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2020-2021学年江西省赣州市石城县九年级(上)期末物理试卷
展开这是一份2020-2021学年江西省赣州市石城县九年级(上)期末物理试卷,共24页。试卷主要包含了5V,小灯泡L上标有“3V1,25W,0A”,8V,【答案】电源 用电器,【答案】甲 乙,【答案】1,【答案】0等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年江西省赣州市石城县九年级(上)期末物理试卷
1. 一节干电池的电压是____________V。我国家庭电路的电压是____________V。
2. 冬天,在教室里写作业的同学手变冷了,有同学通过搓手,有同学通过对手哈气,都可以让手变得暖和。“搓手”是利用______的方式让手变得暖和;“哈气”是利用______的方式让手变得暖和。
3. 家庭电路中控制电灯的开关应接在______ 线和电灯之间;使用验电笔时,手要接触______ (选填“笔尾”或“笔尖”)金属体。
4. 根据“单位”推出对应的物理公式是常用的记忆方法。例如:速度单位是m/s(其中m是路程的单位,s是时间的单位),可以推出对应的公式为:v=st.同样。根据电能的单位kW⋅h,就可以推出对应的公式为:______;根据比热容的单位J/(kg⋅℃),也可以推出对应的公式为:______。
5. 随着科技的发展,电动汽车逐步走进大家的日常生活;电动汽车行驶时,蓄电池属于______ ;给电动汽车的蓄电池充电时,蓄电池属于______ (均选填“用电器”或“电源”)。
6. 标有“220V 100W”和“220V 60W”的甲、乙两盏白炽灯,灯丝较粗的是______灯,当它们串联在家庭电路中时,较亮的是______灯(选填“甲”或“乙”)。
7. 如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为______A和______A。
8. 如图是电阻甲和乙的I--U图象,将电阻甲和乙并联,若电源电压为2V,则电路中的总电流为______A。一只小灯泡上标有“2V0.2A”的字样,现要将该小灯泡接入3V的电源上,为使其能够正常发光,应将电阻______(选填“甲”或“乙”)与灯泡串联。
9. 信鸽是靠地球的______来导航的。指南针静止时S极指的是地理的______(填“南方”或“北方”)。
10. 电阻R1=10Ω,R2=20Ω,若将它们串联在30V的电源两端,R1消耗的电功率为P1,R2消耗的电功率为P2,整个电路在1s内电流做功为W1,则电功率之比P1:P2=______。若将它们并联在同一电源上,整个电路相同时间内电流做功为W2,则电流做功之比W1:W2=______。
11. 下列景象中,能说明分子在永不停息地运动的是( )
A. 初春的柳絮飞扬 B. 盛夏的荷花飘香
C. 深秋的落叶飘零 D. 寒冬的大雾弥漫
12. 2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
13. 下列有关电现象的说法中正确的是( )
A. 验电器的工作原理是同种电荷互相排斥
B. 摩擦起电是利用摩擦的方式创造电荷
C. 电荷的移动形成电流
D. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
14. 在图所示的电路中,甲、乙是两个电表。当开关S闭合后,下列说法中正确的是( )
A. 若甲是电流表,乙是电流表,则电阻 R1、R2并联
B. 若甲是电流表,乙是电压表,则电阻 R1、R2并联
C. 若甲是电压表,乙是电压表,则电阻 R1、R2串联
D. 若甲是电压表,乙是电流表,则电阻 R1、R2串联
15. 如图所示的电路,当开关闭合,两灯正常发光,使用中发现两灯突然熄灭,电流表无示数,电压表示数增大,则故障可能是( )
A. 灯L1被短路 B. 灯L2断路 C. 灯L1断路 D. 灯L2被短路
16. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B. 电流表A的示数变大,电压表V1的示数不变
C. 电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D. 电压表V2与电流表A的示数之比变大
17. 如图所示,GMR是巨磁电阻,它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是( )
A. 当S1闭合,滑片移到某一位置,电磁铁左端为N极
B. 当S1闭合,滑片向右移动,电磁铁磁性减弱
C. 当S1和S2同时闭合,滑片向右移动,GMR的电阻变小
D. 当S1和S2同时闭合,滑片向左移动,指示灯变亮
18. 如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡L上标有“3V1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω1A”,电流表量程选择“0∼0.6A”,电压表量程选择“0∼3V”。闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A. 电路中最大电流为0.6A
B. 电路的最大功率为2.25W
C. 电压表示数变化范围为1∼3V
D. 滑动变阻器阻值变化范围为3∼30Ω
19. 按照国家规定的标准,如空调、电暖气等大功率用电器使用的电源连接线不能过长。请结合焦耳定律解释这样规定的原因。
20. 用煤气灶烧水时,把2kg的水从20℃加热到70℃,燃烧了0.03m3的煤气,假设煤气完全燃烧,已知煤气的热值约为4×107J/m3(水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水时的效率是多少?
21. 如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U;
(3)电阻R2消耗的电功率P2。
22. 在冬季,有的家庭会选用一些小型电暖器过冬,如图甲乙所示是某电暖器与其电路原理图,它的铭牌见表(“中温挡”功率空出)。图中R1>R2,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全。通过S1、S2的组合使用,可以使电暖器工作在“高温、中温、低温”三挡。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温挡
高温挡
1650W
(1)当闭合S和S1,电暖器在哪一挡工作?R1的阻值是多少?
(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流。
(3)用该电暖器的“高温“挡正常工作30min,消耗的电能。
23. (1)如图1甲所示的电流表,此时的读数是______ A;如图1乙所示,电压表盘上的指针示数是______ V;如图1丙所示,通电后指针向右偏转,造成该现象的原因是______ 。
(2)小华学习了电磁方面的知识后,做了以下几个实验。
如图2甲,闭合开关后,通电螺线管的右端为______ 极(选填“N“或“S”);将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变,这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和______ 有关,根据______ 装置(选填“甲”“乙”或“丙”)的原理,发明了发电机;图2丙装置的原理是:______
24. 利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且______ 相等的沙子和水;除了如图所示器材,还需要的测量工具有天平和______
(2)用相同的酒精灯火焰加热,不断用玻璃棒搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图乙所示,实验中,是通过比较______ 来间接反映沙子和水所吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为______
(3)分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是______ ;若使两者升高相同的温度,则______ 吸收的热量较多,由此可见,______ 的比热容较大。
25. 小睿在探究“电压不变时,电流与电阻的关系”时,电路如图甲所示,电源电压为6V保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于______ (选填“断开”或“闭合”)状态,实验前滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处的目的是:______ ;
(2)实验中分别接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图乙所示的图像。由图像可以得出结论:______ ;
(3)上述实验甲图中:①小睿用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向______ (选填“左”或“右”)端移动滑片,其目的是______ ,直至电压表示数为______ V时,读出电流表的示数;
②小睿又把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,为完成整个实验,应该选取滑动变阻器______ (选填字母)。
A.“20Ω1.0A”
B.“30Ω1.0A”
C.“50Ω1.0A”
26. 如图甲所示是小明“测量小灯泡的电功率和电阻”的实验电路,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)小明用甲图电路先来测量小灯泡的电功率,其原理是______ ;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于______ (选填“A”或“B”)端;闭合开关后,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______ W;在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,若电流表示数变为0,电压表示数接近6V,则故障可能是小灯泡______ (选填“短路”或“断路”);(2)排除故障,完成小灯泡额定功率测量后,小明发现用该电路还可以测量小灯泡的阻值,其原理是:______ ,请在题中虚线框内为小明设计合理的数据记录表格。
答案和解析
1.【答案】1.5;220
【解析】
【分析】
干电池的电压和我国家庭电路的电压有时隐含在题目中,注意挖掘。
记住一节干电池的电压和我国家庭电路的电压值。
【解答】
一节干电池的电压是1.5V,我国家庭电路的电压是220V。
故答案为:1.5;220。
2.【答案】做功 热传递
【解析】解:改变物体内能有两种方式:做功和热传递;搓手是利用做功的方式增加手的内能,手变得暖和;冬天,用嘴对着双手“呵气”感到暖和是通过热传递改变物体内能。
故答案为:做功;热传递。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递;做功是能量的转化,主要有摩擦生热和压缩气体做功;热传递是能量的转移,主要有传导、对流和辐射三种方式。
本题考查了改变物体内能的两种方式,属于基础题;明确做功是能量的转化,热传递是能量的转移的本质不同是解题的关键。
3.【答案】火 笔尾
【解析】解:
(1)家庭电路中,开关和开关控制的电灯是串联的,开关要接在火线与电灯之间;
(2)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体。
故答案为:火;笔尾。
(1)家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的,开关要接在火线与用电器之间。这样连接,当开关断开时,用电器上没有电,便于维修;
(2)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,笔尖接触电线,若氖管发光,接触的是火线,否则为零线。
本题考查了开关和灯的连接、测电笔的使用方法,属于基础题目。
4.【答案】W=Ptc=Qm△t
【解析】解:kW⋅h中的kW是功率P的单位,h是时间t的单位,说以电能的公式可写为W=Pt;
J/(kg⋅℃)中的J是热量Q的单位,kg是质量的单位,℃是温度的单位,所以比热容的公式为c=Qm△t。
故答案为:W=Pt;c=Qm△t。
要掌握相应的物理量及其对应的单位,kW是功率的单位,h是时间的单位,J是热量的单位,kg是质量的单位,℃是温度的单位。
本题通过有关单位推导相应的公式,考查了对相应物理量及对应单位的掌握。
5.【答案】电源 用电器
【解析】解:电动汽车行驶时,蓄电池提供电能,所以蓄电池是电源。
给电动汽车的蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,所以蓄电池是用电器。
故答案为:电源;用电器。
能提供电能的是电源,消耗电能的是用电器。
蓄电池在不同电路中功能不同,蓄电池有时相当于电源,有时相当于用电器。
6.【答案】甲 乙
【解析】解:
(1)根据公式R=U2P可知,两个用电器的电压相同时,功率越大,电阻就越小,
由于两盏灯的额定电压相同,乙灯的额定功率小于甲灯的额定功率,所以乙灯的电阻大于甲灯的电阻,
由于灯丝的材料相同,长度相同,灯丝的电阻与横截面积成反比,所以甲灯的灯丝电阻小,灯丝就较粗;
(2)若把两盏灯串联在220伏特的电路中,由于串联电路电流相等,乙的电阻大于甲的电阻,
根据公式P=I2R可知,电阻越大,实际功率越大,
所以乙的实际功率大于甲的实际功率,乙灯较亮。
故答案为:甲;乙。
(1)首先分别利用公式R=U2P比较出甲乙两盏灯的电阻值,然后根据同种材料制成的导体长度越长、横截面积越小导体的电阻越大的特点分析。
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,根据串联的特点分析即可得出灯泡的功率大小,进而确定亮度关系。
在日常生活中确定若灯泡的铭牌已经看不清楚,确定灯泡功率大小的一种常用方法,就是通过比较灯丝的长度和横截面积的大小来确定,灯丝的长度越短,灯丝越粗,灯泡的功率就越大。注意灯泡的亮度取决于实际功率。
7.【答案】1.20.3
【解析】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,
所以,干路电流表A1的量程为0∼3A,分度值为0.1A,示数I=1.5A,
L2支路电流表A2的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数I2=0.3A,
则灯L1中的电流:
I1=I−I2=1.5A−0.3A=1.2A。
故答案为:1.2;0.3。
由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,根据并联电路的电流特点和两个电流表的指针在同一个位置确定两表量程,根据分度值读出示数,进一步求出灯L1中的电流。
本题考查了并联电路的电流特点和电流表的读数,会确定两电流表的量程是关键。
8.【答案】0.6甲
【解析】解:(1)电阻甲和乙并联,当电源电压为2V时,两电阻两端的电压都为2V,
由图象可知,,,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电路总电流:;
(2)一只小灯泡正常发光时电压为2V,现将该小灯泡接在3V的电源上,
根据串联电路的电压规律,电阻分得的电压为:,
已知灯泡正常发光的电流为0.2A,而串联电路电流相等,由图象可知,当通过甲的电流为0.2A时,甲两端电压为1V,因此需要将电阻甲与灯泡串联。
故答案为:0.6;甲。
(1)将电阻甲和乙并联,当电源电压为2V时,它们两端的电压相等,根据图象读出通过它们的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流;
(2)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串联电阻两端的电压,根据串联电路电流规律和图象可知需要串联哪个电阻。
本题考查了串并联电路的特点,关键是根据图象得出相关的信息。
9.【答案】磁场; 南方
【解析】解:(1)地球周围存在着地磁场,信鸽是靠地球的磁场来导航的;
(2)磁体周围存在着磁场,地球也是一个磁体,周围有地磁场;指南针静止时S极指向地理的南方,N极所指的是地理的北方,根据同名磁极互相吸引,说明地磁场的南极在地理的北极附近。
故答案是:磁场;南方。
(1)地球是一个巨大的磁场,周围存在着地磁场;
(2)磁极间的相互作用是:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
该题考查了地磁场及磁极间的相互作用,属于基础知识,难度不大。
10.【答案】1:2 2:9
【解析】解:(1)电阻R1、R2串联在30V的电源两端时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI=I2R可得,两电阻的电功率之比:
P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2;
整个电路在1s内电流做功:W1=U2Rt=(30V)210Ω+20Ω×1s=30J;
(2)电阻R1、R2并联在同一电源上时,电路的总电阻:R′=R1R2R1+R2=10Ω×20Ω10Ω+20Ω=203Ω,
整个电路在1s内电流做功:W2=U2R′t=(30V)2203Ω×1s=135J,
所以W1:W2=30J:135J=2:9。
故答案为:1:2;2:9。
(1)电阻R1、R2串联在30V的电源两端时,通过它们的电流相等,根据P=UI=I2R求出两电阻的电功率之比,根据W=U2Rt求出电流做的功;
(2)根据并联电路电阻特点求出总电阻,根据W=U2Rt求出相同时间内电流做功之比,进一步求出W1与W2的比值。
本题考查了串并联电路的特点和电功率公式、电功公式的应用,是一道较为简单的应用题。
11.【答案】B
【解析】解:
A、初春的柳絮飞扬是物质在运动,属于机械运动。故A不符合题意。
B、盛夏的荷花飘香是芳香油分子运动的结果,是分子运动。故B符合题意。
C、落叶飘零是物质在运动,属于机械运动。故C不符合题意。
D、寒冬的大雾弥漫,是水蒸气液化成的小水滴在运动,属于机械运动。故D不符合题意。
故选:B。
解答本题的关键是掌握:分子运动是看不见的,在不知不觉中发生了变化,扩散现象属于分子运动。
本题主要考查学生对分子运动和物质运动的区别的了解和掌握,是一道基础题。
12.【答案】C
【解析】解:影片“流浪地球”开启了中国科幻元年,其中“点燃木星”将地球推开,内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
故选:C。
内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能,在压缩冲程中将机械能转化为内能;吸气和排气冲程中无能量的转化,是依靠飞轮的惯性完成的。
本题考查了对内燃机四个冲程的了解,根据能量的转化情况可以解答。
13.【答案】A
【解析】解:A、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A正确;
B、摩擦起电实质是电子在物体间发生了转移,不是创造了电荷,故B错误;
C、电荷的定向移动才会形成电流,故C错误;
D、据课本可知,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故D错误。
故选:A。
(1)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
(2)当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子;因此摩擦起电不是创造了电荷,实质是电子发生了转移;
(3)电荷的定向移动形成电流;
(4)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
本题考查了用电器的工作原理、摩擦起电的实质、电流的形成以及正负电荷的规定等知识,难度不大,是一道基础题,掌握基础知识即可正确解题。
14.【答案】B
【解析】解:
A、若甲是电流表,乙是电流表,开关闭合后,电源的两端被导线相连,电源短路,故A错误;
B、若甲是电流表,乙是电压表,电流的路径有两条,电阻 R1、R2并联,故B正确;
C、若甲是电压表,乙是电压表,则电阻 R1的两端被导线相连,被短路,只有R2接入电路中,故C错误;
D、若甲是电压表,乙是电流表,则电阻 R1的两端被导线相连,被短路,只有R2接入电路中,故D错误。
故选:B。
电流表与被测用电器串联,电流表电阻很小,相当于一根导线,电压表并联在电路中,电压表电阻很大,相当于开路;结合实物图,可根据电流流向法做出判断。
此题主要是根据电流表和电压表在电路中的连接情况来判断是什么电表,电流表测电路电流时应串联在电路中;电压表测电压时应并联在被测电路两端。同时要会识别电路图。
15.【答案】B
【解析】解:
A、灯L1被短路时,L2仍接在电路中,灯L2亮,电路中会有电流,即电流表有示数,电压表也有示数,不合题意,故A错误;
B.灯L2断路,电压表串联入电路中,电路中无电流,电流表无示数;灯不亮,电压表有示数且等于电源电压,即电压表示数变大,符合题意,故B正确;
C.灯L1断路,整个电路断路,电路中无电流,即电流表示数为零,电压表示数也为零,两灯泡不亮,不合题意,故C错误;
D.灯L2被短路时,L1仍接在电路中,灯L1亮,电路中有电流,即电流表有示数,电压表无示数,不合题意,故D错误。
故选:B。
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表示数增大说明电压表两接线柱与电源之间是通路,突然两电灯熄灭、电流表示数几乎为零说明电路可能断路,即电压表并联部分断路。
用电压表判断故障时,若电压表有示数,可能是它所并联的地方断路或其他地方短路了,若电压表没有示数,则可能是所并联的地方短路或其他地方断路了。
16.【答案】D
【解析】解:因电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,故A不正确。
当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;
根据公式I=UR可知,电路电流变小,所以电流表示数变小;故B错误;
根据公式U=IR可知,电阻R1两端的电压变小,由串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表V2的示数变大;
电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变大,故电压表V1与电压表V2的示数之和变大,故C错误。
电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值,因此比值变大,故D正确。
故选:D。
闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R1串联,电流表测量电路总电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知电路电流和电阻两端电压的变化。
本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律、串联电路的电压关系,分析电路图确定两电阻的连接方式和电压表、电流表的测量对象是本题关键。
17.【答案】ABD
【解析】解:
A、开关S1闭合,根据电流的流向和安培定则可知,电磁铁的左端为N极、右端为S极,故A正确;
B、开关S1闭合,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,故B正确;
C、开关S1和S2同时闭合,滑片向右移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,左侧电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,由题意可知GMR的电阻变大,故C错误;
D、开关S1和S2同时闭合,滑片向左移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,左侧电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,由题意可知GMR的电阻变小,右侧电路中的电流变大,指示灯的实际功率变大,指示灯变亮,故D正确。
故选:ABD。
(1)利用安培定则判断电磁铁的磁极;
(2)由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况,通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性强弱的变化;
(3)根据电磁铁所在电路中电阻的变化判定该电路中电流的变化,分析电磁铁磁性强弱的变化,由巨磁电阻的阻值与磁性强弱的关系可知巨磁电阻的阻值变化,再判断灯泡所在电路中电流如何变化,从而得出灯泡亮度的变化。
在控制电路中,滑片的移动是分析的入手点;在工作电路中,灯泡的亮度是确定电路中电流变化的一个隐含条件。
18.【答案】BD
【解析】解:
由电路图可知,灯泡与变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
由P=UI可得,灯泡的额定电流:
,
因串联电路中各处的电流相等,且变阻器R允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0∼0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,
所以,为不损坏电路元件,电路中最大电流:,故A错误;
则电路的最大功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故B正确;
由灯泡的铭牌可知,灯泡的电压最大3V,此时电流最大为0.5A,变阻器接入电路的阻值最小,
此时滑动变阻器的电压:,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值:,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为30Ω时,电路中电流最小,灯泡的电压最小,
灯泡的电阻:RL=(UL)2PL=(3V)21.5W=6Ω,
电路中的最小电流:,
灯泡两端的最小电压(电压表的最小示数):Umin=Imin×RL=0.125A×6Ω=0.75V,
所以电压表示数变化范围为0.75V∼3V,滑动变阻器阻值变化范围为3Ω∼30Ω,故C错误,D正确;
故选:BD。
知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出通过的电流,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;电路中的电流最大时接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出接入电路中的电阻;
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是电路中最大电流、最小电流的确定。
19.【答案】答:空调、电暖气等大功率用电器工作时,电压一定,通过电源连接线的电流较大,
如果电源连接线较长,连接线的电阻就会较大,由焦耳定律可知,一定时间内电流通过连接线产生的热量就会较多,容易引发火灾等安全事故。
【解析】由焦耳定律知,如果电源连接线过长,横截面积过小,电阻就会增大,产生的热量增加,容易发热造成火灾。
本题考查功率公式和焦耳定律公式的应用,关键是知道影响导体电阻大小的因素,在其他条件相同,导体的长度越大,电阻越大。
20.【答案】解:(1)水吸收的热量:
;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
;
(3)煤气灶烧水时的效率:
。
答:(1)水吸收的热量是4.2×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量是1.2×106J;
(3)煤气灶烧水时的效率是35%。
【解析】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用,属于基础题目。
(1)已知水的比热容、质量和初温度、末温度,利用Q=cm△t可以得到吸收的热量;
(2)已知煤气的热值和体积,可以得到煤气完全燃烧放出的热量;
(3)水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比就是煤气灶的效率。
21.【答案】解:当开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量电阻R1的电压,为3V,电流表测量电路中的电流。
(1)已知电阻R1的电压和电阻值,通过电阻R1的电流为:I=U1R1=3V6Ω=0.5A,
即电流表的示数为0.5A;
(2)根据欧姆定律I=UR可知,电阻R2两端的电压为:U2=IR2=0.5A×18Ω=9V,
电源两端的电压:U=U1+U2=3V+9V=12V;
(3)电阻R2消耗的电功率:P2=U2I=9V×0.5A=4.5W。
答:(1)电流表的示数I为0.5A;
(2)电源两端的电压U为12V;
(3)电阻R2消耗的电功率P2为4.5W。
【解析】当开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量电阻R1的电压,为3V,电流表测量电路中的电流。
(1)已知电阻R1的电压和电阻值,根据欧姆定律计算通过电阻R1的电流,即为电流表的示数;
(2)已知电阻R2的阻值和通过的电流值,根据欧姆定律计算电阻R2两端的电压,根据串联电路的电压特点计算电源电压;
(3)已知电阻R2的电压和电流值,根据P=UI计算电阻R2消耗的电功率。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算问题,属于基础题目,难度不大。
22.【答案】解:当闭合S和S1,电路为R1的简单电路,当闭合S和S2,电路为R2的简单电路,
当闭合S、S1和S2,电路为R1的R2的并联电路,根据电阻并联的特点,可知此种情况下电路的总电阻最小,
已知R1>R2,根据P=UI=U2R可知,
当闭合S和S1,电暖器在“低温”挡工作,当闭合S和S2,电暖器在“中温”挡工作,当闭合S、S1和S2,电暖器在“高温”挡工作;
(1)由以上分析可知,当闭合S和S1,电路为R1的简单电路,电暖器在“低温”挡工作,
由P=UI=U2R可知,R1的阻值是:;
(2)当闭合S和S2,电路为R2的简单电路,电暖器在“中温”挡工作,
当闭合S、S1和S2,电路为R1的R2的并联电路,电暖器在“高温”挡工作。
此时的电功率可表示为:,
故“中温”挡的电功率:;
根据P=UI可得,“中温挡”正常工作时的电流:;
(3)用该电暖器的“高温“挡正常工作30min,消耗的电能为:
。
答:(1)当闭合S和S1,电暖器在“低温”挡工作,R1的阻值是110Ω;
(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流为5.5A;
(3)用该电暖器的“高温“挡正常工作30min,消耗的电能为2.97×106J。
【解析】分析只闭合开关S和S1,只闭合开关闭合S和S2,三个开关都闭合的电路组成情况,根据P=UI=U2R分析三种情况下的电功率大小,电功率最小的为“低温”挡,电功率最大的为“高温”挡,剩余的为“中温”挡。
(1)当闭合S和S1,电路为R1的简单电路,根据P=UI=U2R可知为“低温”挡;
已知“低温”挡的功率,根据P=UI=U2R可知,R1的阻值;
,“高温”挡与“低温”挡功率之差是“中温”挡功率;已知“中温”挡功率和电源电压,可以得到“中温”挡正常工作时的电流;
(3)已知“高温”挡的功率和工作时间,根据W=Pt计算电暖器的“高温“挡正常工作30min,消耗的电能。
本题考查了电功率公式的灵活应用,关键是正确判断不同挡位时电路连接方式,属于常见题目。
23.【答案】0.465电压表的正负接线柱接反了 N 电流方向 乙 通电导体在磁场中受力而运动
【解析】解:
(1)如图1甲电流表使用的0∼0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,其示数为0.46A。
如图1乙电压表使用的0∼15V量程,每一个大格代表5V,每一个小格代表0.5V,其示数为5V。
图1丙,通电后电压表的指针向右偏转,说明电压表的正负接线柱接反了。
(2)如图2甲,闭合开关后,电流从螺线管的左端进入,从右端流出,根据安培定则可以判断通电螺线管的右端是N极。将电源正负极对调,通电螺线管中电流方向发生改变,发现小磁针的偏转方向也发生改变,即通电螺线管的磁场方向发生改变,说明通电螺线管外部磁场方向跟电流方向有关。
图2乙中没有电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中有感应电流产生,这是电磁感应现象,发电机是根据这个原理工作的。
图2丙中有电源,有磁场,通电导体在磁场中受力而运动。
故答案为:(1)0.46;5;电压表的正负接线柱接反了;(2)N;电流方向;乙;通电导体在磁场中受力而运动。
(1)电压表和电流表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
(2)知道通电螺线管中电流方向,根据安培定则判断通电螺线管的磁极。
通电螺线管的外部磁场方向跟电流方向有关。
发电机是根据电磁感应原理制成的。
电路中有电源,有磁场,可以探究通电导体在磁场中受力而运动。
本题考查了电流表和电压表的读数,以及电压表的正确使用;电磁感应现象及应用;安培定则的应用;磁场对通电导体的作用等。
24.【答案】质量 秒表 加热时间 转换法 沙子 水 水
【解析】解:(1)在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水;
根据转换法,因通过加热时间的长短来比较吸热多少,故除了如图所示器材和天平外,还需要的测量工具为秒表;
(2)实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水所吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为转换法;
(3)分析图像可知,
对于质量相等的沙子和水,加热相同的时间,升温较快的是沙子;据此推理,若使两者升高相同的温度,则水加热时间长,水吸收的热量较多,由此可见,水的比热容较大。
故答案为:(1)质量;秒表;(2)加热时间;转换法;(3)沙子;水;水。
(1)探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”时,需要控制沙子和水的质量相同;
我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法,据此分析回答;
(2)根据转换法回答;
(3)根据作图法得出升温较快的物质;据此推理得出结论;
使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强。
本题探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,考查控制变量法、转换法和推理法的运用及所用的测量工具与比较吸热能力的方法。
25.【答案】断开 保护电路 电压一定时,电流与电阻成反比 右 控制电阻的电压不变 2 C
【解析】解:(1)连接电路时,开关应处于断开状态,实验前滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处的目的是:保护电路;
(2)由图乙知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω=2V,为一定值,故得出由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比;
(3)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,电阻增大,其分得的电压增大;
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,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,其目的是控制电阻的电压不变,直至电压表示数为2V,读出电流表的示数;
②电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,选C。
故答案为:(1)断开;保护电路;(2)电压一定时,电流与电阻成反比;(3)右;控制电阻的电压不变;2;②C。
(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态,实验前滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处;
(2)由图丙,根据欧姆定律得出电阻两端的电压分析;
(3)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,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
②探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
本题探究“电压不变时,电流与电阻的关系”,考查注意事项、数据分析、操作过程、控制变量法和对器材的要求。
26.【答案】P=UIB1.14断路 R=UI
【解析】解:(1)测量小灯泡的电功率需要测出电压和电流,根据P=UI计算出电功率,所以原理是P=UI;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大值的B端;由图甲知,电流表用小量程,分度值为0.02A,图乙知,当电压表的示数为3.8V时,灯正常发光,通过灯泡的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率P=UI=3.8N×0.3A=1.14W;小灯泡突然熄灭,电流表的示数为0,说明电路中有断路发生,而电压表示数接近6V,即电压表可能串联在电路中,则故障可能是小灯泡断路;
(2)测量导体电阻的实验原理是R=UI;测量小灯泡的阻值需测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,以及每次测量后利用R=UI计算出小灯泡的电阻,实验做三次,因小灯泡阻值在不同电压下是不同的,故不需要求三次实验电阻的平均值,记录数据的表格如下:
故答案为:(1)P=UI;B;1.14W;断路;(2)R=UI;
(1)根据灯的额定电压为3.8V确定电压表选用大量程与灯并联;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(4)根据欧姆定律,可得到R=UI;测出小灯泡的电阻。
本题测量小灯泡的电功率,及伏安法测电阻的实验。
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