内蒙古鄂尔多斯市康巴什实验中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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这是一份内蒙古鄂尔多斯市康巴什实验中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷,共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图与实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)如图所示,用不锈钢水壶在天然气灶上烧水,下列说法正确的是( )
A.水的内能是通过热传递的方式改变的
B.水的温度越高,水含有的热量越多
C.水沸腾后,继续加热水的内能不变
D.天然气燃烧越充分,热值越大
2.(3分)从能量转化的角度,对图中情景分析正确的是( )
A.图甲,火箭升空时,机械能转化为内能
B.图乙,电风扇转动时,机械能转化为电能
C.图丙,橙子供电时,化学能转化为电能
D.图丁,电动汽车充电时,电能转化为机械能
3.(3分)为方便居民日常生活,滨海县城多个小区配备了自动售货机,可通过手机扫码(闭合S1)或投币(闭合S2)两种方法启动电动机完成自动售货。当光线较暗时,光控开关S3自动闭合,灯泡开始照明。符合上述情境的电路设计是( )
A.B.
C.D.
4.(3分)在日常生活中,我们必须树立“注意安全,珍惜生命”的意识,下列选项中符合安全用电原则的是( )
A.有金属外壳的电器,金属外壳应该接地线
B.使用试电笔时,手不要接触笔尾的金属体
C.发现有人触电,应该迅速用手将他拉开
D.尽可能使用一个插座让多个大功率用电器同时工作
5.(3分)图甲是一款磁悬浮蓝牙音箱,可实现与手机的无线信息传递,底座内有如图乙所示电磁铁,通电后上面的磁体音箱会在底座产生的磁场作用下悬浮,下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁场说明磁能生电
B.通电后电磁铁的下端为N极
C.音箱悬浮利用了同名磁极相互吸引原理
D.音箱的工作原理与发电机原理相同
6.(3分)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片P位于中点,用一阻值为20Ω的电阻替换R1后,可能使电流表示数与替换R1前相同的做法是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P
B.增大电源电压,向左移动滑片P
C.减小电源电压,向右移动滑片P
D.减小电源电压,滑片P固定不动
7.(3分)图甲是定值电阻R和灯泡L的U﹣I图象,将该定值电阻R和灯泡L先后按图乙和丙两种方式接入电源电压相同的电路中,闭合开关,图乙中电流表示数为0.4A。下列的说法中正确的是( )
A.电源电压为6V
B.图乙中灯泡L的阻值为5Ω
C.图丙中PL:PR=1:1
D.图丙中电流表的示数为0.6A
二、填空题(本题包括3个小题,第8题3分,第9题3分,第10题4分,共10分)
8.(3分)如图是一个住宅户内的配电系统图,由图可知,空气开关Q与吊灯灯泡是 联的,当吊灯正常发光时,用试电笔接触P处的导线氖管 ,当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时, (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会迅速切断电流,对人身起到保护作用。
9.(3分)如图所示是演示点火爆炸实验装置,在演示前先给装置内喷少量的酒精,此过程中闻到酒精味,这一现象说明 。按动电火花发生器开关按钮,点火盒内的酒精被点燃,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ,这一过程与下列汽油机图 工作冲程的能量转化相同。
10.(4分)小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻触玻璃板,铁屑的排列如图所示。
(1)在实验中, (选填“可以”或“不可以”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
(2)若将电源的正负极对调,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况 (选填“会”或“不会”)改变。
(3)细铁屑之所以会有规律的排列,是因为被磁体 成无数个“小磁针”受到磁力的作用,经研究发现通电螺线管周围的磁场与 的磁场相似。
三、作图与实验题(本题包括4个小题,第11题4分,第12题5分,第13题6分,第14题6分,共21分)
11.(4分)小涵同学利用图甲装置研究“比较不同物质的吸热能力”。
(1)实验时在两个烧杯里装有 相同、初温不同的A、B两种液体。
(2)利用相同的酒精灯加热时,得到的实验数据如图乙所示,由图可知, 液体的吸热能力更强。
(3)若不考虑热量散失,则加热相同时间,A液体吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)B液体吸收的热量。已知A液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则B液体的比热容为 J/(kg•℃)。
12.(5分)如图甲是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是判断电路中电流的有无和 。
(2)实验时观察到现象如表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流。
(3)比较第4、6(或5、7)次实验可以得出 。
(4)利用上述实验原理可制成图乙中的 元件(选填“A”或“B”),若将灵敏电流计换成 ,则可探究磁场对电流的作用。
13.(6分)小明做“探究电流与电阻关系”实验,实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一只)、滑动变阻器(规格为“30Ω 0.5A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)请将图甲电路连接完整,要求闭合开关前滑动变阻器滑片移到如图所示的位置。
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,则可能故障原因是 。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,使定值电阻R两端的电压为 V。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,再次闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 端移动。
(5)将电阻依次接入电路实验,绘制得到如图乙所示的I﹣R图象。由此可知,导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 。
(6)另一小组同学认真研究数据后,发现小明不可能完成所有定值电阻的探究实验,你认为原因是: 。
14.(6分)在测量标有“2.5V”小灯泡电阻的实验中,如图甲是小丽同学连接好的电路。
(1)小涛同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可,请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 。
(3)小丽同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(4)最后小丽同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,小涛同学认为这样处理不正确,请你说明理由: 。
四、计算题(本题包括2个小题,第15题9分,第16题9分,共18分)
15.(9分)如图甲所示是模拟高速公路入口“超限超载”检测站升降检测设备的工作原理图。已知电源电压为14V,R1是定值电阻,起保护作用,R2是压敏电阻,其阻值随压力F变化的关系如图乙所示,压力表是由电压表改装而成。闭合开关后,当不放检测物时,电压表的示数为2V,当电路中电流达到40mA时,达到压力表的报警电压,触动另一电路报警器开始报警(图中未画出)。
(1)由图乙可知,不放检测物时,压敏电阻R2的阻值为 Ω。
(2)求R1的阻值为多少?
(3)报警器开始报警时,压敏电阻R2在30s消耗的电能?
(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,则检测的超载质量将 (选填“增大”或“减小”),请说明理由。
16.(9分)图甲是小妍家具有加热、保温两挡的电饭煲,图乙是其简化电路图,铭牌如表所示,其加热功率已模糊不清,已知电阻R2的阻值为396Ω,小妍想知道傍晚电饭煲是否能在额定功率下工作,她在电饭煲内加入一些水进行加热,她观察到电能表的表盘在2min内转过100转。求:
(1)保温挡工作时的额定电流。
(2)电饭煲的额定加热功率。
(3)电饭煲是否在额定功率下工作(通过计算说明)。
2022-2023学年内蒙古鄂尔多斯市康巴什实验中学九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括7个小题,每小题3分,共21分。每小题只有一个选项符合题意,请将答题卡上对应题目的答案标号涂黑)
1.(3分)如图所示,用不锈钢水壶在天然气灶上烧水,下列说法正确的是( )
A.水的内能是通过热传递的方式改变的
B.水的温度越高,水含有的热量越多
C.水沸腾后,继续加热水的内能不变
D.天然气燃烧越充分,热值越大
【解答】解:A、烧水的过程是通过热传递的方式改变水的内能,故A正确;
B、热量是一个过程量,不能说水含有的热量多,故B错误;
C、水沸腾时吸热,但温度不变,内能增大,故C错误;
D、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,所以,天然气燃烧越充分时,其热值不变,故D错误。
故选:A。
2.(3分)从能量转化的角度,对图中情景分析正确的是( )
A.图甲,火箭升空时,机械能转化为内能
B.图乙,电风扇转动时,机械能转化为电能
C.图丙,橙子供电时,化学能转化为电能
D.图丁,电动汽车充电时,电能转化为机械能
【解答】解:A、火箭升空时,燃料的化学能转化为内能,内能再转化为机械能,使火箭发生运动,故A错误;
B、电风扇主体是电动机,电动机工作时,消耗电能,得到机械能,电能转化为机械能,故B错误;
C、橙子能够供电,是电源,将化学能转化为电能,故C正确;
D、电动汽车充电时,电能转化为化学能,故D错误。
故选:C。
3.(3分)为方便居民日常生活,滨海县城多个小区配备了自动售货机,可通过手机扫码(闭合S1)或投币(闭合S2)两种方法启动电动机完成自动售货。当光线较暗时,光控开关S3自动闭合,灯泡开始照明。符合上述情境的电路设计是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由题意可知,通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货,
由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1和开关S2应并联共同控制电动机;
由题知,在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明,则灯泡与电动机并联能独立工作,且只由光控开关S3控制,
综上结合选项图可知,只有D图符合题意。
故选:D。
4.(3分)在日常生活中,我们必须树立“注意安全,珍惜生命”的意识,下列选项中符合安全用电原则的是( )
A.有金属外壳的电器,金属外壳应该接地线
B.使用试电笔时,手不要接触笔尾的金属体
C.发现有人触电,应该迅速用手将他拉开
D.尽可能使用一个插座让多个大功率用电器同时工作
【解答】解:
A、有金属外壳用电器的外壳用导线接地,即使外壳带了电,电流也会从接地导线流走,人体接触外壳就没有危险,故A符合安全用电原则;
B、使用试电笔时,人手不能接触笔尖,但必须接触笔尾金属体,故B不符合安全用电原则;
C、发现有人触电应及时切断电源,然后施救,故C不符合安全用电原则;
D、多个大功率用电器同时使用一个插座,会使干路中的电流过大,出现危险,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
5.(3分)图甲是一款磁悬浮蓝牙音箱,可实现与手机的无线信息传递,底座内有如图乙所示电磁铁,通电后上面的磁体音箱会在底座产生的磁场作用下悬浮,下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁场说明磁能生电
B.通电后电磁铁的下端为N极
C.音箱悬浮利用了同名磁极相互吸引原理
D.音箱的工作原理与发电机原理相同
【解答】解:A、底座通电后能产生磁场说明电能生磁,故A错误;
B、根据安培定则,通电后电磁铁的下端为N极,故B正确;
C、音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故C错误;
D、音箱的工作原理与电动机原理相同,故D错误。
故选:B。
6.(3分)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片P位于中点,用一阻值为20Ω的电阻替换R1后,可能使电流表示数与替换R1前相同的做法是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P
B.增大电源电压,向左移动滑片P
C.减小电源电压,向右移动滑片P
D.减小电源电压,滑片P固定不动
【解答】解:由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流。用一阻值为20Ω的电阻替换R1后,电路中的总电阻变大,根据I=可知电路中的电流变小,要使电流表示数与替换R1前相同,即使电流表示数变大,则应增大电源电压或向左移动滑片P,使变阻器接入电路的阻值变小。
综上可知,B符合题意。
故选:B。
7.(3分)图甲是定值电阻R和灯泡L的U﹣I图象,将该定值电阻R和灯泡L先后按图乙和丙两种方式接入电源电压相同的电路中,闭合开关,图乙中电流表示数为0.4A。下列的说法中正确的是( )
A.电源电压为6V
B.图乙中灯泡L的阻值为5Ω
C.图丙中PL:PR=1:1
D.图丙中电流表的示数为0.6A
【解答】解:A、由图乙可知,该电路为L和R的串联电路,电流表测电路中的电流;
闭合开关后,电流表示数为0.4A,即电路中的电流为I=0.4A,串联电路中电流处处相等,
由图甲可知,此时L两端的电压为UL=1V,R两端的电压为UR=2V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=UL+UR=1V+2V=3V,故A错误;
B、由欧姆定律可知此时灯L的电阻为:RL===2.5Ω,故B错误;
CD、图丙中灯泡和电阻并联接入电路,电流表测干路电流,
并联电路各支路两端电压相等,由图甲可知电源电压为3V时,通过灯泡和电阻的电流相等,都为0.6A,根据P=UI可知PL:PR=1:1,故C正确;
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表示数:I′=IL′+IR′=0.6A+0.6A=1.2A,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本题包括3个小题,第8题3分,第9题3分,第10题4分,共10分)
8.(3分)如图是一个住宅户内的配电系统图,由图可知,空气开关Q与吊灯灯泡是 串 联的,当吊灯正常发光时,用试电笔接触P处的导线氖管 发光 ,当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时, 漏电保护器 (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会迅速切断电流,对人身起到保护作用。
【解答】解:(1)由图可知,空气开关Q控制吊灯灯泡,因此空气开关Q与吊灯灯泡是串联;
(2)图中P处为火线,正常状况下,用试电笔接触P点氖管会发光;
(3)三孔插座的连接方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,因此图中M点为火线;漏电保护器只有在电路发生漏电或有人触电时才会切断电源,当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内火线,电流会从大地导走,此时漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用。
故答案为:串;发光;漏电保护器。
9.(3分)如图所示是演示点火爆炸实验装置,在演示前先给装置内喷少量的酒精,此过程中闻到酒精味,这一现象说明 分子在不停地做无规则运动 。按动电火花发生器开关按钮,点火盒内的酒精被点燃,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的热气对外 做功 ,这一过程与下列汽油机图 丙 工作冲程的能量转化相同。
【解答】解:闻到酒精的气味,说明酒精分子在不停地做无规则运动;
酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能;四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能;甲是排气冲程,乙是压缩冲程,丙是做功冲程,丁是吸气冲程,所以与丙冲程的能量转化相同。
故答案为:分子在不停地做无规则运动;做功;丙。
10.(4分)小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻触玻璃板,铁屑的排列如图所示。
(1)在实验中, 不可以 (选填“可以”或“不可以”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
(2)若将电源的正负极对调,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况 不会 (选填“会”或“不会”)改变。
(3)细铁屑之所以会有规律的排列,是因为被磁体 磁化 成无数个“小磁针”受到磁力的作用,经研究发现通电螺线管周围的磁场与 条形磁体 的磁场相似。
【解答】解:
(1)铜是非磁性物质,在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布;
(2)只改变电流方向,则磁场方向发生改变,但磁感线的形状不变,将电源的正负极对调后,铁屑的分布情况不改变;
(3)细铁屑在磁场中会被磁化为无数个小磁针,所以铁屑会有规律的排列;通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
故答案为:(1)不可以;(2)不会;(3)磁化;条形磁体。
三、作图与实验题(本题包括4个小题,第11题4分,第12题5分,第13题6分,第14题6分,共21分)
11.(4分)小涵同学利用图甲装置研究“比较不同物质的吸热能力”。
(1)实验时在两个烧杯里装有 质量 相同、初温不同的A、B两种液体。
(2)利用相同的酒精灯加热时,得到的实验数据如图乙所示,由图可知, B 液体的吸热能力更强。
(3)若不考虑热量散失,则加热相同时间,A液体吸收的热量 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)B液体吸收的热量。已知A液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则B液体的比热容为 4.2×103 J/(kg•℃)。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故实验时在两个烧杯里装有质量相同、初温不同的A、B两种液体。
(2)根据图乙可知,升高30℃,A、B的加热时间分别为8min和16min,由转换法,对应的吸热之比为1:2,根据比较吸热能力的方法,故可知B的吸热能力强,比热容大;
(3)若不考虑热量散失,则加热相同时间,由转换法,A液体吸收的热量等于B液体吸收的热量;
根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,A液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则B液体的比热容为
c=2×2.1×103J/(kg•℃)=4.2×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)质量;(2)B;(3)等于;4.2×103。
12.(5分)如图甲是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是判断电路中电流的有无和 电流的大小和方向 。
(2)实验时观察到现象如表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中会产生感应电流。
(3)比较第4、6(或5、7)次实验可以得出 当导体的运动方向不变时,感应电流的方向与磁场的方向有关 。
(4)利用上述实验原理可制成图乙中的 B 元件(选填“A”或“B”),若将灵敏电流计换成 电源 ,则可探究磁场对电流的作用。
【解答】解:(1)在“探究产生感应电流的条件”的实验中,实验中灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流、判断产生感应电流的方向、大小;
(2)由表中的实验记录可知,在电路闭合时,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流计指针才偏转,说明此时电路中产生电流,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这种现象叫做电磁感应现象。
(3)比较第4、6(或5、7)次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,当导体的运动方向不变时,导体中感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)在此实验过程中,能量转化情况是机械能转化为电能,利用这一原理,可制成图乙中的动圈式话筒。
若将灵敏电流计换成电源,则可探究磁场对电流的作用。
故答案为:(1)电流的大小和方向;(2)切割磁感线;(3)当导体的运动方向不变时,感应电流的方向与磁场的方向有关;(4)B;电源。
13.(6分)小明做“探究电流与电阻关系”实验,实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一只)、滑动变阻器(规格为“30Ω 0.5A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)请将图甲电路连接完整,要求闭合开关前滑动变阻器滑片移到如图所示的位置。
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,则可能故障原因是 定值电阻R断路 。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,使定值电阻R两端的电压为 2.5 V。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,再次闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 右 端移动。
(5)将电阻依次接入电路实验,绘制得到如图乙所示的I﹣R图象。由此可知,导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 反比 。
(6)另一小组同学认真研究数据后,发现小明不可能完成所有定值电阻的探究实验,你认为原因是: 滑动变阻器的最大阻值太小 。
【解答】解:(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处连接电路,由图可知,滑片在最右端,所以滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
;
(2)电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的滑动变阻器短路,或者与电压表并联的定值电阻R断路了;
(3)由图象可知,定值电阻R两端的电压:UV=IR=0.1A×25Ω=…=0.5A×5Ω=2.5V;
(4)根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变;
(5)由图象可知,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:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(6)定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.4×25Ω=35Ω>30Ω,因此小明不可能完成所有定值电阻的探究实验的原因是滑动变阻器的最大阻值太小。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻R断路;(3)2.5;(4)右;(5)反比;(6)滑动变阻器的最大阻值太小。
14.(6分)在测量标有“2.5V”小灯泡电阻的实验中,如图甲是小丽同学连接好的电路。
(1)小涛同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可,请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 电流表指针未调零 。
(3)小丽同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示为 0.18 A,则此时小灯泡的电阻约为 8.3 Ω。
(4)最后小丽同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,小涛同学认为这样处理不正确,请你说明理由: 灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
【解答】解:(1)原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在测小灯泡电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,其原因可能是电流表指针未调零;
(3)当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.18A,则此时小灯泡的电阻约为:R==≈8.3Ω;
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,求小灯泡电阻的平均值没有意义,故乙同学认为这样处理不正确。
故答案为:(1)见解答图;(2)电流表指针未调零;(3)0.18;8.3;(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化。
四、计算题(本题包括2个小题,第15题9分,第16题9分,共18分)
15.(9分)如图甲所示是模拟高速公路入口“超限超载”检测站升降检测设备的工作原理图。已知电源电压为14V,R1是定值电阻,起保护作用,R2是压敏电阻,其阻值随压力F变化的关系如图乙所示,压力表是由电压表改装而成。闭合开关后,当不放检测物时,电压表的示数为2V,当电路中电流达到40mA时,达到压力表的报警电压,触动另一电路报警器开始报警(图中未画出)。
(1)由图乙可知,不放检测物时,压敏电阻R2的阻值为 600 Ω。
(2)求R1的阻值为多少?
(3)报警器开始报警时,压敏电阻R2在30s消耗的电能?
(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,则检测的超载质量将 增大 (选填“增大”或“减小”),请说明理由。
【解答】解:(1)由图乙可知,不放检测物时,压敏电阻R2的阻值为600Ω;
(2)当不放检测体时,电压表示数为2V,此时压敏电阻R2两端的电压为:
U2=U﹣U1=14V﹣2V=12V,
电路中的电流为:
I=I1=I2===0.02A,
所以R1的阻值为:
R1===100Ω;
(3)由I=得报警器开始报警时电路的总电阻为:
R===350Ω,
压敏电阻R2的阻值为:
R2=R﹣R1=350Ω﹣100Ω=250Ω,
压敏电阻R2在30s消耗的电能为:
Q=I2R2t=(0.04A)2×250Ω×30s=12J;
(4)电源电压降低,报警电流仍为40mA,根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小,根据串联电路电阻规律可知压敏电阻的阻值将减小,由图乙可知,压敏电阻所受压力更大,物体的质量更大。
故答案为:(1)600;
(2)R1的阻值为100Ω;
(3)报警器开始报警时,压敏电阻R2在30s消耗的电能为12J;
(4)增大。
16.(9分)图甲是小妍家具有加热、保温两挡的电饭煲,图乙是其简化电路图,铭牌如表所示,其加热功率已模糊不清,已知电阻R2的阻值为396Ω,小妍想知道傍晚电饭煲是否能在额定功率下工作,她在电饭煲内加入一些水进行加热,她观察到电能表的表盘在2min内转过100转。求:
(1)保温挡工作时的额定电流。
(2)电饭煲的额定加热功率。
(3)电饭煲是否在额定功率下工作(通过计算说明)。
【解答】解:(1)根据P=UI得保温挡工作时的额定电流为:
I===0.5A;
(2)由电路图知,S断开时两电阻串联,电路中电阻较大,由P=UI=可知,功率较小,电饭锅为保温状态,
当S闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,由P=UI=可知,功率较大,电饭锅为加热状态,
由P=UI=可得R1、R2的总电阻为:
R总===440Ω,
R1的电阻为:
R1=R总﹣R2=440Ω﹣396Ω=44Ω,
电饭煲的额定加热功率为:
P加热===1100W;
(3)“3000r/(kW•h)”表示电路每消耗1kW•h电能,电能表转盘转3000r,
只让电饭煲在“保温”状态下工作,转盘在2min内转了100r,则电饭锅消耗的电能为:
W==kW•h,
电饭锅处于“保温”状态时的功率为:
P保温′===1kW=1000W<1100W,所以电饭煲是不在额定功率下工作。
答:(1)保温挡工作时的额定电流为0.5A;
(2)电饭煲的额定加热功率为1100W;
(3)电饭煲不在额定功率下工作。
次数
磁体放置方式
导体AB 运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻R/Ω
11.4
10.0
7.1
4.2
×××牌电饭煲
额定电压
220V
保温功率
110W
加热功率
?
次数
磁体放置方式
导体AB 运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻R/Ω
11.4
10.0
7.1
4.2
×××牌电饭煲
额定电压
220V
保温功率
110W
加热功率
?
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