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2021-2022学年广东省佛山市顺德区九年级(上)期末物理试卷
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这是一份2021-2022学年广东省佛山市顺德区九年级(上)期末物理试卷,共22页。试卷主要包含了填空题,作图题,实验题,计算题,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年广东省佛山市顺德区九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑.
1.(3分)如图所示,将两个铅柱的底面削平,然后用力挤压,两铅柱就会“粘”起来,甚至吊一个钩码都不能把它们拉开.这说明了( )
A.分子之间存在间隙 B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力 D.分子在不停地运动
2.(3分)2020年11月24日,我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空,液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一,其热值q氢=1.4×108J/kg,下列说法正确的是( )
A.用液氢作为燃料,是因为其热值大
B.火箭升空过程中,液氢的热值不断减小
C.燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D.液氢燃烧过程是内能向机械能转化
3.(3分)下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(3分)下列操作符合安全、规范原则的是( )
A.应急情况下在室外电线上晾晒湿衣物
B.使用测电笔时,手指接触笔尾金属体
C.将洗衣机的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上
D.家庭电路中用铜丝代替保险丝
5.(3分)如图所示为某校门禁系统,本校师生通过刷脸识别开启闸口,外部人员则需要门卫按动按钮才能开启闸口。若将刷脸识别看作一个自动开关,按钮看作一个手动开关,则最符合门禁系统内部简化电路的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如图所示,两个透明容器中密封着等质量的空气.下列说法正确的是( )
A.U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B.图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C.图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D.图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4:1
7.(3分)如图甲所示,电源电压恒为3V,灯泡L标有“2.5V”,滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样,灯泡L的I﹣U图线如图乙所示.闭合开关S,在电路安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A.滑片P向右移动的过程中,电压表示数变小
B.滑片P向左移动的过程中,灯丝电阻变大
C.滑片P处于b端时,电压表示数为1.5V
D.灯泡正常发光时,电路总电功率为0.75W
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)“拆鱼羹”是顺德的传统美食,烹饪“拆鱼羹”的过程是通过 的方式改变其内能的。随着温度升高,羹的香气更加浓郁,是因为温度越高,分子无规则运动越 ,热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌,立刻香气满屋,这是 现象。
9.(3分)华为自主研发了先进的麒麟990芯片,其制造工艺达到7nm,等于 m,“芯片”所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”),利用该材料制成的二极管具有 导电性。
10.(3分)小明在检查爸爸驾驶的汽车时,发现发动机气缸顶部有火花塞,由此可以确定汽车的发动机是 油机。如图所示是 冲程,该冲程是将 能转化为内能。
11.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关,灯泡正常发光.用酒精灯对电阻丝加热,灯泡的亮度明显变暗,此时通过灯泡的电流变 ,这个实验说明了电阻丝的电阻跟 有关,加热后其阻值变 。
12.(3分)如图所示为小明家电能表月初、月末的读数,则他家本月用电为 kW•h;他家有一个规格为“220V 1500W”的用电器,可能是 (选填“台灯”、“电热水壶”或“电视机”),当电路中只有这个用电器正常工作时,在20min内电能表的转盘转了 转。
13.(3分)如图甲所示,验电器A带正电,B不带电,A带正电的原因是它 (选填“得到”或“失去”)电子,验电器A两金属箔张开的原因是 。如图乙所示,用金属棒将验电器A、B的金属球连接起来的瞬间,金属棒中的电流方向是 (选填“向左”或“向右”)。
14.(3分)如图甲所示,电源电压恒定为6V,闭合开关,将滑片P从最右端移至最左端,滑动变阻器的电功率与其接入电路阻值的关系图象如图乙所示,当滑片P向左移动的过程中,电流表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);电路中电流最小为 A;定值电阻R1的阻值为 Ω。
三、作图题(共7分)
15.(3分)如图所示,闭合开关S后,电磁铁左端为N极,请标出:①A点磁感线的方向;②螺线管中电流的方向;③括号内电源的“+”、“﹣”极。
16.(4分)电冰箱的内部电路主要包含压缩机和冷藏室的照明灯。与冰箱门联动的开关S1控制照明灯,温控开关S2控制压缩机,请根据生活经验完成电路连接。
四、实验题(本大题3小题,共20分)
17.(8分)(1)图1甲是测量某定值电阻Rx阻值的电路。闭合开关,滑动变阻器滑片移到某一位置时,电压表、电流表的示数如图1乙、丙所示,则Rx两端的电压为 V,通过Rx的电流为 A;继续移动滑片,当电压表的示数为1.6V时,电流表的示数为 A。
(2)在“探究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关”的实验时,如图2所示,小明是通过比较 来比较电磁铁磁性强弱的,这种研究方法叫 (选填“控制变量”或“转换”)法。图中实验探究的是电磁铁磁性强弱跟 的关系。
18.(5分)在“探究电流与电阻关系”的实验中,实验器材如下:电压恒为6V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各1个,电流表,电压表,滑动变阻器R1(50Ω 2A)、R2(100Ω 1A),开关以及导线若干,电路如图甲所示。
(1)闭合开关,发现电压表与电流表的示数均超量程。电路连接无误,接下来应进行的操作是 (按操作步骤先后顺序填写字母代号)。
A.检查电源是否短路
B.断开开关
C.将滑动变阻器的滑片滑至左端
D.将滑动变阻器的滑片滑至右端
(2)先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,此时电流表示数如图乙所示。然后将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V,依次更换定值电阻进行实验,记录数据如表,请完成表格设计。
实验次序
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
30
电流I/A
/
0.2
0.14
0.1
0.08
0.06
(3)实验中使用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
(4)根据表中数据作出I与R关系的大致图象是 。
19.(7分)小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整。
(2)闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,故障可能是 。
(3)排除故障后进行实验,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常工作,则应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)图乙是小灯泡的I﹣U图象,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (选填“a”或“b”),移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P= 。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
20.(6分)如图所示为模拟调光电路,电源电压恒为3V,灯泡标有“1.5V 0.3A”字样(灯丝阻值不变),滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样。
(1)求灯泡正常发光时的电功率;
(2)求滑动变阻器接入电路的阻值最大时流过灯泡的电流。
21.(7分)图甲是某款电热饭盒,部分参数如表,其简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),求:
(1)开关S接触1时,电热饭盒处于高温挡还是低温挡?
(2)电热饭盒正常工作时,利用高温挡将质量为1kg,初温为20℃的汤加热至50℃,需要多少时间?[c汤取4.0×103J/(kg•℃),不考虑热损耗]
(3)R2的阻值。
额定电压
220V
额定功率
低温挡
48.4W
高温挡
400W
六、综合能力题(本大题3小题,共18分)
22.(6分)小明学习了“电与磁”相关知识后,利用如图所示的装置进行实验。
(1)将磁体向下插入螺线管中时灵敏电流计的指针向左偏转,由此可知:电路中有 产生,这个现象叫做 现象。
(2)将磁体的N、S极对调后,再次向下插入螺线管,灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
(3)要使灵敏电流计的指针摆动角度变大,可采取的方法是 (写1种即可)。
(4)若磁体在螺线管上方从左向右移动,灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转。
(5)该装置揭示的原理可应用于学校广播系统中的 (选填“扬声器”或“动圈式话筒”)。
23.(6分)顺德的春季多雨,空气相对湿度较大,某些特定的环境需要除湿。如图甲所示,为某实验小组设计的除湿器简化电路图。控制电路中的电源电压U0=6V,调控电阻R的阻值范围为0~600Ω,Rs为湿敏电阻,其阻值随相对湿度RH(%)变化的图象如图乙所示(为方便计算,已将图线作了近似处理),L为磁控开关,其开关电流为10mA。当湿敏电阻Rs的阻值发生变化时,控制电路中的电流随之发生变化,当电流大于或等于10mA时,L中两个由磁性材料制成的弹片P、Q相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路的电压U=220V,R0为保护电阻,磁控开关L的导线电阻不计。
(1)组成弹片P、Q的材料可能是 (选填“铁”或“铝”)。
(2)由图乙可知,湿敏电阻Rs的阻值随着相对湿度的增加而 。
(3)工作电路的总电功率为880W,工作0.5h消耗的电能为 kW•h,保护电阻R0=5Ω,则压缩机的电功率为 W。
(4)若调控电阻为450Ω,则相对湿度超过 %时开始除湿。利用除湿器要使某特定环境的空气相对湿度降得更低,可采取的方法是 (写1条即可)。
24.(6分)阅读材料,回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,另一侧是低温环境,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),则在墙壁中能形成稳定的热量流动,单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ;热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中 (选填“电流”或“电压”)。
(2)同样形状的材料,导热系数越大,热阻 (选填“越大”或“越小”)。
(3)如图甲所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L,当热量从左向右流动时,铝块的热阻为R1,热量从下向上流动时,铝块的热阻为R2,则R1 R2(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)如图乙所示,墙壁厚度为d,墙壁外侧环境温度为t0,内侧环境温度为,虚线到内侧墙壁的距离为,热量在墙壁中稳定地流动,单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0,则虚线处的温度为 (用t0表示),若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为,则单位时间内传到内侧墙壁的热量为 (用Q0表示)。
2021-2022学年广东省佛山市顺德区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑.
1.【解答】解:将两个铅柱的底面削平,然后用力挤压,两铅柱就会“粘”起来,甚至吊一个钩码都不能把它们拉开.这说明了分子间存在相互作用的引力,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
2.【解答】解:A、热值是燃料的一种性质,反映了燃料燃烧放热的能力,因此用液氢作为燃料,是因为其热值大,故A正确;
B、热值是燃料的一种性质,只与燃料的种类有关,与其他因素无关,故火箭升空过程中,液氢的热值不变,故B错误;
C、完全燃烧5g液氢释放的热量为:Q放=q氢m=1.4×108J/kg×5×10﹣3kg=7×105J,故C错误;
D、液氢燃烧过程是将化学能转化为内能,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:电风扇的核心部件是电动机,其原理通电导线在磁场中受力运动,电风扇工作时,消耗电能,获得机械能,因此是将电能转化为机械能,从而获得动力。
A、图是探究通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B、图中没有电源,探究电磁感应现象,是发电机的原理图,故B不符合题意;
C、图是探究通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能,与电风扇的原理相同,故C符合题意;
D、图是电磁起重机,是利用电流的磁效应工作的,故D不符合题意。
故选:C。
4.【解答】解:A、在电暖器上晾湿衣服时,生活用水是导体,若人与衣服接触,可能会发生触电事故,故A错误;
B、使用测电笔时,手指不能触碰笔尖金属体,但一定要接触笔尾金属体,故B正确;
C、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用,这样当金属外壳漏电时,不能将电及时导向大地,易引发触电,故C错误;
D、保险丝必须用电阻率大、熔点低的材料来制成,用铜丝代替保险丝不能起到保护电路的作用,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:本校师生通过刷脸识别开启闸口,外部人员则需要门卫按动按钮才能开启闸口,若将刷脸识别看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,则两个开关能单独控制电动机,即两开关并联后再与电动机串联,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:A、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的,故A错误;
BD、由图甲可知,两个5Ω的电阻并联后与另一个5Ω的电阻串联,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右总=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右总=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,即I1=I2,所以通过右边容器中的电阻的电流是通过左侧电阻的电流的一半,即I左=2I右,所以甲实验是研究电流产生的热量与电流的关系;故B错误;
由Q=I2Rt可知,通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比:====,故D正确;
C、乙装置中,容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流、通电时间都相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,右边容器中的电阻产生的热量多,所以右侧容器内U形管中液面高度差大,故C错误。
故选:D。
7.【解答】解:由图甲可知,该电路为R和L的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测灯L两端的电压;
A、闭合开关S,滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,灯泡两端的电压变小,电压表示数变小,故A错误;
B、滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路中电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,灯泡亮度变大,实际功率变大,根据乙图中的曲线的凸度可知,灯泡电阻是变大的,故B正确;
C、滑片P处于b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联;
假设灯泡的阻值不变,灯泡正常发光时的电阻为:RL===10Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻为:R总=RL+R=10Ω+10Ω=20Ω,
电路电流为:I′===0.15A,电压表的示数:UL′=I′RL=0.15A×10Ω=1.5V,
由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以此时灯泡的实际电阻小于灯泡正常发光时的电阻,
又因为串联电路起分压作用,所以灯泡分得的电压小于1.5V,故C错误;
D、小灯泡L正常发光时的额定电压为UL=2.5V,由图乙可知灯正常发光时通过的电流为IL=0.25A,即电路中的电流为I=IL=0.25A,
则小灯泡正常发光时,电路总功率为:P=IU=0.25A×3V=0.75W,故D正确。
故选:C。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.【解答】解:烹饪“拆鱼羹”的过程,“拆鱼羹”吸收热量,内能增加、温度升高,是通过热传递的方式改变物体的内能;
分子在不停地做无规则运动,随着温度升高,羹的香气更加浓郁,这是因为温度越高,分子热运动越剧烈;
热气腾腾的“拆鱼羹”摆上桌,立刻香气满屋,是“拆鱼羹”的香味分子进入空气,发生了扩散现象。
故答案为:热传递;剧烈;扩散。
9.【解答】解:(1)芯片属高科技产品,其制造工艺达到7nm,等于7×10﹣9 m,芯片所用的材料主要是硅、锗等半导体材料;
(2)芯片、发光二极管(LED)一般情况下是用半导体材料制造的;因为二极管具有单向导电性,当电流从二极管的正接线柱流入,负接线柱流出时,二极管将电路接通;当电流从二极管的负接线柱流入时,二极管在电路中处于断开状态。
故答案为:7×10﹣9;半导体;单向。
10.【解答】解:发动机气缸顶部有火花塞,所以是汽油机;
由图可知,进气门和排气门都关闭,活塞上行,可以判断是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能。
故答案为:汽;压缩;机械。
11.【解答】解:用酒精灯对电阻丝加热,电阻丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,电路的电阻增大,这个现象说明:导体的电阻除了跟自身因素有关以外,还跟温度有关;电阻丝电阻随温度的升高而增大。
故答案为:小;温度;大。
12.【解答】解:(1)由于电能表表盘的最后一位是小数,小明家月初电能表的示数为1187.6kW•h,月末电能表的示数为1377.6kW•h,
本月用电量为:1377.6kW•h﹣1187.6kW•h=190kW•h;
(2)台灯的额定功率一般小于40W,电热水壶的额定功率在1500W左右、电视机的额定功率在200W左右,所以规格为“220V 1500W”的用电器可能是电热水壶;
(3)3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的铝盘转3000r;
用电器正常工作时的电功率P=P额=1500W=1.5kW,
用电器正常工作20min消耗的电能:W=Pt=1.5kW×h=0.5kW•h,
这段时间内电能表转盘的转数:n=3000r/(kW•h)×0.5kW•h=1500r。
故答案为:190;电热水壶;1500。
13.【解答】解:电子带负电,A带正电的原因是它失去电子;验电器A两金属箔张开的原因是同种电荷相互排斥;
用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,带负电的电子可以沿金属棒从B向A移动,故B金属箔张角增大;正电荷定向移动的方向是电流的方向,故金属棒中瞬间电流的方向与电子的运动方向相反,所以电流方向由A向B,即电流是向右的。
故答案为:失去;同种电荷相互排斥;向右。
14.【解答】解:闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,当滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大;
滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中的电流最小,从图中可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,电功率为0.8W,根据P=I2R可知电路中的最小电流I小===0.2A,
根据欧姆定律可知此时电路中的总电阻R总===30Ω,
则定值电阻的阻值R1=R总﹣R2=30Ω﹣20Ω=10Ω。
故答案为:变大;0.2;10。
三、作图题(共7分)
15.【解答】解:因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以图中A点的磁感线的方向是指向右的。
根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的N极(即左端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,左端流出,则电源的右端为正极,左端为负极,如图所示:
16.【解答】解:冷藏室内的照明灯和压缩机独立工作、互不影响,所以冷藏室内的照明灯和压缩机是并联的;且一条支路是与冰箱门联动的开关S1控制照明灯,另一条支路是温控开关S2控制压缩机;金属外壳要连接地线,如图所示:
四、实验题(本大题3小题,共20分)
17.【解答】解:(1)由乙图可知电压表接入电路的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,由丙图可知电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,根据欧姆定律可得电阻的阻值:Rx===8Ω,
继续移动滑片,当电压表的示数为1.6V时,电流表的示数为:I===0.2A;
(2)在“探究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关”的实验时,如图2所示,小明是通过比较电磁铁吸引铁钉的数量来比较电磁铁磁性强弱的,这种研究方法叫转换法;
串联电路各处电流相等,由图2可知通过两电磁铁的电流相等,所以图中实验探究的是电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系。
故答案为:(1)2.4;0.3;0.2;(2)电磁铁吸引铁钉的数量;转换;线圈匝数。
18.【解答】解:(1)闭合开关,发现电压表与电流表的示数均超量程,说明电路电阻太小,可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小,可先断开开关,移动滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大位置处,因此,接下来正确的实验操作是B、C;
(2)图乙中电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,读出电流表示数为0.4A,则定值电阻R两端电压为:UV=IR=0.4A×5Ω=2V,即实验中控制电压表的示数为2V;
探究电流与电阻的关系实验,应记录的是“电阻R/Ω”和“电流I/A”;
(3)实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×30Ω=60Ω>50Ω,所以,应选用最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2;
(4)由表中数据可知,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,因此选C。
故答案为:(1)BC;(2)2;电阻R/Ω;(3)R2;(4)C。
19.【解答】解:(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与小灯泡并联,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,见下图:
;
(2)开关闭合后,灯泡不发光,电流表没有示数,说明电路中某处断路;电压表有示数,说明电压表的两个接线柱向电源两极连接的导线中没有断路,因此故障只能是灯泡处有断路;
(3)由图可知,电压表示数为2V,所以如果让小灯泡正常发光需要增大小灯泡的电压,此时电路中电流变大,滑动变阻器的电阻变小,所以滑片应该向左端移动;
(4)由图乙知小灯泡正常发光的电流为0.5A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(5)①为了让小灯泡正常工作,所以小灯泡的电压为其额定电压U1,此时电压表应该测小灯泡电压才能知道小灯泡电压是否是其额定电压U1,所以将开关S1拨到触点a;
②要保持电路中的电流表不变,所以要保证滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③电路中的电流为:I==,小灯泡的额定功率为:
P=UI=U1×。
故答案为:(1)见上图; (2)灯泡断路;(3)左; (4)1.25; (5)a;U1×。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
20.【解答】解:由图可知该电路为灯泡L和滑动变阻器R的串联电路;
(1)已知灯泡的额定电压UL=1.5V,额定电流为IL=0.3A,
则灯泡正常发光时的电功率为:PL=ILUL=0.3A×1.5V=0.45W;
(2)由欧姆定律可知灯丝的电阻为:RL===5Ω,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由串联电路电阻特点可知电路的总电阻为:R=RL+RP=5Ω+10Ω=15Ω,
则此时电路中的电流为:I===0.2A,即通过灯泡的电流为0.2A。
答:(1)灯泡正常发光时的电功率为0.45W;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值最大时流过灯泡的电流为0.2A。
21.【解答】解:(1)分析电路图可知,当开关S接1时,R1、R2串联,当开关S接2时,R2被断路,电路只有R1工作;
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S接1时,R1、R2串联,此时电路总电阻最大,根据P=可知,此时电路功率最小,处于低温挡;
(2)汤吸收的热量:Q吸=c汤m(t﹣t0)=4.0×103J/(kg•℃)×1kg×(50℃﹣20℃)=1.2×105J;
不考虑热损耗,W=Q吸=1.2×105J;
由P=可知,加热需要的时间:t===300s;
(3)当开关S接2时,R2被断路,电路只有R1工作,此时为高温挡,由P高=可知,电阻R1的阻值:R1===121Ω;
当开关S接1时,R1、R2串联,此时为低温挡,由P低=可知,电路中的总电阻:R===1000Ω;
根据串联电路的电阻特点可知,电阻R2阻值:R2=R﹣R1=1000Ω﹣121Ω=879Ω。
答:(1)开关S接触1时,电热饭盒处于低温挡;
(2)电热饭盒正常工作时,利用高温挡将质量为1kg,初温为20℃的汤加热至50℃,需要的时间为300s;
(3)R2的阻值为879Ω。
六、综合能力题(本大题3小题,共18分)
22.【解答】解:(1)将磁铁向下插入螺线管时,灵敏电流计的指针向左偏转,说明电路中产生了感应电流,这个现象叫做电磁感应现象。
(2)将磁体的N、S极对调后,磁场方向改变,再次向下插入螺线管,感应电流方向发生改变,灵敏电流计的指针向右偏转。
(3)因为导体运动速度越大、磁场越强,感应电流就越大;所以,要使灵敏电流计指针偏转角度更大,可以通过加快导体移动的速度和增加磁场强度来实现。
(4)若磁体在螺线管上方从左向右移动,螺线管做切割磁感线运动,可以产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转。
(5)扬声器的工作原理时通电导体在磁场中受力运动;动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器,即是利用电磁感应现象的原理制成的。
故答案为:(1)感应电流;电磁;(2)右;(3)让导体运动加快(或换用磁性更强的磁体);(4)会;(5)动圈式话筒。
23.【解答】解:(1)磁性材料是指铁钴镍等物质,磁性弹片需要用磁性材料,故组成弹片P、Q的材料可能是铁;
(2)根据图乙可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小;
(3)工作电路的总电功率为880W,工作0.5h消耗的电能W=Pt=880×10﹣3kW×0.5h=0.44kW•h;
已知自动除湿器是在家庭电路中工作的,则电源电压U=220V;则根据P=UI可得:
I===4A;
则保护电阻R0的功率:
P0=I2R0=(4A)2×5Ω=80W,
压缩机功率为:
P压缩=P﹣P0=880W﹣80W=800W;
(4)当电流大于或等于10mA时,L中两个由磁性材料制成的弹片P、Q相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿,此时控制电路的总电阻R总===600Ω,
湿敏电阻Rs的阻值Rs′=R总﹣R=600Ω﹣450Ω=150Ω;
从图中可知,Rs=kRH+300Ω,且当湿敏电阻的阻值为50Ω时,相对湿度为100%,
则50Ω=k×100%+300Ω,解得k=,
即:Rs=×RH+300Ω,
当Rs′=150Ω时,代入上式可知RH=60%;
若要早点开始除湿,即相对湿度减小,湿敏电阻阻值变大,由于衔铁被吸下的电流不变,根据I=知总电阻不变,所以需要减小控制电阻R的阻值。
故答案为:(1)铁;(2)变小;(3)0.44;800;(4)60;减小控制电阻R的阻值。
24.【解答】解:(1)由题中信息知:当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递;热传递的条件是有温度差,电压是形成电流的原因,热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中电压;
(2)由R=可知,同样形状的材料,导热系数越大,热阻越小;
(3)由R=可知,当热量从左向右流动时,铝块的热阻为:R1==,
热量从下向上流动时,铝块的热阻为:R2==,
则R1<R2;
(4)设虚线处的温度为t,墙壁的横截面积为S,由题意可知,从外侧传到内虚线处的热量为:Q1===,
从虚线处传到内侧环境的热量为:Q2===,
因为热量在墙壁中稳定地流动,故有Q1=Q2,即:
=,
解得:t=t0;
设墙壁外侧到内侧的热阻为R,由题意知,墙壁外侧环境温度为t0,内侧环境温度为时,单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0,则有:Q0==,
若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为,则单位时间内传到内侧墙壁的热量为:Q===1.4Q0。
故答案为:(1)温度差;电压;(2)越小;(3)<;(4)t0;1.4Q0。
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