2022-2023学年江西省鹰潭市余江区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
B. 冬天搓手取暖是利用热传递来改变内能
C. 用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
2.为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽査,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A. 电线的温度引起电阻偏大B. 电线的材料引起电阻偏大
C. 电线的长度引起电阻偏大D. 电线的横截面积引起电阻偏大
3.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I−R图象,下列结论与图象相符的是( )
A. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
C. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小D. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
4.如图所示电路,电源电压保持不变,三只电表均完好。开关S闭合后,发现只有两个电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A. 电压表V1示数为零,灯L1断路
B. 电压表V1示数为零,灯L1短路
C. 电流表A示数为零,灯L2断路
D. 电流表A示数为零,灯L2短路
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 甲灯的实际功率一定是40W
B. 两灯均正常发光时,乙灯灯丝电阻较大
C. 两灯均正常发光时,相同时间内甲灯消耗的电能较少
D. 将两灯串联在220V的电路中,两灯都能正常发光
二、多选题:本大题共1小题,共3分。
6.如图所示,电源电压和电灯L的电阻均保持不变。当开关S闭合后,在变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数不变
B. 电灯L的亮度变暗
C. 电流表A1的示数变小
D. 电流表A2的示数不变
三、填空题:本大题共9小题,共23分。
7.请填写下列物理量的单位符号:
(1)家庭用的节能灯泡工作时的电功率约为12 ______ ;
(2)手电筒中的电流约为200 ______ 。
8.吸烟有害健康。某些吸烟的场所,不吸烟的在很远的地方也能闻到烟味,这是______ 现象;同时还发现这种现象夏天比冬天更明显,说明这种现象与______ 有关。
9.荡秋千是人们常玩的游戏(如图所示)。当秋千从高处向下荡时,机械能之间的转化情况是重力势能转化为______ 能,荡的时间越长,会发现秋千慢慢会停下来,这是由于在荡的过程中有一部分机械能转化成了______ 能。
10.如图所示,用与丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器,验电器两金属箔片由于带上相同的______ 电而相互排斥;接着将摩擦后的丝绸与该验电器接触,验电器金属箔片的张角会变______ (选填“大”或“小”)。
11.神舟十五号载人飞船于2022年11月29日23时08分发射成功。如图所示为“长征二号F遥十五火箭”运载火箭,它采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油燃烧过程中,其热值大小______ ,燃气燃烧过程是将______ 能转化为内能。
12.如图所示,是小明正在使用测电笔辨别正常家庭电路中三孔插座的火线与零线,此时测电笔氖管______(选填“发光”或“不发光”);为了防止漏电,避免对人体造成伤害,C孔应接______线。
13.如图甲所示电路,电源电压为6V,当S闭合时,电压表的读数如图乙所示,则L1两端的电压为______V,L2两端的电压为______V。
14.如图所示,要使三个小灯泡组成串联电路,应该闭合开关______ ;当闭合所有的开关时,能亮的灯有______ 。
15.请完成下面三个实验:
(1)将一根铁丝用手快速反复弯折数十次,如图所示。铁丝弯折处会发热,铁丝的内能将______ 。这个实验说明______ 可以改变物体的内能。
(2)如图甲所示,把用吸盘吸住干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,读出测力示数为F1,然后使玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉玻璃板(如图乙),读出测力计示数为F2,实验发现F1______ F2(填“大于”、“小于”或“等于”),这是由于______ 。
(3)如图所示是实验室常用滑动变阻器,它是靠改变电阻丝的______ 来改变电阻大小。如果将A接线柱接入电路中,正确的方法还可选择______ 接线柱。如果选择BD两接线柱,当滑片P向B端移动时,变阻器的阻值将变______ 。
四、实验探究题:本大题共3小题,共21分。
16.探究电流与电压的关系
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而______。
【设计实验】如图1所示,是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,它们的符号分别是:甲______乙______。
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表指针位置如图2所示,此时电流表的示数为______ A。保持电阻R=5Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如表所示。
【分析与论证】请在图3的坐标轴上制定标度;把上表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像。
【结论】在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
17.在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整,要求:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大。实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于______ (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,发现电压表、电流表均无示数。用一段导线检测故障,当把导线并联在滑动变阻器两端时,电流表仍无示数,电压表有示数,且较大;当把导线并联在R两端时,电流表和电压表均无示数。那么电路的故障可能是______ (填字母)。
A.只有滑动变阻器开路
B.只有R开路
C.滑动变阻器开路和R短路
D.R和滑动变阻器均开路
(3)排除故障后,若电压表、电流表的示数如图乙、丙所示,则定值电阻两端的电压大小为______ V,它的阻值为______ Ω。
(4)其中,______ 可以改变被测电阻两端的电压,多次测量求电阻的平均值,其目的是______ 。
18.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电压表,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω和50Ω。
(1)本实验应选择______ 的滑动变阻器。
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,为使灯泡变亮接下来的操作是______ 。(写出具体的操作)
(3)图甲是根据实验数据绘成的U−I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是______ W。
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小刚选用一个定值电阻R0,接在原电路电流表的位置,设计了图乙所示的电路,实验方案如下:调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额,保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量R0两端的电压U0。
①小刚的设计方案操作中存在的问题是______ 。
②纠正操作错误之后,测出R0两端的电压U0,则小灯泡的额定功率可表示为P额=______ 。(用R0和所测物理量的符号表示)
③所选用定值电阻R0的阻值不得超过______ Ω。
五、计算题:本大题共3小题,共22分。
19.如图所示,R1和R2为两个定值电阻,其中电阻R1=20Ω,电源电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.3A。
(1)求电源两端的电压。
(2)在开关S1闭合时、再闭合开关S2,电流表的示数变化了0.2A,求电阻R2的阻值。
20.如图所示,已知电源电压恒为8V,小灯泡上标有“6V 3W”。
(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。
21.如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%.(天然气的热值为4.0×107J/m3)求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、将−10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中,一段时间后,冰块从冰箱中吸收热量,内能一定增加,所以A正确;
B、冬天搓手取暖是利用做功来改变内能,所以B错误;
C、用锯条锯木板,摩擦生热,机械能转化成内能,锯条的温度升高,是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能,所以C错误;
D、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高,所以D错误。
故选:A。
(1)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,内能与物体的温度有关,温度升高,内能增大。
(2)改变物体内能的两种方法:做功、热传递。
(3)改变物体内能有两种方法,一是做功,对物体做功,物体的内能增加、温度升高;物体对外做功,物体的内能减少;二是热传递。
(4)热量是个过程量,区别于状态量,只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量,当两物体温差达到相等时,热传递就停止。所以只能说某物体吸收了多少热量,放出了多少热量。
本题考查了物体内能的改变、物体内能改变的方式以及热量的知识,属于热学基础知识的考查,比较简单。
2.【答案】D
【解析】解:
当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大。本题中的条件即为电线的横截面积小引起电阻偏大。
故选:D。
依据影响电阻大小的因素来判断。影响电阻大小的因素共有四个:材料、长度、横截面积、温度。
本题考查影响电阻大小有关因素的掌握情况,注意探究电阻大小时,用控制变量法进行分析。
3.【答案】D
【解析】解:图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图象,因此说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比。
故选:D。
本题是电流--电阻图象,这是一个反比例函数图象,由图象可以得到“在电压一定时,电流与电阻成反比”的规律。
分析图象题时,首先要明白横纵坐标表示的物理量,然后根据图象的函数关系得出结论,重点考查学生的图象分析能力。
4.【答案】B
【解析】解:
A、如果灯L1断路,则电压表V1会和灯L2串联,电压表会有示数。不合题意。
B、电压表V1示数为零,灯L1短路。如果灯L1短路,则它两端的电压表也短路,即电压表V1示数为零。其它两表有示数,符合题意。
C、灯L2断路,整个电路就会断路,电压表V1和电流表会无示数,不合题意。
D、电流表A示数为零,灯L2短路。如果灯L2短路,灯L1正常工作,则电流表也有示数,不合题意。
故选:B。
由图知,两个灯泡串联,只有一个灯泡出现了故障,由于其中两表有示数,可知此故障不是断路,如果是断路,则整个电路中没有电流,电表都不会有示数。则该灯泡短路。
此题考查电流表,电压表在电路故障中的作用判断,要结合图形和两表特点进行分析。
5.【答案】C
【解析】解:A、由甲灯泡的铭牌可知额定功率为40W,而实际电压不知,则实际功率不一定是40W,故A错误;
B、根据P=U2R可知,两灯泡的额定电压相等,甲灯泡的额定功率较小,由R=U2P可知,甲电阻较大,故B错误;
C、两灯均正常发光时,两灯泡的额定电压相等,实际功率等于其额定功率,即P实=P额,因为甲灯泡的额定功率较小,相同时间内,由P=Wt可得,甲灯消耗的电能较少,故C正确;
D、两灯泡串联在220V电路中,根据串联分压额特点,两灯泡的实际电压都达不到额定电压,故两灯都不能正常发光,故D错误.
故选C.
(1)由甲灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据P=U2R求出甲、乙灯泡的电阻,比较两灯泡的电阻关系;
(2)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率,实际电压下的功率为实际功率;
(3)根据W=Pt可知,灯泡消耗功率的大小不仅与功率有关,还与工作时间有关;
本题考查了电功率公式和实际功率、额定功率、电功公式的应用,明白各物理量的意义和灯泡铭牌参数的含义是关键.
6.【答案】AC
【解析】解:根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流;
A、因为电压表测的是电源电压,且电源电压不变,所以电压表示数不变,故A正确;
BCD、当滑片从中点向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据I=UR可知,通过滑动变阻器的电流变小,而电流表A2与滑动变阻器串联,故电流表A2的示数变小;又因为灯泡两端的电压和电阻均不变,所以通过灯泡的电流不变,灯泡的亮暗不变;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,滑片从中点向下滑动时,干路电流减小,电流表A1的示数减小,故BD错误、C正确。
故选:AC。
根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流;根据并联电路电流、电压特点和欧姆定律分析滑片P从中点向下滑动的过程中电流表示数的变化。
本题考查的是由滑动变阻器引起的变化电路的分析,分析的前提是先搞清楚电路的连接情况,然后再根据欧姆定律进行判断。
7.【答案】W mA
【解析】解:(1)家庭用的节能灯泡工作时的电功率约为12W;
(2)手电筒中的电流约为200mA。
故答案为:(1)W;(2)mA。
(1)电功率的单位是瓦特(W);
(2)手电筒的电流较小,大约是200mA。
本题考查了一些物理量的单位,是基础题目。
8.【答案】扩散 温度
【解析】解:某些吸烟的场所,不吸烟的在很远的地方也能闻到烟味,这是扩散现象,是分子无规则运动形成的;
扩散现象夏天比冬天更明显,说明扩散现象与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
故答案为:扩散;温度。
组成物质的分子永不停息地做无规则运动,扩散现象就是分子无规则运动的表现,而且温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
本题主要考查了对生活中扩散现象的了解,属基础题。
9.【答案】动 内
【解析】解:当秋千从最高处向下荡的过程中,质量不变,高度降低,同时速度增大,即重力势能减小,动能增大,所以是重力势能转化为动能;
当秋千从最高处向下荡的过程中,由于空气阻力的作用,秋千与空气摩擦做功,一部分机械能转化为内能,使得秋千会越荡越低,直至停下来。
故答案为:动;内。
动能和势能可以相互转化,在只有动能和势能转化时,机械能守恒。如果有摩擦或阻力,则机械能会一部分转化为内能。
本题考查了在荡“秋千”的过程中机械能的转化,以及机械能与内能之间的转化,属基础知识的考查。
10.【答案】正 小
【解析】解:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,所以用它去接触验电器,验电器两金属箔片由于带上相同的正电而相互排斥;
由于摩擦后的丝绸带负电,若接着将摩擦后的丝绸与该验电器接触,由于正负电荷相互中和,则验电器金属箔片的张角会变小。
故答案为:正;小。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的。
本题考查了对摩擦起电的了解和对验电器工作原理的认识,属基础题,难度不大。
11.【答案】不变 化学
【解析】解:热值是燃料的一种特性,与质量无关,液氧煤油燃烧过程中,其热值大小将不变;液氧煤油燃烧过程是将化学能转化为燃气的内能。
故答案为:不变;化学。
热值是燃料的一种特性;燃料燃烧时,燃料的化学能转化为内能。
本题考查了燃料的热值、能量的转化,属于基础知识。
12.【答案】不发光 地
【解析】解:(1)测电笔使用时必须接触笔尾金属体,图中的手没有接触尾金属体,此时测电笔氖管不发光;
(2)家庭插座遵循左零右火上地的接线原则,所以C孔接地线,为了防止外壳漏电;
故答案为:不发光;地。
(1)用测电笔来鉴别火线与零线。使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光。
(2)三孔插座接法:右孔接火线、左孔接零线、上孔接地线。
本题考查测电笔的使用、三孔插座的接线方法,是一道基础题目。
13.【答案】1.5;4.5
【解析】【分析】
明确电压表所测的电压是哪部分电路两端的电压,再根据串联电路的电压规律,可解答。
明确电压表的作用及串联电路的电压规律是解答此题的关键。
【解答】
(1)由电路图可知:电压表所测电压是灯泡L1两端的电压,量程为0∼3V,所以示数为1.5V,即L1两端的电压为U1=1.5V;
(2)根据串联电路的电压规律:U=U1+U2;电源电压U=6V;则灯泡L2两端的电压为:U2=U−U1=6V−1.5V=4.5V。
故答案为:1.5;4.5。
14.【答案】S1 L1、L2、L3
【解析】解:串联电路电流路径只有一条,由图知,灯L3的右端已经与电源的负极相连,则灯L3的左端只能与灯L2的下端相连,灯L2的上端已经与灯L1的上端相连,则灯L1的下端必与电源正极相连,故三个小灯泡串联时,应该闭合开关S1;当闭合所有开关时,灯L1、L2、L3的两端分别与电源两极相连,说明此时三个灯并联,三灯均能发光。
故答案为:S1;L1、L2、L3。
把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路,串联电路电流只有一条路径;把用电器并列在两点间的电路,称为并联电路,并联电路各支路互不影响。
此题考查了对动态电路的分析,通过开关的开合状态改变电路的连接方式,要掌握串联电路和并联电路的特点。
15.【答案】增大 做功 小于 分子之间存在引力 长度 B或C 小
【解析】解:(1)用手快速反复弯折铁丝,铁丝弯折处会发热,这是通过做功的方法使物体的内能增大、温度升高;
(2)实验中,使玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉玻璃板时,弹簧测力计的示数比第一次要大,即F1小于F2,这是由于分子之间存在引力的缘故;
(3)滑动变阻器是靠改变电阻丝的长度来改变电阻大小的。
如果将A接线柱接入电路中,应再选择下方接线柱中的任何一个接入电路,即正确的方法还可选择B或C接线柱。
如果选择BD两接线柱,当滑片P向B端移动时,接入电路的电阻丝变短,则阻器的阻值将变小。
故答案为:(1)增大;做功;(2)小于;分子之间存在引力;(3)长度;B或C;小。
(1)改变物体内能方式有两种:做功和热传递,做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移;
(2)分子之间存在相互作用的引力和斥力;
(3)滑动变阻器通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻的大小,要接线时要保持一上一下连接。
本题分别考查了做功改变物体的内能,分子引力的存在,滑动变阻器的原理与使用,有一定综合性。
16.【答案】增大 0.06 正比
【解析】解:【猜想与假设】
由“电压是形成电流的原因”可以提出猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大;
【设计实验】
由电路图可知,甲表串联在电路中,因此甲应该是电流表,符号为;乙表并联在定值电阻两端,因此乙应该是电压表,符号为;
【进行实验】
由图2可知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.06A;
【分析与论证】
根据表中数据描点画图像,如图所示:;
【结论】
根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:增大;;;0.06;如图所示;正比。
【猜想与假设】
根据电压是形成电流的原因猜想通过导体的电流与导体两端的电压的关系;
【设计实验】
根据电压表与被测电路并联、电流表与被测电路串联分析解答;
【进行实验】
根据图2电流表所选量程确定分度值读数;
【分析与论证】
先根据表中数据制定标定,然后根据表中数据描点画图像;
【结论】
分析表中电流与电压的关系得出结论。
本题探究电流与电压的关系,考查电表的使用、电流表的读数、图像的画法和分析数据归纳结论的能力。
17.【答案】A D 2 10 调节滑动变阻器的滑片位置 减小误差
【解析】解:(1)在“伏安法测电阻”的实验中滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,且结合图乙电压表选用的量程判断电压表选用的是0∼3V的小量程,由题中当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻变小,由此可判断滑动变阻器右下部分电阻接入电路,据此完成电路连接如下图所示:
;
连接电路时,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,即图中的A端;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表、电流表均无示数,说明电路有地方发生断路;
用一段导线检测故障时,当把导线并联在滑动变阻器两端时,电流表仍无示数,电压表有示数,且较大,说明电阻R断路;当把导线并联在R两端时,电流表和电压表均无示数,说明滑动变阻器发生断路,故D正确;
(3)电流表量程为0∼0.6A,指针指在0.2A,故电流为0.2A,
电压表量程为0∼3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2V,
则定值电阻的阻值:R=UI=2V0.2A=10Ω;
(4)本实验中可以通过调节滑动变阻器的滑片位置,从而改变接入电路的电阻,最终可以改变被测电阻两端的电压,多次测量计算电阻的平均值是为了减小误差。。
故答案为:(1)见上图;A;(2)D;(3)2;10;(4)调节滑动变阻器的滑片位置;减小误差。
(1)在“伏安法测电阻”的实验中滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,且结合图乙电压表选用的量程判断电压表选用的是小量程,由题中当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻变小,由此可判断滑动变阻器哪部分电阻接入电路,据此完成电路连接;
连接电路时,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端;
(2)根据电流表和电压表的示数变化来判断故障;
(3)根据乙、丙两图中两电表所选用的量程及对应的分度值,结合指针位置正确读数,再利用欧姆定律求电阻大小;
(4)本实验中可以通过调节滑动变阻器的滑片位置可以改变被测电阻两端的电压,多次测量计算电阻的平均值是为了减小误差。
本题考查了伏安法测电阻的实验,涉及了电路的连接、电路连接时的注意事项、电流表和电压表的读数、电路故障分析、欧姆定律的应用和多次测量的目的,考查较综合,难度一般。
18.【答案】R2 向右移动滑动变阻器滑片 0.5测R0两端电压时,电压表正负接线柱接反了 U额⋅U0R0 15
【解析】解:(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流约为:I′=ULR=2.5V10Ω=0.25A,
滑动变阻器两端电压为:U滑=U−UL=6V−2.5V=3.5V,
滑动变阻器电阻为:R滑=U滑I′=Ω,故应选择滑动变阻器R2;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,说明电路是通路,为使灯泡变亮,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故接下来的操作是向右移动滑动变阻器滑片;
(3)由图甲可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)①电压表测灯的电压,则电压表a接线柱为负接柱,只将电压表的a点接线改接到c点时,则电流从电压表负接线柱流入了;
②灯正常发光时,在滑片位置不动的情况下,测出R0两端的电压为U0,由欧姆定律,此时通过R0的电流:
I0=U0R0,
根据串联电路电流的规律,通过灯的额定电流:
I额=I0=U0R0,故灯的额定功率:
P额=U额I额=U额⋅U0R0;
③在实验操作中,因电压表选用0∼3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测R0的电压,故定值电阻R0的最大电压不能超过3V,因灯正常工作时的电流IL=0.2A,由欧姆定律I=UR,故R0的最大阻值不能超过:
R0大=U最大IL=3V0.2A=15Ω。
故答案为:(1)R2;(2)向右移动滑动变阻器滑片;(3)0.5;(4)①测R0两端电压时,电压表正负接线柱接反了;②U额⋅U0R0;③15。
(1)计算出灯泡正常发光时变阻器两端的电压及电路中的电流,根据R=UI计算出滑动变阻器的电阻值;
(2)要使灯泡变亮,应减小滑动变阻器的阻值,从而可确定滑片的移动方向;
(3)根据图甲确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)①用电压表测量电压时注意电流从电压表正接线柱流入;
②根据欧姆定律求出通过R0的电流,根据串联电路电流的规律,由P=UI求灯的额定功率;
③根据电压表量程确定定值电阻的最大电压,根据欧姆定律求R0的最大阻值。
本题测量小灯泡电功率的实验,考查了器材的选择、实验操作、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
19.【答案】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=UR可得,电源的电压:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,电流表的示数变化了0.2A,则通过R2的电流为0.2A,电阻R2的阻值R2=UI2=6V0.2A=30Ω。
答:(1)电源两端的电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
【解析】(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,电流表的示数变化了0.2A,则通过R2的电流为0.2A,根据欧姆定律得出电阻R2的阻值。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
20.【答案】解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流:
IL=I额=P额U额=3W6V=0.5A,
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻:
RL=U额I额=6V0.5A=12Ω;
(2)由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时电路中的总电阻:
R=U IL=8V0.5A=16Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器连入电路中的电阻:
R滑=R−RL=16Ω−12Ω=4Ω,
电路消耗的总功率:
P=UI=8V×0.5A=4W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A,电阻为12Ω;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为4Ω,电路消耗的总功率为4W。
【解析】(1)根据P=UI求出小灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻;
(2)由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出此时滑动变阻器连入电路中的电阻,根据P=UI求出电路消耗的总功率。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是知道小灯泡正常发光时的电压等于额定电压。
21.【答案】解:(1)0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.06m3×4×107J/m3=2.4×106J;
(2)水吸收的热量:Q吸=ηQ放=70%×2.4×106J=1.68×106J;
(3)根据Q吸=cm(t−t0)可知,密闭的锅内水烧开时的温度为:t=Q吸cm+t0=1.68×106J4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg+22℃=102℃。
答:(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×106J;
(2)以上过程中,水吸收的热量为1.68×106J;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。
【解析】(1)利用Q放=Vq求天然气完全燃烧放出的热量;
(2)根据效率公式求出水吸收的热量;
(3)利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水的末温。
本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、吸热公式Q吸=cm(t−t0)、效率公式的应用,属于基础题目。实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
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