陕西师范大学附属中学2023-2024学年九年级上学期第二次月考物理试题
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这是一份陕西师范大学附属中学2023-2024学年九年级上学期第二次月考物理试题,共22页。试卷主要包含了选择题,填空与作图题,实验与探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
时间: 80分钟 分值: 80 分
一、选择题(每小题只有1个正确选项,每小题2分,共计20分)
1. 小林学习电学知识后,对身边的几个电学参数进行了估测,以下不符合实际是( )
A. 一节干电池的电压约1.5V
B. 人体的安全电压不超过36V
C. 家用手电筒中的电流约1A
D. 家用空调器的功率约 1200W
【答案】C
【解析】
【详解】A.常用电源中,一节干电池的电压约1.5V,故A不符合题意;
B. 对人体安全的电压是≤36V,故B不符合题意;
C.家用手电筒中的电流约200mA=0.2A,故C符合题意;
D.家用空调器的功率在1000W以上,故D不符合题意;
故选C。
2. 如图所示是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景,下列说法错误的是( )
A. 这三部手机是并联连接的
B. 若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变大
C. 手机充电时电池将电能转化为化学能
D. 手机充电时电池相当于用电器
【答案】B
【解析】
【详解】A.用三合一充电器给三部手机同时充电时,互不影响,所以它们是并联的,故A正确,不符合题意;
B.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此,若拔掉其中一部手机,则总电流将变小,故B错误,符合题意;您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3元/份 C.当充电器与手机相连时,充电器相当于该电路的电源,给手机提供电能,在这个过程中,手机电池将电能转化为化学能储存起来,故C正确,不符合题意;
D.给手机充电时,手机消耗电能,转化为化学能存储在电池中,所以手机电池相当于用电器,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 由欧姆定律公式变形得,对此下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
【答案】A
【解析】
【详解】导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过的电流无关,即使导体两端电压为零,导体的电阻也不为零,故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如右图,若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表读数I甲:I乙=2:3。若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表读数U甲: U乙=
A. 1:2B. 1:3
C. 3:1D. 2:3
【答案】C
【解析】
【详解】若甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,如下图所示:
∵并联电路各支路两端的电压相等,
∴R2:R1=I1:I2=(I乙−I甲):I甲=(3−2):2=1:2,
(2)若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,如下图所示:
则U=U甲,U2=U乙,
根据串联电路的分压特点可得:
,
故ABD项不符合题意,C项符合题意;
故选C。
5. 如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光, 电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法错误的是( )
A. L1与L2并联
B. 电流表测 L1的电流
C. L1与L2两端的电压相等,等于电压表的示数
D. 当开关S1闭合,S2断开时, 电流表示数变大,灯泡L1变亮
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图知,闭合开关S1、S2,两灯首首尾尾相联即是并联关系 ,电流表在灯L1支路,测量通过L1的电流,故AB正确,不符合题意;
C.由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电压表在灯L2两端,由于并联支路的电压相等,所以也可以测量灯L1两端的电压,即L1与L2两端的电压都等于电压表的示数,故C正确,不符合题意;
D.由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联正常发光,当开关断开时,根据并联电路的特点,仅影响通过L2的电流,L1的电流不受影响,即通过电流表的电流不变,灯泡L1亮度不变。故D错误,符合题意。
故选D。
6. 以下四个电路设计中,要求在一定范围内,秤盘内所放重物越重,电表示数越大,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,R1与R串联,选项A中电压表测aP部分电阻丝两端的电压,选项B中电压表测Pb部分电阻丝两端的电压,因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以滑片移动时,R接入电路中的电阻不变,电路中的总电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,当秤盘内所放重物越重时,滑片下移,aP部分电阻丝的阻值变大,Pb部分电阻丝的阻值变小,由U=IR可知,aP部分电阻丝两端的电压变大,Pb部分电阻丝两端的电压变小,则选项A中电压表的示数变大,选项B中电压表的示数变小,故A符合题意、B不符合题意;
C.由电路图可知,R1与R串联,电流表被短路,无示数,所以,秤盘内所放重物越重时,电流表始终无示数,故C不符合题意;
D.由电路图可知,R1与R串联,电流表测电路中的电流,当秤盘内所放重物越重时,滑片下移,R接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
7. 在图甲所示的电路中, 当滑片P由b端移到a端的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R₂的变化情况如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电阻 R₁的阻值为20Ω
B. 当滑片 P移到中点时,通过 R₁的电流为0.2A
C. 滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.4W
D. 滑片P移到b端时,R1两端的电压为4V
【答案】C
【解析】
【详解】D.当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,R1两端的电压为6V,故D错误;
A.当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,由图像可知,电压表的示数为6V,即电源的电压U=6V;滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,由图像可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的电压
串联电路中各处的电流相等,电路的电流为
电阻的阻值为
故A错误;
B.由图像可知,当滑片P移到中点即时,电压表示数,通过的电流
故B错误;
C.当滑片P移到a端时,滑动变阻器R2的阻值最大,为20Ω,电压表的示数U1=2V,电流,R1消耗的功率为
故C正确。
故选C。
8. 如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
A. 滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A
C. 滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω
D. 电路的最大电功率是2.5W
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小;故A错误;
C.根据P=UI可得,灯的额定电流:
IL额===0.25A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为Imax=0.25A,
由I=可得,灯泡的电阻:
RL===10Ω,
电路中的总电阻:
Rmin===24Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑min=Rmin﹣RL=24Ω﹣10Ω=14Ω;故C错误;
D.该电路的最大功率:
Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故D错误;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
Imin===0.1A,
则电流表示数的变化范围是0.1A~0.25A,故B正确.
9. 如图甲所示是小明自制的台灯,图乙所示是台灯的电路图,现将台灯的插头A、B分别插入家庭电路的插座D、C两个孔中(图丙),闭合开关S1和S,发现灯泡L1不亮、L正常发光,电路中开关及导线正常,用试电笔检测 M 点,氖管发光,再检测 N点,氖管不发光,下列有关故障和安全用电说法正确的是( )
A. 进户零线断路B. 灯泡 L1断路
C. 进户火线断路D. 灯泡L1短路
【答案】B
【解析】
【详解】灯泡L1不亮,用试电笔检测M 点,氖管发光,说明M 点与火线接通,再检测 N点,氖管不发光,说明N点与火线之间断开;
AC.因为L正常发光,所以进户火线、零线没有断开,故AC错误;
B.灯泡 L1断路,则N点与火线之间断开,符合题意,故B正确;
D.若灯泡L1短路,则空气开关会跳闸,灯泡L不发光,故D错误。
故选B。
10. 关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( )
A. 图甲中,若熔断器的熔丝烧断,不可以用铜丝代替
B. 图乙中,洗衣机的三角插头上中间较长的插脚和用电器的金属外壳相连
C. 图丙中,空气开关跳闸,可能是家庭电路出现短路造成的
D. 图丁中,当人发生触电事故时,漏电保护器会迅速切断电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.保险丝应满足当达到一定温度时会自动熔断,铜丝熔点过高,不适合用作保险丝,故A正确,不符合题意;
B.使用三脚插头时,中间较长的插脚与金属外壳相接,接入电路时与地线接通,防止金属外壳漏电,故B正确,不符合题意;
C.家庭电路中电流过大的原因:可能是用电器的总功率过大,可能是发生了短路,故C正确,不符合题意;
D.图中人是双线触电,电流经过人体,但火线与零线的电流相等,故漏电保护器不会切断电路,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空与作图题(每空1分,每图2分,共计27分)
11. 只将20个小彩灯串联在一起接入电路中,通过插头处的电流是100mA,则通过每个小彩灯的电流是_____A;小红发现该串小彩灯中有一个小彩灯不亮了,但是其余的小彩灯都亮,则未亮的小彩灯处发生的电路故障是_____(小彩灯内部无其它元件)。(选填短路或断路)
【答案】 ①. 0.1 ②. 短路
【解析】
【详解】[1]串联电路处处电流相等,所以每个彩灯的电流都为100mA=0.1A。
[2]其余彩灯都亮说明电路是通路,未断开,则未亮的小彩灯被短路该处没有电流。
12. 我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0,此现象中石墨烯是________,发光二极管是由________材料制成的(选填“超导体、半导体”)。
【答案】 ①. 超导体 ②. 半导体
【解析】
【详解】[1]电阻突然变为0的现象为超导现象,发生超导现象的导体称为超导体,因为石墨烯的电阻突然变为0,所以石墨烯是超导体。
[2]发光二极管利用一些导电性能介于导体和绝缘体之间的材料制成,被称为半导体。
13. 如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器(就是滑动变阻器)是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,、、是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将__(选填“和”、“ 和”或“和”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用__(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”),在闭合开关前,应将阻值调到__(选填“最大”或“最小”)来保护电路。
【答案】 ①. 和 ②. 镍铬合金线 ③. 最大
【解析】
【详解】[1]顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,原因是电流变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电阻变小,则应连接接线柱、与灯泡串联后接入电路。
[2]在长度和粗细都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,这样在移动滑片改变相同的长度时,镍铬合金丝的阻值会有明显的变化,起到明显改变电阻的目的,而用铜丝制作的话,起不到明显改变电阻的目的。
[3]闭合开关前,应将阻值调到最大来保护电路。
14. 将标有“6V 9W”阻值不变的小灯泡与阻值为6Ω的定值R0接入如图所示的电路。闭合开关S,电压表的示数为6V时,电流表的示数为_____A,电源电压为_____V,此时,定值R0消耗的电功率为_____W。
【答案】 ①. 1 ②. 10 ③. 6
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,R0与灯泡L串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流;则电路中的电流
根据得,灯泡的电阻
根据欧姆定律和串联电路电压的特点可得,电源电压
[3]R0消耗的电功率为
15. 如图所示为“无人机”,它具有 4 个旋翼,可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。该机一个旋翼的电动机额定功率为 30W,额定电压为 15V,电动机正常工作时,通过的电流为_____A,该机所需的能量是由一块输出电压为 15V,容量为5000mA•h的电池提供、若电能的 80%用于飞行,飞行时的实际功率为 100W,则该机最多能飞行_____s。
【答案】 ①. 2 ②. 2160
【解析】
【详解】[1]电动机正常工作时,通过的电流
I==2A
[2]电池储存的能量
W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J
电能转为的机械能
W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J
该机最多能飞行的时间
t==2160s
16. 电能表是测量消耗______的仪表,小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示,则这个月家里用了______度电,她家同时使用的用电器总功率不能超过______W。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率,她关闭了家中其它所有电器,此时她家标有“3000r/kW·h”字样的电能表每分钟转过30圈,则这只电饭锅工作时的实际功率为______W;在用测电笔鉴别火线和零线时,手要接触______(选填“笔尖”或“笔尾”)的金属体。
【答案】 ①. 电能 ②. 82 ③. 8800 ④. 600 ⑤. 笔尾
【解析】
【详解】[1][2]电能表是测量消耗电能(或电流做功多少)的仪表,如图所示,这个月家里用电
[3]根据图中电能表的参数可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过
[4]电饭锅每分钟消耗的电能为
电饭锅的实际功率为
[5]使用试电笔时,手要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,否则会触电。
17. 两个定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,甲、乙并联时允许乙的最大功率为_____W;甲、乙串联时允许的电源最大电压为_____V。
【答案】 ①. 5.4 ②. 15
【解析】
【详解】[1]由可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以甲、乙并联时,电源的最大电压
U=U乙=9V
此时通过乙电阻的电流I乙=0.6A,允许乙的最大功率
P乙=UI乙=9V×0.6A=5.4W
[2]因串联电路中各处电流相等,且甲、乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,所以,甲、乙串联时电路的最大电流
I大=I乙=0.6A
串联时允许的电源最大电压
U串=I大R串=I大(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
18. 某同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当其阻值从0变为60Ω过程测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,已知电源电压恒定不变.当通过传感器的电流为0.1A时,传感器的电阻为______Ω;传感器的功率P1的大小为______W;电源电压为______V,R0的阻值为______Ω。
【答案】 ①. 60 ②. 0.6 ③. 7.5 ④. 15
【解析】
【详解】[1][2][3]由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由题知,电阻式传感器的阻值从0变为60Ω,传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示;由图乙可知,通过传感器的电流最小为0.1A,由欧姆定律可知电路中的总电阻最大,传感器的电阻最大,即为60Ω;当I=0.1A时,P1的值
P1=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W
当电路中的电流I=0.1A时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得,电源的电压
U=I(R0+R)=0.1A×(R0+60Ω)-----------①
当R=0Ω时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I′=0.5A,则电源的电压
U=I′R0=0.5A×R0-------------②
解得
R0=15Ω,U=75V
19. 请用笔画线代替导线,将图中元件正确接入家庭电路中、(注:灯泡和三孔插座是独立工作的)
【答案】如图所示
【解析】
【详解】开关需要连接在用电器与火线之间,插座应左接零线,右接火线,中间零线,电路图如图所示
20. 请用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中,要求:同时闭合声控开关和光控开关电灯才能亮。
【答案】
【解析】
【详解】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,如下图所示:
三、实验与探究题(每空1分,每图2分,共计21分)
21. (1)如图1, A、B、C、D为同种材料,A、B、D的横截面积相同,分别将导体B、D接入电路,是为了探究导体电阻与______的关系;
(2) 如图2, 电阻箱的读数为______Ω;
(3)如图3,是探究“电流通过导体产生的热量与______(选填“电流”或“电阻”)的关系,通电一段时间______(选填“左容器”或“右容器”)内的电阻丝产生的热量多。
【答案】 ①. 长度 ②. 98 ③. 电流 ④. 左容器
【解析】
【详解】(1)[1]导体B、D材料、横截面积相同,长度不同,故这是为了探究导体电阻与长度的关系。
(2)[2]电阻箱的读数为
(3)[3][4]如图3所示,左右容器中的电阻相等,右侧的电阻与同阻值的电阻并联后与左侧电阻串联,则通过两容器的电阻的电流不同,左侧电阻的电流更大,这是探究电流通过导体产生热量与电流关系的实验;根据,电阻相同时,电流越大,产生的热量越多,因此左边容器内电阻丝产生的热量多。
22. 小李同学利用阻值不同的三个电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、电压为了6V的电源、滑动变阻器R(甲:“20Ω1A”、乙:“50Ω1A”)及其它器材做电学实验。
(1)如图甲是小李“探究电流与电阻的关系”时连接的实验电路。
①将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片 P,使电压表的示数为2V时,读出对应的电流值并记录;
②接下来,小李同学应该______,并将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,再依次用10Ω、15Ω的电阻进行实验,据此可推测她选用的滑动变阻器规格是______(选填“甲”或“乙”);
③按正确操作完成实验后,小李得到电流与电阻关系图像如图乙,由此可得到的结论是:当电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成______;
④小李和同学们把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,测量其正常发光时的电阻, 闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表和电压表都没有示数,则电路出现的故障可能是______。(填选项字母)
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器同时接了上面两个接线柱
D.滑动变阻器断路
⑤排除故障后,再次闭合开关发现电压表示数为1.5V,若要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑动变阻器滑片向______端(选填“左”或“右”)移动,直到小灯泡正常发光, 电流表的示数如图丙,则小灯泡正常发光时的电阻约为______Ω。(保留一位小数)
(2)实验过程中,小李发现电压表和电源均出现了故障,于是他找了一个备用电源(电压未知)和一个开关,并将滑动变阻器的阻值调到最大,作为定值电阻R0(已知)使用,设计了如图丁所示的电路图来完成“测量定值电阻Rx的阻值”的实验,实验步骤如下,请补充完整:
①测量时,只闭合开关S1,记下此时电流表示数为I1;
②______, 记下此时电流表示数为I2;
③定值电阻阻值的表达式:Rx=______(用题中所给字母表示)。
【答案】 ①. 断开开关 ②. 乙 ③. 反比 ④. D ⑤. 右 ⑥. 11.4 ⑦. 再闭合S2 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]每次更换实验仪器时,都要先断开开关。
[2]如图,滑动变阻器与定值电阻串联,根据串联分压的原理,使电压表的示数为2V不变,当定值电阻越大时,滑动变阻器连入电路的阻值越大,当定值电阻的阻值为15Ω时,电路的电流为
滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器的阻值为
故乙符合题意。选乙。
[3]如图乙,电流与电阻的倒数的图像是经过原点的直线,则电压一定时,电流与电阻成反比。
[4]闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,则可能是电路某处断开了,电压表都没有示数,则电压表与电源没有接通,那么故障可能是滑动变阻器断路了,故D符合题意,ABC不符合题意,
故选D。
[5]小灯泡的额定电压为2.5V,闭合开关发现电压表示数为1.5V,要使电压表的示数为2.5V,根据根据串联分压的原理,应减小滑动变阻器的阻值,即滑片向右移动。
[6]如图丙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(2)[7]依题意,步骤②是再闭合开关S2,记下此时电流表示数为I2。
[8]只闭合开关S1,为Rx的简单电路,电流表示数为I1,则电源电压为
再闭合开关S2,Rx与R0并联,干路电流为I2,则R0两端的电压,也是电源电压为
联合上面两式,解得
23. 小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”, 已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作时的电压为,电阻约为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整______(要求:滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡变亮);
(2)正确连接电路后,用开关试触,发现灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,则电路的故障可能是______。(电路只有一处故障),排除故障后,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(3)下表是小明在进行实验时相关数据表格,你认为设计不合理的一栏是______;
(4)下列描述小灯泡功率 P 随滑动变阻器阻值 R 变化情况的图像中,正确的是______;(填选项序号)
A、 B、 C、 D、
(5)完成上述实验后,小明向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关:S1,将S2拨到触点______(选填“1”或“2”), 移动滑片,使电压表的示数为______V;
②再将开关 S2拨到另一个触点,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数 U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=______。(用字母表示)
【答案】 ①. ②. 小灯泡断路 ③. 0.75 ④. 平均功率 P/W ⑤. B ⑥. 2 ⑦. 2.5 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1] 小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表的量程选0∼3V,滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡变亮,即滑片向右移动电阻减小,应将滑动变阻器右下接线柱与开关相连,如图所示:
(2)[2] [3] 正确连接电路后,用开关试触,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能有断路,电压表瞬间满偏,说明与电压表并联以外的部分是通路,则电路的故障可能是小灯泡断路。
由题图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表示数如图乙所示,电流为0.3A,根据公式
可知,小灯泡正常发光的功率为
(3)[4] 小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同,反映了小灯泡的明暗程度不同,所以求平均功率没意义。
(4)[5] 小灯泡与变阻器串联连接,则电路中的电流为
小灯泡的功率为
所以小灯泡的功率随滑动变阻器电阻的增大而减小,且不成线性关系,故ACD错误,故B正确。
故选B。
(5)①[6] [7] 闭合开关S1,将S2拨至触点2,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片让小灯泡正常发光,使电压表的示数为2.5V。
③[8] 在①步骤中灯泡的额定电压为
在②步骤中,将开关 S2拨到另一个触点,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,则电压表则定值电阻R0和灯泡两端电压,定值电阻R0两端的电压为
定值电阻R0的电流为
定值电阻与灯泡串联,串联电路电流处处相等,所以通过灯泡的电流为
灯泡额定功率的表达式为
四、综合题(共2个小题,共计12分)
24. 如图甲所示是一种气敏电阻型酒精测试仪,其工作电路如图乙所示。通过对该测试仪吹气可以初步检测驾驶员是否酒驾。已知电源电压为9V,是定值电阻阻值为是气敏电阻,其阻值与酒精气体浓度的关系如图丙所示。酒精气体浓度表示每毫升气体中含有酒精的质量,当酒精气体浓度达到时属于酒驾,求:
(1)驾驶员没有喝酒时电压表的示数;
(2)驾驶员没有喝酒时对测试仪吹气5s,测试仪消耗的电能;
(3)某次检查中电流表示数为0.2A,通过计算判断驾驶员是否酒驾。
【答案】(1)6V;(2);(3)属于酒驾
【解析】
【详解】解:(1)由图乙知和串联,电压表测量两端电压,由图丙知,当驾驶员没有喝酒时,酒精气体传感器得到的酒精气体浓度为零,对应的,电路电流为
电压表示数
(2)驾驶员没有喝酒时对测试仪吹气5s,测试仪消耗的电能
当时,R1的阻值
由图丙可知时,酒精气体浓度在之间,属于酒驾。
答:(1)驾驶员没有喝酒时电压表的示数为6V;
(2)驾驶员没有喝酒时对测试仪吹气5s,测试仪消耗的电能为;
(3)某次检查中电压表示数为,驾驶员属于酒驾。
25. 如图甲为某款电热饮水机的铭牌参数,图乙为其加热水槽部分工作原理电路图,其中S是—个温控开关,R1为电加热管,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,S自动切换到另一位置时处于保温状态.请回答下列问题:
(1)A、B是两种不同颜色的指示灯.如果用红色表示正在对水加热,绿色表示保温,请标明指示灯的颜色,应该是A为______色.
(2)电阻丝R2的阻值多大______?(不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值).
(3)初温为25℃的一满箱水,用此饮水机将水加热到95℃需要吸收的热量是多少?若热管的热效率为80%,试计算上述加热过程需要多少时间______?(计算结果保留两位小数)
【答案】 ①. 红 ②. 1056Ω ③. 5.88×105J,668.18s
【解析】
【详解】(1)[1]当S接左面时电路中只有电阻R1,总电阻最小,电流路中电流最大,发热管功率就会最大,处于加热状态,因此A灯为红色灯。
(2)[2]加热时,加热管的电功率P1=1100W,电阻
R1==44Ω
保温时,电功率P2=44W;保温状态下,R1和R2串联,电路的总电阻
R==1100Ω
R2=R−R1=1100Ω−44Ω=1056Ω
(3)[3]加热水箱中水的质量
m=ρv=1.0×103kg/m3×2×10−3m3=2kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(95℃−25℃)=5.88×105J
加热管的热效率为80%,根据η=×100%,则电热管需要放出的热量是
Q管==
饮水机加热时加热管的功率为1100W,则加热的是时间为
t===668.18s实验序号
电压 U/V
电流 I/A
功率 P/W
灯泡发光情况
平均功率 P/W
①
2.0
0.26
0.52
较暗
②
2.5
③
2.8
0.32
0.90
较亮
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