重庆市忠县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年重庆市忠县九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少,下列描述中的数据不符合事实的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.家庭节能灯中的电流约为0.1A
C.我国的家庭电路的电压是220V
D.不高于36V的电压对人体就是安全的
2.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.温度相同的物体,内能一定相等
B.物体吸收热量,温度可以不升高
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为热汤含有的热量多
3.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.尘土飞扬属于分子在运动
B.柴油机的压缩冲程,活塞对气体做功,机械能转化成内能
C.汽车发动机用水做冷却剂,主要是因为水的蒸发吸热从而实现降温
D.0℃以下的物体不具有内能
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.电阻是导体的一种性质,与电压成正比,与电流成反比
B.验电器工作原理是异种电荷相互排斥
C.与毛皮摩擦后的橡胶棒带负电荷,是因为橡胶棒失去了电子
D.电路中的电流方向与电子定向移动方向相反
5.(3分)疫情期间,学校门口的智能门禁具有来访人员身份识别和检测体温的功能,其工作原理如图所示.当来访人员为本校师生时S1闭合,当来访人员体温正常时S2闭合,只有当来访人员是本校师生并且体温正常时,电动机才工作,同时扬声器会发出“体温正常”的声音,此时若扬声器损坏( )
A. B.
C. D.
6.(3分)如图所示电路,电源电压为4.5V保持不变,当开关S闭合后,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1处断路 B.灯泡L2处断路
C.灯泡L1处短路 D.灯泡L2处短路
7.(3分)如图所示电路,电源电压不变,开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变小
B.小灯泡L的亮度变暗
C.电压表V与电流表A1示数的比值变大
D.电压表V与电流表A2示数的乘积变大
8.(3分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象。下列说法正确的是( )
A.电阻甲的阻值不变,大小为0.1Ω
B.乙的电阻随着电压的增大而减小
C.若将甲、乙串联在9V的电源上,则乙的实际功率为2W
D.若将甲、乙并联,当干路电流为0.9A时,甲的实际功率为3.6W
二、填空题(每空1分,共12分)
9.(2分)在漫长的历史中,许多科学家为人类做出了贡献,为了纪念这些科学家,如法国物理学家安培的名字作为 单位;今年9月,中小学将增加一门课程——“学煮饭”,增大食物的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式。
10.(2分)疫情期间,小霞同学响应号召在家里学习不外出添乱,上完网课的课余时间,这表明分子在 ;两个底面平整、干净的铅柱压紧后会“粘”在一起,需要一定的力才能拉开,这是因为分子间有 。(选填“引力”或“斥力”)
11.(2分)两段材料相同、长度相等、横截面积不同的圆柱形导体A、B,A比B的横截面积大,它们的电阻关系是RA RB;将它们串联在电路中,如图所示,则通过它们的电流关系是IA IB。(以上两空均填“>”、“=”或“<”)
12.(2分)某同学家有电视机一台、洗衣机一台,电冰箱一台,照明灯四盏,这些用电器应 在家庭电路中。当所有用电器都正常工作时,他家电路中的电流 。(填“变大、变小或不变”)
13.(2分)在如图电路中,电源电压为6V,R1=4Ω,闭合开关S后,电压表读数为2V A,电阻R2的阻值为 Ω。
14.(2分)在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。艾州同学家购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态),其中只有R1为加热管(放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V,其加热时的额定功率为1210W,且保温时R1的功率和加热时R1的功率之比为4:25。在加热状态正常工作时,通过R1的电流为 A;假如在某傍晚用电高峰期,实际电压为200V,使其处于“保温“状态6min。他家电能表的表盘如图丙所示,则该过程中电能表指示灯闪烁的次数为 次。
三、实验探究题(按要求作答,15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
15.(6分)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
200
20
45
5
煤油
200
20
70
5
(1)取 相同(选填“质量”或“体积”)的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,要给 (选填“水”或“煤油”)加热更长时间,说明它的吸热能力更 (选填“强”或“弱”)。
(4)已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),根据实验数据计算煤油的比热容是 J/(kg•℃)。
(5)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从水或煤油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质 (选填“水”或“煤油”)。
16.(8分)某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器滑片应该置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电流表无示数,电压表示数
明显,仔细检查,连接无误 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,其值为 A,小灯
泡的额定功率为 W。
(5)图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表
电阻对电路的影响,该电路主要是由于所测 (选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电
功率偏大的。
(6)该组同学完成测小灯泡电功率实验后,继续探究电流与电阻的关系,则可以将电路中的灯泡用一个
代替,就可以实现不拆接导线完成多次测量。
17.(8分)现有下列器材:恒定电源(15V)、定值电阻(10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个)、电流表(0~0.6A)(0~15V)、开关、滑动变阻器(100Ω 1A)和导线若干。小宇设计了如图所示的电路图并连接电路
(1)小宇连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,你认为他实验操作的错误之处是 ;
(2)实验过程中,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片 (选填“电流表”或“电压表”)示数;
(3)小宇先将10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V,保持滑片位置不动,直接把R换成用25Ω的电阻接入电路,闭合开关后,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移直至电压表示数为 V。
(4)小宇将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中,正确操作后,记下电流表的示数,电流与电阻成 比;
(5)接着小宇又将30Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,小宇决定更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω;
(6)小鹏认为也可以通过改变定值电阻完成实验探究,如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是 Ω至 Ω。
四、计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)
18.(6分)如图所示电路中,定值电阻R1的阻值为20Ω,R2的阻值为50Ω,闭合开关后电流表的示数为0.6A。
求:(1)电源电压;
(2)电阻R2在1分钟内产生的热量。
19.(8分)如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1100W和400W两挡功率,挡位可自动调节,自动选择1100W档将汤煮至100℃,然后自动跳至400W进行保温慢炖,质量为2.5kg,汤的比热容为4.0×103J/(kg•℃),求:
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时15min,在此过程中汤吸收的热量是多少?
(2)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。
(3)R的阻值是多少?
20.(8分)如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡上标有“12V 6W”字样,闭合开关S。
(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,求滑动变阻器的最大阻值。
(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在最右端,求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。
2022-2023学年重庆市忠县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少,下列描述中的数据不符合事实的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.家庭节能灯中的电流约为0.1A
C.我国的家庭电路的电压是220V
D.不高于36V的电压对人体就是安全的
【解答】解:A、一节新干电池的电压是1.5V;
B、家用节能灯的功率在20W左右=≈2.1A左右;
C、在我国。故C符合事实;
D、经验证明。故D符合事实。
故选:A。
2.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.温度相同的物体,内能一定相等
B.物体吸收热量,温度可以不升高
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为热汤含有的热量多
【解答】解:A、内能大小不仅仅和温度有关,故A错误;
B、物体吸收热量时,比如晶体熔化时;
C、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故C错误;
D、热量是个过程量,故D错误。
故选:B。
3.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.尘土飞扬属于分子在运动
B.柴油机的压缩冲程,活塞对气体做功,机械能转化成内能
C.汽车发动机用水做冷却剂,主要是因为水的蒸发吸热从而实现降温
D.0℃以下的物体不具有内能
【解答】解:A、分子非常小,故尘土飞扬不属于分子运动;
B、柴油机在压缩冲程中,将活塞的机械能转化为气体的内能、温度升高,故B正确;
C、汽车发动机利用水的比热容大的特点,在质量相同,水吸收的热量多,故C错误;
D、一切物体都有内能,故D错误。
故选:B。
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.电阻是导体的一种性质,与电压成正比,与电流成反比
B.验电器工作原理是异种电荷相互排斥
C.与毛皮摩擦后的橡胶棒带负电荷,是因为橡胶棒失去了电子
D.电路中的电流方向与电子定向移动方向相反
【解答】解:A、电阻是导体的一种性质,故A错误;
B、验电器工作原理是是同种电荷相互排斥;
C、与毛皮摩擦后的橡胶棒带负电荷,得到电子而带负电;
D、电路中的电流方向与电子定向移动方向相反;
故选:D。
5.(3分)疫情期间,学校门口的智能门禁具有来访人员身份识别和检测体温的功能,其工作原理如图所示.当来访人员为本校师生时S1闭合,当来访人员体温正常时S2闭合,只有当来访人员是本校师生并且体温正常时,电动机才工作,同时扬声器会发出“体温正常”的声音,此时若扬声器损坏( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据题意可知,当来人为本校师生时S1闭合,当来访人员体温正常时S2闭合,电动机才工作,这说明开关S3、S2相互影响、不能独立工作;
若扬声器损坏,电动机仍然可以单独工作将门打开,所以扬声器和电动机是并联的;
所以电动机与扬声器并联再与两个开关串联,由各选项图知。
故选:D。
6.(3分)如图所示电路,电源电压为4.5V保持不变,当开关S闭合后,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1处断路 B.灯泡L2处断路
C.灯泡L1处短路 D.灯泡L2处短路
【解答】解:由电路图知,两灯泡串联2并联,则电压表测量L2两端的电压;
由于闭合开关后,有一盏灯泡发光,则电路发生了短路故障;
又因为电压表有示数,并且等于电源电压2被短路(此时电压表测电源电压);若灯泡L2处短路,则电压表也被短路而无示数,D错误。
故选:C。
7.(3分)如图所示电路,电源电压不变,开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变小
B.小灯泡L的亮度变暗
C.电压表V与电流表A1示数的比值变大
D.电压表V与电流表A2示数的乘积变大
【解答】解:
AB.由电路图可知,滑动变阻器和灯泡并联,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测灯泡支路的电流;
因电源电压不变,所以,电压表的示数不变,所以灯泡的亮度和电流表A7的示数不变,故AB错误;
C.当滑片P从中点向右滑动时,由欧姆定律可知通过变阻器的电流变小,由并联电路的电流特点可知干路电流表A1示数变小;
因电压表V的示数不变、电流表A1示数变小,所以电压表V与电流表A4示数的比值变大,故C正确;
D.因电压表和电流表A2的示数都不变,所以电压表V与电流表A2示数的乘积不变,故D错误。
故选:C。
8.(3分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象。下列说法正确的是( )
A.电阻甲的阻值不变,大小为0.1Ω
B.乙的电阻随着电压的增大而减小
C.若将甲、乙串联在9V的电源上,则乙的实际功率为2W
D.若将甲、乙并联,当干路电流为0.9A时,甲的实际功率为3.6W
【解答】解:
A、由图象可知,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,
当U甲=8V时,I甲=0.4A,由I=,R甲===10Ω;
B、由图象可知、4V,对应通过的电流依次为0.6A、0.6A,
对应的电阻依次为3Ω、8Ω,所以乙的电阻随着电压的增大而增大;
C、将甲,通过它们的电流相等,
由图象可知,当I=0.7A、U甲′=5V、U乙=4V时符合,
则乙的实际功率:P乙=U乙I=3V×0.5A=7W,故C正确;
D、将甲,当干路电流为0.9A时,且干路电流等于各支路电流之和,
由图象可知,当U=2V时,I甲′=0.4A、I乙′=5.5A,
则甲的实际功率:P甲=UI甲′=4V×6.4A=1.3W,故D错误。
故选:C。
二、填空题(每空1分,共12分)
9.(2分)在漫长的历史中,许多科学家为人类做出了贡献,为了纪念这些科学家,如法国物理学家安培的名字作为 电流 单位;今年9月,中小学将增加一门课程——“学煮饭”,增大食物的内能是通过 热传递 (选填“做功”或“热传递”)的方式。
【解答】解:在物理学中,电流的基本单位是安培;
用煤气炉烹饪食物,食物从锅中吸收热量。
故答案为:电流;热传递。
10.(2分)疫情期间,小霞同学响应号召在家里学习不外出添乱,上完网课的课余时间,这表明分子在 不停地做无规则的运动 ;两个底面平整、干净的铅柱压紧后会“粘”在一起,需要一定的力才能拉开,这是因为分子间有 引力 。(选填“引力”或“斥力”)
【解答】解:炒熟的肉丝香气扑鼻,香味分子扩散到空气中;
两个底面平整、干净的铅柱压紧后会粘在一起,是因为当分子相互靠近时分子间存在着相互作用的引力。
故答案为:不停地做无规则的运动;引力。
11.(2分)两段材料相同、长度相等、横截面积不同的圆柱形导体A、B,A比B的横截面积大,它们的电阻关系是RA < RB;将它们串联在电路中,如图所示,则通过它们的电流关系是IA = IB。(以上两空均填“>”、“=”或“<”)
【解答】解:
已知A和B是由同种材料制成的且长度相同,A比B的横截面积大,电阻越小A<RB;
因导体A和B串联,串联时电流处处相同A=IB。
故答案为:<;=。
12.(2分)某同学家有电视机一台、洗衣机一台,电冰箱一台,照明灯四盏,这些用电器应 并联 在家庭电路中。当所有用电器都正常工作时,他家电路中的电流 变大 。(填“变大、变小或不变”)
【解答】解:(1)家庭电路的电压是220V,用电器的额定电压是220V,才能正常工作。
(2)并联的电阻相当于增加了导体的横截面积,并联的电阻越多,电路中的电流就变大。
故答案为:并联;变大。
13.(2分)在如图电路中,电源电压为6V,R1=4Ω,闭合开关S后,电压表读数为2V 0.5 A,电阻R2的阻值为 8 Ω。
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联1两端的电压,电流表测电路中的电流;
电路中的电流:
I===7.5A;
R2两端的电压:
U2=U﹣U1=6V﹣3V=4V,
R2===8Ω。
故答案为:0.8;8。
14.(2分)在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。艾州同学家购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态),其中只有R1为加热管(放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V,其加热时的额定功率为1210W,且保温时R1的功率和加热时R1的功率之比为4:25。在加热状态正常工作时,通过R1的电流为 5.5 A;假如在某傍晚用电高峰期,实际电压为200V,使其处于“保温“状态6min。他家电能表的表盘如图丙所示,则该过程中电能表指示灯闪烁的次数为 48 次。
【解答】解:(1)电热中药壶加热时,R2被短路,额定功率为1210W1的电流为:
I加热===6.5A;
(2)由欧姆定律可得,R1的电阻:
R3===40Ω,
当开关S闭合,S6断开,两电阻串联,正常工作时加热管R1的功率和加热功率之比为4:25,则保温功率为:
P保温=P加热=×1210W=193.6W,
由P=I4R可知,此时电路的电流为:
I保温===3.2A,
根据欧姆定律可得电路中的总电阻为:
R总===100Ω;
当实际电压为200V时,只让家中电热中药壶通电工作
W=t=,
1200r/(kW•h)表示电路中的用电器每消耗7kW•h电能,电能表的转盘转过1200转
n=0.04kW•h×1200imp/(kW•h)=48imp(次)。
故答案为:5.3;48。
三、实验探究题(按要求作答,15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
15.(6分)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
200
20
45
5
煤油
200
20
70
5
(1)取 质量 相同(选填“质量”或“体积”)的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,要给 水 (选填“水”或“煤油”)加热更长时间,说明它的吸热能力更 强 (选填“强”或“弱”)。
(4)已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),根据实验数据计算煤油的比热容是 2.1×103 J/(kg•℃)。
(5)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从水或煤油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质 水 (选填“水”或“煤油”)。
【解答】解:(1)实验中应该选取相同质量的两种液体;
(2)相同的加热器在相同的时间内放出的热量是相同的,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较,液体吸收的热量越多;
(3)由表格可知,水和煤油加热相同的时间,水升高的温度较小,要给水加热更长的时间;
(4)由表格中的数据可知,加热相同的时间,煤油升高的温度为水升高温度的2倍;
根据c=可知、吸热相同的情况下,故煤油的比热容是:3J/(kg•℃)=2.4×103J/(kg•℃);
(5)水的比热容比煤油的大,放出相同的热量,所以暖手袋中的液体选择水。
故答案为:(1)质量;(2)加热时间;水;(4)2.6×103;(5)水。
16.(8分)某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器滑片应该置于 A 端(选填“A”或“B”)。
(3)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电流表无示数,电压表示数
明显,仔细检查,连接无误 B (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,其值为 0.24 A,小灯
泡的额定功率为 0.6 W。
(5)图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表
电阻对电路的影响,该电路主要是由于所测 电流 (选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电
功率偏大的。
(6)该组同学完成测小灯泡电功率实验后,继续探究电流与电阻的关系,则可以将电路中的灯泡用一个
定值电阻 代替,就可以实现不拆接导线完成多次测量。
【解答】解:
(1)本实验中,滑动变阻器应一上一下串联接入电路中,故电压表选用0﹣3V量程与灯并联
(2)为了保护电路,连接电路时;
(3)AD.若电流表内部断路了或滑动变阻器的电阻线断了,两表都没有示数;
B.若灯泡的灯丝断了,电流表示数为2,电压表有示数;
C.若灯座内部出现了短路,故C不符合题意;
故选B;
(4)如图乙所示电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A;
(5)图中电压表测灯泡两端电压,根据并联电路电流的规律,故该电路主要是由于所测电流值偏大;
(6)探究电流与电压的关系应控制电阻不变,改变导体两端电压,就可以实现不拆接导线完成多次测量。
故答案为:(1)见上图;(2)A;(4)7.24;(5)电流。
17.(8分)现有下列器材:恒定电源(15V)、定值电阻(10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个)、电流表(0~0.6A)(0~15V)、开关、滑动变阻器(100Ω 1A)和导线若干。小宇设计了如图所示的电路图并连接电路
(1)小宇连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,你认为他实验操作的错误之处是 连接电路前未断开开关 ;
(2)实验过程中,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片 电压表 (选填“电流表”或“电压表”)示数;
(3)小宇先将10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V,保持滑片位置不动,直接把R换成用25Ω的电阻接入电路,闭合开关后,应将滑片向 左 (选填“左”或“右”)移直至电压表示数为 3 V。
(4)小宇将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中,正确操作后,记下电流表的示数,电流与电阻成 反 比;
(5)接着小宇又将30Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,小宇决定更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于 120 Ω;
(6)小鹏认为也可以通过改变定值电阻完成实验探究,如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是 5 Ω至 25 Ω。
【解答】解:(1)小宇连上最后一根导线后,立即看到电流表,你认为他实验操作的错误之处是连接电路时未断开开关;
(2)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,此时眼睛应注意观察电压表示数;
(3)探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联分压原理可知,定值电阻增大,要控制定值电阻两端的电压不变,由分压原理知应增大滑动变阻器连入电路中的电阻;
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)根据串联电路电压规律结合串联分压原理可得=,定值电阻的阻值为30Ω=,解方程可得RP=120Ω;
(6)滑动变阻器的最大阻值为100Ω,代入数据可得=,
电流表接入电路的是小量程,所以通过电路的最大电流为0.2A==5Ω。
故答案为:(1)连接电路前未断开开关;(2)电压表;3;(4)反;(6)7。
四、计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)
18.(6分)如图所示电路中,定值电阻R1的阻值为20Ω,R2的阻值为50Ω,闭合开关后电流表的示数为0.6A。
求:(1)电源电压;
(2)电阻R2在1分钟内产生的热量。
【解答】解:
(1)由图知,两电阻并联1支路的电流,
根据欧姆定律可知,定值电阻R1的两端:U6=I1R1=7.6A×20Ω=12V;
由并联电路的电压特点可得电源电压:U=U1=12V,
(2)并联电路各支路两端的电压相等,
电阻R2在1分钟内产生的热量:Q1=W5=t=。
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R2在1分钟内产生的热量为172.2J。
19.(8分)如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1100W和400W两挡功率,挡位可自动调节,自动选择1100W档将汤煮至100℃,然后自动跳至400W进行保温慢炖,质量为2.5kg,汤的比热容为4.0×103J/(kg•℃),求:
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时15min,在此过程中汤吸收的热量是多少?
(2)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。
(3)R的阻值是多少?
【解答】解:(1)由比热容公式得,电炖锅将汤从初温20℃加热至100℃过程中
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃﹣20℃)=8×105J;
(2)当开关接a时,电路的总电阻为:Ra=R5,当开关接b时,电阻R和R1串联,电路的总电阻为:Rb=R+R1,即Ra<Rb,由P=可知,所以当开关接b时;
(3)当开关接a时,电炖锅处于加热挡得,R1的电阻为:R8===44Ω,
当开关接b时,电阻R和R6串联,电路的总电阻为:Rb=R+R1,电炖锅进入保温挡,由P=得,
Rb的电阻为:Rb===121Ω,
所以,R的阻值为:R=Rb﹣R1=121Ω﹣44Ω=77Ω。
故答案为:(1)汤吸收的热量为7×105J;
(2)当开关接b时,电炖锅进入保温挡,电路的总功率比接a时小;
(3)R的阻值是77Ω。
20.(8分)如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡上标有“12V 6W”字样,闭合开关S。
(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,求滑动变阻器的最大阻值。
(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在最右端,求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。
【解答】解:(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,
由于并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以电源的电压U=UL=12V,
因为P=UI,且灯泡正常发光时的功率为5W,
所以通过小灯泡的电流:
IL===0.7A,
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过滑动变阻器的电流:
I2=I﹣IL=1.5A﹣0.5A=7.2A,
由I=可知,
滑动变阻器的最大阻值:
R2===10Ω;
(2)由于串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以此时电路中的电流即电流表的示数:
I'===2.8A,
此时滑动变阻器消耗的电功率:
P2=I'4R2=(0.7A)2×10Ω=6.4W。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为10Ω;
(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在最右端,滑动变阻器消耗的电功率为5.4W。
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