新疆克拉玛依一中2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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这是一份新疆克拉玛依一中2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷,共18页。试卷主要包含了2A时,电路的总电压为3V等内容,欢迎下载使用。
新疆克拉玛依一中2022-2023学年九年级(上)期末物理试卷
1.(3分)用轻小物体甲、乙靠近带负电的轻小物体丙。结果丙被甲吸引而被乙推开,由此可确定()
A. 乙带正电 B. 乙带负电 C. 甲带正电 D. 甲带负电
2.(3分)下列关于电流、电压、电阻的叙述正确的是()
A. 电压是电路中形成电流的原因 B. 电路中只要有电压就一定有电流
C. 电路中电流小是因为电阻大 D. 某导体电阻随通过电流的增大而减小
3.(3分)关于物理定律、规律表述不正确的是( )
A. 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
B. 电流通过导体产生的热量跟电流成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比
C. 能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
D. 串联电路中的电流处处相等,串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和
4.(3分)R1=10Ω,R2=1Ω,将这两个电阻并联接入电路,等效电阻大小( )
A. 一定大于10Ω B. 一定小于1Ω
C. 在10Ω与1Ω之间 D. 无法确定
5.(3分)在如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表示数为6.3V;当开关S断开时,电压表示数为2.5V,则开关S断开时,灯L1和L2两端的电压分别为()
A. 3.8V、2.5V B. 3.8V、6.3V
C. 2.5V、3.8V D. 6.3V、2.5V
6.(3分)某智能音箱,接通电源,闭合开关S1,灯发光,但无音乐,再用手在音箱上方晃动,开关S2就会自动闭合,音箱播放音乐;只闭合S2,不能播放音乐。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7.(3分)如图甲所示是某户住宅配电系统方框图,图乙所示是其使用的电能表.下列说法正确的是()
A. 该户用电器的总功率不能超过2200W
B. 空气开关①跳闸时,电路中一定发生了短路
C. 更换电灯的灯泡时,应断开空气开关③
D. 空调电流过大时,漏电保护器会迅速切断电流
8.(3分)如图所示是电阻甲和乙的I-U图象,下列说法中正确的是()
A. 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B. 导体上的电压电流都为零时,电阻也为零
C. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V
D. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
9.(3分)如图所示是“伏安法”测电阻的电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右滑动的过程中()
A. 电流表示数变大 B. 电压表示数不变
C. 两电表示数的比值变小 D. 电路总功率变小
10.(3分)现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是()
A. 通电时间相同时,甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B. 通电时间相同时,电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C. 两只灯泡串联工作时,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D. 两只灯泡并联工作时,干路中允许通过的最大电流为1A
11.(5分)电压的基本单位是 ______,几个常见电压值:一节干电池电压为1.5V;一块铅蓄电池电压为2V;中国家庭电路电压为 ______;对人体的安全电压不高于 ______。
12.(10分)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?
13.(5分)小明家的电能表如图所示,他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时,他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作,测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率______W,实际电压______V.(假设电水壶电阻不变)
14.(5分)如图所示的电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机的线圈电阻为2Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,A2的示数为0.8A,1min内电动机线圈产生热量为 ______J;电动机消耗的电能为 ______J;这台电动机将电能转化为机械能的效率为 ______%(保留三位有效数字)。
15.(10分)如图所示家庭电路中,开关S控制电灯L;墙上还有一个三孔插座、一个两孔插座。
(1)请按照相关要求将图中的家庭电路中连接完整。
(2)将额定功率是1500W的电饭锅连入三孔插座后,发现保险丝被烧坏了,发生此现象的原因是 ______。
16.(10分)如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制,压缩机M由开关S2控制。根据题意,将图连接完整,并符合安全用电原则。
17.(10分)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等;
(2)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是______;
(3)通过对比观察,______(选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越______导体产生的热量越多。
18.(10分)实验小组的同学们进行“伏安法测小灯泡电阻”的实验,选用的小灯泡额定电压为2.5V,他们连接的电路如图甲所示。
(1)连接甲图的电路,使滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(2)关闭开关,移动滑动变阻器的滑片P,小方发现小灯泡均不发光,电流表示数有变化,电压表始终无示数,则故障原因可能是 ______;(填字母)
A.电压表开路
B.电流表短路
C.小灯泡短路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑片P到某位置时,电压表示数如图乙所示,读数为 ______V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 ______(选填“左”或“右”)端移动;
(4)完成操作后,小方将测数据绘制成如图丙所示的U-I图象,分析图象可知:小灯泡的电阻是变化的。小方还可以通过此实验计算出小灯泡正常发光时的电功率是 ______。
(5)在某次测量中,电流表坏了,小丽还想测量小灯泡正常发光时的电阻,可是她只知道小灯泡的额定电压,于是增加了一个阻值已知的定值电阻R0和两个开关,设计了图丁所示电路,请将电阻R0、电压表的符号填入虚线框中使其能完成实验。
19.(10分)在如图所示的电路中,电源电压不变,R2为0~50Ω的变阻器,合上开关后,电压表示数为6V,电流表A的示数为2A,A1的示数为0.5A,求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)变阻器R2接入的阻值;
(3)如果A表的量程为0~3A,A1表的量程为0~0.6A,为了不使电表损坏,变阻器连入电路的最小阻值Rmin为多少?
20.(10分)养生壶是大家非常喜欢的小电器,有加热、保温等功能,接在220V的家庭电路中使用,如图所示。图是养生壶的加热水槽部分工作原理电路图,S是一个温控开关,R1为电加热丝,阻值为88Ω,当处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度后,S自动切换到另一位置,处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W。不考虑温度对电阻的影响,且不计指示灯的阻值(A、B是两种不同颜色的指示灯,红灯亮表示加热状态,绿灯亮表示保温状态)。求:
(1)分析说明A、B哪个是红灯,哪个是绿灯。
(2)该养生壶的加热功率。
(3)电阻R2的阻值及养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:用轻小物体甲、乙靠近带负电的轻小物体丙,丙被甲吸引,说明甲带正电或不带电;丙被乙推开,说明乙带负电。
故选:B。
电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
带电体具有吸引轻小物体的性质。
此题主要考查带电体的性质以及电荷间的相互作用规律,是一道好题。
2.【答案】A
【解析】解:A、电压是使电路中自由电荷发生定向移动形成电流的原因,故A正确;
B、电路中有电压不一定电流,还要有闭合的回路,故B错误;
C、没有说明前提条件,当电压一定时电流小是因为电阻大,故C错误;
D、电阻不会因为两端电压,通过电流的改变而改变,不受电流电压的影响,故D错误。
故选:A。
(1)电荷的定向移动形成电流,电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因,电路中有持续电流的条件:一是有电源(电压),二是闭合电路,据此分析判断;
(2)电阻的大小与材料,长度,横截面积有关,与电流的大小无关。
此题主要考查了电流,电压,电阻的关系,以及电阻的影响因素,属于基础题目。
3.【答案】B
【解析】解:
A、根据欧姆定律可知,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,故A正确;
B、由焦耳定律Q=I2Rt,知导体产生的焦耳热Q跟电流I的二次方成正比,跟导体的电阻R成正比,跟通电时间t成正比,故B错误;
C、能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体上,在转移和转化过程中,能的总量保持不变,故C正确;
D、电路中的电流处处相等,串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和,故D正确。
故选:B。
(1)根据欧姆定律的内容作出判断;
(2)根据焦耳定律的内容分析解答;
(3)根据能量守恒定律分析解答;
(4)根据串联电路电流、电压的规律分析解答。
此题主要考查的是学生对欧姆定律、焦耳定律、能量守恒定律以及串联电路的电流和电压规律的理解和掌握,掌握好课本知识是解答该题的关键。
4.【答案】B
【解析】解:电阻并联,相当于增大了电阻的横截面积,电阻越并越小,小于任一个电阻,故并联电阻既小于R1又小于R2,所以,一定小于1Ω。
故选:B。
并联电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,电阻越并越小,小于其中任一个电阻,据此分析答题。
此题主要考查了并联电阻的特点:电阻越并越小,小于其中任一个电阻,要学会灵活运用该知识。
5.【答案】A
【解析】解:当开关闭合时,灯泡L1发生短路,即此时电压表测的是L2两端的电压,同时也是电源电压,此时电压表的示数是6.3V,即电源电压是6.3V;
当开关断开时,两灯泡串联,且电压表测得是L2两端的电压,此时电压表示数为2.5V,故L2两端的电压是2.5V,据串联电路中总电压是各用电器电压之和的规律可知,此时L1两端的电压应是U1=U-U2=6.3V-2.5V=3.8V。
故选:A。
由图可知,当开关闭合时,灯泡L1发生短路,即此时电压表测的是L2两端的电压,同时也是电源电压;当开关断开时,两灯泡串联,且电压表测得是L2两端的电压;故据题目中所提示的数据和串联电路中电压的规律分析判断即可解决。
此题主要考查了串联电路电压的规律,以及开关的断开与闭合造成电路的连接形式的改变的判断。
6.【答案】A
【解析】解:根据题意可知,接通电源,闭合开关S1,灯发光,但无音乐,再用手在音箱上方晃动,开关S2就会自动闭合,音箱播放音乐,这个说明灯能独立工作,而音箱不能独立工作,所以音箱和灯泡并联在电路中;只闭合S2,不能播放音乐,所以S2在支路中控制音箱,开关S1在干路中控制整个电路,故A正确。
故选:A。
根据开关的闭合特点、音箱和灯工作的特点分析电路的连接方式。
此题主要考查了电路的设计,明确用电器的工作方式以及两个开关的位置是解答该题的关键。
7.【答案】C
【解析】解:A、20A为平时工作允许通过的最大电流,该家庭同时工作的用电器的最大总功率:P=UI=220V×20A=4400W,故A错误;
B、空气开关“跳闸”的原因是干路中的电流过大,可能是电路发生短路引起的,也可能是总功率过大引起的,故B错误;
C、更换灯泡时,应先断开控制灯泡的空气开关③,防止发生触电事故,故C正确;
D、漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故D错误。
故选:C。
(1)电能表上的10A(20A),其中10A为标定电流,20A为平时允许通过电能表的最大电流,利用P=UI求该家庭同时工作的用电器的最大总功率;
(2)家庭电路电流过大的原因:短路;总功率过大;
(3)根据更换灯泡时,应先断开开关,防止发生意外判断;
(4)漏电保护器:漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器,一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上,后者专用于防电气火灾。
此题主要考查了学生对家庭电路组成、电能表相关参数的理解、电能表的读数以及空气开关的作用,了解空气开关、漏电保护器的作用是关键,易错题!
8.【答案】C
【解析】解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A错误;
B、电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻的大小与导体中的电流、导体两端的电压无关;故B错误;
C、甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C正确;
D、甲、乙并联在电路中时,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选:C。
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
(3)甲、乙串联在电路中,根据串联电路的电压特点读出当电路电流为0.2A时两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电路的总电压;
(4)甲、乙并联在电路中,根据并联电路的电压特点读出当电源电压为2V时通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点得出电路中的总电流。
此题主要考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
9.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻Rx两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故A正确;
B、根据U=IR可知,定值电阻的阻值不变,电流变小,则其两端的电压变小,即电压表示数变小,故B错误;
C、根据R=UI可知,电压表与电流表示数的比值为待测电阻Rx的阻值,阻值不变,比值不变,故C错误;
D、电源电压不变,电流变小,根据P=UI可知,电路总功率变小,故D正确。
故选:D。
由电路图可知,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻Rx两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻的电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据U=IR可知电压表示数的变化,进一步可知电压表示数和电流表示数的比值的变化,根据P=UI可知电路消耗的总功率的变化。
此题是有关电路的动态分析,此题是串联电路,关键是掌握欧姆定律及滑动变阻器阻值大小的判断方法。
10.【答案】C
【解析】解:“6V3W”和“12V6W”分别是甲两灯的额定电压和额定功率。
A、由于两灯是否正常工作,所以两实际功率大小未知,由W=Pt知,无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少,故A错误;
B、由于两灯的实际功率未知,而电功率是表示电流做功快慢的物理量,所以电流通过两灯做功的快慢无法确定,故B错误;
C、由P=U2R可得,R甲=U额甲2P额甲=(6V)23W=12Ω,R乙=U额乙2P额乙=(12V)26W=24Ω,
由串联电路的电流特点知,两只灯泡串联工作时,通过的电流相等,由Q=I2Rt知,相等时间里甲灯产生热量小于乙,故C正确;
D、甲的额定电压小于乙,由并联电路的电压规律知,甲和乙灯并联时,电源电压最大为U=U实乙=U额甲=6V,
由并联电路的电流规律和欧姆定律可得,干路中允许通过的最大电流:
I=I甲+I乙=UR甲+UR乙=6V12Ω+6V24Ω=0.75A,故D错误。
故选:C。
(1)额定电压是指用电器正常工作时的电压,额定功率是指用电器在额定电压下的电功率;由W=Pt分析判断;
(2)电功率:表示电流做功快慢的物理量;
(3)由P=U2R计算两灯电阻的大小,由串联电路特点和Q=I2Rt分析判断;
(4)由两规格,结合并联电路特点计算干路中的最大电流。
此题主要考查了对额定电压、额定功率的理解、串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,掌握基础知识,灵活应用公式是关键。
11.【答案】 伏特 220V 36V
【解析】解:电压的基本单位是伏特(V)。中国家庭电路电压为220V;对人体的安全电压不高于36V。
故答案为:伏特;220V;36V。
(1)电压的基本单位是伏特(V)。
(2)记住一些生活中常见的电压值,如:一节干电池的电压是1.5V;一节铅蓄电池的电压是2V;手机电池电压3.7V;家庭电路的电压为220V;动力电压为380V;对人体安全的电压为不高于36V。
知道电压单位,记住常见电压值,可解答此题。
12.【答案】变大
【解析】解:(1)由电路图可知,该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,
被测身高增加时,滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,串联电路中元件两端的电压和它的电阻成正比,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(2)当开关闭合时,R1R2串联,根据欧姆定律可知电流表的示数:
IA=UR总=4V5Ω+5Ω=0.4A;
(4)R2的规格为“20Ω0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,
此时的总电阻R总=UI=4V0.5A=8Ω,
滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小=R总-R1=8Ω-5Ω=3Ω,
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,最大电压为3V,定值电阻R1两端电压U1=U-U2=4V-3V=1V,
串联电路各处电流都相等,则U1R1=U2R2,即1V5Ω=3VR2,解得此时R2=15Ω,所以变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~15Ω。
故答案为:(1)变大;(2)0.4A;(4)3Ω~15Ω。
(1)分析身高增加时,滑片P的移动方向,判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,由串联电路特点判断电压表示数如何变化;
(2)根据欧姆定律求出电流表的示数;
(3)R2的规格为“20Ω0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律计算电路总电阻,进一步计算电阻棒接入电路的最小电阻,电阻棒接入电路的电阻最大时,电阻棒两端的电压最大,根据串联电路电压规律计算定值电阻R1两端电压,根据串联电路电流特点结合欧姆定律进一步计算电阻棒接入电路的最大电阻。
此题主要考查串联电路特点,欧姆定律的灵活运用,关键是从题目所给信息中找到有用的数据。
13.【答案】 810 198
【解析】解:由P=U2R可得:
电热水壶的电阻:R=U额2P额=(220V)21000W=48.4Ω,
因为每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转1800转,所以电能表的转盘转81转消耗的电能为:
W=81r1800rkW.h=9200kW⋅h=9200×3.6×106J=1.62×105J,
电热水壶的实际功率为:P实=Wt=1.62×105J200s=810W,
所以实际电压:U实=P实R=810W×48.4Ω=198V。
故答案为:810;198。
根据电能表的参数“1800rkW⋅h”先计算出电能表的转盘转81转消耗的电能,根据电功率公式P=Wt计算出电热水壶的实际功率,再根据P=U2R计算实际电压。
此题主要考查电功率公式的应用,知识点多、联系实际生活,属于中考常见题型,读懂电能表的参数是本题的关键。
14.【答案】
【解析】解:由电路图可知,定值电阻R0与电动机M并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R0支路的电流。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电动机的电流:
IM=I-I0=0.8A-0.3A=0.5A,
1min内电流通过电动机产生的热量:
Q=IM2Rt=(0.5A)2×2Ω×60s=30J。
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=UR可知,UM=U0=I0R0=0.3A×20Ω=6V,
电动机消耗的电能为:
W=UMIMt=6V×0.5A×1×60s=180J;
(3)1min内电动机产生的机械能为:
W机=W-Q=180J-30J=150J,
这台电动机将电能转化为机械能的效率为:
η=W机W×100%=150J180J×100%=83.3%
故答案为:30;180;83.3。
由电路图可知,定值电阻R0与电动机M并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R0支路的电流。
(1)根据并联电路的电流特点求出通过电动机的电流,根据Q=I2Rt求出1min内电流通过电动机产生的热量;
(2)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电动机两端的电压,根据W=UIt求出1min内电动机消耗的电能;
(3)根据W机=W-Q求出电动机产生的机械能,根据η=W机W×100%计算这台电动机将电能转化为机械能的效率。
此题主要考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功公式、焦耳定律、效率公式的应用,要注意电动机是非纯电阻用电器,消耗的电能和产生的热量不相等。
15.【答案】用电器的总功率过大或电饭锅短路
【解析】解:(1)火线进入开关,再进入灯泡,然后接到零线上;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线;如图所示:
(2)将额定功率是1500W的电饭锅连入三孔插座后,发现保险丝被烧将了,其原因可能是用电器的总功率过大,也可能是电饭锅短路。
故答案为:(1)见解析;(2)用电器的总功率过大或电饭锅短路。
(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡,然后接到零线上;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线;
(2)保险丝熔断是因为通过的电流过大,而电流过大有两个原因:总功率过大或发生了短路。
此题主要考查了家庭电路的连接和电路中电流过大的原因,属于基础题。
16.【答案】解:冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作,所以是并联的,冰箱内照明灯由开关S1控制,压缩机M由开关S2控制;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;冰箱有金属外壳,其外壳要接地,如图所示:
【解析】
根据照明灯和压缩机的工作特点判定其连接方式;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;有金属外壳的用电器,其外壳要接地。
此题主要考查了家庭电路的连接,属于基础题。
17.【答案】电流 转换法 甲 大
【解析】解:
(1)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等,因为左右容器内两导体的阻值相等,必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(3)由图知,B管的液面高度差比A管的液面高度差大,说明乙容器中气体膨胀程度较大,温度上升得较高,因此乙容器中电阻产生的热量较多;
由于两电阻采用串联的方式,这样连接的目的是:控制通过两电阻丝的电流和通电时间相等。由图可知:乙容器中电阻大于甲容器中电阻,且乙容器中电阻产生的热量较多。由此可得:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。
故答案为:(1)电流;(2)转换法;(3)甲;大。
(1)根据串联电路和并联电路的电流的特点分析;
(2)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映,用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(3)由焦耳定律可知:通电时间、通过的电流相等,电阻越大,电阻产生的热量越多,气体膨胀程度越大,液柱上升的高度越大;两电阻采用串联的方式,其目的是为了控制通电时间、通过的电流相等,据此分析解答。
此题主要考查了电流产生热量的决定因素,实验过程中渗透了转换法和控制变量法的应用,有一定的综合性。
18.【答案】
【解析】解:(1)滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联;
(2)检查连好的电路后,关闭开关,移动滑动变阻器的滑片P,小方发现小灯泡均不发光,电流表示数有变化,说明电路是通路;电压表始终无示数,说明电压表并联的支路短路或电压表短路,即故障原因可能是小灯泡短路,故选C;
(3)由图甲可知,电压表选用小量程;排除故障后,移动滑片P到某位置时,电压表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,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向右端移动;
(4)由U-I图象可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率,电路如图所示:
。
故答案为:(1)见解答图;(2)C;(3)2.2;右;(4)0.75W;(5)见解答图。
(1)根据滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的阻值变大确定变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联;
(2)检查连好的电路后,关闭开关,移动滑动变阻器的滑片P,小方发现小灯泡均不发光,电流表示数有变化,说明电路是通路;电压表始终无示数,说明电压表并联的支路短路或电压表短路;
(3)根据图甲确定电压表量程,根据图乙确定分度值读数;比较电压表示数与灯泡额定电压大,根据串联电路电压规律和分压原理确定变阻器滑片移动方向;
(4)根据U-I图象确定灯泡额定电压对应的额定电流,根据P=UI算出灯泡的额定功率;
(5)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题伏安法测小灯泡电阻实验,考查电路故障、电压表读数、实验操作、功率的计算及设计实验方案的能力。
19.【答案】
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电电流表A测干路电流,流表A1测R1支路的电流,电压表测电源电压。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)根据并联电路的电流特点求出通过变阻器R2的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,滑片移动时通过R1的电流不变,当电流表A的示数达到最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值。
此题主要考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是知道滑片移动时通过R1的电流不变。
20.【答案】解:(1)由图可知,当开关拨到左边时,此时A灯亮,只有R1工作,R1电功率:利用P=UI=UUR1=U2R1;
当开关拨到右边时,此时B灯亮,R1、R2串联,电路中的电功率:P′=UI′=UUR1+R2=U2R1+R2;
由此可知,P>P′,即开关拨到左边的电功率大于开关拨到右边的电功率,所以A是红灯,B是绿灯;
(2)当开关拨到左边时,为加热状态,此时的电功率:P=U2R1=(220V)288Ω=550W;
(3)当开关拨到右边时,为保温状态,电阻R1、R2串联;
由I=UR可知,电功率:P=UI=IR•I=I2R;
则电路中的电流:I′=I2=I1=P1'=88W88Ω=1A;
则电路中的总电阻:R总=UI'=220V1A=220Ω;
定值电阻R2的阻值:R2=R总-R1=220Ω-88Ω=132Ω;
养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量:Q=I22R2t=(1A)2×132Ω×2×60s=15840J。
答:(1)A是红灯,B是绿灯;
(2)养生壶的加热功率为550W;
(3)电阻R2的阻值为132Ω;
养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量为15840J。
【解析】
(1)利用P=UI=UUR=U2R比较开关两种状态下电功率的大小,根据电功率大小判断养生壶的状态;
(2)利用P=UI=UUR=U2R计算出加热状态下的电功率;
(3)由I=UR可知,电功率:P=UI=IR⋅I=I2R;由电功率的推导公式可以求出电路的电流;
利用欧姆定律可以计算出电路的总电阻,再根据串联电路的电阻特点可以计算出电阻R2的阻值;
知道电阻R2的阻值和通过电阻R2的电流以及通过时间,利用焦耳定律可以计算出产生的热量。
本题为电热综合题,考查了串并联电路的特点和电功率公式的灵活应用,正确的判断养生壶处于不同状态时电路的连接方式是关键。
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