2022-2023学年河北省石家庄市铜冶区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列数据最符合实际情况的是( )
A. 适宜人饮用的温水温度约为70℃B. 一节新干电池的电压为2V
C. 家用电冰箱功率大约2000WD. 家用空调的电流可以达到5A
2.有关分子热运动,下列说法正确的是( )
A. 尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
B. 用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子之间有间隙
C. 将两块表面平滑的铅块压紧后,它们会粘在一起,说明分子间有引力
D. 由于液体能够流动,而固体不能流动,所以固体分子是静止的
3.随着天气变冷,人们采用了不同的方式取暖,其中在改变物体内能的方式上与其它三项不同的是( )
A. 跺脚取暖B. 烤火取暖
C. 暖贴取暖D. 哈气暖手
4.通常情况下,下列都属于导体的一组物质是( )
A. 铝、石墨、陶瓷、铅B. 铁、铜、大地、食盐水
C. 水银、锡箔、橡胶、镍D. 铜、塑料、人体、黄金
5.关于电阻下列说法错误的是( )
A. 导体的电阻越大,导体对电流的阻碍作用就越大
B. 导体的电阻越大,接入电路中产生的热量就一定越多
C. 导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
D. 家庭电路中使用的电热锅的额定功率越大,发热板的电阻就越小
6.关于“探究电流与电阻的关系”和“伏安法测电阻”两个实验,下列说法中正确的是( )
A. 都采用了控制变量的研究方法B. 多次测量的目的是相同的
C. 实验电路图是相同的D. 使用滑动变阻器的目的是完全相同的
7.如图所示,电源电压和电灯L的电阻均保持不变。当开关S闭合后,在变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大
B. 电灯L的亮度变暗
C. 电流表A1的示数变小
D. 电流表A2的示数不变
8.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压是12V
B. 若定值电阻R断路时,电流表示数为0,电压表示数为0V
C. 滑动变阻器的阻值范围是0∼18Ω
D. 定值电阻R的阻值是6Ω
9.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数会变小。则下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的下端为N极
B. 电源右端为“-”极
C. 抽去铁芯,弹簧测力计示数增大
D. 断开开关,弹簧测力计示数为零
10.如所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
11.要想使一台直流电动机的转速增大一些,下列方法中不可能达到目的的是( )
A. 增大线圈中的电流
B. 更换电源,用电压较高的直流电源
C. 再增加一个磁体,使该磁体产生的磁场与原有的磁场方向一致
D. 将磁体的磁极对调一下
12.如图所示是一些与安全用电相关的现象,其中说法正确的是( )
A. 湿手可以拔、插用电器插头
B. 电冰箱的金属外壳接地可防止触电
C. 有电危险警示牌提醒我们安全电压为220V
D. 甲情况漏电保护器不起作用,乙情况漏电保护器起作用切断电路,从而保护人身安全
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
13.小亮同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。已知压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。以下电路不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,电源电压恒为4V,电压表量程为“0∼3V”,电流表量程为“0∼0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,小灯泡L标有“”的字样,灯丝电阻不变。若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数变化范围为0∼0.5A
B. 电压表示数变化范围为1.5V∼3V
C. 小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W∼1.25W
D. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为5Ω∼15Ω
15.如图甲所示电路图中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,调节滑动变阻器R2的阻值,使滑片从a端向b端滑动,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙,下列说法正确的是( )
A. R1的阻值为10ΩB. 滑动变阻器所消耗的最大功率为0.9W
C. 电源电压为6VD. 该电路消耗的最大电功率为0.9W
三、填空题:本大题共4小题,共8分。
16.ipad已成为了越来越多同学的新宠,它的彩色液晶显示屏上面极易“落”满灰尘,是因为带电体具有______的性质;它的集成电路的部分元件利用了______(选填“半导体”或“超导体”)材料;使用一段时间后,机壳会发烫,这是由于内部发热的元件通过______的方式使机壳的内能______的。
17.如图所示电路,电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S,甲、乙电压表的示数之比为1:3,则电阻R1:R2=______;断开开关S,仍要使R1和R2都能工作,甲、乙两处均只能接入______(选填“电流”或“电压”)表,此时甲、乙两表的示数之比为______。
18.图是测量______的仪表,该仪表的示数是______kW⋅h若家庭电路中只有一台热水器在工作,该表中的金属条在4min内转过240圈,则该热水器在这段时间内消耗的电能为______kW⋅h,实际功率为______W。
19.有一台电动机,额定电压3V,额定电流1A,电动机线圈电阻0.5Ω.这台电动机正常工作1min,消耗的电能为______ J。
四、作图题:本大题共1小题,共2分。
20.如图甲所示是家用插线板。在图乙中画出插线板内部开关和两插座的连线,并接入家庭电路,要求:
①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断;
②开关接通时两插座都能提供220V电压。
五、实验探究题:本大题共2小题,共12分。
21.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材想进行试验,电源电压6V恒定不变。
(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是______。
(2)按照电路图连接实物时,开关应该处于______状态。闭合开关前滑片位于______(最左端/最右端)。
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是______。
(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,示数为______ A,小灯泡正常工作时的电阻是______Ω。
(5)实验中有两个滑动变阻器分别为“10Ω0.5A”滑动变阻器A和“5Ω1A”的滑动变阻器B,为了完成本实验应选择______(填“A”或“B”)滑动变阻器。
(6)小丽完成实验后小明想继续实验,发现电压表0−15V量程已坏,如果想用现有的器材完成本实验,他应该进行的具体操作步骤是______。
22.如图所示,将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路,并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。
(1)让导体棒ab水平向左运动时,灵敏电流计指针向右偏转;导体棒ab水平向右运动时,指针向左偏转,说明感应电流的方向与______有关;
(2)让导体棒ab水平向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较小;导体棒ab水平向右快速运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大。说明感应电流的大小与______有关。
(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,电路中______感应电流产生;
(4)下列电器中,应用电磁感应原理制成的是______。
A.电铃;B.电风扇;C.动圈式话筒;D.动圈式扬声器。
六、计算题:本大题共3小题,共24分。
23.有一只小灯泡上标有“6V 3W”字样,若要把它接到9V电源上,为使其正常发光,应串联一个______ Ω的电阻。若通电10s,电流所做的功为______ J。
24.太阳能路灯的电源是由太阳能电池板和蓄电池构成。它能将太阳能转化为电能后给蓄电池充电,充电时电能被转化为化学能储存起来,夜晚再为路灯供电。设在一定时间内,太阳辐射到太阳电池板的能量为2.7×107J,求:
(1)这些能量与完全燃烧多少千克的煤放出的热量相当?(煤的热值为3.0×107J/kg)
(2)若这些能量经转化后,可供功率为35W的路灯工作60h,求该太阳能供电装置的能量转化效率。
25.如图所示,小灯泡L标有“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化,滑动变阻器标有“40Ω1A”字样,电流表的量程为0∼3A,电源电压保持不变。当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,闭合S、S1、S2,发现电流表的示数变化了1.3A。求:(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压;
(3)R0的阻值;
(4)当开关S、S1、S2都闭合,在保证电路安全前提下,电路消耗总功率的最小值和最大值。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.人的正常体温在37℃左右,适宜饮用的温水温度略高于体温,在40℃左右,故A不符合实际;
B.一节新干电池的电压为1.5V,故B不符合实际;
C.家用电冰箱工作电流在1A左右,其功率在P=UI=220V×1A=220W左右,故C不符合实际;
D.家用空调功率可达1100W,其工作电流可达I=PU=1100W220=5A,故D符合实际。
故选:D。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.【答案】C
【解析】解:A、尘土飞扬是机械运动,不是分子的运动,故A错误;
B、用手捏海绵,海绵的体积变小了,这是因为海绵内有很多空隙,里面充满了空气,不能说明分子之间有间隙,故B错误;
C、将两块表面平滑的铅块压紧后,它们会粘在一起,说明分子间有引力,故C正确;
D、固体不能流动,但固体分子也是不停运动的,故D错误。
故选:C。
一切物体的分子都在不停地做无规则运动,温度越高,分子的运动越剧烈,分子的运动肉眼看不到;
分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
本题综合考查了有关分子动理论的内容,属于基础知识,难度不大,要熟记。
3.【答案】A
【解析】解:A、跺脚取暖是通过做功使内能增加;
BCD、烤火取暖、暖贴取暖和哈气暖手都是通过热传递使内能增加的。
由此可知,A选项与其它三个选项在改变物体内能的方式上是不同的。
故选:A。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。做功的实质是能量转化的过程,即:内能和其他形式能的相互转化;热传递的实质是能量转移的过程,发生热传递的条件是有温度差。
本题考查了改变物体内能有两种方式,结合生活实际解决问题,比较简单。
4.【答案】B
【解析】解:
A、铝、石墨、陶瓷、铅中,陶瓷是很好的绝缘体,其它都是导体,故A错误;
B、铁、铜、大地、食盐水都是导体,故B正确;
C、水银、锡箔、橡胶、镍中,橡胶是很好的绝缘体,其它都是导体,故C错误;
D、铜、塑料、人体、黄金中,塑料是很好的绝缘体,其它都是导体,故D错误。
故选:B。
(1)容易导电的物体叫做导体,常见的导体有各种金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等;
(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,常见的绝缘体有橡胶、陶瓷、石蜡、沥青等。
本题考查了导体和绝缘体的区分,属于基础知识的考查,难度较小。
5.【答案】B
【解析】解:A、导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;故导体的电阻越大,导体对电流的阻碍作用就越大;故A正确;
B、根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量多少与电流、电阻、时间都有关,由于不知道电流和通电时间的关系,所以导体的电阻越大,接入电路中产生的热量不一定越多,故B错误;
C、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故C正确;
D、由P=U2R可得:发热板电阻R=U2P,电压U保持220V不变,若电功率越大,则电阻越小,故D正确。
故选:B。
(1)电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小;
(2)根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量多少与电流、电阻、时间都有关;
(3)导体的电阻是导体的一种性质,导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
(4)根据P=U2R可分析P的大小与R的大小关系。
本题考查对电阻概念的理解、导体电阻的影响因素、焦耳定律以及电功率公式的应用,是一道电学综合题,难度不大。
6.【答案】C
【解析】解:AB、探究电流跟电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电压不变,为得出普遍性的规律,要多次测量;
而伏安法测量电阻时,为提高测量的准确程度,减小误差,要多次测量取平均值,故AB错误;
C、两个实验的电路如下所示,
电路图是相同的,故C正确;
D、探究电流跟电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电阻的电压不变,故变阻器的作用是控制电阻的电压不变;
伏安法测量电阻时,要多次测量,故变阻器的作用是改变电阻的电压和通过的电流,故D错误。
故选:C。
探究电流跟电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电阻的电压不变,为得出普遍性的规律,要多次测量;
而伏安法测量电阻时,为提高测量的准确程度,减小误差,要多次测量取平均值,据此分析。
本题探究电流跟电阻的关系和伏安法测量电阻”两个实验对比,考查实验的相同和不同之处及多次测量的不同目的,为易错题。
7.【答案】C
【解析】解:因为电压表测的是电源电压,且电源电压不变,所以电压表示数不变;
当滑片从中点向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据I=UR可知,通过滑动变阻器的电流变小,而电流表A2与滑动变阻器串联,故电流表A2的示数变小;又因为灯泡两端的电压和电阻均不变,所以通过灯泡的电流不变,灯泡的亮暗不变;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,滑片从中点向下滑动时,干路电流减小,电流表A1的示数减小。
故选:C。
灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流;根据并联电路电流、电压特点和欧姆定律分析滑片P从中点向下滑动的过程中电流表示数的变化。
本题考查的是由滑动变阻器引起的变化电路的分析,分析的前提是先搞清楚电路的连接情况,然后再根据欧姆定律进行判断。
8.【答案】D
【解析】解:A、由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,故A错误;
B、当定值电阻R断路时,则串联电路断路,电流表示数为0,此时电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,其示数为9V,故B错误;
C、当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
则电路中的总电阻:R总=UI最小=9V0.5A=18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大=R总−R=18Ω−6Ω=12Ω,则滑动变阻器的阻值范围是0∼12Ω,故C错误;
D、由I=UR可得,定值电阻R的阻值:R=UI=9V1.5A=6Ω,故D正确。
故选:D。
(1)当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,根据图象读出最大电流和电压表的示数,据此可知电源的电压;
(2)当定值电阻R断路时,则串联电路断路,电压表相当于串联在电路中,测量电源电压;
(3)当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,根据图象读出电路中的最小电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值;滑动变阻器连入电路中的阻值最小时,电路中的电流最大,根据图象中的最大电流和对应电压值求出滑动变阻器连入电路的最小阻值;
(4)根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
9.【答案】C
【解析】解:
A、滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电阻变小,则电路中的电流变大,从而可以确定电磁铁的磁性变强;
而磁体的下端为N极,并且弹簧测力计的示数变小,异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,电磁铁的上端为N极。故A不符合题意。
B、电磁铁的上端为N极,下端为S极,由安培定则可知,电流电磁铁的下端流入,故电源右侧为正极,左端为负极。故B不符合题意。
C、抽去铁芯后,电磁铁的磁性变弱,而电磁铁的上端为N极,并且同名磁极相互排斥,对条形磁铁的排斥力减小,故弹簧测力计的示数将变大。故C符合题意。
D、断开开关,电路中没有电流,所以电磁铁磁性无磁性,即电磁铁对条形磁铁即不吸引也不排斥,但条形磁体有重力,故弹簧测力计有示数。故D不符合题意。
故选:C。
首先要明确电磁铁磁性强弱的影响因素:有无铁芯、电流大小、线圈匝数的多少。
A、首先判断出滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中电阻的变化,从而可以确定电路中电流大小的变化,再确定电磁铁磁性强弱的变化;知道磁体的下端为N极和弹簧测力计的示数变小,根据磁体间的相互作用规律,从而可以判断出电磁铁的磁极极性。判断A是否符合题意。
B、知道电磁铁的磁极极性,可利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向,从而可以确定电源的正负极。判断B是否符合题意。
C、首先判断出抽去铁芯后,电磁铁磁性强弱的变化,再根据磁体间的相互作用规律,可以确定弹簧测力计示数的变化。判断C是否符合题意。
D、电磁铁的磁性的有无可以通过电流的通断来控制,首先判断出断开开关,如何引起电流的变化,再判断出电磁铁磁性强弱的变化,可从而以确定弹簧测力计示数的变化。
本题考查了学生对电磁铁磁性强弱的影响因素、磁体间的相互作用规律、安培定则的理解和应用,都是基础内容,要想很好的解决此题,就需要学生很好地掌握这些基础知识。
10.【答案】B
【解析】解:充电鞋垫是利用电磁感应现象制成的,磁性转子旋转,切割磁感线,给鞋面上的充电电池充电;
A、闭合开关,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,与充电鞋垫原理无关,故A错误;
B、闭合开关,磁场中的导体做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,电流表指针发生偏转,与充电鞋垫原理相同,故B正确;
C、图中是奥斯特实验,是电流的磁效应,利用电来获得磁,与充电鞋垫原理无关,故C错误;
D、此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素,研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,与充电鞋垫的制成原理无关,故D错误。
故选:B。
充电鞋垫是利用电磁感应现象制成的,利用鞋跟起落驱动磁性转子旋转,切割磁感线,从而产生了感应电流,给电池充电;分析各选择项中设备的制成原理,得出结论。
此题考查了电磁感应、通电导体在磁场中受力运动、电流的磁效应、电磁铁磁性强弱的决定因素等知识点,根据题意明确充电鞋垫的制成原理是解决此题的关键。
11.【答案】D
【解析】解:A、增大线圈中通过的电流后,线圈受力将增大,线圈转动的速度将变大,故A可行;
B、增大电压后也可增大线圈中的电流,从而增大线圈受力,线圈转动的速度将变大,故B可行;
C、再增加一个磁体,使该磁体产生的磁场与原有的磁场方向一致,使原磁性更强,可以增大线圈受力,线圈转动的速度将变大,故C可行;
D、对调磁极只会将线圈受力反向,不会改变线圈受力的大小,线圈转动的速度将不变,故D不可行。
故选:D。
要解答本题需掌握:直流电动机的转速和磁场的强弱以及电流的强弱有关。
直流电机的原理为线圈在磁场中受力,故要想增大转速就应当增大线圈所受磁场力。
12.【答案】B
【解析】解:A、接在电路中的电源插头属于带电体,用湿手拔插头时,水属于导体,有可能使电流通过水传到人体上,使人体触电;故A说法错误;
B、金属外壳的用电器,外壳一定要接地,防止外壳漏电时发生触电事故,故B说法正确;
C、有电危险警示牌提醒我们:安全电压不高于36V,故C说法错误;
D、甲图中电流直接由人体流入大地,造成流过火线与零线的电流不相等,漏电保护器会自动断开,所以甲情况漏电保护器起作用;
乙图中电流从火线经过人体流回零线,人体相当于是一个用电器,则流过火线与零线的电流相等,不存在漏电,则漏电保护器不会自动断开,不能保护人身安全,会造成人体触电;故D说法错误。
故选:B。
(1)水属于导体;
(2)金属外壳的用电器,外壳一定要接地;
(3)安全电压不高于36V。
(4)漏电保护器原理就是检测火线和零线的电流,一般情况下火线电流应该与零线电流差不多,因为大致两个接入点可以看成串联关系。漏电保护器就是利用这个特性,当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地跑了。当单线触电时实际上就是人体加载在了火线和地线之间,火线电流大,零线电流小,漏电保护器工作。而当双线触电时实际上就是在负载上并联了一个人体,实际的火线电流和零线电流的差值并没有什么变化,所以会起不到保护作用。
本题考查了安全用电的常识,严防不该带电的物体带了电、本来绝缘的物体导了电,不接触低压带电体、不靠近高压带电体。
13.【答案】BD
【解析】解:A.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测干路电流;当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,由I=UR可知,干路中的电流增大,即电流表的示数增大,故A符合要求;
B.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测R0支路的电流;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以压力变化时电流表的示数不变,故B不符合要求;
C.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压;当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻分得的电压减小,由串联电路的分压特点可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C符合要求;
D.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测压敏电阻两端的电压;当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,由串联电路中电阻越小分得的电压越小可知,电压表的示数减小,故D不符合要求。
故选:BD。
①并联电路中各支路独立工作、互不影响,根据题意可知压力变化时压敏电阻阻值的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知两支路电流的变化;
②在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比。
本题考查的是电路设计问题,要明确:串联电路用电器两端电压与其阻值成正比;知道并联电路支路电流与其阻值成反比。
14.【答案】BC
【解析】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,
因串联电路总电压等于各分电压之和,所以,灯泡正常发光时电压表的示数U滑=U−UL=4V−2.5V=1.5V,
因1.5V<3V,没有超出电压表的量程,所以,电压表的最小示数为1.5V,则电压表的示数变化范围为1.5V∼3V,故B正确;
此时灯泡正常发光,即小灯泡的最大实际功率为1.25W,
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL=PLUL=,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程“0∼0.6A”,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流I大=IL=0.5A,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小=U滑I大=Ω;
(2)当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的实际功率最小,
电压表示数最大为3V时,灯泡两端的电压为:UL′=U−UV=4V−3V=1V,
灯泡的电阻:RL=ULIL=Ω,
此时通过电路的电流:I′=UL′RL=1V5Ω=0.2A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R滑大=UVI′=3V0.2A=15Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为3Ω∼15Ω,故D错误;
电流表示数变化范围为0.2A∼0.5A,故A错误;
灯泡的最小功率:PL小=(I小)2RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W,
所以,小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W∼1.25W,故C正确。
故选:BC。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,然后与电压表的量程相比较确定灯泡能正常发光,然后得出电压表的量程,根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(2)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的最小电流,进一步计算滑动变阻器接入电路的最大阻值,根据P=UI=I2R求出灯泡的最小功率,然后得出电压表、电路中电流和小灯泡的实际电功率变化范围。
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,关键是电路中最大和最小电流的确定。
15.【答案】ABC
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象可知,当滑动变阻器消耗的功率P1=0.8W时,其两端电压U1=2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,此时电路中的电流:
I1=P1U1=0.8W2V=0.4A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=UR可得,电源的电压:
U=I1R1+U1=0.4A×R1+2V
由图象可知,当滑动变阻器消耗的功率P2=0.5W时,其两端电压U2=5V,
此时电路中的电流:
I2=P2U2=0.5W5V=0.1A,
则电源的电压:
U=I2R1+U2=0.1A×R1+5V
可得,U=6V,R1=10Ω,故AC正确;
(2)由图象可知,当变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的最大示数U2′=5V,消耗的电功率P2′=0.5W,
由P=UI=U2R可得,
R2的最大阻值:
R2=(U2′)2P2′=(5V)20.5W=50Ω,
当变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中的电流:
I=UR1+R,
变阻器消耗的电功率:
P2=I 2R=(UR1+R)2R=U2(R1+R)2R=U2R12+2RR1+R2R=U2R12−2RR1+R2+4RR1R=U2(R1−R)2R+4R1,
当R2=R1=10Ω时,变阻器消耗的电功率最大,则P2大=U24R1=(6V)24×10Ω=0.9W,故B正确;
(3)当变阻器接入电路阻值为0时,电路消耗的功率最大,
则P大=U2R1=(6V)210Ω=3.6W,故D错误。
故选:ABC。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键,难点是滑动变阻器消耗最大功率的判断。
16.【答案】吸引轻小物体热传递 半导体 热传递 增加
【解析】解:
(1)彩色液晶显示屏上面极易“落”满灰尘,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)半导体材料有许多独特的功能,集成电路部分元件利用了半导体材料;
(3)机壳会发烫,这是由于内部发热的元件通过热传递的方式使机壳的内能增加。
故答案为:吸引轻小物体;半导体;热传递;增加。
(1)带电体可以吸引轻小物体;
(2)导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,半导体材料有许多独特的功能,根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件;
(3)改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
本题考查了与ipad有关的物理知识,具有一定的综合性,属于基础知识的考查,比较简单。
17.【答案】1:3 电流 3:1
【解析】解:
(1)在甲、乙两处分别接入电压表,当闭合开关S时,电路是串联电路,甲乙两电压表分别测量R1、R2的电压,由分压原理,电压之比等于电阻之比,所以U1:U2=R1:R2=1:3;
(2)由电路图可知,断开开关S后,如果两电表是电压表,两电阻被断路,两电阻都不能正常工作,要使R1和R2都能工作,甲乙两表应该是电流表,电路是并联电路,甲电流表测R2的电流,乙电流表测R1的电流,由于并联电路各支路电压相等,根据I=UR,故电流和电阻成反比:
I甲:I乙=I2:I1=R1:R2=1:3。
故答案为:1:3;电流;1:3。
(1)在甲、乙两处分别接入电压表,因电压表表内阻很大,相当于断路,据此分析电路的连接,由分压原理回答;
(2)若接入电压表,两电阻被断路,两电阻都不能正常工作,要使R1和R2都能工作甲乙两表应该是电流表,电流表内阻可视为零,接在电路中相当于短路,分析电路连接及电流表测量的电流,由并联电路各支路电压相等和I=UR可知电流和电阻成反比,据此求解。
本题考查考查并联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路结构的分析。
18.【答案】电功
【解析】解:
(1)电能表是测量电功(消耗电能)的仪表;电能表的示数为2013.6kW⋅h;
(2)2400r/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2400圈,
转盘转240圈消耗电能:
W=2402400kW⋅h=0.1kW⋅h,
该热水器的电功率:
P=Wt=0.1kW⋅h460h=1.5kW=1500W。
故答案为:电功;2013.6;0.1;1500。
(1)电能表是测量电功的仪表;电能表读数时,注意电能表的单位是kW⋅h,最后一位是小数;
(2)2400r/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2400转,从而可求转盘转240圈消耗的电能;知道时间,可求热水器的实际功率。
本题考查了学生根据电能表的参数测量用电器电功率的方法,首先理解参数的真正含义,根据转盘转动的圈数计算出用电器消耗的电能,根据电能和时间计算出功率,在计算过程中注意单位的统一。
19.【答案】180
【解析】解:这台电动机正常工作1min=60s,
电动机消耗的电能:
W=UIt=3V×1A×60s=180J。
故答案为:180。
已知电动机的额定电压、额定电流、通电时间,根据W=UIt求出消耗的电能。
本题考查了电能的计算,条件已知,比较简单。
20.【答案】解:根据家庭电路的连线规则和用电器的使用原则,连接电路如下图:
【解析】本题考查了家庭电路中插排的连接方法,注意开关的作用和三孔插座的接法是关键。
21.【答案】R=UI 断开 最右端 小灯泡短路 0.3810A将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数
【解析】解:(1)测小灯泡电阻的实验原理是R=UI;
(2)为保护电路,按照电路图连接实物时,开关应该处于断开状态。闭合开关前滑片位于阻值最大处,即最右端;
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,则电压表所测元件短路,其故障原因是小灯泡短路;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A,根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻RL=ULIL=Ω;
(5)灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U滑IL=6V−≈5.8Ω,为了完成本实验应选择A滑动变阻器;
(6)小丽完成实验后小明想继续实验,发现电压表0−15V量程已坏,如果想用现有的器材完成本实验,他应该进行的具体操作步骤是:将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数。
故答案为:
(1)R=UI;
(2)断开;最右端;
(3)小灯泡短路;
(4)0.38;10;
(5)A;
(6)将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数。
(1)测小灯泡电阻的实验原理是R=UI;
(2)为保护电路,按照电路图连接实物时,开关应该处于断开状态。闭合开关前滑片位于阻值最大处;
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,则电压表所测元件短路;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,据此得出示数为0.38A,根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻;
(5)灯泡正常发光时,根据欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的阻值,进而选择滑动变阻器的规格;
(6)可从“将电压表的0−3V量程与滑动变阻器并联”的角度考虑。
本题为测量小灯泡的电阻的实验,考查实验原理、注意事项、故障分析、欧姆定律的应用等知识。
22.【答案】导体运动方向 导体运动速度 无 C
【解析】解:(1)从已知条件可以看出,当导体ab的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。
故答案为:导体运动方向。
(2)ab切割磁感线的速度慢时,电流计的指针偏转角度较小;当ab快速运动时,电流计的偏转角度变大,这说明电路中的电流变大,所以可以看出感应电流的大小与导体的运动速度有关。
故答案为:导体运动速度。
(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,所以电路中没有感应电流产生。
故答案为:无。
(4)电铃是利用的电磁铁的性质,通电时有磁性,断电时无磁性。
电风扇可以转动,是因为它的主要构造是电动机,电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的。
动圈式话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动,带动线圈运动而切割磁感线,产生与振动相应的电流,然后再通过扬声器还原成声音。是根据电磁感应原理工作的。
动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流,从而使它受磁场的力忽大忽小,所以引起膜片的振动,而产生声音,它是利用电流在磁场中受力的原理工作的。
故答案为:C。
要解决此题,需要掌握电磁感应现象的概念,知道发电机是根据电磁感应原理制成的,动圈式话筒也是利用的电磁感应现象。
产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
同时要知道产生感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
此题主要探究电磁感应实验。首先要掌握电磁感应现象的概念,掌握产生感应电流的条件,考查了学生根据实验现象得出结论的能力。同时考查了电动机的制作原理。特别是动圈式话筒和动圈式扬声器,要正确区分必须了解它们的工作过程,话筒将振动转化成变化的电流;扬声器将变化的电流转化成振动。
23.【答案】6 45
【解析】解:
∵小灯泡的额定电压为:U灯=6V,而电源电压为:U=9V,
∴要串联一个电阻来分压,其分担的电压为:U阻=U−U灯=9V−6V=3V,
又∵小灯泡正常发光,P灯=3W
∴电路中的电流为:I=I阻=I灯=P灯U灯=3W6V=0.5A,
则串联电阻的阻值为:R阻=U阻I阻=3V0.5A=6Ω
该电路工作10s,电流所做的功为:W=UIt=9V×0.5A×10s=45J。
故答案为:6,45。
电源电压大于灯泡的额定电压,所以要串联一个电阻来分压,根据串联电路电压特点,求出电阻两端的电压,小灯泡正常发光,电路中的电流为灯泡的额定电流,可利用公式I=PU计算,再根据欧姆定律的公式变形R=UI可求电阻的阻值。根据W=UIt求出通电10s电流所做的功。
本题考查了串联电路电压、电流特点和欧姆定律及电路做功公式的运用,要求我们熟练的掌握和运用这些公式。
24.【答案】解:
(1)由题知,煤完全燃烧放出的热量(等于吸收的太阳能),即Q放=2.7×107J,
由Q放=mq可得,需要完全燃烧煤的质量:
m=Q放q=2.7×107J3.0×107J/kg=0.9kg;
(2)使用太阳能路灯的有用能量:
W电=Pt=35W×60×3600s=7.56×106J,
太阳光辐射到该太阳能电池板的能量(总能量):
W总=2.7×107J,
该太阳能路灯的能量转化效率:
η=W电W总×100%=7.56×106J2.7×107J×100%=28%。
答:(1)与完全燃烧0.9kg的煤放出的热量相当。
(2)该太阳能路灯的能量转化效率是28%。
【解析】(1)知道煤的热值q和煤完全燃烧放出的热量(吸收的太阳能),利用Q放=mq求需要完全燃烧煤的质量;
(2)知道路灯的电功率和用电时间,利用W=Pt求路灯消耗的电能,这是有用能量;然后与得到的太阳能相比即可求出能量转化效率。
本题考查了燃料完全燃烧放出热量的计算、消耗电能的计算、效率的计算,涉及到新开发的太阳能路灯使用时的能量转化,灵活运用所学知识解决实际问题,有意义!
25.【答案】解:(1)小灯泡L标有“6V 3W”的字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,
由P=UI可得小灯泡正常工作时的电流:IL=PLUL=3W6V=0.5A;
(2)由欧姆定律可得,灯泡的电阻:RL=ULIL=6V0.5A=12Ω,
当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,灯泡与滑动变阻器最大阻值的一半串联接入电路,电流表测电路电流,因小灯泡恰好正常发光,串联电路各处电流相等,故通过电路的电流为0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得电源的电压:U=IL(RL+0.5R)=0.5A×(12Ω+0.5×40Ω)=16V;
(2)保持滑片P的位置不变,开关S、S1、S2都闭合时,灯短路,R0与滑动变阻器最大阻值的一半并联,电流表测干路的电流,根据并联电阻的规律可知此时电路总电阻小于0.5R,小于L与0.5R串联的电阻,故干路电流变大,
此时干路电流:I′=I+ΔI=0.5A+1.3A=1.8A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过滑动变阻器的电流:I滑=U0.5R=16V0.5×40Ω=0.8A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过定值电阻R0的电流:I0=I′−I滑=1.8A−0.8A=1A,
由欧姆定律可得R0的阻值:R0=UI0=16V1A=16Ω;
(4)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R0的电流不变,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时通过其的电流最小,干路电流最小,电路消耗的总功率最小,
通过滑动变阻器的最小电流:I滑′=UR=16V40Ω=0.4A,
干路电流的最小电流:I ′ ′=I0+I滑′=1A+0.4A=1.4A,
电路消耗的最小功率:P小=UI ′ ′=16V×1.4A=22.4W;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,通过其的电流最大,干路电流最大,电路消耗的总功率最大,
滑动变阻器标有“40Ω1A”字样,可知变阻器允许通过的最大电流为1A,
由欧姆定律可知此时变阻器连入的电阻为:R滑=UI滑″=16V1A=16Ω<40Ω;
根据并联电路电流的规律可知干路电流最大值为:I大=I0+I滑″=1A+1A=2A<3A,
电路消耗总功率的最大值为:P大=UI大=16V×2A=32W;
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)电源电压为16V;
(3)R0的阻值为16Ω;
(4)当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗功率的最大值为32W,最小值为22.4W。
【解析】(1)根据小灯泡L标有“6V 3W”的字样的含义,根据P=UI求出灯的额定电流;
(2)根据欧姆定律求出灯泡的电阻:当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,L变阻器串联,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电源的电压;
(3)保持滑片P的位置不变,开关S、S1、S2都闭合时,R0与0.5R并联,由串联和并联电阻的规律,总电阻变小,故干路电流变大,根据题意得出干路电流;
根据并联电路的电压特点求出通过变阻器的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流,由欧姆定律求出R0;
(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R0的电流不变,根据欧姆定律求出通过滑动变阻器的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流,利用P=UI求出电路消耗的最小功率;
当变阻器通过电流最大时,根据并联电路电流的规律求出干路最大电流,根据P=UI求出电路的最大功率。
本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路的分析,最后一问是难点。
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