参考答案
1. D 【解析】由于是串联L1亮一些,则L1的电阻比L2的大,又由于它们的额定电压相同,则L1的额定功率小于L2的额定功率,两灯并联时L2亮些。故选项D正确。
2. A 【解析】电能表可以直接测量消耗的电能,而消耗了多少电能就说明电流通过用电器做了多少功。所以说电能表可以测量电流通过用电器所做的功。
3. B
4. C 【解析】由P=UI=可得,两灯泡的电阻R1===6 Ω,R2===24 Ω。两灯泡串联在电压为12 V的电源上,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数:I===0.4 A;两灯泡的实际功率分别为P1′=I2R1=(0.4 A)2×6 Ω=0.96 W,P2′=I2R2=(0.4 A)2×24 Ω=3.84 W;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,L2实际功率较大,L2更亮些。两灯泡的额定电压不相等,额定功率相等,由P=UI的变形式I=可知,两灯泡的额定电流不相等,因两灯泡正常发光时的电流和额定电流相等,所以,两灯泡不可能同时正常发光。
5. A 【解析】小灯泡额定电压为2.5 V和允许通过的最大电流为0.4 A,都在电压表、电流表的小量程范围内。
6. C
7. A 【解析】在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表串联在电路中测电源的电压,示数为6 V,即电压表有明显示数,故选项A正确;在a、b两点间接入一个电流表时,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流,故选项B错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,若灯泡正常发光时,串联电阻两端的电压:U串=U-UL=6 V-3 V=3 V,因串联电路中各处的电流相等,串联电阻的阻值:R串====6 Ω≠R=20 Ω,因此小灯泡不能正常发光,故选项C错误;在a、b两点间接入一个10 Ω的电阻时,电路消耗的电功率:P===1.2 W,故选项D错误。
8. D 【解析】由P=,可得电热器两端电压为U===200 V,通过电热器的电流为I===5 A。
9. D 【解析】由图知:温度计上10 ℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1 ℃,即此温度计的分度值为1 ℃;“40”在“30”的上方,液柱最高处在两者之间,所以显示的温度高于0 ℃,为37 ℃;实验中,用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同;两杯中水的质量相同,根据Δt=可知,吸收相同的热量,两杯水升高的温度相同;根据题图2可知,甲杯的水加热2 min与乙杯的水加热3 min升高的温度相同,根据Q=cmΔt可知,两杯水的质量相同,所以吸收的热量相同。
10. A 【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。灯泡正常发光时的电压为2.5 V,功率为1.25 W,由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流为I===0.5A。当电路中的电流为0.5 A时,滑动变阻器电阻最小,分得电压最小,串联电路总电压等于各分电压之和,此时电压表的示数U滑=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,故电压表的示数变化范围为2~3 V;2 V<3 V,没有超出电压表的量程,灯泡两端的电压可以达到2.5 V,串联电路中各处的电流相等,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为R滑 min===4 Ω;当电压表的示数为3 V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡两端的电压UL′=U-U滑max=4.5 V-3 V=1.5 V,灯泡的电阻:RL===5 Ω,电路中的最小电流:I min===0.3 A,电路中电流变化的范围是0.3~0.5 A;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑max===10 Ω,滑动变阻器阻值变化的范围是4~10 Ω。
11. 0.6 0.9 1080 1.8 【解析】两电阻并联,A1测通过R1的电流,A2测总电流,电压表测各支路两端的电压,也是电源电压。A1的示数I1===0.6 A;通过R2的电流I2===0.3 A,A2的示数I=I1+I2=0.6 A+0.3A=0.9 A;5 min电流通过R1所做的功W=UI1t=6 V×0.6 A×300 s=1 080 J;R2的电功率P2=UI2=6 V×0.3 A=1.8 W。
12. 乙 5∶3 【解析】由R=可知,乙的电阻小,乙的横截面积大,所以乙的钨丝较粗。由W=Pt=I2Rt,所以在串联电路中,W甲∶W乙=R甲∶R乙=∶=5∶3。
13. 7×106 2.52×1013 【解析】已知P=350000 kW,t=10 h,由P=可得,W=Pt=2×350000 kW×10 h=7×106 kW·h=7×106×3.6×106 J=2.52×1013 J。
14. 1.75 2.25 【解析】当灯泡L1、L2并联起来时,电路中的电源电压只能取灯泡L2的额定电压3 V。由P=可得,灯泡L1的电阻R1===4 Ω,灯泡L2的电阻R2===3 Ω,由I=可得,R1中的电流:I1′===0.75 A,R2中的电流:I2′===1 A,则并联电路的总电流I=I1′+I2′=0.75 A+1 A=1.75 A,此时L1消耗的电功率P1实===2.25 W。
15. (1)液面高度 (2)电阻 (3)电流 (4)控制变量法
【解析】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转化法;(2)题图甲,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,探究电流产生热量跟电阻的关系;(3)题图乙装置中一个5 Ω的电阻与两个5 Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5 Ω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,瓶内的电阻值都是5 Ω,阻值相等,通电时间相等,电流不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电流的关系;(4)实验中采用的是控制变量法。
16. (1)不可行 无法实现小灯泡两端的电压等于额定电压 (2)60 (3)如图所示。
(4)将滑动变阻器的滑片向左移动 小灯泡断路 (5)0.5
【解析】(1)一节蓄电池的电压为2 V,而灯泡的额定电压为2.5 V,去掉滑动变阻器无法使灯泡两端的电压达到灯泡的额定电压,所以小伟的实验方案不可行。(2)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I===0.25 A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑===14 Ω>10 Ω,故选最大阻值是60 Ω的滑动变阻器。(3)灯泡的额定电压为2.5 V,则电压表的量程为0~3 V且与灯泡并联,滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡相连。(4)电压表和电流表都有示数说明电路通路且灯泡没有短路,灯泡不亮的原因是实际功率太小,下一步的操作是:将滑动变阻器的滑片向左移动;灯泡突然熄灭,电流表的示数突然变得无示数,电压表的示数是6 V,说明电压表并联部分断路,故障可能是小灯泡断路。(5)由图像可知,灯泡两端的电压UL=2.5 V时,通过的电流IL=0.2 A,则灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
17. 解:(1)将A、B并联接在6 V电源两端,两灯泡两端的电压均为6 V,由图甲可知,通过两灯泡的电流分别为IA=1.0 A,IB=0.5 A,干路上的电流I=IA+IB=1.0 A+0.5 A=1.5 A。
(2)将A、B串联接在某电源两端,要B灯恰好正常发光,UB=6 V,由图像可知,电路中的电流I′=IB=0.5A,此时A灯泡两端的电压UA′=2 V,由I=可得,此时A灯电阻RA==4 Ω。
(3)将A与一个滑动变阻器串联接在6 V电源两端时,因滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍,由P=UI,I滑=IA′可知,U滑=2UA′,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=U滑+UA′=2UA′+UA′=3UA′=6 V,解得UA′=2 V,U滑=2UA′=2×2 V=4 V,由图像可知,此时电路中的电流IA′=0.5 A,则滑动变阻器的功率P滑=U滑IA′=4 V×0.5 A=2 W。
18. 解:(1)根据P=UI可得豆浆机在额定电压下打浆时通过电动机的电流I电机==≈0.82 A。
(2)豆浆机吸收的热量Q吸=c豆浆m豆浆(t2-t1)=4.0×103 J∕(kg·℃)×(0.1+1.4) kg×(100 ℃-20 ℃)=4.8×105J,由P=可得,电流通过电热器做的功W=P电热器t=1000 W×9×60 s=5.4×105 J,电热器的加热效率η=×100%=×100%≈88.9%。
(3)根据W=Pt,W实=W可得Pt1=P实t2,=;由P=可得,==;化简可得U实==U=0.95×220 V=209 V。
19. 解:(1)由电路图知,只闭合开关S1时,只有R1连入电路,由欧姆定律可得电源电压:U=IAR1=0.9A×10 Ω=9 V。
(2)由电路图知,开关S1、S2、S3都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因为并联电路支路间互不影响,所以通过R1的电流不变,则R2通过的电流:I2=IA′-IA=1.5 A-0.9 A=0.6 A,且U=U1=U2=9V,在10 s内R2产生的热量:Q2=W2=UI2t=9 V×0.6 A×10 s=54 J。
沪科版物理九年级全册第十六章《电流做功与电功率》
检测卷(一)
时间:90分钟 满分:100分
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. 将额定电压相同的两个灯泡L1,L2串联后接入电路中,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A. L1的电阻可能比L2的小 B. L1的额定功率可能比L2的大
C. 若将两灯并联接入电路中,L1更亮 D. 两灯正常工作时L1要暗一些
2. 电能表可以直接测量( )
A. 电流通过用电器所做的功 B. 电路两端的电压
C. 电路中的电流 D. 用电器消耗的电功率
3. 甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220-25”、“PZ220-100”,关于这两个灯泡的描述正确的是( )
A. 甲灯的灯丝粗,电阻大 B. 甲灯的灯丝细,电阻大
C. 乙灯的灯丝细,电阻小 D. 乙灯的灯丝粗,电阻大
4. 如图所示,灯泡L1“6 V 6 W”和L2“12 V 6 W”(灯泡电阻保持不变)串联在电压为12 V的电源上,闭合开关S,两灯都能发光,下列说法正确的是( )
A. L1更亮些
B. 电流表的示数为0.5 A
C. L1的实际功率为0.96 W
D. 当电源电压换为18 V时,两盏灯将同时正常工作
5. 在测定小灯泡额定电功率的实验中,若小灯泡额定电压为2.5 V,允许通过的最大电流为0.4 A,电源是4节干电池串联成的电池组。另配有0~0.6 A、0~3 A两量程的电流表一个,0~3 V、0~15 V两量程的电压表一个,最大阻值为20 Ω的滑动变阻器等。则在这个实验中电流表、电压表的量程分别应选用的量程是( )
A. 电流表选0~0.6 A,电压表选0~3 V
B. 电流表选0~0.6 A,电压表选0~15 V
C. 电流表选0~3 A,电压表选0~3 V
D. 电流表选0~3 A,电压表选0~15 V
6. 电源电压3 V保持不变,把标有“3 V 3 W”的灯L1和标有“3 V 1.5 W”的灯L2按如图的方式连接,当开关S闭合后,下列说法中正确的是( )
A. 灯L1消耗的实际功率是3 W
B. 灯L2消耗的实际功率是1.5 W
C. 两灯消耗的总功率是1 W
D. 电压表的示数与电源电压之比是1∶2
第6题 第7题
7. 如图所示,电源电压为6 V,定值电阻R=20 Ω,在S闭合的情况下,下列说法正确的是( )
A. 在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表有明显示数
B. 不能在a、b两点间接入一个电流表
C. 在a、b两点间接入一个“3 V 0.5 A”的小灯泡,小灯泡能正常发光
D. 在a、b两点间接入一个10 Ω的电阻,电路消耗的电功率为2 W
8. 有一阻值为40 Ω的电热器,工作时实际功率为1000 W,则通过该电热器的电流和电热器两端的电压分别是( )
A. 10 A 100 V B. 2 A 200 V
C. 5 A 100 V D. 5 A 200 V
9. 如图1所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水,用不同加热器加热,忽略散热,得到如图2所示的水温与加热时间的图线,则( )
图1 图2
A. 乙中温度计示数为32 ℃
B. 加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多
D. 甲杯的水加热2 min与乙杯的水加热3 min吸收的热量相同
10. 如图所示,电源电压为4.5 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变阻器规格为“10 Ω 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6 A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10 Ω
③电压表示数变化范围是0~3 V
④电流表示数变化范围是0.3~0.5 A.
A. 只有②、④正确 B. 只有②、③正确
C. 只有①、④正确 D. 只有①、③正确
二、填空题(每空2分,共20分)
11. 如图所示的电路中,R1=10 Ω、R2=20 Ω,开关闭合后,电压表示数为6 V,则A1的示数是
A,A2的示数是 A。5 min电流通过R1所做的功是 J;R2的电功率是 W。?
12. 甲灯标有“220 V 60 W”、乙灯标有“220 V 100 W”字样,如果两灯泡钨丝长短一样,则钨丝较粗的是 灯,如果将两灯串联在220 V的电源上,使用相同时间,甲、乙两灯消耗的电能之比是 。?
13. 湖北省襄阳市将在襄州区伙牌镇建造规模为2台35万千瓦热电机组。投入使用后预计10 h可发电 kW·h,等于 J。?
14. 灯泡L1,L2分别标有“4 V 4 W”和“3 V 3 W”的字样,将他们并联连接起来使用,干路中允许的最大电流为 A,此时L1消耗的电功率为 W。?
三、实验探究题(第15题8分,第16题12分,共20分)
15. 圆圆同学在探究“电流通过导体产生热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。
甲 乙
(1)实验中通过观察两个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)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
越大,电阻产生的热量越多;?
(4)该实验采取的探究方法是 。?
16. 实验室电源电压为6 V,要测量小灯泡的额定功率,小伟选择一个额定电压为2.5 V,电阻大约为10 Ω左右的小灯泡,小强画出了电路图(图甲)。
甲 乙 丙
(1)小伟看到电路图后提出一个建议:简化实验,去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗?为什么?
(2)若按照小强设计的电路图进行实验,实验室里有最大阻值是10 Ω和60 Ω的滑动变阻器,你认为应该选择最大阻值为 Ω的滑动变阻器;?
(3)将图乙中的滑动变阻器和电压表(选用合适的量程)接入电路;
(4)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,小灯泡不亮,但电压表和电流表都有示数,按照图乙的电路连接图判断,要让灯泡发光,你的操作是: 。调整电路正常后开始实验,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表的示数突然变得无示数,电压表的示数是6 V,你判断故障可能是: ;?
(5)为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系,做了多次实验,并根据实验数据绘出了小灯泡的U-I图像(如图丙所示)。请根据图像信息计算出小灯泡的额定功率是 W。?
四、计算题(第16题9分,第17题10分,第18题11分,共30分)
17. 有两只灯泡,A灯“6 V 6 W”,B灯“6 V 3 W”。A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。
(1)将A、B并联接在6 V电源两端,求干路上的电流;
(2)将A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,求此时A灯电阻;
(3)将A与一个滑动变阻器(20 Ω 2 A)串联接在6 V电源两端,如图乙所示。调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时,求滑动变阻器的功率。
18. 家用豆浆机的外形如图甲所示,其机头主要由一个电热器(电热丝)R和一个电动机M带动的打浆器构成,内部电路简化图如图乙所示。制作豆浆的过程是加热,后打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的,某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表。
甲 乙
额定电压
220 V
额定频率
50 Hz
电热器额定功率
1 000 W
电动机额定功率
180 W
净重
2.4 kg
(1)豆浆机在额定电压下打浆,通过电动机的电流是多少?
(2)小明同学想测算该豆浆机的加热效率,他把100 g大豆和1.4 kg清水放入豆浆机中,测出其初温为20 ℃,当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾,测其温度为100 ℃。请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量?豆浆机的加热效率是多少?[c豆=4.0×103J/(kg·℃)]
(3)小明同学晚上使用该豆浆机,在与第(2)问条件相同情况下,发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟,豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变,求晚上的实际电压值。已知≈0.95。
19. 如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10 Ω,滑动变阻器R3标有“20 Ω 0.5 A”字样。只闭合开关S1,电流表的示数为0.9 A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5 A。
求:(1)电源电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2在10 s内产生的热量;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围。