2018-2019学年重庆市渝中区巴蜀中学九年级(下)入学物理试卷(2月份)
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,12小题,共36分)
1.(3分)以下说法最符合事实的是( )
A.家用空调的功率约为100W
B.测电笔中的电阻约为1MQ
C.对人体的安全电压不高于220V
D.教室一只日光灯正常工作的电流约为1A
2.(3分)关于家庭电路的安全用电,下列说法正确的是( )
A.保险丝熔断后,可以用铜丝替代
B.不能用湿布擦拭与电源连通的用电器
C.灯座的螺旋套应该接火线
D.有金属外壳的家用电器,金属外壳不接地
3.(3分)如图为实验室电流表的内部结构图,许多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈同时与一根指针和一只弹簧相连,当给线圈通电时,线圈转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小,下列与此工作原理相同的电器设备是( )
A.电铃 B.电磁铁 C.电动机 D.发电机
4.(3分)餐巾纸摩擦过的塑料吸管放在支架上,吸管能在水平面自由转动,如图所示,手持带负电的橡胶棒,靠近吸管A端,A端会远离橡胶棒。实验中( )
A.与吸管摩擦的餐巾纸不带电
B.吸管带正电
C.摩擦时,吸管得到电子
D.吸管不带电
5.(3分)两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中,以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A.两灯亮度不同 B.两灯两端的电压相等
C.通过两灯的电流相等 D.通过两灯的电流不相等
6.(3分)如图是一些研究电现象和磁现象的实验。下列关于这些实验的叙述正确的是( )
A..图1中小磁针被铁棒吸引,说明铁棒本身具有磁性
B.图2中小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场中
C..图3中条形磁铁静止时A端总是指向北方,说明A端是条形磁铁的南极
D..图4中铁钉B吸引的大头针比A多,说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
7.(3分)在如图甲所示的电路中,R为定值电阻,ab是粗细均匀、长为L的一根电阻丝,滑片P与ab接触良好并可自由滑动,且Rab=R0,当闭合开关S后,电压表的示数U随滑片P离a点的距离x变化的规律能用图乙中哪个图象描述(电源两极间电压变),
A. B.
C. D.
8.(3分)家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备,家庭电路漏电时,通过火线与零线的电流不相等,漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内,未画出)检测到这一差异后,便切断电源,起到保护作用。漏电保护器中还有实验电路,由一只开关S与电阻R组成,闭合开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中( )
A.电压表V1的示数不变,电路的消耗总功率变大
B.电压表V2的示数变小,电路消耗的总功率变小
C.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
D.电流表A的示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
10.(3分)某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感,在单元楼梯口安装了防盗门,如图所示为单元防盗门门锁的原理图。各家住户都安有一个控制开关S,用来控制门锁,图中只画出了其中一家住户的控制开关。该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S.门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁,衔铁脱离门扣,门可打开,关于该门锁,下列说法中正确的是( )
①闭合开关后,电磁铁的右端为S极
②该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
③闭合开关后,电磁铁的右端为N极
④该单元的各住户控制门锁的开关是并联的
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
11.(3分)如图所示电路,电源电压不变,AB为铅笔芯,开关闭合后,当滑片M在某一位置时,电路的总功率为P,电流表A1,A2的示数分别为I1I2;当滑片M滑到另一位置时,电路的总功率仍为P;电流表A1的示数变为I1′,且I1′=0.5I1,此时电流表A2的示数变为I2′,则( )
A.I2′≥2I2 B.I2′≤2I2 C.I2′>2I2 D.I2′=2I2
12.(3分)在图甲所示的电路中,R1是定值电阻,R2是规格为“20Ω 3A”的滑动变阻器,在电路中正确连接有一个电压表(图中未画出).电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端,当滑片P在最右端b处时,电压表示数如图乙所示;P在中点时,电流表的示数为0.8A,电压表示数如图丙所示(电压表选用的量程与乙图不同).下列说法正确的是( )
A.电压表并联在R2两端
B.电源电压是9 V
C.R1的阻值是6Ω
D.R1消耗的最大功率是28.8W
二、填空题(共10小题,每小题3分,满分30分)
13.(3分)电流通过导体时,通电导体产生的热量,跟导体的 成正比,电流的平方成正比还跟通电时间成正比。这是英国物理学家 通过多次实验研究发现的定律。
14.(3分)有A、B两个带电体,若A与B相互排斥,A与C相互吸引,C与丝绸摩擦过的玻璃棒排斥,那么A一定带 电(选填“正”或“负”),B与C一定能相互 (选填排斥或吸引)
15.(3分)把一个电阻为44Ω的电炉接入电压为220V的电路中,通电10min产生热量 J,连接家庭电路时,要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良,电流通过时产生的热量会更多,容易引起火灾,因为相比接触良好时连接处的电阻 (选填“更大”或“更小”)
16.(3分)标有“6V3W“的小灯泡与10Ω定值电阻串联,当小灯泡正常工作时,通过灯泡的电流为 A,此时定值电阻的功率为 W
17.(3分)小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为37V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为 J该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为 h
18.(3分)学习电与碰的知识后,小同知道了发电机发电是利用了 的(选填“电流的磁效应”或电磁感应现象”)原理。小同用如图所示是实验装置探究产生电流的条件。闭合开关后,铜棒AB.灵敏电流表、开关、导线组成了闭合电路,当小同让铜棒AB (填“上下”或“左右”)运动时,灵敏电流表的指针会发生偏转。
19.(3分)如图所示的电路中,A、B两点均是螺丝口灯的螺旋套上的点,当电路中两开关都断开时,用测电笔分别测试A、B两点,能使测电笔氖管发光的是 点,这种情况下,站在地上的人若用手接触到两点中的 点会造成触电(选填“A”或“B”)。
20.(3分)如图所示,图甲是标有“3.8V 1.2W“的小灯泡L电流随着它的两端电压的变化系图象,将此灯泡接入图乙所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡的实际功率为0.5W,将变阻器滑片P移至变阻器中点,再闭合开关S1后,电流表示数变化了0.16A,则此时变阻器R接入电路的阻值为 Ω;在开关S、S均闭合情况下,合理控制变阻器R的阻值,此时电路消耗的最小总功率为 W.
21.(3分)如图所示电路,电源两端电压恒为8V,定值电阻R1=8Ω,L为标有“6V 3W”的小灯泡,忽略灯丝电阻随温度的变化。滑动变阻器R2的阻值范围是0~20Ω,电流表量程为0~0.6A电压表量程为0~3V,闭合开关S后,要求灯L两端的电压不超过额定电压,且两电表的示数均不超过量程,则滑动变阻器允许接入的最大电阻为 Ω,小灯泡L最大电功率是 W。
22.(3分)如图所示电路,电源电压保持不变,当只闭合开关S1,且滑动变阻器的滑片P位于中点时,电压表的示数为U1,滑动变阻器消耗的电功率为P1;当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,且U2=2U1,电路消耗的总功率为1.2W;当开关S1、S2、S3都闭合,且滑动变阻器滑片P位于右端时,电流表的示数为1A,电阻R1消耗的电功率为P1′,P1′=8P1,则电源电压为 V,滑动变阻器消耗的电功率P1= W。
三、实验与探究题(23题2分,24题4分,25题8分,26题8分,共22分,)
23.(2分)如图所示,根据小磁针静止时N极的指向在括号内分别标出通电螺线管的磁极(用“N”或“S”表示)和电源的正负极(用“+”或“﹣”表示)。
24.(4分)如图所示,为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小丽同学观察大头针,作出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性
猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强
根据小丽的猜想和实验,完成下面填空:
(1)通过观察电磁铁吸引 的不同,来判断它磁性强弱的不同;
(2)通过比较a、b两种情况,可以验证猜想 是正确的;(填字母)
(3)通过比较b和 (选填a、c)两种情况,可以验证猜想B是正确的;
(4)通过比较d中两个电磁铁,可以得出结论:在 相同时,线圈匝数越多磁性越强。
25.(8分)小锋同学在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡正常发光的电压为2.5V,如图甲所示是已连接完整的实验电路。
(1)连接实验电路的过程中开关应 。
(2)闭合开关后缓慢移动滑动变阻器的滑片P同时观察 (选填“电压表或“电流表)示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时其读数为 V若要测得小灯泡正常发光时的电阻滑片P应向 (选填“左或“右”端移动)
(3)另一组的小念同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数变大时,电压表示数却变小,请分析产生这个现象的原因是
(4)电路正常后改变滑片P的位置获得多组对应的电压、电流值绘制了如图丙所示的I﹣U图象。由图象可知小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(保留一位小数)
(5)接着小念换用另一未知电压的新电源和一些定值电阻(替换小灯)利用图甲同样的电路又做了几次实验,保持滑动变阻器滑片在某一位置不变记录了以下数据,有了新的发现:可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表,请你帮她刻出5.0V处标 Ω
次数 1 2 3 4 5
电阻R(Ω) 5 10 15 20
电压U(V) 2.0 3.0 3.6 4.0 5.0
(6)小聃同学在实验中通过调节滑动变阻器,还测出通过同一定值电阻的不同电流值和对应的电压值如下表所示:
U/(V) 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/(A) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
请分析表中的数据,判断当电流为0.6A时对应的电压 V。
26.(8分)小曦同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图(甲)是小曦同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整,
(3)小曦同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是 (写出一种即可),
(4)“小曦同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率时,应将滑片P向端移动(远填A或“),当小灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是 W,此时小灯泡的电阻是 Ω,该实验中滑动变阻器除了保护电路外;还有 作用
(5)小曦利用该电路探究电流跟电阻的关系,她将小灯泡换成多个定值电阻R,持电压表示数始终为如图(丙)所示,多次更换阻值不向的定值电阻R,并记录各次电流表的示数若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω
四、论述与计算题(本题共3个小题,第27题6分,第28题8分,第2题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分)
27.(6分)如图所示的电路中;电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为40Ω.闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P至中点时电流表A1的示数为0.3A;电流表A2的示数为0.9A,灯泡L正常发光,求:
(1)电源电压;
(2)灯泡L的阻值。
28.(8分)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,PTC存在一个人为设定的温度,当它的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小;当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响,RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图丙所示,该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路消耗的总功率1100W。
(1)RT设定温度状态工作时,电路中的电流大小为多少?
(2)RT设定温度状态工作时,工作10min时R0产生的热量为多少?
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为多少?
29.(8分)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化的控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路图如图甲所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入220V的电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间的变化如图乙所示,求:
(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率
(2)电热丝R2的阻值
(3)这30min内电饭锅产生的热量,
2018-2019学年重庆市渝中区巴蜀中学九年级(下)入学物理试卷(2月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,12小题,共36分)
1.【解答】解:A、家用空调的功率约为1000W,100W太小了,不合实际;
B、测电笔中有一高值电阻,其阻值约为1MΩ,符合实际;
C、经验表明,安全电压是不高于36V的电压,不符合实际;
D、教室里一支日光灯正常工作的电流约为0.2A,1A太大了,不合实际;
故选:B。
2.【解答】解:A、组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金,在电流过大时熔断,自动切断电路,起到保护作用;铜导线的熔点很高,当电流过大时,不能熔断起不到保护作用,容易引起火灾,故A错误;
B、用湿布擦拭用电器,因生活用水是导体,容易造成触电事故,因此不能用湿市擦拭与电源连通的用电器,故B正确;
C、根据灯泡的正确接法可知:家用螺口灯的螺旋套应该接在零线上,灯座顶端的弹簧片应该接在火线上,故C错误。
D、有金属外壳的家用电器,金属外壳必须接地,故D错误。
故选:B。
3.【解答】解:通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A、电铃是利用电流的磁效应制成的,与电流表的制成原理无关。故A错误。
B、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关。故B错误。
C、电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。故C正确。
D、发电机是利用电磁感应现象制成的,与电流表的制成原理无关。故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:
(1)把带负电的橡胶棒靠近吸管A端时,吸管A端远离橡胶棒(即被排斥),说明吸管A端与橡胶棒带的是同种电荷,橡胶棒带负电,吸管A端也带负电,故BD错误;
(2)吸管与餐巾纸摩擦,吸管带负电,说明吸管得到了电子,同时餐巾纸失去电子而带正电,故C正确,A错误。
故选:C。
5.【解答】解:A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,只能是实际功率不同,不能说明灯泡的串并联方式,故A错误;
B、并联电路两灯两端的电压一定相等,串联电路当两个灯泡的规格相同时两灯两端的电压也相等,故B错误;
C、串联电路通过两灯的电流一定相等,并联电路当两个灯泡的规格相同时通过两灯的电流也相等,故C错误;
D、通过两灯的电流不相等一定是并联,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:
A、图1中铁棒靠近小磁针,即使铁棒没有磁性,小磁针也会吸引铁棒,不能确定铁棒是否具有磁性,故A错误;
B、图2是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故B正确;
C、磁铁都具有指向性,图2中条形磁铁静止时A端总是指向北方,说明A端是条形磁铁的北极,故C错误;
D、从图可知,铁芯相同、电流相同,只有线圈的匝数不同,说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系的,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电压表测R0和滑片左侧电阻丝两端电压之和,
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,
所以,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I===,即电路中的电流不变,
当滑片位于左端时,电压表测R0两端的电压,其电压表示数不为零,故C错误;
因ab是粗细均匀、长为L的一根电阻丝,滑片P与ab接触良好并可自由滑动,且Rab=R0,
所以,滑片P离a点的距离为x时,接入电路中的电阻R变=R0,
则电压表的示数:
UV=I(R0+R0)=(R0+R0)=(1+)=+x,
所以,电压表的示数U随滑片P离a点的距离x变化的规律是一次增函数,故AD错误、B正确。
故选:B。
8.【解答】解:AB、闭合开关S时,通过虚线框内火线和零线的电流相等,此时无法模拟漏电情形,故AB不正确;
C、闭合开关时,通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流,可以模拟漏电情形,故C正确;
D、闭合开关时,虚线框内火线电流仍然等于零线电流,因为导线将电阻R短路,所以闭合开关不影响电路,故D不正确。
故选:C。
9.【解答】解:
如图电路的等效电路为;
闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;
根据公式I=,可知,电路电流变大,即电流表示数变大;
根据公式U=IR可知,电阻R1两端的电压变大,即V1的示数变大;=R1,所以电压表V1的示数与电流表A的示数之比不变;
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2的示数变小;=R2,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小;
根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大。所以ABD错误,C正确。
故选:C。
10.【解答】解:由图可知,电流由右侧流入,则由右手螺旋定则可知电磁铁的左端为N极,右侧为S极;故①正确,③错误;
因各用户要独立控制门锁,即有一个开关闭合即能打开门锁,故只有并联电路才能完成该功能;若为串联应让各开关均闭合才能控制门锁;故④正确,②错误;
故选:B。
11.【解答】解:由电路图可知,铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联,电流表A1测通过AM部分电阻的电流,电流表A2测通过BM部分电阻的电流,
因滑片M在某一位置和另一位置时,电路的总功率相等,
所以,由P=UI=可知,两种情况下电路的总电阻相等,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻之和,
所以,当滑片位于M点时,电路的总电阻:
R=,
同理可得,滑片M滑到另一位置时,电路中的总电阻:
R=,
则=,即RAMRBM=RAM′RBM′,
因并联电路中各支路两端的电压相等,其电源的电压不变,
所以,由I=可得,
===,即RAM′=2RAM,
代入RAMRBM=RAM′RBM′可得,RBM′=RBM,
电流表A2前后的示数之比:
===,即I2′=2I2。
故选:D。
12.【解答】解:
丙图中,电压表的量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为0.8V,
电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为4V,
当滑片P位于中点时,接入电路中的电阻为10Ω,此时电路中的电流为0.8A,
由I=可得,R2两端的电压:
U2=IR2=0.8A×10Ω=8V,
因R2两端的电压与丙电压表的示数不相等,所以电压表应并联在R1两端,故A错误;
当滑片P在最右端b处时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
因乙、丙两电压表的量程不同,且乙电压表指针的偏角大于丙电压表指针的偏角,
所以乙电压表的量程为0~3V时,示数为2.4V,丙电压表的示数即R2两端的电压U1=4V,
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=4V+8V=12V,故B错误;
R1的阻值:
R1===5Ω,故C错误;
当滑片位于a端时,R1消耗的功率最大,则
P===28.8W,故D正确。
故选:D。
二、填空题(共10小题,每小题3分,满分30分)
13.【解答】解:英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。
故答案为:电阻;焦耳。
14.【解答】解:与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,C与玻璃棒排斥,则C带同种电荷,即带正电;
电荷间的相互作用规律为:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
A、B是两个带电体,A与C相吸引,则带异种电荷,A带负电;
A与B相互排斥,则带同种电荷,B带负电;
B与C靠近,因带异种电荷,一定能相互吸引。
故答案为:负;吸引。
15.【解答】解:(1)电路产生的热量:
Q=I2Rt=t=×10×60s=6.6×105J;
(2)连接处接触不良时,会使该处的电阻增大,
由焦耳定律的公式Q=I2Rt知,在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,温度越高,
所以,电流经过线路连接处时产生的热量增多,容易引起火灾。
故答案为:6.6×105;更大。
16.【解答】解:(1)标有“6V3W“的小灯泡,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,根据P=UI,灯泡的额定电流:
I额===0.5A,即当小灯泡正常工作时,通过灯泡的电流为0.5A;
(2)根据串联电路各处的电流相等,此时定值电阻的功率:
PR=(I额)2R=(0.5A)2×10Ω=2.5W。
故答案为:0.5;2.5。
17.【解答】解:充电电流所做的功即储存的电能为:
W=UIt=3.7V×3000×10﹣3A×3600s=39960J。
该手机最长待机时间为:
t′===200h。
故答案为:39960;200。
18.【解答】解:闭合开关后,使铜棒ab左右运动,可以切割磁感线,因此会有感应电流产生,此时电流表指针能发生偏转。如果上下运动与磁感线方向平行,不能切割磁感线,电路中不会产生感应电流。这种现象就是电磁感应现象,利用它人们发明了发电机。
故答案为:电磁感应现象;左右。
19.【解答】解:
左边开关断开时,A点还和火线相连,则试电笔接触A点时氖管会发光;因A点与火线相连,所以人接触A点会发生触电事故。
右边开关断开时,B点和火线断开,则试电笔接触B点氖管不发光;因B点与火线不相连,所以人接触B点不会触电。
故答案:A;A。
20.【解答】解:
(1)由小灯泡的I﹣U图象可知,当小灯泡的实际功率为0.5W时,UL=2V,IL=0.25A,
则电源的电压U=UL=2V,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,开关S1闭合前后通过灯泡的电流不变,
则通过变阻器的电流IR=△I=0.16A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,变阻器接入电路中的阻值(此时滑片P在变阻器的中点):
R===12.5Ω;
(2)在开关S、S1均闭合情况下,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路消耗的总功率最小,
则变阻器消耗的最小功率:PR小====0.16W,
电路消耗的最小总功率:
P最小=PL+PR小=0.5W+0.16W=0.66W。
故答案为:12.5;0.66。
21.【解答】解:(1)根据P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL额===0.5A,
根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以此时电路中的电流:
I===0.4A,
因为串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以电路中的最大电流Imax=0.4A,
小灯泡L消耗的最大电功率:
PLmax=(Imax)2RL=(0.4A)2×12Ω=1.92W;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:
I′===0.2A,
此时滑动变阻器两端的电压:
U2=I′R2=0.2A×20Ω=4V>3V,
所以电压表的示数最大为3V时,变阻器接入电路的阻值最大,
根据串联电路的电压特点可得,此时灯泡与R1两端的电压:
UL1=U﹣U2′=8V﹣3V=5V,
电路中的最小电流:
Imin===0.25A,
所以滑动变阻器允许接入的最大电阻:
R2max===12Ω。
故答案为:12;1.92。
22.【解答】解:依题意画出等效电路图如甲、乙、丙:
因为P1′=8P1
所以=8×,=,
根据图甲可得:=,
所以=,
因为U2=2U1
所以=,
故根据乙图可得:=,
所以=1;
利用乙、丙两图中总电压不变,即
I2(R2+R3)=I3×
得出:=,
所以I2=0.2A
因为P总=UI2=1.2W,
所以U=6V;
乙图中:R2+R3===30Ω
所以R2=R3=15Ω,R1=10Ω
所以P1′===3.6W
P1=P1′=0.45W。
故答案为:6;0.45。
三、实验与探究题(23题2分,24题4分,25题8分,26题8分,共22分,)
23.【解答】解:根据磁极间的相互作用可以判断出螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极(左端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的右端流入的,所以电源的右端为正极,左端为负极,如图所示。
24.【解答】解:
(1)电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现,所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同,来判断它磁性的不同;
(2)由a、b两图可知,a图的开关断开,电路中没有电流,电磁铁也不吸引大头针闭合,说明电磁铁没有磁性,b图的开关闭合,电路中有电流,电磁铁吸引大头针闭合,说明电磁铁有磁性,可以验证猜想A是正确的;
(3)猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关,因此要控制匝数相同,电流大小不同,比较几个图,只有b、c符合条件;
(4)在d图中,由于两电磁铁串联,控制了电流相等,而匝数不同,线圈匝数越多,吸引的大头针越多,说明在电流和铁芯相同时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
故答案为:(1)大头针个数;(2)A;(3)c;(4)在通电电流和铁芯。
25.【解答】解:(1)在连接电路的过程中,为防止短路故障而烧坏元件,所以开关应该始终是断开的;
(2)灯在额定电压下正常发光,实验中要注意观察电压表的示数,由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.1V;
要测灯泡正常发光时的电阻,需使灯泡两端电压由2.1V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻减小,滑动变阻器连入电路的部分减小,滑片P应向左端移动;
(3)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,灯泡两端的电压变大;
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与滑动变阻器并联了;
(4)由图象可知,当小灯泡L正常发光时的电压U=2.5V,对应的电流I=0.3A;
由I=得,小灯泡正常发光时的电阻:
R==≈8.3Ω;
(5)保持滑动变阻器滑片位置不变,即变阻器接入电路的阻值是一定的;
根据串联电路的电流、电压特点,由表格中1、2次数据知:
=,即:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
=,即:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得:U=6V,R滑=10Ω。
当电压表示数U5=5.0V时,
此时滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣U5=6.0V﹣5.0V=1.0V,
电路中的电流:
I===0.1A,
由I=得,第5次定值电阻的阻值:
R5===50Ω;
(6)横向比较表中前5组数据,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,故现在电流为第1次的=6倍,故电压为第1次的:6×0.3V=1.8V。
故答案为:
(1)断开;(2)电压表;2.1;左;(3)电压表并联在变阻器两端了;(4)8.3;(5)50;(6)1.8。
26.【解答】解:
(1)测小灯泡的额定电功率实验原理是:P=UI;
(2)实验中电流表应与灯泡串联。额定电压为2.5V,灯泡正常发光时功率小于1W,由P=UI知灯泡正常发光电流:I<==0.4A,所以电流表应使用0﹣0.6A量程,实物连接如图所示:
(3)灯泡不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路断路造成的,电流表无示数,说明电路断路;
电压表有示数,说明电压表与电源连接相连,电压表并联部分电路之外电路不存在断路,则故障可能是小灯泡断路;
(4)电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,由图乙灯泡正常发光时的电流为0.2A,
所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
此时灯泡电阻:R===12.5Ω;
实验中,滑动变阻器除保护电路外,还可以调节小灯泡两端的电压,从而测出多组不同数据;
(5)探究电流跟电阻的关系时,由图丙知应保持电压表示数为2V不变,电源电压为6V,所以滑动变阻器两端的电压保持4V不变,
由串联电路特点知,当变阻器连入阻值最大时,R阻值最大,
所在电阻阻值最大为R最大====25Ω。
故答案为:(1)P=UI;(2)见上图;(3)小灯泡断路;(4)0.5;12.5;调节小灯泡两端的电压;(5)25。
四、论述与计算题(本题共3个小题,第27题6分,第28题8分,第2题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分)
27.【解答】解:灯与变阻器并联,电流表A1测变阻器的电流,电流表A2测并联的总电流:
(1)当滑动变阻器的滑片P至中点时,R=20Ω;
电流表A1的示数为0.3A;由欧姆定律,R的电压即电源电压为:
U=I1R=0.3A×20Ω=6V;
(2)电流表A2的示数为0.9A,根据并联电路电流的规律,灯泡L正常发光时的电流:
IL=I2﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,
由欧姆定律,灯的电阻:
RL===10Ω。
答:(1)电源电压为6V;
(2)灯泡L的阻值为10Ω。
28.【解答】解:(1)该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路消耗的总功率1100W,
由P=UI可得,电路中的电流:
I===5A;
(2)由题意可知,在图象中PTC的人为设定温度为100℃,其电阻为34Ω,
由I=可得,当在设定温度状态工作时,电路的总电阻:
R总===44Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R0的阻值:
R0=R总﹣RT=44Ω﹣34Ω=10Ω,
工作10min时R0产生的热量:
Q0=I2R0t=(5A)2×10Ω×10×60s=1.5×105J;
(3)当RT的温度为130℃时,由图象可知,RT′=100Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I′===2A,
电路中RT的实际功率:
PT=(I′)2RT′=(2A)2×100Ω=400W。
答:(1)RT设定温度状态工作时,电路中的电流为5A;
(2)RT设定温度状态工作时,工作10min时R0产生的热量为1.5×105J;
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT消耗的实际功率为400W。
29.【解答】解:
(1)由乙电路图可知,S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大,
由图丙可知,电饭锅的最大电流I=3A,
则此时电饭锅的电功率:
P1=UI=220V×3A=660W;
(2)由乙电路图可知,只闭合S时,电路为R1的简单电路,电路中的电流较小,处于保温状态,
由丙图可知,通过R1的电流I1=2A,
因并联电路中各支路互不影响,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,R1与R2并联时,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=3A﹣2A=1A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以由欧姆定律可得R2的阻值:
R2===220Ω,
(3)由图丙可知,在0~10min和15min~20min时间段处于加热状态,
则加热时间t1=15min=900s;
电饭锅的保温时间:t2=t﹣t1=30min﹣15min=15min=900s,
电饭锅的保温功率:
P2=UI1=220V×2A=440W;
这30min内电饭锅产生的热量:
Q=W=W1+W2=P1t1+P2t2=660W×900s+440W×900s=9.9×105J。
答:(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W;
(2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J。
日期:2019/3/25 8:30:29;用户:陈红呈;邮箱:ldcd72@xyh.com;学号:22387323