2022-2023学年重庆市大渡口区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)根据所学的电学知识和生活经验,下列数据最接近实际的是( )
A.人体的正常体温约为40℃
B.人体安全电压为不高于36V
C.电饭锅正常工作时电流为0.03A
D.一节新干电池的电压为2V
2.(3分)“安全用电,警钟长鸣”。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.用湿布擦拭台灯和电视机
B.手机充电结束,把充电器及时从插座上拔下
C.使用试电笔时,手指要接触笔尖金属体
D.一个插座上可以同时使用多个大功率用电器
3.(3分)下列生活中热现象的说法正确的是( )
A.正在熔化的蜡烛,吸收热量,温度要发生改变
B.北方美丽的雾凇,是空气中的水蒸气凝固形成的
C.寒冷的冬天搓手取暖,是通过热传递改变手的内能
D.人们吹电风扇感到凉爽,是因为电风扇降低了气温
4.(3分)下列关于电能的说法正确的是( )
A.可以通过电流表把电能直接测量出来
B.电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
5.(3分)新冠病毒疫情防控期间,为了严格控制区分外来车辆出入小区,很多小区装备了门禁系统,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关( )
A. B.
C. D.
6.(3分)今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(3分)如图所示,是某单位疫情期间的红外线测温仪原理示意图,用电表示数大小反映温度高低1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表
B.温度降低时电路中电流变小
C.温度升高时R2两端电压变小
D.温度升高时电路的总功率变大
8.(3分)如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是电阻箱,电流表量程为0~0.6A,当电阻箱R2的阻值是14Ω和20Ω时,电阻箱对应消耗的电功率分别为3.5W和3.2W,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.R1的阻值为20Ω
C.R2能安全连入电路中的最小电阻值为20Ω
D.R2为20Ω时,整个电路通电20s耗电96J
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)用电吹风吹头发时,电吹风与家里电视机之间是 联;用梳子梳理头发时,有时发现越梳头发越蓬松 而相互排斥导致的。
10.(2分)为了维护消费者的权益,某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有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 ;某实验小组将一个4Ω和6Ω的电阻并联,并联后总电阻为 Ω。
11.(2分)在少雨干旱的季节,为了使农作物能正常生长,必要时可利用干冰进行人工降雨。这是由于干冰在 (填物态变化的名称)时迅速 (选填“吸收”或“放出”)热量使周围的气温急剧下降,水蒸气遇冷液化形成小水滴。
12.(2分)如图所示,电阻R1为3Ω,R2为2Ω。当开关闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 ,电压表V1、V2示数之比为 。
13.(2分)如图所示的电路中,电源电压可调。当电源电压调为15V时,滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端,则滑动变阻器的最大阻值R为 Ω;若电流表量程为0.6A,电压表量程为15V,电源电压可调的最大值为 V。
14.(2分)设计电路图:小灯泡L1和L2并联,开关S能使L1和L2同时发光和熄灭,另一个开关S1只控制L1,还有一个电压表测L2的电压,请在图中框内画出你所设计的电路图。
三、实验与探究题(本题共3个小题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)
15.(6分)如图所示的实验观察水的沸腾现象。
(1)按照规范组装器材,在安装温度计时,玻璃泡碰到了烧杯底 (选填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)图乙是水沸腾时温度计的示数,则水的沸点是 ℃;沸腾过程中,水继续吸热 。
(3)沸腾时观察到水中产生气泡的情形是图丙中的 (选填“A”或“B”)图。
(4)实验通过 的方式增加水的内能,要缩短水加热到沸腾的时间,可行的操作方法是 (写出一种即可)。
16.(8分)(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验中,同学做设计了如图1所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
①用如图所示装置进行实验时,通过控制通过RA与RB的通电时间和电路中的 相等,来研究导体产生热量与电阻的关系;
②同学们为了比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小,发现UA>UB,则RA RB(选填“>”、“<”或“=”)。
③在相同时间内,可通过观察 上升示数的多少来比较电流通过电热丝产生热量的多少,这运用了转换法的物理思想;为了升温较快,主要是煤油的比热容比水的比热容 (选填“大”“小”)。
(2)综合实践课上,小张同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒定、滑动变阻器规格为“30Ω
①实验电路如图2所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端;
②通过正确实验,她将得到的数据记录在表格中,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。由表中数据可知,实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的,滑动变阻器的电阻是逐渐变小的1 (选填“大于”“小于”“等于”)滑动变阻器的电阻的变化量ΔR2。
序号 1 2 3 4
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.18 0.22 0.24 0.26
R/Ω 5.6 6.8 8.3
17.(8分)某班的同学分组探究“导体中电流与导体电阻的关系”。选用三节新的干电池作为电源,选用的定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,提供的实验器材还有开关、电流表2只、电压表2只、规格合适的滑动变阻器一只、导线若干。
(1)按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补画完整,要求当滑动变阻器的滑片向左滑动时
(2)小王在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,产生这个现象的原因是 ;(选填“A”或“B”)
A.电流表正负接线柱接反了
B.电流表没有调零
(3)小王调整好电流表后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,其示数为 A,此时滑动变阻器消耗的功率为 W。断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后 (选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化。
(4)在此实验的整个过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 。
(5)另一组的同学也按图甲连好完整的电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。若电路只有某一处有故障 。
四、论述与计算题(本题3个小题,第18小题6分,第19小题8分,第20小题8分,共22分。)
18.(6分)如图所示,是一电加热器的电路图,R1为15Ω,R2为40Ω。闭合开关S后,该电加热器在一段时间内,能使质量为1kg、初温为18℃的水升高到78℃,求:[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)R1两端的电压U1;
(2)水吸收的热量Q。
19.(8分)如表为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图甲所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R2>R1。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)求R1的阻值;
(2)若家庭电路的电压是220V,室内插座的额定电流是5A,用该插座仅给电火锅供电,应选择哪挡位?请说明理由。
(3)若把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电火锅工作5min,发现如图乙所示电能表的指示灯闪烁了240次。求电火锅在这段时间内的实际功率。
XX牌电火锅
额定电压 220V
额定功率 低温挡 500W
中温挡 1000W
高温挡 1500W
频率 50Hz
20.(8分)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V,定值电阻R0的阻值为60Ω,两个电流表的量程均为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,S1、S2断开,将滑片P置于图中某位置时,小灯泡L恰好正常发光
(1)小灯泡正常发光时通过的电流;
(2)当S、S1、S2都闭合,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)当S闭合,S1、S2断开,移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时
2022-2023学年重庆市大渡口区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)根据所学的电学知识和生活经验,下列数据最接近实际的是( )
A.人体的正常体温约为40℃
B.人体安全电压为不高于36V
C.电饭锅正常工作时电流为0.03A
D.一节新干电池的电压为2V
【解答】解:A、人体的正常体温在37℃左右,故A不符合实际;
B、人体安全电压为不高于36V;
C、电饭锅工作时的电功率约660W=3A;
D、一节新干电池的电压为1.3V。
故选:B。
2.(3分)“安全用电,警钟长鸣”。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.用湿布擦拭台灯和电视机
B.手机充电结束,把充电器及时从插座上拔下
C.使用试电笔时,手指要接触笔尖金属体
D.一个插座上可以同时使用多个大功率用电器
【解答】解:A.生活用水是导体,故A不符合安全用电要求;
B.手机充电结束,即安全又能节约用电;
C.使用试电笔辨别火线时,不能用手触及试电笔的笔尖,故C不符合安全用电要求;
D.同一个插座同时使用几个大功率用电器,容易引起火灾。
故选:B。
3.(3分)下列生活中热现象的说法正确的是( )
A.正在熔化的蜡烛,吸收热量,温度要发生改变
B.北方美丽的雾凇,是空气中的水蒸气凝固形成的
C.寒冷的冬天搓手取暖,是通过热传递改变手的内能
D.人们吹电风扇感到凉爽,是因为电风扇降低了气温
【解答】解:A、蜡烛是非晶体,吸收热量,故A正确;
B、雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的固态小冰晶;
C、冬天搓手取暖,故C错误;
D、人们吹电风扇感到凉爽,加快了人体汗液的蒸发,但周围的气温没有降低。
故选:A。
4.(3分)下列关于电能的说法正确的是( )
A.可以通过电流表把电能直接测量出来
B.电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
【解答】解:A、电流表只能测量通过用电器的电流。故A错误;
B、电能的常用单位是“度”。故B错误;
C、由公式P=知,通电时间不确定。故C错误;
D、消耗电能相同的电风扇和电烙铁。故D正确。
故选:D。
5.(3分)新冠病毒疫情防控期间,为了严格控制区分外来车辆出入小区,很多小区装备了门禁系统,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关( )
A. B.
C. D.
【解答】解:小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开,按钮看做一个手动开关,即两开关并联后再与电动机串联。
故选:B。
6.(3分)今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接。D图中风筝线导致火线与地面连接。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
7.(3分)如图所示,是某单位疫情期间的红外线测温仪原理示意图,用电表示数大小反映温度高低1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表
B.温度降低时电路中电流变小
C.温度升高时R2两端电压变小
D.温度升高时电路的总功率变大
【解答】解:A、由电路图可知1和R2串联接入电路,该电路中的电表并联在R7上接入电路,为电压表;
B、温度降低时1的阻值减小,串联电路的总电阻变小可知电路中的电流变大。
CD、电阻R1的阻值随温度的升高而增大,当温度升高时,根据I=,R7是定值电阻,根据U=IR可知R2两端电压变小,根据P=UI可知,故C正确;
故选:C。
8.(3分)如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是电阻箱,电流表量程为0~0.6A,当电阻箱R2的阻值是14Ω和20Ω时,电阻箱对应消耗的电功率分别为3.5W和3.2W,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.R1的阻值为20Ω
C.R2能安全连入电路中的最小电阻值为20Ω
D.R2为20Ω时,整个电路通电20s耗电96J
【解答】解:闭合开关,R1和R2串联,电流表测量电路电流。
AB、当电阻箱接入电路的阻值为14Ω时,根据P=UI=I8R可知,此时电路中的电流I==,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=U1+U7=IR1+IR2=7.5A×R1+5.5A×14Ω..........①,
当电阻箱接入电路的阻值为20Ω时,其电功率为3.6W2R可知,此时电路中的电流I′==,
则电源电压U=U4′+U2′=I′R1+I′R6′=0.4A×R4+0.4A×20Ω..........②,
联立①②可得:U=12V,R5=10Ω,故AB错误;
C、电流表量程为0~0.5A,根据欧姆定律可知此时电路中的总电阻R总===20Ω,
则电阻箱接入电路的最小电阻值R3小=R总﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω,故C错误;
D、R2为20Ω时,电路中电流为7.4A,故D正确。
故选:D。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)用电吹风吹头发时,电吹风与家里电视机之间是 并 联;用梳子梳理头发时,有时发现越梳头发越蓬松 同种电荷 而相互排斥导致的。
【解答】解:用电吹风吹头发时,电吹风与家里电视机之间互不影响;用梳子梳理头发时,这是因为头发与梳子摩擦后带上同种电荷而相互排斥导致的。
故答案为:并;同种电荷。
10.(2分)为了维护消费者的权益,某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有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 大 ;某实验小组将一个4Ω和6Ω的电阻并联,并联后总电阻为 2.4 Ω。
【解答】解:(1)在材料、长度和温度一定,电阻越大,这将导致电线的横截面积偏小;
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,即,
则R==2.4Ω。
故答案为:大;2.4。
11.(2分)在少雨干旱的季节,为了使农作物能正常生长,必要时可利用干冰进行人工降雨。这是由于干冰在 升华 (填物态变化的名称)时迅速 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量使周围的气温急剧下降,水蒸气遇冷液化形成小水滴。
【解答】解:干冰在常温下会迅速变成二氧化碳气体,由固态直接变成气态,升华吸热,水蒸气遇冷液化形成小水滴。
故答案为:升华;吸热。
12.(2分)如图所示,电阻R1为3Ω,R2为2Ω。当开关闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 1:1 ,电压表V1、V2示数之比为 3:5 。
【解答】解:闭合开关,两电阻串联接入电路1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,
串联电路各处电流相等,所以通过电阻R1、R2的电流之比为2:1;
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据U=IR可得电压表V1、V2的示数之比为:===。
故答案为:1:4;3:5。
13.(2分)如图所示的电路中,电源电压可调。当电源电压调为15V时,滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端,则滑动变阻器的最大阻值R为 20 Ω;若电流表量程为0.6A,电压表量程为15V,电源电压可调的最大值为 30 V。
【解答】解:(1)由电路图知,当滑动变阻器的滑片在a端时0的简单电路,此时电路的电流为0.6A,
由欧姆定律I=知定值电阻的阻值为:
R0===30Ω;
当滑动变阻器的滑片在b端时,此时R0与滑动变阻器串联,R全被接入电路中,
由欧姆定律I=知此时电路的总阻值为:
R总===50Ω;
滑动变阻器R的最大电阻为:
R=R总﹣R0=50Ω﹣30Ω=20Ω;
(2)电路中的最大电流为3.6A时,R0两端的电压为:
U8=I大R0=0.3A×30Ω=18V,
此时滑动变阻器两端的电压为:
UR=I大R=0.6A×20Ω=12V<15V,
故在保证电路安全前提下,电源电压可调的最大值为:
U大=U2+UR=18V+12V=30V。
故答案为:20;30。
14.(2分)设计电路图:小灯泡L1和L2并联,开关S能使L1和L2同时发光和熄灭,另一个开关S1只控制L1,还有一个电压表测L2的电压,请在图中框内画出你所设计的电路图。
【解答】解:根据题意可知,小灯泡L1和L2并联,则电流的路径有两条8和L2同时发光和熄灭,另一个开关S1只控制L6,这说明开关S在干路中,开关S1在灯泡L1的支路中;
电压表测L7的电压,则电压表与灯泡L2并联,电路图如下所示:
三、实验与探究题(本题共3个小题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)
15.(6分)如图所示的实验观察水的沸腾现象。
(1)按照规范组装器材,在安装温度计时,玻璃泡碰到了烧杯底 A处向上 (选填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)图乙是水沸腾时温度计的示数,则水的沸点是 99 ℃;沸腾过程中,水继续吸热 保持不变 。
(3)沸腾时观察到水中产生气泡的情形是图丙中的 A (选填“A”或“B”)图。
(4)实验通过 热传递 的方式增加水的内能,要缩短水加热到沸腾的时间,可行的操作方法是 减小水的质量 (写出一种即可)。
【解答】解:(1)按照规范组装器材,在安装温度计时,此时应适当将A处向上调整;
(2)温度计的分度值是1℃,此时的温度为99℃.水沸腾时,温度保持不变;
(3)A中气泡在上升过程中体积逐渐变大,所以是沸腾时的现象,所以是沸腾前的现象;
(4)实验中,由于酒精灯火焰的温度较高、烧杯底,是通过热传递方式增加水的内能的;
要缩短加热时间,可适当提高水的初温或适当减少水量。
故答案为:(1)A处向上;(2)99;(3)A;减小水的质量。
16.(8分)(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验中,同学做设计了如图1所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
①用如图所示装置进行实验时,通过控制通过RA与RB的通电时间和电路中的 电流 相等,来研究导体产生热量与电阻的关系;
②同学们为了比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小,发现UA>UB,则RA > RB(选填“>”、“<”或“=”)。
③在相同时间内,可通过观察 温度计 上升示数的多少来比较电流通过电热丝产生热量的多少,这运用了转换法的物理思想;为了升温较快,主要是煤油的比热容比水的比热容 小 (选填“大”“小”)。
(2)综合实践课上,小张同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒定、滑动变阻器规格为“30Ω
①实验电路如图2所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 左 (选填“左”或“右”)端;
②通过正确实验,她将得到的数据记录在表格中,则小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 温度 的影响。由表中数据可知,实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的,滑动变阻器的电阻是逐渐变小的1 小于 (选填“大于”“小于”“等于”)滑动变阻器的电阻的变化量ΔR2。
序号 1 2 3 4
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.18 0.22 0.24 0.26
R/Ω 5.6 6.8 8.3
【解答】解:(1)①如图1所示装置,两电阻串联,通过控制通过RA与RB的通电时间和电路中的电流相等,来研究导体产生热量与电阻的关系;
②同学们为了比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小,发现UA>UB,因通过两电阻的电流相等,根据欧姆定律R=A>RB;
③根据转换法,在相同时间内;为了升温较快,主要是煤油的比热容比水的比热容小可知,煤油温度变化明显;
(2)①实验电路如图2所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处;
②根据表中数据可知,在灯的电压为8.5V时,由欧姆定律
R=;
她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受温度的影响;
灯泡两端电压增大,通过灯的电流也增大,由R=知,由P=UI知,灯丝的温度升高,由电阻的串联规律可知:小灯泡阻值增大的值ΔR1小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR2。
故答案为:(1)①相等;②大于;小;(2)①左;温度。
17.(8分)某班的同学分组探究“导体中电流与导体电阻的关系”。选用三节新的干电池作为电源,选用的定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,提供的实验器材还有开关、电流表2只、电压表2只、规格合适的滑动变阻器一只、导线若干。
(1)按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补画完整,要求当滑动变阻器的滑片向左滑动时
(2)小王在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,产生这个现象的原因是 B ;(选填“A”或“B”)
A.电流表正负接线柱接反了
B.电流表没有调零
(3)小王调整好电流表后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,其示数为 0.4 A,此时滑动变阻器消耗的功率为 1 W。断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后 右 (选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察 电压 表示数的变化。
(4)在此实验的整个过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 6.25~25Ω 。
(5)另一组的同学也按图甲连好完整的电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。若电路只有某一处有故障 用电压表依次测量每个元件的电压,如果某元件两端有电压,则该元件是断路 。
【解答】解:(1)由(3)可知,把5Ω的电阻接入电路,适当调节滑片的位置,电流表选用小量程,其示数为0.7A
UV=I1R1=4.4A×5Ω=3V,故电压表选用小量程;
当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻串联在电路中
;
(2)小王在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,产生这个现象的原因是电流表没有调零;
(3)由(1)可知,定值电阻两端电压为UV=2V,通过定值电阻的电流为6.4A,滑动变阻器两端电压为:U滑=U﹣UV=4.7V﹣2V=2.7V,则此时滑动变阻器消耗的功率为:
P滑=U滑I1=2.3V×0.4A=3W;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故应把滑动变阻器滑片向右端移动;
(4)当电阻5Ω的电阻接入电路,最大电流为3.4A,滑动变阻器连入电路的最小电阻为:
R滑小=﹣R6=﹣5Ω=4.25Ω;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时;
根据串联电路电压规律及分压原理可知,
=,
当定值电阻最大时,滑动变阻器的阻值最大
=,
解得:R滑大=25Ω;
故在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25~25Ω;
(5)根据甲图确定是串联电路,而串联电路中各用电器相互影响,然后根据哪儿断了哪儿有电压,如果某元件两端有电压。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;3;右;电压;(5)用电压表依次测量每个元件的电压,则该元件是断路。
四、论述与计算题(本题3个小题,第18小题6分,第19小题8分,第20小题8分,共22分。)
18.(6分)如图所示,是一电加热器的电路图,R1为15Ω,R2为40Ω。闭合开关S后,该电加热器在一段时间内,能使质量为1kg、初温为18℃的水升高到78℃,求:[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)R1两端的电压U1;
(2)水吸收的热量Q。
【解答】解:(1)根据欧姆定律可得R1两端的电压:U1=IR8=4A×15Ω=60V;
(2)质量为1kg、初温为18℃的水升高到78℃
:Q吸=c水m(t﹣t4)=4.2×104J/(kg ℃)×1kg×(78℃﹣18℃)=2.52×107J。
答:(1)R1两端的电压为60V;
(2)水吸收的热量为2.52×108J。
19.(8分)如表为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图甲所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R2>R1。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)求R1的阻值;
(2)若家庭电路的电压是220V,室内插座的额定电流是5A,用该插座仅给电火锅供电,应选择哪挡位?请说明理由。
(3)若把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电火锅工作5min,发现如图乙所示电能表的指示灯闪烁了240次。求电火锅在这段时间内的实际功率。
XX牌电火锅
额定电压 220V
额定功率 低温挡 500W
中温挡 1000W
高温挡 1500W
频率 50Hz
【解答】解:(1)由图知只闭合开关S1时,只有电阻R1接入电路,只闭合开关S3时,只有电阻R2接入电路,闭合开关S1、S3时两电阻并联,由于并联电路的总电阻小于任何分电阻且R1<R2,根据P=知只闭合开关S2时电阻最大,电路的功率最小,只闭合开关S1时电阻较大,电火锅处于中温挡8、S2时总电阻最小,电火锅处于高温挡;
根据P=可知R2的阻值:R1===48.4Ω;
(2)某插座允许接入的用电器的最大功率为:P大=UI大=220V×5A=1100W,1000W<1100W<1500W,应选择中挡位;
(3)电能表指示灯闪烁240次电火锅消耗的电能:W=kW h=7.08kW h=2.88×105J,
电火锅的实际电功率:P===960W。
答:(1)R1的阻值为48.6Ω;
(2)由于插座的最大功率为1100W,大于中温挡的功率,所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑
(3)电火锅在这段时间内的实际功率为960W。
20.(8分)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V,定值电阻R0的阻值为60Ω,两个电流表的量程均为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,S1、S2断开,将滑片P置于图中某位置时,小灯泡L恰好正常发光
(1)小灯泡正常发光时通过的电流;
(2)当S、S1、S2都闭合,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)当S闭合,S1、S2断开,移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时
【解答】解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时通过的电流:IL=I额===3.5A;
(2)当S闭合,S1、S8断开,滑动变阻器与灯泡串联,
将滑片P置于图中某位置时,小灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5V(即变阻器R两端的电压为5V),
由串联电路的电压规律可得,电源电压为:U=UL+UR=4V+5V=9V,
当S、S5、S2都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A1测通过定值电阻R7的电流,
因为电流表的量程为0~0.4A,所以干路电流最大为0.6A,
通过R4的电流:I0===0.15A,
由并联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器R的最大电流:IR=I最大﹣I0=4.6A﹣0.15A=5.45A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值:R最小===20Ω;
(3)当S闭合,S8、S2断开,移动滑片P,根据乙图可知,电路中的电流为0.7A,
根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为:UR′=U﹣UL′=9V﹣2.7V=6.5V,
变阻器R在4分钟内产生的热量:QR=WR=UR′I't=6.5V×3.4A×2×60s=312J。
答:(1)小灯泡正常发光时通过的电流为4.5A;
(2)当S、S1、S4都闭合,为保证电路安全;
(3)当S闭合,S1、S2断开,移动滑片P,变阻器R在5分钟内产生的热量为312J。
