重庆市巴南区2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年重庆市巴南区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)下列物理量数值的估计,最接近实际的是( )
A.电饭锅加热时的电流约为0.04A
B.1节新干电池的电压是1.5V
C.1g水吸热1J后温度将升高1℃
D.家用空调正常工作时功率约为1W
2.(3分)如图中的干燥物品,在通常情况下属于导体的是( )
A.陶瓷餐具 B.竹制笔筒
C.不锈钢餐盘 D.塑料收纳箱
3.(3分)下列古诗文中加点字段描述的现象,能够说明分子不停做无规则运动的是( )
A.大漠风尘日色昏,红旗半卷出辕门
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.流水落花春也去,天上人间
D.城阙辅三秦,风烟望五津
4.(3分)汽油机、柴油机是最常见的热机,关于这两种热机,下列说法中错误的是( )
A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B.做功冲程将燃气的内能转化为飞轮的机械能
C.压缩冲程将飞轮的机械能转化为气缸里气体的内能
D.汽油的热值比柴油高,所以汽油机的效率可以达到100%
5.(3分)汽车发动机安装有冷却系统,当汽车发动时,开关S1闭合,水泵M1启动,推动水循环冷却发动机,当水温高于设定值时2闭合,风扇M2启动,利用空气对热水降温,若汽车未发动2不能工作。如图设计的电路图,跟该系统功能吻合的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)下列事例中,利用热传递改变内能的是( )
A.寒冬,人们围着火炉烤火取暖
B.旧石器时代,燧人氏利用钻木取火
C.用手反复弯折铁丝后,铁丝的温度升高
D.小孩从滑梯上滑下时,臀部有灼热的感觉
7.(3分)小薇同学设计了一个可测量压力的装置,如图所示是该装置电路原理图。其表盘f能显示出施加压力F的大小。下列分析正确的是( )
A.装置的表盘f是电压表改装而成
B.压力F改变时,R2两端的电压不变
C.压力F为零时,电路中的电流最小
D.压力逐渐变大时,电路的总功率变小
8.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压为6V且保持不变。只闭合开关S1和S2,电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流是1.5A
B.定值电阻R2的阻值为20Ω
C.可以将开关S1、S2和S3同时闭合
D.只闭合S3,R1和R2两端的电压之比为4:1
二、填空作图题(每空1分,第14题作图2分,共12分)
9.(2分)导体中的电流,跟导体两端的 成正比,跟导体的电阻成 比。这个结论是德国物理学家 通过大量的实验得出的,写成公式是 。
10.(2分)拿带电的橡胶棒去接触不带电的验电器,验电器的两片金属箔带上 (选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥而张开。家庭电路中的电饭锅、洗衣机、电视机和微波炉等电器是互相 (选填“串联”或“并联”)的。
11.(2分)在校园修建荷塘来调节气温,是因和泥土、砂石比,荷塘里水的比热容较 ,荷叶上两颗小水珠接触后会成为更大的一颗水珠,表明分子之间存在 。
12.(2分)小华同学利用伏安法测量一个定值电阻的阻值,测得定值电阻两端电压为2V时,通过的电流为0.1A Ω;当其两端电压变为1V时,则该定值电阻的阻值为 Ω。
13.(2分)如图甲所示电路图,定值电阻R2的阻值为6Ω,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,两个电压表的量程都为0~3V,灯泡L标有“3V,则灯泡的额定电流为 A。在保证电路安全的前提下,当闭合开关S、S1时,移动滑片P,得到R2两端电压的倒数U′与R1的阻值变化图象如图乙所示;当闭合开关S、S2时,电路的最小总电功率为 W(不计灯泡电阻的变化)。
14.(2分)请按如图中的电流方向,在虚线框内填入电池和电压表的符号,使电路成为正确的串联电路。
三、实验探究题(15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
15.(6分)为了探究水和煤油的吸热能力,采用了如图所示的实验装置。
(1)在实验中,应取 (选填“质量”或“体积”)相等、温度相同的水和煤油放入相同的容器中。为了让它们在相等时间内吸收相等的热量,应选择两盏 的酒精灯同时加热。
(2)加热过程中,水和煤油吸收热的多少,是通过 (选填“加热时间”或“温度计示数”)来反映的。
(3)在一次实验中,对水和煤油均加热5min水温达到30℃时,煤油中的温度计示数如图所示 ℃。要使水也要达到相同的温度,则对水要加热 (选填“较长”或“较短”)的时间,由此可知水的比热容比煤油的比热容 (选填“大”或“小”)。
16.(8分)小林同学利用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压恒定为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω
(1)请你用笔画线代替导线,帮助小林将电路连接完整。
(2)连接电路前,小林发现电压表指针如图乙所示,接下来他应进行的操作是 。
A.将电压表正负接线柱交换连接
B.对电压表调零
(3)闭合开关前,应将图甲中变阻器的滑片P置于最 端。闭合开关后,发现电压表、电流表均无示数,灯泡也不发光 。
A.变阻器断路
B.灯泡断路
C.灯泡短路
(4)小林排除故障完成了实验,测量数据记录在了下表中。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示 Ω(结果保留一位小数)。分析数据发现小灯泡电阻变化明显,是因灯丝电阻受 影响。 (选填“能”或“不能”)用表中各电阻值的平均值作为灯泡电阻的测量结果。
电压表示数/V
1.0
1.5
2
2.5
2.8
电流表示数/A
0.18
0.22
0.26
0.3
小灯泡电阻/Ω
5.6
6.8
7.7
9.3
通过本实验还可以发现小灯泡两端的电压越大,其实际功率越 。
17.(8分)某小组的同学们在“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验中,利用稳压电源(电压恒为6V)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)(20Ω,0.5A)、电压表、电流表、开关以及若干导线做了如下实验:
(1)为了保护实验器材,小莉把开关 后,小铭连接成了图甲所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,并用笔重新画一根正确连接的导线(连线不要交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小莉发现电流表和电压表都有较大示数,两表的示数均不变,可能的原因是小铭将滑动变阻器的 两个接线柱接入了电路中。(选填a、b、c、d中的两个)
(3)他们排除故障后,正确连好电路。
①小铭接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表示数如图乙所示 A。
②他们保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将10Ω的定值电阻换为15Ω的定值电阻后,闭合开关 (选填“变大”或“变小”),此时将滑动变阻器的滑片P向 移动(选填“左”或“右”),直到电压表的指针回到原来所指的位置。
③实验中,小铭发现当5个定值电阻中的某个电阻接入电路时,实验无法完成 Ω。
④他们完成这个实验探究后,应得出的结论是:在电压相同的条件下,通过导体的电流与电阻成 比。
四、论述计算题(18题6分,19题8分,20题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案不能得分)
18.(6分)一台某品牌的太阳能热水器内盛有体积0.1m3、温度25℃的水,在阳光的照射下,水温升高到55℃。[水的密度ρ=1.0×103kg/m3,比热容c=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)热水器内水的质量m。
(2)水吸收的热量Q吸。
19.(8分)如图所示的电路,电源电压为10V保持不变,定值电阻R1=25Ω,小灯泡L正常发光时的电流为0.3A。(不考虑灯丝电阻的变化)
(1)断开S1、S2时,小灯泡L恰好正常发光,求小灯泡正常发光的电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A。求:
①在30s时间内整个电路消耗的电能。
②定值电阻R2的阻值。
20.(8分)如图所示,是某型号电饭煲的简化电路原理图,它有加热和保温两个挡位,定值电阻R1的阻值为170Ω。当电饭煲处于加热状态时的额定功率为968W。完成下列问题:
(1)求电饭煲处于加热状态时的额定电流。
(2)求正常电压情况下,电饭煲处于保温状态时,R消耗的功率。
(3)若某次家庭电路中只有该电饭煲工作且处于加热状态,标有“3000r/kW•h”的电能表的铝盘在2min内恰好转动了80转,求此时电路两端的实际电压。
2022-2023学年重庆市巴南区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)下列物理量数值的估计,最接近实际的是( )
A.电饭锅加热时的电流约为0.04A
B.1节新干电池的电压是1.5V
C.1g水吸热1J后温度将升高1℃
D.家用空调正常工作时功率约为1W
【解答】解:A、家用电饭锅加热时的功率约1000W=≈4.55A;
B、1节新干电池的电压是3.5V;
C、1g水吸热6J后升高的温度为=,故C错误;
D、家里卧室中所用空调的额定功率在1000W左右。
故选:B。
2.(3分)如图中的干燥物品,在通常情况下属于导体的是( )
A.陶瓷餐具 B.竹制笔筒
C.不锈钢餐盘 D.塑料收纳箱
【解答】解:陶瓷餐具、竹制笔筒,是绝缘体,是导体。
故选:C。
3.(3分)下列古诗文中加点字段描述的现象,能够说明分子不停做无规则运动的是( )
A.大漠风尘日色昏,红旗半卷出辕门
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.流水落花春也去,天上人间
D.城阙辅三秦,风烟望五津
【解答】解:
A、“大漠风尘日色昏,尘是可见的,所以是物体的机械运动,故A错误;
B、“零落成泥碾作尘,是扩散现象,故B正确;
C、流水落花春去也,是物体的机械运动,故C错误;
D、“城阙辅三秦,烟是可见的,不是分子的运动;
故选:B。
4.(3分)汽油机、柴油机是最常见的热机,关于这两种热机,下列说法中错误的是( )
A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B.做功冲程将燃气的内能转化为飞轮的机械能
C.压缩冲程将飞轮的机械能转化为气缸里气体的内能
D.汽油的热值比柴油高,所以汽油机的效率可以达到100%
【解答】解:A、燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能;
B、在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能;
C、在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能;
D、热机工作时、要克服摩擦做功,所以热机的效率总小于100%。
故选:D。
5.(3分)汽车发动机安装有冷却系统,当汽车发动时,开关S1闭合,水泵M1启动,推动水循环冷却发动机,当水温高于设定值时2闭合,风扇M2启动,利用空气对热水降温,若汽车未发动2不能工作。如图设计的电路图,跟该系统功能吻合的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题知,当汽车发动时1闭合,水泵M1启动,开关S5闭合,风扇M2启动,所以水泵M1与风扇M5工作系统互不影响,即是并联的,风扇M2不能工作.则开关S1是总开关,应在干路上控制风扇和工作系统,A正确。
故选:A。
6.(3分)下列事例中,利用热传递改变内能的是( )
A.寒冬,人们围着火炉烤火取暖
B.旧石器时代,燧人氏利用钻木取火
C.用手反复弯折铁丝后,铁丝的温度升高
D.小孩从滑梯上滑下时,臀部有灼热的感觉
【解答】解:A、寒冬,是通过热传递来改变内能的;
B、旧石器时代,是克服摩擦做功来改变内能的;
C、用手反复弯折铁丝后,使铁丝的内能增大,是做功改变内能;
D、小孩从滑梯上滑下时,是克服摩擦做功来改变内能的。
故选:A。
7.(3分)小薇同学设计了一个可测量压力的装置,如图所示是该装置电路原理图。其表盘f能显示出施加压力F的大小。下列分析正确的是( )
A.装置的表盘f是电压表改装而成
B.压力F改变时,R2两端的电压不变
C.压力F为零时,电路中的电流最小
D.压力逐渐变大时,电路的总功率变小
【解答】解:
A、根据电路图可知,表盘f串联接入电路中,故A错误;
B、压力F改变时,滑动变阻器接入电路中的电阻改变,根据欧姆定律可知,根据U=IR可知,R2两端的电压改变,故B错误;
C、压力F为零时,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可知,故C正确;
D、压力逐渐变大时,总电阻变小,电路中的电流变大,电路的总功率变大。
故选:C。
8.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压为6V且保持不变。只闭合开关S1和S2,电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流是1.5A
B.定值电阻R2的阻值为20Ω
C.可以将开关S1、S2和S3同时闭合
D.只闭合S3,R1和R2两端的电压之比为4:1
【解答】解:AB、闭合开关S1和S2、断开开关S6时,R1与R2并联,电流表A测干路中电流3测R1支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,
所以,干路电流表A的量程为4~3A,则干路电流I=1.2A,
R1支路电流表A1的量程为8~0.6A,分度值为3.02A1支路的电流:I1=8.3A,故A错误;
通过R2支路的电流:I8=I﹣I1=1.7A﹣0.3A=4.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=,两电阻的阻值分别为:R1===20Ω,R2===8Ω;
C、三个开关同时闭合形成短路,故C错误;
D、断开S1和S2、闭合S6时,R1与R2串联,两电流表均测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过R5和R2的电流之比为1:3,R1和R2两端的电压之比:U6:U2=IR1:IR8=R1:R2=
20Ω:3Ω=4:1,故D正确。
故选:D。
二、填空作图题(每空1分,第14题作图2分,共12分)
9.(2分)导体中的电流,跟导体两端的 电压 成正比,跟导体的电阻成 反 比。这个结论是德国物理学家 欧姆 通过大量的实验得出的,写成公式是 I= 。
【解答】解:德国物理学家欧姆在19世纪初期做了大量实验,归纳得出了欧姆定律。
欧姆定律的内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比。
电流用字母I表示,电压用字母U表示,那么这三个物理量之间的关系用公式表示就是I=。
故答案为:电压,反,欧姆。
10.(2分)拿带电的橡胶棒去接触不带电的验电器,验电器的两片金属箔带上 同种 (选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥而张开。家庭电路中的电饭锅、洗衣机、电视机和微波炉等电器是互相 并联 (选填“串联”或“并联”)的。
【解答】解:(1)拿带电的橡胶棒去接触不带电的验电器,验电器的两片金属箔带上同种电荷互相排斥而张开;
(2)家庭电路中的电饭锅、洗衣机,它们是互相并联的。
故答案为:同种;并联。
11.(2分)在校园修建荷塘来调节气温,是因和泥土、砂石比,荷塘里水的比热容较 大 ,荷叶上两颗小水珠接触后会成为更大的一颗水珠,表明分子之间存在 引力 。
【解答】解:和泥土、砂石比,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,可以调节气温;
清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在引力。
故答案为:大;引力。
12.(2分)小华同学利用伏安法测量一个定值电阻的阻值,测得定值电阻两端电压为2V时,通过的电流为0.1A 20 Ω;当其两端电压变为1V时,则该定值电阻的阻值为 20 Ω。
【解答】解:由I=可得
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,定值电阻两端电压为1V时。
故答案为:20;20。
13.(2分)如图甲所示电路图,定值电阻R2的阻值为6Ω,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,两个电压表的量程都为0~3V,灯泡L标有“3V,则灯泡的额定电流为 0.3 A。在保证电路安全的前提下,当闭合开关S、S1时,移动滑片P,得到R2两端电压的倒数U′与R1的阻值变化图象如图乙所示;当闭合开关S、S2时,电路的最小总电功率为 1 W(不计灯泡电阻的变化)。
【解答】解:灯泡L标有“3V,0.6W”的字样L===0.3A;
闭合开关S、S5时,两电阻串联接入电路1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,
两个电压表的量程都为4~3V,根据欧姆定律可得通过定值电阻的最大电流:I2===0.5A,
滑动变阻器规格为“20Ω,8A”,
根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为0.5A,由图乙可知此时滑动变阻器接入电路的电阻为2R0,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=I×2R4+IR2=0.4A×2R0+3.5A×6Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
由图乙可知当R6两端电压的倒数U′=(0.4V)﹣8时,即U2=V=2.2V时0,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I′===,
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压:U=I′×3R8+I′R2=A×5R0+A×7Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②联立可得:R0=2Ω,U=4V;
当闭合开关S、S2时,灯泡和滑动变阻器串联接入电路1示数为8V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据P=UI可知电路总电功率最小L′=U﹣U1大=5V﹣5V=2V,
灯泡的电阻:RL===10Ω,
此时通过电路的电流:I小===5.2A,
电路的最小总功率:P=UI小=5V×4.2A=1W。
故答案为:3.3;1。
14.(2分)请按如图中的电流方向,在虚线框内填入电池和电压表的符号,使电路成为正确的串联电路。
【解答】解:要组成串联电路,电源在灯泡上方;左侧为电压表。如图所示:
三、实验探究题(15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
15.(6分)为了探究水和煤油的吸热能力,采用了如图所示的实验装置。
(1)在实验中,应取 质量 (选填“质量”或“体积”)相等、温度相同的水和煤油放入相同的容器中。为了让它们在相等时间内吸收相等的热量,应选择两盏 相同 的酒精灯同时加热。
(2)加热过程中,水和煤油吸收热的多少,是通过 加热时间 (选填“加热时间”或“温度计示数”)来反映的。
(3)在一次实验中,对水和煤油均加热5min水温达到30℃时,煤油中的温度计示数如图所示 34 ℃。要使水也要达到相同的温度,则对水要加热 较长 (选填“较长”或“较短”)的时间,由此可知水的比热容比煤油的比热容 大 (选填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同,体积相同的不同物质质量不同),应取质量相等;根据转换法,应选择两盏相同的酒精灯同时加热;
(2)由转换法,加热过程中,是通过加热时间来反映的;
(3)在一次实验中,对水和煤油均加热5min水温达到30℃时,分度值为1℃,水的温度低,则对水要加热较长的时间,由此可知水的比热容比煤油的比热容大。
故答案为:(1)质量;相同;(3)34;大。
16.(8分)小林同学利用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压恒定为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω
(1)请你用笔画线代替导线,帮助小林将电路连接完整。
(2)连接电路前,小林发现电压表指针如图乙所示,接下来他应进行的操作是 B 。
A.将电压表正负接线柱交换连接
B.对电压表调零
(3)闭合开关前,应将图甲中变阻器的滑片P置于最 右 端。闭合开关后,发现电压表、电流表均无示数,灯泡也不发光 A 。
A.变阻器断路
B.灯泡断路
C.灯泡短路
(4)小林排除故障完成了实验,测量数据记录在了下表中。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示 8.3 Ω(结果保留一位小数)。分析数据发现小灯泡电阻变化明显,是因灯丝电阻受 温度 影响。 不能 (选填“能”或“不能”)用表中各电阻值的平均值作为灯泡电阻的测量结果。
电压表示数/V
1.0
1.5
2
2.5
2.8
电流表示数/A
0.18
0.22
0.26
0.3
小灯泡电阻/Ω
5.6
6.8
7.7
9.3
通过本实验还可以发现小灯泡两端的电压越大,其实际功率越 大 。
【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端
;
(2)连接电路前,小林发现电压表指针如图乙所示,所以接下来他应进行的操作是对电压表调零;
(3)为了保护电路,闭合开关前,即最右端;
A、若滑动变阻器断路,两表都没有示数,符合题意;
B、若灯泡断路,电压表串联在电路中测电源电压,不符合题意;
C、若灯泡短路,电流表有示数;
故选A;
(4)当电压表示数为6.5V时,电流表示数如图丙所示,分度值0.02A,则此时小灯泡的电阻为:
R==≈8.3Ω;
由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,根据P=UI可知,温度升高,故小灯泡电阻变化明显;
灯泡在不同电压下电阻不同,求不同电压下灯泡电阻的平均值毫无意义;
由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,根据P=UI可知,故小灯泡两端的电压越大。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;A;(4)4.3;不能;大。
17.(8分)某小组的同学们在“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验中,利用稳压电源(电压恒为6V)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)(20Ω,0.5A)、电压表、电流表、开关以及若干导线做了如下实验:
(1)为了保护实验器材,小莉把开关 断开 后,小铭连接成了图甲所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,并用笔重新画一根正确连接的导线(连线不要交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小莉发现电流表和电压表都有较大示数,两表的示数均不变,可能的原因是小铭将滑动变阻器的 c、d 两个接线柱接入了电路中。(选填a、b、c、d中的两个)
(3)他们排除故障后,正确连好电路。
①小铭接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表示数如图乙所示 0.4 A。
②他们保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将10Ω的定值电阻换为15Ω的定值电阻后,闭合开关 变小 (选填“变大”或“变小”),此时将滑动变阻器的滑片P向 左 移动(选填“左”或“右”),直到电压表的指针回到原来所指的位置。
③实验中,小铭发现当5个定值电阻中的某个电阻接入电路时,实验无法完成 5 Ω。
④他们完成这个实验探究后,应得出的结论是:在电压相同的条件下,通过导体的电流与电阻成 反 比。
【解答】解:(1)为了保护实验器材,小莉把开关断开后;
原电路图中,定值电阻和电压表没有接入电路是错误的,定值电阻,电压表并联在定值电阻两端
;
(2)移动滑片两电表示数不变说明滑动变阻器没有变阻的作用,由于电流表和电压表都有较大的示数,即可能的原因是小铭将滑动变阻器的c;
(3)①小铭接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表选用小量程,其示数为0.4A;
②他们保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将10Ω的定值电阻换为15Ω的定值电阻后,电路的总电阻变大,即电流表的示数会变小;
根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,其分得的电压增大,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,直到电压表的指针回到原来所指的位置;
③由①可知,定值电阻两端电压为UV=I3R2=0.3A×10Ω=4V;
由欧姆定律可知,电压一定时,电流越大
I大===0.8A>5.5A;
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为6V﹣4V=2V=2倍,根据分压原理最大=2×20Ω=40Ω>30Ω,故使用阻值为2Ω的定值电阻无法完成实验;
④因定值电阻两端电压为一定值,故得出的结论是:在电压相同的条件下。
故答案为:(1)断开;见解答图、d;(3)①0.4;左;③8。
四、论述计算题(18题6分,19题8分,20题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案不能得分)
18.(6分)一台某品牌的太阳能热水器内盛有体积0.1m3、温度25℃的水,在阳光的照射下,水温升高到55℃。[水的密度ρ=1.0×103kg/m3,比热容c=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)热水器内水的质量m。
(2)水吸收的热量Q吸。
【解答】解:(1)因为ρ=,
所以水的质量为m=ρV=1.0×108kg/m3×0.7m3=100kg;
(2)水吸收的热量为Q吸=cm(t﹣t0)=5.2×103J/(kg•℃)×100kg×(55℃﹣25℃)=7.26×107J。
答:(1)热水器中水的质量为100kg;
(2)水吸收的热量为1.26×108J。
19.(8分)如图所示的电路,电源电压为10V保持不变,定值电阻R1=25Ω,小灯泡L正常发光时的电流为0.3A。(不考虑灯丝电阻的变化)
(1)断开S1、S2时,小灯泡L恰好正常发光,求小灯泡正常发光的电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A。求:
①在30s时间内整个电路消耗的电能。
②定值电阻R2的阻值。
【解答】解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R4与灯泡串联,
因小灯泡正常发光,则电路中电流I=IL=0.3A,
由I=得:
U6=IR1=0.4A×25Ω=7.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以灯泡正常发光的电压:UL=U﹣U7=10V﹣7.5V=5.5V;
(2)①S1、S3都闭合时,电流表示数变为0.6A,故在30s时间内整个电路消耗的电能W=UIt=10V×3.6A×30s=180J;
②由电路图知,S1、S6都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R2的电流:
I1===5.4A,
因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:
I3=I﹣I1=0.3A﹣0.4A=2.2A,
则由I=得R2的阻值:
R5===50Ω。
答:(1)断开S1、S2此时小灯泡L正常发光,小灯泡正常发光的电压为2.5V。
(2)①S1、S3都闭合时,电流表示数变为0.6A;
②R5的阻值为50Ω。
20.(8分)如图所示,是某型号电饭煲的简化电路原理图,它有加热和保温两个挡位,定值电阻R1的阻值为170Ω。当电饭煲处于加热状态时的额定功率为968W。完成下列问题:
(1)求电饭煲处于加热状态时的额定电流。
(2)求正常电压情况下,电饭煲处于保温状态时,R消耗的功率。
(3)若某次家庭电路中只有该电饭煲工作且处于加热状态,标有“3000r/kW•h”的电能表的铝盘在2min内恰好转动了80转,求此时电路两端的实际电压。
【解答】解:(1)由P=UI可得,电饭煲处于加热状态时的额定电流:I额===4.4A;
(2)由I=得,电阻R的阻值为:,
正常电压情况下,电饭煲处于保温状态时电路中的电流为:=,
此时R消耗的功率:P实=UI=I4R=(1A)2×50Ω=50W,
(3)电饭煲消耗的电能:W==kW•h,
电饭煲的加热状态实际功率为:P实===6.8kW=800W;
由P=可得
U实==200V。
答:(1)电饭煲处于加热状态时的额定电流为7.4A;
(2)正常电压情况下,电饭煲处于保温状态时;
(3)若某次家庭电路中只有该电饭煲工作且处于加热状态,标有“3000r/kW•h”的电能表的铝盘在2min内恰好转动了80转。
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