辽宁省营口市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-05电磁学(电功和电功率、电和磁、信息的传递)
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一、单选题
1.(2022·辽宁营口·统考中考真题)下列四个实验能反映动圈式话筒工作原理的是( )
A. B. C. D.
2.(2021·辽宁营口·统考中考真题)下列四个实验能反映电风扇工作原理的是( )
A. B.
C. D.
3.(2021·辽宁营口·统考中考真题)在物理学习过程中,经常要进行估测,下列估测值最接近生活实际的是( )
A.九年级物理课本的质量大约是2kg
B.课桌的高度大约是0.75dm
C.我国家庭电路的电压是220V
D.家用电热水壶的功率大约是100W
4.(2021·辽宁营口·统考中考真题)如图所示的电路是家庭电路的一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1亮;②再闭合S2,灯L1亮,灯L2不亮;③用试电笔测a、b、c、d四个接线点,试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障,故障可能是( )
A.灯L2短路 B.c点左侧的零线断路
C.灯L2所在支路断路 D.c、d两点间断路
5.(2020·辽宁营口·统考中考真题)“安全用电,珍惜生命”是每个人应有的意识,下列有关家庭用电的说法正确的是( )
A.空气开关跳闸,一定是电路发生了短路
B.家庭电路起火时,应先用水灭火,然后再断开电路
C.在停电期间检修电器,不需要断开总开关
D.使用试电笔时,手要接触笔尾金属体
6.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图所示是一款常见的电动咖啡搅拌杯,它的核心部件就是电动机,图中能够说明其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
7.(2022·辽宁营口·统考中考真题)下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.可以在高压线附近放风筝
B.雷雨天不要在大树下避雨
C.发现有人触电时,应立即切断电源
D.使用试电笔时,手不能接触笔尖金属体
8.(2022·辽宁营口·统考中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格是“50Ω 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡的电阻为10Ω
C.小灯泡的额定功率为0.9W
D.整个电路电功率最小时,10s内滑动变阻器消耗的电能为5J
9.(2021·辽宁营口·统考中考真题)下列关于安全用电和家庭电路的说法正确的是( )
A.大功率家用电器的金属外壳必须接地
B.空气开关跳闸,一定是电路发生了短路
C.使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体
D.控制电灯的开关必须接在电灯和火线之间
10.(2021·辽宁营口·统考中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则( )
A.滑动变阻器的最大阻值是20Ω
B.滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是10Ω
C.电源电压为8V
D.电路消耗的最大电功率为14.4W
11.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在a、b两位置时相对应。下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片在a点与b点时,电路的总功率之比是1∶2
B.电源电压为12V
C.滑动变阻器消耗的最大电功率为3.6W
D.电路消耗的最大电功率为7.2W
三、填空题
12.(2022·辽宁营口·统考中考真题)如图所示,甲乙两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后________(选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大,实验表明:电流通过导体产生的热量跟________(选填“电流”或“电阻”)的大小有关;当电流为0.2A时,通电10s甲容器中的电阻产生的热量是________J。
13.(2022·辽宁营口·统考中考真题)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。返回舱进入大气层,与空气摩擦温度升高是通过___________(选填“热传递”或“做功”)方式改变内能;神舟十三号飞船在轨期间,做___________(选填“直线”或“曲线”)运动;航天员在空间站工作时的影像是通过___________传回地面指挥中心的。
14.(2021·辽宁营口·统考中考真题)我国用“长征”火箭成功发射了“天舟二号货运飞船,并与“天和号”核心舱顺利对接。在对接过程中,“天舟二号”相对于“天和号”是_______的,地面指挥中心发出的指令是通过_______传输给“天舟二号”的,飞船在轨道运行过程中______(选填“受到”或“不受”)力的作用。
15.(2021·辽宁营口·统考中考真题)将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来,直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,则正常发光的小灯泡是______,电源电压是______V,发光较暗的小灯泡的实际功率是______W。(灯丝电阻不变)
16.(2021·辽宁营口·统考中考真题)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,三峡船闸是世界上最大的船闸。船闸是利用______原理工作的;三峡大坝设计成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而______(选填“增大”或“减小”);水库蓄水发电是______转化为电能,而电能在传输过程中由于电流的______效应会产生电能损耗。
17.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图所示为小丹家使用的电能表,由图可知他家同时可使用的用电器总功率不能超过______W;他关闭家中其他用电器,只让电水壶烧水,发现电水壶正常工作2min,电能表转盘转过24转,则该电水壶的额定功率为______W;电水壶内部的电热丝通电后迅速升温,而与其相连的电源线却不热,主要是因为电热丝的电阻______(选填“大于”或“小于”)电源线的电阻。
18.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图所示是太阳能充电宝同时为两部手机充电的情景。充电时,手机中的锂电池相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”),两部手机在电路中的连接方式为______联。利用手机接收微信消息时是通过______波传递信息的。
四、作图题
19.(2022·辽宁营口·统考中考真题)有一种自动控制的楼道灯,只有光线暗且有声音时,电路接通,灯亮;光线亮时,不论发出多大声音,灯也不亮;楼道中还有一个三孔插座,且与楼道灯互不影响。请用笔画线代替导线完成电路。
20.(2021·辽宁营口·统考中考真题)将如图所示的电磁铁的电路连接完整要求:(1)根据小磁针静止时N极指向,在括号中标出电磁铁左端的极性(用“N”或“S”表示)(2)在虚线框内画出电池符号;(3)开关闭合后,变阻器的滑片只有向右移动时,电磁铁的磁性才会变强(连接时导线不能交叉)。
21.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图甲所示是一个磁悬浮地球仪,球体内有一个条形磁体,其磁场方向与地磁场磁场方向一致,下方环形底座内有一个电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,如图乙是其内部结构示意图。请在图中标出:
(1)球体内条形磁体的N极;
(2)开关闭合后,电磁铁的磁感线方向;
(3)电源的“+”、“-”极。
五、实验题
22.(2021·辽宁营口·统考中考真题)小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率(电源电压恒定)实验步骤如下:
(1)开关闭合前,应将滑片移到变阻器的______(填“最左”或“最右”)端。
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,电流表有示数而电压表没有示数,故障的原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,移动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为1V,此时应将变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)动,直到电压表的示数为2.5V时为止,此时电流表的示数如图乙所示,则电流值为_______A,小灯泡的额定功率为______W。
(4)根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,该图像不是直线的原因是______。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮,是因为小灯泡的亮度是由它的______决定的。
(5)小刚又设计了如图丁所示的电路,测出了标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定,变阻器R1的最大阻值为10Ω,实验操作如下:
①闭合S1,断开S2,移动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.3A;
②闭合S2,断开S1,保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片,使电流表的示数仍为0.3A;
③________,将变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为0.6A,再将变阻器R1的滑片移到最右端,电流表的示数为0.2A;
④小灯泡的额定功率为______W。
23.(2020·辽宁营口·统考中考真题)下面是小彬和小辉等同学进行的电学实验。
(1)小彬为了“探究电流跟电阻的关系”,连接了如图甲所示的电路。
①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接______;
②小彬看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是______;
③小彬先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为;再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______V;
④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的电阻换成10Ω的电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片适当向______(选填“左”或“右”)端移动;
⑤小彬将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______;
电压
2
电阻
5
10
20
电流
0.4
0.2
0.1
(2)小彬将电阻换成标有“”字样的小灯泡,测量其额定电功率。
①正确连接电路,闭合开关、发小灯泡不亮,电压表、电流表均无示数,产生这种现象的原因可能是滑动变阻器______(选填“短路”或“断路”);
②排除故障,继续实验,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流是______A,额定功率是______W;
(3)小辉同学准备测小灯泡的额定功率,检查实验器材时,发现缺少电压表,滑动变阻器均标有“20Ω ”字样,小灯泡的额定电流是,于是他利用现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路图。请你帮助小辉完成实验:
①闭合开关,开关接b,阻值调到最大处,阻值调到0,此时电流表的示数为;
②将阻值调到最大,闭合开关,开关接a,______,小灯泡正常发光;
③保持接入电路的阻值不变,闭合开关,开关接b,滑片仍在阻值最大处,此时电流表的示数为。
则小灯泡额定功率______W。
六、计算题
24.(2022·辽宁营口·统考中考真题)某电热水壶(电阻不变)的参数如下表,当家中只有电热水壶单独工作时,电热水壶正常工作5min可将1.5L初温40℃的水烧开(标准大气压)。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:
产品型号
XXX
最大容量
1.5L
额定电压
220V
额定功率
1500W
(1)这壶水吸收的热量;
(2)电热水壶的加热效率;
(3)这段时间内家中标有“3600r/(kW·h)”电能表的转盘转了多少转。
25.(2022·辽宁营口·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡规格是“3V 1.5W”,R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”,电压表选用3V量程。断开S2,闭合S和S1,当滑片P移到变阻器中点时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压;
(3)断开S1,闭合S和S2,在保证电路元件安全前提下,电路消耗的最大功率是多少。
26.(2021·辽宁营口·统考中考真题)图甲所示的电路中,灯泡L的额定功率为3.6W(灯丝电阻不变),开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片移动到最左端时,灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中,电压表示数随电流表示数变化的图像。求:
(1)电源电压;
(2)变阻器R的最大阻值;滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率;
(3)什么情况下电路消耗的功率最大;此时变阻器1min消耗的电能。
27.(2021·辽宁营口·统考中考真题)图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图,其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40°C,c牛奶=4.0×103J/(kg·°C)]求:
(1)电阻R2的阻值是多少;
(2)加热过程电路消耗的电能是多少;这些电能可将多少千克牛奶从20°C加热到40°C。
28.(2020·辽宁营口·统考中考真题)图甲所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,滑动变阻器R最大阻值为,灯泡标有“ ”,灯泡的信息图像如图乙所示。当只闭合开关、,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为。求:
(1)电源电压是多少?
(2)只闭合开关,电路消耗的最小电功率是多少?
29.(2020·辽宁营口·统考中考真题)为预防新型冠状病毒交叉感染,某医院将医疗器械置于消毒柜内,通过对水加热,达到设定压强和工作温度,产生高压饱和蒸汽,从而对医疗器械进行消毒处理。某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表,某次消毒,将满箱温度是20℃的水加热到工作温度,需正常工作50min。[,]
求:
电源
额定功率
水箱容积
工作温度
120℃
额定压强
(1)消毒一次,水箱中的水吸收的热量是多少?
(2)消毒一次,消毒柜消耗的电能是多少?
(3)该消毒柜的电加热效率是多少?
参考答案:
1.C
【详解】动圈式话筒工作原理是电磁感应现象。
A.图中通电后串联的两绕有线圈的铁钉都可吸引大头针,但右边吸引的个数要多,说明通电螺线管的磁极强弱与线圈匝数有关,应用的原理是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.将小磁针平行的放在导线下方,当导线中有电流通过时,小磁针就会发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中灵敏电流计、开关、导体串联,开关闭合后闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,是动圈式话筒的工作原理,故C符合题意;
D.图中有电源,闭合开关,导体棒在磁场中就会运动起来,说明通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机原理,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】电风扇的主要部件是电动机,电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的。
A.导体棒切割磁感应线,电流表指针发生偏转,说明此时电路中有电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故A不符合题意;
B.该图中,闭合开关后,移动滑片,灯泡的亮度会改变,与电风扇工作原理无关,故B不符合题意;
C.电路中有电流,通电导体棒受到磁场力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故C符合题意;
D.该图是奥斯特实验装置,能说明电流周围存在磁场,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.九年级物理课本的质量在200g左右,合0.2kg,故A不符合实际;
B.中学生的身高大约为180cm,课桌大约为身高的一半,即80cm,合0.8m,故B不符合实际;
C.符合我国用电标准的家庭电路的电压是220V,故C符合实际;
D.家用电热水壶的功率在1000W左右,故D不符合实际。
故选C。
4.D
【详解】B.闭合S1,灯L1亮,电路中有电流,说明电路为通路,从保险丝aSL1以及c点左侧的零线都没有断路,故B错误;
A.断开S1,闭合S2,灯L2不亮,灯L2不亮的原因有两个:一个是断路、一个是短路;若灯L2短路时,电路的电流会很大,将保险丝烧断,灯泡L1也不会发光,a、b两个接线点上,试电笔的氖管都不会发光,故A错误;
C.若灯L2所在支路开路,d点氖管不发光,故C错误;
D.若c、d两点间开路,灯泡L2与零线不能构成闭合电路,电路中没有电流,灯泡不会发光,但d点会通过灯泡L2与火线间接相连,试电笔的氖管会发光,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】A.空气开关跳闸,可能是短路,也可能是电路中的总功率过大,故A错误;
B.电路设备失火时,应先切断电源后灭火,故B错误;
C.在停电期间检修电器,必须要断开总开关,防止突然来电时发生触电,故C错误;
D.使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,当氖管发光时说明是接触的是火线,故D正确。
故选D。
6.A
【详解】A.A图为探究通电导体在磁场中受力运动的实验,它的结论与电动机的工作原理相同,故A符合题意;
B.B图为奥斯特实验,它说明了通电导体周围存在磁场,与电动机的工作原理不同,故B不符合题意;
C.C图为研究电磁感应现象的实验,它的结论与电动机的工作原理不同,故C不符合题意;
D.D图为研究通电螺线管的磁场特点的实验,它的结论与电动机的工作原理不同,故D不符合题意。
故选A。
7.BCD
【详解】A.安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,在高压线附近放风筝有触电的危险,故A错误;
B.雷电容易击中地面上尖端的突起物,所以雷雨天在大树下避雨比较危险,故B正确;
C.发现有人触电时,应立即切断电源,然后在进行施救,故C正确;
D.使用试电笔时,手必须接触笔尾的金属体,不能接触笔尖金属体,故D正确。
故选BCD。
8.BCD
【详解】由甲图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流。
AB.由乙图可知,当滑动变阻器接入电阻为10Ω,电路中的电流最大为0.3A,所以电源电压为
U=UL+U滑=0.3A(RL+10Ω)①
当滑动变阻器接入电阻为50Ω,电路中的电流最小为0.1A,所以电源电压为
U=UL′+U滑′=0.1A(RL+50Ω)②
联立①②,解得
RL=10Ω,U=6V
故A错误,B正确;
C.由于电路中最大电流为0.3A,小于1A,所以为了保证小灯泡安全,当小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,故小灯泡的额定电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率为
故C正确;
D.根据P=UI可知,当电压一定时,电流最小,整个电路电功率最小。由题意可知,电路中的电流为0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω,所以10s内滑动变阻器消耗的电能为
故D正确。
故选BCD。
9.ACD
【详解】A.大功率家用电器的金属外壳应该用导线接地,防止外壳漏电,发生触电事故,故A正确;
B.家庭电路中的空气开关跳闸了,可能是电路短路或电路中电流过大,故B错误;
C.正确使用测电笔的方法,笔尖接触检测的导线,笔尾接触手,才能检测导线是否带电,故C正确;
D.控制电灯的开关应接在火线和电灯之间,从而防止触电事故的发生,故D正确。
故选ACD。
10.ABD
【详解】当电路中的电流最小时,滑动变阻器的值最大
滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值与R0相等,
联立以上三式解得
当滑动变阻器电阻为0时,电路消耗的最大电功率为
综合以上分析可知:ABD符合题意,C不符合题意。
故选ABD。
11.BC
【详解】A.串联电路中总电压不变,所以电路中总功率之比
故A错误;
B.假设总电压为U,当滑片位于a端时,利用公式,可计算滑动变阻器的电压为4V,则总电压为
当滑片位于b端时,可计算滑动变阻器的电压为8V,则总电压为
由①=②可解得,代入①可解得U=12V,故B正确;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中的电流
则滑动变阻器消耗的电功率
所以当时,滑动变阻器功率最大,最大是
故C正确;
D.由可知,当总电阻最小时,总功率最大,也就是说滑动变阻器阻值是0,此时电路的最大功率
故D错误。
故选BC。
12. 甲 电阻 4
【详解】[1][2]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,由图可知,甲乙中的电阻串联在电路中,电流和通电时间相同,根据焦耳定律可知电阻越大,产生的热量越多,所以甲中产生的热量多,U形管液面高度较大,即电流通过导体产生的热量跟电阻大小有关。
[3]电流为0.2A时,通电10s甲容器中的电阻产生的热量是
13. 做功 曲线 电磁波
【详解】[1]返回舱在大气层中下降时,克服空气的摩擦阻力做功,机械能转化为内能,返回舱的表面温度升高;这是通过做功的方式改变内能的。
[2]神舟十三号飞船在轨期间围绕地球运动,运动方向一直在改变,是在做曲线运动。
[3]航天员在空间站工作的影像是通过电磁波传输回地面的,电磁波能够在真空中传播。
14. 运动 电磁波 受到
【详解】[1]在对接过程中,“天舟二号”与“天和号”之间位置发生变化,以“天和号”为参照物,“天舟二号”是运动的。
[2]电磁波的传播不需要介质,地面指挥中心发出的指令是通过电磁波传输给“天舟二号”的。
[3]由题意可知,飞船在轨道运行过程中,围绕地球做曲线运动(运动状态改变),所以它一定受到力的作用。
15. L2 18V 3
【详解】[1][2][3]根据可得它们各自正常发光时的额定电流
根据可得它们各自的电阻
两个小灯泡串联在电压恒定的电源两端。因为串联电路电流处处相等,且开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,则此时电路电流
I=0.5A
因为此时电路电流等于小灯泡L2的额定电流,故正常发光的小灯泡是L2;根据串联电路总电阻与分电阻之间的关系以及欧姆定律可得电源电压
而此时电路电流小于小灯泡L1的额定电流,所以发光较暗的是小灯泡L1,则此时小灯泡L1的实际功率
16. 连通器 增大 重力势能 热
【详解】[1]连通器的原理:连通器只盛有一种液体,当液体不流动时,各液面总保持相平。三峡船闸是世界上最大的船闸,船闸是利用连通器原理工作的。
[2]液体压强随深度的增加而变大,故三峡大坝设计成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而增大。
[3]水库蓄水提高了上游的水位,上下水位差越大,水的重力势能越大,能发出的电越多。水库蓄水发电是水的重力势能能转化为电能。
[4]电流通过导体时,电能转化成内能的现象,叫做电流的热效应。电能在传输过程中由于电流的热效应会产生电能损耗。
17. 4400 1200 大于
【详解】[1]由电能表的表盘可知,电能表的工作电压为220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,他家同时可使用的用电器最大总电功率
P最大=UI最大=220V×20A=4400W
[2]600revs/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转600r,电能表转盘转24r消耗的电能
W=kW·h=0.04kW·h
电水壶的额定功率
=1.2kW=1200W
[3]电水壶的电热丝与电源线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,因为电热丝的电阻大于电源线的电阻,所以由Q=I2Rt可知电热丝电流产生的热量大于电源线产生的热量,所以,电水壶内部的电热丝通电后迅速升温,而与其相连的电源线却不热。
18. 用电器 并 电磁
【详解】[1]充电时,电能转化为化学能,所以手机中的锂电池相当用电器。
[2]两部手机在充电过程中互不影响,所以两部手机在电路中的连接方式为并联。
[3]手机是通过电磁波传递信息的。
19.
【详解】由题意可知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,说明灯泡与两个开关串联,且火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套。三孔插座遵循“左零右火上接地”的原则,如图所示:
20.
【详解】由磁极间的相互规律可知,电磁铁的左端为N极,由安培定则可确定,电流要从电磁铁的右上端流入,左下端流出,电源左端为正极,右端为负极;滑片P向右移动,电阻减小,就要选取滑动变阻器右下的接线柱,如图
21.
【详解】(1)由题可知,球体内条形磁体的磁场方向与地磁场磁场方向相同,地球地理上是上北下南,又因为地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,所以条形磁体的上端的S极,下端是N极,如图所示。
(2)因为地球仪悬浮,所以条形磁体和电磁铁相互靠近的部分的同名磁极,所以电磁铁的上端是N极,下端是S极,根据磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极,所以图中磁感线方向从上到下,如图所示。
(3)根据安培定则,可以判断电流从上端进入电磁铁,从下端流出,所以电源的上端是正极,下端是负极,如图所示:
。
22. 最左 短路 右 0.24 0.6 灯泡电阻随温度改变 实际功率 保持变阻器R2的滑片位置不动 0.45
【详解】(1)[1]开关闭合前,滑片处于阻值最大处,即最左端。
(2)[2]电流表有示数,是通路,电压表没有示数,可能是灯泡短路。
(3)[3]电压表的示数为1V,小于2.5V,要增大灯泡分压,减小变阻器分压,要减小变阻器电阻,滑片右移。
[4][5]电流表小量程,分度值0.02A,示数0.24A,小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W
(4)[6]灯泡电阻随温度变化而变化,不是定值,所以小灯泡的电流随其两端电压变化的图像不是直线。
[7]两端电压的增大,根据,实际功率增大,变亮。
(5)[8][9]闭合S1,断开S2,灯泡和变阻器串联,电流0.3A,灯泡正常发光;闭合S2,断开S1,保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片,使电流表的示数仍为0.3A,用变阻器R2代替灯泡,电流还是0.3A时,变阻器R2阻值等于灯泡正常发光阻值;因为电源电压不变,变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为0.6A,电源电压为
U=I1R2=0.6A×R2
变阻器R1的滑片移到最右端,电流表的示数为0.2A,电源电压
U= I2R2+ I2R1=0.2A×R2+0.2A×10Ω
可得
0.6A×R2=0.2A×R2+0.2A×10Ω
解得R2=5Ω,小灯泡的正常发光电阻5Ω,所以小灯泡的额定功率为
P=IR2=(0.3A)2×5Ω=0.45W
23. 电流表正负接线柱接反了 2 左 反比 断路 0.2 0.5 调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A 0.875
【详解】(1)①[1]电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示
②[2]电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表正负接线柱接反了。
③[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,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,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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。
④[4]保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,为了使电压表的示数保持不变,由③知应将滑动变阻器的滑片适当向左端移动。
⑤[5]分析实验数据可知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)①[6]闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表、电流表均无示数,说明电压表与电源之间某一部分为断路,因此产生这种现象的原因是滑动变阻器断路。
②[7][8]读图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(3)②[9]将阻值调到最大,闭合开关,开关接a,要使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A。
③[10]闭合开关,开关接b,阻值调到最大处,阻值调到0,此时电流表的示数为,电路为得简单电路,电源电压为
根据步骤③可得
解得
又小灯泡的额定电流是IL=,根据步骤②可得
解得
小灯泡额定功率
24.(1)3.78×105J;(2)84%;(3)450转
【详解】(1)水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水吸收的热量
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-40℃)=3.78×105J
(2)消耗的电能
W=Pt=1.5×103W×300s=4.5×105J
电热水壶的加热效率
(3)消耗的电能
W=4.5×105J=0.125kW·h
电能表的转盘转过的转数
n=WN=0.125kW·h×3600r/(kW·h)=450r
答:(1)吸收的热量是3.78×105J;
(2)电热水壶的加热效率是84%;
(3)电能表的转盘转450转。
25.(1)0.5A;(2)8V;(3)2.4W
【详解】解:(1)小灯泡正常发光时的电流
(2)滑片P移到中点时,小灯泡正常发光,此时电路中的电流是0.5A,此时滑动变阻器两端的电压为
所以电源电压
U=UL+U2=3V+5V=8V
(3)断开S1,闭合S和S2,当电压表为3V时,电流最大,电路的功率最大,此时电路中的电流
电路消耗的最大功率
P=UI1=8V×0.3A=2.4W
答:(1)小灯泡正常发光时的电流是0.5A;
(2)电源电压是8V;
(3)断开S1,闭合S和S2,在保证电路元件安全前提下,电路消耗的最大功率是2.4W。
26.(1)6V;(2),(3)开关S、 S1都闭合,滑片滑到最左端时,
【详解】解:(1)当开关S闭合,S断开,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路为灯泡L的简单电路,因额定电压下灯泡正常发光,电路中的电流最大,最大值为0.6A,所以,由灯泡L正常发光可知,电源电压
(2)当滑片滑到最右端时电阻最大,电路中的电流最小为0.2A,变阻器R的最大阻值
滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率
(3)电源电压一定,开关S、 S1都闭合,滑片滑到最左端时,电路消耗的功率最大,此时变阻器1min消耗的电能为
答:(1)电源电压为6V;
(2)变阻器R的最大阻值为,滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率为;
(3)开关S、 S1都闭合,滑片滑到最左端时,电路消耗的功率最大;此时变阻器1min消耗的电能为。
27.(1)275Ω;(2)3.96×104J,0.496kg
【详解】解:(1)由甲图可知,闭合开关S1、S2时,此时电阻R1、R2并联,总电阻最小,则总电流最大,由可知,暖奶器处于加热档,由图乙可知此时电路电流为1A;当只闭合开关S1时,电路为电阻R1的简单电路,由可知,暖奶器处于保温档,由图乙可知,此时电路电流为0.2A,根据并联电路之间的电流关系可得并联时电阻R2通过的电流
根据并联电路电压的关系以及可得电阻R2的阻值
(2)由可得加热过程电路消耗的电能
因为暖奶器的加热效率为80%,则由可得牛奶吸收的热量
根据可知这些电能能够加热的牛奶质量
答:(1)电阻R2的阻值是275Ω;
(2)加热过程电路消耗的电能是3.96×104J;这些电能可将0.496kg牛奶从20°C加热到40°C。
28.(1)8V;(2)3.2W
【详解】(1)当只闭合开关、,滑片位于最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为,根据图乙可得,此时灯泡两端电压为,通过灯泡的电流为,则电阻R两端电压为
电源电压为
(2)当只闭合开关S、,与串联,当滑片在最右端时,此时电路中电流最小,电路消耗电功率最小,则此时电路中总电阻为
电路消耗的最小电功率为
答:(1)电源电压为;
(2)当只闭合开关S、时,电路消耗的最小电功率为。
29.(1);(2);(3)84%
【详解】(1)水的质量
水吸收的热量
(2)消毒柜消耗的电能
(3)该消毒柜的电加热效率
答:(1)水箱中水吸收的热量是;
(2)消毒一次,消毒柜消耗的电能是;
(3)该消毒柜的电加热效率是84%。
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