2023-2024学年河北省廊坊市安次区九年级(上)期末物理试卷(含解析)
展开1.通常把青菜腌成咸菜需要几天时间,而把青菜炒熟,使之具有咸味,仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是( )
A. 盐分子太小,很容易进入青菜中B. 盐分子间有相互作用的排斥力
C. 青菜分子间有空隙,易扩散D. 炒菜时温度高,分子运动较快
2.如图所示的实例中,改变物体内能的方式与其它三项不同的是( )
A. 给水加热B. 压缩空气
C. 搓手取暖D. 钻木取火
3.下面各图是课本上的一些插图,对下列插图的说明正确的是( )
A. 甲图所示装置演示的是液体的扩散
B. 乙图所示装置演示的是固体的扩散
C. 丙图所示装置演示的是空气对外做功自身内能减小
D. 丁图所示装置演示的是机械能转化为内能
4.小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后,就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”(如图)。对该现象解释正确的是( )
A. 摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电B. 摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C. 这种现象与验电器的工作原理相同D. 两气球因带了异种电荷而互相排斥
5.下列物质中,通常情况下全是导体的一组是( )
A. 钢尺、盐水、石墨B. 汽油、干布、陶瓷碗
C. 铅笔芯、大地、玻璃D. 镍铬合金丝、水银、橡皮擦
6.如图所示,滑动变阻器的滑片从B端向A端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变小
B. 电流表示数变小
C. 电路总电阻变大
D. R0不能保护电路
7.小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路。光控开关S1在天黑时闭合,湿敏开关S2在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作,对花草进行浇水。下列电路既满足上述条件,又符合安全用电原则的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,闭合开关,说法正确的是( )
A. 两只小灯泡并联B. 电压表测量L1两端的电压
C. 若L1不发光,一定是L1断路D. 若L2不发光,电压表一定无示数
9.如图甲所示电路,闭合开关S,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,则说法正确的是( )
A. 经过L1的电流为0.3AB. 经过L2的电流为1.2A
C. 经过L1与L2的电流之比为4:1D. 灯L1与L2两端的电压之比为5:1
10.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯L1和L2两端的电压分别为( )
A. 1.2V 4.8VB. 4.8V 1.2VC. 1.2V 6VD. 6V 1.2V
11.如图所示,是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是( )
A. 该电能表的示数为21682kW⋅h
B. 用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C. 家庭电路中正确的安装次序是:进户线、总开关、电能表
D. 家中用电器消耗1J电能,该电能表指示灯闪烁3000次
12.如图是某品牌智能体重秤的电路结构图,电源电压恒定,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻;其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数越小
B. 电压表示数越小
C. 电路消耗的总功率越大
D. 电压表与电流表示数的比值越大
13.某家庭电路的连接如图所示,下列说法正确的是( )
A. a点所在的电源线是零线B. 空气开关只能安装在b点处
C. c点所在的导线与大地相连D. L1和L2是串联的
14.下列符合安全用电常识的是( )
A. 用专用充电桩给电动车充电
B. 亮亮同学更换灯泡无需断开开关
C. 电器起火可以用水灭火
D. 导线绝缘层破损只要不触碰就可以继续使用
15.在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后,将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方,如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 树叶尖端指向地磁南极
B. 指南针的“N”应标注在树叶尖端
C. 树叶周围存在磁场和磁感线
D. 若用磁体的N极靠近树叶尖端,会相互吸引
16.电子车票,也称“无纸化”车票,乘客网上购票后,直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示,这是乘客通过刷身份证进站时的情景,将身份证靠近检验口,机器感应电路中就会产生电流,从而识别乘客身份。与这一原理相同的是( )
A. B.
C. D.
17.如图甲所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小
B. 滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C. 电源电压为6V
D. 电路消耗的最大功率为3.6W
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
18.下列关于温度、内能、热量的说法中不正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度一定升高,内能一定增加
B. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C. 某一铁块,温度降低,内能一定减小
D. 物体的温度越高,所含热量越多
19.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数不变
B. 电流表A的示数变小
C. 电压表V的示数不变
D. 电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
20.如图甲所示电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为18V
B. R1阻值为25Ω
C. 电路总功率的最大变化量为10.8W
D. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω
三、填空题:本大题共8小题,共21分。
21.如图所示,湖中的荷花清香四溢,这属于______现象。立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣。广阔的湖水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的______。质量均为2kg的水和酒精,升高相同的温度,它们吸收的热量之比Q水:Q酒精 ______。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),酒精的比热容为2.4×103J/(kg⋅℃)]
22.2023年5月28日,C919大型客机进行首次商业载客飞行,飞机的发动机选用航空煤油作为燃料,假如航空煤油的热值为4.6×107J/kg,完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为______J。山东五征集团生产的某型号农用拖拉机,为提高发动机的效率需要在______冲程让燃料充分燃烧。
23.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会立即燃烧,下压过程中活塞对筒内空气______,空气的______能增大,该能量转化过程与汽油机的______冲程相同。一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,该汽油机每秒钟完成______个冲程,做功______次。
24.已知小灯泡L的额定电压为2.5V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为______Ω;小灯泡的额定功率为______W。把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,则并联电路的总电流是______A。
25.如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1:R2=2:3。当开关S闭合时R1、R2两端的电压之比为______,电流表A1和A2的示数之比为______。
26.如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时,电路中的电流是0.5A,通电1min后,电路中消耗的电能是______J;S闭合后,电路中消耗的总功率将______。
27.如图所示,电源电压保持不变,R2=30Ω,R3=10Ω。当闭合开关S,断开开关S1、S2时,电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,则电源电压为______V;当开关S、S1、S2都闭合时,则电路消耗的总功率为______W。
28.如图所示,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后甲容器连接的U形管液面高度差较大说明:电流通过导体产生的热量跟______(选填“电流“或“电阻”)的大小有关;当甲的电流为0.2A时,通电10s甲容器中电阻产生的热量是______J。
四、实验探究题:本大题共3小题,共17分。
29.学习了电磁铁,小明想:“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢?”如图是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后,电磁铁A端是______极;
(2)闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,要使其示数变大,滑动变阻器滑片P应向______端移动;
(3)将滑动变阻器调节完成后,读出弹簧测力计的示数为2.2N;
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,保持电流不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是:电磁铁两极磁性强弱______。
30.小红用如图所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)在连接如图甲的电路时,开关S应处于______状态;在图甲中连接错误的一根导线上打叉并改正(要求滑片P左移时,电流表示数变大);
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是定值电阻Rx ______;排除故障后,移动滑片P,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= ______Ω。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是______;
(3)小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图丙所示电路操作如下:
①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;
②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使______,此时电阻箱示数如图丁所示,则小灯泡的阻值约为______Ω。
31.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R ______。
(3)排除故障后,进行实验,图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I−R图象,由此可知,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向______(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持______V不变。
(4)根据图丙的I−R图象,可得,当电压一定时,______。
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是______。
A.调高电源电压
B.再串联一个10Ω的电阻
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻R,的阻值。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数I2;
④则未知电阻Rx= ______(用R1、I1、I2表示)。
五、计算题:本大题共2小题,共17分。
32.电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字家中一台电饭锅的工作状态及其内部结构简化图,如图所示,其中R1加热电热丝,R2是保温电热丝,已知电饭锅加热时将2kg、20℃的水加热到100℃该过程消耗电能8×105J。
(1)水吸收的热量;
(2)该过程中电饭锅的加热效率;
(3)加热电阻R1的阻值。
33.某同学选用规格为“6V 6W”的灯L、定值电阻R1(12Ω)、规格为“24Ω 2A”的滑动变阻器R0、量程为0~0.6A的电流表以及量程为0~3V的电压表等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时灯L正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。求:
(1)当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P移至b端时,电路消耗的功率;
(2)当S、S1闭合,S2断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R0能接入电路的阻值范围。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、盐分子是否容易进入青菜中,与盐分子的大小无关,故A错误。
B、盐分子间有相互的斥力,但与本题中的题意无关,故B错误;
C、腌制和炒菜时,青菜分子间都存在空隙,故C错误;
D、炒菜时温度高,分子热运动加剧,扩散加快,故D正确。
故选:D。
组成物质的分子永不停息地做无规则运动;分子的运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
本题考查分子热运动中生活中的应用,要明确分子运动快慢与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
2.【答案】A
【解析】解:
A、给水加热,水吸收热量,是热传递改变内能;
B、压缩空气的过程中,克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,是做功改变内能;
C、搓手取暖的过程中,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使手内能增加,温度升高,是做功改变内能;
D、钻木取火,是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,是做功改变内能;
A与BCD改变物体内能的方式不同,故A符合题意。
故选:A。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,其中做功过程是能量的转化过程,是机械能和内能相互转化的过程;热传递是内能从高温转移到低温的过程,二者的本质不同。
做功和热传递都可以改变物体的内能,在效果上是等效的,但其实质不同,做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移。
3.【答案】A
【解析】解:A、甲图,清水和硫酸铜溶液过一段时间,形成均一稳定的混合物,反映液体之间的扩散。符合题意。
B、乙图,反映分子之间的引力。不符合题意
C、丙图,活塞对空气做功,空气内能增大。不符合题意。
D、丁图,试管内水蒸气的内能转化为活塞的机械能。不符合题意。
故选:A。
清水和硫酸铜溶液过一段时间,变成均一稳定的混合物。
两块铅块挤压在一起,两块铅块之间的分子引力作用拉动钩码。
活塞压缩容器内的空气做功,空气的内能最大。
试管内水吸收热量,不断汽化,试管内的水蒸气膨胀对活塞做功,活塞的内能转化为活塞的机械能。
本题考查了扩散现象、分子间的引力和斥力、改变物体内能的方法等。
物体对外做功,物体的内能减小;对物体做功,物体的内能增大。
4.【答案】C
【解析】AB、摩擦的方法使头发与气球里的电子发生转移,而使头发与气球带异种电荷;不是创造了电荷,也不是分子发生转移,故AB错误;
CD、两只相同的气球在头发上摩擦后,头发与气球因为相互摩擦而带异种电荷;两只相同的气球带的是同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以这种现象与验电器的工作原理相同,故C正确;D错误。
用摩擦的方法可以使物体带电;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
掌握摩擦起电的实质、现象,并能运用摩擦起电现象解释生活中的问题。
5.【答案】A
【解析】解:A、钢尺、盐水、石墨都容易导电,属于导体,故A符合题意;
BCD、干布、陶瓷碗、玻璃和橡皮擦不容易导电,属于绝缘体,故BCD不符合题意。
故选:A。
容易导电的物体叫导体,如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;不容易导电的物体叫绝缘体。
本题考查了导体和绝缘体的区别,属于基础题。
6.【答案】A
【解析】解:根据电路图可知,两个电阻串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
ABC、滑动变阻器的滑片从B端向A端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小;
根据串联电路的电阻关系可知,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A正确、BC错误;
D、当滑片移动到A端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,R0串联在电路中能保护电路,故D错误。
故选:A。
根据电路图可知,两个电阻串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;根据滑片的位置的变化分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化;当滑片移动到A端时,根据电路的连接方式分析定值电阻的作用。
本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用,难度不大。
7.【答案】A
【解析】解:由题知当土壤过于干燥的夜间,浇花器才开始工作;白天,即使土壤干燥,浇花器也不工作,说明两个开关不能独立工作,即两个开关应串联,并且与火线相连,再和浇花器串联,故A符合要求、BCD不合要求。
故选:A。
由题意可知,当土壤过于干燥的夜间,电动机才开始工作,说明两开关不能独立工作即为串联,然后共同控制浇花器的工作,据此进行解答。
本题考查了串并联电路的设计,根据题意得出光控开关和湿敏开关的连接方式是关键。
8.【答案】B
【解析】解:AB.由图可知,灯L1与灯L2串联,电压表测量灯L1两端的电压,故A错误、B正确;
C.若L1不发光,可能是L1断路,也可能是L1短路,故C错误;
D.L2不发光,可能是L2断路,也可能是L2短路,当L2短路时,灯泡L1能发光,电压表有示数,故D错误。
故选:B。
(1)电路的基本连接形式有两种。一种是串联,在串联电路中各用电器之间相互影响;另一种是并联,在并联电路中各个用电器之间互不影响、独立工作;
(2)灯泡不发光可能是发生了断路、也可能是发生了短路;
(3)当L2断路时,整个电路断路,电压表无示数,当L2短路时,灯泡L1能发光,电压表有示数。
本题考查了电路连接方式的辨别、电路故障的分析,属于典型题。
9.【答案】C
【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支路的电流,
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;
经过L1与L2的电流之比为:1.2A:0.3A=4:1,
并联电路中各支路两端的电压相等,灯L1与L2两端的电压之比为1:1。
故选:C。
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。
10.【答案】A
【解析】解:
(1)由电路图可知:电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压;
(2)两个电压表的指针位置相同,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;
则电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数UV1=6V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数UV2=1.2V;
(3)电压表V2测L1两端的电压,所以L1两端的电压U1=UV2=1.2V;
由于L1、L2串联,由串联电路的特点可知,L2两端的电压U2=UV1−UV2=6V−1.2V=4.8V;
故选:A。
(1)分析电路结构,弄清电压表V1、V2测电路中哪部分电路电压。
(2)确定两个电压表的量程,然后读出电压表的读数。
(3)根据串并联电路的规律特点,求出电灯L1和L2两端的电压。
本题主要考查学生对:串联电路电压的规律,以及电压表的读数方法的了解和掌握,关键是会判断电压表测量的是那段电路两端的电压。
11.【答案】B
【解析】解:A、该电能表的示数为2168.2kW⋅h,故A错误;
B、利用电能表参数可以测量用电器单独工作一段时间内消耗电能,根据P=Wt计算用电器单独工作的电功率,故B正确;
C、输电线进户后首先接到电能表上,后面依次是总开关、保险装置、用电器,故C错误;
D、“3000imp/(kW⋅h)”是指接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW⋅h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,故D错误。
故选:B。
(1)电能表最后一位示数为小数位,单位是kW⋅h,根据图示电能表读出其示数;
(2)根据P=Wt分析A选项;
(3)输电线进户后首先接到电能表上,后面依次是总开关、保险装置、用电器;
(4)“3000imp/(kW⋅h)”是指接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW⋅h的电能,电能表指示灯闪烁3000次。
本考查了安全用电知识、电能表的作用和电能表上各参数的含义,属于基础题。
12.【答案】C
【解析】解:由图可知,电路是压敏电阻和定值电阻串联,电压表测量定值电阻R0的电压,电流表测量电路中的电流;
A、体重越重时,压敏电阻受到的压力变大,其阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B、根据U=IR可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故B错误;
C、根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C正确;
D、根据R=UI可知,电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,所以比值大小不变,故D错误。
故选:C。
由图可知,电路是压敏电阻和定值电阻串联,电压表测量定值电阻R0的电压,电流表测量电路中的电流;体重越重时,根据压敏电阻阻值的变化分析电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化;根据P=UI分析总功率的变化,根据R=UI分析电压表与电流表示数的比值的变化。
本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用,难度不大。
13.【答案】C
【解析】解:
A、根据图示可知,灯泡的开关接在了灯泡与a之间,所以a为火线,故A错误;
B、为了用电的安全,空气开关应接在火线上,即接在a线上,故B错误;
C、三孔插座的上孔接地线,所以c点所在的导线与大地相连,故C正确;
D、根据图示可知,L1和L2是并联的,工作时互不影响,故D错误。
故选:C。
(1)根据开关的连接方式分析导线的类型;在家庭电路中,开关应该接在火线与用电器之间;
(2)空气开关应接在火线上;
(3)三孔插座的上孔接地线;
(4)家庭电路中的用电器是并联的。
本题考查了家庭电路的连接方式,属于基础题。
14.【答案】A
【解析】解:A、生活中应该用专用充电桩给电动车充电,故A符合安全用电;
B、更换灯泡需关闭开关,保证用电器不带电,故B不符合安全用电;
C、生活用水是导体,电器起火可以用水灭火,有可能发生触电事故,故C不符合安全用电;
D、使用导线绝缘皮破损的插线板,易发生触电事故,故D不符合安全用电。
故选:A。
根据生活中一些安全用电的知识和做法分析判断。
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识,并正确规范操作,避免危险发生。
15.【答案】D
【解析】解:A、树叶尖端指向地理南极,故A错误;
B、指南针的“S”应标注在树叶尖端,故B错误;
C、树叶周围存在磁场,不存在磁感线,故C错误;
D、若用磁体的N极靠近树叶尖端(S极),是异名磁极,会相互吸引,故D正确。
故选:D。
(1)指南针在水平位置静止指南的是S极,指北的是N极。
(2)磁体周围存在磁场,但是磁感线不是真实存在的。
(3)同名磁极互相排斥、异名磁极相互吸引。
本题主要考查了指南针、地磁场和磁场的基本概念,属于基础性题目。
16.【答案】D
【解析】解:由题意可知,刷身份证时会产生感应电流,即由磁产生电,有感应电流产生,所以其工作原理为电磁感应现象;
A、图示为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B、图中有电源,为电动机的工作原理,说明通电导体在磁场中受力而运动,故B不符合题意;
C、图示的实验是探究磁极间的相互作用规律的实验,故C不符合题意;
D、图中没有电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
刷身份证是利用电磁感应原理,分析选项四幅图,找出符合题意的选项即可。
本题考查了电与磁的联系,解答本题的关键要能从题意中分析出该装置利用了电磁感应的原理。
17.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当变阻器滑片向右滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的读数变大,故A错误;
B、由电路图可知,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测滑动变阻器中的电流,所以电压表与电流表示数之比为滑动变阻器的电阻,因为变阻器滑片向右滑动过程中变阻器接入电路中的电阻变小,所以电压表与电流表示数之比变小,故B错误;
C、由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I1=U1R1=3V5Ω=0.6A,则电源电压为:U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0-------①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I2=U2R2=4V10Ω=0.4A,
则电源电压为:U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0-------②;
联立①②得,R0=5Ω,U=3V+0.6A×5Ω=6V,故C正确;
D、当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大,电路消耗的最大功率为P=U2R0=(6V)25Ω=7.2W,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)变阻器的滑片由左端向右滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;
(2)电压表与电流表示数之比为滑动变阻器的电阻,根据变阻器接入电路的阻值变化可知两表示数之比的变化;
(3)读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压,根据欧姆定律算出其电阻,根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值,进而求出电源电压;
(4)当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大,根据P=U2R计算电路的最大功率。。
本题考查了电路的动态分析和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
18.【答案】ABD
【解析】解:A、晶体在熔化时,吸收热量,温度不变,内能增加,故A错误;
B、热传递发生的条件是存在温度差,因此热传递是把内能从高温物体传递给低温物体,故B错误;
C、某一铁块,温度降低,内能一定减小,故C正确;
D、物体的温度越高,内能越大,热量是一个过程量,不能说“所含热量越多”,故D错误。
故选:ABD。
(1)晶体的熔化吸热,温度不变;
(2)热传递的条件是温度差,热量总是从高温物体向低温物体传递,或物体的高温部分向物体的低温部分传递;
(2)内能的大小与物体的质量、温度、状态等有关;比热容与物质的状态有关;
(3)热量是热传递过程中传递内能的多少。
本题考查温度、热量、内能的有关知识,综合性强,难度适中。
19.【答案】CD
【解析】解:由图示电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路电流;
由于电压表测量电源电压,所以滑片移动时电压表的示数不变,故C正确;
闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变小,电源电压不变,由I=UR知通过滑动变阻器的电流变大,电流表A1的示数变大;
由于并联电路各个支路互不影响,所以通过定值电阻的电流不变,根据并联电路干路电流等于各支路电流的和,干路电流变大,所以电流表A示数变大,故AB错误;
由于电压表的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小,故D正确。
故选:CD。
由图示电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路电流;
根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用并联电路特点与欧姆定律分析答题。
本题考查了判断电表示数变化情况,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
20.【答案】AD
【解析】解:由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、由图乙可知,当R2两端的电压为8V时,R2的电功率为4W,
由P=UI可知,此时电路中的电流:I1=P1U1=4W8V=0.5A,
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R1+8V=0.5A×R1+8V……①
当R2两端的电压为10V时,R2的电功率为4W,
由P=UI可知,此时电路中的电流:I2=P2U2=4W10V=0.4A,
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R1+10V=0.4A×R1+10V……②
联立①②两式可解得,电源电压:U=18V,R1的阻值:R1=20Ω,故A正确,B错误;
CD、根据题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A,电流表的量程为0~0.6A,为了电路安全,电路中的最大电流为I大=0.6A,
则电路中的最大总功率:P大=UI大=18V×0.6A=10.8W;
由I=UR可知,电路中的最小总电阻:R小=UI大=18V0.6A=30Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值:R2小=R小−R1=30Ω−20Ω=10Ω;
根据电压表量程可知,R2两端的最大电压为15V,根据串联电路的电压特点可知,R1两端最小电压:U1小=U−U2大=18V−15V=3V,
电路中最小电流:I小=U1小R1=3V20Ω=0.15A,
电路中的最小总功率:P小=UI小=18V×0.15A=2.7W,
由I=UR可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值:R2大=U2大I小=15V0.15A=100Ω,
所以,电路总功率的最大变化量:ΔP=P大−P小=10.8W−2.7W=8.1W,故C错误;
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω,故D正确。
故选:AD。
由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图乙可知,当R2两端的电压为8V时,R2的电功率为4W,根据P=UI求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压;当R2两端的电压为10V时,R2的电功率为4W,根据P=UI求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压;据此求出电源电压和R1的阻值;
(2)根据电流表量程、滑动变阻器的规格可知电路中的最大电流,根据P=UI可求出电路消耗最大总功率;根据欧姆定律求出电路中的最小电阻,根据串联电路的电阻特点可求出滑动变阻器接入电路的最小阻值;
根据电压表量程可知R2两端的最大电压,根据串联电路的电压特点可知R1两端的最小电压,根据欧姆定律可求出电路中的最小电流,根据P=UI求出电路中最小总功率,据此求出电路总功率的最大变化量;根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,据此可知滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,能从图中获取相关信息是解题的关键,题目难度较大。
21.【答案】扩散 比热容 7:4
【解析】解:
(1)湖中的荷花清香四溢,说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象;
(2)湖水对周边气温有一定的调节作用,是因为水的比热容较大,同等条件下,吸收或放出的热量比其他物质多;
(3)由题知,m水=m酒精,Δt水=Δt酒精,
据Q吸=cmΔt,
故水和酒精吸收的热量:
Q水:Q酒精=c水m水Δt水:c酒精m酒精Δt酒精
=c水:c酒精
=4.2×103J/(kg⋅℃):2.4×103J/(kg⋅℃)
=7:4。
故答案为:扩散;比热容;7:4。
(1)扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
(2)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(3)知道水和酒精的质量相等、升高的温度相等,又知道水和酒精的比热容,利用Q=cmΔt求吸收热量的关系。
本题考查了扩散现象、水的比热容大的特点及应用、热量计算公式的应用,应用好“m、Δt相同时,Q与c成正比”,通过计算得以证明。
22.【答案】2.3×109J 做功
【解析】解:(1)航空煤油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm=4.6×107J/kg×50kg=2.3×109J;
(2)提高热机效率可以让其在做功冲程燃料充分燃烧。
答:(1)2.3×109;(2)做功。
(1)利用Q放=qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)做功冲程中,燃料燃烧膨胀做功,将内能转化为机械能。
本题考查了燃料完全燃烧放出的热量,是基础题。
23.【答案】做功 内 压缩 40 10
【解析】解:在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速向下压,棉花燃烧起来,说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增大,温度升高;汽油机的压缩过程中,活塞的机械能转化为燃料和空气的内能,故该过程中,与内燃机的压缩冲程相同;
四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该飞轮每分钟转1200圈,即每秒转20圈。因为一个工作循环飞轮转2圈,完成4个工作冲程,对外做功1次,故汽油机每秒钟完成40个冲程,做功10次。
故答案为:做功;内;压缩;40;10。
(1)改变内能的方法有:做功和热传递;当对物体做功,物体的内能将增大,温度升高;内燃机有四个冲程,在压缩冲程中,活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能;
(2)1200r/min的含义:它表示热机的飞轮每分钟转1200圈。汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。在一个工作循环中曲轴转2圈,飞轮转2圈,做功一次。
本题主要考查对热机飞轮转速的含义的理解以及对热机工作循环中各冲程情况的了解。
24.【答案】10 0.625 0.3
【解析】解:由题知灯泡的额定电压为2.5V,由图像读出灯泡正常发光时的电流为0.25A,
由I=UR得,灯泡正常发光时的电阻为:
RL=ULIL=Ω;
由P=UI得,灯泡的额定功率P=ULIL=2.5V×0.25A=0625W;
并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中时,由图可知,此时通过灯泡的电流为:IL′=0.2A,
通过定值电阻的电流为:IR=UR=1.5V15Ω=0.1A,
由并联电路的电流特点可知并联电路的总电流为:I=IL′+IR=0.2A+0.1A=0.3A。
故答案为:10;0.625;0.3。
(1)由图像读出灯泡正常发光时的电流,由I=UR计算灯泡正常发光时的电阻值,由P=UI计算灯泡的额定功率;
(2)并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,由图像读出通过灯泡的电流,根据欧姆定律计算出通过定值电阻的电流,并联电路中的总电流等于各个支路的电流之和,据此求出电路总电流。
本题考查了并联电路的特点,电功率计算以及欧姆定律的应用,熟练掌握并联电路的电流和电压特点,并从图象中读取相关信息是解题的关键。
25.【答案】1:1 5:2
【解析】解:如图所示,R1和R2并联,电流表A1测干路电流,A2测流过R2的电流。
根据并联电路电压规律可知,电阻R1、R2两端的电压相等,即电阻R1、R2两端的电压之比为1:1;
已知R1:R2=2:3,根据欧姆定律可知通过R1、R2的电流之比为I1:I2=R2:R1=3:2,
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表A1、A2的示数之比为I:I2=(I1+I2):I2=(3+2):2=5:2。
故答案为:1:1;5:2。
如图所示,R1和R2并联,电流表A1测干路电流,A2测流过R2的电流,根据并联电路电压规律可知电阻R1、R2两端的电压之比;
已知R1:R2=2:3,根据欧姆定律可得通过R1、R2的电流之比,根据并联电路电流规律可得两电流表示数之比。
本题考查并联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于电学常见题型,要求学生掌握。
26.【答案】6.6×103 变大
【解析】解:(1)当S断开时,电阻R0和电阻R串联接入电路,通电1min=60s后,电路中消耗的电能:
W=Pt=UIt=220V×0.5A×60s=6.6×103J;
(2)当S闭合后,电阻R0短路,只有R接入电路,电路中的总电阻变小,电流变大,
根据P=UI可知,在电源电压不变时,电路的总功率变大。
故答案为:6.6×103;变大。
(1)当S断开时,电阻R0和电阻R串联接入电路,根据W=Pt=UIt求出电路中消耗的电能;
(2)当S闭合后,电阻R0短路,只有R接入电路,电路中的总电阻变小,电流变大,根据P=UI可知电路消耗的总功率变化情况。
本题考查了电能公式、简单的电路的动态分析,涉及到电功率公式运用。
27.【答案】6 3
【解析】解:当闭合开关S,断开开关S1、S2时,R1和R3串联,电压表测R1两端电压,电流表测串联电路电流;
电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,则R1的阻值为:
R1=U1I1=4V0.2A=20Ω;
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,电源电压为:
U=U1+I1R3=4V+0.2A×10Ω=6V;
当开关S、S1、S2都闭合时,R1和R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流;
根据欧姆定律可知,通过R1和R2的电流为:
I1′=UR1=6V20Ω=0.3A,
I2=UR2=6V30Ω=0.2A,
故干路电流为:
I=I1′+I2=0.3A+0.2A=0.5A,
则电路消耗的总功率为:
P=UI=6V×0.5A=3W。
故答案为:6;3。
(1)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,R1和R3串联,电压表测R1两端电压,电流表测串联电路电流,根据欧姆定律求出R1的阻值,利用串联电路电压规律结合欧姆定律求出电源电压;
(2)当开关S、S1、S2都闭合时,R1和R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流;根据欧姆定律求出干路电流,利用P=UI求出电路消耗的总功率。
本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用,难度不大。
28.【答案】电流 2
【解析】解:电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,由图可知,装置右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过甲容器中电阻的电流大于通过乙容器中电阻的电流,在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,所以甲容器中的电阻产生的热量多,即左侧U形管中液面高度差较大,此现象表明:电流通过导体产生的热量跟电流大小有关;
当通过甲的电流为0.2A时,通电10s甲容器中电阻产生的热量是:Q=I2Rt=(0.2A)2×5Ω×10s=2J。
故答案为:电流;2。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法;电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,体现的是转换思想;
根据Q=I2Rt计算甲容器中电阻产生的热量。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”实验的理解和对焦耳定律的灵活运用,注意控制变量法的运用。
29.【答案】S 左 相同
【解析】解:(1)通电后,根据安培定则,电磁铁A端是S极。
(2)闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,要使其示数变大,滑动变阻器滑片P应向左端移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性增强,对薄铁片的磁力增强,弹簧测力计的示数变大。
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,保持电流不变,此时电磁铁的磁性强弱不变,薄铁片被重新磁化仍与电磁铁相互吸引,对薄铁片的磁力大小不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是:电磁铁两极磁性强弱相同。
故答案为:(1)S;(2)左;(4)相同。
(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极。
(2)根据磁极间的相互作用规律进行判断。
(4)匝数一定的电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,电流不变,磁性强弱不变。
本题主要考查了影响电磁铁磁性强弱的因素;会根据安培定则判断电磁铁的磁极,属于基础性题目。
30.【答案】断开 Rx断路 5 只测了一组数据,实验数据误差较大 电流表示数仍为I 8.2
【解析】解:(1)在连接如图甲的电路时,开关S应处于断开状态;
原电路图中,定值电阻Rx和电压表没有接入电路,是错误的,在测量定值电阻Rx的阻值实验中,定值电阻Rx、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻Rx两端;滑片P左移时,电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻Rx串联,如下图所示:
;
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即其原因是Rx断路;
当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则定值电阻Rx的阻值为:
Rx=UxIx=Ω;
只测了一组数据,实验数据误差较大;
(3)实验步骤:
①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;
②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,
根据等效替代法,此时电阻箱的阻值等于小灯泡的阻值;
电阻箱示数如图4所示,R=0×100Ω+0×10Ω+8×1Ω+2×0.1Ω=8.2Ω,故小灯泡的阻值约为8.2Ω。
故答案为:(1)断开;见解答图;(2)Rx断路;5;只测了一组数据,实验数据误差较大;(3)②电流表示数仍为I;8.2。
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
原电路图中,定值电阻Rx和电压表没有接入电路,是错误的,在测量定值电阻Rx的阻值实验中,定值电阻Rx、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻Rx两端;滑片P左移时,电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
根据电流表选用量程确定分度值读数,利用R=UI求出Rx的阻值;为了减小实验误差,应多测几组数据求平均值;
(3)根据等效替代法分析回答;
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(图中的小三角)的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
本题测电阻的阻值实验,考查了电路连接、电路故障、电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
31.【答案】短路 右 3 通过导体的电流与导体的电阻成反比 B R1(I2−I1)2I1−I2
【解析】解:(1)电源电压不变,滑片P向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联,如下图所示:
;
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即电路故障原因是电阻R短路;
(3)(4)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持不变;
由图丙可知,电流与电阻的乘积为UV=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V,即电压表示数为一定值,故由此可得,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)A、设电源电压为U总,定值电阻两端的电压为UV=3V,根据串联电路电压的规律及分压原理有:
U−UVUV=R滑R;
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,
即U−3V3V=20Ω50Ω;
电源电压为:U 总=4.2V<4.5V,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B、根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:
U滑=U−UV=4.5V−3V=1.5V,
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1.5V3V=0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω;
即为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,而题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,若再串联一个10Ω的电阻,根据电阻的串联可知,滑动变阻器连入电路的电阻为:R滑′=25Ω−10Ω=15Ω,故B符合题意;
C、将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故C不符合题意;
故选:B;
(6)设电源电压为U。
连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;
再将滑片P移到标记处(即滑动变阻器电阻丝中点),读出电流表示数I2;
根据并联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律可得:
(I1−UR1)×RX=U……①
(I2−2UR1)×RX=U……②
可解得:U=R1(I2−I1),Rx=R1(I2−I1)2I1−I2。
故答案为:(1)见上图;(2)短路;(3)右;3;(4)通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)B;(6)R1(I2−I1)2I1−I2。
(1)滑片P向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路;
(3)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,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动变阻器滑片移动的方向;
据图丙可得出IR的值即为电压表的示数;
(4)根据电流与电阻的乘积为一定值分析得出结论;
(5)A、根据串联电路的规律及分压原理求出电源电压大小,并与题中电源电压比较;
B、根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理求出当接入50Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻大小;已知题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电阻的规律分析;
C、将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻的电压大小;
(6)根据并联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律进行分析和计算。
本题考查探究电流与电阻的关系,涉及了电路的连接、电路故障分析、滑动变阻器的使用、图象分析能力以及在电表不全的情况下测量未知电阻Rx的阻值,考查较综合,有一定难度。
32.【答案】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J;
(2)该过程中电饭锅的加热效率:η=Q吸W×100%=6.72×105J8×105J×100%=84%;
(3)由图可知,当开关S、S0都闭合时,R1、R2并联,此时干路的总电路I=2.4A,
由图可知,当闭合,S0断开时,只有R2工作,此时通过R2的电流I2=0.2A,
根据并联电路的电流特点可知,电饭锅处于加热状态时,通过R1的电流:I1=I−I2=2.4A−0.2A=2.2A,
由I=UR可知,电阻R1的阻值:R1=UI1=220V2.2A=100Ω。
答:(1)水吸收的热量为6.72×105J;
(2)该过程中电饭锅的加热效率为84%;
(3)加热电阻R1的阻值为100Ω。
【解析】(1)根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)根据效率公式求出该过程中电饭锅的加热效率;
(3)分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成,根据并联电路的电流特点求出电饭锅处于加热状态时通过R1的电流,根据欧姆定律求出R1的阻值。
本题考查吸热公式、效率公式、并联电路的特点以及欧姆定律的应用,是一道电热综合题,难度不大。
33.【答案】解:(1)闭合开关S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时,变阻器的接入电阻为0,电路为灯泡L接在电源两极的简单电路,灯L正常发光,灯泡两端的电压等于电源电压:U=UL=6V,
规格为“6V6W”的灯L,由P=UI=U2R可知,灯泡的电阻:RL=UL2PL=(6V)26W=6Ω;
当S、S2闭合,S1断开,定值电阻R1与变阻器R0串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压,滑动变阻器的滑片P移至b端时,变阻器接入电阻最大:R0=24Ω,
根据串联电路的电阻规律可知,不考虑灯丝电阻的变化,电路的总电阻:R总=R0+RL=24Ω+6Ω=30Ω,
由P=UI=U2R可得,电路消耗的功率:P=U2R总=(6V)230Ω=1.2W;
(2)当S、S1闭合,S2断开,定值电阻R与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压,电流表的量程是0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为2A,
根据串联电路的电流规律可知,电路中的最大电流:I大=0.6A,
根据欧姆定律可得,电路允许的最小电阻:R小=UI大=6V0.6A=10Ω,
定值电阻R1=12Ω,
因为R1>R小,所以变阻器的最小电阻:R0小=0;
由电路可知,变阻器的接入电阻越大,电路中的总电阻越小,定值电阻值中的电流越小,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压越小,由串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压(即电压表的示数)越大,
电压表的量程为0~3V,当电压表的示数:U0=3V时,
根据串联电路电压规律,定值电阻两端的电压:U1=U−U0=6V−3V=3V,
根据欧姆定律,定值电阻中的电流:I1=U1R1=3V12Ω=0.25A,
由串联电路电流规律可得,变阻器中得到电流:I0=I1=0.25A,
根据欧姆定律可得变阻器的最大接入电阻:R0大=U0I0=3V0.25A=12Ω<24Ω,
由此可知滑动变阻器R0能接入电路的阻值范围是:0~12Ω。
答:(1)当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P移至b端时,电路消耗的功率是1.2W;
(2)当S、S1闭合,S2断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R0能接入电路的阻值范围为0~12Ω。
【解析】(1)闭合开关S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时,变阻器的接入电阻为0,电路为灯泡L接在电源两极的简单电路,灯L正常发光,灯泡两端的电压等于电源电压,根据灯泡的参数计算灯泡的电阻;当S、S2闭合,S1断开,定值电阻R1与变阻器R0串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压,滑动变阻器的滑片P移至b端时,变阻器接入电阻最大,根据串联电路的电阻规律计算电路的总电阻,由P=UI=U2R计算电路消耗的功率;
(2)当S、S1闭合,S2断开,定值电阻R与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压,为保证电路元件安全,根据电流表的量程和变阻器允许通过的最大电流,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律计算变阻器的最小电阻;根据电压表的量程,由欧姆定律计算变阻器的最大接入电阻,由此确定滑动变阻器R0能接入电路的阻值范围。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用,分清电路的连接方式是关键。工作电压:220V
开关状态
A点电流
工作状态
加热
S、S0闭合
2.4A
保温
S闭合,S0断开
0.2A
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