广东省汕头市潮阳区九年级上物理期末模拟2
广东省汕头市潮阳区九年级上物理期末模拟2 一.选择题(共11小题)
1.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是()
A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光 B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光 D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 2.水的比热容较大,下列做法中不是利用这一特性的是()
A.炎热的夏天在室内洒水降温 B.用水做内燃机的冷却液 C.冬天用循环热水的暖气供暖 D.沿海地区气温冬暖夏凉 3.如图所示,两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯,这说明()
A.分子间存在斥力 B.分子间存在引力 C.分子间存在间隙 D.分子在不停地做无规则运动 4.关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是()
A.做功可以改变物体的内能 B.0℃的冰块没内能 C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量 D.物体放出热量时,温度一定降低 5.下列说法中正确的是()
A.导体的电阻大小取决于通过它的电流大小,电流越小的导体电阻越大 B.铁导线的电阻比铜导线的电阻大 C.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强 D.长度相同的两根铜线,在相同的情况下,越细的电阻越大 6.如图所示的做法符合安全用电原则的是()
A. 试电笔的握法 B. 电灯和开关的连接 C.发生触电事故时要立即断开电源 D.多个大功率用电器同时使用一个插座 7.如图所示,已知电源电压为3V,当闭合开关后发现电压表的读数为3V,可能出现的故障是()
A.灯L2断路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.开关接触不良 8.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,小灯泡发光较暗,过了一会儿,小灯亮度明显变亮,则下列判断中正确的是()
A.电阻R短路,电压表示数变大 B.电阻R短路,电压表示数变小 C.电阻R断路,电流表示数变大 D.电阻R断路,电流表示数变小 9.如图所示的电路,电源电压恒为3V,电路中各元件连接正确且完好,导线连接牢固且电流表、电压表接入量程合理,R1和R2为定值电阻,闭合S1和S2,以下说法不正确的是()
A.电压表示数为3V,电流表有示数 B.只断开S1后,电压表示数变为3V,电流表示数变为0 C.只断开S2后,电压表示数变小,电流表示数变小 D.S1、S2都断开后,电压表示数小,电流表示数变小 10.如图所示,将标有“8V 8W”的灯泡L1和“8V 16W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()
A.灯泡L1、L2都能正常发光 B.灯泡L1、L2一样亮 C.灯泡L2比灯泡L1亮 D.灯泡L1比灯泡L2亮 11.如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是()
A.电阻乙为定值电阻 B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A 二.填空题(共10小题)
12.在水银、硅、铁、玻璃中,属于半导体材料的是。太阳能电池可将太阳能直接转化为。在输电导线、发电机线圈、电炉丝中,不可能应用超导材料的是。
13.进入刚装修完的房屋,我们常常会闻到一种刺鼻的气味,这气味主要来自装修材料中的甲醛,这种对人体有害的化学物质。这说明甲醛分子在做 运动,这种运动会随气温的升高而(选填:“加剧”或“减缓”).石油液化气是通过 方法装入钢瓶的,若放在烈日下暴晒会能过 使其内能增加,具有一定的危险性,因此液化气钢瓶禁止暴晒。
14.某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为 J,0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为 J,煤气灶烧水的效率为。(c水=4.2×103J/(kg•℃),q煤气=4.2×107J/kg)
15.如图是某取暖器的简化工作电路图。图中元件M是装有扇叶的电动机,元件R通电时会产生热。若闭合开关 时只能送风。若闭合开关 时可以送热风。为了安全起见,取暖器一般都要安装一个跌倒开关S,使取暖器倾倒时整个电路断开。则跌倒开关S应安装在图中的 处(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
16.家庭电路中只有空调器工作时,15min内,电能表的示数由变为,此段时间内,空调器消耗的电能是 kW•h,合 J;
按照毎度0.6元付费,应付电费 元。
17.如图所示的电路中,当电路闭合后,V1和V2的示数分别如图所示,则电压表V1的读数是 V,电压表V2的读数是 V,小灯泡L1上的电压U1= V。
18.如图所示,R0为定值电阻,闭合开关后,当滑片P在滑动变阻器的某两点之间滑动时,电流表的示数变化范围是0.5~1.5A,电压表的示数变化范围是3~6V.定值电阻R0与滑动变阻器的连接方式为 联;
R0的阻值为 Ω,电源电压为 V,当电流表的示数为0.5A时,滑动变阻器消耗的电功率是 W。
19.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,灯泡L的电阻为10Ω.当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.2A;
当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为0.8A.则电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω.电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为。(不考虑温度对电阻的影响)
20.如图甲,两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起,表明分子间存在 力;
如图乙,蜥蜴是冷血动物,需要通过晒太阳是自己的身体温度升高一定值才能活动,蜥蜴晒太阳是通过 改变物体的内能;
如图丙,为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,内能(选填“增大”、“减少”或“不变”),推动活塞运动,使舰载机获得巨大的动能。
21.如图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
(l)要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于题图甲中(选填“1”、‘2”或“3“)位置,此时电风扇与电热丝的连接方式是。
(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 J。
(3)电热丝在工作时的电阻值是 Ω.(保留一位小数)
(4)使用几年后,发现电热丝变细,则其电阻变,它的实际功率将变。
三.实验探究题(共4小题)
22.圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验是通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。
(3)乙图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流,电流产生的热量(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(4)该实验采取的探究方法是。
23.在探究影响导体电阻大小的因素时,小华作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关。
②导体的电阻与导体的横截面积有关。
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)为了验证上述猜想③,应该选用编号 和 两根电阻丝进行实验;
(2)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ;
(3)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想。
24.在测定额定电压为2.5V小灯泡功率的实验中,被测小灯泡的电阻约为10Ω,电源为2节新干电池串联。
(1)图甲是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
(2)小黄正确连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表有示数,但电压表无示数,发生这种现象的原因是。
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表示数为2V,此时应将滑片P向(选填“左”或“右”)移动适当位置,使电压表示数为 V,小灯泡正常发光。此时 电流表的指针位置如图乙所示,由此可得出小灯泡的额定功率是 W。
(4)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将(填“不亮”、“很亮”、“正常发光”或“烧毁”)。
25.在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)小宇同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(图2所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1甲中滑动变阻器的滑片P向(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为 V。
(2)小宇同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图所示的I﹣U关系图3象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:① ;
②。
四.计算题(共2小题)
26.小刚家安装了一台太阳能热水器,水箱容积是200L,小刚进行了一次观察活动:星期天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃.请你求解下列问题:
(1)水箱中水的质量;
(c水=4.2×103J/(kg•℃)、q煤气=4.2×107J/kg)
(2)水吸收的热量;
(3)如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,求至少需要燃烧多少煤气? 27.如图甲所示,当开关S接a时,移动滑动变阻器的滑片P,根据测出的电流、电压值,画出了定值电阻R0的U﹣I图象,如图乙所示;
当开关S接b时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L的U﹣I图象。
(1)求定值电阻R0的阻值。
(2)若将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压,当R0消耗的电功率为4.9W时,灯L恰好正常发光,求灯L的额定电动率;
(3)若将R0与灯L串联,并使L恰好正常发光,求串联电路的总电压。
五.综合能力题(共2小题)
28.如图甲所示,某同学在两只相同的烧杯里装入水和食用油,比较它们吸热的情况。
(1)为了便于比较,实验中要求在两烧杯中放入 的电加热器。
(2)实验结果表明:不同物质,在、时,吸收的热量不同、(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的图象,则a物质是,其比热容是 J/(kg•℃)。
29.电流通过导体时导体会发热,这种现象叫做电流的热效应。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。
(1)图1中,小军发表的观点应用到的物理知识是。
根据小梅同学的猜想,他们讨论形成了一个问题:电流一定时,导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系? 于是,小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同(有密封塞)的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材,并组装出图2所示的实验装置。
(2)在小丽和小梅的实验装置中,是通过 来反映电流在一定时间内产生热量的多少的。
(3)在物理学中,有些物理量的大小不易直接观察或测量,但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量,就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量。在下列问题的研究中,也用到这一物理学方法的是。
A、在研究平面镜成像时,通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B、在研究影响动能的因素时,通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小 C、在研究电压作用时,通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D、在研究电磁铁磁性时,通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱(4)小军看了小丽和小梅的实验装置后认为,用温度计代替两端开口的细玻璃管,实验效果会更好。于是,他们拆除了密封塞和玻璃管,将合适的温度计悬挂在适当的位置,然后开始实验。在上述改进中,他们遗漏的一个重要操作是:。
六.解答题(共11小题)
30.如图按照图甲的电路图,在图乙中连接实物电路,要求选择正确的量程,导线不得相交。
31.小明同学连接了一个电路,要求:R1、R2串联,电压表测量R1、R2的总电压,变阻器改变电路中的电流(滑片向A滑动,电路中电流增大),如图中有一处接线错误,请将错误处打“×”,并将正确接线连接正确。请在虚线框内画出正确实物图的电路图。
32.如图所示的电路盒,面板上有红、绿灯各一盏,三只拨动开关S1、S2、S3.为了在不打开盒子的情况下探究盒内的电路结构,小明做了多次实验并将结果填入下表:
只闭合的开关 S1 S2 S3 S1、S2 S2、S3 S1、S3 S1、S2、S3 灯的发光情况 红灯 不亮 不亮 不亮 亮 不亮 不亮 亮 绿灯 不亮 不亮 不亮 不亮 亮 不亮 亮 根据上述实验情况,在虚线框内画出盒内的电路图。
33.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是(写出一种);
排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A。
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片保持 表的示数不变。
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3)。
(5)实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成 比。
实验次数 定值电阻Ω)
电流表示数(A)
1 5 2 10 0.18 3 20 0.09(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是。
34.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:
(1)水吸收的热量为多少?(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少?(3)煤气灶烧水的效率为多少? 35.三水附中的梁老师发现用5B铅笔画的线可以导电,在如图所示的铅笔电路中,用铅笔把A、B连接时二极管可发光,当AB间的连线越粗,电路中的总电阻越,则二极管越,若把另一个发光二极管与原二极管反向连接到AB之间,则两个二极管。
36.小明在测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率时(1)连接实物电路如图所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线(2)如果用干电池做电源,他至少用干电池 节。
(3)闭合开关,移动滑片P到某一点,电压表的示数如图(乙)所示为 V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的(选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V。
(4)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图(丙)所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡额定功率是 W。
(5)由步骤(4)知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,他结合实验过程分析得知,其的原因是。
37.小敏用电压表和电流表测额定电压为2.5V的小灯泡电阻。
Ⅰ.在电路图的〇中填入小灯泡,电压表和电流表的元件符号。
Ⅱ.闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了。
Ⅲ.闭合开关,移动滑片,读出电压表和电流表示数,记入表中,重复实验三次,计算电阻,发现小灯泡的电阻是变化的,原因是。
实验次数 1 2 3 电压/V 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.26 0.30 0.34 电阻/Ω 7.69 8.33 8.82 Ⅳ.实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯光L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5KΩ);
D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);
E.滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);
F.开关S一个,导线若干。则:
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为 A,因此,电流表的量程应选0~ A。
(2)在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。
实验名称 用“伏安法”测量小灯泡的电阻 实验目的 练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 实验步骤 a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的 最小。
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到 V,然后,测量从额定电压开始逐次(选填“降低”或“升高”),获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻。
实验记录 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 2.5 0.26 9.6 2.0 0.24 8.3 1.5 0.2 7.5 1.0 0.15 6.7 ①将实验步骤中的空格填写完整。
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是。
38.某型号的电饭锅有两档,其原理如图所示,电阻R1=44Ω,当开关S闭合时,电饭锅处于高温档,当开关S断开时,电饭锅处于焖饭、保温档,焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍,求:
(1)高温档的功率;
(2)焖饭、保温时电路中的电流;
(3)电阻R2的阻值。
39.物理学习小组在“测量定值电阻阻值”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 端(选填“A”或“B”)。
(3)小组同学在连线时,不小心将线连错了,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数变大,电压表示数变小,产生这一现象的原因是。纠正错误后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3V时,电流表的示数如图,则该定值电阻阻值为 Ω.他们认为这个结果就是定值电阻的准确阻值,你认为合理吗?理由是。
(4)小组同学做完该实验后,又思考该电路还是用来研究 实验。(写出一条即可)
40.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器R0上标有“20Ω 1A”字样,定值电阻R1上标有“0.9W”字样,另一电阻R2=20Ω.若只闭合开关S、S1,调节滑片P,使R1正常工作,此时电压表的示数为3V;
若只闭合开关S、S2,调节滑片P至中点时,电压表示数为2V.求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)三个开关同时闭合,将滑片P调到最右端,10min内整个电路消耗的电能。
广东省汕头市潮阳区九年级上物理期末模拟2 参考答案与试题解析 一.选择题(共11小题)
1.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是()
A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光 B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光 D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 【分析】AB、当变阻器的滑片滑到A端时,变阻器与灯泡并联;
根据灯泡两端的电压等于电源电压进行分析;
C、当滑片P滑到B端,同时闭合两个开关,根据电路的连接方式分析灯泡的情况;
D、当滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,变阻器和灯泡串联,根据串联电路电压的规律进行分析。
【解答】解:A、当变阻器的滑片滑至A端,闭合开关S1和S2,变阻器和灯泡并联,此时灯泡两端的电压等于电源电压,灯泡正常发光;
由于开关S1为干路中的开关,因此开关S1断开,电路为断路,灯泡不发光;
B、当开关S1闭合,S2断开,为灯泡的基本电路,并且灯泡两端的电压等于电源电压,故灯泡正常发光。
C、当滑片P滑到B端,同时闭合两个开关,灯泡被短路,因此灯泡不会发光;
D、当滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,变阻器和灯泡串联,因为串联电路中总电压等于各部分电压之和,因此灯泡两端的电压小于电源电压,故灯泡不会正常发光。
故选:B。
【点评】知道电路的三种状态,会正确使用滑动变阻器,会根据滑动变阻器的不同位置正确识别电路,识别电路也是解答本题的关键。
2.水的比热容较大,下列做法中不是利用这一特性的是()
A.炎热的夏天在室内洒水降温 B.用水做内燃机的冷却液 C.冬天用循环热水的暖气供暖 D.沿海地区气温冬暖夏凉 【分析】水的比热容较大,在同样吸放热的情况下,其温度变化不明显,因此常用作冷却剂、取暖介质等。
【解答】解:A、炎热的夏天在室内洒水降温,这是利用了水的蒸发吸热,与比热容无关,故A符合题意;
B、用水做内燃机的冷却液是因为其比热容大,在同等情况下,可吸收更多的热量,故B不合题意;
C、供暖系统用热水循环是因为其比热容大,在同等情况下,可放出更多的热量,故C不合题意;
D、沿海地区气温冬暖夏凉,是因为沿海地区水多,水的比热容大,在同样情况下,吸放热时温度变化不明显,故冬暖夏凉,故D不合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握。
3.如图所示,两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯,这说明()
A.分子间存在斥力 B.分子间存在引力 C.分子间存在间隙 D.分子在不停地做无规则运动 【分析】分子动理论的初步知识:物质是由大量分子组成的;
分子都在不停地做无规则运动;
分子间存在相互作用的引力和斥力;
分子间存在间隙。
【解答】解:两表面磨平的铅块紧密接触后,由于铅块分子之间存在引力,使两个铅块连成了一个整体,所以可以让台灯悬挂在下边。
故选:B。
【点评】本题考查了分子动理论的内容,属于识记性内容,比较简单。
4.关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是()
A.做功可以改变物体的内能 B.0℃的冰块没内能 C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量 D.物体放出热量时,温度一定降低 【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)任何物体都有内能;
(3)物体放热,温度是不一定降低的,如晶体的凝固过程。
【解答】解:
A、改变物体内能的方式有做功和热传递,所以做功可以改变物体的内能,故A正确;
B、一切物体都具有内能,0℃的冰块也有内能,故B错误;
C、做功和热传递都可以改变物体的内能,物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故C错误;
D、物体放出热量时,温度可能降低,也可能不变,如晶体凝固时,放热但温度不变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查温度、内能、热量的关系,以及改变内能的两种方式。
5.下列说法中正确的是()
A.导体的电阻大小取决于通过它的电流大小,电流越小的导体电阻越大 B.铁导线的电阻比铜导线的电阻大 C.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强 D.长度相同的两根铜线,在相同的情况下,越细的电阻越大 【分析】导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;
电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。
【解答】解:
A、电阻是导体自身的一种特性,与通过它的电流大小和是否有电流通过无关,故A错误;
B、铜导线和铁导线,因在导体的长度和横截面积未知的条件下,无法判断其电阻大小,故B错误;
C、导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;
导体的电阻越大,表明导体的导电能力越弱,故C错误;
D、长度相同的两根铜线,在相同的情况下,越细的电阻越大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电阻的性质,判断电阻的大小首先要注意控制变量,即什么前提条件一定,多个因素都要考虑到。
6.如图所示的做法符合安全用电原则的是()
A. 试电笔的握法 B. 电灯和开关的连接 C.发生触电事故时要立即断开电源 D.多个大功率用电器同时使用一个插座 【分析】(1)使用测电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,碰到火线时,氖管才会发光。
(2)接灯时,火线首先接入开关,然后进入灯泡顶端的金属点;
零线直接进入灯泡的螺旋套。如果开关接在零线和灯泡之间,火线直接接在灯泡时,虽然断开开关,但是火线和灯泡相连,触及灯泡会发生触电事故。所以开关要接在灯泡和火线之间,断开开关,切断火线,触及灯泡时更安全。
(3)当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候,就会有电流流过人体,从而造成触电。发现有人触电,首先要使触电者尽快脱离电源,然后根据具体情况,进行相应的救治。
(4)干路上的电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
【解答】解:A、图中人手没有接触测电笔笔尾的金属体,这种使用方法是错误的;
B、接灯时,火线首先接入开关,然后进入灯泡顶端的金属点;
零线直接进入灯泡的螺旋套。开关要接在灯泡和火线之间,断开开关,切断火线,触及灯泡时更安全,该选项连接错误;
C、发现有人触电,首先要使触电者尽快脱离电源,然后根据具体情况,进行相应的救治,如果用手将触电者拉开,这样就会使救人者间接接触带电体而触电,十分危险,此选项做法正确;
D、当家庭电路中接入多个大功率的用电器时,会使得干路中的电流变大,超过电路的负荷而发生危险,该选项做法是错误的。
故选:C。
【点评】本题考查了测电笔的使用、灯泡的连接、遇到触电事故时的急救及家庭电路电流过大的原因,属于用电安全方面的考查,密切联系生活实际,要引起重视。
7.如图所示,已知电源电压为3V,当闭合开关后发现电压表的读数为3V,可能出现的故障是()
A.灯L2断路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.开关接触不良 【分析】由图知,两种灯泡串联,正常情况下电压表测量L2两端电压,应该小于电源电压。
【解答】解:
A、如果灯泡L2断路,电压表与L1组成串联电路接在电源两极上,所以显示电源电压。此选项正确;
B、如果灯泡L1断路,整个电路断路,电压表无示数。此选项错误;
C、如果灯泡L2短路,电压表也被短路无示数。此选项错误;
D、如果开关接触不良,整个电路断路,电压表无示数。此选项错误。
故选:A。
【点评】此题考查的是电路故障的判定,利用电压表检验电路故障时,闭合开关,如果电压表显示电源电压,则原因有二:并联的用电器断路、其它用电器短路。
8.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,小灯泡发光较暗,过了一会儿,小灯亮度明显变亮,则下列判断中正确的是()
A.电阻R短路,电压表示数变大 B.电阻R短路,电压表示数变小 C.电阻R断路,电流表示数变大 D.电阻R断路,电流表示数变小 【分析】由电路图可知,电阻R与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡亮度明显变亮说明电路通路,无断路;
然后分析选项得出答案。
【解答】解:由电路图可知,电阻R与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,小灯亮度明显变亮,电路是通路,不可能断路,故CD错误;
当电阻R短路时,灯泡两端分到的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确、B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路的分压特点和电路故障的判断,要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。
9.如图所示的电路,电源电压恒为3V,电路中各元件连接正确且完好,导线连接牢固且电流表、电压表接入量程合理,R1和R2为定值电阻,闭合S1和S2,以下说法不正确的是()
A.电压表示数为3V,电流表有示数 B.只断开S1后,电压表示数变为3V,电流表示数变为0 C.只断开S2后,电压表示数变小,电流表示数变小 D.S1、S2都断开后,电压表示数小,电流表示数变小 【分析】分析清楚电路结构,确定各电路元件的连接方式,然后确定各电表的示数。
【解答】解:
A.由电路图可知,闭合S1和S2时,电阻R1被短路,电路为R2的简单电路,电压表测电源电压,其示数为3V,电流表测电路中的电流,电流表有示数,故A正确;
B.由电路图可知,只断开S1后,电路断路,电路中电流为零,电流表示数为零,电压表接在电源两端,电压表示数等于电源电压3V,故B正确;
C.由电路图可知,只断开S2后,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中的电流;
由串联电路的分压特点可知电压表的示数变小,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;
D.由电路图可知,S1、S2都断开后,电路断路,电路中电流为零,即电流表示数变小为零,此时电压表与R1串联在电路中,电压表测电源电压,则电压表示数不变,仍然为3V,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了判断电压表和电流表示数,分析清楚电路结构是正确解题的关键。
10.如图所示,将标有“8V 8W”的灯泡L1和“8V 16W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()
A.灯泡L1、L2都能正常发光 B.灯泡L1、L2一样亮 C.灯泡L2比灯泡L1亮 D.灯泡L1比灯泡L2亮 【分析】根据P=UI求出两灯泡的额定电流,利用欧姆定律求出两灯泡的电阻;
根据串联电路的电阻的特点求出总电阻;
然后根据I=求出串联电路的电流;
根据P=I2R比较两灯泡消耗电功率之间的关系,进行判断。
【解答】解:
根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===1A,I2===2A,根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===8Ω,R2===4Ω;
此时电路中的总电阻R=R1+R2=8Ω+4Ω=12Ω 此时电路中的电流I===1A。
灯泡L1的实际功率为:P1=I2R1=(1A)2×8Ω=8W;
灯泡L2的实际功率为:P2=I2R2=(1A)2×4Ω=4W;
灯泡L1的实际功率与额定功率相同,能正常发光;
灯泡L2的实际功率小于额定功率相同,不能正常发光;
故选项A错误;
因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡L1的实际功率较大,灯泡较亮;
故BC选项错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
11.如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是()
A.电阻乙为定值电阻 B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A 【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)由图象可知,当甲两端电压为2V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,进而计算出总电阻。
(4)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A错误;
B、由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,根据欧姆定律可知R甲===5Ω;
故B错误;
C、甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,据串联电路中总电压等于各分电压之和,故此时电源的电压:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故总电阻是:R总===15Ω,故C正确;
D、甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
二.填空题(共10小题)
12.在水银、硅、铁、玻璃中,属于半导体材料的是硅。太阳能电池可将太阳能直接转化为电能。在输电导线、发电机线圈、电炉丝中,不可能应用超导材料的是电炉丝。
【分析】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。导体和绝缘体没有绝对的界限,导体性能介于二者之间的是半导体。目前人类直接利用太阳能的方式有两种,一种是用集热器把水等物质加热,另一种是用太阳电池把太阳能转化为电能。
【解答】解:水银、铁是导体,玻璃是绝缘体,硅是半导体;
太阳能电池可将太阳能直接转化为电能;
在输电导线、发电机线圈、电炉丝中,不可能应用超导材料的是电炉丝,因此电炉丝是利用电流的热效应工作的电器,超导体不会发热;
故答案为:硅;
电能;
电炉丝。
【点评】此题考查哪些物体为导体,属于识记的内容,比较简单。半导体和超导体是不同的,要注意区分。太阳能取之不尽用之不竭,是未来的理想能源。
13.进入刚装修完的房屋,我们常常会闻到一种刺鼻的气味,这气味主要来自装修材料中的甲醛,这种对人体有害的化学物质。这说明甲醛分子在做无规则运动,这种运动会随气温的升高而加剧(选填:“加剧”或“减缓”).石油液化气是通过压缩体积方法装入钢瓶的,若放在烈日下暴晒会能过热传递使其内能增加,具有一定的危险性,因此液化气钢瓶禁止暴晒。
【分析】(1)一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动,即扩散,温度越高,分子运动越剧烈。
(2)气体液化的方式有两种:降低温度和压缩体积。改变内能的方法有做功和热传递两种。分子间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解:(1)因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动,故进入刚装修的房间,就会闻到甲醛的气味,这种运动会随气温的升高而加剧;
(2)石油液化气储存在钢瓶中,温度没有改变还是常温,使气体液化的方式是压缩体积;
太阳辐射是热传递的方式之一,可以使物体的内能增加,温度升高;
液化气钢瓶放在烈日下曝晒,通过太阳光的照射使液化气的内能增加、温度升高,钢瓶内的气压增大,很容易发生爆炸事故。
故答案为:无规则;
加剧;
压缩体积;
热传递。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象的了解和掌握,要知道温度越高,分子运动越剧烈,相对比较简单,是一道基础题。
14.某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为8.4×106J,0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为3.36×107J,煤气灶烧水的效率为25%。(c水=4.2×103J/(kg•℃),q煤气=4.2×107J/kg)
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)知道煤气的质量和煤气的热值,利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量;
(3)水吸收的热量是有用的能量,煤气完全燃烧放出的热量为总能量,利用效率公式求燃气灶烧水的效率。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水△t=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(50℃﹣10℃)=8.4×106J;
(2)0.8kg煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤气q=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J;
(3)燃气灶烧水的效率:
η==×100%=25%。
故答案为:8.4×106;
3.36×107;
25%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
15.如图是某取暖器的简化工作电路图。图中元件M是装有扇叶的电动机,元件R通电时会产生热。若闭合开关S1时只能送风。若闭合开关S1和S2时可以送热风。为了安全起见,取暖器一般都要安装一个跌倒开关S,使取暖器倾倒时整个电路断开。则跌倒开关S应安装在图中的a处(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
【分析】(1)根据串并联电路的特点,依据题意结合电路图分析是哪部分连入电路,有电流经过的部分,才能正常工作。
(2)跌倒开关就是防止取暖器倾倒时火线和零线直接接触会出现短路,电流过大,产生热量会增多,会引起火灾,为了防止短路现象,在电热器倾倒时,切断电路即应位于干路。
【解答】解:(1)若只闭合开关Sl,电路为电动机的简单电路,电流只经过电动机,所以电吹风只能送风。
若将开关Sl、S2都闭合,电动机和电热丝并联,电流分两路分别经过电动机和电热丝,则电吹风吹出的是热风。
(2)为了防止短路现象,在取暖器倾倒时,切断电路,故跌倒开关应位于干路上,即图中a处。
故答案为:S1;
S1和S2;
a。
【点评】本题考查并联电路的分析和开关的使用。关键是明白跌倒开关的作用和不同位置时开关的作用是解题的关键。
16.家庭电路中只有空调器工作时,15min内,电能表的示数由变为,此段时间内,空调器消耗的电能是0.3kW•h,合1.08×106J;
按照毎度0.6元付费,应付电费0.18元。
【分析】电能表最后一位是小数位,两次电能表示数之差是空调器消耗的电能,1kW•h=3.6×106J,已知毎度0.6元付费,然后可知应付电费。
【解答】解:此段时间内,空调器消耗的电能W=9586.5kW•h﹣9586.2kW•h=0.3kW•h;
0.3kW•h=0.3×3.6×106J=1.08×106J;
应付电费0.6元/度×0.3kW•h=0.18元。
故答案为:0.3;
1.08×106;
0.18。
【点评】本题考查了对电能表参数的意义的理解以及消耗电能的计算;
关键是理解电能表的各个参数的物理意义,注意电能表表盘上的示数最后一位是小数点后的。
17.如图所示的电路中,当电路闭合后,V1和V2的示数分别如图所示,则电压表V1的读数是7V,电压表V2的读数是1.8V,小灯泡L1上的电压U1=5.2V。
【分析】电压表V1测量的是总电压,V2测量的是灯泡L2两端的电压,因此V1的示数应当比V2的示数大,但是从图乙显示的数据可以看出,V1的指针偏转角度比V2要小一些,因此V1选用的是大量程0~15V,V2选用的是小量程0~3V.小灯泡L1两端的电压U1等于总电压U减去L2两端的电压U2。
【解答】解:电压表V1和V2的示数分别如图乙所示,电压表V1的示数应当比V2的示数大,因此V1选用的是大量程0~15V,V2选用的是小量程0~3V.V1的示数显示的是电源电压U=7V,V2的示数显示的是L2两端的电压U2=1.8V,因此L1两端的电压U1=U﹣U2=7V﹣1.8V=5.2V。
故答案为:7;
1.8;
5.2。
【点评】此题考查的知识点主要有两个:一是电压表的量程选择和读数问题;
二是串联电路中的电压规律﹣﹣串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
18.如图所示,R0为定值电阻,闭合开关后,当滑片P在滑动变阻器的某两点之间滑动时,电流表的示数变化范围是0.5~1.5A,电压表的示数变化范围是3~6V.定值电阻R0与滑动变阻器的连接方式为串联;
R0的阻值为3Ω,电源电压为7.5V,当电流表的示数为0.5A时,滑动变阻器消耗的电功率是3W。
【分析】由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片向左移动时接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,滑动变阻器两端的电压变小,据此得出两电表对应的示数关系;
根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变建立等式即可求出R0的阻值和电源的电压。
【解答】解:据图可知,该电路只有一条电流的路径,即定值电阻R0与滑动变阻器是串联电路;
当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为6V,故此时变阻器的功率是:P=UI=6V×0.5A=3V;
因为串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以电源的电压U=I1R0+U滑=0.5A×R0+6V﹣﹣① 当电路中的电流为1.5A时,电压表的示数为3V,电源的电压:
U=I2R0+U滑′=1.5A×R0+3V﹣﹣② 因为电源的电压不变,所以0.5A×R0+6V=1.5A×R0+3V,解得:R0=3Ω,电源的电压U=1.5A×R0+3V=1.5A×3Ω+3V=7.5V。
故答案为:串;
3;
7.5;
3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是滑片移动时电压表和电流表示数对应关系的判断。
19.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,灯泡L的电阻为10Ω.当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.2A;
当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为0.8A.则电源电压为6V,电阻R1的阻值为30Ω.电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为4:1。(不考虑温度对电阻的影响)
【分析】(1)当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(2)当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流,再根据欧姆定律求出R1的阻值;
(3)当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,根据P=UI求出其大小;
当灯泡与R1并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出其大小,进一步求出两者的比值。
【解答】解:(1)当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电源的电压:
U=I(RL+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,通过灯泡的电流:
IL===0.6A,通过R1的电流:
I1=I′﹣IL=0.8A﹣0.6A=0.2A,R1===30Ω;
(3)根据P=可知,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小;
灯泡与R1并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大。
Pmax:Pmin=UI′:UI=I′:I=0.8A:0.2A=4:1。
故答案为:6;
30;
4:1。
【点评】本题考查了电阻的串联和并联电路的特点,开关闭合前后电流表所测电路元件和电路最大、最小电功率的判断是关键。
20.如图甲,两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起,表明分子间存在引力;
如图乙,蜥蜴是冷血动物,需要通过晒太阳是自己的身体温度升高一定值才能活动,蜥蜴晒太阳是通过热传递改变物体的内能;
如图丙,为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,内能减小(选填“增大”、“减少”或“不变”),推动活塞运动,使舰载机获得巨大的动能。
【分析】(1)分子永不停息的做无规则运动,分子间存在相互的引力和斥力。
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能。做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
【解答】解:
图甲中,把两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起,是因为分子间存在引力;
图乙中,蜥蜴晒太阳是能量发生了转移,是通过热传递改变物体的内能;
图丙中,航母上简化的蒸汽弹射装置中,气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,内能减少,推动活塞运动,使舰载机获得巨大的动能。
故答案为:引;
热传递;
减小。
【点评】本题考查了分子动理论及改变物体内能的两种方式,并知道做功时,对物体做功,内能增大,物体对外做功,内能减小。
21.如图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
(l)要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于题图甲中1(选填“1”、‘2”或“3“)位置,此时电风扇与电热丝的连接方式是并联。
(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是13200J。
(3)电热丝在工作时的电阻值是91.7Ω.(保留一位小数)
(4)使用几年后,发现电热丝变细,则其电阻变大,它的实际功率将变小。
【分析】(l)当电吹风机送出来的是热风时,说明电动机和电阻丝同时工作。
(2)首先由图象得出吹热风和吹凉风时的功率和时间,然后根据W=Pt分别计算出电吹风工作时吹热风和吹凉风时消耗的电能,求其和即可。
(3)根据功率随时间的图象计算电热丝的功率,然后利用R=求出电阻。
(4)导体的长度、材料相同时,横截面积越大,电阻越小;
根据公式P=UI=即可分析出灯泡实际功率的变化。
【解答】解:(l)当电吹风机送出来的是热风时,需要电动机和电阻丝同时工作,即开关应置于图甲中的1位置,电风扇与电热丝是并列连接在电源上的,所以是并联连接。
(2)根据功率随时间的变化关系图象可知:
P热=616W,t1=20s,P凉=88W,t2=30s﹣20s=10s,W总=W热+W冷=P热t1+P凉t2=616W×20s+88W×10s=13200J。
(3)∵吹热风时电动机和电阻丝同时工作,吹冷风时只有电动机工作,∴电热丝的功率为P=P热﹣P凉=616W﹣88W=528W,根据P=UI=得:
电热丝的电阻为R===91.7Ω。
(4)白炽灯灯泡长期使用后,钨丝因升华变细,横截面积变小,导致灯丝电阻变大;
根据公式P=UI=可知,灯泡两端的电压不变,灯泡的实际功率与其电阻成反比,电阻增大时灯泡的实际功率会变小。
故答案为:(l)1;
并联;
(2)13200;
(3)91.7;
(4)大;
小。
【点评】本题考查电功率公式的应用和影响电阻大小的因素,难点是明白触点在不同位置时电路的连接情况,还要知道电源电压不变时,电阻越小电功率越大。
三.实验探究题(共4小题)
22.圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验是通过观察两个U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系。
(3)乙图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系,由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电流产生的热量越大(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(4)该实验采取的探究方法是控制变量法和转换法。
【分析】(1)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,这种研究方法叫转换法;
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;
(3)探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;
(4)实验中采用的是控制变量法、转换法。
【解答】解:
(1)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U形管中液面高度的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,是探究电流产生热量跟电阻的关系;
(3)图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和通过左端电阻的电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左>I内,烧瓶内的电阻值都是5Ω,阻值相等,通电时间相等,电流不同,运用控制变量法,是探究电流产生热量跟电流的关系;
得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电流产生的热量越多;
(4)实验中采用的是控制变量法和转换法。
故答案为:(1)液面高度;
(2)电阻;
(3)电流;
越大;
越大;
(4)控制变量法和转换法。
【点评】本题考查了学生利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系的实验。
23.在探究影响导体电阻大小的因素时,小华作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关。
②导体的电阻与导体的横截面积有关。
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)为了验证上述猜想③,应该选用编号A和D两根电阻丝进行实验;
(2)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想②;
(3)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想①。
【分析】导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关。探究导体电阻大小与材料的关系时,导体的长度、横截面积必须相同;
探究导体电阻大小与长度的关系时,导体的材料、横截面积必须相同;
探究导体电阻大小与横截面积的关系时,导体的材料、长度必须相同。
【解答】解:
(1)为了验证猜想③导体电阻与导体材料的关系,需要控制导体的长度和横截面积相同,而材料不同,由表格数据可知,应该选用A、D两根电阻丝进行实验;
(2)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,导体的材料、长度相同,而横截面积不同,所以是为了验证猜想②导体电阻与横截面积的关系;
(3)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,导体的材料和横截面积相同,而长度不同,所以是为了验证①导体电阻与导体长度的关系。
故答案为:(1)A;
D;
(2)②;
(3)①。
【点评】本题考查探究电阻大小的影响因素,实验时注意使用控制变量法,控制变量法是物体学研究中经常用到的,例如探究影响浮力大小的因素、影响液体压强大小的因素,电流和电压、电阻的关系、影响滑动摩擦力大小的因素等。
24.在测定额定电压为2.5V小灯泡功率的实验中,被测小灯泡的电阻约为10Ω,电源为2节新干电池串联。
(1)图甲是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
(2)小黄正确连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表有示数,但电压表无示数,发生这种现象的原因是小灯泡短路。
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表示数为2V,此时应将滑片P向左(选填“左”或“右”)移动适当位置,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光。此时 电流表的指针位置如图乙所示,由此可得出小灯泡的额定功率是0.75W。
(4)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将不亮(填“不亮”、“很亮”、“正常发光”或“烧毁”)。
【分析】(1)根据电源电压判定电压表的量程;
(2)电流表有示数说明电路是通路,根据电压表示数分析电路故障原因,(3)灯泡两端电压由2V增大到2.5V,灯泡电流要增大,需要减小电路电阻,减小滑动变阻器的电阻。电流表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数。知道电压和电流,根据P=UI和R=计算功率。
(4)根据电压表和电流表互换了位置后电路的连接,由电表内阻的大小结合欧姆定律和分压原理作答。
【解答】解:(1)电源电压为3V,所以电压表的量程为0﹣3V,电压表并联到电阻的两端,如图:
(2)由题意可知,电流表有示数,说明电路是接通的,电压表无实数,说明与电压表并联的部分的电路为0,故故障是灯泡短路;
(3)电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为2.5V,使电压表的示数由2V增大到2.5V,要使灯泡电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向左端移动。电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A,P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,即电压表串联在电路中,电流表与灯并联,因电流表内阻很小,所以电流表将灯短路了,灯不亮;
因电压表内阻很大,根据欧姆定律,电路中电流几乎为0;
根据分压原理,电压表示数接近电源电压。所以,实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置,则小灯泡将不亮。
故答案为:(1)如上图;
(2)小灯泡短路;
(3)左;
2.5;
0.75;
(4)不亮。
【点评】本题 测定小灯泡功率,考查实验注意事项、电路的连接、操作的过程及特殊电路的分析等知识,难度中等。
25.在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)小宇同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(图2所示)为1.8V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1甲中滑动变阻器的滑片P向右(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(2)小宇同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图所示的I﹣U关系图3象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W。
(3)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:①连接电路时开关没有断开;
②连接电路时滑片没有置于最大阻值处。
【分析】(1)由图示电压表确定其量程与分度值,读出电压表示数,根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系,根据电路图确定滑片的移动方向。
(2)由图象求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;
(3)连接实物电路时,开关要断开,滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处,由此分析操作中的不当之处。
【解答】解:(1)由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V量程,分度值是0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压,要测量小灯泡的额定功率,应减小滑动变阻器分压,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压变大,由电路图可知,应把滑动变阻器的滑片P向右端移动,使电压表的示数为2.5V;
(2)由I﹣U图象可知,灯泡额定电压2.5V所对应的电流是0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(3)连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明连接电路时,没有断开开关;
灯泡发出明亮耀眼的光,说明电路电流很大,电路电阻很小,连接电路时,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处。
故答案为:(1)1.8;
右;
2.5;
(2)0.5;
(3)①连接电路时开关没有断开;
②连接电路时滑片没有置于最大阻值处。
【点评】本题考查了连接实物电路图、电表读数、滑动变阻器的调节、求灯泡额定功率等,对电表进行多读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
四.计算题(共2小题)
26.小刚家安装了一台太阳能热水器,水箱容积是200L,小刚进行了一次观察活动:星期天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃.请你求解下列问题:
(1)水箱中水的质量;
(c水=4.2×103J/(kg•℃)、q煤气=4.2×107J/kg)
(2)水吸收的热量;
(3)如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,求至少需要燃烧多少煤气? 【分析】(1)水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等,根据密度公式求出水的质量;
(2)知道水的质量和水的初温、末温以及水的比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(3)知道煤气灶的效率,利用效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量,再利用Q=mq求出需要煤气的质量。
【解答】解:
(1)水的体积:V=200L=0.2m3,由ρ=可得水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣to)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(70℃﹣20℃)=4.2×107J;
(3)由题知,煤气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=4.2×107J 根据Q=mq可得需要燃烧煤气的质量:
m===1kg。
答:(1)水箱中水的质量为200kg;
(2)水吸收的热量为4.2×107J;
(3)如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,至少需要燃烧1kg的煤气。
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式和燃料完全燃烧释放热量公式的应用,重点考查了学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力,体现了物理与生活相联系的思想。
27.如图甲所示,当开关S接a时,移动滑动变阻器的滑片P,根据测出的电流、电压值,画出了定值电阻R0的U﹣I图象,如图乙所示;
当开关S接b时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L的U﹣I图象。
(1)求定值电阻R0的阻值。
(2)若将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压,当R0消耗的电功率为4.9W时,灯L恰好正常发光,求灯L的额定电动率;
(3)若将R0与灯L串联,并使L恰好正常发光,求串联电路的总电压。
【分析】(1)从图象上选取一点,找到对应的电压和电流,根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值;
(2)根据公式P=求出R0两端的电压,也就是灯泡的额定电压,根据图象找到对应电流,根据公式P=UI计算灯泡的额定功率;
(3)灯泡和电阻串联,电流相同,由灯泡正常发光根据图象找到R0两端电压,从而计算电源电压。
【解答】解:
(1)由图象可知:当U0=2V时,I0=0.2A,由I=可得,R0的阻值:
R0===10Ω;
(2)当R0消耗的电功率为4.9W时,由P=可得,R0两端的电压:
U0′===7V,R0与灯L并联接入电路,灯泡正常发光,由并联电路的电压特点可知,UL额=U0′=7V,由图象可知此时通过灯泡的电流IL=0.75A,则灯L的额定电功率P额=UL额IL=7V×0.75A=5.25W;
(3)若R0与灯L串联,并使L恰好正常发光,则IL=0.75A,由串联电路的特点和欧姆定律可得串联电路的总电压:
U=UL额+U0=UL额+ILR0=7V+0.75A×10Ω=14.5V。
答:(1)定值电阻R0的阻值为10Ω。
(2)灯L的额定电动率为5.25W;
(3)若将R0与灯L串联,并使L恰好正常发光,串联电路的总电压为14.5V。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是从图象中找到有用的信息。
五.综合能力题(共2小题)
28.如图甲所示,某同学在两只相同的烧杯里装入水和食用油,比较它们吸热的情况。
(1)为了便于比较,实验中要求在两烧杯中放入规格相同的电加热器。
(2)实验结果表明:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同、(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的图象,则a物质是食用油,其比热容是2.1×103J/(kg•℃)。
【分析】(1)实验时应用规格相同的电热器对液体加热。
(2)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论。
(3)食用油的比热容大于水的比热容,吸收相等热量食用油升高的温度高,分析图乙所示图象判断a是什么物质;
根据热量公式求出液体的比热容。
【解答】解:(1)为了便于比较,应该用相同的电热器对液体进行加热,实验中应在两烧杯中放入规格相同的电加热器。
(2)由图乙所示图象可知,质量相同的水与食用油升高相同的温度需要的加热时间不同,水与食用油吸收的热量不同,不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。
(3)由图乙所示图象可知,加热相等时间,即物质吸收相等热量时,a升高的温度高,a的比热容小,a是食用油;
水与食用油的质量相等,设为m,由图线b可知,水在6min内吸收的热量:
Q=c水m△t水=4.2×103J/(kg•℃)×m×(60℃﹣10℃)=2.1×105J/(kg•℃)×m,则水在3min内吸收的热量 Q吸=×2.1×105J/(kg•℃)×m=1.05×105J/(kg•℃)×m,由于用相同的电热器对水和食用油加热,在相等时间内食用油吸收的热量与水吸收的热量相等,∵Q吸=c油m△t油,∴c油===2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)相同规格;
(2)质量相等;
升高的温度相同;
(3)食用油;
2.1×103。
【点评】探究物质吸热能力实验,应采用控制变量法,应用控制变量法、认真分析图象、应用热量公式即可正确解题。
29.电流通过导体时导体会发热,这种现象叫做电流的热效应。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。
(1)图1中,小军发表的观点应用到的物理知识是影响电阻的因素。
根据小梅同学的猜想,他们讨论形成了一个问题:电流一定时,导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系? 于是,小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同(有密封塞)的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材,并组装出图2所示的实验装置。
(2)在小丽和小梅的实验装置中,是通过玻璃管液面上升的高度来反映电流在一定时间内产生热量的多少的。
(3)在物理学中,有些物理量的大小不易直接观察或测量,但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量,就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量。在下列问题的研究中,也用到这一物理学方法的是BD。
A、在研究平面镜成像时,通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B、在研究影响动能的因素时,通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小 C、在研究电压作用时,通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D、在研究电磁铁磁性时,通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱(4)小军看了小丽和小梅的实验装置后认为,用温度计代替两端开口的细玻璃管,实验效果会更好。于是,他们拆除了密封塞和玻璃管,将合适的温度计悬挂在适当的位置,然后开始实验。在上述改进中,他们遗漏的一个重要操作是:倒出一部分煤油,并使烧瓶内煤油质量相等。
【分析】(1)根据小军的说法是阻值不同与材料的长度、粗细有关分析即可知道应用到的物理知识。
(2)电流产生热量的多少不能直接观察,可以通过煤油受热膨胀,体积变化的多少来反映,体积膨胀越多,电流产生的热量越多。
(3)初中物理中有很多实验应用转换法,例如用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱,用木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小等等。
(4)用温度计代替两端开口的细玻璃管,根据控制变量法应控制煤油的质量相同,但需要注意的是原来是在密封塞的作用下,将相同多的煤油密封在烧瓶里,受热膨胀的煤油在玻璃管里,现在换用温度计,则需要考虑受热膨胀的煤油去处,根据这一点可知遗漏的一个重要操作。
【解答】解:(1)因为小军的说法是灯丝的长度相同、粗细不同灯丝的阻值不同,说明电阻阻值不同与材料的长度、粗细有关,所以应用的物理知识是影响电阻的因素。
(2)电流通过导体产生热量的多少,不能直接观察,而是通过煤油体积变化的大小体现出来,所以通过观察玻璃管液面上升的高度来电流在一定时间内产生热量的多少的。
(3)电流通过导体产生热量的多少,不能直接观察,而是通过煤油体积变化的大小体现出来,这种方法是转换法。
①探究电流与电压、电阻的关系,采用控制变量法。
A、在研究平面镜成像时,通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小,采用了等效法,B、在研究影响动能的因素时,通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小,采用了转换法。
C、在研究电压作用时,通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因,采用了类比法 D、在研究电磁铁磁性时,通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱,采用了转换法。
用到这一物理学方法的是BD。
(4)根据控制变量法本实验,应控制煤油的质量相同,原来是在密封塞的作用下,将质量相同多的煤油密封在相同的烧瓶里,受热膨胀的煤油在玻璃管里;
现在换用温度计,受热膨胀的煤油会溢出,所以应倒出一部分煤油,但根据控制变量法还要保持烧瓶内煤油质量相等,故遗漏的一个重要操作是:倒出一部分煤油,并使烧瓶内煤油质量相等。
故答案为:(1)影响电阻的因素;
(2)玻璃管液面上升的高度;
(3)BD;
(4)倒出一部分煤油,并使烧瓶内煤油质量相等。
【点评】(1)初中多采用控制变量法、转换法、模型法、类比法、等效替代法等来探究物理问题。
(2)掌握电流产生热量多少跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系,采用控制变量法和转换法探究电流产生热量跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系。
六.解答题(共11小题)
30.如图按照图甲的电路图,在图乙中连接实物电路,要求选择正确的量程,导线不得相交。
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表测量灯泡L1两端的电压,开关控制整个电路。
【解答】解:从正极依次连接开关、L2、L1回到电源负极,并将电压表并联灯泡L1的两端;
因为电源电压为3V,故电压表量程选择0~3V.如图所示:
【点评】本题考查根据电路图连接实物图,关键是明白电路中各个用电器的连接情况;
连接实物图是整个初中物理的难点,也是中考必考内容。
31.小明同学连接了一个电路,要求:R1、R2串联,电压表测量R1、R2的总电压,变阻器改变电路中的电流(滑片向A滑动,电路中电流增大),如图中有一处接线错误,请将错误处打“×”,并将正确接线连接正确。请在虚线框内画出正确实物图的电路图。
【分析】滑动变阻器应一上一下接入电路,由此分析图中错误并修改,再按实物图画出电路图。
【解答】解:
滑动变阻器改变电路中电流应一上一下串联入电路中,由实物图可知滑动变阻器同时接下面的两个接线柱了,由于要求滑片向A滑动,电路中电流增大,所以应将接B的接线柱改接C或D即可,然后根据实物画出电路图。如图所示:
【点评】本题考查实物连接及电路图的画法,熟悉掌握各元件的使用方法是关键。
32.如图所示的电路盒,面板上有红、绿灯各一盏,三只拨动开关S1、S2、S3.为了在不打开盒子的情况下探究盒内的电路结构,小明做了多次实验并将结果填入下表:
只闭合的开关 S1 S2 S3 S1、S2 S2、S3 S1、S3 S1、S2、S3 灯的发光情况 红灯 不亮 不亮 不亮 亮 不亮 不亮 亮 绿灯 不亮 不亮 不亮 不亮 亮 不亮 亮 根据上述实验情况,在虚线框内画出盒内的电路图。
【分析】本题可以利用串并联电路的特点,结合表格中的开关组合进行分析电路的连接情况。
【解答】解:由表格分析可知:
①单独闭合S1、S2、S3,灯都不亮,说明每个灯至少需要同时闭合两个或两个以上的开关,才可以正常工作。
②当闭合开关S1、S2或S2、S3时,只有一只灯亮,闭合开关S1、S3时灯不亮;
说明两灯并联,且S2是干路开关,S1、S3分别控制一个灯。
③当闭合S1、S2时,红灯亮,说明S1控制的是红灯;
当闭合S2、S3时,绿灯亮,说明S3控制的是绿灯;
综合上述情况,可以判断出:两灯并联,且开关S2在干路,S1、红灯同在一支路,S3、绿灯同在一支路,作图如下:
【点评】解决此类电路应用题目,要结合串联、并联特点进行分析。
33.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻R1短路(写出一种);
排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为0.36A。
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片保持电压表的示数不变。
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3)。
(5)实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比。
实验次数 定值电阻Ω)
电流表示数(A)
1 5 2 10 0.18 3 20 0.09(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小,无法保持电压表示数为1.8V。
【分析】(1)电压表与电阻并联,电流表、滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器要接一上一下;
(2)根据电流表和电压表有示数进行分析具体原因;
根据电流表的量程和分度值读出电流值;
(3)根据串联电路的分压特点,换接电阻后,应保持电压表的示数不变,根据串分压的知识判断滑片的移动方向;
(5)电流与电阻的关系:电压一定,电流与电阻成反比;
(6)根据欧姆定律求出若换用50Ω的定值电阻进行实验时结合串联电路的分压特点即可判断电压表最大示数。
【解答】解:(1)电压表与电阻并联,由于电源电压为3V,所以应选择0~3V的量程;
滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示:
(2)电流表有示数,电压表无示数,说明与电压表并联部分发生短路,或定值电阻R1短路;
由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;
(3)将5Ω电阻换成10Ω后,电压表的示数会变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向A移动,使电压表仍为原来的示数不变;
(5)电流和电阻的关系为:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;
(6)当定值电阻为50Ω时,此时滑动变阻器最大阻值为20Ω,根据串联电路的分压特点可知:=,所以,==,则定值电阻两端最小电压为×3V≈2.14V>1.8V,由此可知无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V。
故答案为:(1)如图所示;
(2)定值电阻R1短路;
0.36;
(3)电压;
A;
(5)反;
(6)滑动变阻器最大阻值太小,无法保持电压表示数为1.8V。
【点评】此题是探究电流和电阻的关系实验,考查了控制变量法的应用,同时考查了电流表、电压表、滑动变阻器的接法,考查了电流表的读数及电阻的计算,涉及到了串联电路中电流、电压的关系及欧姆定律的灵活应用。
34.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:
(1)水吸收的热量为多少?(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少?(3)煤气灶烧水的效率为多少? 【分析】(1)根据热传递过程中的吸热公式Q=Cm△t可计算水吸收的热量。
(2)根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算煤气完全燃烧放出的热量。
(3)根据热效率公式η=煤气灶烧水的效率。
【解答】解:(1)Q吸=Cm水△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×50℃=2.1×105J(3分)
(2)Q放=m煤气q=4.2×107J/kg×0.01kg=4.2×105J(3分)
(3)η=%(2分)
答:(1)水吸收的热量为2.1×105J(2)煤气完全燃烧放出的热量为4.2×105J(3)煤气灶烧水的效率为50% 【点评】本题考查学生对 热传递过程中的吸热公式和燃料燃烧放出热量公式,热效率公式的理解和灵活运用。
35.三水附中的梁老师发现用5B铅笔画的线可以导电,在如图所示的铅笔电路中,用铅笔把A、B连接时二极管可发光,当AB间的连线越粗,电路中的总电阻越小,则二极管越亮,若把另一个发光二极管与原二极管反向连接到AB之间,则两个二极管不发光。
【分析】影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度;
二极管的导电性能很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极,具有单向导电性。
【解答】解:当AB间的连线越粗,电路中的总电阻越小,则二极管越亮;
二极管又叫晶体二极管、半导体二极管,是由半导体材料制成的。它有两根引线,一根叫正极,另一根叫负极,二极管具有单向导电性,若把另一个发光二极管与原二极管反向连接到AB之间,则两个二极管不发光。
故答案为:小;
亮;
不发光。
【点评】本题考查半导体的特点及影响电阻大小的因素,解答此题的关键是知道影响电阻大小的因素和半导体的特点。
36.小明在测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率时(1)连接实物电路如图所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线(2)如果用干电池做电源,他至少用干电池4节。
(3)闭合开关,移动滑片P到某一点,电压表的示数如图(乙)所示为2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的左(选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V。
(4)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图(丙)所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡额定功率是0.5W。
(5)由步骤(4)知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,他结合实验过程分析得知,其的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【分析】(1)在实物连接图中找到错误之处:主要分析电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用,从电压表和电流表的正负接线柱、量程、连接方式,滑动变阻器的接线柱和连入方式上逐条分析。
(2)一节干电池电压1.5V,根据灯泡的额定电压确定干电池的节数;
(3)知道电压表的量程,判断出分度值,而后得出电压表的示数;
若要使灯泡电压增大,应使电路中电流增大,即应减小滑动变阻器的接入电阻,则可知滑片的移动方向;
(4)由图象读出灯泡电压为2.5V时,通过灯泡的电流,根据P=UI计算其额定功率;
(5)从灯泡电阻的变化可解释图象为什么不是一条直线。
【解答】解:(1)由图可知,滑动变阻器与灯泡并联了,电压表串联在电路中了,应将滑动变阻器与灯泡串联,电压表应并联在小灯泡两端;
将灯泡左端接线柱改接到电源的负极接线柱上即可;
如图所示:
(2)一节干电池1.5V,灯泡的额定电压为2.5V,所以至少用干电池2节;
(3)电压表使用量程0﹣3V,分度值是0.1V,故电压表的示数是2.2V,所以若要使得电压的示数等于灯泡的额定电压2.5V,即需要让灯泡两端的电压变大,即必须让变阻器两端电压变小,所以应让变阻器的电阻变小,所以应该将滑片像左移动;
(4)由图象,当灯泡两端电压U=2.5V时,通过灯泡的电流I=0.2A,所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)由于灯泡灯丝的电阻是变化的,会随温度的升高而增大,所以电流随电压变化的图象不是一条直线。
故答案为:(1)见上图;
(2)2;
(3)2.2;
左;
(4)0.5;
(5)灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题通过测定“小灯泡的电功率”的实验,考查了电压表、滑动变阻器的连接,图象的运用及电功率的计算等,这些都是电学实验中的常见问题,应注意掌握;
还要能利用确定的器材和实验电路图设计不同的实验。
37.小敏用电压表和电流表测额定电压为2.5V的小灯泡电阻。
Ⅰ.在电路图的〇中填入小灯泡,电压表和电流表的元件符号。
Ⅱ.闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了保护电路。
Ⅲ.闭合开关,移动滑片,读出电压表和电流表示数,记入表中,重复实验三次,计算电阻,发现小灯泡的电阻是变化的,原因是灯泡电阻受温度影响。
实验次数 1 2 3 电压/V 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.26 0.30 0.34 电阻/Ω 7.69 8.33 8.82 Ⅳ.实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯光L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5KΩ);
D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);
E.滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);
F.开关S一个,导线若干。则:
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为0.25A,因此,电流表的量程应选0~0.6A。
(2)在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。
实验名称 用“伏安法”测量小灯泡的电阻 实验目的 练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 实验步骤 a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的电流最小。
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到2.5V,然后,测量从额定电压开始逐次降低(选填“降低”或“升高”),获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻。
实验记录 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 2.5 0.26 9.6 2.0 0.24 8.3 1.5 0.2 7.5 1.0 0.15 6.7 ①将实验步骤中的空格填写完整。
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是0.2。
【分析】Ⅰ电流表应与被测电路串联,电压表应与被测电路并联,分析电路图,确定各处应是什么元件,然后作图。
Ⅱ为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到阻值最大处。
Ⅲ从温度对电阻影响的角度分析原因。
Ⅳ(1)已知灯泡的额定电压与正常发光时的电阻,由欧姆定律可以求出灯泡正常发光时的电流,根据该电流选择电流表量程;
(2)a、为保护电路,闭合开关前,应调节滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,使电路中的阻值最大,电流最小;
b、连接完电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为灯泡额定电压,然后逐渐降低灯泡两端电压,进行测量;
②电流表示数保留两位小数,只有第三组的电流值0.2保留一位小数,则该数据记录错误。
【解答】解:Ⅰ电流表应串联接入电路,测电路电流,因此开关右侧串联接入电路的应是电流表,灯泡应与滑动变阻器串联接入电路,电压表应与灯泡并联,因此滑动变阻器右侧的应是灯泡与电压表,电路图如图所示:
Ⅱ闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了保护电路。
Ⅲ随灯泡电压U与电流I的变化,灯泡功率P=UI不断变化,灯泡温度不断变化,灯泡电阻不断变化,由此可见:灯泡电阻随温度的变化而变化。
Ⅳ(1)灯泡正常发光时的电流约:I===0.25A,所以电流表的量程选择0~0.6A;
(2)a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的电流最小;
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到2.5V,测量从额定电压开始逐次降低;
②电流值应保留两位小数,由表中数据知,电流值0.2A错误。
故答案为:Ⅱ保护电路;
Ⅲ灯泡电阻受温度影响;
Ⅳ(1)0.25;
0.6;
(2)电流;
2.5;
降低;
②0.2。
【点评】本题考查了灯泡、电压表、电流表在电路中的接法,滑动变阻器的作用,影响灯泡电阻的因素;
知道电压表与电流表在电路中的连接方式完成Ⅰ小题的关键。
38.某型号的电饭锅有两档,其原理如图所示,电阻R1=44Ω,当开关S闭合时,电饭锅处于高温档,当开关S断开时,电饭锅处于焖饭、保温档,焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍,求:
(1)高温档的功率;
(2)焖饭、保温时电路中的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【分析】(1)当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于高温档,根据P=求出高温档的功率;
(2)当开关S断开时,R1与R2串联,电饭锅处于焖饭、保温档,根据题意求出保温档的功率,利用P=UI求出电路中的电流;
(3)根据欧姆定律求出保温时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R2的阻值。
【解答】解:(1)当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于高温档,则高温档的功率:
P高温===1100W;
(2)当开关S断开时,R1与R2串联,电饭锅处于焖饭、保温档,由题意可知,保温档的功率:
P保温=0.02P高温=0.02×1100W=22W,由P=UI可得,电路中的电流:
I===0.1A;
(3)由I=可得,保温时电路中的总电阻:
R===2200Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R2的阻值:
R2=R﹣R1=2200Ω﹣44Ω=2156Ω。
答:(1)高温档的功率为1100W;
(2)焖饭、保温时电路中的电流为0.1A;
(3)电阻R2的阻值为2156Ω。
【点评】本题考查了电功率公式和欧姆定律的应用,要注意从节约能源的角度上考虑电饭锅的保温档是指R1与R2的功率之和。
39.物理学习小组在“测量定值电阻阻值”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到B端(选填“A”或“B”)。
(3)小组同学在连线时,不小心将线连错了,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数变大,电压表示数变小,产生这一现象的原因是电压表与滑动变阻器并联了。纠正错误后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3V时,电流表的示数如图,则该定值电阻阻值为10Ω.他们认为这个结果就是定值电阻的准确阻值,你认为合理吗?理由是不合理,没有多次测量取平均值。
(4)小组同学做完该实验后,又思考该电路还是用来研究电流与电压的关系(测量电阻的功率)实验。(写出一条即可)
【分析】(1)根据滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中。
(2)闭合开关前,为防止电路中电流过大烧坏电路元件,保护电阻的滑动变阻器处于最大阻值处。
(3)①电流表示数变大,根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,据此判断实验现象的原因;
②根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值;
③一次测量存在较大的误差,为了使测量值更接近于真实值,应进行多次测量求平均值。
(4)电压表测出电阻两端的电压,电流表测出通过电阻的电流,根据P=UI可知此电路图还可以测量电阻的功率;
本实验中电阻的阻值不变,还可以用来探究电流与电压之间的关系。
【解答】解:(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,只要把开关与任意一上方接线柱连接即可,如下图所示:
(2)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值的B端;
(3)①连线时,不小心将线接错了,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,电流表示数变大,电路中电流变大;
根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压变大;
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压减小,故产生这一现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端。
②电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.3A,定值电阻的阻值R===10Ω。
③仅做一次测量,测量误差较大,应移动滑动变阻器滑片,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量。
(4)该电路还是用来研究电流与电压的关系,测量电阻的功率。
故答案为:(1)如上图所示;
(2)B;
(3)电压表与滑动变阻器并联了;
10;
不合理,没有多次测量取平均值;
(4)电流与电压的关系(或测量电阻的功率)。
【点评】本题考查了滑动变阻器的连接和使用、电流表的读数、欧姆定律的应用和实验中多次测量的目的等,关键是学生对伏安法测电阻实验的理解和掌握。
40.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器R0上标有“20Ω 1A”字样,定值电阻R1上标有“0.9W”字样,另一电阻R2=20Ω.若只闭合开关S、S1,调节滑片P,使R1正常工作,此时电压表的示数为3V;
若只闭合开关S、S2,调节滑片P至中点时,电压表示数为2V.求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)三个开关同时闭合,将滑片P调到最右端,10min内整个电路消耗的电能。
【分析】(1)只闭合开关S、S1时,R1与R0串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,R1正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=求出R1的阻值;
(2)只闭合开关S、S2,调节滑片P至中点时,R2与R0串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(3)三个开关同时闭合,将滑片P调到最右端时,R1与R2并联,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用W=t求出10min内整个电路消耗的电能。
【解答】解:(1)只闭合开关S、S1时,R1与R0串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,因R1正常工作,所以,由P=可得,R1的阻值:
R1===10Ω;
(2)只闭合开关S、S2,调节滑片P至中点时,R2与R0串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:
I===0.1A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:
U=I(R2+R0)=0.1A×(20Ω+×20Ω)=3V;
(3)三个开关同时闭合,将滑片P调到最右端时,R1与R2并联,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:
R===Ω,10min内整个电路消耗的电能:
W=t=×10×60s=810J。
答:(1)电阻R1的阻值为10Ω;
(2)电源的电压为3V;
(3)三个开关同时闭合,将滑片P调到最右端,10min内整个电路消耗的电能为810J。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的灵活运用,关键是电路连接方式的辨别。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布 日期:2019/12/29 9:31:27;
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