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第9章 家庭用电 单元综合复习卷
一、单选题
1.下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断,其中不正确的是( )
A.厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机,它们既能同时工作又能单独工作,它们是并联的
B.马路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
C.教室里装有多盏电灯,如果每盏电灯分别由一个开关控制,则开关和对应的电灯是串联的
D.一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器,使用时互不影响,它们是并联的
2.教学楼里安装了40 W的电灯54盏,现在该照明电路的总保险丝熔断了,而备用的只有额定电流为5 A的保险丝,那么比较合适的做法是( )
A.将两根保险丝并联使用 B.将三根保险丝并联使用
C.将保险丝接长使用 D.将一根保险丝接入电路
3.如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是( )
A. B. C. D.
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.家庭电路中的电能表是测量电流做功快慢的
C.法拉第根据图示电磁感应的原理制成了电动机
D.测电笔按图示的方法使用可以辨别家庭电路中的火线与零线
4.某家庭电路的组成如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中的插座可以是并联的,也可以是串联的
B.控制灯泡的开关可以接在零线上
C.彩灯接入电路后都不亮,是由于其中的一个小彩灯短路
D.有金属外壳的家用电器必须用三孔插座,以确保安全
5.符合安全要求的家用电能表及其配套装置如图所示,家中已有部分用电器正在工作,把一个800W的电吹风插头插进插座。闭合电吹风的开关时,空气开关跳闸,以下判断正确的是( )
A.电能表工作时的电流不应超过10A
B.电能表转盘每转一圈,用电器耗电1200kW·h
C.家中同时工作的用电器,总功率不应超过4400W
D.一定是电吹风或其使用的插头发生了短路
6.下列做法不符合安全用电原则的是
A.使用试电笔时用手接触笔尾金属体
B.厨房和卫生间使用防水插座
C.在高压电线附近放风筝
D.手机充电时不接打电话
7.下列有关家庭电路的说法中,正确的是( )
A.空气开关跳闸时,一定是某处出现了短路
B.电灯开关应接在火线与灯泡之间
C.家庭电路中的用电器都是串联的
D.电能表测量的是家用电器的总功率
8.户外遇到雷雨天气时,以下做法正确的是( )
A.躲在大树下避雨 B.冒雨在运动场上踢球
C.不使用手机通话 D.撑着金属杆的雨伞在户外行走
9.白炽灯灯丝断了以后,再搭上继续使用时,有以下几种说法,其中错误的是:
A.加在灯丝两端的电压不变 B.通过灯丝的电流变大
C.灯泡的实际功率增大 D.灯泡的电阻增大
10.以下说法错误的是( )
A.(图甲)将试电笔笔尖与火线(220V)接触,手抵金属帽,氖管发光,若笔内电阻为一百万欧姆,尽管其余电阻未知,也可以判断出流经人体的电流不会超过2.2×10﹣4A
B.设人体电阻约为104Ω,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)两极时,流经人体的电流约为1.5×10﹣4A,人体没有危险
C.(图乙)是固定在墙壁上的三孔插座,其中“①”孔应与火线相连;(图丙)为用电器的三脚插头,若不小心将“①”脚折断丢失,用电器仍能工作
D.(图丁)在正常情况下电流经“火线→电灯→零线”处处相等,若某人不小心触碰到火线裸露处,导致I1>I2,当“漏电保护器”检测到“两线”电流不等时会自动切断线路
二、填空题
11.有一款静电式空气净化器,空气进入净化器静电箱内被电离,使PM2.5颗粒带电,然后被静电箱的带电极吸附,这是利用了 ,来实现对室内空气净化的.家庭电路中各用电器之间的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)
12.我国家庭电路的电压为 Ⅴ。家庭电路中电灯与电视机同时工作时两端的电压 (选填“相等”或“不相等”)。当试电笔检测正常家庭电路的电线时氛管发光,说明试电笔接触的是 (选填“火线”或“零线”)。
13.家庭电路中的电灯、电视机、电风扇等电器都是 联在电路中的,小红家11月底电能表读数为2718.7kW h,12月底电能表读数如图所示,那么12月份他家消耗了 kW h的电能.
14.在家庭电路中,电灯与插座都是 联的,开关串接在 (选填“火线”“零线”或“地线”)和用电器之间;若新增加功率较大的电器,要安装供电的插座,在粗细相同的备用导线中,应选用 (选填“铝”、“铁”、“铜”)芯导线,因为在通过相同电流时,相同时间内该导线发热较 。
15.家里面控制电灯的开关应当和电灯 联,教室里的电灯之间应当 联。
16.如图所示,这是一种显示汽车油箱油量的装置图,其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片,定值电阻在电路中的作用是 。图中油量表实质上是一个 改装的。当油箱中的油面下降时,油量表的读数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.家庭电路中各用电器是 的(选填“串联”或“并联”)。某用电器上标有“220V
100W”字样,通电10小时,耗电 千瓦时,该用电器的温度会升高,这是通过 的方式改变其内能的。
18.综合问答﹣﹣学农中的物理:
小雨到学农基地实践时的几个场景如下,请你从中挑选一个,用所学的物理知识进行解释:
A.插入水中的吸管,水中的部分看起来向上弯折;
B.用锋利的水果刀很容易切开西瓜;
C.用电热水壶烧水,溢出的水流进底座,导致房间的总开关跳闸了.
解释场景 : ,所以会有这个现象.
三、计算题
19.某学校电能表的额定电流是25 A,学校里已经装了40W电灯50盏,60W电灯20盏,想要再装些电灯,至多可以再装多少盏40W的电灯?
20.如图甲为小明家的某品牌电饭锅,图乙是其内部的简化电路图,加热装置由电阻R1与 R2组成,通过控制开关S 、S;实现煮饭和保温功能。表中为电饭锅的部分参数。
额定电压 220 V
频单 50 Hz
煮饭功率 1100 W
保温功率 200 W
(1)该电饭锅部分外壳由金属组成,它应当使用 (选填“两”或“三”)孔插座接入电路;
(2)电阻 R2 的阻值是多少?
(3)图丙为小明家电能表的铭牌。某次小明家其他用电器都处于断开状态,只用该电饭锅蒸米饭,正常工作时煮饭用时30 min, 保温用时15 min 。求此过程中电能表指示灯闪烁的次数。
四、作图题
21.如图所示的家庭电路中,吊灯L1和L2由开关S控制,墙上有一个固定插座.请用笔画线代替导线将电路连接完整.
22.按照要求作图:
(1)画出图甲中光从水中射入空气中折射光线的大致方向,并标出折射角γ;
(2)图乙中磁性黑板擦吸附在竖直黑板上,画出黑板擦在竖直方向受到的力;
(3)图丙中利用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l;
(4)图丁中已经正确连接好了部分电路,将其余部分连接完整。
23.如图所示,请把电饭锅的三条线,按照安全用电的原则,对应连到插头上。
五、实验探究题
24.小明家的智能床头灯可以自动打开和调节亮度,好奇的他打算制作一个智能床头灯的模拟电路,来探究灯泡亮度和功率的关系。
实验器材:学生电源(电压为6V),电压表,电流表,导线若干,开关,额定电压为2.5V的小灯泡,已知阻值的定值电阻若干,滑动变阻器三只:R1(10Ω 0.5A),R2(20Ω 0.5A),R3(50Ω 0.5A)。
(1)小明连接好如图甲的电路后,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,发现小灯泡亮度随电功率变大而变亮,同时小明画出小灯泡中电流随其两端电压变化关系的图像,如图乙,他选择的滑动变阻器是 ;
(2)小灯泡的额定功率为 W;
(3)电流表在使用过程中坏掉了,为了测量小灯泡的额定电功率,小明选取了一个阻值合适的定值电阻R0(阻值已知),并设计了如图丙所示的电路进行实验,步骤如下:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片使电压表示数为2.5V;
②再将S2拨到触点1, ,读出电压表示数为U;
③小灯泡额定电功率P额= (用测量量和已知量表示)。
25.实验室里,测量时间的常用工具是 :如图甲所示,量筒中石头的体积是 cm3;正确使用试电笔是图乙中的 图(选填“A”或“B”);如图丙所示,闭合电路中的导线ab迅速向左运动,灵敏电流表的指针发生偏转,这是 现象.
26.小明同学为了探究家庭电路中保险丝熔断的原因,做了如下实验。他用若干“12V 0.5A”的灯泡作为用电器,12V的铅蓄电池代替家庭照明电路的电源,电源的正极代替火线。在正极与用电器之间接入一段保险丝,在负极与用电器之间接入一块电流表(如图所示)。
(1)由于人体的安全电压大小是不高于 ,小明实验时用的电源只有12V,所以可确保实验的安全性。
(2)小明依次在电路中接入几个小灯泡,当接入两个小灯泡时,灯泡可以正常地工作,此时电流表的示数为 A;当他再接入一个小灯泡时,发现保险丝熔断,此时电路中的电流变成0,该实验可以验证保险丝熔断原因是 。
(3)小明只让一个小灯泡工作,在C、D两点间接入一段导线,他发现保险丝会马上熔断,此时保险丝熔断的原因是 。
27.电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱,然而电动车带来的安全问题也很严重。2023年4月15日起,《电动自行车安全技术规范》开始实施。小明和学习小组同学展开了:“安全的电动车”的学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
(1)了解电动车上的安全措施。
(2)设计安装车库充电插座。
【项目实施】
(1)了解“刹车系统”。电动自行车刹车时,电动机必须断电。因此,人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2,S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时,开关S1或S2断开,电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是 ;
(2)了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容:
①额定电压:36V;②“电池容量10A·h”;③电能转化为机械能的效率η=75%。电动车工作过程中最多能输出的机械能为 J。若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供,则需要燃烧汽油 kg(已知汽油的热值为4.5×106 J/kg)。
(3)优化充电系统。电动自行车电池不能长时间充电,为了电动自行车的充电安全,小组设计了如图甲所示的定时充电器。用定时器控制充电时间,当定时器中有电流通过时,充电就会被断开。针对该充电器的设计方案,下面说法正确的是 ;
A.定时器与充电器串联
B.充电时定时器在电路中相当于一根导线
C.停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D.如果在b处安装一个开关S,断开此开关则停止充电
【项目拓展】
(4)①经查阅资料,小组发现近年电动车在楼道内充电造成火灾事故频发。很多小区已经禁止电动车进入楼内。小明想在自家的小车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小明想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座,应安装在 (填“ab”、“ac”或“bc”)之间。
②小明认为蓄电池一次充满电后最大行驶的路程与车的负重有关,负重越大,最大行驶的路程越小,小明作出猜想的理由是 。
六、综合题
28.
(1)如图所示的甲、乙两表的示数:甲表示数为 A;乙表示数为 V。
(2)如图所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件。请你用笔画线来代替导线,将它们正确地接入电路中。
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第9章 家庭用电 单元综合复习卷
一、单选题
1.下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断,其中不正确的是( )
A.厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机,它们既能同时工作又能单独工作,它们是并联的
B.马路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
C.教室里装有多盏电灯,如果每盏电灯分别由一个开关控制,则开关和对应的电灯是串联的
D.一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器,使用时互不影响,它们是并联的
【答案】B
【解析】【解答】A.厨房的抽油烟机中的照明灯和电动机互不影响,因此它们的连接方式为并联,故A正确,不符合题意;
B.路灯是用来为行人照明的,并且当其中一个灯泡不亮时,其它灯泡仍可以正常工作,即每个灯泡既可以单独工作,又互不影响,并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响,因此路灯是并联的,故B不正确,符合题意;
C.每盏电灯分别由一个开关控制,则开关影响对应的电灯,所以开关与要控制的灯泡串联,故C正确,不符合题意;
D.家庭电路中各用电器既可以单独工作,又互不影响,并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响,因此家庭电路中各用电器是并联的,故D正确,不符合题意。
故选B。
【分析】并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响;根据家庭电路中各用电器既可以单独工作又互不影响的特点分析不同电路的连接方式。
2.教学楼里安装了40 W的电灯54盏,现在该照明电路的总保险丝熔断了,而备用的只有额定电流为5 A的保险丝,那么比较合适的做法是( )
A.将两根保险丝并联使用 B.将三根保险丝并联使用
C.将保险丝接长使用 D.将一根保险丝接入电路
【答案】A
【解析】【解答】解:电路中的总功率:P=40W×54=2160W,由P=UI可得,电路中总电流:I= =2160W220V≈9.8A,
A. 用两根保险丝并联使用,允许通过的电流为2×5A=10A>9.8A.符合题意;
B. 将三根保险丝并联使用,允许通过的电流为3×5A=15A>9.8A.由于保险丝额定电流过大时不易熔断,所以这样并不安全,不合题意;
C. 将保险丝接长使用,会使其电阻增大,额定电流变小,更易熔断,不合题意;
D. 使用一根保险丝额定电流为5A,会熔断。不合题意。
故答案为:A
【分析】根据用电器的电功率和电压计算电流,并联电路中的总电流的规律计算电流,保险丝要比电路中的电流稍大些。
3.如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是( )
A. B. C. D.
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.家庭电路中的电能表是测量电流做功快慢的
C.法拉第根据图示电磁感应的原理制成了电动机
D.测电笔按图示的方法使用可以辨别家庭电路中的火线与零线
【答案】A
【解析】【解答】解:A、电风扇工作时,消耗了电能,得到了机械能,因此将电能转化为了机械能;故A正确;
B、电能表是测量家庭电路消耗电能多少的仪表;故B错误;
C、法拉第根据图示电磁感应的原理制成了发电机;故C错误;
D、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线,故D错误.
故选A.
【分析】(1)用电器工作的实质是将电能转化为其它形式的能;(2)电能表是测量电能的仪表;(3)发电机的原理是电磁感应;(4)测电笔的正确使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线.本题综合考查了用电器工作的实质、电能表的作用、发电机的原理以及测电笔的使用方法等,属于基础知识考查范围.
4.某家庭电路的组成如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中的插座可以是并联的,也可以是串联的
B.控制灯泡的开关可以接在零线上
C.彩灯接入电路后都不亮,是由于其中的一个小彩灯短路
D.有金属外壳的家用电器必须用三孔插座,以确保安全
【答案】D
【解析】【分析】根据家庭电路的正确连接进行分析,各元件的连接都应该从安全方面考虑.
【解答】A、家庭电路中的用电器和插座之间应该是并联的;故此选项是不正确的.
B、控制灯泡的开关应该接在火线上;故此选项是不正确的.
C、小彩灯之间是串联的,所以如果有一个小彩灯短路,其他的彩灯是照样发光的;故此选项是不正确的.
D、有金属外壳的家用电器必须使用三孔插座;故此选项是正确的.
故选D.
【点评】(1)掌握家庭电路中用电器之间、插座之间、用电器和插座之间、开关和用电器之间的连接方式.
(2)掌握保险丝的材料、作用、工作原理
5.符合安全要求的家用电能表及其配套装置如图所示,家中已有部分用电器正在工作,把一个800W的电吹风插头插进插座。闭合电吹风的开关时,空气开关跳闸,以下判断正确的是( )
A.电能表工作时的电流不应超过10A
B.电能表转盘每转一圈,用电器耗电1200kW·h
C.家中同时工作的用电器,总功率不应超过4400W
D.一定是电吹风或其使用的插头发生了短路
【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示可知,该电能表工作时电流不应超过20A,A不符合题意;
B.由图示可知电能表每转1200圈,消耗电能1kW·h,B不符合题意;
C.家中用电器的总功率最大为 ,C符合题意;
D.空气开关跳闸可能是短路,也可能是总功率过大,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】电能表可以测量消耗的电能;利用电压和电流的乘积可以计算电功率大小。
6.下列做法不符合安全用电原则的是
A.使用试电笔时用手接触笔尾金属体
B.厨房和卫生间使用防水插座
C.在高压电线附近放风筝
D.手机充电时不接打电话
【答案】C
【解析】【解答】A.使用试电笔时用手接触笔尾金属体,故A正确不合题意;
B.厨房和卫生间使用防水插座,防止进水发生漏电事故,故B正确不合题意;
C.在高压电线附近放风筝,可能会发生高压电弧触电,故C错误符合题意;
D.手机充电时不接打电话,可能会由于功率过大而烧毁手机,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】根据安全通电的常识判断。
7.下列有关家庭电路的说法中,正确的是( )
A.空气开关跳闸时,一定是某处出现了短路
B.电灯开关应接在火线与灯泡之间
C.家庭电路中的用电器都是串联的
D.电能表测量的是家用电器的总功率
【答案】B
【解析】【解答】A. 空气开关跳闸时,可能是出现了短路,也可能是电路的总功率过大,A不符合题意;
B. 电灯开关应接在火线与灯泡之间,这样开关断开时,灯与火线断开,更安全,B符合题意;
C. 家庭电路中的用电器因为要独立工作,互不影响,所以都是并联的,C不符合题意;
D. 电能表测量的是消耗的电能,即家用电器的总功,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大.
在安装电路时,要把电能表接在干路上,保险丝应接在火线上(一根足够);控制开关应串联在干路.
8.户外遇到雷雨天气时,以下做法正确的是( )
A.躲在大树下避雨 B.冒雨在运动场上踢球
C.不使用手机通话 D.撑着金属杆的雨伞在户外行走
【答案】C
【解析】【解答】在雷雨天气,云层会对地放电,一些高大的建筑物、树木会成为雷电与地间回路的一部分,易被雷电击中;平地上的人、伞等也易被雷电击中。在雷雨天气时尽量不要使用手机、收音机等,因为雷电发生时会产生较强的电场,容易在这些电子设备上形成感应电流,也会产生较大的危害。
【分析】安全用电的一些基本常识:在雷雨天气时尽量不要使用手机、收音机;雷雨天气,一些高大的建筑物、树木会成为雷电与地间回路的一部分,易被雷电击中;平地上的人、伞等也易被雷电击中。
9.白炽灯灯丝断了以后,再搭上继续使用时,有以下几种说法,其中错误的是:
A.加在灯丝两端的电压不变 B.通过灯丝的电流变大
C.灯泡的实际功率增大 D.灯泡的电阻增大
【答案】D
【解析】答案D
白炽灯灯丝断了以后,再搭上继续使用时,横截面积变大,则电阻变小,通过灯丝的电流变大,加在灯丝两端的电压不变,则灯泡的实际功率增大,选D
10.以下说法错误的是( )
A.(图甲)将试电笔笔尖与火线(220V)接触,手抵金属帽,氖管发光,若笔内电阻为一百万欧姆,尽管其余电阻未知,也可以判断出流经人体的电流不会超过2.2×10﹣4A
B.设人体电阻约为104Ω,当人的两手分别接触一节干电池(1.5V)两极时,流经人体的电流约为1.5×10﹣4A,人体没有危险
C.(图乙)是固定在墙壁上的三孔插座,其中“①”孔应与火线相连;(图丙)为用电器的三脚插头,若不小心将“①”脚折断丢失,用电器仍能工作
D.(图丁)在正常情况下电流经“火线→电灯→零线”处处相等,若某人不小心触碰到火线裸露处,导致I1>I2,当“漏电保护器”检测到“两线”电流不等时会自动切断线路
【答案】C
【解析】【解答】已知家庭额定电压为220V,电阻为1.0×106Ω,流经人体的电流
=2.2×10﹣4A,故选项A正确,不符合题意;当通过人体的电流接近30mA时就会有生命危险.流经人体的电流约为1.5×10﹣4A,人体没有危险.故选项B正确,不符合题意;因三孔插座的孔①接地线,孔②接火线,孔③接零线.三脚插头的①号脚与用电器外壳相连,当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头的①号脚与三孔插座的①号相连,即:使金属外壳与大地相连通,这样若金属外壳的用电器外壳万一带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生,故选项C错误,不符合题意;如果站在地上的人不小心接触了火线,电流经过人体流入大地,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用;故选项D正确,符合题意.
【分析】利用欧姆定律I=求得流经人体的电流.
金属外壳的用电器使用三线插头,外壳万一带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生.
站在地上的人不小心接触了火线,电流经过人体流入大地,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用.
二、填空题
11.有一款静电式空气净化器,空气进入净化器静电箱内被电离,使PM2.5颗粒带电,然后被静电箱的带电极吸附,这是利用了 ,来实现对室内空气净化的.家庭电路中各用电器之间的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)
【答案】异种电荷相互吸引;并联
【解析】【解答】空气净化器作用时,当空气进入净化器静电箱内被电离,使PM2.5颗粒带电,然后被静电箱的带电极吸附,这是利用了异种电荷相互吸引的原理,来实现对室内空气净化的;家庭电路中用电器之间互不影响,独立工作,所以各用电器之间的连接方式是并联。
故答案为: 异种电荷相互吸引 ; 并联 .
【分析】电荷间的相互作用是:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
所有家用电器和插座都是并联的;而开关则要与它所控制的用电器串联.
12.我国家庭电路的电压为 Ⅴ。家庭电路中电灯与电视机同时工作时两端的电压 (选填“相等”或“不相等”)。当试电笔检测正常家庭电路的电线时氛管发光,说明试电笔接触的是 (选填“火线”或“零线”)。
【答案】220;相等;火线
【解析】【解答】我国家庭电路的电压为220V;
家庭电路中电灯与电视机是并联的,根据并联电路的电压规律可知,家庭电路中电灯与电视机同时工作时两端的电压相等;
当试电笔检测正常家庭电路的电线时氛管发光,说明试电笔接触的是火线。
【分析】家庭电路中电灯与电视机是并联的,正常工作时,电压相等,都为220V;
若试电笔的氖管发光,说明接触的是火线,若氖管不发光,说明接触的是零线。
13.家庭电路中的电灯、电视机、电风扇等电器都是 联在电路中的,小红家11月底电能表读数为2718.7kW h,12月底电能表读数如图所示,那么12月份他家消耗了 kW h的电能.
【答案】并;100
【解析】【解答】(1)家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器的连接方式是并联的;
(2)如图所示,电能表的读数为:2818.7kW h,则消耗的电能:W=2818.7kW h﹣2718.7kW h=100kW h
【分析】家庭电路中,各家用电器之间是并联的。电能表的读数方法:①月末的减去月初的示数;②最后一位是小数;③单位kW h。
14.在家庭电路中,电灯与插座都是 联的,开关串接在 (选填“火线”“零线”或“地线”)和用电器之间;若新增加功率较大的电器,要安装供电的插座,在粗细相同的备用导线中,应选用 (选填“铝”、“铁”、“铜”)芯导线,因为在通过相同电流时,相同时间内该导线发热较 。
【答案】并;火线;铜;小
【解析】【解答】 解:在家庭电路中,电灯与插座都是并联的,开关串接在火线和用电器之间;若新增加功率较大的电器,要安装供电的插座,在粗细相同的备用导线中,应选用铜芯导线,在其它条件相同,铜的电阻小,因为在通过相同电流时,相同时间内该导线发热较小。
故答案为:并;火线;铜;小。【分析】 家庭电路中的电灯和插座是并联的;
开关串联在火线和用电器之间;
根据焦耳定律,在其它条件相同时,导体的电阻越小,产生的热量越小。
15.家里面控制电灯的开关应当和电灯 联,教室里的电灯之间应当 联。
【答案】串;并
【解析】【解答】家庭电路中,各用电器之间是并联的,控制电灯的开关与电灯间是串联的.教室里的电灯之间是并联的,这样它们在工作时才会互不影响;控制电灯的开关和电灯是串联的,这样才能实现对电灯的有效控制.
故答案为:串;并.
【分析】家庭电路中各用电器是并联的,开关应与所控制的用电器串联.
16.如图所示,这是一种显示汽车油箱油量的装置图,其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片,定值电阻在电路中的作用是 。图中油量表实质上是一个 改装的。当油箱中的油面下降时,油量表的读数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】保护电路;电流表;变小
【解析】【解答】第1空:保护电路 ,分析:定值电阻可防止滑动变阻器阻值过小时电路电流过大,起到保护电路的作用。
第2空:电流表, 分析:油量表串联在电路中,通过检测电流大小反映油量,实质是电流表改装的。
第3空:变小, 分析:油面下降时,滑动变阻器接入电阻变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知电流变小,故油量表读数变小。
综上答案:第1空:保护电路;第2空:电流表;第3空:变小。
【分析】本题核心考查动态电路分析与电表改装,涉及以下知识点:
定值电阻的保护作用:防止电路中电流过大损坏元件;
电表改装:串联在电路中检测电流的是电流表,并联的是电压表;
欧姆定律的应用:,总电阻变化会导致电流变化,进而反映物理量(油量)的变化。
常见易错点:忽略定值电阻的保护功能,误判其作用;
混淆电流表和电压表的改装逻辑,错判油量表类型;
分析滑动变阻器阻值变化时,误判滑片移动方向对电阻的影响,导致电流变化判断错误。
解题关键:明确电路结构(滑动变阻器与定值电阻串联),结合油面变化分析滑片移动方向,进而推导电阻、电流的变化逻辑。
17.家庭电路中各用电器是 的(选填“串联”或“并联”)。某用电器上标有“220V
100W”字样,通电10小时,耗电 千瓦时,该用电器的温度会升高,这是通过 的方式改变其内能的。
【答案】并联;1;做功
【解析】【解答】家庭电路中各用电器可以单独工作,所以它们是并联的。
用电器消耗的电能
该用电器的温度会升高,这是因为电流做功,将电能转化为内能,所以这是通过做功的方式改变其内能的。
【分析】家庭电路中的电压为220v,用电器与开关是串联关系,所有的用电器都是并联关系;做功可以改变物体的内能,外界对物体做功物体的内能增加,物体对外界做功物体的内能减小;求解电流做功,利用公式W=Pt求解即可,P是用电器的功率, t是用电器工作的时间。
18.综合问答﹣﹣学农中的物理:
小雨到学农基地实践时的几个场景如下,请你从中挑选一个,用所学的物理知识进行解释:
A.插入水中的吸管,水中的部分看起来向上弯折;
B.用锋利的水果刀很容易切开西瓜;
C.用电热水壶烧水,溢出的水流进底座,导致房间的总开关跳闸了.
解释场景 : ,所以会有这个现象.
【答案】A;水中吸管反射的光,从水射向空气时发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看到吸管变浅的虚像
【解析】【解答】解:A:水中吸管反射的光,从水射向空气时发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看到吸管变浅的虚像,水中的部分看起来向上弯折.
B:用锋利的水果刀切瓜时,瓜的受力面积较小,在压力一定的情况下,瓜受到的压强较大,容易切开西瓜;
C:水流入底座使电路发生短路,导致电路的电阻很小,而家庭电路两端电压一定,造成电路中电流过大,故总开关跳闸.
故答案为:A:水中吸管反射的光,从水射向空气时发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线看到吸管变浅的虚像.
【分析】先通过题目的描述,确定所涉及到的物理知识,再根据物理知识对描述的现象进行合理的解释.
三、计算题
19.某学校电能表的额定电流是25 A,学校里已经装了40W电灯50盏,60W电灯20盏,想要再装些电灯,至多可以再装多少盏40W的电灯?
【答案】解:某学校电能表的额定电流是25 A,它所能接的用电器的总功率P表=220V25 A=5500W
学校里已经装的灯泡的总功率是P灯=40W50+60W20=3200W
还可以装的灯泡的功率是P= P表- P灯=5500W-3200w=2300W
可以再装40W的电灯的数目是n===57.5
答:至多可以再装57盏40W的电灯.
【解析】【分析】1、核心公式:P=UI,用这个公式可以算出电路能承受的最大总功率。
2、总功率相加:把所有已装电器的功率加起来,算出已用的总功率。
3、剩余功率算数量:用最大总功率减去已用功率,再除以新灯的功率,得到可加装的灯数(结果要取整数)。
4、安全原则:总功率不能超过电路允许的最大值,否则会跳闸或烧坏电路。
20.如图甲为小明家的某品牌电饭锅,图乙是其内部的简化电路图,加热装置由电阻R1与 R2组成,通过控制开关S 、S;实现煮饭和保温功能。表中为电饭锅的部分参数。
额定电压 220 V
频单 50 Hz
煮饭功率 1100 W
保温功率 200 W
(1)该电饭锅部分外壳由金属组成,它应当使用 (选填“两”或“三”)孔插座接入电路;
(2)电阻 R2 的阻值是多少?
(3)图丙为小明家电能表的铭牌。某次小明家其他用电器都处于断开状态,只用该电饭锅蒸米饭,正常工作时煮饭用时30 min, 保温用时15 min 。求此过程中电能表指示灯闪烁的次数。
【答案】解:(1)电饭锅为了防止漏电时出现漏电现象,它应当使用三孔插座接入电路。
(2)由图得,开关S、S1均闭合,电路为R1的简单电路,电路电阻较小,由得,电路电功率较大,为煮饭挡,
R1的电阻为;
开关S闭合、S1断开, R1、R2串联,电路电阻较大,由得,电路电功率较小,为保温档,
电路总电阻为;
电阻 R2 的阻值是;
(3)由得,电饭锅消耗的电能
此过程中电能表指示灯闪烁的次数为
【解析】【分析】(1)三孔插座的中孔与地线相连,可以防止外壳漏电发生触电事故;
(2)由图得,开关S、S1均闭合,电路为R1的简单电路,电路电阻较小,由得,电路电功率较大,为煮饭挡,根据计算R1的阻值;
开关S闭合、S1断开, R1、R2串联,电路电阻较大,由得,电路电功率较小,为保温档,根据计算总电阻,根据计算R2的阻值。
(3)根据W=Pt分别计算车高温档和低温档消耗的电能,然后相加即可。
四、作图题
21.如图所示的家庭电路中,吊灯L1和L2由开关S控制,墙上有一个固定插座.请用笔画线代替导线将电路连接完整.
【答案】解:由于家庭电路中的各个用电器是并联连接,所以此电路中的两盏日光灯L1和L2并联,开关接在干路上同时控制两盏灯泡,
两孔插座:左孔接零线;右孔接火线.三孔插座:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线.电路图如下图所示:
【解析】【分析】(1)先确定各用电器的连接方式,然后确定开关的接线方式,最后根据家庭电路的正确连接方法完成电路.(2)两孔插座的接法:左孔接零线;右孔接火线.三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线.
22.按照要求作图:
(1)画出图甲中光从水中射入空气中折射光线的大致方向,并标出折射角γ;
(2)图乙中磁性黑板擦吸附在竖直黑板上,画出黑板擦在竖直方向受到的力;
(3)图丙中利用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l;
(4)图丁中已经正确连接好了部分电路,将其余部分连接完整。
【答案】(1)解:如图所示;
(2)解:如图所示;
(3)解:如图所示;
(4)解:如图所示;
【解析】【解答】(1)光从水中射入空气中,先画好法线,折射光远离法线偏折,如图所示:
(2)磁性黑板擦吸附在竖直黑板上,受重力和竖直向上的摩擦力,如图所示:
(3)根据杠杆平衡条件,最小力对应最大力臂,连接支点和最远端即为最大力臂,过最远端作力臂的重线,再判断力的方向,如图所示:
(4)开孔插座接线原则是左孔零线,右孔火线,上孔接地线,开关控制灯的接线原则是开关接火线,灯接零线,如图所示:
【分析】(1)当光发生折射时,根据光的折射规律,结合入射角和折射角的大小关系作图即可。
(2)作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作摩擦力的示意图,力的作用点在两物体的接触面上,方向与物体的运动方向相反,用字母f表示。
(3)动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点;
(4)家庭电路中,开关要连在火线上,保险丝和空气开关要连在火线上,三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线,用电器的金属外壳要接地线,可以防止表面带电而引发触电事故。
23.如图所示,请把电饭锅的三条线,按照安全用电的原则,对应连到插头上。
【答案】解:如图所示:
【解析】【分析】有保险丝和开关的一股接火线,外壳相连的一股接地线,剩余一股接零线.
五、实验探究题
24.小明家的智能床头灯可以自动打开和调节亮度,好奇的他打算制作一个智能床头灯的模拟电路,来探究灯泡亮度和功率的关系。
实验器材:学生电源(电压为6V),电压表,电流表,导线若干,开关,额定电压为2.5V的小灯泡,已知阻值的定值电阻若干,滑动变阻器三只:R1(10Ω 0.5A),R2(20Ω 0.5A),R3(50Ω 0.5A)。
(1)小明连接好如图甲的电路后,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,发现小灯泡亮度随电功率变大而变亮,同时小明画出小灯泡中电流随其两端电压变化关系的图像,如图乙,他选择的滑动变阻器是 ;
(2)小灯泡的额定功率为 W;
(3)电流表在使用过程中坏掉了,为了测量小灯泡的额定电功率,小明选取了一个阻值合适的定值电阻R0(阻值已知),并设计了如图丙所示的电路进行实验,步骤如下:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片使电压表示数为2.5V;
②再将S2拨到触点1, ,读出电压表示数为U;
③小灯泡额定电功率P额= (用测量量和已知量表示)。
【答案】(1)R2
(2)0.625
(3)保持滑动变阻器的滑片位置不变;
【解析】【解答】 解:(1)由图乙可知,灯泡正常发光时,电压为2.5V时,电流为0.25A,则此时滑动变阻器阻值为
为方便调节,变阻器最大阻值也不能太大,所以选择的滑动变阻器是R2。
(2)由图乙可知,灯泡正常发光时,电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
(3)①闭合开关S1,将S2拨到触点2,灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测灯泡电压,移动滑片使电压表示数为2.5V,则灯泡正常发光;
②再将S2拨到触点1,保持滑动变阻器的滑片位置不变,连接方式不变,电压表改测灯泡和R0总电压,读出电压表示数为U,根据串联电压规律,R0电压为U-2.5V;
③灯泡的额定电流为,则小灯泡额定电功率为。
故答案为:(1)R2;(2)0.625;
(3)保持滑动变阻器的滑片位置不变; 。
【分析】 (1)由图乙可知灯泡正常发光时的电流,根据串联电路的规律及欧姆定律得出此时滑动变阻器阻值,结合变阻器操作的方便性分析;
(2)由图乙可知灯泡正常发光时电流,由P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
25.实验室里,测量时间的常用工具是 :如图甲所示,量筒中石头的体积是 cm3;正确使用试电笔是图乙中的 图(选填“A”或“B”);如图丙所示,闭合电路中的导线ab迅速向左运动,灵敏电流表的指针发生偏转,这是 现象.
【答案】秒表;10;A;电磁感应
【解析】【解答】解:(1)实验室里,测量时间的常用工具是秒表;(2)读图可知,量程的分度值为2mL,量筒中石头的体积为:V2﹣V1=30cm3﹣20cm3=10cm3;(3)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故图A中的使用方法正确;(4)如图所示,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在导体中会产生感应电流,这是电磁感应现象.
故答案为:秒表;10;A;电磁感应.
【分析】(1)物理实验室中,用秒表来测量时间;(2)读取量筒示数时,要看清量程、分度值,视线要与凹液面的底部相平,用两次的示数之差得出石块的体积;(3)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体;(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,在导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象.
26.小明同学为了探究家庭电路中保险丝熔断的原因,做了如下实验。他用若干“12V 0.5A”的灯泡作为用电器,12V的铅蓄电池代替家庭照明电路的电源,电源的正极代替火线。在正极与用电器之间接入一段保险丝,在负极与用电器之间接入一块电流表(如图所示)。
(1)由于人体的安全电压大小是不高于 ,小明实验时用的电源只有12V,所以可确保实验的安全性。
(2)小明依次在电路中接入几个小灯泡,当接入两个小灯泡时,灯泡可以正常地工作,此时电流表的示数为 A;当他再接入一个小灯泡时,发现保险丝熔断,此时电路中的电流变成0,该实验可以验证保险丝熔断原因是 。
(3)小明只让一个小灯泡工作,在C、D两点间接入一段导线,他发现保险丝会马上熔断,此时保险丝熔断的原因是 。
【答案】(1)36V
(2)1;用电器总功率过大
(3)电路发生短路
【解析】【解答】探究家庭电路中保险丝熔断的原因时,
(1)人体的安全电压不高于36V,实验用的12V电压,对人体安全;
(2)图中,灯泡并联,电源电压等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,对应的电流为0.5A,两个灯泡并联时,电流表在干路上, 测量两支路电流之和,示数为0.5A+0.5A=1A;再并联一个灯泡,干路电流变大,此时保险丝熔断,是电流过大,用电器的总功率过大;
(3)图中,当在CD间连接导线时,电流通过导线,不经过灯泡,灯泡短路,电路中电流过大,造成保险丝熔断。
【分析】(1)人体的安全电压不高于36V;
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;用电器的总功率过大时,总电流过大;
(3)导线和用电器并联,用电器短路,电路中电流过大,保险丝熔断。
27.电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱,然而电动车带来的安全问题也很严重。2023年4月15日起,《电动自行车安全技术规范》开始实施。小明和学习小组同学展开了:“安全的电动车”的学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
(1)了解电动车上的安全措施。
(2)设计安装车库充电插座。
【项目实施】
(1)了解“刹车系统”。电动自行车刹车时,电动机必须断电。因此,人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2,S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时,开关S1或S2断开,电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是 ;
(2)了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容:
①额定电压:36V;②“电池容量10A·h”;③电能转化为机械能的效率η=75%。电动车工作过程中最多能输出的机械能为 J。若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供,则需要燃烧汽油 kg(已知汽油的热值为4.5×106 J/kg)。
(3)优化充电系统。电动自行车电池不能长时间充电,为了电动自行车的充电安全,小组设计了如图甲所示的定时充电器。用定时器控制充电时间,当定时器中有电流通过时,充电就会被断开。针对该充电器的设计方案,下面说法正确的是 ;
A.定时器与充电器串联
B.充电时定时器在电路中相当于一根导线
C.停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D.如果在b处安装一个开关S,断开此开关则停止充电
【项目拓展】
(4)①经查阅资料,小组发现近年电动车在楼道内充电造成火灾事故频发。很多小区已经禁止电动车进入楼内。小明想在自家的小车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小明想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座,应安装在 (填“ab”、“ac”或“bc”)之间。
②小明认为蓄电池一次充满电后最大行驶的路程与车的负重有关,负重越大,最大行驶的路程越小,小明作出猜想的理由是 。
【答案】B;9.72×105;0.72;C;ac;见解析
【解析】【解答】探究电动车安全使用时,
(1)任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两个开关、电动机以及S应串联接在电路中,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)“蓄电池”储存的电能为:E=UIt=36V×10×3600A·s=1.296×106J
最多能输出的机械能为:E机=Eη=1.296×106J×75%=9.72×105J
汽油完全燃烧放出的热量为
计算需要燃烧汽油的质量为
(3)A.由电路图可知,定时器与充电器并联,故A错误;
B.充电时定时器中不能有电流通过,所以定时器在电路中相当断路,故B错误;
C.当定时器中有电流通过时,充电就会被断开,将充电器短路,使充电器不能工作,故C正确;
D.如果在b处安装一个开关S,断开此开关,由于定时器与充电器并联,则充电器仍然连入电路,故充电器不会停止充电,故D错误。
故选C。
(4)插座按照左零右火接线,故右边接在c处,因为开关只控制灯泡,故左边接在a处,应安装在ac之间。蓄电池一次充满电后的能量一定,所做总功一定,负重越大,所受的阻力越大,最大行驶的路程越小;由于W=Fs,所以,影响车子运动时受到的阻力会影响电动车充满电后的最大行驶路程。
【分析】(1)根据各开关共同控制用电器分析,开关串联连接;
(2)根据E=UIt,计算总电能,根据W=ηE,计算机械能,根据热机效率,计算热机的总能量,根据,计算燃料的质量;
(3)定时器工作时,有电流通过,短路后,没有电流;
(4)根据电路的电路工作要求,在干路连接开关,控制所有用电器;压力越大, 阻力越大,根据W=Fs,计算距离的大小。
六、综合题
28.
(1)如图所示的甲、乙两表的示数:甲表示数为 A;乙表示数为 V。
(2)如图所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件。请你用笔画线来代替导线,将它们正确地接入电路中。
【答案】(1)0.3A;1.4V
(2)
【解析】【解答】(1)由图甲知道,该电流表所选的量程是0~0.6A,每一小格是0.02A,根据指针的位置,电压表示数是0.3A。
由图乙知道,电压表所选的量程是0~15V,每一小格是0.5V,根据指针的位置,电压表示数是1.4V。
(2)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全;三孔插座的接法,上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线,连接如下图
【分析】(1)结合电表的路程、分度值读数。
(2)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
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