2019学年度第一学期九年级科学单元测试卷
(范围:第6章电能)
考生须知:
1.全卷共8页,有四个大题33小题。满分为120分,考试时间为120分钟。
2.请将姓名、班级分别填写在答题卷的规定位置上。
3.答题时,把试题卷黑色字迹钢笔或签字笔书写,答案必须按照题号顺序填在答题卷上,做在试题卷上或超出答题区域书写的答案无效。
试题卷Ⅰ
一、选择题(本大题共20小题,每小题3分,共60分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、多选、错选均不给分)
1.(2018?惠山区二模)如图所示,用来研究通电导线在磁场中受到力的作用的实验装置是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,图中“×”表示磁感线的方向垂直纸面向里,当导体AB向左运动时,(AB与金属导线接触处都能通电),小磁针(黑色表示N极)( )
A.不转动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.无法判断
3.(2018?海淀区二模)中国科技馆“挑战与未来”展厅有一件展品叫“太阳能热塔式发电系统”,本件展品由集热塔和排列在其周围四面“定日镜”组成,在每面镜子的上方都有一盏750W的照明灯。当观众按动镜子前方的启动按钮时,照明灯会亮起模拟太阳发光,通过转动“定日镜”将模拟的太阳光反射至塔顶的集热器位置,通过收集热能发电,塔内的LED灯会亮起,如图所示。这种发电系统是通过收集太阳能推动热机工作,再由热机图带动发电机工作来发电的。关于“太阳能热塔式发电系统”,下列说法中正确的是( )
A.该发电系统中的热机是利用机械能工作的
B.该发电系统中的发电机是利用电能工作的
C.该发电系统中的热机将机械能转化为内能
D.该发电系统中的发电机将机械能转化为电能
4.(2018?三明模拟)如图所示装置,两密闭容器中分别装有5Ω和10Ω电阻丝,且与U形管相连,小明利用它做实验。他将两电阻丝串联后接入电路后,观察比较两U形管中液面高度差的情况,小明此时是在探究电流产生的热量Q与( )
A.通电电流I的关系
B.总电压U的关系
C.通电时间t的关系
D.导体电阻R的关系
5.(2017秋?房山区期末)下列用电器工作时,将电能全部转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电视机 D.洗衣机
6.下表为一台电烤箱铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝,下列选项错误的是( )
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50Hz
A.电烤箱在高温档正常工作10min所消耗的电能是6.6×105J B.电路中R1的阻值为44Ω
C.电路中R2的阻值为60Ω D.电烤箱在低温档正常工作时,电路中R1消耗的电功率是176W
7.(2012春?武昌区期末)低碳生活处处可为,小枫在学校和家里采用了下列节约用电的方法,你觉得不可行的是( )
A.夏天空调的温度保持在17℃,冬天空调的温度保持在27℃
B.将一个40W的灯泡换成同样亮度8W的节能灯
C.家用电器不用时要彻底关闭电源,即拔去电源插头
D.冰箱放置地要选择在室内温度最低,空气流通,不受阳光直射的地方
8.(2018?西城区一模)将两个定值电阻接在同一电路中,如果它们两端的电压相等,则下列判断正确的是( )
A.这两个电阻的阻值一定相等 B.通过这两个电阻的电流一定相等
C.若两个电阻并联,相同时间电流通过它们做功一定相等
D.若两个电阻串联,相同时间电流通过它们做功一定相等
9.(2017秋?海淀区期末)如图所示,电源两端电压不变,R1:R2=2:1.先闭合开关 S1,经过60s再闭合开关S2,再经过30s断开开关 S1、S2.在这90s中电流通过电阻R1做功W1与电流通过电阻R2做功W2之比为( )
A.3:4 B.4:3 C.3:2 D.1:1
10.(2017秋?南京期末)两只电水壶,甲标有“220V,1000W”乙标有“220V,1500W”,甲水壶装水1000g,乙水壶装水1500g,两水壶正常工作10 分钟,各自把水烧开。若此过程中电流通过甲水壶做功记为W甲,通过乙水壶做功记为W乙.则( )
A.W甲≥W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.W甲=1.5W乙
11.(2018?柳州二模)小明同学在家中拍到一张电能表照片,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500 W
B.电能表的标定电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316 kW?h
D.拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6 J
12.(2016秋?兴化市期末)在“比较两个灯泡的亮暗”活动中,同学们设计了如图所示的电路。现在利用此电路探究电流做功与哪些因素有关。下列有关说法中正确的是( )
A.两个灯泡的电阻必须相等
B.将两个灯泡串联只是控制了电流相等
C.此电路可以研究电功与电压的关系
D.滑动变阻器只起到保护电路的作用
13.(2018?马鞍山二模)图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
14.(2018春?丹徒区校级月考)有甲、乙两台电暖器,甲的额定功率为1200W,乙的额定功率为800W.下列说法正确的是( )
A.甲消耗的电能一定比乙多 B.正常工作时,甲消耗电能比乙快
C.电流通过甲做的功一定比乙多 D.电流通过甲和乙做功一样快
15.(2018?滨州一模)把“220V 800W”的电炉丝改装后接在110V的电路上,欲使改装后的实际功率仍为800W,下列改装方案中,行之有效的做法是( )
A.截取原电热丝长度的二分之一接入电路 B.将两根相同规格电热丝串联接入电路
C.将两根相同规格电热丝并联接入电路 D.将原电热丝对折后,并联接入电路
16.(2018?丰台区一模)标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与电压为4V的电源相连,灯泡仍能发光,此时灯泡消耗的功率为( )
A.3W B.1.3W C.10W D.1.6W
17.(2018?潮南区模拟)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是25W
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
18.(2018?罗庄区模拟)如图所示电路,电源电压恒为U=8V,小灯泡上标有“6V,4W”字样,电阻R2=30Ω,闭合电键后,若滑动变阻器R1的滑臂P在离b端1/4处时,小灯泡的实际功率为1W.不考虑电阻随温度的变化,为了使滑臂P左、右移动时,灯泡两端电压不超过额定电压,变阻器R1阻值(有电流部分)的变化范围是( )
A.0﹣40Ω B.3.3Ω﹣40Ω C.7.5Ω﹣30Ω D.10Ω﹣30Ω
19.(2018?武汉模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R.若只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2;若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表A1的示数为0.4A.已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω.以下说法错误的是( )
A.R1的电阻为2Ω B.电源电压为6V
C.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W
D.只闭合开关S1时,电路消耗的最大功率为7.2 W
20.(2018?无锡模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.电源电压为14V
B.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最小值为12W
D.滑片从b滑到a点时,R2的电功率增大16W
试题卷Ⅱ
二、简答题(本大题共7小题,每空2分,共28分)
21.(2018?南岗区一模)为了安全用电,家中电冰箱的金属外壳在使用时一定要 ;有一台冰箱铭牌上标有“220V 150W”字样,测得其一天消耗的电能为1.2kW?h.假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能,估算该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为 。
22.(2018?江城区一模)如图甲所示电路,电源两端电压U不变,R1是定值电阻且阻值为10Ω,R2是滑动变阻器,当开关S闭合后,通过滑动变阻器的电流与其两端电压的关系如图乙所示,求:滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为 Ω,当滑动变阻器的滑片处于最左端时,电路消耗的电功率是 W,在1分钟消耗的电能是多少 J
22题图 23题图
23.(2018?开封二模)如图所示是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压和通过的电流后得到的U﹣I关系图线。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω;小灯泡L的阻值会随其两端电压的升高而逐渐变 ,将电阻R和小灯泡L串联接在电压为4.5V的电源两端,电路的总功率 W。
24.(2018?长春模拟)如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,电路的最大总功率是 W,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
24题图 25题图
25.(2018?庆云县模拟)将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1:R2=2:3.通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为 。
26.(2018?眉山二模)如图所示的电路,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表示数从2V变到4V,电流表的示数变化了0.2A,则电阻R1为 Ω,R1变化的功率为 W。
27.(2018?全椒县一模)某品牌手机锂电池上面标明电压为4.2V,容量为3600mA?h,他充满电后存储的电能,可供手机待机72h,则手机的待机功率为 W。
三.实验探究题(本大题共3小题,每空1分,共18分)
28.(2018?越秀区二模)图1是测量小灯泡电功率的实验电路图(小灯泡额定电压2.5V)。
(1)按电路图在图2中连接实物图(电压表选用0~3V量程)
(2)正确连接电路后,闭合开关,电压表、电流表的示数如图3所示,小灯泡的两端电压是 V,通过小灯泡的电流为 A,此时,观察不到小灯泡发光,原因是 。
(3)继续实验,测得通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图4所示,由图象可知
①当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻 ,小灯泡的实际功率 。(以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
②小灯泡的额定功率为 W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,还可以探究的实验是 。(仅需写一种实验)
29.(2018?三台县三模)热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小明同学用图甲所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系。已知M为控温器,电源电压恒为12V,R为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器)。
(1)热敏电阻和电阻箱是 (选填“并联”或“串联”)的。
(2)当控温器中液体温度为80℃,电阻箱阻值为100Ω时,电流表的示数为0.1A,则该温度下热敏电阻的阻值为 Ω,此时热敏电阻消耗的电功率为 W。
(3)依次改变控温器中的液体温度,同时改变电阻箱的阻值,使电流表的示数始终保持在0.1A.通过计算得到相关数据记录如表。从表中可以看出,在一定温度范围内,该热敏电阻的阻值随温度的升高而 。
温度t/℃
70
60
50
40
30
20
10
…
电阻RT/Ω
22
28
35
44
56
73
94
…
(4)在科技创新活动中,小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(如图乙所示).它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。若电压表的读数会随温度的升高而增大,则应在图乙中 两端接入一个电压表。
A.a、b B.b、c C.a、c。
30.(2018?铁西区模拟)在测量“小灯泡的电功率的实验中小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间。所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V),开关各一个,滑动变阻器(“5Ω 2A”、“20Ω 1A“)两个,导线若干。
(1)如图甲所示是没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线将实物图补充完整。
(2)根据分析,你认为实验中应选用的滑动变阻器的规格为 。
(3)闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,则小灯的额定功率为 W。
(4)实验结束后,小惠整理实验器材时,发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热,这是因为根据焦耳定律可知,电流和通电时间相等的条件下, 。
(5)小丽做这个实验时,没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小惠的相同,也测出了小灯泡的额定功率,她设计了如图丙所示电路图,请你帮她完成实验步骤:
①按图连接电路;
②只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为0.3A;
③滑片P位置不变, ,记下电流表示数为I;则小灯泡的额定功率的表达式:P额= 。(用题中已知量和测得量的字母表示,其中电源电压用U表示)。
四.解答题(本大题共3小题,第31小题4分,第32、33小题 5分,共14分)
31.(2018?南平模拟)如图所示,电源电压恒为18V,灯泡L标有“10V 5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,当只闭合S和S1,把滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到2R0时,定值电阻R0的电功率减小了1W,(灯泡的电阻不变)求:
(1)灯泡L正常发光时通过的电流。
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率。
(3)只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,电阻R0消耗的最小电功率。
32.(2018?乌拉特前旗校级模拟)科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S(不计继电器线圈的电阻)。
(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高到25℃,求电热器的加热效率?
(2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压U是多少?
(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应
(填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。为什么?
33.(2018?邹城市校级模拟)山东滕州微山湖湿地红荷旅游风景区是华东地区面积最大、生态保存最原始、湿地景观最佳和中国最大的荷花观赏地区,国家AAAA级景区。为方便游客,景区开设电动观光车,有关技术参数如表。
空车质量
1200kg
电动机额定功率
3kW
满载乘员
10人
电动机工作时
额定电压
60V
满载时轮胎与
地接触面积
4×250cm3
最大车速
18km/h
电池充电容量
220V 100Ah
平路续驶里程
≤180km
根据技术参数和具体要求,求解下列问题:(g 取10N/kg)
(1)用图2甲中的专用插线板给电动环保车充电,请在图2乙中画出插线板内部开关和两插座的连线,并接入家庭电路,要求:①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断;②开关接通时两插座都能提供220V电压。
(2)电动机以额定功率行驶时的电流是多少?
(3)经检测电动环保车以额定功率匀速行驶时,受到的阻力与质量的关系如图3所示,若电动环保车满载时,每个乘员大约60kg,求车在行驶过程中对地面的压强和受到的阻力。
(4)电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%,若该车充满一次电,满载时以额定功率匀速行驶,则充电一次最多可连续行驶多长的路程?
(5)电动汽车上的音箱的基本结构可以简化成如图4所示的电路,其中R1代表机体电阻,R2为音量控制电阻,R2的最大电阻为800Ω,R3为扬声器的等效电阻,阻值为4Ω,电源电压为6V,问:
①当滑片P滑到a端时,通过电源的电流为0.015A,此时电路中的总电阻为多少?机体电阻R1的电阻是多少?
②当滑片P滑到什么位置时,扬声器音量最大?扬声器的功率是多少?
2019学年度第一学期九年级科学单元测试卷答案
(范围:第6章电能)
考生须知:
1.全卷共8页,有四个大题33小题。满分为120分,考试时间为120分钟。
2.请将姓名、班级分别填写在答题卷的规定位置上。
3.答题时,把试题卷黑色字迹钢笔或签字笔书写,答案必须按照题号顺序填在答题卷上,做在试题卷上或超出答题区域书写的答案无效。
试题卷Ⅰ
一、选择题(本大题共20小题,每小题3分,共60分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、多选、错选均不给分)
1.【解答】解:A.导体与电流表相连,在闭合回路中当导体棒在磁场中运动时,电流表中会产生电流,探究的是电磁感应,故A不符合题意;
B.当开关闭合时,放在磁场中的导体会在磁场力的作用下运动起来,探究的是磁场对电流作用力,故B符合题意;
C.当将导体棒放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明通电直导体周围存在磁场,故C不符合题意;
D.这是发电机的原理模型图,当线圈转动时,产生感应电流,说明电磁感应现象,故D不符合题意。
【答案】B。
2.【解答】解:当导体AB向左运动时,根据右手定则可知,感应电流的方向由A到B;则通过螺线管中的电流方向C到D,根据安培定侧可知,螺线管的左侧为N极、右侧为S极;因为异名磁极相互吸引,所以小磁针会顺时针转动,只有B正确。
【答案】B。
3.【解答】解:AC、热机在工作时,内能转化为机械能;故AC错误;
BD、发电机的原理是电磁感应现象,其能量转化形式是机械能转化为电能,故B错误,D正确。
【答案】D。
4.【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流和通电时间相同,电阻是不同的,故探究的是Q与电阻的关系。
【答案】D。
5.【解答】解:
A、电风扇是把电能转化为机械能和内能,故A错误;
B、电水壶是把电能全部转化为内能,故B正确;
C、电视机工作时,电能主要转化为声能、光能和内能,故C错误;
D、洗衣机电能转化为机械能,故D错误。
【答案】B。
6.【解答】解:(1)根据表中数据可知,高温档电烤箱的功率为1100W,则电烤箱在高温档正常工作10min所消耗的电能:W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J,故A正确;
(2)当两开关均闭合时,电路为R1的基本电路,由P=可知,电路处于高温档,则R1===44Ω,故B正确;
当S1闭合,S2断开时,电路为R1、R2的串联电路,由P=可知,电路处于低温档,则R===110Ω;
故R2=110Ω﹣44Ω=66Ω,故C错误;
(3)电烤箱在低温档正常工作时,电路中的电流:I===2A;
则电路中R1消耗的电功率:P1=I2R1=(2A)2×44Ω=176W,故D正确。
【答案】C。
7.【解答】解:A、夏天空调的温度保持在27℃,冬天空调的温度保持在23℃,故A错误;符合题意;
B、将一个40W的灯泡换成同样亮度8W的节能灯,可以节约能源,故B正确;不符合题意;
C、家用电器不用时要彻底关闭电源,即拔去电源插头,故C正确;不符合题意;
D、冰箱放置地要选择在室内温度最低,空气流通,不受阳光直射的地方,可以较少压缩机的工作次数,故D正确,不符合题意。
【答案】A。
8.【解答】解:
将两个定值电阻接在同一电路中,如果它们两端的电压相等,其连接方式可能是并联(阻值可能相同,也可能不同),也可能是串联(两电阻阻值相同)。
A、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同,故A错;
B、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同;若阻值不同,则通过的电流不相同,故B错;
C、当两电阻连接方式是并联时,阻值可能相同,也可能不同;若阻值不同,则通过的电流不相同,由W=UIt可知,相同时间电流通过它们做功不相等,故C错;
D、若两个电阻串联,两电阻阻值相同,通过的电流相同,由W=UIt=I2Rt可知,相同时间电流通过它们做功一定相等,故D正确。
【答案】D。
9.【解答】解:先闭合开关 S1,为R1的简单电路,
90s中电流通过电阻R1做功W1=t1=×90s;
经过60s再闭合开关S2,R1、R2并联,其两端电压相同,
由题意可知,30s中电阻R2做功W2=t2=×30s,
则===。
【答案】C。
10.【解答】解:
由题知,甲乙两电水壶的额定功率分别为1000W和1500W,则正常工作功率P甲<P乙,
两水壶正常工作10 分钟,即通电时间相等,由W=Pt可知电流通过乙做功多,即W甲<W乙。
【答案】B。
11.【解答】解:电能表的额定功率为P=UI=220V×5A=1100W;所以A不正确;
“5A”这个电能表的标定电流为5A,所以B正确;
拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6kW?h,所以C、D不正确。
【答案】B。
12.【解答】解:A、在如图所示的电路中,两灯泡串联,可以控制电流相同,此时要保持它们两端的电压不同,应选用两只不同电阻的灯泡,故A错误;
B、将两个灯泡串联不只是控制了电流相等,同时还可以控制通电时间相同,故B错误;
C、电路中,两灯泡串联,可以控制电流和通电时间相同,根据公式W=UIt可知,此时选用两只不同电阻的灯泡,则灯泡两端的电压不同,此电路可以研究电功与电压的关系,故C正确;
D、滑动变阻器在电路中不只起到保护电路的作用,还可以调节电路中的电流,故D错误。
【答案】C。
13.【解答】解:
由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流。
若电源提供的电流恒定为I总,
AB、根据并联电路特点可知:
U=U0=I0R0=(I总﹣I)R0=﹣IR0+I总R0,
其中I总、R0为定值,由U=﹣R0I+I总R0,可知U与I的图象为一次函数,且﹣R0<0,故AB错误;
CD、由电功率的计算公式:
电路消耗总功率:P=UI总=(I总﹣I)R0×I总=﹣I总R0I+I总2R0,
其中I总、R0为定值,由P=﹣I总R0I+I总2R0,可知P与I的图象为一次函数,﹣I总R0<0,且I不能为0,P不会为0,故D正确,C错误。
【答案】D。
14.【解答】解:
AC、不知道两只电暖器的工作时间,所以无法比较它们做功的多少和消耗电能的多少,故AC错误;
BD、电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为1200W,乙的额定功率为800W,正常工作时,实际功率等于额定功率,所以甲的功率大于乙的功率,说明正常工作时,电暖器甲消耗电能比乙快,故B正确,D错误。
【答案】B。
15.【解答】解:A.截取原电热丝长度的二分之一接在110V电路中时,电阻阻值变为原来的,由P=可知,电炉的功率变为原来的,故A不符合题意;
B.将两根相同规格电热丝串联接入电接在110V电路中时,电阻阻值变为原来的2倍,由P=可知,电炉的功率变为原来的,故B不符合题意。
C.将两根相同规格电热丝并联接入电路中时,电阻阻值变为原来的,由P=可知,电炉的功率变为原来的,故C不符合题意;
D.将电炉丝对折起来接在110V电路中时,电阻变为原来的,由P=可知,能保持电功率不变,故D符合题意。
【答案】D。
16.【解答】解:小灯泡与电压为4V的电源相连时,灯泡两端的电压为4V,
由图象可知,通过灯泡的电流为0.4A,
此时灯泡消耗的功率P=UI=4V×0.4A=1.6W。
【答案】D。
17.【解答】解:A、甲灯的额定功率是25W,但实际电压改变时,其实际功率也随之变化,不一定总是25W,故A说法不对。
B、当两灯都正常发光时,它们的实际功率都等于各自的额定功率,分别为25W和100W,但由于不清楚各自的工作时间,故无法确定谁消耗的电能多。故B错误。
C、已知两灯的额定电压和额定功率,根据P=可得,甲乙两灯的正常工作的电阻。
R甲===1936Ω;
R乙===484Ω。
通过上面计算知,甲灯正常工作时的电阻大。故C正确。
D、乙灯接在110V的电路中,消耗的功率是P实际===25W.故D错误。
【答案】C。
18.【解答】解:(1)由灯泡铭牌“6V 4W”知灯泡额定电压与额定功率分别为U额=6V,P额=4W,灯泡电阻RL===9Ω;
(2)灯泡实际功率PL=1W时,由P=知:灯泡两端电压UL===3V,电路电流I===A,并联电路两端的电压U并=U﹣UL=8V﹣3V=5V,由题意知,滑动变阻器接入电路的阻值R1=R滑,由欧姆定律得:R并===15Ω,由并联电路的特点知:=+,即=+,解得:R滑=40Ω;
(3)当灯泡正常发光时电路电流I′===A,并联电压U′并=U﹣U额=8V﹣6V=2V,I2===A,
I1=I′﹣I1=A﹣A=A,R′1==≈3.3Ω。
(4)变阻器R1阻值的变化范围是3.3Ω~40Ω。
【答案】B。
19.【解答】解:只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,等效电路图如图甲所示;只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移至B端时,等效电路图如图乙所示;
开关都闭合,滑动变阻器的滑片P置于B端时的等效电路图如图丙所示;
(1)图甲和图乙中,
因电阻R2的阻值一定,且U2:U2′=3:1,
所以,由I=可得:
===,
因U1:U1′=1:2,
所以,==×,即=×,
解得:R3=5R1,
因电源电压一定时,则电流与总电阻成反比,
所以,===,
解得:R1=R2=×3Ω=2Ω,R3=5R1=5×2Ω=10Ω,故A正确;
图乙中,电源的电压:
U=I′(R1+R2+R3)=0.4A×(2Ω+3Ω+10Ω)=6V,故B正确;
(2)图丙中,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,各支路的电流分别为:
I1===3A,I2===2A,I3===0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路的最小总功率:
I′=I1+I2+I3=3A+2A+0.6A=5.6A,
电路消耗的最小总功率:
P小=UIA1=6V×5.6A=33.6W,故C错误;
(3)只闭合开关S1,滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总功率最大,如图甲所示,
则电路消耗的最大功率:
P大===7.2W,故D正确。
【答案】C。
20.【解答】解:由图甲知,R、R1、R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流。
(1)滑片P从b点滑到a点的过程中,R1连入阻值变小,电路中总电阻变小,
由I=可知,电路中电流变大,R2两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,
综上可知,图乙中,dc段表示V1的示数随电流表示数的变化的图线,ec段表示V2的示数随电流表示数变化的图线,故B错误;
(2)当滑片位于b点时,接入电路中的电阻较大,电路中的电流较小,电路的总功率较小,R2的功率最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=1A,R1两端的电压U1=12V,R2两端的电压U2=2V,
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=U1+U2+IR=12V+2V+1A×R,
当滑片位于a点时,接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,R2的功率较大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=3A,R1两端的电压U1′=6V,R2两端的电压U2′=6V,
则电源的电压:
U=U1′+U2′+I大R=6V+6V+3A×R,
因电源的电压不变,
所以,2V+12V+1A×R=6V+6V+3A×R,
解得:R=1Ω,
电源的电压U=U1+U2+IR=2V+12V+1A×1Ω=15V,故A错误;
电路消耗的总功率最小值:
P小=UI小=15V×1A=15W,故C错误;
滑片从b滑到a点时,R2电功率的增大值:
△P2=P2′﹣P2=U2′I大﹣U2I小=6V×3A﹣2V×1A=16W,故D正确。
【答案】D。
试题卷Ⅱ
二、简答题(本大题共7小题,每空2分,共28分)
21.【解答】解:(1)金属外壳的用电器的外壳一定要接地,可以避免金属外壳用电器漏电时发生触电事故;
(2)电冰箱正常工作时的功率P=150W=0.15kW,电冰箱一天消耗的电能W=1.2kW?h,
由P=可得,电冰箱压缩机在一天内工作的总时间:
t===8h。
【答案】接地;8h。
22.【解答】解:由图可知,当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R2与电阻R1串联,电压表测R2两端的电压,此时电路中的电流最小;
由乙图可知,U2=6V,I最小=0.1A,
由I=可得,变阻器R2接入电路的最大阻值:
R2===60Ω;
由串联电路特点和欧姆定律可得,电源的电压:
U=I最小R1+U2=0.1A×R1+6V,
当滑片位于最左端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知I最大=0.7A,
由I=可得,电源的电压:
U=I最大R1=0.7A×R1;
电源的电压不变,所以:0.7A×R1=0.1A×R1+6V,
解得:R1=10Ω,
则电源电压:U=0.7A×R1=0.7A×10Ω=7V;
当滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω时,电路消耗的总功率最大,
此时电路消耗的电功率:P=UI最大=7V×0.7A=4.9W;
由P=可得,在1分钟消耗的电能:
W=Pt=4.9W×60s=294J。
【答案】60;4.9;294。
23.【解答】解:
(1)由图象可知,当定值电阻R两端的电压UR=2.5V,对应的电流IR=0.5A,
由I=可得:R===5Ω;
(2)由图象可知,灯泡L两端的电压为0.5V、2V、3V时,通过的电流依次为0.2A、0.5A、0.6A,
由R=可得,灯泡的电阻依次为2.5Ω、4Ω、5Ω,
所以,小灯泡L的阻值会随其两端电压的升高而逐渐变大;
(3)将电阻R和小灯泡L串联接在电压为4.5V的电源两端,
因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,由图象可知,当电路中的电流I=0.5A,UR=2.5V,UL=2V时符合,
则电路的总功率P=UI=4.5V×0.5A=2.25W。
【答案】5;变大;2.25。
24.【解答】解:
(1)由电路图可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,
由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,
则电路的最大总功率:P=UI大=16V×1.6A=25.6W;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,由串联分压原理可知,变阻器两端的电压最大(即电压表的示数最大),此时电路中的电流最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I小=0.2A,变阻器R两端的电压UR=14V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R滑大===70Ω。
【答案】25.6;70。
25.【解答】解:由图知,两电阻丝串联,所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等,根据公式Q=I2Rt,则产生的热量之比等于电阻之比2:3。
故答案为:2:3。
26.【解答】解:探究“电流与电压的关系”时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
因实验过程中R1的阻值不变,且电压表示数从2V到4V,
所以,由I=可得,电压表示数的变化量:
△U=U1′﹣U1=I′R1﹣IR1=(I′﹣I)R1=△I?R1,
则电阻R1的阻值:
R1===10Ω;
由P=UI=可得,R1变化的功率:
△P1=P1′﹣P1=﹣=﹣=1.2W。
【答案】10;1.2。
27.【解答】解:手机锂电池储存的电能:
W=UIt=4.2V×3600×10﹣3A×3600s=54432J,
手机的待机功率:
P===0.21W。
【答案】0.21。
三.实验探究题(本大题共3小题,每空1分,共18分)
28.【解答】解:(1)根据实验要求,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表选择小的量程,连接电路;连接电路如图所示:
(2)电压表量程是3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是0.35V,
电流表的量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.08A;
灯泡的实际功率P=UI=0.35V×0.08A=0.028W,观察不到小灯泡发光,原因是小灯泡的实际功率太小;
(3)①由图知,此时灯的温度升高,因灯的电阻随温度的升高而变大,故灯的电阻增大;
通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI,小灯泡的实际功率增大;
②由图象知,在额定电压下,通过灯泡的电流为I=0.2A,所以灯泡的额定功率为:
P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)此实验中,若将小灯泡换成定值电阻,还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系。
【答案】(1)如上图;(2)0.35;0.08;小灯泡的实际功率太小;(3)①增大;增大;②0.5;(4)探究电阻一定时,电流与电压的关系。
29.【解答】解:(1)由图因为温控器中导线和电阻串联;
(2)由I=得:电阻箱两端的电压:U1=IR1=0.1A×100Ω=10V;
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,因为电阻箱和热敏电阻串联,该温度下热敏电阻的阻值:
R===20Ω;
功率P=I2R=(0.1A)2×20Ω=0.2W;
(3)从表格数据中可以直接得出,热敏电阻的阻值随温度的增加而减小;
(4)因为热敏电阻随温度的升高而减小,而电压表的读数随温度的升高而增大,因此电压表应该并联在定值电阻两端,即选A。
【答案】(1)串联;(2)20;0.2;(3)减小;(4)A。
30.【解答】解:(1)灯泡额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,根据U=IR.则灯泡额定电压在3V~4.5V间,电压表应选0~15V量程,电压表与灯泡并联,电路图如图1所示:
(2)电路电流为灯泡额定电流0.3A时,由U=IR可知,灯泡两端电压约为3V~4.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压:
U滑=U﹣U灯,故滑动变阻器两端电压约为1.5V~3V,由R=可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值约为5Ω~10Ω,则滑动变阻器应选择“20Ω 1A”;
(3)电压表量程是0~15V,由图乙可知,电压表分度值是0.5V,电压表示数是4V,灯泡额定功率:
P=UI=4V×0.3A=1.2W;
(4)根据根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相等的条件下,电阻越大,产生的热量越多。
(5)①按图连接电路;
②首先,只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为0.3A,此时灯泡正常发光;
③再闭合开关S2,不移动滑片P位置,记下电流表示数为I;
由欧姆定律,则此时滑动变阻器的阻值:
R滑=,在②中,变阻器与灯串联,由欧姆定律,变阻器的电压:
U滑=I额R滑=0.3A×,根据串联电路电压的规律,灯泡的额定电压:
U额=U﹣U滑=U﹣0.3A×,则灯泡的额定功率:
P额=U额I额=(U﹣0.3A×)×0.3A。
【答案】(1)见上图;(2)“20Ω 1A”;(3)1.2;(4)电阻越大,电流 产生的热量越多
(5)③再闭合开关S2; (U﹣0.3A×)×0.3A。
四.解答题(本大题共3小题,第31小题4分,第32、33小题 5分,共14分)
31.【解答】解:(1)灯泡L标有“10V 5W”字样,表示灯的额定电压为10V,额定功率为5W,根据P=UI灯的额定电流:
IL===0.5A,
(2)由欧姆定律,灯泡正常发光时的电阻:
RL===20Ω;
只闭合S和S2,P置于中点位置时,L与R串联
变阻器连入的电阻:
R=×200Ω=100Ω,
电路中的电流:
由电阻的串联和欧姆定律,电路中的电流:
I===0.15 A,
灯泡的实际功率:
PL=I2RL=(0.15 A)2×20Ω=0.45 W;
(3)由已知条件,当只闭合S和S1时,R0与R串联,把滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到2R0时,定值电阻R0的电功率减小了1W,
变阻器连入电阻R0与定值电阻串联时,根据分压原理和串联电路的规律,定值电阻的电压为:
U1=×18V=9V,
变阻器连入电阻2R0与定值电阻串联时,根据分压原理和串联电路的规律,定值电阻的电压为:
U1=×18V=6V,
根据定值电阻R0的电功率减小了1W,由P=有:
﹣=△P,即﹣=0.1W,故R0=45Ω;
要使R0电功率最小,变阻器连入电路中的电阻要尽量大,同时要保证电压表安全,当R=200Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律,变阻器的电压:
U滑=I小R滑大=×R滑大=×18V≈14.7V<15V,电压表全,故R0的最小电压为:
U0小=U﹣U滑=18V﹣14.7V=3.3V,
电阻R0消耗的最小电功率:
P小===0.24W。
【答案】(1)灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A。
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率为 0.45W。
(3)只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,电阻R0消耗的最小电功率为0.24W。
32.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(25℃﹣20℃)=2.1×106J;
电热器消耗的电能W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J,
电热器的加热效率η=×100%=×100%=87.5%;
(2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为:Rt=80Ω,
因为串联电路的总阻值等于各电阻之和,所以电路中的总电阻:R总=Rt+R1=80Ω+280Ω=360Ω,
衔铁受到3N的吸引力,由图象丙可知,控制电路中电流为:I=100mA=0.1A,
由欧姆定律得,电源电压:U=IR总=0.1A×360Ω=36V;
(3)将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,即将启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由I=可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。
【答案】(1)电热器的加热效率为87.5%;
(2)控制电路中的电源电压U是36V;
(3)增大;温度调高,热敏电阻的阻值将减小,由I=可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。
33.【解答】解:(1)经分析可知,两插座并联,开关位于干路,两孔插座的接线方法是“左零右火”,三空插座的接线方法是“左零右火上接地”,连接电路如下图:
(2)由表格数据可知,电动机以额定功率行驶时的功率P=3kW=3000W,电压U=60V,
由P=UI可得,电动机以额定功率行驶时的电流:
I===50A;
(3)电动环保车满载时的总质量:
m总=nm人+m车=10×60kg+1200kg=1800kg,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,车在行驶过程中对地面的压强:
p=====1.8×105Pa,
由图3可知,此时车受到的阻力为1800N;
(4)由表格数据可知,电池的充电电压为220V,容量为100Ah,
则该车充满一次电储存的电能:
W电=UIt=220V×100A×3600s=7.92×107J,
由η=×100%可得,牵引力做的功:
W=W电η=7.92×107J×80%=6.336×107J,
因电动车匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力F′=f=1800N,
由W=Fs可得,电动车行驶的最大路程:
s===3.52×104m=35.2km;
(5)①当滑片P滑到a端时,R1与R2的最大阻值并联,
由I=可得,此时电路中的总电阻:
R===400Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,=+,即=+,
解得:R1=800Ω;
②由图知,当滑片P滑到b端时,R1、R3与R2的最大阻值并联,此时R3(扬声器的等效电阻)两端电压最大,通过R3的电流最大,扬声器的音量最大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,扬声器的功率:
P3===9W。
【答案】(1)如上图所示;
(2)电动机以额定功率行驶时的电流是50A;
(3)车在行驶过程中对地面的压强为1.8×105Pa,受到的阻力为1800N;
(4)充电一次最多可连续行驶35.2km;
(5)①电路中的总电阻为400Ω,机体电阻R1的电阻是800Ω;
②当滑片P滑到b位置时,扬声器音量最大,扬声器的功率是9W。