2024年山东省聊城市运河教育联合体九年级第一次模拟考试物理试卷(原卷版+解析版)
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一、单项选择题(本题包括10个小题;每小题3分,共30分.每小题只有一个选项符合题意,多选或不选均得0分)
1. 物理学是认识世界、改变世界的科学,它推动着人类社会的不断进步和发展。历史上许多重大科学发现源于科学家的不懈探索,下列关于科学家与其重要发现对应正确的是( )
A. 焦耳——电流的磁效应B. 奥斯特——电流的热效应
C. 法拉第——电磁感应现象D. 阿基米德——流体压强与流速的关系
【答案】C
【解析】
【详解】A.焦耳发现电流的热效应,故A错误;
B.奥斯特发现电流的磁效应,故B错误;
C.法拉第受到电生磁的启发,发现电磁感应现象,故C正确;
D.阿基米德发现杠杆原理,伯努利发现了流体压强与流速的关系。故D错误。
故选C。
2. 关于声现象的描述,下列说法正确的是( )
A. 甲图:随着罩内空气抽出,罩外闹铃声减弱,可推测真空不能传声
B. 乙图:用大小不同的力拨动尺子,是为了探究音调与频率的关系
C. 丙图:医生用B超检查胎儿的发育情况,说明声可以传递能量
D. 丁图:摩托车上装有消声器,是在传播过程中减弱噪声
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音的传播需要介质,真空不能传声,抽出罩内空气,闹铃声减弱,是由于罩内仍有少量空气,表明真空不可以传声,故A正确;
B.保持刻度尺伸出桌边的长度不变,用大小不同的力拨动尺子,探究响度与振幅的关系,故B错误;
C.医生用超检查胎儿的发育情况,说明声可以传递信息,故C错误;
D.摩托车上装有消声器,这是从声源处减弱噪声,故D错误。
故选A。
3. 很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列所描述的现象与其成因对应正确的是( )
A. “池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B. “已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C. “绿树浓阴夏日长,楼台倒影人池塘”,句中“浓阴”是光的折射形成的
D. “寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.潭清疑水浅,是由于光从水中射向空气中时,在水面处发生折射造成的,故A错误;
B.冰是水放热凝固形成的,故B错误;
C.“浓荫”是树叶的影子,是由于光的直线传播形成的,故C错误;
D.“汤沸”是指水沸腾时的情景,是一种剧烈的汽化现象,故D正确。
故选D。
4. 2023年3月19日,重庆马拉松比赛在南滨路举行,如图。运动员在比赛中涉及的物理知识,以下判断正确的是( )
A. 跑鞋底部有凹凸花纹是为了减小摩擦
B. 冲过终点不能立即停下来是因为受到惯性作用
C. 起跑前静止时所受重力和人对地的压力相互平衡
D. 通过弯道和加速快跑说明力可以改变人的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.鞋的鞋底印有花纹,是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大鞋底和地面之间的摩擦力,故A错误;
B.运动员冲过终点由于具有惯性仍然保持原来的运动状态,继续向前运动,所以不能够马上停下来,不能表述为受到惯性作用,故B错误;
C.运动员起跑前静止时处于平衡状态,受到的重力和支持力是一对平衡力,故C错误;
D.运动员通过弯道和加速快跑时,运动员运动的方向和速度不断发生改变,这是运动状态的改变,说明力可以改变人的运动状态,故D正确。
故选D。
5. 如图,下列有关压强的描述正确的是( )
A. 图1:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B. 图2:安全锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C. 图3:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
D. 图4:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于机翼模型上凸下平,则在相等时间内,气流通过机翼上表面的路程大,上表面的流速大、压强小,而机翼下表面流速小、压强大,则机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力,从而产生了向上的升力,故A正确;
B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.把气压计从山脚拿到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管内,因此玻璃管的水柱升高,故C错误;
D.向烧瓶瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,瓶内水蒸气遇冷液化,因此瓶内液面上方气压减小,导致水的沸点降低,因此水重新沸腾起来。故D错误。
故选A。
6. 如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),AD等高,BC等高,下列说法错误的是( )
A. 小球在A点的重力势能最大
B. 小球在B点的速度大于在C点的速度
C. 小球在A点和C点虽然重力势能和动能都不同,但机槭能相等
D. 小球不能到达D点,因为此过程机械能不守恒
【答案】C
【解析】
【详解】AD.小球质量一定,在运动过程中克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,机械能不守恒,故小球不能到达D点,即在A点时高度最高,重力势能最大;故AD正确,不符合题意;
B.由于轨道是粗糙的,小球在滚动的过程中存在摩擦,小球的一部分机械能转化为内能,所以B点的机械能大于C点的机械能;由于BC的高度相同,重力势能相同,则B点的动能要大于C点的动能,所以在B点的速度大于在C点的速度;故B正确,不符合题意;
C.小球和轨道间存在摩擦,小球需要克服摩擦做功,故小球在C点比A点的机械能小,故C错误,符合题意。
故选C。
7. 关于下列热学实验说法正确的是( )
A. 甲图气体扩散实验中只有二氧化氮分子在不停地做无规则运动
B. 乙图两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,是大气压的作用
C. 丙图用电加热器给食用油加热,随着温度的升高,食用油的内能增加
D. 丁图水蒸气的压力把塞子推出去,它与汽油机压缩冲程的能量转化相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图气体扩散实验中,二氧化氮分子和空气分子均在不停地做无规则运动,故A错误;
B.乙图两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,是由于分子之间有引力,使得两个铅柱被吸在一起,故B错误;
C.丙图用电加热器给食用油加热,食用油吸收热量,温度逐渐升高,质量不变,故食用油内能增加,这是通过热传递改变了物体的内能,故C正确;
D.丁图水蒸气的压力把塞子推出去,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,它与汽油机做功冲程的能量转化相同,故D错误。
故选C。
8. 我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障,但使用不当也会给我们带来危害,下列说法符合安全用电原则的是( )
A. 低于220V的电压对人体是安全的
B. 外壳为金属的用电器,用三线插头接地是为防止漏电而采取的安全措施
C. 控制用电器的开关应该接在该用电器与零线之间
D. 家庭电路中,各用电器都是串联
【答案】B
【解析】
【详解】A.对人体安全电压是不超过36V,故A不符合题意;
B.家庭电路中,有金属外壳的用电器都必须采用三脚插头,当该用电器的三脚插头插入三孔插座时,金属外壳接地,能防止用电器的金属外壳漏电时发生触电事故,故B符合题意;
C.家庭电路中,为保证用电安全,控制用电器的开关应该接在火线和用电器之间,故C不符合题意;
D.家庭电路中,各用电器工作时互不影响,所以各用电器都是并联,故D不符合题意。
故选B。
9. 考生进入考场前监考老师会用如图所示的手持式金属探测器进行检查。当探测器靠近金属物品时,在金属物品中产生感应电流,由此导致探测器发出警报,选项图片中与其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,当探测器靠近金属物品时,在金属物品中产生感应电流,这是电磁感应现象;图中装置是电磁铁,利用了电流的磁效应,故A不符合题意;
B.该实验是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中导体通电后,通电导体在磁场中受力运动,故C不符合题意;
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,这是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
10. 某型号的电热毯有高温和低温两个挡,其内部电路原理图和主要参数如下所示,R 1是发热体,以下说法正确的是( )
A. 当 S 闭合时是低温挡
B. 发热体的电阻是40Ω
C. 在低温挡工作1min发热体产生的热量是44J
D. 实际电压为200V时,高温挡实际发热功率是100 W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电路电源电压为220V,闭合开关S时,R2被短路,电路总电阻小,电流大,为高温挡;开关断开时为低温挡,故A错误;
B.由 可得发热体的电阻
故B错误;
C.低温挡发热功率为44W,工作lmin发热体产生的热量
故C错误;
D.因为发热体的电阻为400Ω,当实际电压为200V时,实际发热功率
故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题包括3个小题;每小题4分,共12分.每小题的选项中至少有两个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
11. 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来),下列说法正确的是( )
A. 实验前应调整烛焰、透镜、光屏的中心在同一水平直线上
B. 光屏上形成的是烛焰倒立、放大的实像
C. 图中烛焰的成像特点与照相机成像特点相同
D. 将蜡烛移到光具座35cm刻度线处,保持凸透镜位置不动,向右移动光屏到合适位置,可以得到烛焰倒立、放大的清晰实像
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.实验前为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、透镜、光屏的中心在同一水平直线上,即同一高度上,故A正确;
BC.凸透镜的焦距是10cm,图中物距
u=50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f
光屏上成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的,故B错误,C正确;
D.将蜡烛移到光具座的35cm刻度线处,此时物距
u′=50.0cm-35.0cm=15.0cm
处于f和2f之间,此时像距应大于2f,则应向右移动光屏,在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像,故D正确。
故选ACD。
12. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,实验装置和弹簧测力计的示数如图所示,已知每个钩码的重力为,缓慢拉动弹簧测力计,内使钩码升高了,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 拉力做的有用功为
B. 滑轮组的机械效率为
C. 拉力做功的功率为
D. 若利用此滑轮组提升个同样的钩码,则滑轮组机械效率变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,滑轮组提起两个钩码,因此有用功为
故A错误;
B.由图可知,弹簧测力计的分度值是,示数为;由图可知,绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率
故B错误;
C.拉力做功的功率为
故C正确;
D.因为不计摩擦时,效率为
动滑轮重力不变,提升的物重增加,所以滑轮组机械效率变大,故D正确。
故选。
13. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 定值电阻R1的阻值为
C. 当滑片在b端时,通过R1的电流为
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时,R1消耗的电功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图甲可知R1和R2串联,由图乙可知,当R2=0时,R1两端的电压为6V,此时电路中只有R1,则电源电压U=6V,故A正确;
BC.当滑片P在b端时,其连入电路的阻值最大,即R2=50Ω,由图乙可知此时R1两端的电压为1V,即U1=1V,根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压
U2=U−U1=6V−1V=5V
则此时电路中的电流
定值电阻R1的阻值
故B错误,C正确;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,由图乙可知此时R1两端的电压为2V,即U1'=2V,则R1消耗的电功率
故D正确。
故选ACD。
三、填空题(本题包括5个小题;每空1分,共10分)
14. 如图是既能显示时间、天气又能提供WIfi信号的分类垃圾箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、__________三种色光混合而成的,电子屏幕消耗的电能是__________(填“一次”或“二次”)能源。
【答案】 ①. 蓝 ②. 二次
【解析】
【详解】[1]光的三原色是红、绿、蓝,颜料的三原色是红、黄、蓝,电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种颜色混合而成的。
[2]一次能源是指直接从自然界获得并可以直接使用的能源,如煤、石油、天然气、水能、核能、太阳能等,这些能源通常未经过加工转化。二次能源则是指那些不是直接从自然界获取,需要通过转化或者加工才能得到的能源,如电力、煤气、沼气、蒸汽、焦炭等。所以电能是二次能源。
15. 如图所示,虚线框内有一透镜,平行光正对透镜入射,在光屏上得到最小、最亮的光斑,则该透镜是 ______(选填“凸透镜”或“凹透镜”),可以佩戴此种类型透镜制成的眼镜对 ______(选填“近视眼”或“远视眼”)进行矫正。
【答案】 ①. 凸透镜 ②. 远视镜
【解析】
【详解】[1]由图知,平行光线经凸透镜后会聚到一点,凸透镜对光线具有会聚作用,因此该透镜是凸透镜。
[2]远视眼的像成在视网膜的后方,为使像成在视网膜上,应佩戴会聚透镜进行矫正,即凸透镜制成的眼镜。
16. 在测量物块密度的实验中,用调好的天平测量物块的质量,当天平平衡时,右盘中砝码的质量和游码的位置如图甲所示,则物块质量为______g;利用量筒测量物块(不吸水)的体积,水面位置如图乙所示,则物块的密度为______kg/m3。
【答案】 ①. 54 ②. 2.7×103
【解析】
【详解】[1]由图可知,标尺上的分度值为0.2g,则物体质量为
m=50g+4g=54g
[2]由图乙可知,物块的体积为
V=40mL-20mL=20mL=20cm3
物块的密度为
17. 如图所示,一轻质杠杆在水平位置平衡,其中,物体C重为100N,则动力________N,这是 ________杠杆。
【答案】 ①. 25 ②. 省力
【解析】
【详解】[1] 由题意可知,O为支点,且
根据杠杆平衡条件可知
则动力F为
[2] 由题知,为支点,OA为阻力臂,OB动力臂,因为
动力臂大于阻力臂,此杠杆为省力杠杆。
18. 如图所示,图甲是某款电子拉力计,图乙是它的原理图,表盘是由电压表改装而成的,加在挂钩上的拉力变大时,电路中的电流 __,电压表示数 __。(均选填“不变”、“变大”或“变小”)
【答案】 ①. 不变 ②. 变大
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器滑片P以上部分两端的电压;加在挂钩上的拉力变大时,滑片向下移动,由于电压表所在电路相当于断路,所以接入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,与电压表并联部分的电阻变大,根据可知,电压表示数变大。
四、作图题(本题包括2个小题;每小题2分,共4分)
19. 光从玻璃斜射入到空气中,在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射,反射光线OC如图所示,请在图中画出入射光线AO和折射光线OB的大致方向。
【答案】
【解析】
【详解】光从玻璃斜射入到空气中,在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射,过O点作分界面MN的垂线即法线,由光的反射定律可知,反射角等于入射角,入射光线和反射光线分别位于法线两侧,画出入射光线AO;由光的折射规律可知,入射光线和折射光线分别位于法线两侧,折射角大于入射角,故折射光线应远离法线,据此画出折射光线OB,如图所示:
20. 用细线悬挂匀质实心铁球可左右摆动,如图是铁球摆到某一高度时的情景,请画出此时铁球的受力示意图。(不计空气阻力)
【答案】
【解析】
【详解】铁球摆到某一高度时,不计空气阻力,受到重力和拉力的作用,过球心分别沿竖直向下方向和绳子斜向上方向画一条有向线段,用“G”和“F”表示,如下图
五、实验探究题(本题包括3个小题;共15分)
21. 小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从斜面上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是___________;
(2)AB段距离_________cm,小车在AC段平均速度_________m/s;
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度会_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. 40.0 ③. 0.16 ④. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]测量平均速度的原理为
(2)[2]图中刻度值的分度值为1cm,刻度值估读原则:最小分度值后一位。所以AB的长度为40.0cm。
[3]由图可知AC的长度为80.0cm,A到C的时间为5s,再有可知
所以小车在AC段平均速度为0.16m/s。
(3)[4]如果不小心让小车过了A点才开始计时,则计时偏晚,小车在AC段时间偏小,路程不变,则所测AC段的平均速度会偏大。
22. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做______运动,根据______知识,可知滑动摩擦力的大小______(选填“大于”“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第时的摩擦力为______N;
(3)体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过增大______来增大摩擦力。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 等于 ④. 3 ⑤. 接触面的粗糙程度
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]实验时,要用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力等于摩擦力,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)[4]由图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
(3)[5]体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
23. 现有下列器材:蓄电池恒定、电流表、电压表、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,如图甲,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”,实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中。
(1)闭合开关之前,电压表指针如图乙所示,这是由于电压表_____________造成的;
(2)改正错误连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表没有示数,则故障原因是__________;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.电阻短路 D.电阻断路
(3)在做完第一次实验后,接下来的操作是:断开开关,将的定值电阻更换为的定值电阻,电压表示数将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),此时需要将滑动变阻器的滑片向__________端(选填“A”或“B”)滑动,使电压表示数为__________V时,读出电流表的示数;
(4)为完成整个实验,应该选取__________规格的滑动变阻器(选填字母)。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 没有归零(指针没有归零) ②. C ③. 变大 ④. A ⑤. 3 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1]指针没在零刻度线处,这是由于电压表没有调零的原因。
(2)[2]电流表有示数,说明电路是通路。但电压表无示数,说明与电压表并联的用电器被短路,即定值电阻R短路。
故选C。
(3)[3]电阻变大,其两端分得的电压就会变大。
[4]探究电流与电阻的关系实验中,要控制定值电阻两端电压不变,此时定值电阻两端电压变大,要恢复原先电压,需要增大滑动变阻器两端电压,故要增加滑动变阻器阻值,即将滑动变阻器往A端移动。
[5]通过欧姆定律可得其两端电压为
(4)[6]定值电阻两端电压为3V是定值,电源电压为6V不变,即滑动变阻器两端电压为3V,由表可知测最后一组数据时电阻为30Ω ,根据串联电路电压关系和比值关系可知
所以滑动变阻器阻值至少要30Ω,最大电流由表可知为0.6A,只能选择的滑动变阻器。
故选A。
六、计算题(本题包括3个小题,共29分.解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤.只写最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)
24. 某小轿车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km,受到的阻力是3×103N,消耗燃油1.5×10-3m3(假设燃油完全燃烧),相当于消耗1.2kg的燃油,其中,燃油的热值q=4×107J/kg,求:
(1)小轿车牵引力所做的功;
(2)燃油完全燃烧放出的热量;
(3)小轿车的热机效率。
【答案】(1)1.44×107J;(2)4.8×107J;(3)30%
【解析】
【详解】解:(1)因为小轿车在平直公路上匀速行驶,所以小轿车受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等,则受到的牵引力为
F=f=3×103N
牵引力所做的功为
W=Fs=3×103N×4.8×103m=1.44×107J
(2)燃油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J
(3)小轿车的热机效率为
答:(1)小轿车牵引力所做的功为1.44×107J;
(2)燃油完全燃烧放出的热量4.8×107J;
(3)小轿车的热机效率是30%。
25. 如图甲所示,将边长都为的正方体物块A和B用细线(质量忽略不计)连接在一起,放在水中,A和B恰好悬浮在水中某一位置,此时容器中水的深度为,B下表面距容器底。当把细线轻轻剪断后,物块A上升,物块B下沉,最后A漂浮在水面上静止,且A露出水面的体积是它自身体积的,B沉到容器底后静止(物块B与容器底不会紧密接触),如图乙所示。(A和B都不吸水,取)求:
(1)甲图中物块B下表面受到水的压强;
(2)物块A的重力;
(3)图乙中物块B对容器底部的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)甲图中物块B下表面水的深度
物块B下表面受到水的压强
(2)A的体积
乙图中A物体漂浮在水面上,由漂浮条件得到
A露出水面的体积是它白身体积的,故A排开水的体积为它自身的,则结合阿基米德原理可得A的重力
(3)甲图中A、B看成整体,处于悬浮状态,则
解得, 图乙中物块B对容器底部的压力
图乙中物块B对容器底部的压强
答:(1)甲图中物块B下表面受到水的压强是;
(2)物块A的重力是;
(3)图乙中物块B对容器底部的压强是;
26. 如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为,小灯泡L标有“”(电阻不随温度而变化),滑动变阻器R标有“”,电流表的量程为。当S闭合,断开,滑片P移到距R最右端处时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)求电源电压和通电电路消耗的电能;
(3)在保证电路安全的前提下,任意调整开关S、的开闭状态,并移动变阻器的滑片P,电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
【答案】(1);(2)12V,72J;(3)3∶22
【解析】
【详解】解:(1)由题意知,小灯泡正常发光时的电阻为
(2)当S闭合,断开,R和L串联,滑片P处于R的处,即滑动变阻器接入电路的阻值为
小灯泡此时正常发光,即其两端电压为6V,由于此时滑动变阻器的阻值与小灯泡的电阻相同,根据串联分压的特点可知
根据串联电路电压特点可得,电源电压
由可得,通过灯泡的电流为
根据串联电路处处相等,可知电路通电10s消耗的电能为
(3)要保证电路安全,分析电路可得,当闭合开关S、和时,滑动变阻器R与电阻R0并联,灯泡则被短路,由于滑动变阻器允许通过最大电流为1A,则当通过滑动变阻器的电流为时,干路电流最大;因并联电路中各支路两端电压相等,所以此时通过的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路的最大电流
电路消耗的最大功率为
S闭合,都断开,R与L串联,当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路电流最小,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路最小电流
电路消耗的最小功率
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比为
答:(1)小灯泡的电阻为10Ω;
(2)电源电压为12V;通电10s电路消耗的电能为72J;
(3)在保证电路安全前提下,任意调整开关S、S1、S2的开闭状态,并移动变阻器的滑片P,电路消耗总功率的最小值与最大值之比为。额定电压
220V
高温发热功率
121W
低温发热功率
44W
交流频率
50Hz
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻
5
10
15
20
25
30
电流
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
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