﹣8V•I+1.2W=0,
解方程得I1=0.2A或I2=0.6A,
故在这个位置时电流表的示数I=I2=0.6A。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流是0.5A;
(2)电源电压为8V;
(3)电流表的示数是0.6A。
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