2023年江苏省宿迁市泗洪县育才实验学校中考模拟物理试题(含答案)
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一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分)
1.(2分)小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图所示,他仔细观察照片后,得到了以下结论,你认为错误的是( )
A.电能表的基本电流是10A
B.电能表工作时的允许最大电流是20A
C.电能表的转盘转过3000转,表明这个电能表消耗了1kW•h的电能
D.拍照片时,家中用电器已消耗的电能为2818.5kW•h
2.(2分)将两个定值电阻接在同一电路中,如果它们两端的电压相等,则下列判断正确的是( )
A.这两个电阻的阻值一定相等
B.通过这两个电阻的电流一定相等
C.若两个电阻并联,相同时间电流通过它们做功一定相等
D.若两个电阻串联,相同时间电流通过它们做功一定相等
3.(2分)标有“6V 3W”的甲灯和“12V 3W”的乙灯,并联接在6V的电源上(假设灯丝的电阻不变),下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯消耗的电能之比是4:1
B.甲、乙两灯的电阻之比是4:1
C.通过甲、乙两灯的电流之比是1:4
D.甲、乙两灯的实际功率之比是1:4
4.(2分)在如图所示的四个通电螺线管中,能正确地表示通电螺线管磁极极性的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到8V,通过该电阻的电流变化了0.2A,则该电阻的电功率变化了( )
A.0.4W B.1.6W C.2W D.2.8W
(多选)6.(2分)小明打算利用一个已知阻值的定值电阻R0和一只电表,通过控制开关来测量小灯泡的额定功率,如图是小明设计的四种不同方案的电路图,能测出额定电压已知的小灯泡的额定功率的是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)关于电功、电能、电热和电功率,下列说法中错误的是( )
A.对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B.电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C.某用电器的电功率越大,它消耗的电能可能越多
D.电流产生热量相同的用电器,消耗的电能不一定相同
8.(2分)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①该装置能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
③实验过程中要保持两根电阻丝两端电压相等
④5Ω电阻丝中的电流比10Ω电阻丝中的电流大
A.只有①② B.只有② C.只有①③ D.只有②④
9.(2分)小明把家庭电路的接线图简化后如图所示,由该图可知错误的是( )
A.a线是火线,b线是零线
B.控制灯泡的开关可以和灯泡的位置互换
C.当插座每多接入一个用电器,电路的总电阻变小
D.电路中的灯泡、电视机和电冰箱是并联的,各个小彩灯之间是串联的
10.(2分)家庭电路中有时会出现这样的现象:原来各用电器都在正常工作,当再将一个手机充电器的插头插入插座时,家里所有的用电器全部停止了工作,关于这种现象以及形成的原因,以下说法正确的是( )
A.可能是这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路
B.可能是这个用电器的插头与插座没有形成良好接触,仍然是断路状态
C.可能是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路
D.可能同时工作的用电器过多,导致干路中总电流过大,保险开关跳闸
11.(2分)某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统电压偏高,所用的路灯“220V 40W”灯丝经常熔断,在电压暂时无法改变的情况下,为了延长楼道灯的使用寿命,小明所采取的下列方法切实可行的是( )
A.换用一颗“220V 60W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
B.换用一颗“220V 15W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
C.换用两颗“220V 40W”的灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
D.换用两颗“220V 40W”的灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
12.(2分)如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律,图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为5Ω
B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W)
D.Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.68W
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
13.(4分)家庭照明电路电压为 V,电灯与电视机、洗衣机等家用电器之间是 联方式;白炽灯发光时温度高,此时钨丝的电阻比不发光时的电阻 (选填“大”、“相等”或“小”);在家庭电路中,保险丝熔断的原因是用电器的总功率过大或 ;串联在电路中的保险丝电阻比较大,熔点 (填“高”或“低”),当电流过大时,迅速升温熔断,切断电路。
14.(3分)如图所示,螺线管磁性的有无可以由 的有无来控制,其极性与螺线管中的 方向有关;若将甲和乙两螺线管串联在电路中, 的磁性更强(选填“甲”或“乙”).
15.(1分)热熔胶在室温下为固体,加热变为较强粘性的液体,冷却后,将物体牢牢地粘在一起,如图是热熔胶枪的外形,在枪嘴内有电热丝。电热丝的电阻是1000Ω,通过的电流是0.2A时,1min产生的热量是 J。
16.(2分)如图为某型号电动平衡车,其电动机功率为500W。在下列条件下测得其续航里程为18km:满电;载重60kg;沿平直路面行驶;速度12km/h。在这次测试中,电动机消耗电能为 kW•h;若电动机效率为80%,则平衡车受到的阻力为 N。
17.(3分)电流通过导体,导体会发热的现象叫做电流的 效应。当电流一定时,相同时间里导体的电阻越大,产生的热量就 。某电热器接在220V的电源上,其电阻是100Ω,则通电10min能产生的热量是 J。
18.(4分)如图甲所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由一端移到另一端时,测得其中一电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。
(1)电源的电压为 V,当滑动变阻器的滑片P位于a时R1的功率为 W。
(2)当滑动变阻器的滑片P位于中点时,电压表V1的示数为 V,此时滑动变阻器的功率为 W。
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
19.(3分)如图所示,插座和开关是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将插座、开关、灯泡正确连入电路中,要求开关控制灯泡。
20.(3分)如图所示,为电磁铁和永磁铁相互作用产生的磁场,请根据图中磁感线的方向标出永磁铁A右端的磁极和电磁铁电源的“+”、“﹣”极。
四、实验探究题(本题共3小题,每空1分,共19分)
21.(5分)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝b的阻值为10Ω,其余电阻丝的阻值均为5Ω。
(1)实验中通过比较U形管中 的变化来判断电流通过导体产生的热量的多少。
(2)实验中选择用加热空气而不用煤油和水的原因是 ,使实验现象更明显。
(3)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)乙装置通电一段时间后, (选填“c”或“d”)电阻丝产生的热量多。
(5)若把乙装置右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源一段时间后,产生的热量情况是 (选填“左瓶多”、“右瓶多”或“两瓶一样多”)。
22.(7分)果果同学在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,设计了如图1所示的电路,小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压为3.0V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,帮果果同学将图1电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡亮度变暗);
(2)果果同学检查电路时,发现电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 ;
(3)移动滑片的位置,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图2所示的I﹣U变化的图象,由图象可以算出小灯泡的额定功率为 W;
(4)观察图象发现小灯泡的电阻并不是固定不变的,你判断的依据是 ;
(5)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验。图2是果果作出的小灯泡I﹣U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图3所示的图象中最合理的是 。
(6)[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有“220V 40W”灯泡L1和标有“220V 60W”灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡 更亮;
(7)果果还想测量一未知电阻Rx的阻值,于是用这个未知电阻Rx替换了小灯泡,同时撤掉发生故障的电流表,利用余下器材(电压未知的电源、滑动变阻器、开关、导线),在不改动电压表位置及连线的情况下,很快测出了未知电阻Rx的阻值。
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端,读出电压表的示数Ux。
②再将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U。
则电阻Rx= (用测量值和已知量表示)。
23.(7分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (选填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(3)根据图示的情境可知, (选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
(4)根据安培定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
五、计算题(本题共2题,每小题12分,共24分)
24.(12分)如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=30Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电源电压为多少;
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数;
(3)当开关S,S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率。
25.(12分)小亮家新买了一辆汽车,车上的座椅垫具有电加热功能,如图甲所示。通过观察和研究,他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为18W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答:
(1)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R2的阻值是多少欧?
(2)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R2的电功率是多少?
(3)当座椅垫处于“低温”挡加热时,座椅垫工作5分钟R1产生的热量是多少焦?
2023年江苏省宿迁市泗洪县育才实验学校中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分)
1.【解答】解:AB、10A(20)表示标定电流为10A,允许通过的最大电流为20A,故A错误、B正确;
C、3000r/kW•h:接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上转盘转3000转,故C错误;
D、拍照片时,家中用电器已消耗的电能为2818.5kW•h,故D正确。
故选:C。
2.【解答】解:
将两个定值电阻接在同一电路中,如果它们两端的电压相等,其连接方式可能是并联(阻值可能相同,也可能不同),也可能是串联(两电阻阻值相同)。
A、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同,故A错;
B、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同;若阻值不同,则通过的电流不相同,故B错;
C、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同;若阻值不同,则通过的电流不相同,由W=UIt可知,相同时间电流通过它们做功不相等,故C错;
D、若两个电阻串联,两电阻阻值相同,通过的电流相同,由W=UIt=I2Rt可知,相同时间电流通过它们做功一定相等,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:(1)由P=UI=可得,两灯泡的电阻分别为:
R甲===12Ω,R乙===48Ω,
则甲、乙两灯的电阻之比是1:4,故B错误;
(2)甲、乙并联在6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可知,通过甲、乙两灯的电流之比I甲:I乙=R乙:R甲=4:1,故C错误;
由P=UI可知,甲、乙两灯的实际电功率之比等于通过甲、乙的电流之比,即P甲:P乙=4:1,故D错误;
由P=的变形式W=Pt可知,通电时间相同时,两灯泡消耗的电能之比为4:1,故A错误。
故选:A。
4.【解答】解:A、电流由左端流入,由安培定则知右侧为N极,A错。
B、电流由右端流入,由安培定则知左侧为N极,B错。
C、电流由右侧流入,由安培定则可知右侧为N极,错。
D、电流由右侧流入,由安培定侧可知右侧为N极,D对。
故选:D。
5.【解答】解:根据欧姆定律可得:
当U=6V时,电路中的电流I1==,
当U′=8V时,电路中的电流I2==,
则﹣=0.2A,
解得:R=10Ω,
该电阻R所消耗电功率的变化:
ΔP=PR′﹣PR=﹣=﹣=2.8W。
故选:D。
6.【解答】解:A、将S2往右上方打,灯与R0并联,电流表测通过R0的电流,移动滑片使电流表示数为I=,根据并联电路电压的规律,则灯两端的电压一定为U额,灯正常发光;保持滑片位置不动,将S2往左下方打,记下电流表示数I′,即为灯与定值电阻的总电流,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电流没有改变,通过灯与定值电阻的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流IL=I′﹣,根据P=UI可求灯的额定功率;故A可以;
B、图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与滑动变阻器串联,无法确定灯是否正常发光,故B不可行;
C、定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S2,电表测定值电阻两端的电压;
当只闭合S1时,电压表测灯与定值电阻两端的总电压,无法确定灯是否正常发光,故C不可行;
D、定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S2,电表测灯泡两端的电压,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为额定电压,则灯正常发光;
保持滑片位置不动,闭合S1,断开合S2,此时电压表测R0与灯两端的总电压为U1,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电流没有改变,灯仍正常发光,由串联电路电压的规律,R0的电压U0=U1﹣U额,通过R0的电流,即灯的额定电流:
I=,根据P=UI可求灯的额定功率;故D可以。
故选:AD。
7.【解答】解:
A、电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程,所以对于用电器来说,对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少,故A正确;
B、电视机在工作时消耗的电能主要转化为了光能、声能等形式的能量,消耗电能的多少要远大于电视机中产生电热的多少,故B错误;
C、某用电器的电功率越大,在相同的时间内,根据W=Pt可知,它消耗的电能可能越多,故C正确;
D、电流产生热量相同的用电器,消耗的电能不一定相同,例如电烙铁和电视机,电烙铁是电能转为内能,而电视机是电能转化为声能、光能、内能等,故D正确。
故选:B。
8.【解答】解:①由图可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同,探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关,故①错误;
②据实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致U形管中的液面会发生变化,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来反映,故②正确;
③由焦耳定律Q=I2Rt可知,实验过程中,需要控制电流相同,不需要控制电压相同,故③错误;
④由图可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过电阻丝的电流与通电时间相同,故④错误。
故选:B。
9.【解答】解:A、由图可知,开关相连的那根线是火线,即上面线是火线,下面线是零线,由图还可以知道两孔插座中右边的那个孔连接的是火线,故a是火线,b是零线,故A正确;
B、灯泡与开关串联,开关必须连在火线上,控制灯泡的开关不可和灯泡的位置互换,故B错误;
C、当插座每多接入一个用电器,根据并联电路的电阻关系可知,电路的总电阻变小,故C正确;
D、家庭电路中各个用电器是互不影响的,所以灯泡和电视机是并联,各个小彩灯之间是串联的,故D正确。
故选:B。
10.【解答】解:A、若是插座处原来有短路,则在没有插入手机充电器之前,电路就已经出现了短路,室内用电器不会正常工作,所以选项A不正确;
B、若是用电器的插头与插座断路状态,则用电器不工作,不会影响室内其它用电器,所以选项B不正确;
C、若是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路,室内所有的用电器全部停止了工作,若不及时断电会发生火灾,所以选项C正确;
D、手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大,保险开关跳闸,所以选项D不正确。
故选:C。
11.【解答】解:因灯泡熔断的原因在于楼道内的实际电压高于额定电压,故灯泡的额定电压不变,改变功率都无意义,同样易于熔断,故A、B均错误;
两灯并联后接在电路中,电源电压仍超过两灯的额定电压,故两灯均容易熔断,故C错误;
若将两灯串联,则电路中的总电阻增大,电路中电流减小,则两灯电压将均小于额定电压,故两灯串联后可以使用,故D正确。
故选:D。
12.【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路中电阻为零,此时电路中的电流最大,
由图II可知,电路中的最大电流I大=3A,
由I=可得,定值电阻的阻值:R0===2Ω,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,
所以,由P=UI=I2R可得,滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比:
η=×100%=×100%=×100%=×100%,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,效率最大,由图Ⅲ可知,最大效率为80%,
则80%=×100%,
解得:R滑大=8Ω,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中电流:
I==,
此时滑动变阻器消耗的电功率:
PR=I2R=()2R==,
当R=R0=2Ω时,变阻器消耗的电功率最大,由图I可知,变阻器消耗的最大功率为4.5W,
此时电路中的电流I===1.5A,
电压表的示数UR=IR=1.5A×2Ω=3V,
则I图上b点的坐标(3V,4.5W),故C正确;
D.由图II可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时电路中的电流I小===0.6A,
此时电压表的示数U滑=I小R滑大=0.6A×8Ω=4.8V,
则II图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积P=U滑I小=4.8V×0.6A=2.88W,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
13.【解答】解:家庭照明电路电压为220V,电灯与电视机、洗衣机等家用电器之间是并联方式;白炽灯发光时温度高,此时钨丝的电阻比不发光时的电阻大;
在家庭电路中,因电流过大导致保险丝熔断的原因有:①电路中发生短路故障;②用电器的总功率过大;
保险丝是用电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成的,这样做是为了在电路中电流过大时,保险丝能产生较多的热量,使保险丝迅速熔断,从而起到保护电路的作用。
故答案为:220;并;大;短路;低。
14.【解答】解:电磁铁是利用电流的磁效应来制成的,当电磁铁中有电流时,电磁铁有磁性,没有电流时,电磁铁无磁性,所以其磁性的有无是利用电流的有无来决定的。改变电流的方向,线圈的极性会发生改变,则极性与螺线管中的电流方向有关;
将甲和乙两螺线管串联在电路中,电流大小相同,所以,这两个螺线管磁性的强弱取决于线圈匝数的多少。由图示的情况可知甲的线圈匝数比乙的匝数少,所以乙的磁性更强。
故答案为:电流;电流;乙。
15.【解答】解:t=1min=60s,
Q=I2Rt
=(0.2A)2×1000Ω×60s
=2400J
故答案为:2400。
16.【解答】解:(1)由v=得,行驶时间:
t===1.5h,
消耗的电能:
W电=Pt=0.5kW×1.5h=0.75kW•h;
(2)由η=得,电动机做的有用功:
W有用=ηW电=80%×0.75kW•h=0.6kW•h=2.16×106J,
匀速行驶时,由W=Fs得,平衡车受到的阻力:
f=F===120N。
故答案为:0.75;120。
17.【解答】解:电流通过导体,导体会发热的现象叫做电流的热效应,当电流一定时,导体的电阻越大,产生的热量就越多。
电热器是纯电阻电路,电流做功全部用来产生热量,电热器产生的热量:
Q=W==×10×60s=2.904×105J。
故答案为:热;越大;2.904×105。
18.【解答】解:由图甲可知,R1、R2串联,电压表V1测两端R1的电压,电压表V2测两端R2的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当滑片在b端时滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,根据图乙可知当电流最大,电压表示数为零,则图乙是电压表V2示数U与电流表示数I的变化关系;
由图乙可知当滑片在b端时电路中的电流为I最大=1.5A;
由I=得电源电压U=I最大R1=1.5A×R1,﹣﹣﹣﹣①
当滑片在a端时,电路中的电流为I最小=0.5A,U2=8V,
根据I=和串联电路的电阻特点可得,
电源电压U=I最小R1+U2=0.5A×R1+8V;﹣﹣﹣﹣﹣②;
由①②得R1=8Ω;电源电压U=12V;
当滑动变阻器的滑片P位于a时,电路中的电流为I最小=0.5A,R1的功率P1=UI=I2R1=(0.5A)2×8Ω=2W;
(2)由I=得
滑动变阻器的最大阻值为:R2====16Ω,
当滑动变阻器的滑片P位于中点时,则电路中的总电阻为:
R总=R1+R2中=8Ω+×16Ω=16Ω;
则此时电路中的电流:I===0.75A,
R1两端的电压:U1=IR1=0.75A×8Ω=6V。
因此V1的示数为6V。此时滑动变阻器的电压U'=U﹣U1=12V﹣6V=6V;
此时滑动变阻器的功率P'=U'I=6V×0.75A=4.5W。
故答案为:(1)12;2;(2)6;4.5。
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
19.【解答】解:
(1)灯泡的接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如下图所示:
20.【解答】解:磁感线从右向左,可以判断电磁铁的左端是N极,永磁体的右端是S极;根据安培定则知,电流从电磁铁的右端进入,从左端流出,所以电源的右端是正极,左端是负极。如图。
四、实验探究题(本题共3小题,每空1分,共19分)
21.【解答】解:(1)实验中应用了转换法,通过比较U形管中液面高度差的变化来判断电流通过导体产生的热量的多少;
(2)因为空气受热膨胀,体积变化较大,所以同样吸热的情况下,空气的变化明显,所以实验中用空气而不用煤油和水;
(3)甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流、通电时间相同,两电阻丝的阻值不同,是探究电流产生的热量与电阻关系的;
(4)乙装置中d电阻丝与e电阻丝并联后再与c电阻丝串联,由并联电路的电流特点知,通过左侧容器中c电阻丝的电流较大,c、d电阻丝的电阻大小相等,由Q=I2Rt可知,通电一段时间后,左侧容器中的电阻产生的热量较多;
(5)把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,这时通过左右两瓶的电流相等,左瓶的电阻大于右瓶中的总电阻,根据公式Q=I2Rt可知,在相同时间内左瓶产生的热量多。
故答案为:(1)液面高度差;(2)空气受热膨胀,体积变化较大;(3)电阻;(4)c;(5)左瓶多。
22.【解答】解:(1)小灯泡上标有“2.5V”字样,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡亮度变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)果果同学检查电路时,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,故原因可能是小灯泡断路;
(3)由I﹣U图象可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由图2可知,灯泡的I﹣U图线不是一条直线,说明通过灯丝的电流与电压不成正比,灯泡两端的电压增加量比通过灯泡的电流增加量的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大;
(5)根据P=I2R,若R不变,则P与I2成正比,图线为过原点的直线;因灯的电阻随电流变大而变大,则电流增大时灯泡消耗的功率增大得更多,所以P与I2的关系图线应向上弯曲,故B正确,ACD错误;
(6)由P=UI=可知,灯泡L1的电阻为:
R1===1210Ω,
灯泡L2电阻为:
R2==≈807Ω,故R1>R2,
两灯串联接到家庭照明电路中,通过两灯的电流相同,根据P实=I2R分析可知,灯泡L1更亮;
(7)实验步骤:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端,读出电压表的示数Ux;
②再将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U;
在步骤②中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U;
在步骤①中,滑动变阻器的最大电阻与Rx串联,电压表测Rx两端电压为Ux,由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣Ux,由欧姆定律,电路中的电流:
I==,
根据串联电路的规律和欧姆定律,Rx的表达式为:
Rx===•R0。
故答案为:(1)见解答图;(2)小灯泡断路;(3)0.75;(4)通过灯丝的电流与电压不成正比;(5)B;(6)L1;(7)•R0。
23.【解答】解:(1)通过电磁铁吸引大头针的数量反映电磁铁磁性的强弱;
(2)滑动变阻器的滑片向左移,连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电流变大,在线圈的匝数一定、铁芯一定时,电流越大,吸引大头针的个数增加;说明通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;
(3)图中甲吸引大头针的个数多,根据转换法可知,甲的磁性强;串联电路各处的电流都相等,甲线圈匝数多,吸引大头针的数量多,这说明电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强。
(4)根据安培定则,结合电流的方向,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。
(5)由于大头针被磁化,同一端的磁极相同,根据同名磁极相互排斥,所以大头针下端分散。
故答案为:(1)吸引大头针的数量;(2)增加;大;(3)甲;线 圈匝数越 多;(4)S;(5)同名磁极相互排斥。
五、计算题(本题共2题,每小题12分,共24分)
24.【解答】解:(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,
所以,由P=UI可得,电路中的电流I===0.5A,
由I=可得,电压表的示数U1=IR1=0.5A×15Ω=7.5V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U1=3V+7.5V=10.5V,
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,
则电流表的示数I1===0.7A;
(3)当开关S,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻R===10Ω,
整个电路消耗的电功率P===11.025W。
答:(1)电源电压为10.5V;
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.7A;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为11.025W。
25.【解答】解:(1)根据图中低温时两电阻串联,高温时只有电阻R1工作,
根据P=知电热丝R1的电阻为:
R1===16Ω;
电热丝R1、R2串联的总电阻为:
R===32Ω,
由串联电路电阻的规律知电热丝R2的阻值为:
R2=R﹣R1=32Ω﹣16Ω=16Ω;
(2)根据P=UI知座椅垫处于“低温”挡加热时的电流为:
I===0.75A,
电热丝R2的电功率为:
P2=I2R2=(0.75A)2×16Ω=9W;
(3)当座椅垫处于“低温”挡加热时,座椅垫工作5分钟R1产生的热量为:
Q1=I2R1t=(0.75A)2×16Ω×5×60s=2700J。
答:(1)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R2的阻值是16Ω
(2)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R2的电功率是9W;
(3)当座椅垫处于“低温”挡加热时,座椅垫工作5分钟R1产生的热量是2700J。
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