2023-2024学年湖南师大附中梅溪湖中学九年级(上)质检物理试卷(12月份)(含解析)
展开1.关于下列物理量的估测,正确的是( )
A. 家用空调的额定电功率约为10W
B. 家用日光灯的额定电流约为0.2A
C. 家用电冰箱的额定功率约为2000W
D. 1度电可供“220V;40W”的白炽灯正常工作2.5h
2.下列家用电器中,主要将电能转化为内能的是( )
A. 电风扇B. 电冰箱C. 电热水器D. 电视机
3.下列情况中,属于防止电热危害的是( )
A. 用电熨斗熨烫衣服B. 用电饭锅煮饭
C. 冬天用电暖气取暖D. 电脑机箱内有小风扇
4.一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法正确的是( )
A. 电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
B. 该电能表的额定最大电流为10A
C. 该电能表应该在110V的电路中使用
D. 该电能表的表盘转600圈消耗的电能是31.6kW⋅h
5.如图所示,A、B是由同种材料制成的导体,二者长度相等,但A比B的横截面积大,当开关闭合后,在相同时间内,下列说法正确的是( )
A. 导体A、B的电阻RA>RB
B. 通过导体A、B的电流IA>IB
C. 导体A、B两端的电压UA=UB
D. 电流通过导体A、B所做的功WA
A. S1、S2是“紧急制动开关”,S3是“感应开关”
B. 有人乘坐时,S1、S2、S3均闭合
C. 有人乘坐时,电动机两端电压小于电阻R两端电压
D. 无人乘坐时,电阻R可以起到节约电能的作用
7.小明的家里,已有两盏灯正常发光,如果再使用一个电水壶,则该电路的( )
A. 总功率变大B. 总电流变小C. 总电阻变大D. 总电压变大
8.将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A. 大于3WB. 等于3WC. 小于3WD. 无法确定
9.如图所示是电阻RA和RB的I−U图像,由图像可知( )
A. RA>RB
B. 若将A、B串联接入电路,闭合开关后,它们两端的电压UA:UB=2:1
C. 若将A、B并联接入电路,闭合开关后,干路电流为0.9A时,电源电压是6V
D. 若将A、B串联接入电路,闭合开关后,相同时间它们消耗的电能WA:WB=1:2
10.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,再闭合S2,电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后,相同时间内R1、R2消耗的电能之比是( )
A. 3:4
B. 4:3
C. 7:3
D. 4:7
二、多选题:本大题共2小题,共6分。
11.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数不变,电流表A1示数不变
B. 电压表示数变大,电流表A2示数变大
C. 电压表示数不变,两个电流表示数的差变大
D. 电压表示数不变,电压表与电流表A2示数的比值不变
12.如图所示电路,电源电压4.5V,灯泡L规格“3V 1.5W”,定值电阻R=9Ω,滑动变阻器R′标有“24Ω 0.5A”字样,电压表接0~3V量程,电流表接0~0.6A量程(忽略灯泡电阻随温度变化),保证安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的取值范围是3Ω~12Ω
B. 闭合S、S1,断开S2,电流表的变化范围0.25A~0.5A
C. 闭合S、S2,断开S1,电路的最大功率为2.7W
D. 闭合S、S2,断开S1,电阻R的最小电流约为0.14A
三、填空题:本大题共5小题,共22分。
13.(1)图1中,电能表的示数为______ kW⋅h。
(2)图2中,电阻箱的示数为______ Ω。
14.奕文家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的数字显示为33836,若当地电价0.6元/(kW⋅h),则5月份他家应交电费______ 元;奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表转盘转了72转,则这个家用电器可能是______ (选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
15.如图,在测量电阻实验中,电阻R0=10Ω。闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端,电压表示数为6V,将S2切换到b端,电压表示数为2V,则电源电压为______ V,电阻Rx的阻值为______ Ω,1min电流对R0做功______ J。
16.如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的______ 效应实现高温封口,3s内产生的热量为______ J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以______ (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
17.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为______V,当滑片P滑到b端时,R1的消耗的电功率为______W。
四、实验探究题:本大题共4小题,共30分。
18.小明和小华通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。
(1)小明采用了如图电路进行实验,其中电源电压4.5V、定值电阻阻值5Ω、最大阻值为10Ω和30Ω的滑动变阻器各一只;
①当他准备闭合开关时,小华拦住了他,说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导线打“×”,并用笔画一根正确连接的导线;
②正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验,实验中滑动变阻器的主要作用:一是保护电路;二是______ (选填“A.改变定值电阻两端的电压”、“B.使定值电阻两端电压不变”);
③实验数据记录如表一:
实验时发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到1.0V,说明他选用的滑动变阻器的最大阻值是______ (选填“10Ω”或“30Ω”)。换用另一只滑动变阻器后完成了实验。
表一:
(2)小华利用小明的实验电路继续实验,在“探究电流与电阻的关系”时,分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路,记录数据如表二。当他用5Ω的电阻进行实验后,再换10Ω的电阻接入电路,移动滑片,直到电压表示数达到______ V。
表二:
19.物理课上,同学们分成若干小组完成“伏安法测电阻”实验,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、“3.8V 0.4A”的小灯泡若干、未知阻值的定值电阻若干、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)潘建奇同学用小灯泡作为待测导体,接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图甲中滑动变阻器的______ (选填“A”或“B”)接线柱上了。
(2)苏雅善同学,按如图乙所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图丙所示,则此次测量被测电阻Rx= ______ 。
(3)叶哲轩同学,按照如图乙所示电路正确连接电路,进行多次实验,实验数据记录在表格中,根据实验数据判断哲轩选择的待测导体是______ (填“定值电阻”或“小灯泡”)。
(4)黄心悦同学的电流表坏了无法读数,她设计了如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1;
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式为:Rx= ______ (用R0、U1、U2表示)。
20.小明利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率,其中器材有:2节新干电池,额定电压为2.5V的小灯泡,其电阻约为10Ω,“20Ω 0.5A”的滑动变阻器,已调零准确的电流表和电压表、开关、若干导线。
(1)小明按照如图甲所示正确步骤操作,闭合开关后发现灯不亮,紧接着他下一步操作应该是______ ,观察小灯泡是否发光。
(2)某次实验中,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______ W。
(3)若小灯泡在正常发光一段时间后烧坏了,小亮立刻断开开关,换用规格为“2.5V 1W”的小灯泡去替换已经烧坏的小灯泡,再次闭合开关,此时电流表的示数可能是______ 。
21.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流产生的热量与______ 的大小的关系,通电一段时间后,______ (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(2)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与______ 的大小的关系,电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等,为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,R3应选用______ (从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻)。
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.如图所示,将标有“6V 3.6W”的小灯泡与规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器及电流表串联后接到6V的电源上(提示:灯丝电阻随温度而变化),求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常工作2min,消耗的电能。
(3)闭合开关S,将变阻器的滑片移到最右端B点时,电流表的示数为0.4A,求此时小灯泡的实际功率。
23.课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,R0是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝R0产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至P0,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA;
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为U1和U2,U1>U2,U2=165V,但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A.家用空调的额定电功率约为1000W,故A错误;
B.家用日光灯的额定功率是40W,根据P=UI可知,额定电流约为0.2A,故B正确;
C.家用电冰箱的额定功率约为200W,故C错误;
D.根据W=Pt可知,1度电可供“220V;40W”的白炽灯正常工作的时间是t=WP=1kW⋅h40×10−3kW=25h,故D错误。
故选:B。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
对日常生活中的电流、电压、电能和功率等进行准确的估测,是要求初中学生掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
2.【答案】C
【解析】解:
A、电风扇工作时主要把电能转化为机械能,故A错误;
B、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能,故B错误;
C、电热水器工作时主要把电能转化为内能,故C正确;
D、电视机主要是电能转化为声能和光能,故D错误。
故选:C。
电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程,用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程。
本题考查了用电器工作时能量的转化情况,知道各电器的工作原理与能量的转化方向即可解题。
3.【答案】D
【解析】解:A、用电熨斗熨烫衣服是利用电热来工作的,属于电热利用,故A不合题意;
B、用电饭锅煮饭是利用电能转化为内能来给食物加热,属于电热利用,故B不合题意;
C、冬天用电暖气取暖是利用电能转化为内能的,属于电热利用,故C不合题意;
D、电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉,属于防止电热危害,故D符合题意。
故选:D。
逐一分析每个选项,找出防止电热给我们带来危害的选项。
本题主要考查对电热的应用及预防措施的了解。用电器工作时如果温度过高,会造成危害,要考虑如何散热。
4.【答案】A
【解析】解:A.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表,故A正确;
B.10A(20)表示额定电流为10A,一段时间允许通过的最大电流(额定最大电流)为20A,故B错误;
C.电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用,故C错误;
D.600r/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表上的转盘转过600转,故D错误。
故选:A。
(1)电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表;
(2)10A(20)表示标定电流为10A,额定最大电流为20A;
(3)“220V”表示电能表正常工作时的电压;
(4)600r/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表上的转盘转过600转。
本题考查了学生对电能表相关参数的理解和掌握,难度不大,属于基础题目。
5.【答案】D
【解析】解:A、导体A、B是同种材料、长度相等,由图可知,导体A的横截面积大于导体B的横截面积,根据影响导体电阻大小的因素可知,导体A的电阻RA小于导体B电阻RB,即RA
C、根据U=IR可知,导体A两端的电压UA=IARA,导体B两端的电压UB=IBRB,由于IA=IB,RA
(1)根据影响导体电阻大小的因素可得出导体A、B电阻的大小关系;
(2)由图可知,导体A、B串联接入电路,根据串联电路电流规律可得出通过导体A、B的电流大小关系;
(3)根据U=IR可得出导体A、B两端的电压大小关系;
(4)根据W=UIt可得出电流通过导体A、B所做的功的大小关系。
本题主要考查串联电路电流、电压规律的应用,欧姆定律的应用,电功公式的应用,其中得出导体A、B电阻的大小关系是解题的关键。
6.【答案】C
【解析】解:A、电路分析电路中开关S1、S2,在干路中,断开其中任何一个,都可以断开整个电路,电动机不工作,所以 S1、S2是紧急制动开关;S3与电阻R并联,S3闭合会把电阻R短路,使电路中电阻变小,电流变大,电动机的转速变大,则S3是感应开关,故A不符合题意。
BC、有人乘坐时,S1.S2、S3都闭合,电阻R被短路,自动扶梯高速运行,所以R两端电压为0,故C符合题意,B不符合题意;
D、无人乘坐时,S1、S2闭合,S3断开,电阻R串联在电路中,电路中电流较小,由W=Pt=UIt可知电能消耗少,电梯低速运行,故D不符合题意。
故选:C。
A、电路分析电路中开关S1、S2,在干路中,断开其中任何一个,都可以断开整个电路,电动机不工作,所以 S1、S2是紧急制动开关;S3与电阻R并联,S3闭合会把电阻R短路,使电路中电阻变小,电流变大,电动机的转速变大,则S3是感应开关。
BC、有人乘坐时,S1.S2、S3都闭合,电阻R被短路,自动扶梯高速运行;
D、无人乘坐时,S1、S2闭合,S3断开,电阻R串联在电路中,电路中电流较小,由W=Pt=UIt可知电能消耗少。
本题考查了电路分析,属于基础题。
7.【答案】A
【解析】解:B、由并联电路电流的特点可知,总电流等于两盏灯中电流加上热水壶中的电流,故总电流变大,故B错误;
C、知道电路中的总电流变大,则由欧姆定律的公式变形R=UI可知,电路中的总电阻变小,故C错误;
D、并联电路各支路两端的电压不变,且等于电源电压,即电路两端的总电压不变,故D错误;
A、电路两端的总电压不变,而总电流变大,则由电功率的计算公式P=UI可知,总功率变大,故A正确。
故选:A。
由家庭电路的连接特点可知用电器并联在电路中,则由并联电路的特点,并结合欧姆定律和电功率可知哪一个量发生了变化。
家庭电路中用电器均为并联,故并联的越多电路中的总电阻越小,干路电流越大,功率越大。
8.【答案】B
【解析】解:灯泡的电阻为:
RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω;
灯泡和电阻串联后接到12V的电源上时,电路中的电流:
I=UR+RL=12V12Ω+12Ω=0.5A;
根据P=I2R可得,灯泡的实际电功率为:
PL实=I2RL=(0.5A)2×12Ω=3W。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
已知灯泡的额定电压和额定功率,可利用公式RL=UL2PL求出其电阻,再根据电阻的串联特点和欧姆定律求出灯泡和电阻串联后电路中的电流,最后根据P=I2R求出灯泡的实际功率,据此选出正确选项。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,是一道较为简单的计算题。
9.【答案】D
【解析】解:(1)由图象可知,电阻RA和RB的I−U图象是正比例函数,则两电阻是定值电阻,
当UA=UB=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,
由I=UR可得,两电阻的阻值分别为:
RA=UAIA=3V0.6A=5Ω,RB=UBIB=3V0.3A=10Ω,
则RA
将A、B串联接入电路时,通过它们的电流关系为IA:IB=1:1,
两电阻两端的电压之比为:
UA:UB=IRA:IRB=RA:RB=5Ω:10Ω=1:2,故B错误;
闭合开关后,由W=UIt得,相同时间它们消耗的电能之比WA:WB=UAIt:UBIt=UA:UB=1:2,故D正确;
(3)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,将A、B并联接入电路时,电路中的总电阻:
R=RARBRA+RB=5Ω×10Ω5Ω+10Ω=103Ω,
当干路电流为0.9A时,电源电压:
U=I′R=0.9A×103Ω=3V,故C错误。
故选:D。
(1)由图象可知,电阻RA和RB的I−U图象是正比例函数,则两电阻是定值电阻,根据图象读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值关系;
(2)将A、B串联接入电路时,通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比,利用W=UIt分析电功之比;
(3)将A、B并联接入电路时,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出干路电流为0.9A时电源电压。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
10.【答案】A
【解析】解:
由图知,只闭合S1时,R1单独接入电路,电流表测R1的电流,则I1=0.3A;
再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,
两只开关都闭合时,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然为I1=0.3A,
电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流为I2=0.4A,
由于并联电路各支路两端的电压相等,则U1=U2,所以,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为:W1W2=U1I1tU2I2t=I1I2=。
故选:A。
当只闭合S1时,R1单独接入电路;再闭合S2时,R1、R2并联;
已知电流表前后两次示数关系,可以得到通过两只电阻的电流,利用公式W=UIt比较消耗的电能。
此题考查了并联电路的特点和电能计算公式的应用,得到两个支路电流大小是解答此题的关键。
11.【答案】AC
【解析】解:由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压;
电源电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变,故B错误;
滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;因并联电路中各支路互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,两个电流表示数的差变大;
电压表V的示数不变,电流表A2示数变大,其比值变小;
综上所述,AC正确。
故选:AC。
由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压;
根据电源电压可知滑片移动时电压表V的示数变化,根据并联电路电流特点、欧姆定律可知电路中电流的变化,然后得出电压表示数与电流表示数的比值、差的变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
12.【答案】AB
【解析】解:AB、由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,
由P=U2R可知,灯泡L的电阻:RL=U2P=(3V)21.5W=6Ω,
由P=UI可知,灯泡的额定电流:IL=PLUL=1.5W3V=0.5A,
因电流表量程为0~0.6A,且滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,所以电路允许的最大电流为0.5A,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时滑动变阻器两端电压:Umin=U−UL=4.5V−3V=1.5V,
由I=UR可得,滑动变阻器接入电路的最小电阻:Rmin=UminImax=Ω;
当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端电压:UL′=U−Umax=4.5V−3V=1.5V,
忽略灯泡电阻随温度变化,此时电路最小电流:Imin=UL′RL=1.5V6Ω=0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:Rmax=UmaxImin=3V0.25A=12Ω,
显然滑动变阻器的取值范围是3Ω~12Ω,电流表的变化范围0.25A~0.5A,故AB正确;
C、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,
电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,
电路中的电流最大为I大=UR=4.5V9Ω=0.5A,小于0.6A,故电路安全,
电路的最大功率为P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,故C错误;
D、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;
当电压表示数为3V时,定值电阻R两端的电压UR=U−U滑=4.5V−3V=1.5V,电路中的电流为:
I=IR=URR=1.5V9Ω≈0.167A,故D错误。
故选:AB。
(1)由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2R可知灯泡的电阻;
根据P=UI求出灯泡的额定电流,结合滑动变阻器允许的最大电流、电流表的量程可知电路最大电流,再根据串联电路电压、电流规律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值和电流表的变化范围;
(2)由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律求得最大电流,与电流表量程比较,确定最大电流,根据P=UI得出电路的最大功率;
(3)由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小,根据串联电路电压规律和欧姆定律求出最小电流。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键能根据开关的不同状态确定电路的连接方式。
13.【答案】3183.6 2998
【解析】解:(1)由图1可知,电能表的表盘上显示的数字是31836,最后一位是小数,单位是kW⋅h,所以此电能表的示数为3183.6kW⋅h。
(2)由图2可知,电阻箱,×1000的位置对应的数是2,×100的位置对应的数是9,×10的位置对应的数是9,×1的位置对应的数是8,故电阻箱的示数是2998Ω。
故答案为:(1)3183.6;(2)2998。
电能表刻度盘读数注意:最后一位是小数位,两次读数之差就是这段时间内消耗的电能,单位是度(千瓦时);
电阻箱的读数方法:用各指针所指的示数乘以下面的倍数,然后将所有的数值相加,即为该电阻箱的读数。
本题考查电能表和电阻箱的读数方法,属于基础题目,难度不大。
14.【答案】120 空调
【解析】解:由图示电能表可知,4月底电能表读数是3183.6kW⋅h,5月底电能表读数是3383.6kW⋅h,
则5月份他家消耗的电能:W=3383.6kW⋅h−3183.6kW⋅h=200kW⋅h;
需交电费:0.6元/kW⋅h×200kW⋅h=120元;
720r/(kW⋅h)表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转动720r,
电能表转盘转了72转,该家用电器消耗的电能:
W=72720kW⋅h=0.1kW⋅h,
工作时间t=6min=0.1h,
该用电器的功率:
P=Wt=0.1kW⋅h0.1h=1kW=1000W,
因为用电器正常工作,所以用电器的额定功率等于1000W;
而空调功率在1000W左右,台灯的功率一般小于40W,电视机的功率在200W左右,所以这个家用电器可能是空调。
故答案为:120;空调。
电能表最后一位数字是小数位,由图示电能表读出电能表示数,两电能表示数之差是5月份所消耗的电能,根据电价计算应交电费;
720r/(kW⋅h)表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转动720r,求出电能表转72转消耗的电能,然后根据P=Wt求出用电器的功率,进而选择是哪种用电器。
本题考查了电能的计算以及电功率公式的应用,对电能表读数时,应知道最后一位是小数,明确电能表的单位是kW⋅h。
15.【答案】6 20 24
【解析】解:已知电阻R0与Rx串联,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端时,电压表测量总电压,所以电源电压U=6V;
将S2切换到b端时,电压表测量电阻R0两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,此时Rx两端的电压:Ux=U−U0=6V−2V=4V,
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,通过Rx电流:Ix=I0=I=U0R0=2V10Ω=0.2A;
由I=UR可知,电流Rx的阻值:Rx=UxIx=4V0.2A=20Ω;
电流对R0所做的功:W=U0I0t=2V×0.2A×1×60s=24J。
故答案为:6;20;24。
已知电阻R0与Rx串联,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端时,电压表测量总电压,即电源电压;
将S2切换到b端时,电压表测量电阻R0两端的电压,根据串联电路的电流、电压特点求出电阻Rx的阻值;
根据W=UIt求出电流对R0所做的功。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功公式的应用,确定电压表的测量对象是解题的关键。
16.【答案】热 75 增大
【解析】解:电流通过电阻,因为电流的热效应,电阻发热产生热量,温度升高,实现高温封口;
电阻产生的热量为:
Q=I2Rt=U2Rt=(5V)21Ω×3s=75J;
由公式Q=I2Rt=U2Rt可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值。
故答案为:热;75;增大。
当电流通过电阻时,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应;纯电阻电路产生的热量Q=I2Rt=U2Rt;若电压不变,则R越大产生的热量越少。
本题考查了电流的热效应及焦耳定律的计算公式的应用,属于基础考查,难度不大。
17.【答案】3 0.2
【解析】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器滑片P在a端时,则接入电路中的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知,I1=0.6A,
由I=UR可得,电源的电压:U=I1R1=0.6A×R1,
当滑动变阻器滑片P在b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2A,U2=2V,
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=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
因电源的电压不变,所以,0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压:U=I1R1=0.6A×5Ω=3V;
R1的消耗的电功率为:P=I22R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W。
故答案为:3;0.2。
(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可得出电源电压和R1的值;
(2)根据图乙读出滑片在b端时电路中的电流,根据P=I2R算出此时R1消耗的功率
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率公式的应用等知识,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
18.【答案】A 10Ω 2
【解析】解:(1)①图中电流表和定值电阻并联是错误的,改成串联接入电路,如图所示;
;
②探究电流与电压的关系,滑动变阻器的作用:滑动变阻器的作用除保护电路外,还起到改变定值电阻两端的电压的作用,故选A;
③由表一可知,电压和电流的比值为定值,实验所用定值电阻为5Ω,电源电压为4.5V,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值全部接入电路时,定值电阻两端电压最小,当定值电阻两端电压为1V时,滑动变阻器两端电压为4.5V−1V=3.5V,串联分压可知,5ΩRP=1V3.5V,解得Rp=17.5Ω;所以当滑动变阻器的最大阻值为10Ω,无论怎样调节滑动变阻器,定值电阻两端的电压都不可能达到1V;
(2)①根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压变大,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,使电压表示数仍为2V。
故答案为:(1)见上图;A;10Ω;(2)2。
(1)①电流表和定值电阻应该为串联接入电路;
②在研究导体中的电流与电压的关系时,要保持导体的电阻不变,利用滑动变阻器来改变导体两端的电压。
③滑动变阻器与电阻R串联,电源电压一定,由串联电路特点知,滑动变阻器电压越大,电阻两端电压越小,电压表示数越小;现在无论如何调节滑动变阻器都不能使R两端电压达到1V,可能是因为滑动变阻器分压太小造成的,根据题意由欧姆定律及串联电路特点求出滑动变阻器全部接入电路时,求出电阻R两端的电压,找出原因;
(2)①根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由此确定电压表的指针位置;由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
本题考查了电流与电压、电阻的关系实验。综合性较强。
19.【答案】A 8Ω 定值电阻 (U1−U2)R0U2
【解析】解:(1)接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小,当滑动变阻器接在A处时,电阻为0,符合要求,此外电路中有电流,说明开关闭合,实验前要求开关断开;
(2)由图可知电压表接入电路的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,
电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,
根据欧姆定律可得此次测量被测电阻为:
Rx=UI=Ω;
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,由表格数据考虑实验误差可知被测导体的电阻是不变的,所以这组同学选择的待测导体是定值电阻;
(4)③在①中,两电阻串联,电压表测电源电压;在②中,电路连接方式不变,电压表测定值电阻两端的电压,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则待测电阻的电压为:Ux=U1−U2,
由分压原理可得:U1−U2U2=RxR0,
未知电阻阻值的表达式为:Rx=(U1−U2)R0U2。
故答案为:(1)A;(2)8;(3)定值电阻;定值电阻的阻值不变;(4)②闭合开关S和S1,断开S2;③(U1−U2)R0U2。
(1)接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值为0,此外电路中有电流,说明开关闭合;
(2)根据电压表、电流表接入电路的量程和分度值读数,根据欧姆定律计算此次测量被测电阻的阻值;
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,据此分析即可;
(4)先测量出电源电压,通过开关的转换,用电压表测量出定值电阻的电压,由串联电路电压的规律得出待测电阻的电压,由分压原理得出未知电阻阻值的表达式。
本题考查了伏安法测量电阻,考查注意事项、电表读数、欧姆定律的灵活运用、灯泡电阻的特点以及特殊的方法测量电阻。
20.【答案】向左移动滑动变阻器滑片 0.6 C
【解析】解:(1)闭合开关,小灯泡不亮,可能是电路电阻太大,灯泡实际功率太小造成的,应移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光;
(2)由题知,灯泡两端的电压等于2.5V;由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,其读数为0.24A,
所以小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W;
(3)用规格为“2.5V 1W”的小灯泡替换已经烧坏的小灯泡,根据P=UI,换用这个灯的额定电流:
I′=P′U′=1W2.5V=0.4A,
根据P=U2R得,R=U2P,这个灯的电阻小于原来灯的电阻,故闭合开关后,根据分压原理,灯的实际电压小于2.5V,故实际电流小于0.4A;
根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,故电流大于0.24A,故再次闭合开关,此时电流表的示数可能是0.26A,故选:C。
故答案为:(1)向左移动滑动变阻器滑片;(2)0.6;(3)C。
(1)灯泡实际功率太小,灯泡可能不发光,根据实验现象分析应进行的实验操作;
(2)灯泡正常发光时两端电压等于额定电压,由图乙读出灯泡发光时的电流,由P=UI计算出额定功率;
(3)用规格为“2.5V1W”的小灯泡替换已经烧坏的小灯泡,根据P=UI,求出换用这个灯的额定电流;根据P=U2R,比较这个灯的电阻小于原来灯的电阻,根据分压原理比较灯的实际电压与2.5V的大小,得出实际电流的范围;根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,故电流大于0.24A,据此分析。
本题是测量小灯泡功率的实验,考查注意事项、故障分析、功率计算等知识。
21.【答案】电阻 右 电流 2Ω
【解析】解:(1)在甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,探究导体产生的热量与电阻的关系;甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多;
(2)图乙中,容器内电阻的阻值相同;右容器内一个电阻丝与容器外的一个电阻丝并联后再与左容器内一个电阻丝串联,根据串联、并联电路电流的规律,通过右容器内电阻丝的电流小于左容器内电阻丝的电流,故该装置探究的是电流产生的热量与电流有关;为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更小的,这样分流更多,R1和R2发热多少对比更明显,所以R2与R3的阻值不一定要相同,故R3应选用2Ω定值电阻;
故答案为:(1)电阻;右;(2)电流;2Ω。
(1)探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;
(2)根据装置中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,R3的作用是分流,且电阻越小,分流越多,根据控制变量法分析;根据并联电阻小于其中任一电阻,结合Q=I2Rt分析。
本题考查了对焦耳定律的认识和理解,要注意转换法和控制变量法的应用。
22.【答案】解:(1)由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流:
IL=PLUL=3.6W6V=0.6A,
由I=UR可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL=ULIL=6V0.6A=10Ω;
(2)由P=Wt可得,小灯泡正常工作2min消耗的电能:
W=Pt=3.6W×2×60s=432J;
(3)闭合开关S,将变阻器的滑片移到B端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电流表的示数为0.4A时,
串联电路中电流处处相等,则滑动变阻器两端的电压:
UR=IR=0.4A×10Ω=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U−UR=6V−4V=2V,
则灯泡的实际功率:
PL′=UL′I=2V×0.4A=0.8W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;
(2)小灯泡正常工作2min消耗的电能为432J;
(3)将变阻器的滑片移到B端时,小灯泡的实际功率为0.8W。
【解析】(1)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出正常发光时的电流,根据欧姆定律求出正常发光时的电阻;
(2)根据W=Pt求出小灯泡正常工作2min消耗的电能;
(3)将变阻器的滑片移到B端时接入电路中的电阻最大,又知道电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出此时小灯泡的实际功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用,要注意最后一问中灯泡的电阻是变化的。
23.【答案】熊:(1)S闭合后,电路中的电流为:
I=UR0=220V55Ω=4A;
(2)通电100s电热丝R0产生的热量为:
Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×100s=8.8×104J;
(3)方法一更节能。
两种方法的电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为:
P1=IA2(R0+RA);
在方法二中的电热箱的功率为:
P2=IB2R0,
因为两次电热箱内的电功率相等,即IA2(R0+RA)=IB2R0,得出IA
因为PA或B=UOB2R0=(55V)255Ω=55W,在方法一中IA=PA对BU=55W220V=0.25A,所以R0两端的电压U0A=IA×R0=0.25A×55Ω=13.75V,A接入的电热丝的阻值为:RA=UAIA=U−U0AIA=220V−Ω。
答:(1)闭合开关S后,电路中的电流为4A;
(2)通电100s电热丝R0产生的热量为8.8×104J;
(3)方法一更节能,新接入的电热丝的阻值为825Ω。
【解析】(1)S闭合后,根据欧姆定律算出电路中的电流;
(2)根据Q=I2Rt算出通电100s电热丝R0产生的热量;
(3)在方法一中的电热箱的功率为:P1=IA2(R0+RA);在方法二中的电热箱的功率为:P2=IB2R0,根据两次电热箱内的电功率相等列等式比较出两次电路中电流的关系,由U=IR比较出R0两次电压的关系,进而判断出RA和RB两端的电压的关系,根据U2=165V判断出UOB的大小;由P=U2R算出电热箱的功率,由P=UI算出在方法一中的电流,由欧姆定律算出R0两端的电压和A接入的电热丝的阻值。
本题考查了焦耳定律、欧姆定律以及电功率公式的应用,是一道综合题,有一定的难度。U/V
3.0
2.0
1.0
I/A
0.60
0.40
R/Ω
5
10
20
I/A
0.40
0.20
0.10
实验次数
1
2
3
4
电压/V
0.5
1
1.5
2
电流/A
0.1
0.18
0.28
0.4
电阻/Ω
5
5.6
5.4
5
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