2021-2022学年湖南省岳阳市临湘市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开面点师傅炸油条时,用天然气将油加热至沸腾,把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。关于涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 刚出锅的油条烫手,是由于油条含有的热量多
B. 闻到了油条的香味,说明分子在不停地做无规则运动
C. 天然气燃烧越充分,放出的热量越多,热值越大
D. 油条温度升高,是通过做功的方式来增大内能
汽油机和柴油机有很多的异同点,下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是( )
A. 汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功,活塞往复两次
B. 汽油机和柴油机都是内燃机
C. 吸气冲程,汽油机吸入的只有空气,柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D. 柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高,燃料燃烧更完全,效率比汽油机高
某款售水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
如图,电源电压U保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S,测得U甲:U乙=3:1;断开开关S,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,此时I甲:I乙是( )
A. 3:1B. 1:3C. 1:1D. 2:3
如图所示电路(电源电压保持不变),闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数不变,电流表示数变大
B. 电压表示数变大,电流表示数变小
C. 电压表示数变小,电流表示数变小
D. 电压表示数变大,电阻R1的电功率变大
如图所示,电源电压保持不变,为使电流表的示数略有增加,则应给R0( )
A. 串联一个比R0小得多的电阻
B. 串联一个比R0大得多的电阻
C. 并联一个比R0小得多的电阻
D. 并联一个比R0大得多的电阻
如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,R2与R3并联。通电前,A、B两个U形管中的液面相平,通电一段时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则( )
A. I1>I2,A 管中的液面高度差较大B. I1>I2,A 管中的液面高度差较小
C. I1=I2,A 管中的液面高度差较大D. I1=l2,两管中的液面高度差相同
下列关于磁场,磁感线的说法正确的是( )
A. 磁体间的相互作用规律通过磁感线来实现
B. 磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,磁感线越密的地方磁场的磁性越强
C. 磁体周围的磁场方向是从磁体的N极出发,回到磁体的S极的,构成闭合曲线
D. 磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相反
下列运用科学方法的实例中,属于“转换法”的是( )
A. 研究光的传播引入光线
B. 将电流比作水流
C. 用弹簧连接两个小球来研究分子间作用力
D. 通过吸起大头针的个数来判断磁体的磁性强弱
如图所示,有关电与磁的下列描述中,正确的是( )
A. 甲图:研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B. 乙图:发电机的工作原理图
C. 丙图:探究电磁感应现象的装置图
D. 图丁:发现电流磁效应的物理学家是法拉第
直流电动机工作时,换向器自动改变线圈中电流方向的位置是( )
A. 线圈刚越过平衡位置B. 线圈转到任意位置
C. 线圈平面与磁感线平行D. 线圈平面与磁感线成45∘角
关于如图的动圈式话筒,下列说法正确的是( )
A. 其工作原理是通电导体在磁场中受力运动
B. 说话时声音音调的高低变化会引起线圈中电流大小的变化
C. 由于膜片带动线圈左右振动,线圈中就会产生方向变化的电流
D. 线圈中产生的是声信号
为了消杀新冠病毒,学校工作人员在教室喷洒酒精后,同学们进入教室闻到酒精味,这是______现象,这个现象主要说明了______。
如图是家用电能表的盘面。此时,该用户已用电______ J,当只接入一个用电器正常工作时,1min内电能表的转盘转了25转。则该电器消耗的实际功率是______ W。
指南针是我国古代的四大发明之一,它是利用磁体受______ 作用指向南北;地理两极和地磁两极并不重合,最早记录这一现象的人是______ 。
下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全,小明设计了如图所示的模拟井盖丢失的报警电路,电路中利用一元硬币代替铁质井盖。当井盖丢失时,电磁铁的线圈中______(填“有”或“无”)电流通过,灯泡______(填“发光”或“不发光”)。
电吹有冷、热两个档,请在如图的虚线框内画出电吹风的电路图,要求:只闭合S1时吹冷风;只闭合S2时即无风又不发热,同时闭合S1、S2时吹热风;电热丝用“”表示。
请在图中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。
现有两节新的干电池电压表、电流表、滑动变阻器开关导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于______端(选填“A”或“B”);
(3)当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为它的阻值是______Ω。
(4)本实验要多次测量取平均值,是为了______。
小利做“测量小灯泡电功率”的实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)滑动变阻器R(“50Ω0.5A”)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小利设计了如图甲所示的电路,滑动变阻器铭牌上的“0.5A”表示______。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是______。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到不同位置,小灯泡的U−I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为______ W。
如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“”,电源电压保持不变.(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值.
如图所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图。如表是它的有关参数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)。求:
(1)正常加热时,电路中的电流是多少?
(2)R1、R2的阻值是多大?
(3)保温5min消耗的电能。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、刚出锅的油条烫手,是由于油条温度高,手接触油条,油条向手放出的热量多,故A错误。
B、煎炸时能够闻到香味,是分子不停地做无规则运动的结果,故B正确;
C、天然气的热值是一个固定值,与其燃烧是否充分没有关系,故C错误;
D、油条温度升高,是通过热传递的方式来增大内能,故D错误。
故选:B。
(1)热量是一个过程量,热量的修饰词是吸收或放出;
(2)扩散现象说明组成物质的分子在不停地做无规则运动;
(3)热值是燃料的一种特性,热值大小只跟热值的种类有关;
(4)改变物体内能的方法:热传递和做功。
本题考查了热量、分子的无规则运动、热值等,是一些基础知识。
2.【答案】C
【解析】解:
A、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环,四个冲程,只是在做功冲程对外做功一次,活塞往复运动两次,曲轴连杆转两周,飞轮转两周,故A正确;
B、柴油机和汽油机都属于内燃机,工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能,故B正确;
C、内燃机工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,故C错误;
D、柴油机属于压燃式,压缩冲程末的温度比汽油机高,燃料燃烧更完全,效率比汽油机高,故D正确。
故选:C。
(1)四冲程内燃机工作时,活塞在气缸中往复运动两次,完成一个工作循环,做一次功,共计四个冲程;
(2)柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器,都是热机,因为燃料都是在气缸内燃烧,又都叫做内燃机;
(3)内燃机工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气;
(4)在热机中,用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率。
此题考查的是汽油机和柴油机的结构、工作物质、效率、原理等,属于热机部分的重点内容,需要熟练掌握。
3.【答案】B
【解析】由题知,售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,也可以通过投币闭合“投币开关”,来接通供水电机取水,这说明刷卡和投币互不影响,故感应开关和投币开关应是并联的,然后与电动机串联;
光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的;结合图示可知,只有B符合题意,ACD不符合题意。
根据题意可知,刷卡和投币都可以使电动机工作;光控开关控制照明灯。
(1)开关控制用电器时开关和用电器是串联的,用电器和用电器之间是并联的。
(2)根据实际需要学会设计串联电路和并联电路。
4.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,甲、乙同时为电压表,开关闭合时,两电阻串联,电压表甲测R1和R2的总电压,电压表乙测R2两端电压;
因为I=UR,并且通过两电阻的电流I相等,
所以两电阻阻值之比:
R1R2=U1IU2I=U1U2=U甲−U乙U乙=3−11=21;
两电表都是电流表,开关断开时,两电阻并联,电流表甲测R2的电流,乙测干路的总电流,
两电阻并联,它们两端的电压U相等,
通过两电表的电流之比:
I甲I乙=I2I1+I2=UR2UR1+UR2=1R21R1+1R2=1112+11=2:3。
故选:D。
由电路图可知,甲、乙同时为电压表,开关闭合时,两电阻串联,电压表甲测R1和R2的总电压,电压表乙测R2两端电压,已知电压表示数之比,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出两电阻阻值之比;两电表都是电流表,开关断开时,两电阻并联,电流表甲测R2的电流,乙测干路的总电流,由并联电路特点与欧姆定律可以求出两电表示数之比。
本题考查了求电流表示数之比,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
5.【答案】D
【解析】解:由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动时,
滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由I=UR知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
根据U=IR,电阻R1的电流增大,两端的电压也增大,根据P=UI知,电阻R1的电功率变大,可见,ABC错、D正确。
故选:D。
由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压。根据滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律、电功率计算公式分析电压表和电流表示数的变化及功率变化。
本题考查的是滑动变阻器在电路中的作用,难点是根据滑动变阻器连入电路中电阻的变化分析电路中其他物理量的变化情况。
6.【答案】D
【解析】解:∵I=UR,
∴要使电流表的示数增加,应减小电路中的总电阻,
∵串联电路中电阻越串总电阻越大,并联电路中电阻越并越小,
∴需要在R0两端并联一个电阻,故AB不正确;
∵并联电路中总电阻越并越小、小于任何一个分电阻,
∴为使电流表的示数略有增加,应并联一个比R0大得多的电阻,故C不正确,D正确.
故选D.
根据欧姆定律可得,要使电流表的示数增加,应减小电路中的电阻,根据电阻的串并联特点可知所需电阻的连接方式,根据电流表的示数略有增加确定所需电阻的大小.
理解电阻越串越大、电路中电流变小,电阻越并越小、电路中电流变大是关键.
7.【答案】A
【解析】解:
由图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2;
由Q=I2Rt可知,通电时间相同时,I1>I2,R1=R2=5Ω,所以左侧甲电阻产生的热量较多;
密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,A玻璃管液面高度差较大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
由电路图分析电阻丝的连接方式,根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系,密闭空气吸收热量后,压强变大,U形管内两液面的差值变大,据此进行解答。
本题考查了并联电路的电流特点和焦耳定律的应用,关键是明白U形管在实验中的作用。
8.【答案】C
【解析】解:A、磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用是通过磁场发生的,故A错误;
B、磁感线不是真实存在的,而是一些假想的曲线,故B错误;
C、在磁体外部,磁场方向是从磁体的N极出发,回到磁体的S极的,构成闭合曲线,故C正确;
D、磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点静止时的北极指向一致,故D错误。
故选:C。
(1)磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用是通过磁场发生的;
(2)磁感线是为了描述看不见的磁场而假想出来的,不是真实存在的,磁感线的方向代表磁场的方向,磁感线的疏密程度代表了磁场的强弱;
(3)在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;
(4)磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点静止时的北极指向一致。
此题主要考查了对磁场、磁感线的理解。要知道磁感线是假想的线,不是真实存在的。
9.【答案】D
【解析】解:A、研究光的传播引入光线,采用的是模型法。故A不符合题意;
B、电流不能直接观察,水流可以直接感受,用能够直接观察的水流说明电流的作用和形成,采用的是类比法。故B不符合题意;
C、用弹簧连接两个小球来研究分子间作用力,采用的是模型法。故C不符合题意;
D、磁性强弱无法直接判断,通过转换吸起大头针的个数来判断磁体的磁性大小,采用的是转换法。故D符合题意。
故选:D。
首先对选项中的每个探究过程或研究方法进行分析,明确采用的具体方法,然后确定符合题意的选项。
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电与磁的相关实验,难度一般。
(1)电磁铁磁性强弱跟电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关;探究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系时,控制线圈匝数和铁芯不变,改变电流的大小;
(2)电动机和发电机的工作原理图很相似,重要区别在于电路有无电源,有电源的是电动机,无电源的是发电机;
(3)奥斯特首先发现了电流周围存在着磁场。
【解答】
A.甲图,两个电磁铁串联在电路中,控制电流相同,铁芯相同,两个电磁铁的线圈匝数不同,此图探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系,不符合题意.
B.乙图,电路中有电源,探究通电导线在磁场中受力的作用,是电动机的原理图,不符合题意.
C.丙图,电路中没有电源,探究电磁感应现象,是发电机的原理图,符合题意.
D.图丁是奥斯特实验,奥斯特首先发现了电流周围存在着磁场,即电流的磁效应,不符合题意。
故选C。
11.【答案】A
【解析】解:当线圈转动线圈平面与磁感应线垂直的位置时,线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力,线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动,即该位置就是平衡位置,即为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置依靠惯性自动转动,当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证电动机能够连续转动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,它的转动方向跟电流方向和磁场方向有关。当线圈转动线圈平面与磁感应线垂直的位置时,线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力,线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动,为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置依靠惯性自动转动,当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证电动机能够连续转动。
本题考查了交变电流的产生规律,知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向的关系是本题的解题关键。
12.【答案】C
【解析】解:A、动圈式话筒的原理是电磁感应,故A错误;
B、说话的声音的响度大小发生变化时,线圈受力的大小发生变化,线圈运动快慢也发生变化,引起线圈中电流大小的变化,故B错误;
C、由于膜片带动线圈左右的振动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,在线圈中会产生方向变化的感应电流,故C正确;
D、线圈中产生的是电信号,故D错误。
故选:C。
动圈式话筒的工作原理是:电磁感应现象的应用,工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。
本题主要考查学生对动圈式话筒的构造和原理的了解和掌握,是一道基础题。
13.【答案】扩散 一切物质的分子都在不停息地做无规则运动
【解析】解:工作人员在教室喷洒酒精后,由于酒精分子都在不停地做无规则运动,同学们就会闻到酒精味,这是扩散现象,该现象说明了一切物质的分子都在不停息地做无规则运动。
故答案为:扩散;一切物质的分子都在不停息地做无规则运动。
物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动,分子做无规则运动的这种现象叫扩散现象。
本题主要考查学生对扩散现象的实质,是一道基础题。
14.【答案】3.35376×109 600
【解析】解:
(1)由图可知,该用户已用电931.6kW⋅h=931.6×3.6×106J=3.35376×109J;
(2)电能表的转盘转了25转消耗的电能:W=252500kW⋅h=0.01kW⋅h,
该电器消耗的实际功率:P=Wt=0.01kW⋅h160h=0.6kW=600W。
故答案为:3.35376×109;600。
(1)电能表是测量电路中消耗电能的仪表,电能表的读数:电能表的最后一位数是小数,单位kW⋅h;
(2)已知消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转动2500转,据此求出转25转消耗的电能,根据P=Wt求出该电器消耗的实际功率。
本题考查电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
15.【答案】磁场 沈括
【解析】解:
指南针是我国古代的四大发明之一,它是利用磁体受磁场作用指向南北;地理两极和地磁两极并不重合,最早记录这一现象的人是沈括。
故答案为:磁场;沈括。
(1)指南针是由于受到地磁场的作用工作的;
(2)北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东,不全南也”,是第一位指出地磁偏角的科学家。
本题考查了学生对磁场、地磁场的认识,属于基础题目,难度不大,容易解答。
16.【答案】无 发光
【解析】解:由图可知,当井盖丢失时,控制电路断开,电磁铁无磁性,所以动触点与上方触电接触,使工作电路连通,此时灯泡发光报警;当电磁铁的线圈中有电流通过时,电磁铁有磁性,继电器的动触点与下静触点接触,灯泡不发光,表明没有危险。
故答案为:无;发光。
根据图中电路,当井盖丢失时,电磁铁无磁性,电磁继电器的动触点与上方的静触点接通,灯泡发光,表明没有危险。当电路中有电流时,则电磁铁有磁性,继电器的下触点接触,灯泡不工作。
本题既考查电磁继电器原理的分析,属于基础题。
17.【答案】解:
由题,只闭合S1时吹冷风,只闭合S2时既无风又不发热,同时闭合S1、S2时吹热风,所以电热丝与电动机并联,S1为干路开关,S2控制电热丝,如图所示:
。
【解析】根据串并联电路的特点进行分析,电动机和电阻丝并联,并且各自有支路开关控制。
本题考查了电路图的设计,要能根据用电器工作情况以及串并联电路的特点判断电路连接方式以及开关的位置。
18.【答案】解:(1)螺线管的右端为N极,左端为S极,所以磁感线的方向是从N极回到S极,作图如下;
(2)电流由左侧导线流入,则由安培定则可知螺线管的绕法如下图所示。
【解析】(1)知道螺线管的南北极,磁体周围的磁感线从北极回到南极,据此画出磁感线方向;
(2)知道电流从左边导线流入,根据安培定则判断出线圈的绕法。
安培定则不但可以由电流方向判断螺线管的磁极,也可以由螺线管磁极和电流方向判断线圈的绕向。
19.【答案】B 9 多次测量求平均值
【解析】解:(1)滑动变阻器要接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电路连接如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处,即B端;
(3)如图丙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,即通过Rx的电流大小为0.3A,此时Rx两端的电压为2.7V,
根据欧姆定律可得Rx的电阻为:
Rx=UI=Ω;
(4)本实验为了减小实验误差,可以进行多次测量求平均值。
故答案为:(1)如图所示;(2)B;(3)9;(4)多次测量求平均值。
(1)滑动变阻器要接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中;
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;
(3)根据电流表的量程读出电流表的示数,再根据欧姆定律计算电阻;
(34)实验过程中,减小误差的常用方法是进行多次实验求平均值。
本题是“伏安法测量电阻”的实验,考查了有关电流表读数,电路连接和欧姆定律的应用,还考查了实验过程的分析,考查得比较全面。
20.【答案】允许通过的最大电流是0.5A灯泡短路 0.625
【解析】解:(1)滑动变阻器铭牌上的“0.5A”表示允许通过的最大电流是0.5A;
(2)正确连接电路后,闭合开关电流表有示数,说明电路是通路,发现小灯泡不亮,电压表无示数,原因是灯泡短路;
(3)根据小灯泡的U−I图像知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)允许通过的最大电流是0.5A;(2)灯泡短路;(3)0.625。
(1)滑动变阻器铭牌上标有的电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流值,标有的电阻是滑动变阻器的最大电阻值;
(2)正确连接电路后,闭合开关电流表有示数,则电路为通路,根据小灯泡不亮和电压表无示数分析;
(3)根据小灯泡的U−I图像知灯在额定电压下的电流,根据P=UI得出小灯泡的额定功率。
本题“测量小灯泡电功率”的实验,考查了滑动变阻器铭牌的认识、故障分析及功率的计算,难度适中。
21.【答案】解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,
所以,灯泡两端的电压UL=2.5V,电路电流I=IL=0.3A,
由I=UR可得,R1两端电压:
U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+U1=2.5V+7.5V=10V;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I1′=UR1=10V25Ω=0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I′−I1′=0.6A−0.4A=0.2A,
则R2的阻值:
R2=UI2=10V0.2A=50Ω。
答:(1)电源电压为10V;(2)R2的阻值为50Ω。
【解析】(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,额定电压下灯泡正常发光,据此可知灯泡两端的电压和电路中的电流,根据欧姆定律求出R1两端电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用欧姆定律求出R2的阻值。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的结构和知道灯泡正常发光时的电压等于额定电压是关键。
22.【答案】解:(1)正常加热时电功率P=1210W,电压U=220V,
由P=UI可得,电路中电流:I=PU=1210W220V=5.5A;
(2)当开关S0闭合时处于加热状态R2短路、R1单独接入电路,
由公式P=U2R可得:R1=U2P=(220V)21210W=40Ω,
当开关断开时R1R2串联,处于保温状态保温功率P=40W,电压U=220V,
总电阻:R总=U2P保=(220V)240W=1210Ω,
R2=R总−R1=1210Ω−40=1170Ω;
(3)保温时间t=5min=300s。功率是P=40W,
消耗的电能:W=Pt=40W×300s=1.2×104J。
答:(1)正常加热时,电路中的电流是5.5A;
(2)R1、R2、的阻值分别是40Ω、1170Ω;
(3)保温5min消耗的电能是1.2×104J。
【解析】(1)根据P=UI变形可求正常加热时,电路中的电流;
(2)当开关S0闭合时处于加热状态R2短路、R1有效,根据公式P=U2R可得R1;当开关断开时R1R2串联,处于保温状态已知保温功率,再由公式P=U2R可得R1R2阻值之和,R2=R−R1可求。
(3)保温5min消耗的电能由W=Pt可求。
本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式计算相关物理量的能力,对学生来说有一定拔高难度。
容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1210W
保温功率
40W
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