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重庆市合川区2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份重庆市合川区2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共22页。试卷主要包含了选择题,填空作图题,实验探究题,计算论述题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年重庆市合川区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)。
1.(3分)德国物理学家______发现了电流与电压、电阻的关系,为了纪念他,把他的名字命名为电阻的单位( )
A.焦耳 B.安培 C.欧姆 D.伏特
2.(3分)下列数据符合事实的是( )
A.对人体的安全电压是36V
B.让人感觉舒适的温度是50℃
C.1节新干电池的电压为1.5V
D.手机充电时的充电电流约为100A
3.(3分)下列现象能说明分子在做无规则运动的是( )
A.打扫室外卫生时,空气中会飘扬起大量的灰尘
B.春天来了,百花盛开,处处闻到浓浓的花香
C.夏天山洪爆发时,河水中夹带着大量泥沙
D.冬季,寒潮来临,温度骤降,雪花漫天飞舞
4.(3分)关于内能、温度和热量之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体温度升高时一定吸收了热量
B.任何物体都有内能,做功可增加物体内能
C.发生热传递时,热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
D.晶体熔化过程中,温度不变,内能不变
5.(3分)下列说法中正确的是( )
A.用打气筒给篮球打气,筒壁变热,其能量转化情况与内燃机的做功冲程相同
B.两个用细线悬挂的泡沫小球能够相互吸引,说明两小球一定带有异种电荷
C.电流表在使用时,可以用导线直接连接电源正、负极
D.电流做功的过程,就是将电能转化为其它形式能量的过程
6.(3分)如图所示的电路中,L1和L2是额定电压相同但额定功率不同的两个小灯泡,电源电压保持不变,闭合开关S和S1,两灯均发光,两电表均有示数。若只断开开关S1,则( )
A.L1亮度不变,电流表示数变小,电压表示数不变
B.L1亮度不变,电流表示数变大,电压表示数不变
C.L1亮度变大,电流表和电压表的示数都变大
D.L1亮度变小,电流表示数变小,电压表示数变大
7.(3分)甲、乙两物体的质量之比为3:4,乙的比热容是甲的比热容的两倍,若它们升高相同的温度( )
A.8:3 B.3:8 C.3:2 D.2:3
8.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
C.电压表V2示数变大,电流表A示数不变
D.电压表V1示数与电流表A示数的乘积不变
二、填空作图题(每空1分,共12分)。
9.(2分)英国物理学家 做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量的相关因素:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的 、通电时间成正比。
10.(2分)某太阳能热水器的水箱内装有30kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到80℃ J,水吸收的这些热量相当于完全燃烧 kg的焦炭[水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值是3.0×107J/kg]。
11.(2分)物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图所示,然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kW•h.若按0.5元/kW•h计费 元。家中用电器的总功率不能超过 W.当小明家只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,则该灯泡的电功率为 W。
12.(2分)周末,小南在客厅看电视,妈妈在厨房做饭。电饭煲与电视机是 联(选填“串”或“并”)的,小南在客厅就闻到了厨房里饭菜的香味,这是 现象。
13.(2分)将一个电阻接在6V的电源两端,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值为 Ω;将电阻两端的电压调为10V,则通过电阻的电流为 A。
14.(2分)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 6W”(灯泡电阻不变)1、S2断开,滑片P从a端向右滑到某一位置时,滑动变阻器的电阻减小18Ω,灯泡恰好正常发光,此时电路的电流为 A;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表的示数又变化了1.5A。当S1、S2都闭合时,调节滑片P,则电路总的最小电功率为 W。
三、实验探究题(本题共3个小题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)。
15.(6分)某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器R给水和煤油加热(如图所示)。得到的实验数据如表:
物质
次
数
质量
m/kg
升高的温度
Δt/℃
加热时间
t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)实验中使用相同的电加热器加热相同时间是为了水和煤油 相同。
(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是:升高相同的温度时 (选填“相同”或“不同”)。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, 温度升高的多。
(4)在探究上述问题时,主要采用了 法,下列探究过程中也采用了这一方法的是 (选填下列选项前的字母)。
A.探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
B.探究平面镜成像的特点
16.(8分)在测量未知电阻Rx阻值的实验中;
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的阻值变小。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最 端(选填“左”或“右”),闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表示数接近电源电压。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障后继续实验,某次测量电压表的示数为1.4V,电流表的示数为 A(如图乙所示),该次实验测得Rx= Ω。
(4)本实验需通过多次测量求平均值测得电阻值,这样做的目的是 。
(5)创新实验小组利用一个已知阻值的定值电阻R0等器材,设计了如图丙所示的实验电路,测量未知电阻Rx的阻值、实验步骤如下:
①断开开关S,读出电流表示数I1;
②闭合开关S,读出电流表示数I2;
③电阻Rx= (用R0、I1、I2表示)。
17.(8分)图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,且电压表有示数,电流表无示数 。
(2)排除故障闭合开关,移动滑片P到某位置,电压表示数(如图乙所示)为 V,则此时灯泡消耗的实际功率 额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象(图丙),可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(4)进一步分析图象可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大 。
(5)小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻,探究“电流与电阻关系”
①先将5Ω的电阻接入电路,移动变阻器滑片,使电压表示数为2V,电流表的示数为 A.然后换接10Ω的电阻,为了保持电压表示数不变,此时滑动变阻器的滑片应向 (左/右)移动。
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时,保持电压表示数不变,则滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
四、计算论述题(本题共3个小题,第18小题6分,第19小题8分,第20小题8分,共22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能得分)。
18.(6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=20Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.6A,A2的示数为0.4A,求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
19.(8分)在如图甲所示电路中,电源电压为9V且不变,电阻R1阻值为10Ω,变阻器R2上标有“20Ω 2A“字样。闭合开关S后,通过R1的电流为0.5A。求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)当变阻器滑片移至最右端时,通过R1的电流;
(3)将变阻器的滑片移至某一位置时,电压表(连接0~3V挡)指针指在图乙所示位置
20.(8分)如图甲所示的电压力锅,集压力锅、电饭锅的优点于一体,省时节电,R1、R2是电热丝(阻值恒定)。当接通电源220V,温控开关S闭合;锅内达到预定温度时S自动断开,电压力锅处于保温状态。若电压力锅保温时的电功率为400W1的阻值为96.8Ω。完成下列问题:
(1)求电热丝R2的阻值;
(2)该电压力锅处于正常加热状态5分钟,需要消耗多少电能?
(3)若电路的实际电压为110V,电压力锅加热时的实际功率为多少?
2022-2023学年重庆市合川区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)。
1.(3分)德国物理学家______发现了电流与电压、电阻的关系,为了纪念他,把他的名字命名为电阻的单位( )
A.焦耳 B.安培 C.欧姆 D.伏特
【解答】解:德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:欧姆定律;
为了纪念他作出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位。
故答案为:C。
2.(3分)下列数据符合事实的是( )
A.对人体的安全电压是36V
B.让人感觉舒适的温度是50℃
C.1节新干电池的电压为1.5V
D.手机充电时的充电电流约为100A
【解答】解:A、对人体的安全电压为不高于36V;
B、让人感觉舒适的温度是23℃;
C、1节新干电池的电压为1.3V;
D、手机充电时的充电电流约为1A。
故选:C。
3.(3分)下列现象能说明分子在做无规则运动的是( )
A.打扫室外卫生时,空气中会飘扬起大量的灰尘
B.春天来了,百花盛开,处处闻到浓浓的花香
C.夏天山洪爆发时,河水中夹带着大量泥沙
D.冬季,寒潮来临,温度骤降,雪花漫天飞舞
【解答】解:A.打扫卫生时灰尘飞扬,不属于分子运动;
B.闻到浓浓的花香,故B符合题意;
C.河水中夹带着大量泥沙,不属于分子运动;
D.雪花漫天飞舞,不属于分子运动;
故选:B。
4.(3分)关于内能、温度和热量之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体温度升高时一定吸收了热量
B.任何物体都有内能,做功可增加物体内能
C.发生热传递时,热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
D.晶体熔化过程中,温度不变,内能不变
【解答】解:
A、物体温度升高时,也可能是外界对物体做了功;
B、一切物体都有内能,故B正确;
C、两个不同温度的物体之间发生热传递时,故C错误;
D、晶体在熔化时吸收热量,但温度不变。
故选:B。
5.(3分)下列说法中正确的是( )
A.用打气筒给篮球打气,筒壁变热,其能量转化情况与内燃机的做功冲程相同
B.两个用细线悬挂的泡沫小球能够相互吸引,说明两小球一定带有异种电荷
C.电流表在使用时,可以用导线直接连接电源正、负极
D.电流做功的过程,就是将电能转化为其它形式能量的过程
【解答】解:A、用打气筒给篮球打气,是机械能转化为气体的内能,高温高压燃气推动活塞做功,故A错误;
B、细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,也可能是一个带电,故B错误;
C、电流表在使用时、负极,故C错误;
D、电流做功的过程,故D正确。
故选:D。
6.(3分)如图所示的电路中,L1和L2是额定电压相同但额定功率不同的两个小灯泡,电源电压保持不变,闭合开关S和S1,两灯均发光,两电表均有示数。若只断开开关S1,则( )
A.L1亮度不变,电流表示数变小,电压表示数不变
B.L1亮度不变,电流表示数变大,电压表示数不变
C.L1亮度变大,电流表和电压表的示数都变大
D.L1亮度变小,电流表示数变小,电压表示数变大
【解答】解:由图可知,开关都闭合时,电压表测量电源的电压,开关S接在干路中1接在L2支路中,控制灯泡L8;
若只断开开关S1,则L2不发光,L4发光;由于电源电压不变;
并联电路中各支路互不影响,则L1亮度不变,通过灯泡L1的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,即电流表示数变小;
综上所述,A正确。
故选:A。
7.(3分)甲、乙两物体的质量之比为3:4,乙的比热容是甲的比热容的两倍,若它们升高相同的温度( )
A.8:3 B.3:8 C.3:2 D.2:3
【解答】解:甲、乙两物体的质量之比为3:4,甲;
由Q=cmΔt得甲、乙两物体吸收的热量之比为:
==×=×=,故B正确。
故选:B。
8.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
C.电压表V2示数变大,电流表A示数不变
D.电压表V1示数与电流表A示数的乘积不变
【解答】解:闭合开关S后,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测量电路总电流7测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R6两端的电压;
当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据公式I=,电路电流变小;
根据公式U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器R3两端的电压变大,电压表V2的示数变大,故A正确;
由于电压表V1示数和电流表A示数都变小,所以电压表V5示数与电流表A示数的乘积变小,故D错误。
故选:A。
二、填空作图题(每空1分,共12分)。
9.(2分)英国物理学家 焦耳 做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量的相关因素:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的 电阻 、通电时间成正比。
【解答】解:英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流,得出焦耳定律即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟通电时间成正比2Rt,为了纪念他做出的贡献。
故答案为:焦耳;电阻。
10.(2分)某太阳能热水器的水箱内装有30kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到80℃ 7.56×106 J,水吸收的这些热量相当于完全燃烧 0.252 kg的焦炭[水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值是3.0×107J/kg]。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水(t﹣t0)=4.6×103J/(kg•℃)×30kg×(80℃﹣20℃)=7.56×107J;
(2)焦炭完全燃烧需放出的热量:
Q放=Q吸=7.56×106J,
由Q放=mq得需要焦炭的质量:
m炭===8.252kg。
故答案为:7.56×106;5.252。
11.(2分)物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图所示,然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kW•h.若按0.5元/kW•h计费 60 元。家中用电器的总功率不能超过 2200 W.当小明家只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,则该灯泡的电功率为 40 W。
【解答】解:(1)由图示电能表可知,电能表示数是931.6kW•h,
本月用电量是931.6kW•h﹣811.3kW•h=120kW•h,
本月应缴电费120kW•h×0.5元/kW•h=60元;
由图示电能表可知,电能表正常工作时的电压是220V,
允许通过的最大电流是10A,电能表允许的用电器最大总功率P=UI=220V×10A=2200W;
(2)电能表的转盘转6R消耗的电能为:W==0.002kW•h=7200J,
而t=8min=180s,
该灯泡的电功率为:P===40W。
答案为:60;2200。
12.(2分)周末,小南在客厅看电视,妈妈在厨房做饭。电饭煲与电视机是 并 联(选填“串”或“并”)的,小南在客厅就闻到了厨房里饭菜的香味,这是 扩散 现象。
【解答】解:厨房里的电饭煲与客厅里的电视机可以独立工作,工作时互不影响;
因分子在永不停息地做无规则运动,所以在客厅就闻到厨房里饭菜的香味。
故答案为:并;扩散。
13.(2分)将一个电阻接在6V的电源两端,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值为 20 Ω;将电阻两端的电压调为10V,则通过电阻的电流为 0.5 A。
【解答】解:根据欧姆定律可得,电阻的阻值:
R===20Ω;
由于导体的电阻是导体本身的阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,
所以,将电阻两端的电压调为10V时,
则通过的电流:I′===0.5A。
故答案为:20;7.5。
14.(2分)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 6W”(灯泡电阻不变)1、S2断开,滑片P从a端向右滑到某一位置时,滑动变阻器的电阻减小18Ω,灯泡恰好正常发光,此时电路的电流为 1 A;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表的示数又变化了1.5A。当S1、S2都闭合时,调节滑片P,则电路总的最小电功率为 28.8 W。
【解答】解:(1)由图知,当S1、S2断开,小灯泡与滑动变阻器串联,灯泡正常发光时的电流:
IL===1A;
根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:
RL===6Ω;
滑片P从a端向右滑到某一位置时,滑动变阻器的电阻减小18Ω,灯泡恰好正常发光,
由于滑片在a端时的电阻大于某一位置(c)时的电阻,所以滑片在a端时电路中的电流为:
I5=IL﹣ΔI=1A﹣0.2A=0.5A,
因为电源的电压不变,所以滑片在a和某一位置(c)时
U=I5(RL+Rab)=IL(RL+Rac),
即:0.5A×(5Ω+Rab)=1A×(6Ω+Rab﹣18Ω)
解得:Rab=30Ω,Rac=12Ω,
电源的电压为:
U=I4(RL+Rab)=0.5A×(7Ω+30Ω)=18V;
(2)闭合开关S1、S2,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表示数又变化了2.5A,故电流变大,
并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过滑动变阻器的电流:
I滑===1.7A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以定值电阻R0的电阻为:
R0===18Ω,
当S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,则电路的最小功率:
Pmin=+=+=28.8W。
故答案为:8;28.8。
三、实验探究题(本题共3个小题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)。
15.(6分)某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器R给水和煤油加热(如图所示)。得到的实验数据如表:
物质
次
数
质量
m/kg
升高的温度
Δt/℃
加热时间
t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)实验中使用相同的电加热器加热相同时间是为了水和煤油 吸热 相同。
(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 质量 有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是:升高相同的温度时 不同 (选填“相同”或“不同”)。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, 煤油 温度升高的多。
(4)在探究上述问题时,主要采用了 控制变量 法,下列探究过程中也采用了这一方法的是 A (选填下列选项前的字母)。
A.探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
B.探究平面镜成像的特点
【解答】解:(1)图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相同2Rt可知,实验中使用相同的电加热器加热相同时间两电阻放出的热量是相同的;
(2)分析第1、2次或第3,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,加热 时间越长,吸收热量的多少与物质的质量有关;
分析第1、6次或第2,可以得出的初步结论是:升高相同的温度时;
(3)比较1、4或2,质量相同的水和煤油升高相同的温度,故如果加热相同的时间,煤油温度升高的多;
(4)在探究上述问题时,主要采用了控制变量法:
A.探究导体中的电流跟导体两端电压的关系,采用了控制变量法;
B.探究平面镜成像的特点,用一个和镜前的蜡烛完全相同的蜡烛(不点燃)替代镜前蜡烛的像。
故选:A。
故答案为:(1)吸热; (2)质量;(3)煤油;A。
16.(8分)在测量未知电阻Rx阻值的实验中;
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的阻值变小。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最 左 端(选填“左”或“右”),闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表示数接近电源电压。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 Rx断路 。
(3)排除故障后继续实验,某次测量电压表的示数为1.4V,电流表的示数为 0.28 A(如图乙所示),该次实验测得Rx= 5 Ω。
(4)本实验需通过多次测量求平均值测得电阻值,这样做的目的是 减小误差 。
(5)创新实验小组利用一个已知阻值的定值电阻R0等器材,设计了如图丙所示的实验电路,测量未知电阻Rx的阻值、实验步骤如下:
①断开开关S,读出电流表示数I1;
②闭合开关S,读出电流表示数I2;
③电阻Rx= (用R0、I1、I2表示)。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的阻值变小,故变阻器应选右下接线柱与电阻Rx串联接入电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,即最左端;
电流表都没有示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路断路了,可判断该故障是Rx断路;
(3)排除故障后继续实验,某次测量电压表的示数为1.4V,电流表选用小量程,其示数为3.28Ax的阻值为:
Rx===5Ω;
(4)为了使结果更加准确,应多测几次求平均值;
(5)实验步骤:
①断开开关S,读出电流表示数I1;
②闭合开关S,读出电流表示数I6;
③在步骤①中,电路为只有R0的简单电路,电流表示数为I1,此时电阻R5两端的电压即为电源电压:U=I1R0;
在步骤②中,电阻R5、Rx并联,电流表测并联电路总电流2,因为电路结构不变,电路中电流和电压不变,流过电阻Rx的电流:
Ix=I2﹣I2,
则电阻Rx的阻值为:
Rx==。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;Rx断路;(3)0.28;8;(5)。
17.(8分)图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,且电压表有示数,电流表无示数 灯泡断路 。
(2)排除故障闭合开关,移动滑片P到某位置,电压表示数(如图乙所示)为 2.2 V,则此时灯泡消耗的实际功率 小于 额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象(图丙),可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
(4)进一步分析图象可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
(5)小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻,探究“电流与电阻关系”
①先将5Ω的电阻接入电路,移动变阻器滑片,使电压表示数为2V,电流表的示数为 0.4 A.然后换接10Ω的电阻,为了保持电压表示数不变,此时滑动变阻器的滑片应向 右 (左/右)移动。
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时,保持电压表示数不变,则滑动变阻器的最大阻值应不小于 25 Ω。
【解答】解:
(1)连好电路,闭合开关,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路。
(2)由图乙可知,电压表量程为0﹣3V,电压表示数为6.2V,故实际功率小于额定功率;
(3)由丙可知,灯泡正常发光时(电压为2.8V),
所以灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×8.2A=0.7W;
(4)当灯泡中有电流通过时要发热,且电压越大,灯泡的实际功率越大,灯丝的电阻就越大;
(5)①5Ω的电阻接入电路,电压表示数为2V==0.7A;
将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,串联电路的总电阻变大,滑动变阻器分得的电压变小;
探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,所以应调节滑片向右移动,使电压表的示数仍为2V;
②电源电压为2.5V,定值电阻两端电压为2V,
当接入20Ω电阻时,由串联电路特点知:IR=I滑,
由欧姆定律有:=,即:=滑=25Ω,即变阻器最大阻值应不小于25Ω。
故答案为:
(1)灯泡断路;(2)2.2;(3)0.7;(5)①0.4;右。
四、计算论述题(本题共3个小题,第18小题6分,第19小题8分,第20小题8分,共22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能得分)。
18.(6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=20Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.6A,A2的示数为0.4A,求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
【解答】解:由电路图可知,两电阻并联1测R1支路的电流,电流表A5测R2支路的电流;
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=,电源的电压:
U=U2=U2=I1R1=3.6A×20Ω=12V;
(2)由I=可得,R2的阻值:
R6===30Ω。
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
19.(8分)在如图甲所示电路中,电源电压为9V且不变,电阻R1阻值为10Ω,变阻器R2上标有“20Ω 2A“字样。闭合开关S后,通过R1的电流为0.5A。求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)当变阻器滑片移至最右端时,通过R1的电流;
(3)将变阻器的滑片移至某一位置时,电压表(连接0~3V挡)指针指在图乙所示位置
【解答】解:(1)由题意知,电阻R1阻值为10Ω,闭合开关S后1的电流为3.5A,
根据欧姆定律可得,R1两端的电压:U6=I1R1=3.5A×10Ω=5 V;
(2)变阻器滑片移至最右端时,接入电阻:R4=20Ω,
根据串联电路的规律可得,电路的总电阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
则由欧姆定律可得电路中的电流:I′===0.3A,
由串联电路的电流规律可得,通过R6的电流:I′1=I′=0.6A,
(3)将变阻器的滑片移至某一位置时,电压表用3V量程时2=8.5V,
由串联电路的电压规律可得,R1两端的电压:U″3=U﹣U″2=9V﹣3.5V=7.3V,
由欧姆定律和串联电路的电流规律可知,电路中的电流:I″=I″1===2.75A,
根据P=UI可得电路消耗的电功率:
P=UI″=9V×0.75A=8.75W。
答:(1)闭合开关S后,通过R1的电流为0.6A,R1两端的电压U1是6V;
(2)当变阻器滑片移至最右端时,通过R1的电流是0.3A;
(3)将变阻器的滑片移至某一位置时,电压表(连接0~3V挡)指针指在图乙所示位置。
20.(8分)如图甲所示的电压力锅,集压力锅、电饭锅的优点于一体,省时节电,R1、R2是电热丝(阻值恒定)。当接通电源220V,温控开关S闭合;锅内达到预定温度时S自动断开,电压力锅处于保温状态。若电压力锅保温时的电功率为400W1的阻值为96.8Ω。完成下列问题:
(1)求电热丝R2的阻值;
(2)该电压力锅处于正常加热状态5分钟,需要消耗多少电能?
(3)若电路的实际电压为110V,电压力锅加热时的实际功率为多少?
【解答】解:(1)当S断开,电压力锅处于保温状态2连入电路,
由P=可知,R2的阻值:R2===121Ω;
(2)电压力锅处于正常加热状态时,R2的功率为:P2=400 W;
R6的功率:P1===500W;
电压力锅的加热功率:P加热=P7+P2=400W+500W=900W,
由P=可知,需要消耗的电能:W=P加热t=900W×5×60s=4.7×105J;
(3)电路的实际电压为110V,根据并联电路的电压特点可知,R2、R2两端的电压均为110V,
电压力锅加热时的实际功率:P=P1′+P7′=+=+=225W。
答:(1)电热丝R2的阻值为121Ω;
(2)该电压力锅处于正常加热状态8分钟,需要消耗的电能为2.7×102J;
(3)若电路的实际电压为110V,电压力锅加热时的实际功率为225W。
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