甘肃省金昌市第七中学2023-2024学年九年级上学期第二次月考物理试题
展开一、单项选择题(每题3分,共30分)
1. 下列物理量的单位及符号,表示正确的一项是( )
A. 导体的电阻—欧姆,用W表示B. 电功的常用单位—千瓦时,用kW·h表示
C. 电功率的常用单位—千瓦时,用kW·h表示D. 电功率的常用单位—伏特,用U表示
【答案】B
【解析】
【详解】A.导体的电阻的单位是欧姆,用Ω表示,故A错误;
B.电功的常用单位是千瓦时,符号是kW·h,故B正确;
CD.电功率的常用单位瓦特,符号是W,故CD错误。
故选B。
2. 下列电学知识说法正确的是( )
A. 导体在任何情况下都容易导电,绝缘体在任何情况下都不容易导电
B. 低于220V的电压对人体是安全的
C. 教室里的一个开关同时控制三个灯,这三个灯一定是串联
D. 电饭锅工作时,把电能转化为食物的内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.导体和绝缘体没有绝对的界限,有些绝缘体在一定条件下可变为导体,故A错误;
B.经验表明,只有不高于36V的电压,对人体才是安全的,故B错误;
C.教室里一个开关可以同时控制三个灯,这三个灯都可以在额定电压下工作,一只损坏,不影响其它的灯工作,所以是并联的,故C错误;
D.电饭锅工作时,消耗电能,产生内能,把电能转化为食物的内能,故D正确。
故选D。
3. 如图所示的四个电路中,若闭合开关,两灯泡串联的电路是( )
A. B. C. D.
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【详解】A.闭合开关,图中的两灯泡并列连接,它们是并联连接,故A不符合题意;
B.闭合开关,两灯泡为并列连接,因此两灯泡为并联连接,故B不符合题意;
C.闭合开关,两灯泡顺次连接,电路只有一条电流路径,两个灯泡串联,故C符合题意;
D.闭合开关,一个灯泡被短路,另一个灯泡接入电路,故D不符合题意。
故选C。
4. 已知两电阻的阻值大小关系为R1>R2。如图ABCD所示的四个电路中,电源电压U相同,电路中电阻值最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A选项中电路中是R1简单电路,所以电路中阻值即为R1;B选项中电路中是R2的简单电路,所以电路中阻值即为R2;C选项是R1和R2串联,根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知该电路的阻值比R1、R2大;D选项是R1和R2并联,根据并联电路总电阻越并越小可知,该电路的电阻比R1、R2小,又因为R1>R2,所以可得
故选D。
5. 如图所示的电路中,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A. L1、L2两灯泡串联
B. 通过L1 灯电流一定等于L2 灯的电流
C. L1、L2两灯泡并联
D. 若 L1 灯发生短路, L₂灯仍能发光
【答案】C
【解析】
【详解】AC.由图知道,电路中电流有两条路径,所以L1、L2两灯泡并联,故A错误,C正确;
B.因不知道两灯泡的电阻关系,所以不能确定通过L1灯的电流一定大于通过L2灯的电流,故B错误;
D.因为两灯泡并联,若L1灯短路,相当于电源短路,所以L2灯不能发光,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A. 将铅笔芯换成塑料吸管,则灯泡也会亮起
B. 本实验通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C. 铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是横截面积
D. 增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
【答案】B
【解析】
【详解】A.铅笔芯是导体,塑料吸管是绝缘体,把铅笔芯换成塑料吸管,电路没有接通,灯泡不会亮,故A错误;
B.接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡会越暗,所以可以通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小,故B正确;
C.当B夹子左右移动时,铅笔芯接入电路的长度发生变化,导致接入电路的阻值发生变化,故C错误;
D.电阻是导体自身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流无关,故D错误。
故选B。
7. 如图所示的电路,电源电压和灯泡L的电阻不变,闭合开关S,将滑片P向右移动时( )
A. 灯泡L亮度不变B. 电压表示数变大
C. 电流表示数不变D. 电路的总电阻不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由图可知,灯泡和变阻器并联,电流表测量通过变阻器的电流,电压表测量电源电压,闭合开关S,将滑片P向右移动时,由并联电路的特点可知,灯泡的亮度不变,电源电压不变,电压表的示数不变,故A符合题意,B不符合题意;
CD.闭合开关S,将滑片P向右移动时,变阻器连入电路的电阻变大,由可知通过变阻器的电流变小,即电流表的示数变小,由电阻的并联可知电路的总电阻变大,故CD不符合题意。
故选A。
8. 如图所示电路,当开关S闭合后,灯L1、L2均发光,电压表有示数.过一会儿,其中一盏灯突然变亮,电压表示数变大,其故障原因可能是
A. L1灯短路B. L2灯短路C. L1灯丝断开D. L2灯丝断开
【答案】B
【解析】
【详解】电路完好时,电压表测L1两端的电压,由于是串联电路,电压表示数变大,电压表测的应该是电源电压.故障是L2短路.
9. 如图所示,在探究电流与电阻关系实验时。正确的操作是( )
A. 保持滑片的位置不动
B. 保持电路中电流不变
C. 保持不变,调节的滑片到不同的适当位置
D. 更换,调节的滑片到不同的适当位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.换用不同阻值的定值电阻时,R2滑片的位置要改变,才能保持R1两端的电压不变,故A错误;
B.由于电压表示数保持不变,改变定值电阻的阻值,根据可知,通过电路中的电流会发生改变,故B错误;
C.要探究电流与电阻的关系,电阻R1是变量,需要改变R1的阻值,故C错误;
D.根据上述分析可知,更换R1后,调节R2的滑片到不同的适当位置,保持R1两端的电压不变,故D正确。
故选D。
10. 学校为每个办公室配备了电热水壶,热水壶上标着“220V 1000W”,该热水壶正常工作5min可将一壶水烧开,则5min内消耗的电能是( )
A. 3×104JB. 3×105JC. 3×106JD. 3×107J
【答案】B
【解析】
【详解】根据做功公式可得,在该热水壶正常工作时实际功率即为额定功率,5min消耗的电能为
故选B。
11. 下列关于电功和电功率说法中,不正确的是( )
A. 用电器消耗的电能越多,电功率越大B. 功率是表示电流做功快慢的物理量
C. 单位时间内,电流做功越多,电功率越大D. 灯泡的亮度由实际功率决定的
【答案】A
【解析】
【详解】A.由可知,用电器消耗的电能越多,时间未知,电功率不一定越大,故A错误,符合题意;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,故B正确,不符合题意;
C.由可知,单位时间内,电流做功越多,电功率越大,故C正确,不符合题意;
D.灯泡的亮度是由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮,故D正确,不符合题意。
故选A。
12. 晓强设计一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。闭合开关,则下列说法正确的是( )
A. 天然气浓度增大,电压表示数变小
B. 天然气浓度减小,电流表示数变大
C. 天然气浓度增大,电路中的总电阻变大
D. 天然气浓度减小,电路中的总功率变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,当天然气浓度增大时,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大,由U0=IR0可知,定值电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,故A错误;
B.由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,当天然气浓度减小时,由欧姆定律可得电路中电流减小,即电流表示数减小,故B错误;
C.由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,而串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和,所以天然气浓度增大,电路中的总电阻变小,故C错误;
D.由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,当天然气浓度减小时,由欧姆定律可得电路中电流减小,根据P=UI可知,电路中的总功率变小,故D正确。
故选D。
13. 有两灯如图所示,L1,L2分别标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是( )
A. 4:3B. 3:4C. 5:3D. 3:2
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,L1、L2并联,由灯泡上标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样,根据欧姆定律,可分别求得两灯的电阻为
并联电路各支路电压相等,要使其中一灯正常发光,则两端所加电压为
U=10V
根据,在电压不变时,电功率与电阻成反比,故它们的功率之比是
P1:P2=R2:R1=20Ω:15Ω=4:3
故A符合题意,BCD不符合题意。
选A。
14. 两用电器甲、乙的电流与两端电压的关系图像如图所示,由图像可知,下列说法不正确的是( )
A. 甲电阻的阻值是10 Ω
B. 甲、乙并联时,干路电流为0.45 A时,电路的功率为1.35 W
C. 甲、乙串联,电流为0.2A时,乙两端电压为2.5 V
D. 甲、乙并联在4 V的电源上时,干路电流为0.65 A
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,甲的电流与电压关系是一条直线,所以甲是定值电阻,当电压是1V时,电流为0.1A,所以甲的电阻为
故A正确,不符合题意;
B.甲乙并联,即甲乙两端电压相等时,当干路电流为0.45A时,即甲通过的电流是0.3A,乙通过的电流是0.15A,由图可得,此时甲乙两端电压为3V,所以电路的功率为
故B正确,不符合题意;
C.由图像可知,当电路电流为0.2A时,甲两端电压为2V,乙两端电压为3.5V,故C错误,符合题意;
D.甲乙并联在4V电压上,即甲乙两端电压都是4V,由图像可知,甲通过的电流为0.4A,乙通过的电流为0.25A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得,干路电流为
故D正确,不符合题意。
故选C。
15. 如图所示是某同学在做“用滑动变阻器调节灯泡亮度”的实验电路图,电源电压恒为6V,电压表量程“0~3V”,电流表的量程“0~0.6A”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“2V 1W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路各个元件的情况下,则电流表、电压表示数的范围是( )
A. 0.25A ~0.6A,1V~2VB. 0.3A ~0.5A,1V~1.5V
C. 0.25A ~0.5A,1.5V~2VD. 0.25A ~0.5A,1V~2V
【答案】D
【解析】
【详解】灯泡L的额定电流为
又因为电流表可测量的最大电流为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流是1A,根据安全用电原则,电流表允许通过的最大电流是0.5A。
当滑动变阻器以最大阻值接入电路时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路中是最小电流,即为
所以电流表的示数范围是。根据欧姆定律可知此时灯泡分到最少电压,即电压表示数最小,为
因为灯泡的额定电压是2V,所以电压表示数最大值是2V,所以电压表的示数范围是。
故选D
二、填空题(每空1分,共22分)
16. 飞行的蜜蜂与空气摩擦产生静电而带上电荷,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带负电的花粉,这说明蜜蜂在摩擦过程中____(选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】失去
【解析】
【详解】蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,且蜜蜂在飞行中可以吸引带负电的花粉,根据异种电荷相互吸引,可知蜜蜂带正电;蜜蜂带正电的原因是:蜜蜂飞行与空气摩擦,蜜蜂在摩擦过程中失去电子而带正电,空气因得到电子带负电。
17. 电动自行车具有轻便、节能、环保等特点,只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶,车钥匙实质相当于一个______,给电动车充电时,电瓶相当于______(电源/用电器),将______能转化为______能。
【答案】 ①. 开关 ②. 用电器 ③. 电 ④. 化学
【解析】
【详解】[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以这车钥匙其实就是一个开关。
[2][3][4]给电动车的电瓶充电时,是将电能转化为化学能,所以,此时电瓶相当于用电器。
18. 华为公司推出5G折叠屏MateXs手机,该款手机屏幕可向外折叠、可弯曲。在同一家庭电路中,该手机充电时,与正在烧水的电水壶的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”)。该手机采用双电池结构,电池总容量可达4500mAh,电池的总电压为4V,则电池充满电后储存的电能为___________J。
【答案】 ①. 并联 ②.
【解析】
【详解】[1]在同一家庭电路中,该手机充电时,与正在烧水的电水壶二者互不影响,故连接方式是并联。
[2]由W=Pt=UIt可知,电池充满电后储存的电能为
19. 小明家的电能表月初和月末表盘的示数如图所示,则他家本月电路消耗的电能是___________kW·h。若按0.5元/(kW·h)的标准收费,他家本月应缴纳电费___________元。若电能表的转盘在6min内转过200转,则接在该电能表上的用电器总功率为 ___________W。
【答案】 ①. 124 ②. 62 ③. 1000
【解析】
【详解】[1] 电能表最后一位示数是小数位,由题图可知,月初电能表的示数为1345.5 kW·h,月末电能表的示数为1469.5 kW·h,小明家本月电路消耗的电能是
[2] 若按0.5元/(kW·h)的标准收费,他家本月应缴纳电费
[3] 电能表的转盘转过200转消耗的电能
接在该电能表上的用电器总功率为
20. 如图所示,甲、乙是电流表或电压表,当开关S闭合后,要使电阻R1、R2并联,甲表是___________,乙表是___________。
【答案】 ①. 电压表 ②. 电流表
【解析】
【详解】[1][2]要使电阻R1、R2并联,由图可知,电流从电源正极流出后,分为两条支路,一条经过电阻R1,另一条经过电表乙和电阻R2,汇合到开关S后回到电源负极,所以甲为相当于开路的电压表;乙表与R2串联,为电流表。
21. 在一次测L1、L2灯串联的电路电压的实验中,电路两端的总电压值为6V;灯泡L1的电压如图所示,则灯 L1 的电压为 _______V; 则灯L₂的电压为 _______V。
【答案】 ①. 2.2 ②. 3.8
【解析】
【详解】[1]由图知道,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,故灯泡L1的电压是2.2V。
[2]串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯L2的电压
22. 一只标有“3V 0.3A”的小电灯和滑动变阻器串联接在电压为6V的电源两端,调节滑动变阻器使小电灯两端电压为___________V时,灯正常发光。再调节滑动变阻器使灯两端电压为1.5V时。灯的亮度与正常发光相比___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。此时灯泡的实际功率为___________W(灯的电阻不变)。
【答案】 ①. 3 ②. 变暗 ③. 0.225
【解析】
【详解】[1]由灯泡的铭牌可知,正常发光时的电压为3V,此时通过灯泡的电流为0.3A;当灯泡两端电压为额定电压时,也就是电压为3V时灯泡正常发光,所以调节滑动变阻器使小电灯两端电压为3V时,灯正常发光。
[2][3]调节滑动变阻器使灯两端电压为1.5V时,此时灯泡两端的电压小于额定电压,由可知灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,灯泡的电阻为
此时灯泡的实际功率为
23. 标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 200W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现___________灯泡的灯丝较粗;甲灯正常工作10小时消耗的电能为___________;若将这两个灯泡串联在220V的电源上,则___________灯泡更亮一些(以上两空选填“甲”或“乙”)。
【答案】 ①. 乙 ②. 0.4 ③. 甲
【解析】
【详解】[1]灯泡甲的电阻为
灯泡乙的电阻为
又因为电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关,在材料、长度和温度相同时,横截面积越大,电阻越小,所以乙灯泡的灯丝粗,电阻小。
[2]甲灯正常工作时实际功率等于额定功率,所以10小时消耗的电能为
[3]甲乙两灯泡串联,电流相等,根据功率和甲的电阻比乙大可得,甲的实际功率比乙大,所以甲比乙亮。
24. 将电阻R1和R2并联后接在电源两端时,通过它们的电流之比为3∶2,则它们的电阻之比R1∶R2=___________。若把它们串联起来接在同一电源两端,在相等时间内,电流所做的功之比W1∶W2=___________。
【答案】 ①. 2∶3 ②. 2∶3
【解析】
【详解】[1]并联电路各个支路的电压相等,将电阻R1和R2并联后接在电源两端时,通过它们的电流之比为3﹕2,则它们的电阻之比
[3]若把它们串联起来接在电源两端,串联电路电流处处相等,在相等时间内,电流所做的功之比
三、识图、作图、实验题(共30分)
25. 如图所示的四幅图,是某学习小组同学思考的几个探究性小实验,请回答:
(1)甲图:小敏探究串联电路电流特点,误将电流表并在了灯泡两端。当开关S闭合后能够发光的灯泡是___________;电流表___________示数(选填“有”或“没有”);
(2)乙图:小米发现路灯一个灯杆上有多个灯,当其中的一个灯熄灭时,其他的灯并不受影响,说明这些灯的连接方式是 ___________(选填“串联”或“并联”);
(3)丙图:小怡同学发现爸爸的手机利用充电宝充电时手机和充电宝都发烫,说明有一部分电能转化成了___________能;
(4)丁图:丽丽用带电的橡胶棒接触金属球时,看到验电器的金属箔片会张开,这是因为___________。
【答案】 ①. L2 ②. 有 ③. 并联 ④. 内 ⑤. 同种电荷互相排斥
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,将电流表并在了灯泡L1两端,将灯泡L1短路,L1不发光,灯泡L2和电流表串联在电路中,灯泡L2发光,电流表有示数。
(2)[3]当其中的一个灯熄灭时,其他的灯并不受影响,说明各个灯互不影响,独立工作,这些灯的连接方式是并联。
(3)[4]利用充电宝充电时手机和充电宝都发烫,电流通过手机和充电宝的电路元件时,一部分电能转化成了内能。
(4)[5]用带电的橡胶棒接触金属球时,电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,两片金属箔带同种电荷,即由于同种电荷相互排斥而张开。
26. 画出实物图对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】电流从电源正极流出到开关S后开始分支,一支去灯泡L1和电流表乙,一支去电流表甲和灯泡L2,两条支路电流汇合到回到电源负极,具体电路图如下所示:
27. 根据电路图,将电路元件连成实物电路。
【答案】
【解析】
【详解】分析电路图,两灯串联,电流表可选用小量程串联在电路中,电压表可选用小量程与L2并联,根据电路图连接实物图,如下所示:
28. 实验探究“研究电流跟电压、电阻”之间的关系。
(1)在研究电流跟电压的关系时,应保持___________不变。在研究电流跟电阻的关系时,应保持___________不变。这种研究问题的方法叫做___________法;
(2)表1、表2是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:
分析表1数据,可得出结论___________;
分析表2数据,可得出结论___________;
(3)本实验多次测量的目的是___________。
【答案】 ①. 电阻 ②. 电压 ③. 控制变量 ④. 在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ⑤. 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑥. 获得普遍规律,防止偶然性
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]在研究电流跟电压的关系时,根据控制变量法,研究电流跟电压的关系时,应控制电阻不变,研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变。
(2)[4][5]分析表1数据,当电阻
不变时,随着导体两端的电压增大,通过导体的电流也增大,而且电压除以电流都等于15Ω,即在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。分析表2数据,当电压
不变时,当电阻增大时,通过导体的电流减小,而且电阻乘以电流都等于2V,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[6]多次测量的目的是获得普遍规律,防止实验的偶然性。
29. 某同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)按图甲连接电路过程中,开关应处于___________状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至___________;
(2)闭合开关,发现往左移动滑片时,电流表示数变大,电压表示数变小,你认为电路中存在的错误是___________;
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为___________A。此时Rx的电功率是___________W;
(4)根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为___________Ω;(结果保留一位小数)
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯电阻值相差较大,原因可能是___________。
【答案】 ①. 断开 ②. 最右端 ③. 电压表并联在滑动变阻器的两端 ④. 0.48 ⑤. 1.2 ⑥. 5.0 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,在连接电路时开关处于断开状态;滑动变阻器的阻值应放在最大阻值的位置,即最右端。
(2)[3]闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变大,根据U=IR可知待测电阻的电压变大,由串联电路电压的规律可知变阻器的电压变小,已知电压表的示数变小,可能电压表并联在滑动变阻器的两端。
(3)[4][5]在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.48A,此时Rx的电功率
P3=U3I3=2.5V×0.48A=1.2W
(4)[6]第3次实验测得的电阻值
为减小误差,取平均值作为测量结果,根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为
(5)[7]因灯泡的电阻受温度的影响,故将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大。
30. 在“测定额定电压为3.8V的小灯泡的电功率”实验中,连接的电路如图甲所示。
(1)本实验测量电功率的原理是___________;
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,可以起到___________作用;
(3)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器滑片P,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是___________(选填“灯泡短路”、“灯泡断路”或“变阻器断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,电压示数为3.0V,则小灯泡消耗的实际功率___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向___________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为3.8V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W。
【答案】 ①. P=UI ②. 保护电路 ③. 灯泡断路 ④. 小于 ⑤. 右 ⑥. 1.216
【解析】
【详解】(1)[1]伏安法测量电功率需要测量电压和电流,根据P=UI得到电功率,本实验测量电功率的原理是P=UI。
(2)[2]滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,电流中电流最小,可以起到保护电路的作用。
(3)[3]电流表无示数,可能电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,可能与电压表并联的小灯泡断路。
(4)[4][5][6]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,电压示数为3.0V,此时小于灯泡的额定电压,小灯泡消耗的实际功率小于额定功率,为了测定小灯泡的额定功率,需要增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律可知,应减小变阻器的电压,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压3.8V;此时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W
四、计算题(计算题要有必要的文字说明、公式、步骤,共18分)
31. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
(3)闭合开关S1和S2时电路的总功率。
【答案】(1)9V;(2)10Ω;(3)10.8W
【解析】
【详解】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1工作,电流表A1的示数即为通过R1的电流,即I1=0.3A,电源电压
U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V
(2)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,即I1=0.3A,电流表A2测量干路电流,即I=1.2A,根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流
I2=I-I1=1.2A-0.3A=0.9A
根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压
U2=U=9V
电阻R2的阻值
(3)闭合开关S1和S2时电路的总功率
P=UI=9V×1.2A=10.8W
答:(1)电源电压是9V;
(2)电阻R2的阻值是10Ω;
(3)闭合开关S1和S2时电路的总功率是10.8W。
32. 如图所示电路中,小灯泡L标有“6V 3W”字样,R2=12Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为0.8A,这时小灯泡L正常发光
(1)灯光正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)当S1、S2都断开时,小灯泡L的实际功率(灯丝电阻不变)。
【答案】(1)0.5A;(2)6V;(3)0.75W
【解析】
【详解】解:(1)灯光正常发光时的电流
(2)当S1、S2都闭合时,R1与L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,且灯泡正常发光,所以电源电压
U=UL=6V
(3)灯泡的电阻为
当S1、S2都断开时,L与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
小灯泡L的实际功率
P′L=I2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W
答:(1)灯光正常发光时的电流是0.5A;
(2)电源电压是6V;
(3)当S1、S2都断开时,小灯泡L的实际功率是0.75W。
33. 如图所示,电源电压为6V,且保持不变。已知滑动变阻器R的最大电阻为10Ω,定值电阻R0阻值为8Ω,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,求:
(1)灯泡正常工作的电流是多少?
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)当S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的最小功率是多少?
【答案】(1)0.5A;(2)6Ω;(3)8.1W
【解析】
【详解】解:(1)由题知灯泡的额定电压和额定功率,由P=UI可得灯泡正常工作电流
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,灯泡正常工作时,此时灯泡两端的电压等于额定电压3V,由串联电路电流特点可知,电路中的电流为
由串联电路电压特点可得滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路中的阻值为
(2)闭合S、S1、S2时,此时R0与滑动变阻器并联,根据并联电路的电压特点可知
则R0的功率
当滑动变阻器连入阻值最大时,变阻器的功率最小
所以电路的最小功率
答:(1)灯泡正常工作的电流是0.5A;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为6Ω;
(3)当S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的最小功率是8.1W。表1 电阻R=15Ω
表2 电压U=2V
电压U(V)
1.5
3
4.5
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.1
0.2
0.3
电流I(A)
0.4
0.2
0.1
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值
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