2020-2021年福建省三明市九年级上学期物理第二次月考试卷附答案
展开这是一份2020-2021年福建省三明市九年级上学期物理第二次月考试卷附答案,共18页。试卷主要包含了选择题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.以下关于电能的说法正确的选项是〔 〕
A. 可以通过电流表把电能直接测量出来 B. 消耗电能相同的用电器,产生的热量一定相同
C. 电功率就越大的用电器,消耗电能越多 D. 电能的单位是“度〞,学名叫做千瓦时
2.以下用电器中,利用电流热效应工作的是〔 〕
A. 计算器 B. 电热水壶 C. 收音机 D. 电冰箱
3.将规格分别为“220V 100W〞和“220V 60W〞的甲、乙两只小灯泡串联后接到电压为220V的电源上,两灯均发光,忽略灯丝电阻的变化,那么以下说法中正确的选项是( )
A. 甲灯两端的电压较大 B. 通过乙灯的电流较大 C. 甲灯较亮 D. 乙灯较亮
4.标有“6V 1.5W〞的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如以下图,假设把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻及实际功率约为〔 〕
A. 24Ω 0.67W B. 20Ω 0.8W C. 24Ω 0.96W D. 20Ω 0.67W
5.将如图甲所示的电热水瓶,接入家庭电路中单独工作时,观察到电能表〔如图乙〕的转盘转6转用时1min。以下关于电能表和电热水瓶的说法正确的选项是〔 〕
A. 电能表应接在空气开关和用电器之间
B. 该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2200W
C. 电热水瓶的实际功率是600W
D. 假设电热水瓶的指示灯损坏,它的发热电阻还能工作,说明它们之间是串联的
6.甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W.以下说法错误〔 〕
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L 的电阻为4Ω B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W D. 再闭合开关S2后,在1min 内电阻R产生的热量为240J
7.如以下图,两个透明容器中密闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3 . 小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关 B. 通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C. 电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等 D. 通电后,A管的液面将会比B管的液面高
8.如以下图,在接线柱间接入熔丝和铜丝,熔丝电阻大于铜丝。接通电源,闭合开关S,依次闭合各小灯泡支路的开关,可以看到电流表的示数逐渐增大;再闭合电炉丝支路的开关时,会发现熔丝被熔断。以下说法正确的选项是〔 〕
①实验说明电路超负荷运行会引起平安事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间,熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合,熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A. 只有①② B. 只有①③④ C. 只有②③④ D. ①②③④都正确
9.如以下图的电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为4V〔小灯泡电阻不随温度变化〕。闭合开关Sl断开开关S2 , 在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表示数变化范围是:2V﹣6V电流表示数变化范围是:0.4A﹣1.2A;闭合开关S2 , 断开开关S1 , 当滑动变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,那么小灯泡的额定功率是〔 〕
A. 0.4W B. 0.8W C. 1.2W D. 1.6W
10.某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如以下图,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线〔有电阻〕连接。闭合开关S1、S2时加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比拟,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 照明灯亮度不变 B. 照明灯亮度变暗
C. 相同时间内长导线上消耗的电能不变 D. 相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
11.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W〞和“4V 2W〞字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中〔不考虑灯丝电阻的变化〕,以下判断正确的选项是〔 〕
A. 假设把它们并联在4V电路中,乙灯正常发光 B. 假设把它们并联在4V电路中,甲灯比乙灯亮
C. 假设把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光 D. 假设把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮
12.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后,以下判断不正确的选项是〔 〕
A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗
B. 电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25Ω
C. 电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W
二、填空题〔共5小题,总分值10分,每题2分〕
13.如以下图是军军家电能表,此时电能表的示数为________,他家允许接入的用电器总功率最大为________ W.
14.一台直流电动机额定电压为220V,其电阻为1Ω.正常工作时通过的电流为20A,那么该电动机的额定功率是________kW,电动机连续正常工作10min,电动机因本身有电阻而发热损失的电能为________J。
15.一款电热水壶工作时有两档,分别是加热档和保温档,其工作原理如以下图〔虚线框内为电热水壶的发热部位〕。R1=44Ω,R2=2156Ω,当开关S置于________〔选填“1〞或“2〞〕时电热水壶处于加热档,电热水壶在保温状态下的电功率为________W。
16.两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如以下图。假设将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为________W;假设将它们串联后接在电压为3V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为________W。
17.教室里的电灯是________连接的〔选填“串联〞或“并联〞〕,工作时将________能转化为其他形式的能;标有“220V 100W〞字样的电灯正常工作8小时,耗电________度。
三、实验探究题
18.在“测量小灯泡的电功率〞的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V〔电阻约为8Ω〕。
〔1〕请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整〔要求滑片向左移动时灯泡变亮〕。
〔2〕闭合开关前,应将滑片移到________端〔选填“A〞或“B〞〕。
〔3〕闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了。小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 。
A.开关短路
B.灯泡短路
C.电压表断路
D.灯泡接触不良
〔4〕排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为________V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,那么小灯泡的额定功率为________W。
〔5〕现有规格为“10Ω2A〞、“20Ω1A〞和“50Ω0.2A〞的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择________接入电路。
〔6〕小芳利用图甲装置________〔选填“能〞或“不能“〕做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系〞的实验。
19.在“测量小灯泡电功率〞的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V〞字样。
〔1〕如图甲所示是小军已经连接的局部实验电路,在连接电路时,小军操作上出现的错误是________。
〔2〕请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
〔3〕连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 。
A.小灯泡短路
B.小灯泡开路
C.变阻器短路
D.变阻器开路
〔4〕排除上述故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来,将滑动变阻器的滑片向________〔选填“A〞或“B〞〕端移动,使小灯泡正常发光,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
〔5〕继续调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于、低于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示,它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的________。
20.在“测定小灯泡额定功率〞的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V。
〔1〕请在图甲中用笔画线代替导线,完成电路连接;
〔2〕闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中,发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示,电压调节非常不方便,这是由于选用了以下提供的________〔选填“A〞或“B〞〕滑动变阻器;可供选用的滑动变阻器:滑动变阻器A〔阻值范围0~500Ω,滑片行程10cm〕滑动变阻器B〔阻值范围0~50Ω,滑片行程10cm〕
〔3〕换用另一个滑动变阻器并接通电路后,移动滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,那么小灯泡额定功率为________W;
〔4〕小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验,但他操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是________电流表的示数情况是________〔以上两空选填“示数为零〞或“有较大示数〞〕;
〔5〕实验完成后同学们在老师的提醒下结合图的电路图进行了误差 分析:因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过,会造成电流表所测电流________〔选填“大于〞或“等于〞或“小于〞〕灯泡中的实际电流,从而导致实验中灯泡额定功率的测量值________〔选填“大于〞或“等于〞或“小于〞〕真实值。
21.小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为10Ω。
〔1〕用笔画线表示导线,选好电流表量程,将图甲电路连接完整。
〔2〕闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于________〔选填“C〞或“D〞〕端。
〔3〕闭合开关后,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为3V,产生该现象的原因可能是小灯泡________〔选填“短路〞或“断路〞〕。
〔4〕排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图1乙所示,此时小灯泡两端的电压为________V,假设要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片P向________〔选填“C〞或“D〞〕端移动,根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象,小灯泡的额定功率为________W。
〔5〕小韩还想用标有“600res/〔kW•h〕〞的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器,只让电灶单独工作,发现6min电能表的转盘转过120r,那么这段时间电灶消耗的电能是________J,电灶的功率为________W。
22.某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中,小灯泡标有“3.8V〞,滑动变阻器标有“12Ω 1.5A〞,电源电压6V。
〔1〕请用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将图乙的实物电路连接完整,使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
〔2〕小明同学负责实物连线,他连接好最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是________。
还可能出现了以下错误中的________〔填字母序号〕。
A.电压表串联在了电路中
B.电流表并联在了小灯泡两端
C.连接滑动变阻器时,用了C、D两个接线柱
D.连接滑动变阻器时,用了A、B两个接线柱
〔3〕小灯泡熄灭后,发现电压表有示数,该示数接近________V。
〔4〕更换上完全相同的小灯泡,正确连好电路,通过完全正确的操作获得数据如表。
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为________W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而________。
〔5〕小明还想测量小灯泡不亮时的电阻,但是无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压也不能低于2V.经过分析,至少有两种方案可行:一是,其它条件均不变时,换用总阻值较________的滑动变阻器;二是,其它条件均不变时,换用电压较________的电源。
四、计算题
23.如以下图是调温型电熨斗的简化电路图,它的工作电压为220V.R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件,R2的阻值为61.6Ω,只闭合S1时为低温档,电功率为440W.同时闭合S1和S2时为高温档,试求:
〔1〕低温档工作时,电路中的电流是多少?
〔2〕电阻R1的阻值是多少?
〔3〕高温档的电功率是多少?
24.某电热水壶铭牌的局部参数如表,忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃.求:[c水=4.2×103J/〔kg•℃〕,ρ水=1.0×103kg/m3]
〔1〕水吸收的热量是多少?
〔2〕电热水壶的效率是多少?
〔3〕在用电顶峰时,实际加热时间为363s,假设与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能,实际电压多大?
25.家庭电路中某电热锅的额定电压是220V,加热状态的额定功率是1210W,简化电路如以下图,S1为温控开关,发热电阻R1与R2的阻值恒定,电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4:25
〔1〕电阻R1和R2的阻值;
〔2〕在用电顶峰期,家中只有电热锅和液晶电视机工作时,电热锅的实际功率为1000W〔始终处于加热状态〕,电视机的实际功率为200W,计算这时通过液晶电视机的电流。
26.如以下图,小灯泡标有“6V 3W〞字样〔电阻不受温度影响〕,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其最大阻值为40Ω。
〔1〕当开关S、S1、S2都闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.6A,电路工作50s,求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
〔2〕当电路中有元件工作时,求电路消耗的最小功率。
答案解析局部
一、选择题
1.【解析】【解答】电能应该用电能表测量,所以A不符合题意,消耗电能不一定全部用来产生热量,比方电风扇,所以B不符合题意,电功率大的用电器只是消耗电能快,并不一定消耗电能多,所以C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D。
【分析】用电器消耗电能转化为其它形式的能,电能表可以测量电能的多少,电能的单位是千瓦时,俗称度。
2.【解析】【解答】解:A、计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,A不符合题意。
B、电热水壶工作时主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,B符合题意。
C、计算器工作时主要是把电能转化为声能,不是利用电流的热效应工作的,C不符合题意。
C、电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的磁效应工作的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电流的热效应:电流通过电阻要发热,这叫做电流的热效应.如电灯、电炉、电烙铁、电焊等,都是电流的热效应的例子.
3.【解析】【解答】根据P=I2Rt,当两只小灯泡串联时,电流都相等,所以电阻越大,电功率越大,容易得出乙灯电阻较大.
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,电功率和电阻成正比。
4.【解析】【解答】∵三只灯泡串联且规格相同,
∴它们的电流和电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同,
∴三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U=4V;
由图象可知,当U=4V时,I=0.2A,
那么小灯泡的电阻:R= = =20Ω,
小灯泡的实际电功率:P=UI=4V×0.2A=0.8W.
应选B.
【分析】在串联电路中,当各电阻的阻值都相同时,那么各电阻两端分得的电压也相等,根据这个规律,我们就可以算出这三只灯泡串联时每只灯泡两端的电压;根据图象找出灯泡两端实际电压对应的电流,根据欧姆定律和公式P=UI算出灯泡的电阻和灯泡的实际功率.
5.【解析】【解答】A、电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表,应接在空气开关之前,A不符合题意;B、由表盘信息可知,电能表允许通过的最大电流I=20A,工作电压为220V,该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总电功率P=UI=220V×20A=4400W,B不符合题意;C、600revs/1kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转600转,那么转6转消耗的电能W= kW•h=0.01kW•h,实际功率P= = =0.6kW=600W,C符合题意;D、假设电热水瓶的指示灯损坏,它的发热电阻还能工作,说明它们之间互不影响,是并联的,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据电能表转盘转数计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率的大小。
6.【解析】【解答】A、只闭合 S1时,电路为小灯泡L的简单电路,L 的实际功率为 1W,根据P=UI可知,
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标,那么有:UL=2V,IL=0.5A,那么小灯泡 L 的电阻:RL= = =4Ω,A不符合题意;B、由 A 选项分析得,电源电压U=UL=2V,再闭合 S2后,此时R、L并联接入电路,电流表测干路中的电流,电压为 2V,在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A,那么电流表示数增大0.2A,B不符合题意;C、电源电压为 2V,R的电流为 IR=0.2A,L 的电流为IL=0.5A,电路中总电流为 I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A,那么电路总功率:P=U总I总=2V×0.7A=1.4W,故 C不符合题意;D、再闭合 S2时,电阻R的电压为 2V,电流为 0.2A,通电 1min 产生热量:Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J,D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,电压和电流的乘积计算电功率,利用电压、电流和时间的乘积计算消耗的电能。
7.【解析】【解答】由题知,电阻丝的电阻R1=R2=R3;A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,通过R1的电流I1=I2+I3 , 而I2=I3 , 所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,A不符合题意;B、由图知,通过R1的电流I1=I2+I3 , 而I2=I3 , 所以通过电阻R1和R2的电流不相等,B不符合题意;C、R1=R2=R3 , 所以R2、R3并联后的总电阻是 R2= R1 , 由于串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压,C不符合题意;
D、左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,A容器中电阻R1产生的热量多,那么A管的液面将会比B管的液面高,D符合题意。
故答案为:D
【分析】当电阻和时间相同时,电流产生的热量和电流有关。
8.【解析】【解答】①由图可知,小灯泡和电炉丝是并联的,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以同时工作的用电器越多,干路电流越大,干路导线产生的热量越多,到达一定程度,会引起熔丝熔断,甚至引发平安事故,故①正确;②串联电路电流处处相等,熔丝和铜丝是串联在干路中的,所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流,故②错误;③熔丝电阻大于铜丝,通过的电流相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间,熔丝产生的热量多,故③正确;④并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,随着支路开关依次闭合,干路电流逐渐增大,熔丝最终熔断,说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关,故④正确。
故答案为:B
【分析】电路长时间超负荷运行可能造成短路,甚至引发火灾.
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;串联电路电流处处相等.
铜丝的电阻率小,根据焦耳定律Q=I2Rt,可知其产生的热量少.
9.【解析】【解答】〔1〕由图知,闭合开关Sl断开开关S2 , 定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端电压。当滑片在a端时,滑动变阻器全部接入电路,此时电路电流最小,为I小=0.4A,因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以此时R2两端电压最小,为U2小=2V,因为I= ,所以R2= = =5Ω;设电源电压为U,那么U=I小〔R1+R2〕,即U=0.4A〔R1+5Ω〕﹣﹣①;当滑片在b端,滑动变阻器断路,电路只有R2 , 此时电压表示数最大,也就是电源电压,所以U=U最大=6V﹣﹣②,①②结合,得6V=0.4A〔R1+5Ω〕,解得R1=10Ω;〔2〕闭合开关S2 , 断开开关S1 , 小灯泡与滑动变阻器串联。当滑动变阻器的滑片P在中点时,小灯泡正常发光,所以小灯泡两端电压为U额=4V,所以滑动变阻器两端电压为U中=U﹣U额=6V﹣4V=2V,滑动变阻器接入电路电阻为R中= R1= ×10Ω=5Ω,此时通过灯泡电流为I额=I中= = =0.4A,所以灯泡额定功率为P额=U额I额=4V×0.4A=1.6W。
故答案为:D
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,利用电流和电阻的乘积求电压,根据串联电路电压规律,计算灯泡电压和电流,利用电压和电流的乘积计算电功率。
10.【解析】【解答】设长导线的电阻为R0 , 由图知,
AB、闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL ,
断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL′;
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,
导线的电阻不变,因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即UL′>UL ,
灯泡的电阻可认为不变,由P= 知,PL′>PL , 即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮;A、B不符合题意;
C、由前面解答可知,断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,C不符合题意;
D、断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由W= •t知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合题意,根据电阻的并联可知照明灯与加热器并联的总电阻变化情况,再根据串联电路的分压特点可知并联局部的电压和导线两端电压的变化,根据P=可知照明灯和导线实际功率的变化,进一步判断灯泡亮暗的变化,根据W=I2Rt和W=t判断出单位时间内长导线上消耗电能的变化以及相同时间内整个供电线路消耗的电能的变化情况.
11.【解析】【解答】由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I甲= = =0.5A,I乙= = =0.5A,由I= 可得,两灯泡的电阻分别为:R甲= = =12Ω,R乙= = =8Ω。AB、两灯泡并联在4V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2W;甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实= = ≈1.33W<P乙实 , 所以乙灯比甲灯亮,A符合题意,B不符合题意;CD、两灯泡串联在10V电路时,两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω,此时电路中的电流为I串= = =0.5A,因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡可以同时正常发光;此时两灯实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙〔即3W>2W〕,所以甲灯较亮,C、D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】根据灯泡的规格计算电流和电阻,当灯泡串联时,电流较小的灯泡可以正常发光,灯泡并联时,电压较小的灯泡正常发光。
12.【解析】【解答】A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左滑动时,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据P=I2R可知灯泡的实际功率增大,那么灯泡变亮,A错误,符合题意;B、由灯泡的I﹣U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可得,灯的电阻:RL= = =2.5Ω,B错误,符合题意;C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律,灯的电压为:UL′=U﹣U滑′=3V﹣2.5V=0.5V,由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,那么小灯泡的功率:PL′=UL′I′=0.5V×0.3A=0.15W,C错误,符合题意;D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U﹣UL额=3V﹣2.5V=0.5V,此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻的大小,利用电压和电流的乘积计算电功率的大小。
二、填空题〔共5小题,总分值10分,每题2分〕
13.【解析】【解答】电能表最后一位是小数位,所以示数为951.6KW/h,根据P=UI,可以计算出最大功率。
【分析】利用电能表窗口示数读取消耗的电能,电能表上的电压和电流的乘积计算电能表的最大电功率。
14.【解析】【解答】〔1〕电动机的额定功率:P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW;〔2〕电动机因本身有电阻而发热损失的电能为:Q=I2Rt=〔20A〕2×1Ω×600s=2.4×105 J。
【分析】利用电压和电流的乘积计算电功率,利用焦耳定律计算产生的热量。
15.【解析】【解答】由电路图可知,开关S置于1时R1与R2串联,开关S置于2时电路为R1的简单电路,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,开关S置于2时,电路的总电阻最小,电源的电压一定时,由P=UI= 可知,电路的总功率最大,电热水壶处于加热档;那么开关S置于1时,R1与R2串联,电热水壶处于保温档,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热水壶在保温状态下的电功率:P= = =22W。
【分析】在串联电路中,电阻越小,电功率越大,根据电压和总电阻计算电功率。
16.【解析】【解答】〔1〕将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,U甲=U乙=U=2V,由图象可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A、I乙=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,那么元件甲和乙消耗的总功率:P=UI=2V×0.6A=1.2W;〔2〕假设将它们串联后接在电压为3V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,I′=0.2A、U甲′=1V、U乙′=2V时符合,那么元件甲和乙消耗的总功率:P′=U′I′=3V×0.2A=0.6W。
【分析】利用电源电压和并联电路中总电流的乘积计算电功率,根据串联电路分电压,利用电压和对应的电流的乘积计算串联电路的总功率。
17.【解析】【解答】〔1〕教室中多个电灯,工作时互不影响,是并联连接的;〔2〕用电器工作时将电能转化为其他形式的能,故电灯工作时将电能转化为其他形式的能;〔3〕由P= 可得,该电灯正常工作8小时消耗的电能:W=Pt=0.1kW×8h=0.8kW•h=0.8度。
【分析】教室的电灯是并联的,利用电功率和时间的乘积计算消耗的电能。
三、实验探究题
18.【解析】【解答】解:〔1〕滑动变阻器要采取“一上一下〞的连接方式,滑片向左移动时灯泡变亮,电流增大,电阻减小,接左下接线柱,如以下图:
;〔2〕为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端;〔3〕灯泡有时候发光,有时候不发光,说明灯泡没有损坏,是接触不良,D符合题意;
故答案为:D;〔4〕当灯泡两端的电压为额定电压时即电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;
电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;〔5〕实验中,要测出额电功率,要保持小灯泡两端的电压为额定电压〔小灯泡的电阻约为8Ω〕,所需变阻器的阻值最大,
电路中的电流为I 0.3125A,那么R滑 11.2Ω>10Ω,应该选择“20Ω1A〞的变阻器,而“50Ω0.2A〞的电流太小,不适宜;〔6〕要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,而灯丝随温度的升高而增大,不是定值,不能探究电流与电压的关系。
故答案为:〔1〕见上图;〔2〕B;〔3〕D;〔4〕2.5;0.8;〔5〕20Ω1A;〔6〕不能。
【分析】〔1〕结合实验目的及滑动变阻器的使用方法连接实物图即可.
〔2〕为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
〔3〕灯泡有时候发光,有时候不发光,说明灯泡没有损坏,是接触不良.
〔4〕结合电流表的量程、分度值读出电流表的示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率.
〔5〕测量小灯泡的电功率实验中,要测出额定电压下时的额电功率,根据串分压的知识,电阻的阻值越大,所需变阻器的阻值越大,根据串联电路特点及欧姆定律通过计算,确定变阻器的规格.
〔6〕灯丝随温度的升高而增大.
19.【解析】【解答】〔1〕为保护电路,在连接电路时,开关应断开,故小军操作上出现的错误是没有断开开关;〔2〕灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示: ;〔3〕A.假设小灯泡短路,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;B.假设小灯泡开路,那么电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数即为电源电压,不符合题意;C.假设变阻器短路,那么电流表示数,电压表示数即为电源电压,不符合题意;D.假设变阻器开路,整个电路断路,灯不发光,两表都没有示数,符合题意;
故答案为:D;〔4〕灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比拟电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向; 灯在额定电压下正常发光,2.5V大于灯的额定电压2.5V,应减小灯的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数;〔5〕根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线,它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI,根据P=UI,故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
【分析】〔1〕连接电路时,开关要断开;
〔2〕测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,根据额定电压选择适宜的量程,滑动变阻器要一上一下接入电路中;
〔3〕假设电路中电流表、电压表示数都为零,那么电压表之外的位置断路;
〔4〕假设使灯泡分压减小,那么增大滑动变阻器的阻值,滑片远离下面的接线柱移动;
〔5〕利用电压和电流的乘积计算灯泡的电功率。
20.【解析】【解答】〔1〕变阻器按一上一下接入电路中与灯串联,小灯泡的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,如下所示: ;〔2〕由图乙可知,滑片移动时灯泡两端电压的变化开始很不明显,说明滑动变阻器选择阻值较大,选择的是A;〔3〕图丙中,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A,灯的额定功率为:P=UI=3.8V×0.5A=1.9W;〔4〕未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,此时电压表串联接入电路中,电压表测量的是电源电压,电压表的示数情况是有较大示数;电流表的示数情况是示数为零;〔5〕电压表与灯并联,电压表测量的电压是准确的,因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过,根据并联电路电流的规律,会造成电流表所测电流大于灯泡中的实际电流,根据P=UI,从而导致实验中灯泡额定功率的测量值大于真实值。
【分析】〔1〕测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,根据灯泡的额定电压选择适宜的量程,滑动变阻器一上一下连入电路中;
〔2〕滑动变阻器的阻值假设过大,灯泡分压较小;
〔3〕根据电流表选择量程,结合指针位置读取电流,利用电压和电流的乘积计算电功率;
〔4〕假设灯泡处断路,电压表示数较大,电流表示数为0;
〔5〕由于电压表的微小电流造成电流表示数大于灯泡电流,所测量的电功率大于灯泡电功率。
21.【解析】【解答】〔1〕小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯正常发光时的电流约为:I= = =0.25A;故电流表选用小量程与灯串联,如下所示: ;〔2〕闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。〔3〕假设灯泡短路,那么电压表示数为0,电路为通路,灯泡发光,电流表有示数,不符合题意;
假设灯泡断路,灯泡不发光,那么电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意;故闭合开关后,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为3V,产生该现象的原因可能是小灯泡断路;〔4〕图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;灯在额定电压下正常发光,2.2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向D移动,直到电压表示数为额定电压;根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;〔5〕转盘转动120转,电灶消耗的电能:W=120× kW•h=0.2kW•h=0.2×3.6×106J=7.2×105J;电灶的功率:P= = =2kW=2000W。
【分析】〔1〕根据灯泡的电压和电阻分析电流,电流表串联在电路中,选择适宜量程;
〔2〕滑片在电阻最大处,可以保护电路;
〔3〕当电压表示数过大,电流表示数为0时,电压表测量的位置断路;
〔4〕根据电压表选择的量程和指针位置读取示数,假设灯泡分压变大,滑动变阻器的电阻减小,利用电压和电流的乘积计算电功率;
〔5〕利用电能表转盘的转数和实际计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率。
22.【解析】【解答】解:〔1〕灯的电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;〔2〕连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中;连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中
A.假设电压表串联在了电路中,闭合开关后,电流很小,灯不发光,不符合题意;
B.电流表并联在了小灯泡两端,灯不发光,不符合题意;
C.连接滑动变阻器时,用了C、D两个接线柱,那么变阻器连入电路的电阻为0,灯的电压为电源电压,符合题意;
D.连接滑动变阻器时,用了A、B两个接线柱;变阻器最大电阻连入电路中,电路的电流较小,灯发光较暗,不符合题意;
故答案为:C;〔3〕小灯泡熄灭后,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数接近6V;〔4〕灯在额定电压下正常发光,由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大;〔5〕小明还想测量小灯泡不亮时的电阻,但是无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压也不能低于2V,说明变阻器的最大电阻太小〔或电源电压太高〕,经过分析,至少有两种方案可行:一是,其它条件均不变时,换用总阻值较大的滑动变阻器;二是,其它条件均不变时,换用电压较小的电源。
故答案为:〔1〕如上所示;〔2〕连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中;C;〔3〕6;〔4〕1.52;变大;〔5〕大;小。
【分析】〔1〕利用串联分压的原理确定滑动变阻器的接线方法,结合题意确定电压表的量程,据此连接实物图即可.
〔2〕结合题意可知,连接电路时没有断开开关,没有将变阻器的最大电阻连入电路中.
〔3〕 小灯泡熄灭后, 电压表串联在电路中,接近电源电压.
〔4〕由表中数据,利用P=UI可知小灯泡正常工作时的功率;小灯泡的电阻随温度升高而变大.
〔5〕无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压也不能低于2V,说明变阻器的最大电阻太小,据此得出解决方法.
四、计算题
23.【解析】【分析】〔1〕利用电功率和电压的比值计算电流;
〔2〕利用电压和电流的比值计算电阻,结合串联电路中电阻关系分析电阻;
〔3〕根据电压和电阻计算用电器的电功率。
24.【解析】【分析〔1〕根据密度和体积的乘积计算质量,利用比热容、质量和温度差的乘积计算吸热的多少;
〔2〕根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能,利用吸收的热量和消耗的电能的比值计算热效率;
〔3〕根据电压和电功率计算电阻,根据电能和时间的比值计算电功率,利用实际电功率和电阻计算实际电压。
25.【解析】【分析】〔1〕根据电压和电功率计算电阻,根据电功率比值计算保温功率,利用功率和电压计算总电阻,根据串联电路电阻规律计算其中一个电阻;
〔2〕根据电阻和实际电功率计算实际电压,根据实际电压和实际电功率计算电流。
26.【解析】【分析】〔1〕根据灯泡的规格计算电流和电阻,利用电压和电流的比值计算电阻的大小,根据焦耳定律计算产生的热量;
〔2〕电路中电功率最小时,电阻最大,利用电压和最大电阻计算最小电功率。实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.0
3.0
3.8
4.2
电流I/A
0.33
0.34
0.40
0.42
小灯泡亮度
不亮
较暗
正常
较亮
小灯泡电阻
6.0
8.8
9.5
10.0
额定电压
220V
额定功率
1000W
最大容量
1.2L
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