2023-2024学年江苏省镇江市丹徒区五校九年级(下)月考物理试卷(3月份)(含解析)
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第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.下列单位不是电能的单位的是( )
A. 焦耳B. 千瓦时C. 千瓦D. 度
2.如图所示是一种电能表,下列说法中正确的是( )
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 铝盘转得越快说明电流做功越快
C. 该电能表的读数为3021kW⋅h
D. 铝盘每转过1500转电路消耗电能2kW⋅h
3.如图所示,下列用电器正常工作时功率约为900W的是( )
A. 节能灯
B. 电视机
C. 电饭锅
D. 电热水器
4.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看做导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧。长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比较,下列判断正确的是( )
A. 较窄处电阻较小
B. 较窄处电流较大
C. 较窄处电压较大
D. 较窄处电功率较小
5.将规格都是“220V,180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( )
A. 电冰箱消耗的电能最多B. 电热毯的电流做功最多
C. 三者消耗的电能一样多D. 三者产生的热量一样多
6.下列行为符合安全用电原则的是( )
A. 雷雨天气站在大树下避雨B. 空气开关跳闸后,立即合上
C. 使用测电笔时,手与金属体笔尾接触D. 发现有人触电,立即用手将触电者拉开
7.小明家连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连接处容易发热,其主要原因是连接处( )
A. 电阻变小B. 电流比别处电流小C. 电阻变大D. 电流比别处电流大
8.如图所示的家庭电路中,正常发光的灯L突然熄灭,电工用测电笔分别测a、b、c、d四点,发现a、b两点氖管都发光,c、d两点氖管都不发光,若电路只有一处故障,则可能是( )
A. 火线上熔丝断了B. 开关S处断路C. 灯泡灯丝断了D. 导线c、d间断路
9.如图所示,下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是( )
A. 只提高电源电压
B. 只将滑片P向左移动
C. 只增加螺线管线圈的匝数
D. 只将铁芯换成同规格的铜芯
10.20世纪60年代,美国细菌学家发现趋磁细菌,将磁铁置于细菌附近,细菌向磁铁的N极运动,如图所示。由此可见,在海洋中,地磁场将驱使这种细菌运动的方向为( )
A. 由南向北B. 由北向南C. 由西向东D. 由东向西
11.某电蒸笼有高、中、低三个挡位,下列能实现类似功能的电路是(R1>R2)( )
A. B.
C. D.
12.标有“6V 3.6W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示,若把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端,则每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为( )
A. 10Ω 0.9WB. 6Ω 0.9WC. 6Ω 1.5WD. 10Ω 1.8W
第II卷(非选择题)
二、填空题:本大题共10小题,共29分。
13.如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的______效应实现高温封口,3s内产生的热量为______J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以______(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
14.如图所示,有居民将电线插座从窗口悬挂至室外,给电瓶车充电。这种“飞线”充电方式存在安全隐患:①夜晚气温下降,空气中的水蒸气______(物态变化名)成小水珠附着在插座内部,含有杂质的液态水会导致电路______;②悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触______线绝缘皮破损处,导致触电事故。
15.如图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针______极指南。当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在______;断开电路,小磁针______(选填“会”或“不会”)回到原来位置。
16.两个定值电阻R1、R2串联接在电压恒定不变的电源上时,它们两端的电压之比U1:U2=1:3,则R1、R2的电功率之比P1:P2= ______;若将它们并联接在同一电源上,则它们两端的电压之比U1:U2= ______;电功率之比P1′:P2′= ______。
17.甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”,使用过程中每个小灯的电阻均不变,若两灯都正常发光,则______(选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些,灯泡的电阻为______Ω;若把两灯串联在10V的电压下,则______(选填“甲”或“乙”)会被烧坏。
18.LED灯具有节能环保等特点,额定电压为220V、额定功率为11W的LED灯泡,额定电流是______A,与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约80%的电能,那么,这个LED灯与______W的白炽灯亮度相当。
19.某同学家的电能表如图所示,他家允许同时工作的用电器的总功率不能超过______W。该同学观察到:当他家里只有一台空调机连续工作10min,电能表转盘转过500转,则这台空调的电功率是______kW,则他家还能接入额定功率为______W的用电器。
20.如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像,由图像可知电阻R的阻值为______Ω;若将它们串联在电路中,电路中的电流为0.15A,则电源电压为______V;若将它们并联在电压为2V的电源两端电路中,电路消耗的总功率为______W。
21.2023年2月,土耳其发生强烈地震,中国救援队携带照明无人机前往救援。白天,为电池充电,此时电池相当于电路中的______。夜晚,无人机先接通照明系统、再接通动力系统升空,照明系统和动力系统______联。无人机悬停并提供照明时,电池可释放电能0.5kW⋅h,动力和照明系统的电功率分别为150W和100W,此状态下无人机至多持续工作______h,需要更换电池。
22.如图1,R0是光敏电阻,R是阻值为10kΩ的定值电阻,电源电压U=9V。光敏电阻R0的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图2,当照度增大时,R0的阻值将______,小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在______两端,能够测量的最大照度为______Lux。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
23.按要求完成下列作图。
在图中将三孔插座与电灯的电路分别补画完整,使之符合安全用电要求。
24.如图所示,请根据通电螺线管的磁感线方向,在括号内标出通电螺线管左端的极性(用N、S表示)和电源左端的极性(用+、−表示)
25.如图所示,位于地球北半球附近磁场中的小磁针处于静止状态,请在虚线方框内标出相应位置的地磁磁极和小磁针静止时的磁极。
四、实验探究题:本大题共3小题,共23分。
26.在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙两个电路:
(1)本实验通过比较______来反映相同时间电流做功的多少。
(2)图中所选用的灯泡L1和L2的规格应______。
(3)应该选择图______所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系,这样连接是为了控制______相等。
(4)小明发现,按图甲电路实验时L1比L2亮,同时观察到A1示数比A2大,由此可得出的结论是______。接着他将这两个灯泡按图乙连接好,观察到______(L1/L2)更亮。
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,小明是否必须通过实验验证?你的看法是______(选填“不必”或“必须”),你的依据是______。
27.小明和小亮分别用图一和图二的装置“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。
(1)图一装置中两个透明容器中密封着等量的空气。图甲中通电相同时间,左容器中电阻产生的热量应该是右容器中电阻产生的热量的______倍;
(2)生活中我们经常看到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用图一中______(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释;
(3)图二装置中a、b两个完全相同的玻璃瓶内加入______和初温都相同的煤油,阻值分别为Ra和Rb的电阻丝(Ra>Rb),瓶中插入温度计;
(4)闭合开关,通电一段时间后,小亮发现a烧瓶中温度计的示数大,表明电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越______;
(5)小亮把图二装置改成探究物质吸热能力的实验装置,需要进行一些改进:
①在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,电阻丝的阻值Ra ______Rb(填“=”、“<”或“>”);
②一段时间后,小明观察到b瓶内液体温度高一些,可判断b瓶内液体的吸热能力______(填“强”或“弱”)。
(6)科学家们称超导现象是当代科学的“明珠”,我国已研制出常温下的超导体,在电炉丝、输电导线、保险丝中,适合用超导材料制作的是______。
28.利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中所示的器材连接成完整电路。
(2)连接电路时开关应处于______(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向______端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮。
(3)某次实验时,电流表的示数如图2所示,则通过灯L的电流为______A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为______W。
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关______,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额= ______(用U额、U和R表示)。
五、计算题:本大题共3小题,共18分。
29.图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔绘画材料熔化。加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝。只闭合开关S1时低温挡工作,开关S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4:3,R1=4Ω,求:
(1)低温挡工作时,通过R1的电流是多少?
(2)低温挡的功率是多大?
(3)在高温挡状态下,1min内电流做功多少焦耳?
30.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最大电功率。
31.电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住某小区某栋6楼,放学后乘电梯回家。小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F减小时,压敏电阻R2的阻值______(选填“增大”、“减小”或“不变”),此时电磁铁的磁性______(选填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为15mA,则此时电梯载重为多少?
(3)若电磁铁线圈电流达到20mA时,刚好接触静触点B,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?(g取10N/kg)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:在国际单位制中,电能(电功)的单位是焦耳(J),生活中还有度、千瓦时(kW⋅h),1kW⋅h=3.6×106J,故ABD正确,不符合题意;
千瓦(kW)是功率的单位,故C错误,不符合题意。
故选:C。
在国际单位制中,功率的单位是瓦特(W),生活中还有kW;电能(电功)的国际单位是焦耳(J),生活中还有度、千瓦时(kW⋅h)。
初中物理中,物理量多、符号更多,记住各物理量的符号及单位符号是学好物理的基础。
2.【答案】B
【解析】解:
A、电能表是测量用电器消耗的电能的,不是测量电功率,故A错误;
B、电能表的铝盘转得越快,表示消耗的电能越快,即电流做功越快,故B正确;
C、电能表的读数是302.1kW⋅h,故C错误;
D、3000r/kW⋅h表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转3000转,铝盘每转过1500转电路消耗的电能W=15003000kW⋅h=0.5kW⋅h,故D错误。
故选:B。
(1)电能表是测量消耗电能的仪表;
(2)电能表的转盘(铝盘)转得越快,表示消耗的电能(电流做功)越快;
(3)电能表读数时注意最后一位是小数位,单位是kW⋅h;
(4)3000r/kW⋅h表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转3000转,据此求铝盘每转过1500转电路消耗的电能。
本题考查电能表的作用、读数方法,以及对电能表相关参数的理解,属于基础题目。
3.【答案】C
【解析】解:A.节能灯的额定功率通常在20W左右,故A错误;
B、电视机的额定功率约为120W左右,故B错误;
C.电饭锅的额定功率约为900W左右,故C正确;
D.电热水器的额定功率约为2000W左右,故D错误。
故选:C。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对电功率的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
4.【答案】C
【解析】解:
A、材料和长度相同时,导体越细,电阻越大,所以锡箔纸较窄处电阻较大,故A错误;
B、锡箔纸串联在电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过整个锡箔纸的电流相等,故B错误;
C、电流相等,由U=IR可知,锡箔纸较窄处电阻大,电压较大,故C正确;
D、电流相等,由P=UI可知,锡箔纸较窄处电压大,电功率较大,故D错误。
故选:C。
锡箔纸串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据影响电阻大小的因素可知较窄处和较宽处的电阻关系,根据欧姆定律可知它们两端的电压关系,根据P=UI可知它们的功率关系。
本题考查了电阻影响因素、串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
5.【答案】C
【解析】解:家庭电路中,各个用电器两端的电压相同,U=220V,三种用电器的实际功率:P实=P额=180W;
根据W=Pt,用电器工作时间t相等,三种用电器消耗的电能相同,电流做功相同;电冰箱与电脑工作时,主要把电能转化为机械能或其他形式的能,产生的热量很小,电热毯工作时电热丝产生热量,把电能全部转化为热量;产生热量最多的是电热毯;故C正确。
故选:C。
由题意知,三种用电器的额定电压都是220V,额定功率都是180W;家庭电路电压是220V,把这三个用电器接入家庭电路,三个用电器都正常工作,实际功率相同都等于额定功率,通电时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同;通过分析三种用电器工作时的能量转化情况,找出产生热量最多的用电器。
知道电流做功的实质:电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程,能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
6.【答案】C
【解析】解:A、打雷放电时大树能够起到导体的作用,易发生雷电触电,下雷雨时不要在大树下躲雨,故A错误;
B、空气开关跳闸后,应检查故障,检查完后再合上开关,故B错误;
C、使用测电笔时,手必须接触笔尾的金属体,故C正确;
D、发现有人触电应该先切断电源,不能直接用手拉开,否则也会触电,故D错误。
故选:C。
(1)雷雨天气,打雷时会放电,容易造成安全事故;
(2)空气开关跳闸后,应检查故障,检查完后再合上开关;
(3)使用试电笔辨别火线和零线时,手必须接触笔尾的金属体,手不能接触笔尖金属体;
(4)发现有人触电后,直接用手把触电者拉离电源,因人体是导体,可能使救助者间接触电.
本题考查安全用电的常识,为防止因不规范用电带来的伤害,以上内容应牢记。
7.【答案】C
【解析】解:
在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,由Q=I2Rt可知,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
故选:C。
由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多。
本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键。
8.【答案】C
【解析】解:用试电笔测试火线上的a点时氖管发光,说明火线正常;测试火线上的b点时氖管发光,说明开关S正常;测试零线上的d点时氖管不发光,说明零线正常;用试电笔测试c点时,氖管不发光,说明c没有与火线相连,可能是灯泡灯丝断了,故C正确。
故选:C。
家庭电路中火线和零线之间的电压是220V,火线和地线之间的电压是220V,地线和零线之间是0V;试电笔接触火线氖管发光,试电笔接触零线氖管不发光。
识记火线、地线、零线之间的电压。家庭电路故障一般从试电笔的氖管是否发光进行判断。
9.【答案】D
【解析】解:A.只提高电源电压,由I=UR可知,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故A不符合题意;
B.将滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中电阻变小,由I=UR可知,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故B不符合题意;
C.增加螺线管线圈的匝数,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故C不符合题意;
D.只将铁芯换成同规格的铜芯,铜芯不能被磁化,电磁铁磁性减弱,不能吸引更多大头针,故D符合题意。
故选:D。
影响电磁铁磁性强弱的因素主要有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无,在研究过程中和分析实验结论时,都要注意控制变量法的运用,这样才能得出具有普遍意义的规律。
本题考查了电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点,是一道基础题。
10.【答案】B
【解析】解:地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合,所以地磁场将驱使这种细菌运动的方向是由北向南。
故选:B。
地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。
本题考查了地磁场的理解,属于基础题,
11.【答案】D
【解析】解:A、由图可知电阻R1和R2串联,只有两开关同时闭合时,电蒸笼才能工作,只有一个挡位,故A不符合题意;
B、当开关S1闭合时,电阻R1和R2串联,当开关S1和S2均闭合时,只有R2接入电路,由并联电路电阻规律可知R串>R2,根据P=U2R可知,电路只有两个挡位,故B不符合题意;
C、当开关S1闭合时,只有R2接入电路,当开关S1和S2均闭合时,电阻R1和R2并联,由并联电路电阻规律可知R2>R并,根据P=U2R可知,电路只有两个挡位,故C不符合题意;
D、当只闭合开关S1时,只有R2接入电路,当只闭合开关S2时,只有R1接入电路,当开关S1和S2均闭合时,电阻R1和R2并联,由并联电路电阻规律可知R1>R2>R并,根据P=U2R可知,电路有三个挡位,故D符合题意。
故选:D。
根据电路图进行分析。
本题主要考查串并电路的特点及P=U2R的应用,难度不大。
12.【答案】C
【解析】解:把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端,每只灯泡两端的电压都为3V,从图象上可以看出,此时电路电流为0.5A,
所以每只灯泡的实际电阻R=UI=3V0.5A=6Ω,
每只灯泡的实际功率P=UI=3V×0.5A=1.5W。
故选:C。
两只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,两只灯泡两端的电压相等,再从图象上找到对应的电压和电流,根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率。
本题考查电阻和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据图象得出相应的数据,重点记住串联电路电流、电压和电阻的规律,本题最容易出错的是根据灯泡的额定电压和额定功率求灯泡的电阻,因为灯泡的电阻是变化的,不是固定不变的。
13.【答案】热 75 增大
【解析】解:电流通过电热丝,电热丝把电能转化为内能,内能增加,温度升高,从而实现高温封口;
电热丝3s内产生的热量:Q=I2Rt=U2Rt=(5V)21Ω×3s=75J;
由公式Q=I2Rt=U2Rt可知,电压不变,要减小电热丝产生的热量,应增大电热丝R的阻值。
故答案为:热;75;增大。
当电流通过电阻时,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应;纯电阻电路产生的热量Q=I2Rt=U2Rt;若电压不变,则R越大产生的热量越少。
本题考查了电流的热效应及焦耳定律的计算公式的应用,属于基础考查,难度不大。
14.【答案】液化 短路 火线
【解析】解:①小水珠是液态的,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象;
含杂质的液态水导电,会使电路短路;
②家庭电路中,人体只要接触火线破损处就会发生触电事故,但若只接触零线不会发生触电事故,故悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触火线线绝缘皮破损处,导致触电事故。
故答案为:液化;短路;火线。
在一定条件下,物体的三种状态--固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化;物质由气态变为液态叫液化;
家庭电路中人体只要接触火线破损处就会发生触电事故,但若只接触零线不会。
本题通过生活实例考查了物态变化和安全用电,是道好题。
15.【答案】S 磁场 会
【解析】解:地理的南方是地磁的北极,根据异名磁极互相吸引的规律,静止时,小磁针的S极指南;
在实验中,当直导线接触电池通电时,可以看到小磁针发生偏转,即小磁针受到磁场力的作用,说明通电导线周围存在磁场;
断开电路,电路中无电流,小磁针在地磁场作用下回到原来的位置,且磁针静止时,其S极将指向地理南极附近。
故答案为:S;磁场;会。
(1)地磁场的方向是从地理的南极(地磁的北极)出发回到地理的北极(地磁的南极),磁极间的作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引;
(2)1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场,即电流的磁效应;
(3)断开电路,电路中无电流,小磁针仍指示南北。
本题考查地磁场的方向及磁极间作用规律、奥斯特实验的过程与结论的了解。
16.【答案】1:3 1:1 3:1
【解析】解:(1)两个定值电阻R1、R2串联接在电压恒定不变的电源上时,
因串联电路中各处的电流相等,且定值电阻两端的电压之比U1:U2=1:3,
所以,由I=UR可得,两定值电阻的阻值之比:R1R2=U1IU2I=U1U2=13,
由P=UI可得,两定值电阻的电功率之比:P1P2=U1I2U2I2=U1U2=13;
(2)若将它们并联接在同一电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,它们两端的电压之比:U1′U2′=11;
所以,通过两定值电阻的电流之比:I1I2=U1′R1U2′R2=R2R1=31,
由P=UI可得,两定值电阻的电功率之比:P1′P2′=U1′I1U2′I2=I1I2=31。
故答案为:1:3;1:1;3:1。
(1)两个定值电阻R1、R2串联接在电压恒定不变的电源上时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两定值电阻的阻值之比,根据P=UI求出两定值电阻的电功率之比;
(2)若将它们并联接在同一电源上时,根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压之比。根据欧姆定律求出通过两定值电阻的电流之比,再根据P=UI求出两定值电阻的电功率之比。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
17.【答案】乙 6 甲
【解析】解:若两灯都正常发光,由于“6V 6W”的灯泡功率较大,所以乙灯泡较亮。
灯泡甲的电阻为R=U2P=(4V)22W=8Ω,
灯泡乙的电阻为R′=U′2P′=(6V)26W=6Ω,
若把两灯串联在10V的电压下,电路中的电流I=UR+R′=10V8Ω+6Ω≈0.7A
甲灯泡两端的电压U甲=IR=0.7A×8Ω=5.6V
乙灯泡两端的电压U乙=U−U甲=10V−5.6V=4.4V
甲灯两端的电压超过了额定电压,甲灯被烧坏。
故答案为:乙;6;甲。
(1)甲、乙两灯的额定功率分别为2W、6W,两灯都正常发光,甲灯的实际功率小;实际功率越小,亮度越小;
(2)根据P=U2R可分别得出甲、乙两灯泡的电阻;根据串联分压,得出两个灯泡的电压。
本题主要考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活应用,要注意灯泡两端的电压和额定电压相等时正常发光。
18.【答案】0.05 55
【解析】解:LED灯泡的额定电流是:
I额=P额U额=11W220W=0.05A;
假设两种灯泡正常发光的时间为t,则LED消耗的电能为:
W1=Pt=11W⋅t;
白炽灯消耗的电能为:
W2=P白炽灯t;
由题意知,在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约80%的电能,则:
W2−W1W2=P白炽灯t−11W⋅tP白炽灯t=80%;
解得:P白炽灯=55W。
故答案为:0.05;55。
(1)根据公式I=PU计算LED灯泡的额定电流;
(2)设两种灯泡正常发光的时间为t,利用公式W=Pt分别计算消耗的电能,消耗的电能之差与白炽灯消耗的电能之比就是节约的百分比,据此列式计算出答案。
本题主要考查了电功率公式和电功公式的灵活应用,关键是明白“LED灯可以节约80%电能”的含义。
19.【答案】8800 1 7800
【解析】解:(1)由电能表的表盘数据可知,电能表允许通过的最大电流为40A,
则他家同时工作的用电器的最大总功率:P总最大=UI=220V×40A=8800W;
(2)3000r/kW⋅h表示电路每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘就转过3000r,
电能表的转盘转过500r,则空调消耗的电能:
W=5003000kW⋅h=530kW⋅h;
则这空调的实际功率:
P=Wt=530kW⋅h1060h=1kW=1000W,
用电器还能接入用电器的功率为:
P′=P总最大−P=8800W−1000W=7800W。
故答案为:8800;1;7800。
(1)“220V”表示电能表的工作电压,“10A”表示电能表的标定电流,“40A”表示电能表允许通过的最大电流,利用公式P=UI计算用电器同时使用时的最大总功率。
(2)3000r/kW⋅h表示电路每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出转盘转动500r时空调消耗的电能;然后利用P=Wt求出空调的功率,用总功率减去空调的功率算出他家还能接入用电器的功率。
本题考查了电能和电功率的计算;关键是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
20.【答案】20 4 0.7
【解析】解:(1)由图象知,当电阻R两端的电压为2V时,通过的电流为0.1A,
根据I=UR得电阻R的电阻为:
R=UI=2V0.1A=20Ω;
(2)小灯泡L和电阻R串联在电路中,电路中电流为0.15A时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过它们的电流IL=IR=0.15A,
由图象可知,小灯泡两端的电压为UL=1V,定值电阻R两端的电压:UR=3V,
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+UR=1V+3V=4V;
(3)小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压UL′=UR′=2V,
由图象可知,通过它们的电流分别为IL′=0.25A,IR′=0.1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路中的总电流:
I′=IL′+IR′=0.25A+0.1A=0.35A,
总功率为P=UI′=2V×0.35A=0.7W。
故答案为:20;4;0.7。
(1)读出R的电流以及对应的电压,根据欧姆定律算出电阻;
(2)小灯泡L和电阻R串联后接在某电路时,通过它们的电流相等,根据图象读出小灯泡两端的电压、定值电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(3)小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压相等,根据图象分别读出通过的电流,根据欧姆定律求出R的阻值,根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流,利用P=UI求得总功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中读出电流和电压的对应值是关键。
21.【答案】用电器 并 2
【解析】解:为电池充电时是电能转化为化学能,在充电过程中,电池相当于电路中的用电器;
无人机先接通照明系统、再接通动力系统升空,说明二者工作互不影响,所以二者是并联的;
P总=P动+P照=150W+100W=250W=0.25kW;
由公式P=Wt得:t=WP=0.5kW⋅h0.25kW=2h
故答案为:用电器;并;2。
为电池充电时是电能转化为化学能;
基本的电路连接形式有两种:一种是串联,串联电路中各用电器相互关联,同时工作或同时停止工作;另一种是并联,并联电路中各用电器互不影响,各自独立工作。
本题考察了电路的构成、连接特点、和电功率的计算,是道好题。
22.【答案】变小 定值电阻R 1.2
【解析】解:(1)由图2可知,光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小;
(2)由图1可知,两电阻串联,又知道光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小,根据串联分压原理,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,应将电压表并联在定值电阻R的两端;
(3)当电压表达到3V时,电路中的电流为:I=URR=3V10000Ω=0.0003A,
RG两端的电压为:URG=U−UR=9V−3V=6V,
RG的阻值:RG=URGI=6V0.0003A=20000Ω=20kΩ,
对照图2可得,此时的最大照度为1.2Lux。
故答案为:变小;定值电阻R;1.2。
(1)根据图2可判断当照度增大时,RG的阻值变化情况;
(2)根据串联分压,结合“为使光的照度增大时电压表的示数也增大”的目的,可判断电压表的测量对象;
(3)电压表量程为3V,根据欧姆定律可求出电路中的电流;再根据串联分压,得出RG两端的电压,同样利用欧姆定律可计算RG的阻值,从图2中找出对应的照度即可。
本题考查了的特点与使用,重点是灵活运用欧姆定律,并能从图象中得出光敏电阻阻值随光的照度的变化规律,并结合电路进行相应的计算,有一定难度。
23.【答案】解:首先辨别上面三根线分别为火线、零线和地线;
开关接在火线与用电器之间,所以最上面的线为火线;三孔插座的中间孔接地线,所以中间的线为零线;。
三孔插座的接法:左孔接零线、右孔接火线;如图所示:
【解析】(1)灯泡的接法:开关接在火线与用电器之间;
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
24.【答案】解:根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极,可以判断电磁铁的左端是N极,右端是S极,根据安培定则可以判断电流从电磁铁的左端进入,从右端流出,可以判断电源的左端是正极;如图所示:
【解析】磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极,可以判断电磁铁的磁极,利用安培定则,根据电磁铁的磁极判断电磁铁电流方向和小磁针的磁极,根据电流方向判断电源的正负极。
知道电磁铁的磁极、电磁铁的磁感线、小磁针的磁极和电流方向的任意一者,都能把其它几者判断出来。
25.【答案】解:地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,据此标注地磁N极;
异名磁极相互吸引,小磁针静止时,上端靠近地磁的S极,所以小磁针静止时上端为N极,如下图:
【解析】地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合.即:地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近;
磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
本题考查了地磁场和磁极间的作用规律,属于基础题。
26.【答案】灯泡的亮度 不同 乙 电流 电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多 L2 不必 对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多
【解析】解:(1)闭合开关小灯泡发光,这一过程电流做了多少功,就有多少电能转化为内能和光能,实验中通过观察灯泡的亮度来判断相同时间电流做功的多少,利用了转换法;
(2)实验中需要控制电流或电压不同,因此图中所选用的灯泡L1和L2的规格应不同;
(3)研究电流做功多少与电压大小的关系,应控制电流大小和通电时间相同,使两灯两端的电压不同,根据串并联电路的特点可知应使两个小灯泡串联,所以应选乙电路;
(4)甲图中两灯并联,由并联电路的电压特点可知U1=U2,
A1示数比A2大,即I1>I2,
根据W=UIt可知W1>W2;
由此可得结论:电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多;
电压相等,由R=UI可知R1
(5)对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多,即电流做的功越多,故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,不必通过实验验证。
故答案为:(1)灯泡的亮度;(2)不同;(3)乙;电流;(4)电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多;L2;(5)不必;对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多。
(1)电功的实质是电流做功是将电能转换为其他形式的能,电流通过用电器时要对外做功,消耗了多少电能就产生了多少新的能量,实验中相同时间电流做功的多少无法直接观察,通过观察灯泡亮度来判断,为转换法;
(2)由电路图可知,甲图两灯并联、乙图两灯串联,要探究电流做功与电压的关系,应控制电流相等而电压不同、要探究电流做功与电流的关系,应控制电压相同而电流相同,要实现控制要求,应使用不同规格的灯泡;
(3)研究电流做功多少与电压大小的关系,应控制电流大小和通电时间相同,通过比较电压的大小,得出电流做功与电压大小的关系;
(4)甲图中电压相同而电流不同,根据W=UIt分析相同时间电流做功大的灯泡并得出结论;灯泡亮度由其实际功率决定,先比较两灯电阻,再由P=I2R比较两灯亮度。
(5)对同一个灯泡,通电时间越长,灯消耗的电能越多,即电流做的功越多。
本题探究“电流做功的多少与哪些因素有关”,考查控制变量法的运用、串联并联电路的规律和实验方案的设计。
27.【答案】0.5 甲 质量 多 = 弱 输电导线
【解析】解:(1)图一装置乙中两个透明容器中密封着等量的空气。右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,根据并联电路电压的特点和欧姆定律可知,通过左容器中电的电流是右容器中电阻的2倍,根据Q=I2Rt可知,在电流和电阻不变时,产生的热量与电流的平方成正比,左容器中电阻产生的热量应该是右容器中电阻产生的热量的4倍;
(2)乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流;
电炉丝与导线串联,通过的电流和通电时间相同,而电炉丝的电阻大,生活中我们经常看到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用图一中甲的实验结论来解释;
(3)根据转换法,图二装置中a、b两个完全相同的玻璃瓶内加入质量和初温都相同的煤油,阻值分别为Ra和Rb的电阻丝(Ra>Rb),瓶中插入温度计;
(4)Ra>Rb,闭合开关,通电一段时间后,小亮发现a烧瓶中温度计的示数大,根据转换法可知Ra产生的热量多,可知表明电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多;
(5)①为控制相同时间吸热相同,因通过两电阻的电流和通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,电阻丝的阻值Ra=Rb;
②一段时间后,小明观察到b瓶内液体温度高一些,根据比较吸热能力的方法,可判断b的吸热能力弱。
(6)电炉丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能;保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的,电阻为零无法将电能转化为内能,无法熔断;根据焦耳定律Q=I2Rt,可知,远距离输电,当电阻为零时,可使导线损耗为零,便可提高传输效率。
故答案为:(1)0.5;(2)甲;(3)质量;(4)多;(5)①=;②弱;(6)输电导线。
(1)分析图一装置电路的连接,根据并联电路的规律和欧姆定律及Q=I2Rt分析;
(2)电炉丝与导线串联,通过的电流和通电时间相同,而电炉丝的电阻大,据此回答;
(3)(4)电阻丝产生的热量不易直接观察,由转换法,可使等质量初温相同的液体吸收热量,由温度变化确定产生的热量多少;
(5)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强,结合Q=I2Rt分析;
(6)超导体的电阻为零,不会发热,所以电能无法转化为内能;超导体的电阻为零,也就避免了内能的损耗,适合做输电线路。
本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”和“比较不同物质吸热能力”,考查控制变量法、转换法、串联电路的规律及焦耳定律的运用。
28.【答案】断开 A 0.2 0.625 变大 S、S2 U0−UU−U额⋅R
【解析】解:(1)连接电路时,电压表与灯泡并联,且电流从电压表的正接线柱流入,根据额定电压2.5V,确定选择小量程,完整电路如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器开始处于最大阻值处,即在图中的B端,正确连接后,要使灯变亮,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,应将滑片向A端移动;
(3)由图2知,电流表选择的量程为0−0.6A,分度值为0.02A,指针位于0.2A位置,故电流表示数为0.2A;
由图3知,当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,
故小灯泡的额定电功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)电路为灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,灯泡两端电压小于电源电压;在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,小灯泡处发生断路,电压表测量电源电压,故电压表示数变大;
(5)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为U,则定值电阻两端电压为U−U额,电路电流为I额=U−U额R;
故可知小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额(U−U额)R(用U额、U和R表示);
若已知电源电压为U0,则滑动变阻器两端的电压为U0−U,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx=U0−UI额=U0−UU−U额⋅R(用U0、U额、U和R表示)。
故答案为:(1)见解答图;(2)断开;A;(3)0.2;0.625;(4)变大;(5)S、S2;U0−UU−U额⋅R。
(1)连接电路时,电压表与灯泡并联,且电流从电压表的正接线柱流入,由于小灯泡的额定电压为2.5V,电压表应选择0−3V量程,据此连接电路。
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;为使灯泡变亮,应移动滑片,减小滑动变阻器连入电路的电阻。
(3)电流表读数时,先判断其量程和分度值,再根据指针位置读取电流数值;由图3得到灯泡正常发光时的电流值,利用P=UI计算小灯泡的额定电功率。
(4)电路为灯泡和滑动变阻器组成的串联电路,正常工作时,电压表测量灯泡两端的电压,其数值小于电源电压,当小灯泡发生断路时,电压表测量电源电压。
(5)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,利用串联电压的规律得到定值电阻两端电压,利用欧姆定律得到电路电流;利用P=UI得到小灯泡的额定功率;若已知电源电压为U0,利用串联电压规律得到滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律得到此时滑动变阻器接入电路的阻值。
本题考查测量小灯泡电功率的实验,要熟悉实验操作的各个环节,当缺少一个电表时,会用特殊方式测量灯泡的电功率。
29.【答案】解:(1)电源电压恒为6V,R1=4Ω,根据公式I=UR,则通过R1的电流为:I1=UR1=6V4Ω=1.5A;
(2)只闭合S1时低温挡工作,此时电路为只有R的简单电路,根据公式P=U2R,则低温挡的功率为:P低=U2R1=(6V)24Ω=9W;
(3)高温挡和低温挡的功率比为4:3,则高温挡功率为:P高=43P低=43×9W=12W,
1min内电流做功为:W=Pt=12W×60s=720J;
答:
(1)低温挡工作时,通过R1的电流是1.5A;
(2)低温挡的功率是9W;
(3)在高温挡状态下,1min内电流做功720J。
【解析】(1)根据公式I=UR求通过R1的电流;
(2)只闭合S1时低温挡工作,此时电路为只有R的简单电路,根据公式P=U2R可求低温挡的功率;
(3)高温挡和低温挡的功率比为4:3,据此求出高温挡功率,然后根据W=Pt求1min内电流做功。
本题考查电功率的计算、欧姆定律的应用、电功与电能的计算相关知识点,属于基础题目。
30.【答案】解:由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;
(1)由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,且Ib=0.2A,Pb=2W,
由P=UI=I2R可知,滑动变阻器的最大阻值为:Rb=PbIb2=2W(0.2A)2=50Ω;
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时,电路中的电流Ic=0.4A,Pc=3.2W,所以滑动变阻器接入电路的阻值Rc=PcIc2=3.2W(0.4A)2=20Ω;
当滑片P在b端时,电源电压:U=Ib(R0+Rb)=0.2A×(R+50Ω)……①
当滑片P在某点c处时,电源电压:U=Ic(R0+Rc)=0.4A×(R+20Ω)……②
由①②解得:R0=10Ω,U=12V;
(3)当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率:P最大=U 2R0=(12V)210Ω=14.4W。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;
(2)R0的阻值为10Ω,电源电压为12V;
(3)整个电路消耗的最大电功率为14.4W。
【解析】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;
(1)由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,从图象中读出对应的电流和电功率,根据P=UI=I2R求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时的电流和电功率,根据P=UI=I2R求出滑动变阻器接入电路中阻值,根据串联电路的电阻和欧姆定律表示出电源电压,解方程求出R0的阻值和电源电压;
(3)由P=UI可知,当电路中的电流最大时,电路消耗的电功率最大,根据电路图分析出电流最大时滑片的位置,根据P=U 2R求出最大电功率。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
31.【答案】增大 减弱
【解析】解:(1)当压敏电阻R2受到的压力F减小时,由图乙可知,其阻值增大,根据R总=R1+R2可知,总电阻变大,由欧姆定律可知总电流变小,电磁铁的磁性减弱;
(2)通过的电磁铁线圈的电流为15mA时,根据欧姆定律可知,总电阻为:R总=U总I总=6V0.015A=400Ω;
压敏电阻R2=R总−R1=400Ω−100Ω=300Ω;观察乙图可知,这时压敏电阻受到的压力为8000N,因电梯自重不计,则电梯的载重是8000N;
(3)电磁铁线圈电流达到20mA时,
总电阻为:R′总=U′总I′总=6V0.02A=300Ω;
压敏电阻R′2=R′总−R1=300Ω−100Ω=200Ω;
观察乙图可知,这时电梯的载重为9000N。
乘客的体重为:G=mg=1000kg×10N/kg=10000N;
因为9000N<10000N;所以电梯超载。
故答案为:(1)增大;减弱;
(2)某次电梯正常运行时,测得通过的电磁铁线圈的电流为15mA,此时电梯载重为8000N;
(3)若电磁铁线圈电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,电梯超载。
(1)压敏电阻R2和定值电阻R1串联,首先根据R总=R1+R2判断总电阻的变化,再判断总电流的变化,最后根据电磁铁的磁性和电流的关系判断即可;
(2)根据欧姆定律R总=U总I总计算出串联电路的总电阻,然后再根据R2=R总−R1计算出压敏电阻R2的阻值,最后根据乙图确定电梯的载重;
(3)利用(2)中方法求出电流达到20mA时电梯载重,最后与乘客的重力比较即可。
握电磁铁的工作原理,熟练掌握欧姆定律在串并联电路中的应用是解题的关键。
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