2023年内蒙古兴安盟乌兰浩特五中中考物理一模试卷
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一.选择题:本题共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8,9题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但全的得2分有选错的得0分
1.(4分)面点师傅炸油条时,先用天然气将锅中的油加热至沸腾,然后将面拉成长条放入油中炸至金黄,此过程涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.油沸腾过程中继续加热温度升高,内能不变
B.刚出锅的油条烫手是由于油条含有的热量多
C.天然气燃烧越充分放出的热量越多,热值越大
D.面被拉长未断,说明分子间存在引力
2.(4分)如图在“静电章鱼”实验中,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,把塑料丝往空中抛出后将塑料管置于塑料丝下方,此时塑料丝静止在空中,形状像章鱼。下列分析正确的是( )
A.塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
B.塑料丝与塑料管带异种电荷相互排斥
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次摩擦失去的电子总数
3.(4分)公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的红色按钮。当乘客按下任一按钮时,驾驶台上的指示灯亮起,提醒司机有人要下车。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.(4分)“安全用电,警钟长鸣”,下列做法符合安全用电要求的是( )
A.手机充电器长期插在插座上
B.用湿布擦拭工作的台灯
C.用电器着火时立即用水浇灭
D.人触电时立即切断电源
5.(4分)如图,电源电压不变,在a、b间接一个“6V 3W”的小灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时,小灯泡正常发光。若在a、b间换接一个“6V 6W”的小灯泡,欲使其正常发光,滑片P的位置与上次相比( )
A.更靠近N B.更靠近M
C.跟上次位置相同 D.无法实现
6.(4分)某家庭电路的部分电路如图所示,其中甲,乙两处应装开关和用电器。对该电路,下列说法正确的是( )
A.甲处应装用电器,乙处应装开关
B.保险丝能在有人触电时自动切断电路
C.当用电器功率增大时,通过保险丝的电流就增大
D.电路正常工作时,用试电笔接触a点氖管会发光
7.(4分)如图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.测较高温度时,R0两端的电压较大
C.增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D.增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
(多选)8.(4分)小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具,其发动机大多数为四冲程汽油机,下列有关汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
B.汽油机的做功冲程是把内能转化为机械能
C.改进技术,可以使汽油机的效率达到100%
D.用水循环来降低汽油机的温度,是因为水的比热容较大
(多选)9.(4分)图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。下列结果正确的是( )
A.电源电压为9V
B.电阻R的阻值为10Ω
C.电路消耗的总功率为2.7W
D.通过电阻R的电流为0.6A
二、作图与实验题:本题共4小题,共.34分。10题6分,11题10分,12题10分,13题8分。
10.(6分)图甲是小明“研究不同物质吸热能力差别”的实验装置。
(1)在两个相同的烧杯中分别装如 相同且初温相同的A、B两种液体,并用相同的电加热器分别加热。
(2)小明根据实验测得的数据分别描绘出了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙,分析图乙可知 液体的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失,已知A的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则B的比热容为 J/(kg•℃)。
11.(10分)小红利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压恒为4.5V,实验供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。
(1)为保证电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于 端(填“A”或“B”)。
(2)某次实验中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为图乙所示,此时电路中的电流为 A。
(3)实验中每次更换定值电阻后,都要重新调节滑动变阻器滑片的位置,这样做的目的是使 的示数保持不变。
(4)最后小红根据实验所得数据绘制出I﹣R图象如图丙所示,由图象得出实验结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成 比。
(5)请你分析,小红只用最大阻值为40Ω的滑动变阻器 (填“能”或“不能”)将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻分别接入电路中完成上述实验。
12.(10分)图甲是小华“测量小灯泡电功率”的实验电路。电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,她发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为6V不变,小灯泡不发光。经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请你用笔在电路中将连接错误的导线打”×”,并补画出正确的连线。
(2)排除故障后,小华将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表的示数如图乙所示为 V,若要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)移动。
(3)小华继续实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象如图丙所示,根据图象,可计算出小灯泡的额定功率是 W。由图象还可发现小灯泡的电阻是变化的,影响其变化的主要因素是 。
13.(8分)某同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中通过观察A、B两个U形管中液面的高度差,来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少,这种实验研究的方法叫 。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是 。通电一段时间后, U形管中液面的高度差较大。
三.计算题:本题包括2小题,共20分。14题10分,15题10分。
14.(10分)在如图所示的部分电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。电源电压恒定,若将a、b分别接在电源两端,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V。
(1)只将b、c分别接在电源两端,当滑片P滑至中点时,电流表的示数为0.3A,求R2的最大阻值;
(2)只将a、c分别接在电源两端,当滑片P滑至最右端时,求电路的总功率;
(3)将b接在电源的一端,a、c连接后接在电源的另一端,让滑片P由最右端逐渐向左滑动,求R2允许接入电路的最小阻值。
15.(10分)图甲是某智能型电饭锅的原理图,它有加热、保温和断电的功能,R1和R2均为发热电阻,挡位开关S根据设定可在“1、2”“2、3”“3、4”之间自动转换,某次电饭锅正常工作煮一次饭时电功率与时间的关系如图乙所示。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中91%的热量被水吸收,则能将2kg初温为20℃的水的温度升高多少℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)在用电高峰期,将家中其它用电器全部关闭,只接通电饭锅在加热挡工作,发现家中如图丙所示的电能表的转盘在2min内转了40圈,则电饭锅实际功率是多少?
四、综合题:本题共10分,每空2分。
16.(10分)阅读材料,回答问题。
光强与光敏电阻
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd),光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。将电压恒为6V的电源,9Ω的定值电阻R0,光敏电阻R接入图b所示电路中,测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图a所示,根据图象及物理知识解答下列问题:
(1)光敏电阻是用 (填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的。
(2)根据图a,当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1,当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,那么它们之间的关系式为R1:R2= (用E1、E2表示)。
(3)请在图b中加画上电压表,要求实现:光强越强,电压表的示数越大。
(4)实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,电压表示数为 V,此时的光强为 cd。
2023年内蒙古兴安盟乌兰浩特五中中考物理一模试卷
(参考答案)
一.选择题:本题共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8,9题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但全的得2分有选错的得0分
1.(4分)面点师傅炸油条时,先用天然气将锅中的油加热至沸腾,然后将面拉成长条放入油中炸至金黄,此过程涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.油沸腾过程中继续加热温度升高,内能不变
B.刚出锅的油条烫手是由于油条含有的热量多
C.天然气燃烧越充分放出的热量越多,热值越大
D.面被拉长未断,说明分子间存在引力
【解答】解:A、液体沸腾时继续吸热,但温度保持不变,内能增加,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说含有热量,故B错误;
C、热值是燃料本身的一种特性,热值的大小与燃料是否完全燃烧没有关系,故C错误;
D、面被拉长未断,这说明分子之间存在相互作用的引力,故D正确;
故选:D。
2.(4分)如图在“静电章鱼”实验中,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,把塑料丝往空中抛出后将塑料管置于塑料丝下方,此时塑料丝静止在空中,形状像章鱼。下列分析正确的是( )
A.塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
B.塑料丝与塑料管带异种电荷相互排斥
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次摩擦失去的电子总数
【解答】解:A、用比塑料易失去电子的毛皮摩擦塑料丝,塑料丝得到电子带负电,而塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状,故A正确;
BC、用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,塑料丝和塑料管都得到电子带负电,塑料丝与塑料管带同种电荷相互排斥,故B错误,C错误;
D、毛皮和塑料管之间摩擦时,塑料管得到的电子数等于毛皮失去的电子数,故D错误。
故选:A。
3.(4分)公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的红色按钮。当乘客按下任一按钮时,驾驶台上的指示灯亮起,提醒司机有人要下车。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯都会发光,说明这两个开关可以独立工作、互不影响即为并联,且指示灯位于干路上,根据选项可知,B正确。
故选:B。
4.(4分)“安全用电,警钟长鸣”,下列做法符合安全用电要求的是( )
A.手机充电器长期插在插座上
B.用湿布擦拭工作的台灯
C.用电器着火时立即用水浇灭
D.人触电时立即切断电源
【解答】解:
A、将手机充电器长期插在电源插座上可能会使充电器因发热而引起火灾,故A不符合安全用电要求;
B、湿布是容易导电的物体,用湿布擦拭正在发光的电灯或其它用电器时,容易引起人体触电,故B不符合安全用电要求;
C、由于生活用水是导体,用电器着火时不能用水浇灭,故C不符合安全用电要求;
D、发现有人触电后,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故D符合安全用电要求。
故选:D。
5.(4分)如图,电源电压不变,在a、b间接一个“6V 3W”的小灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时,小灯泡正常发光。若在a、b间换接一个“6V 6W”的小灯泡,欲使其正常发光,滑片P的位置与上次相比( )
A.更靠近N B.更靠近M
C.跟上次位置相同 D.无法实现
【解答】解:由P=可知,两灯泡的额定电压相等,额定功率越大,电阻越小,故“6V 6W”的小灯泡的电阻要小一些;
闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,更换灯泡后的电阻变小,而灯泡的额定电压不变,
根据串联分压原理可知此时需要减小滑动变阻器接入电路中的电阻,即使滑片靠近M移动。
故选:B。
6.(4分)某家庭电路的部分电路如图所示,其中甲,乙两处应装开关和用电器。对该电路,下列说法正确的是( )
A.甲处应装用电器,乙处应装开关
B.保险丝能在有人触电时自动切断电路
C.当用电器功率增大时,通过保险丝的电流就增大
D.电路正常工作时,用试电笔接触a点氖管会发光
【解答】解:A、开关要接在火线与用电器之间,甲处为开关、乙处为用电器,故A错误;
B、保险丝能在电路中电流过大时自动切断电路;人触电时,漏电保护器跳闸,故B错误;
C、电源电压一定,由P=UI可知,当用电器功率增大时,通过保险丝的电流就增大,故C正确;
D、电路正常工作时,用试电笔接触a点,由于a点连接零线,氖管不会发光,故D错误。
故选:C。
7.(4分)如图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.测较高温度时,R0两端的电压较大
C.增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D.增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
【解答】解:
A.由电路图可知,显示仪与R0并联,则显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小可知,测较高温度时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,即R0两端的电压较大,故B正确;
C.测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,此时热敏电阻两端的电压也一定,当增大测温仪的最大测量值时,热敏电阻R的阻值变小,由I=可知,通过R的电流变大,即电路的电流变大,由R=可知,R0的阻值应减小,故C错误;
D.测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由I=可知,最大测量时电路中的电流一定,当增大电源电压时,由R=可知,电路的总电阻变大,则热敏电阻的阻值变大,测温仪的最大测量值会减小,故D错误。
故选:B。
(多选)8.(4分)小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具,其发动机大多数为四冲程汽油机,下列有关汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
B.汽油机的做功冲程是把内能转化为机械能
C.改进技术,可以使汽油机的效率达到100%
D.用水循环来降低汽油机的温度,是因为水的比热容较大
【解答】解:A、汽油机四个冲程依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,故A错误;
B、汽油机在做功冲程中,高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能的过程,故B正确;
C、热机工作时,要散失热量、要克服摩擦做功,使得燃料完全燃烧放出的热量并不能全用来做有用功,所以热机的效率总小于100%,故C错误;
D、水的比热容比较大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多,所以利用水来降低热机的温度,故D正确。
故选:BD。
(多选)9.(4分)图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。下列结果正确的是( )
A.电源电压为9V
B.电阻R的阻值为10Ω
C.电路消耗的总功率为2.7W
D.通过电阻R的电流为0.6A
【解答】解:闭合开关,R和L串联,电压表测量R两端的电压。
A、小灯泡的实际功率为1.8W,从图甲且根据P=UI可知,此时通过灯泡的电流为0.3A,灯泡两端的电压为6V,电压表示数为3V,则R两端的电压为3V,根据串联电路的电压特点可知电源电压U=UL+UR=6V+3V=9V,故A正确;
D、串联电路的电流特点可知,过R的电流与通过灯泡的电流相等均为为0.3A,故D错误;
B、根据欧姆定律可知R===10Ω,故B正确;
C、电路消耗的总功率P=UI=9V×0.3A=2.7W,故C正确;
故选:ABC。
二、作图与实验题:本题共4小题,共.34分。10题6分,11题10分,12题10分,13题8分。
10.(6分)图甲是小明“研究不同物质吸热能力差别”的实验装置。
(1)在两个相同的烧杯中分别装如 质量 相同且初温相同的A、B两种液体,并用相同的电加热器分别加热。
(2)小明根据实验测得的数据分别描绘出了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙,分析图乙可知 A 液体的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失,已知A的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则B的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。
【解答】解:(1)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故烧杯中加入的A、B两种液体除初温相同外,还应保证质量相同;
(2)由图乙可知,相同质量的A、B液体,被加热相同的,时间(吸收相同的热量),A液体升温慢,B液体升温快,说明A液体的吸热本领强;
根据图乙可知,A、B都加热4min,A温度变化量为45℃﹣30℃=15℃,B温度变化量为60℃﹣30℃=30℃;
由QA=QB可得:
cAmΔtA=cBmΔtB
4.2×103J/(kg•℃)×15℃=cB×30℃
cB=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)质量;(2)A;2.1×103。
11.(10分)小红利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压恒为4.5V,实验供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。
(1)为保证电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于 B 端(填“A”或“B”)。
(2)某次实验中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为图乙所示,此时电路中的电流为 0.36 A。
(3)实验中每次更换定值电阻后,都要重新调节滑动变阻器滑片的位置,这样做的目的是使 电压表 的示数保持不变。
(4)最后小红根据实验所得数据绘制出I﹣R图象如图丙所示,由图象得出实验结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成 反 比。
(5)请你分析,小红只用最大阻值为40Ω的滑动变阻器 能 (填“能”或“不能”)将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻分别接入电路中完成上述实验。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的B端;
(2)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;
(3)探究电流与电阻的关系时,需通过调节滑动变阻器滑片的位置来保持电压表的示数不变;
(4)由图丙可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)由图丙可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.4A×5Ω=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2V=2.5V,定值电阻分得的电压为滑动变阻器分得的电压的=0.8倍,根据分压原理,当滑动变阻器接入电路的阻值最大为40Ω时,定值的电阻为:R最大=0.8×40Ω=32Ω,即小红所选择的定值电阻的阻值不能大于32Ω,因此能用这些电阻完成上述实验。
故答案为:(1)B;(2)0.36;(3)电压表;(4)反;(5)能。
12.(10分)图甲是小华“测量小灯泡电功率”的实验电路。电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,她发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为6V不变,小灯泡不发光。经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请你用笔在电路中将连接错误的导线打”×”,并补画出正确的连线。
(2)排除故障后,小华将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表的示数如图乙所示为 1.8 V,若要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 右 (填“左”或“右”)移动。
(3)小华继续实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象如图丙所示,根据图象,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。由图象还可发现小灯泡的电阻是变化的,影响其变化的主要因素是 温度 。
【解答】解:(1)由实物图甲可以看出,灯泡与变阻器并联了,且电压表串联在电路中;电压表的内阻很大,则电路中电流非常小,此时电压表测量电源电压,因此会出现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为6V不变,小灯泡不发光的情况,电流表应与灯串联,电压表与灯并联,如图所示:
;
(2)图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
(3)根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
由图象还可发现小灯泡的电阻是变化的,影响其变化的主要因素是温度。
13.(8分)某同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中通过观察A、B两个U形管中液面的高度差,来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少,这种实验研究的方法叫 转换法 。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是 使通过容器中两电阻的电流不同 。通电一段时间后, 左侧 U形管中液面的高度差较大。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)图甲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I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,所以探究的是电流通过导体时产生的热量与电阻的关系;
(3)装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,所以乙装置中的电阻R3的作用主要是使通过容器中两电阻的电流不同,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快。
故答案为:(1)转换法;(2)电阻;(3)电流;(4)使通过容器中两电阻的电流不同;左侧。
三.计算题:本题包括2小题,共20分。14题10分,15题10分。
14.(10分)在如图所示的部分电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。电源电压恒定,若将a、b分别接在电源两端,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V。
(1)只将b、c分别接在电源两端,当滑片P滑至中点时,电流表的示数为0.3A,求R2的最大阻值;
(2)只将a、c分别接在电源两端,当滑片P滑至最右端时,求电路的总功率;
(3)将b接在电源的一端,a、c连接后接在电源的另一端,让滑片P由最右端逐渐向左滑动,求R2允许接入电路的最小阻值。
【解答】解:(1)若将a、b分别接在电源两端,此时电路中R1和电流表串联,电流表示数为0.4A,电压表示数为3V,R1===7.5Ω;
只将b、c分别接在电源两端,此时电路中滑动变阻器和电流表串联,当滑片P滑至中点时,电流表的示数为0.3A,由于电源电压恒定,根据欧姆定律,
R2===10Ω,所以R2=20Ω;
(2)只将a、c分别接在电源两端,R1和R2串联接入电路,当滑片P滑至最右端时,滑动变阻器接入阻值最大,串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和,
那么R总=R1+R2=7.5Ω+20Ω=27.5Ω,
此时电路的总功率为:P==≈0.33W;
(3)将b接在电源的一端,a、c连接后接在电源的另一端,此时R1和R2并联接入电路,
电流表测量干路电流,电流表的量程为0~0.6A,所以电流表的最大示数为I最大=0.6A,
通过R1的电流为:I1=0.4A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以滑动变阻器的最大电流为:I滑大=I最大﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
此时滑动变阻器的阻值最小,即R滑小===15Ω。
答:(1)R2的最大阻值为20Ω;
(2)当滑片P滑至最右端时,电路的总功率为0.33W;
(3)R2允许接入电路的最小阻值为15Ω。
15.(10分)图甲是某智能型电饭锅的原理图,它有加热、保温和断电的功能,R1和R2均为发热电阻,挡位开关S根据设定可在“1、2”“2、3”“3、4”之间自动转换,某次电饭锅正常工作煮一次饭时电功率与时间的关系如图乙所示。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中91%的热量被水吸收,则能将2kg初温为20℃的水的温度升高多少℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)在用电高峰期,将家中其它用电器全部关闭,只接通电饭锅在加热挡工作,发现家中如图丙所示的电能表的转盘在2min内转了40圈,则电饭锅实际功率是多少?
【解答】解:
(1)由图乙可知,当开关接“3、4”时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,由P=可知,总功率最大,此时为加热状态;当开关接“2、3”时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,此时为保温状态;
由图丙可知,P加热=0.8kW=800W,P保温=0.1kW=100W,
由P=可知,电阻R1的阻值:R1===60.5Ω;
(2)由图丙可知,加热时间为10min,保温时间为10min
则加热时消耗的电能:W1=P加热t=800W×10×60s=4.8×105J;
保温时消耗的电能:W2=P保温t=100W×10×60s=6×104J;
此次煮饭产生的总热量:W总=W1+W2=4.8×105J+6×104J=5.4×105J;
此次煮饭产生的总热量Q总=W总=5.4×105J;
由η=可得,水吸收的热量为:Q吸=ηQ总=91%×5.4×105J=4.914×105J,
由Q吸=cmΔt可得,水的质量:Δt===58.5℃;
(3)2000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2000r,
则电能表转盘转40圈消耗的电能:W=kW•h=0.02kW•h,
电饭锅此时的实际加热功率:P实===0.6kW=600W。
答:(1)电阻R1的阻值为60.5Ω;
(2)能将2kg初温为20℃水的温度升高58.5℃;
(3)电饭锅此时的实际加热功率是600W。
四、综合题:本题共10分,每空2分。
16.(10分)阅读材料,回答问题。
光强与光敏电阻
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd),光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。将电压恒为6V的电源,9Ω的定值电阻R0,光敏电阻R接入图b所示电路中,测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图a所示,根据图象及物理知识解答下列问题:
(1)光敏电阻是用 半导体 (填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的。
(2)根据图a,当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1,当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,那么它们之间的关系式为R1:R2= E2:E1 (用E1、E2表示)。
(3)请在图b中加画上电压表,要求实现:光强越强,电压表的示数越大。
(4)实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,电压表示数为 3.6 V,此时的光强为 3 cd。
【解答】解:(1)光敏电阻是用半导体材料制成的;
(2)由图象可知,光照强度越强,光敏电阻的阻值越小,则光敏电阻与光强的大小成反比;
分析图象中的数据,发现每一组的光强与电阻的乘积是一定的,都是18Ω•cd,
所以电阻R与光强E的关系式为:R=,
故==;
(3)由串联电路起分压作用可知,光照强度越强时,光敏电阻分得的电压越小,由串联电路电压特点可知,定值电阻两端电压越大,因此需将电压表并联在定值电阻R0两端,如下图所示:
(4)由电路图可知,光敏电阻R与R0串联,电流表则电路中的电流,
当电流表的示数为0.4A时,由I=可得,电压表的示数:U0=IR0=0.4A×9Ω=3.6V,
此时串联电路的总电阻:R总===15Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以光敏电阻R的阻值:R=R总﹣R0=15Ω﹣9Ω=6Ω,
由电阻R与光强E的关系式R=可得,此时的光照强度为E===3cd。
故答案为:(1)半导体;(2)E2:E1;(3)如上图所示;(4)3.6;3。
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