广西贺州市昭平县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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一、单项选择题(每小题3分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,每小题选对得3分,不选、多选或选错均得0分)
1.(3分)下列物理量不以“焦耳”作单位的是( )
A.电功 B.电流 C.能量 D.热量
2.(3分)某用电器正常工作时通过的电流大约为4A,该用电器可能是( )
A.手机 B.节能灯 C.遥控器 D.电饭锅
3.(3分)下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A.花香满园 B.尘土飞扬 C.炊烟袅袅 D.细雨绵绵
4.(3分)2020年11月24日,我国在海南文昌航天发射场,用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。长征五号火箭采用液氢液氧推进剂( )
A.比热容 B.热值 C.热量 D.内能
5.(3分)图所示的四个电路图中,各开关都闭合后,仅有一只灯泡发光的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)如图所示,把一只LED(发光二极管)接入电路,用手触摸几乎感觉不到发热。以下说法正确的是( )
A.LED相当于电源
B.LED主要是由超导体材料制成的
C.LED工作时主要将电能转化为内能
D.电源正负极对调连接,闭合开关LED不发光
7.(3分)关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.用湿布擦工作中的用电器
B.发现有人触电时,立即用手把人拉开
C.维修家用电器前要切断电源
D.在户外遇到雷雨天气时,躲在树下更安全
8.(3分)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,小柱利用如图所示的电路分别进行实验。已知4根电阻丝的材料相同,长度关系是:LA=LB<LC<LD,横截面积关系是:SA=SC=SD<SB,将4根电阻丝分别接入电路中,则电流表示数最大的是接入( )
A.电阻丝A B.电阻丝B C.电阻丝C D.电阻丝D
9.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表示数变化情况( )
A.电流表变大,电压表变小
B.电流表变小,电压表变小
C.电流表变大,电压表变大
D.电流表变小,电压表变大
10.(3分)如图所示,当开关S闭合后,灯泡L1、L2均发光,电压表、电流表均有示数。一段时间后,发现两灯都熄灭,原因可能是(
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
11.(3分)如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置,将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中,并封闭等量的空气,通电前,接通电源一分钟后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则( )
A.I1=I2,A管中的液面较高
B.I1=I2,A管中的液面较低
C.I1>I2,A管中的液面较高
D.I1<I2,A管中的液面较低
12.(3分)如图所示,图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙。对该电路分析正确的是( )
A.体温越低,R的阻值越小
B.体温越低,电压表示数越大
C.体温变化不影响电压表示数
D.体温越高,电压表示数越大
二、填空题(每空1分,共15分)
13.(3分)汽车发动机工作时,需要对它进行冷却。人们常选用“水”作冷却液,是因为水 (选填“热值”或“比热容”)较大;当水吸收发动机缸体热量后,水的内能 (选填“增加”或“减小”),这是通过 的方式改变发动机缸体的内能。
14.(2分)“静电除尘”是利用一块带电的金属板吸附浮尘,这是因为带电物体能够 (选填“吸引”或“排斥”)轻小的物体。用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近轻质小球,小球被排斥,则该小球带 (选填“正”或“负”)电。
15.(2分)我国家庭电路的电压是 V;“珍爱生命,安全用电”是同学们日常生活中必须具备的安全意识。在家庭电路中,必须把用电器的开关装在 线上。
16.(2分)如图所示是内燃机的 冲程。电视机装有散热窗是为了 (选填“利用”或“防止”)电流的热效应带来的影响。
17.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 状态。
18.(3分)如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,闭合开关S,甲、乙两电表均有示数且电路安全 (选填“电流表”或“电压表”),通过R1与R2的电流之比I1:I2= ,R1与R2两端的电压之比U1:U2= 。
三、作图题(每题2分,共4分)
19.(2分)根据实物图画出对应的电路图。
20.(2分)请用笔画线代替导线将图中的电灯,开关接入家庭电路中。
四、实验与探究题(21题6分,22题6分,23题8分,共20分)
21.(6分)小桂利用如图甲所示装置做“比较a、b两种不同液体的吸热能力”的实验。
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使 (填“石棉网”或“温度计”)处于适当的高度。
(2)本实验要使两种液体的 (填“质量”或“体积”)相同。
(3)实验时使用相同的酒精灯给物体加热,可以用 来表示液体吸收热量的多少。
(4)图乙是小桂根据收集到的实验数据绘制的图像,由图像可知,吸收相同热量, 升温更高; 更适合作汽车发动机的冷却液。(均填“a”或“b”)
(5)小桂查出液体a的比热容,并测得10g酒精完全燃烧使50g液体a的温度升高20℃,根据以上数据算出酒精的热值 (填“偏大”、“偏小”或“一样”)的。
22.(6分)小华和小明一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
位置
A
B
C
电流I/A
0.30
0.24
0.54
(1)图1是他们设计的电路,图2是他们连接的实物电路,连接实物电路时开关应 ;连接完成后将开关闭合,此时电流表测量的是 (选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(2)请在图2中移动一根导线,要求电流表测量L2的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。
(3)测出A、B、C三处的电流如表格所示,由此得出初步结论: (只写表达式)。小华指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。接下来的操作方法是: 。
23.(8分)小林用如图甲的电路做“探究电流与电阻的关系”的实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、电流表(量程为0~0.6A)电压表各一只,五个定值电阻(分别为6Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器RP(20Ω,1A),导线若干。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
6
10
15
20
30
I/A
0.30
0.20
0.15
0.10
(1)小林连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线连接有误,若此时闭合开关电压表所测量的电压 (选填“会”或“不会”)超过它的量程。请将连接错误的导线画“×”。
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关,电流表的示数为0.3A,电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小林将6Ω的电阻连入电路,移动滑片,此时的电流值为 A.断开开关,滑片位置不动,只将电路中6Ω的电阻换成10Ω的电阻,应该将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 V时,记录对应的电流。
(4)分别换上阻值为15Ω、20Ω和30Ω的定值电阻进行探究,发现换上30Ω的定值电阻时实验无法完成,但小林只需将≥ Ω的现有定值电阻串联在电路中就可完成实验。
(5)将数据记录如表所示,分析数据得到结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流和这段导体的电阻成 比。
五、综合应用题(24题7分,25题10分,26题8分,共25分)
24.(7分)冬天到了,学校利用锅炉为学生提供热水。将100kg水从10℃加热到100℃,消耗了12.6kg的煤。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量;
(2)锅炉烧水时的效率。
25.(10分)如图1所示的电路,电源电压为9V且保持不变,灯泡L标有“6V 6W”的字样,将滑动变阻器滑片P从某点A移到另一点B的过程中(图中未标出),电流表与电压表示数的变化曲线如图2所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)灯泡正常发光30s消耗的电能;
(3)灯泡电功率为1W时的电阻;
(4)滑片P在A、B位置移动过程中,当灯泡消耗的电功率最大时,滑动变阻器R消耗的功率。
26.(8分)我市市民广泛使用电动车。我国从去年4月15日起,正式实施电动自行车新国标。小林家购置了一辆符合新国标的电动车,其整车质量为50kg,以最高速度匀速行驶5min过程中,所受阻力为人和车总重的0.02倍
(1)这5min内该电动车牵引力做的功及功率分别是多少?
(2)若电动车将消耗电能的75%用于牵引力做功,则这5min内该电动车消耗的电能是多少?
2022-2023学年广西贺州市昭平县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题3分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,每小题选对得3分,不选、多选或选错均得0分)
1.(3分)下列物理量不以“焦耳”作单位的是( )
A.电功 B.电流 C.能量 D.热量
【解答】解:在物理学中,
ACD、焦耳是功和各种能量的基本单位、能量及热量的基本单位都是焦耳、C、D不符合题意;
B、电流的基本单位是安培。故B符合题意。
故选:B。
2.(3分)某用电器正常工作时通过的电流大约为4A,该用电器可能是( )
A.手机 B.节能灯 C.遥控器 D.电饭锅
【解答】解:该用电器的功率P=UI=220V×4A=880W;
A、手机的功率一般不超过10W;
B、节能灯的功率在20W左右;
C、遥控器的功率一般不超过10W;
D、电饭煲的功率在1000W左右。
故选:D。
3.(3分)下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A.花香满园 B.尘土飞扬 C.炊烟袅袅 D.细雨绵绵
【解答】解:A、花香满园,故A正确;
B、尘土飞扬,故B错误;
C、炊烟袅袅,故C错误;
D、细雨绵绵,故D错误;
故选:A。
4.(3分)2020年11月24日,我国在海南文昌航天发射场,用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。长征五号火箭采用液氢液氧推进剂( )
A.比热容 B.热值 C.热量 D.内能
【解答】解:
长征五号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,液氢液氧推进剂,完全燃烧相同质量的氢时。
故选:B。
5.(3分)图所示的四个电路图中,各开关都闭合后,仅有一只灯泡发光的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:AB、两个电灯并联,两灯都亮;
C、各开关都闭合后1的闭合,灯泡L2被导线短路,灯泡中没有电流通过5发光;
D、当开关闭合时,两灯都能亮。
故选:C。
6.(3分)如图所示,把一只LED(发光二极管)接入电路,用手触摸几乎感觉不到发热。以下说法正确的是( )
A.LED相当于电源
B.LED主要是由超导体材料制成的
C.LED工作时主要将电能转化为内能
D.电源正负极对调连接,闭合开关LED不发光
【解答】解:A、此图中LED会消耗电能,故A错误;
B、LED由半导体材料制成,故B错误;
C、根据“用手触摸几乎不发热”可知,而不是内能;
D、因为半导体具有单向导电性,LED不会发光。
故选:D。
7.(3分)关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.用湿布擦工作中的用电器
B.发现有人触电时,立即用手把人拉开
C.维修家用电器前要切断电源
D.在户外遇到雷雨天气时,躲在树下更安全
【解答】解:A.湿布是容易导电的物体,容易引起人体触电;
B.人体是导体,发现有人触电时,或用绝缘棒将导线挑开,故B错误;
C.带电操作容易发生触电事故,应将电源断开,故C正确;
D.雷雨天,可能造成雷击。
故选:C。
8.(3分)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,小柱利用如图所示的电路分别进行实验。已知4根电阻丝的材料相同,长度关系是:LA=LB<LC<LD,横截面积关系是:SA=SC=SD<SB,将4根电阻丝分别接入电路中,则电流表示数最大的是接入( )
A.电阻丝A B.电阻丝B C.电阻丝C D.电阻丝D
【解答】解:4根电阻丝的材料相同,由于电阻的大小与长度成正比,则长度越短,由图可知,接入电路时,通过B的电流是最大的。
故选:B。
9.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表示数变化情况( )
A.电流表变大,电压表变小
B.电流表变小,电压表变小
C.电流表变大,电压表变大
D.电流表变小,电压表变大
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,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,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可知,即电流表的示数变小;
由U=IR可知,定值电阻R两端的电压变小,故B正确。
故选:B。
10.(3分)如图所示,当开关S闭合后,灯泡L1、L2均发光,电压表、电流表均有示数。一段时间后,发现两灯都熄灭,原因可能是(
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【解答】解:根据电路图可知,两灯泡串联1两端电压,电流表测量电路中的电流;
A、如果灯L1断路,两盏灯都不发光,电流表示数为零;
B、如果灯L2都断路,则整个电路断路,电压表和电流表示数均为零;
C、如果灯L1短路,则为L2的基本电路,L3发光,电压表示数为零,故C不符合题意;
D、如果灯L2短路,则为L1的基本电路,电压表有示数且为电源电压,故D不符合题意。
故选:B。
11.(3分)如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置,将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中,并封闭等量的空气,通电前,接通电源一分钟后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则( )
A.I1=I2,A管中的液面较高
B.I1=I2,A管中的液面较低
C.I1>I2,A管中的液面较高
D.I1<I2,A管中的液面较低
【解答】解:由Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同时,产生的热量较多,
密闭空气吸收热量后,体积不变,右侧容器内气体的压强与大气压的差值较大。
因串联电路中各处的电流相等,所以;
由上分析知,B正确。
故选:B。
12.(3分)如图所示,图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙。对该电路分析正确的是( )
A.体温越低,R的阻值越小
B.体温越低,电压表示数越大
C.体温变化不影响电压表示数
D.体温越高,电压表示数越大
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压;
由图丙可知,红外线热敏电阻R的阻值随人体温度升高而减小,R的阻值越大;由I=,电路中的电流越小,R5两端的电压越小,即电压表的示数越小;反之,电压表示数越大。
故选:D。
二、填空题(每空1分,共15分)
13.(3分)汽车发动机工作时,需要对它进行冷却。人们常选用“水”作冷却液,是因为水 比热容 (选填“热值”或“比热容”)较大;当水吸收发动机缸体热量后,水的内能 增加 (选填“增加”或“减小”),这是通过 热传递 的方式改变发动机缸体的内能。
【解答】解:(1)汽车的发动机用水做冷却剂,是因为水的比热容较大,吸收的热量多;
(2)发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水。
故答案为:比热容;增加。
14.(2分)“静电除尘”是利用一块带电的金属板吸附浮尘,这是因为带电物体能够 吸引 (选填“吸引”或“排斥”)轻小的物体。用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近轻质小球,小球被排斥,则该小球带 负 (选填“正”或“负”)电。
【解答】解:带电体有吸引轻小物体的性质,用一块带电的金属板吸附浮尘;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,根据同种电荷相互排斥可知。故答案为:吸引;负。
15.(2分)我国家庭电路的电压是 220 V;“珍爱生命,安全用电”是同学们日常生活中必须具备的安全意识。在家庭电路中,必须把用电器的开关装在 火 线上。
【解答】解:我国家庭电路的电压是220V;在家庭电路中,必须把用电器的开关装在火线上。
故答案为:220:火。
16.(2分)如图所示是内燃机的 做功 冲程。电视机装有散热窗是为了 防止 (选填“利用”或“防止”)电流的热效应带来的影响。
【解答】解:(1)如图,进气门和排气门关闭,可以判断是做功冲程;
(2)电视机工作中,由于电流的热效应会产生大量的热量,故电视机采用散热窗进行散热。
故答案为:做功;防止。
17.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 串 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 并 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 短路 状态。
【解答】解:当开关S3闭合,S1、S3断开时,电流从电源正极流出1、开关S3、L2回到负极,所以灯L1、L2串联;
当开关S5、S2闭合,S3断开时,电流从电源正极开关分支4、L2,另一支经过L1、S6;然后两支汇合共同回到负极,所以灯L1、L2并联。
当同时闭合S3、S2、S3时,形成了电源短路。
故答案为:串;并;短路。
18.(3分)如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,闭合开关S,甲、乙两电表均有示数且电路安全 电流表 (选填“电流表”或“电压表”),通过R1与R2的电流之比I1:I2= 2:1 ,R1与R2两端的电压之比U1:U2= 1:1 。
【解答】解:因电流表相当于导线,电压表相当于开路,一路经过甲、R1,另一路经过R2,因此R4、R2并联,甲为电流表。因并联电路两端电压相等1与R3两端的电压之比U1:U2=8:1;
通过R1与R7的电流之比I1:I2=:=R2:R4=10Ω:5Ω=2:7。
故答案为:电流表2:1;4:1。
三、作图题(每题2分,共4分)
19.(2分)根据实物图画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯串联,据此画出电路图如图所示:
20.(2分)请用笔画线代替导线将图中的电灯,开关接入家庭电路中。
【解答】解:
在家庭电路中,火线进入开关,零线直接接入灯泡的螺旋套,接触灯泡不会发生触电事故,又能更安全
四、实验与探究题(21题6分,22题6分,23题8分,共20分)
21.(6分)小桂利用如图甲所示装置做“比较a、b两种不同液体的吸热能力”的实验。
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使 石棉网 (填“石棉网”或“温度计”)处于适当的高度。
(2)本实验要使两种液体的 质量 (填“质量”或“体积”)相同。
(3)实验时使用相同的酒精灯给物体加热,可以用 加热时间 来表示液体吸收热量的多少。
(4)图乙是小桂根据收集到的实验数据绘制的图像,由图像可知,吸收相同热量, b 升温更高; a 更适合作汽车发动机的冷却液。(均填“a”或“b”)
(5)小桂查出液体a的比热容,并测得10g酒精完全燃烧使50g液体a的温度升高20℃,根据以上数据算出酒精的热值 偏小 (填“偏大”、“偏小”或“一样”)的。
【解答】解:(1)实验时要用酒精灯的外焰加热;调整铁夹A的位置,确保用酒精灯的外焰加热;
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(a,根据m=ρV、b两种不同液体质量不同);
(3)实验时使用相同的酒精灯给物体加热,根据转换法;
(4)由下图可知,吸收相同热量(加热相同时间);
根据比较吸热能力的方法,a的吸热能力强;
根据Q=cm△t,质量相同的a,a吸热多;
(5)酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,且酒精不能完全燃烧。
故答案为:(1)石棉网;(2)质量;(4)b;a。
22.(6分)小华和小明一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
位置
A
B
C
电流I/A
0.30
0.24
0.54
(1)图1是他们设计的电路,图2是他们连接的实物电路,连接实物电路时开关应 断开 ;连接完成后将开关闭合,此时电流表测量的是 C (选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(2)请在图2中移动一根导线,要求电流表测量L2的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。
(3)测出A、B、C三处的电流如表格所示,由此得出初步结论: IC=IA+IB (只写表达式)。小华指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。接下来的操作方法是: 换用不同的规格的灯泡进行多次实验 。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时;
原实物图中,两灯并联,由图甲知;
(2)将电流表与L2串联,将连接灯L1左接线柱与电流表“6.6”接线柱之间的连线去掉,将电流表L1左接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下图所示:
(3)分析表中数据得出:并联电路的总电流等于各支路电流之和,即IC=IA+IB;
为了避免实验的偶然性得出更普遍的规律,应当换用不同的规格的灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)断开;C;(2)见解答C=IA+IB;换用不同的规格的灯泡进行多次实验。
23.(8分)小林用如图甲的电路做“探究电流与电阻的关系”的实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、电流表(量程为0~0.6A)电压表各一只,五个定值电阻(分别为6Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器RP(20Ω,1A),导线若干。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
6
10
15
20
30
I/A
0.30
0.20
0.15
0.10
(1)小林连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线连接有误,若此时闭合开关电压表所测量的电压 会 (选填“会”或“不会”)超过它的量程。请将连接错误的导线画“×”。
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到最 右 (填“左”或“右”)端,闭合开关,电流表的示数为0.3A,电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表 短路 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小林将6Ω的电阻连入电路,移动滑片,此时的电流值为 0.5 A.断开开关,滑片位置不动,只将电路中6Ω的电阻换成10Ω的电阻,应该将滑动变阻器的滑片向 右 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 3 V时,记录对应的电流。
(4)分别换上阻值为15Ω、20Ω和30Ω的定值电阻进行探究,发现换上30Ω的定值电阻时实验无法完成,但小林只需将≥ 10 Ω的现有定值电阻串联在电路中就可完成实验。
(5)将数据记录如表所示,分析数据得到结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流和这段导体的电阻成 反 比。
【解答】解:
(1)原电路中,电压表(选用小量程)测电源电压(6V);电压表应与待测电阻并联
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,调节滑片发现电流表的示数发生变化,而电压表的示数始终为零;
(3)小林将6Ω的电阻连入电路,移动滑片,电流表选用小量程,此时的电流值为5.5A;
由欧姆定律,电阻的电压为:U=IR=0.4A×6Ω=3V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由7Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,所以滑片应向右端移动,记录对应的电流;
(4)换上30Ω的定值电阻时,电路中的电流为:
I′===0.5A,
根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑=﹣R′=,
由电阻的串联知,可将其中阻值为30Ω﹣20Ω=10Ω的电阻串联在电路中;
(5)分析表中数据,电阻为原来的几倍,故得的实验结论是:导体两端的电压一定时。
故答案为:(1)会;见上图;短路;右;3;(4)10。
五、综合应用题(24题7分,25题10分,26题8分,共25分)
24.(7分)冬天到了,学校利用锅炉为学生提供热水。将100kg水从10℃加热到100℃,消耗了12.6kg的煤。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量;
(2)锅炉烧水时的效率。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×107J/(kg•℃)×100kg×(100℃﹣10℃)=3.78×107J;
(2)煤完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤q=12.4kg×3×107J/kg=2.78×108J;
该热水器的热效率:
η=×100%=。
答:(1)水吸收的热量为3.78×107J;
(2)锅炉烧水时的效率为10%。
25.(10分)如图1所示的电路,电源电压为9V且保持不变,灯泡L标有“6V 6W”的字样,将滑动变阻器滑片P从某点A移到另一点B的过程中(图中未标出),电流表与电压表示数的变化曲线如图2所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)灯泡正常发光30s消耗的电能;
(3)灯泡电功率为1W时的电阻;
(4)滑片P在A、B位置移动过程中,当灯泡消耗的电功率最大时,滑动变阻器R消耗的功率。
【解答】解:由图1可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流。
(1)根据P=可得灯泡正常发光时的电阻:
RL===6Ω;
(2)小灯泡正常发光30s消耗的电能为:
WL=PLt=P额t=6W×30s=180J;
(3)由图4可知,灯泡两端的电压为UL=2V,通过L的电流为IL=0.3A,此时灯泡的电功率:P实=ULIL=2V×0.6A=1W,
根据I=可得此时灯泡的电阻:
RL′===4Ω;
(4)由图2知,小灯泡两端的最大电压为UL′=6V,通过L的最大电流为IL′=1.6A,此时灯泡的电功率最大,
根据串联电路中电流处处相等可知,通过滑动变阻器的电流为:I滑=IL′=1.0A,
因串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,
则此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UL′=5V﹣6V=3V,
滑动变阻器消耗的电功率为:P滑=U滑I滑=3V×1.0A=4W。
答:(1)灯泡正常发光时的电阻为6Ω;
(2)灯泡正常发光30s消耗的电能为180J;
(3)灯泡电功率为1W时的电阻为6Ω;
(4)滑片P在A、B位置移动过程中,滑动变阻器R消耗的功率为3W。
26.(8分)我市市民广泛使用电动车。我国从去年4月15日起,正式实施电动自行车新国标。小林家购置了一辆符合新国标的电动车,其整车质量为50kg,以最高速度匀速行驶5min过程中,所受阻力为人和车总重的0.02倍
(1)这5min内该电动车牵引力做的功及功率分别是多少?
(2)若电动车将消耗电能的75%用于牵引力做功,则这5min内该电动车消耗的电能是多少?
【解答】解:(1)电动车受到的阻力:
f=0.02G=0.02mg=7.02×(50kg+70kg)×10N/kg=24N;
因匀速行驶的电动车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以F=f=24N;
根据v=可得h=2km=2000m,
则牵引力做功:
W有用=Fs=24N×2000m=8.8×104J,
牵引力做功的功率:
P===160W。
(2)由η=可得消耗的电能:
W总===6×104J。
答:(1)这5min内该电动车牵引力做的功及功率分别是4.2×104J、160W;
(2)若电动车将消耗电能的75%用于牵引力做功,则这5min内该电动车消耗的电能是2×104J。
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