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浙教版中考科学真题专项集训9-物理-电与磁2
三、解答题(共12题)
20.温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2 , 均匀电阻丝AB长为20厘米,阻值为10欧,电源电压U0恒为6伏,保护电阻R0为14欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级
风速v(米/秒) 0.3~1.5 1.6~3.33 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
风压p(帕) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。
(1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻________?。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)当电压表示数U为2伏时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程)
(3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算,他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R。损坏,他将其换成了阻值为5欧的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。
21.如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培,(g取10牛/千克
(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热
(2)求电动机线圈阻值
(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏
22.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,小敏查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。
(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间?
(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏,已知电热丝R1阻值为4欧,电热丝Ra阻值为6欧,开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合,S2断开,S3接a时,加热电路为________(选填“高”、“中”或“低”)温档。
②中温档功率为多少瓦?
③高温档工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
23.如图所示电路,电源电压U不变,灯L1、L2上都标有“3V”字样,且灯丝阻值不变,R1是定值电阻。闭合开关S,后,依次进行如下操作:①开关S2接1、2,移动滑片P,使电压表V1示数为3V,此时电流表示数为0.3A;②开关S2接2、3,电流表示数为0.4A;③开关S2接4、5,电流表示数仍为0.4A,电压表V2示数为2V。
请解答下列问题:
(1)灯L1、L2的额定功率分别是多少?
(2)小科根据上述实验数据,计算R1的阻值,分析如下:
操作①中,L1与R0串联,L山两端电压为3V,通过L1的电流大小为0.3A。
操作②中,L1与R1并联后(可看作一个阻值变小的电阻)与。串联,通过L1与R1的总电流大小I为0.4A。假设此时L1两端电压为U1 , 通过的电流为IL1。
可求得R1= ?=30Ω
老师指出:求解R1时,代人的“3V”“0.4A”“0.3A”三个数据中有错误。请你指出错误的数据:? ▲??? , 并正确求解R1。
(3)当开关S2接4、5时,滑片P怎样移动才能使L2正常工作?(要求说明移动方向和变化的阻值大小)
24.自动上水电热水壶因其方便取水越来越受到人们的喜欢。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能将水抽到壶内,如图甲。
(1)电热水壶的水泵原理与图乙相似。图乙中,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在________的作用下,通过进水管进入泵壳。
(2)某电热水壶的额定电压为220伏,加热功率为1100瓦,保温功率为55瓦,工作电路如图丙。制作电热水壶时,所选用电热丝R1、R2的阻值分别为多少欧姆????
25.电冰箱是通过温度控制器控制压缩机的开或停来控制温度,某冰箱的温控制冷和照明电路,如图甲,冰箱内温度控制器工作原理如图乙,硬杆OAB可绕固定点O转动,感温包内充有感温剂气体,膜盒因感温包内气体压强的变化而改变对A点的推力大小。
(1)请将答题纸图甲中的a、b、c三个接线头连入家庭电路。
(2)温度控制器接通电路的工作过程是,当感温剂气体温度上升时,________?,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。
(3)某同学模拟冰箱温控制冷电路,制作了一个恒温箱,如图丙。恒温箱中温度控制器的轻质硬杆OA长为5厘米,OB长为12厘米,注射器的最大刻度为30毫升,刻度部分长为10厘米。
m/g 80 160 240
l/cm 12.8 13.6 14.4
查阅资料得知,在弹性限度内,弹簧的长度l与所挂钩码质量m的关系遵循函数l=km+b(k和b为常数)。为了确定该弹簧k和b的值,在弹簧上挂钩码测得三组数据如上表。
当设定的温度为40℃时,弹簧长14厘米,触点C和D恰好接通。请计算此时注射器内气体的压强。(已知当时大气压为1×105帕)
(4)丙图中,温度控制器硬杆上的连结点O、B、E、F均固定,调温旋钮转轴及触点D也固定,调温旋钮已调到最低温度,在不更换元件的情况下,如何将恒温箱设定温度调节得更低?________。
26.某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻,S为旋转型开关,a、b、c、d为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换,工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾,再用低档持续加热食物,使食物“汤浓味鲜”。
(1)高档加热时,开关S应旋至触点________(选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
(2)某次烹饪一共用时6小时,电功率与加热时间的关系如图乙所示,则本次烹饪共消耗多少电能?
(3)发热电阻R1和R2的阻值分别为多少?
(4)生活中,有时也会选择电压力锅烹饪,因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物,通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度,结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
27.现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡L1、L2 , 已知它们的电流与电压间关系如图所示。
(1)由图可知,L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若将L1、L2并联接在学生电源间,电源电压调节为6伏,通电5分钟,则两灯泡消耗的总电能为多少焦?
(3)若将L1、L2串联接在学生电源间,调节电源电压,在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下,L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少?
28.目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。超级电容器是一种新型电能存储设备,像蓄电池一样也有正、负两极,可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电,让车能够继续正常行驶。在制动过程中,电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电,安全高效环保。
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨,某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦,能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米,能量利用的效率为90%。
(1)电车发电机的工作原理是________。
(2)若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2 , 求公交车对地面的压强。
(3)若公交车在该次运行中受到的阻力恒定,则牵引力大小是多少?
(4)若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏,不计电容器输出电能时的能量损耗,则工作电路的电流有多大?
运行中电容器输出电压为300伏,不计电容器输出电能时的能量损耗,则工作电路的电流有多大?
29.自动上水电热水壶因其方便取水越来越受到人们的喜欢。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能将水抽到壶内,如图甲。
(1)电热水壶的水泵原理与图乙相似。图乙中,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在________的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于________,会继续向上运动。
(2)自动取水时,将1升水抽高0.5米灌入电热水壶中需要5秒,则电动机抽水时的功率至少为多少瓦?
(3)某电热水壶的额定电压为220伏,加热功率为1100瓦,保温功率为55瓦,工作电路如图丙。制作电热水壶时,所选用电热丝R1、R2的阻值分别为多少欧姆?
30.空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目 参数 项目 参数
额定电压 220伏 额定功率 50瓦
空机质量 7.5千克 单个轮子接触地面面积 2厘米2
水箱容量 0.5升 轮子数量 4个
蒸发量 1升/时 电源线长度 1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有________。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量 ________?,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议:________?。
31.如图是一款用锂电池供电的平衡台灯,悬挂在中间的木质小球是它的“开关”。使用时只需要将上下两个小球靠近,小球就相互吸引,灯管发光。以下为平衡台灯参数;
额定电压:5伏额定功率:5瓦光源类型:LED狸电池输出电压:5伏但电池容量:4800毫安时(注:以4800毫安的电流放电能工作1小时)
(1)若A球内置的磁体下端为N极,则B球内置磁体上端为________极;
(2)求平衡台灯正常发光时电路中的电流;
(3)给该台灯充电时,充电器的输出电压为5伏、电流2安,充电效率为80%,则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间?
四、实验探究题(共9题)
32.小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表,并设计了如图所示电路,在M、N中可接待测电阻,已知电流表量程为0~0.6安,电源电压为12伏,请回答
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于________(选填A或B)
(2)先将M、N直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为________此时滑动变阻器的阻值为________欧。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数________
(3)电流表0.2安刻度处,标定的电阻值为________欧
(4)改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度________(选填均匀或不均匀)理由是________
33.在验证焦耳定律(Q=I?Rt)中电热与电阻的定性关系时,实验小组出现了如图三种电路连接情况(已知R甲
实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价
A 液面都不上升 导体产生的热量跟电阻无关 ⑴________
B 液面都上升,且△h甲<△h乙 电流通过导体时,电阻越大,产生的热量就⑵________ 电流和时间都相同,验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C 液面都上升,且△h甲⑶________△h乙 电流通过导体时,电阻越小,产生的热量就越多 ⑷________
34.图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。
(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像,则该小灯泡的额定功率为________?瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实,理由是________。
(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系,换用4.5V的电源,并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡,得到如图丙的图像,则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为________欧姆。
35.小明利用图甲电路研究电流与电压的关系,其中滑动变阻最大阻值为500欧,定值电阻R0阻值为10欧。闭合开关,当滑片从最右端慢慢向左移动,发现最初电压表指针几乎不动,直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转,继续左移,指针偏转角度迅速变大,即该滑动变阻器引起电压表示发生明显变化的调节区级很小。本实验中,要使滑片每移动一段距离,都能引起电压表示数较为明显的变化,应选择怎样的滑动变阻器?小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器,利用图乙进行如下实验:
①取3条长度都为10厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C,阻值分别为1欧、20欧、400欧。
②将电阻丝A接入图2乙电路,闭合开关,滑片P从最右端移到最左端,记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据,多次测量。
③分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤②。
④处理相关数据,获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。
(1)图甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,此时示数为零的电表是________。
(2)分析图丙,实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是________。
(3)若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系,在A、B、C三条电阻丝中,你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。________。
36.小科利用仅有的一个规格为“10Ω1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示,电源电压恒为3V。实验步骤如下:
①用4Ω的定值电阻进行实验,连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤,是要研究通过导体的电流与________之间的关系。
(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后,再做10Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V。分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是________?。
(3)为了完成10Ω电阻实验,将滑片P移到C点,只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线,就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
37.科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。
(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如下表一:
表一
实验次数 电压U(伏) 电流I(毫安) 电阻R(欧)
1 2.0 2.30 870
2 2.5 2.90 862
3 4.0 4.70 851
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是________。
(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧、为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻,只是电压表的内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:
电压表:量程0~6伏,内阻6000欧
电流表:量程0~10毫安,内阻40欧
根据这些信息,可判断甲电路中由于________(“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。
(3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如下表二:
表二
实验次数 电压U(伏) 电流I(毫安) 电阻R(欧)
1 2.5 1.92 1042
2 2.5 2.45 1020
3 4.0 3.75 1067
比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是??? ?。
A.?测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.?用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.?选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值
(4)拓展应用:根据以上的探究,如果需要测量阻值约20欧小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确,应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。________?
38.某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图,2只烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一:电热跟电流的大小有关,电流越大电热越多;
猜想二:电热跟导体的电阻大小有关,电阻越大电热越多。
为验证猜想一,设计以下方案:
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置,闭合开关记下电流表的读数l1 , 经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置;
② 当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后,减小滑动变阻器的阻值,闭合开关记下电流表的读数l2 , 经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题:
(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这些思想的设计有________(写出一条即可)。
(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是________。
(3)科学研究倡导有依据的猜想,请说出生活中支持猜想二的一个实例:________?。
39.小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600Ω)的实验。
器材:干电池两节(总电压为2~3V),电压表(量程0~3V、0~15V)电流表(量程0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(500Ω0.5A)各一个,开关、导线若干。
(1)要求一:测算出Rx , 且实验过程中不能拆接电路。
小科设计实验电路如图甲。请分析:
①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是________。
②实验时,先将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1 , U1即为电源电压;再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2 , 则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是:________?。
(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。
小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:①先闭合开关S、S1 , 调节滑动变阻器使电压表示数为2V;②再断开开关S1 , 闭合开关S2 , ________,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
40.利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”。依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 1 2 3
电阻R(欧) 5 10 20
电流I(安) 0.4 0.2 0.1
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是________;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是________;
(3)依据表中数据作出了下列图像,其中正确的是__________;
A. B. C. D.
(4)要完成本次实验,电源最多只能将________节干电池串联。
答案解析部分
三、解答题
20. (1)不变
(2)解:l=U0/(R+R0)=6伏/(10+14)欧=0.25安
RAP=U/I=2伏/0.25安=8欧
8欧/x=10欧/20厘米得:x=16厘米
查图乙得:F=14牛
p=F/S=14牛/0.2米2=70帕
据表可知,风级为五级。
答:当电压表示数为2伏时,风速仪所测的风为五级。
(3)解:如图
考点:欧姆定律的应用
解析:【分析】(1)电压表所在的位置可以看做断路,据此判断滑动变阻器接入电路的阻值,进而判断电路总电阻的变化;
(2)滑动变阻器与定值电阻R0串联,根据计算出电路的总电流,然后根据计算出滑动变阻器接入的电阻,接下来根据电阻和长度成正比列式计算出变阻器接入的长度,也就是弹簧被压缩的长度,再根据乙图得到这时的风力,最后根据计算出压强,通过表格判断现在的风级。
(3)利用(2)中方法计算出当R0=5Ω,电压表的示数为3V时风的级数,从表格中确定风速的值,最后完成作图即可。
【解答】(1))电压表所在的位置可以看做断路,因此滑动变阻器始终全部接入电路,那么当滑片移动过程中,电路的总电阻不变;
(3)当R0=5Ω时,
电路电流为: l'=U总/(R+R'0)=6V/(10+5)Ω=04A;
变阻器接入的电阻为:RAP'=U'/I'=3V/0.4A=7.5Ω;
弹簧被压缩的长度:7.5Ω/x=10Ω/20cm ? 得:x=15cm;
根据乙图得:F'/17.5N=15cm/20cm,得到:F=13.125N;
压强为:p'=F'/S=13.125N/0.2m2=65.625Pa;
查表得:风力为五级,但是比图上标注的五级风速要小一些。
如下图:
21. (1)解:Q=W总-W机
=UIt-mgh
=120伏×5安×1秒-50千克×10牛/千克×0.9米
=150焦
(2)解:Q=I2Rt
R= =6Ω
(3)解:住时通过电动机的电流过大(或回答电能全部转化为内能),使电动机温度过高,所以容易烧坏。
考点:电功计算公式的应用,焦耳定律的计算公式及其应用
解析:【分析】(1)电动机正常工作时,消耗的电能等于线圈产生的热量和做的机械功的和,即:W总 =Q+W机?;首先根据W总=UIt计算出消耗的电能,然后根据W机=Gh计算出做的机械功,最后计算出产生的电热即可;
(2)已知电动机线圈产生的电热根据公式 Q=I2Rt 计算线圈电阻。
(3)当电动机的转子卡住时,不会有机械能产生,消耗的电能全部转化为电热,可能使电动机的温度过高,烧坏电动机。
22. (1)解:1=800mAh×(1-10%)/500mA=1.44h
(2)解:①低
②当S1闭合,S2闭合,S3接a时为中温档:P1=U?/R1=(4.8伏)/4欧=5.76瓦
①当S1闭合,S2闭合,S3接b时为高温档,
R2的功率:P2=U2/R2=(4.8伏)?/6欧=3.84瓦
R1的功率:P1=5.76瓦
总功率:P=P1+P2=5.76K+3.84瓦-9.6瓦
消耗的总电能:W=Pt=9.6瓦×20×60秒=-11520焦
考点:电路的动态分析,电功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)电池的容量=电流×时间,即Q=It;首先计算出消耗的电量,然后再根据计算充电时间即可;
(2)①电源电压不变,根据可知,电路的总功率和电阻成反比,即电阻小的功率大;分析三种状态下电路的电阻大小关系,进而得到总功率的大小关系;功率最大的是高档,功率最小的是低档,中间的是中温档;
②根据①中确定的中温档的状态,根据公式计算功率即可;
③高温档时两个电阻并联,分别计算出它们的功率相加就是电路的总功率,最后根据W=Pt计算消耗的电能即可。
【解答】(1)充满电需要的时间为:;
(2)① 当S1闭合,S2断开,S3接a时?,两个电阻串联,总电阻为R串;
当S1闭合,S2闭合,S3接a时 ,只有R1工作,总电阻为R1;
当S1闭合,S2闭合,S3接b时?,两个电阻并联,总电阻为R并;
根据公式可知:
因为:R串>R1>R并;
所以:P串<P1<P并;
那么对应的三种状态分别为低温档、中温档和高温档;
②当S1闭合,S2闭合,S3接a时 ,只有R1工作,此时为中温档;
这时的功率为:;
(3)当S1闭合,S2闭合,S3接b时?,两个电阻并联,
这时电阻R2的功率为:
;
那么总功率为: P=P1+P2=5.76W+3.84W=9.6W;
眼罩20min消耗的电能为: W=Pt=9.6W×20×60s=11520J。
23. (1)解:操作①中,灯L1正常工作,UL1额=UL1=3V
灯L1的额定功率为:PL1额=PL1=UL1IL1=3V×0.3A=0.9W
根据操作③,可求出灯L2的电阻值为:RL2= =5Ω
因此,灯L2的额定功率为:RL2额= =1.8W
答:灯L1的额定功率为0.9瓦,灯L2的额定功率为1.8瓦。
(2)错误数据:3V、0.3A;
解法1:根据操作①可得,RL1= =10Ω
由于操作②和操作③中,电流表的示数都为0.4A,说明L1和R1并联后与L2对电路的影响是等效的,所以 即
求得:R1=10Ω
答:定值电阻R1的阻值为10欧。
解法2:根据操作①可得,RL1= =10Ω
由于操作②和操作③中,电流表的示数都为0.4A,说明L1和R1并联后与L2对
电路的影响是等效的,所以S2接2、3时,IL1’= =0.2A
I1=I-IL1'=0.4A-0.2A=0.2A所以R1= =10Ω
答:定值电阻R1的阻值为10欧。
(3)解:操作①中,L1与R0串联,U=UL1+UR0=UL1+LR0R0
即:U=3V+0.3A×R0
同理,据操作③可得:U=2V+0.4A×R0
综上二式可得:U=6V??? R0=10Ω
当S2接4、5时,R0与L2串联,己知L2正常工作时UL2'=3V
此时,R0两端的电压UR0'=U-UL2'=6V-3V=3V 即:UR0'=UL2'=3V
所以R0’=RL2=5Ω,R0减小的阻值△R0=R0-R0'=10Ω-5V=5Ω
所以滑片P应向左移动
答:当S2接4、5时,滑片P应向左移动,并使阻值减小5欧,才能使L2正常工作。
考点:欧姆定律的应用,电功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)在操作①中,变阻器与灯泡L1串联,电压表V1测L1的电压,此时它正常发光,根据 PL1额=UL1IL1?计算它的额定功率;在操作③中,开关接4、5,变阻器与灯泡L2串联,电压表V2测L2的电压,根据 ??计算出L2的电阻,然后再根据 ?计算L2的额定功率;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;电压表V1测量的部分原来只有L1 , 与变阻器串联;后来这部分变成L1与R1并联,由于并联电路电阻变小,那么电压表V1的示数肯定不再是3V,那么通过L1的电流肯定也不是0.3A,据此解答;
解法1:首先根据 RL1=?计算出灯泡L1的电阻,然后②和③中电流相同,得到电阻相同,即:? ? ,然后求解即可;
解法②:首先根据 RL1=?计算出灯泡L1的电阻;然后根据②和③中电流相同,计算出电压为2V时通过灯泡L1的电流,再根据并联电路总电流等于各处电流之和计算出通过R1的电流,最后根据欧姆定律计算R1的电阻;
(3)首先借助①和③两种情况,利用U=UL+U0为等量关系列出方程组,计算出电源电压和变阻器这时接入阻值; 当S2接4、5时,R0与L2串联, 当灯泡正常发光时,根据?UR0'=U-UL2' 计算出这时变阻器两端的电压,再根据串联电路电压与电阻乘正比计算出这时变阻器接入阻值R0',最后与原来的阻值比较做减法求出变化的阻值和方向。
?
24. (1)大气压
(2)解: 解:开关闭合时,只有R1工作,加热状态
R1= =44欧
开关断开时,R1、R2同时工作,保温状态
R总= =880欧
R2=R总-R1=880欧-44欧=836欧
答:R1的阻值为44欧姆,R2的阻值为836欧姆。
考点:大气压强的存在,电功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2) 开关闭合时,只有R1工作,此时功率大为加热状态?,根据计算出电阻R1的阻值;当 开关断开时,R1、R2串联,此时功率小为保温状态,首先根据 计算出总电阻,然后根据 R2=R总-R1 计算R2的阻值。
25. (1)解:如图
(2)气压增大,膜盒对A点的推力变大
(3)解:根据表格中的数据,代人函数关系式可得:
解得:k=0.01cm/g,b=12cm
∴函数关系式是l=0.01cm/gXm+12cm
∴当l=14cm时,m=200g=0.2kg(或依据比例求得m=200g)
此时,弹簧受到的拉力F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2
得:2N×12cm=F2×5cm 解得F2=4.8N
注射器活塞面积S= =3cm2=3×10-4m2
∴P= =1.6×104Pa
P气=p+p0=1.6×104Pa+1×105Pa=1.16×105Pa
(4)注射器往左移。(或“注射器往上移”、“增加注射器内的气体”)
考点:压强的大小及其计算,家庭电路的连接,杠杆的平衡条件
解析:【分析】(1)在家庭电路中,为了安全用电,开关一定要接在火线上;用电器的金属外壳一定要与地线连接;
(2)气体的质量相同时,压强随温度的升高而增大,据此判断膜盒对杠杆的推力变化,最后判断触点C的位置变化对电路的影响即可;
(3)首先从表格中取两组数据分别代入函数 l=km+b ,得到两个方程,求出k和b的值,进而得到函数关系式。接下来将弹簧长度l=14cm代入关系式,计算出钩码质量m,根据F=G=mg计算出弹簧受到的拉力F;根据杠杆的平衡条件计算出杠杆作用在膜盒上的压力F2;再根据公式计算出活塞的受力面积,根据公式计算出杠杆压力产生的压强,最后根据 P气=p+p0 计算注射器内的气压即可;
(4)当温度降低时,注射器内的气压减小,最终导致触点C和D接触恒温箱开始工作;在其它条件不变时,要想设定更低的温度,就必须增加注射器内的气压,据此解答。
【解答】(1)与开关连接的c点应该接火线,b点接零线,与金属外壳连接的a点接地线,如下图:
(2)温度控制器接通电路的工作过程是,当感温剂气体温度上升时,气压增大,膜盒对A点的推力变大,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。
(3) 根据表格中的数据,代人函数关系式可得:
解得:k=0.01cm/g,b=12cm
∴函数关系式是l=0.01cm/gXm+12cm
∴当l=14cm时,m=200g=0.2kg(或依据比例求得m=200g)
此时,弹簧受到的拉力F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2
得:2N×12cm=F2×5cm 解得F2=4.8N
注射器活塞面积S=??=3cm2=3×10-4m2
∴P=??=1.6×104Pa
P气=p+p0=1.6×104Pa+1×105Pa=1.16×105Pa
(4)当温度降低时,注射器内的气压减小,最终导致触点C和D接触恒温箱开始工作;在其它条件不变时,要想设定更低的温度,就必须增加注射器内的气压.
26. (1)cd
(2)解:W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kWh
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kWh
W=W1+W2=0.44kWh+0.5kWh=0.94kWh
(3)解:高档加热时,R1= =110Ω
低档加热时,R1+R2= =484Ω
R2=484Ω-110Ω=374Ω
(4)解:电压力锅锅内气压大,所以水的沸点高,食物在高温下容易熟,可以减少用电时间;加热时间短,散失到空气中的热量少,能量利用率高,所以更省电。
考点:电功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)总功率大的是高档,小的是低档,根据公式比较总功率的大小即可;
(2)根据乙图确定电功率和时间,根据公式W=Pt分别计算出两种状态下消耗的电能,最后相加即可;
(3)高档发热时,只有R1工作,根据 ??计算R1的电阻;低档时,两个电阻串联,首先根据计算出总电阻,再根据R总=R1+R2计算R2的阻值。
(4)可从锅内水的沸点高、热量散失少等方面进行解答。
【解答】(1)当开关旋至bc时,电阻R1与R2串联,
当开关旋至cd时,只有电阻R1工作,
根据公式可知,
因为R串>R1 ,
所以P串<P1;
即当开关旋至bc时,是低档;旋至cd时,是高档。
(2)观察乙图可知,电热砂锅以440W的功率工作了1h,以100W的功率工作了5h;
W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kWh
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kWh
W=W1+W2=0.44kWh+0.5kWh=0.94kWh;
(3) 高档加热时,R1=??=110Ω;
低档加热时,R总=??=484Ω;
R2=R总-R1=484Ω-110Ω=374Ω;
(4) 电压力锅锅内气压大,所以水的沸点高,食物在高温下容易熟,可以减少用电时间;加热时间短,散失到空气中的热量少,能量利用率高,所以更省电。
27. (1)增大
(2)解:两灯并联,U总=6V时,L1和L2都正常发光,
W总=P总t=(3瓦+6瓦)×5×60秒=2700焦
(3)解:L1和L2的额定电流分别为I1= =0.5安 ??l2= =1安
L1和L2串联时,最大电流为0.5安。
据图:P1=6伏×0.5安=3瓦 ????P2=2伏×0.5安=1瓦
所以L1和L2实际消耗的最大功率P=P1+P2=4瓦
考点:电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)从每个图像中寻找两个点,分别计算出电阻,然后比较确定电阻的变化趋势;
(2)当两个灯泡并联且电源电压为6V时,它们都能正常发光;根据 W总=P总t?=(P1+P2)t计算消耗的总电能即可;
(3)首先根据分别计算出两个灯泡的额定电流,然后比较大小,根据串联电路各处电流都相等的规律可知,电路的最大电流就是其中较小的额定电流;从图像中分别找到此电流时对应的电压,最后根据P=UI计算出功率相加即可。
【解答】(1)据图像可知,当L1的电压为2V时,电流为0.2A,
电阻为:;
当L1的电压为6V时,电流为0.5A,
电阻为:;
同理,计算出R2的两个阻值;
比较可知:两个灯泡的电阻都随电流的增大而增大;
(2) 两灯并联,U总=6V时,L1和L2都正常发光,
W总=P总t=(3W+6W)×5×60s=2700J;
(3) L1的额定电流为:I1=??=0.5A ;
L2?的额定电流:l2=?=1A
L1和L2串联时,最大电流为0.5A。
据图:P1=U1I1=6V×0.5A=3W?;
P2=U2I2=2V×0.5A=1W;
所以L1和L2实际消耗的最大功率P=P1+P2=4W。
28. (1)电磁感应
(2)解:p= =3.75×105Pa
(3)解:F= =3×103牛
(4)解:t= =600秒
I= =111.1安
考点:压强的大小及其计算,发电机的构造和原理,电功计算公式的应用,功的计算公式的应用
解析:【分析】(1)发电机的工作原理是电磁感应现象;
(2)首先根据F=G=mg计算出公交车对地面的压力,然后根据计算公交车对地面的压强;
(3)首先根据计算出电动公交车做的功,然后根据计算牵引力的大小;
(4)首先根据计算出公交车行驶的时间,然后根据公式计算工作电路的电流。
29. (1)大气压;惯性
(2)解:m=ρ水V=1.0×103千克/米3×1×10-3米3=1千克
G=mg=1千克×10牛/千克=10牛
W=Gh=10牛×0.5米=5焦
P= =1瓦
答:电动机抽水时的功率至少为1瓦。
(3)解:开关闭合时,只有R1工作,加热状态
R1= =44欧
开关断开时,R1、R2同时工作,保温状态
R总= =880欧
R2=R总-R1=880欧-44欧=836欧
答:R1的阻值为44欧姆,R2的阻值为836欧姆。
考点:大气压强的存在,惯性,电功率计算公式的应用,功率计算公式的应用
解析:【分析】(1)根据大气压强和惯性的知识解答;
(2)首先根据 m=ρ水V 计算水的质量,然后根据 G=mg 计算水的重力,接下来根据 W=Gh 计算电动机对水做的功,最后根据计算电动机的功率;
(3) 开关闭合时,只有R1工作,此时功率大为加热状态?,根据计算出电阻R1的阻值;当 开关断开时,R1、R2串联,此时功率小为保温状态,首先根据 计算出总电阻,然后根据 R2=R总-R1 计算R2的阻值。
30. (1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降。
(2)减少
(3)解:P=50W=0.05kW
W=Pt=0.05kW×10h=0.5kWh
(4)解:V=0.5L=0.0005m3
m水=P水
V=1.0×103kg/m3×0.0005m3=0.5kg
FG=mg=(0.5kg+7.5kg)×10N/kg=80N
S=4×2cm2=8cm2=0.0008m2
p=F/S=80N/0.0008m2=100000pa
(5)①加大空调扇水箱的容积,避免频繁加水②延长电源线长度等
考点:恒定的体温,熔化吸热和凝固放热在生活中的应用,压强的大小及其计算,电功计算公式的应用,物体内能的改变方法
解析:【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。电能,是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】(1)在水箱中加入冰块后,冰块熔化会吸热,降低水的温度,而冰块的周围的冰水混合物温度比水箱中的水温度低,通过热传递导致整个水箱的温度下降,这样水箱上方的空气的温度也会降低,吹出来的风温度也就比较低;
(2)血流量减少,则会导致人体对外散热减少;
(3)已知空调扇的功率和工作的时间,根据电能公式W=Pt计算即可;
(4)水箱加满水时,空调扇作用在地面的压力是水的重力和空调扇自身重力之和;表格中只告诉了 单个轮子接触地面面积,而空调扇与地面接触的是四个轮子的面积;然后根据公式P=F/S计算即可;
(5)由表格中的数据可知,存在不当之处的是水箱的容量只有0.5L,可以加入的水量太少,而蒸发量是1 升/时,每半个小时就需要加水一次;电源线长度只有1.2米,可以移动范围太小;
故答案为:(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降;(2)减少;
31. (1)南(S)
(2)解:I=P/U=5W/5V=1A
(3)解:W电池=U1I1t1=5V×4.8A×3600s=86400J
W输入=W电池/80%=108000J
t2=W输入/U2I2=108000]/(5V×2A)=10800s=3h
考点:磁极间的相互作用,电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
解析:【分析】磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。之间呈现同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的现象。电能可以转化成多种其他形式的能量。电能转化成多种其他形式能的过程也可以说是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。
【解答】(1)当两个小球靠近时,小球就相互吸引,A的下端与B的上端为异名磁极,而A球下端为N极,则B的上端为S极;
(2)由平衡台灯的参数可知,小灯泡正常发光时,P=5W,U=5V,根据P=UI,即可得出正常发光的电流;
(3)根据电池容量和输出电压,可以得出平衡灯的能够储存的能量,再根据W÷ 80% =UIt,即可得出时间;
故答案为:(1)南(S);(2) I=P/U=5W/5V=1A ;
四、实验探究题
32. (1)B端
(2)0;20;0.3
(3)40
(4)不均匀;I= ,可知刻度不均匀
考点:滑动变阻器的使用,欧姆定律的应用
解析:【分析】(1)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的阻值要调到最大;
(2)将MN直接相连,电流表的示数最大,那么它们之间的阻值最小为0;根据公式计算变阻器这时接入的阻值;当接入另一个电阻时,根据R总=R变+R计算总电阻,再根据计算这时的电流;
(3)当电流表示数为0.2A时,根据欧姆定律计算出这时的总电阻R总',然后再根据RMN=R总-R变计算出标定的电阻;
(4)如果被测的电阻值和电流成正比例关系,那么刻度就是均匀的;否则,刻度就是不均匀的。
【解答】(1)当滑片在B端时,变阻器接入电阻最大,因此闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于B端;
(2)将MN直接相连,它们之间的电阻为0,所以电流表0.6A的刻度上标定的电阻值是0;
此时滑动变阻器的阻值为:;
若在MN之间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,
这时的总电阻为:R总=R变+R=20Ω+20Ω=40Ω;
这时电流表的示数为:;
(3)当电流表的示数为0.2A时,
总电阻为:;
标定的电阻为:RMN=R总-R=60Ω-20Ω=40Ω;
(4)电阻表上的阻值其实就是R测 , 而对应的电流值, 因为被测量的电阻和对应的电流之间不是正比例关系,因此改装后的测电阻的表刻度肯定不均匀。
33. 两实验电阻没接入电路,无现象,无法验证焦耳定律中Q与R定性关系;越多;>;两实验电阻并联,电流不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
考点:影响电流热效应的因素(焦耳定律)
解析:【分析】(1)电流通过导体产生的热量与电阻成正比,既然液面高度不变,说明根本没有热量产生;观察电路A可知,这时电阻根本没有接入电路;
(2)两个电阻串联,通过它们的电流和通电时间都相同,根据液面的高度变化量可以推得产生热量的多少;
(3)当两个电阻并联时,电压相等,根据公式可知,甲产生的热量多,自然液面上升的高度就比乙上升的大;但是根据控制变量法的要求,探究电阻对热量的影响,必须控制电流相等,而此时没有做到。
【解答】
实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价
A 液面都不上升 导体产生的热量跟电阻无关 ⑴ 两实验电阻没接入电路,无现象,无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 ;
B 液面都上升,且△h甲<△h乙 电流通过导体时,电阻越大,产生的热量就越多 电流和时间都相同,验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C 液面都上升,且△h甲>△h乙 电流通过导体时,电阻越小,产生的热量就越多 两实验电阻并联,电流不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 。
?
34. (1)0.8;当实际电压远大于额定电压时,小灯泡会烧毁
(2)15
考点:小灯泡的电功率跟哪些因素有关
解析:【分析】(1)从乙图中找到额定电压为2V时对应的电流,根据P=UI计算灯泡的额定功率;如果灯泡两端电压过大,那么小灯泡可能被烧毁;
(2)探究电流和电阻的关系时,保持电压不变改变电阻,根据丙图计算出电阻的电压;然后计算出最小电流0.1A时电阻的阻值和总电阻,最后利用R变=R总-R计算即可。
【解答】(1)据乙图可知,当灯泡电压为2V时电流为0.4A,
那么灯泡的额定功率为:P=UI=2V×0.4A=0.8W;
乙图中右半段灯泡电压达到10V,灯泡肯定被烧坏了,因此不符合实验事实;
(2)据丙图可知,定值电阻为10Ω时电流为0.3A,
那么电阻两端的电压为:U=IR=10Ω×0.3A=3V;
当电流为0.1A时,定值电阻为:;
总电阻为:;
滑动变阻器的最大阻值至少是:R变=R总-R=45Ω-30Ω=15Ω。
?
35. (1)电压表
(2)电阻丝的阻值越大电压表示数变化范围也越大
(3)B,图乙电路中,B电阻丝上的滑片移动时,电压表示数始终能发生较明显变化,且变化范围较大
考点:探究电流与电压、电阻的关系实验
解析:【分析】(1)无论电压表还是电流表都是利用电流的磁效应工作,这根导线与哪块电表连接,哪块电表的示数就为0;
(2)根据图丙分析每根电阻丝对应的电压表示数变化范围,然后描述阻值大小和电压表变化范围的关系;
(3)研究电流和电压的关系时,要保证电阻相同,改变电压,因此电压表的示数要有明显的变化才行,据此解答。
【解答】(1)图甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,由于a与电压表相连,所以这时电压表的示数0;
(2)根据图丙可知,1Ω电阻丝对应的电压表最大示数与最小示数的差最小,而400Ω电阻丝对应的电压表的最大示数与最小示数的差最大,因此得到结论:电阻丝的阻值越大电压表示数变化范围也越大;
(3)研究电流和电压的关系时,要保证电阻相同,改变电压,因此电压表的示数要有明显的变化才行;根据图丙可知,三根电阻丝中B电阻丝对应的电压表的示数变化最明显,变化范围最大,因此应该选择B。
36. (1)导体电阻
(2)4Ω≤RBC<5Ω
(3)如图 或
考点:欧姆定律的应用,探究电流与电压、电阻的关系实验
解析:【分析】(1)实验步骤中哪个量发生变化,就是探究电流与哪个量的关系;
(2)分别计算定值电阻为8Ω和10Ω,电压表示数为2V时变阻器对应的阻值,那么BC的阻值就在这两个数值之间;
(3)当换成10Ω的电阻时,变阻器需要接入的阻值为5Ω;因为RBC<5Ω,且变阻器的最大阻值为10Ω,那么RAC肯定>5Ω,只要使用AC段电阻丝即可解决问题。
【解答】(1)根据③中描述,将原来的电阻替换成其它阻值,因此要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系;
(2)当电压表的示数为2V时,
变阻器的电压为:U变=U总-U=3V-2V=1V;
根据串联电路电压与电阻成正比得到:
当换成8Ω的电阻时,
;
解得:R变=4Ω;
当换成10Ω电阻时,
;
解得:R变=5Ω;
因此RBC的范围为: 4Ω≤RBC<5Ω ;
(3)当换成10Ω的电阻时,变阻器接入的最小电阻应该为5Ω;因为RBC<5Ω,且变阻器的最大阻值为10Ω,那么RAC肯定>5Ω,只要使用AC段电阻丝即可,如下图:
?或?
37. (1)861欧
(2)电压表
(3)A,B,C
(4)甲。因为20欧是小电阻,电压表内阻大,直接并联后电压表分流作用小,电流表测量偏差小,电阻测量值偏差小。
考点:伏安法测电阻的探究实验
解析:【分析】(1)在测量定值电阻的阻值时,可以使用多次测量求平均值的方法减小实验误差,即:;
(2)甲图中,电压表与电阻并联,那么电流表测得的值就是通过电压表和电阻的电流之和,即测得的电流偏大,根据欧姆定律分析计算出阻值的变化;
(3)根据(1)中相同的办法计算出电阻的阻值,哪次误差小,哪个实验方案就更合适,据此选择;
(4)被测的电阻越小,通过的电流越大,图甲中电流表的示数与电阻实际电流相差越小,计算出的电阻误差也越大;被测的电阻越大,它两端的电压越大,图乙中电压表的示数与实际电压相差越小,计算出的电阻误差越小。
【解答】(1)该电阻的阻值为:;
(2)该电阻的阻值为1000Ω,而电压表的电阻6000Ω,这时二者电阻相近,电流表测得的电流与通过电阻的电流相差比较大,因此计算出的电阻产生较大误差,那么甲电路中由于电压表内阻的影响,使测量结果产生较大偏差;
(3)图乙测得的电阻为:;
A.通过计算可知,图乙测出的电阻与实际阻值误差更小,故A正确;
B.无论使用哪种方法测得的电阻阻值都会和实际阻值有差异,故B正确;
C.相同的电阻,使用不同的测量方法,测出的值误差大小不同,故C正确。
故选ABC。
(4)如果要测量阻值约为20Ω的电阻时,由于它电阻较小,因此通过它的电流较大,电压表与它并联时对电流表的示数影响比较小,测得的电阻误差会比较小。
38. (1)通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少(其它合理也给分)
(2)保持前后两次电阻的大小相同
(3)电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多(其它合理也给分)
考点:影响电流热效应的因素(焦耳定律)
解析:【分析】(1)热量看不到,摸不着,且没有测量仪器将它准确的测量出来,但是可以借助玻璃管内液面的高度变化判断吸热的多少,这种方法叫转换法;
(2)电流产生的热量与电流大小和电阻、时间有关;要探究电热与电流的关系,就必须控制电阻和时间相同;
(3)电水壶和导线串联,电饭锅也和导线串联,这时电流相同,当水烧开,饭蒸熟时,导线几乎没有发热,因此可以猜想电热与导体电阻大小有关。
【解答】(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这些思想的设计有:通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少;
(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是保持前后两次电阻的大小相同;
(3)科学研究倡导有依据的猜想,生活中支持猜想二实例:电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。
39. (1)被测电阻阻值范围为400~600欧姆,2节干电池的总电压最大为3伏特,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A,比电流表最小刻度值0.02安培小得多,因此电流表无法测量电路中电流。;a点在最右端,b点在最左端
(2)调节Y的阻值,使电压表示数为2V
考点:电阻,伏安法测电阻的探究实验
解析:【分析】欧姆定律是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
【解答】(1)由提供的器材可知,该实验电路的最大电压是3V,而待测电阻大约是 400~600Ω,其电流最大为, 远比电流表的的最小刻度0.02A小的多,所以电流无法读取; 由甲图可知,电压表测量的是待测电阻两端的电压,现将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1 , U1即为电源电压,则说明电路中只有待测电阻接入电路,则滑动变阻器没有接入,故处于最右端; 再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2 , 则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器接入电路且是最大值,故此时滑片处于最左端;
(2)由实验步骤可知,乙电路是通过可读数的变阻器来读取待测电阻的阻值,而电路中可知,Y与Rx并联且电压测的是Y与Rx的电压,所以 断开开关S1 , 闭合开关S2 , 使电压表的示数也为2V,则Y的阻值与Rx相等;
故答案为:(1) ①被测电阻阻值范围为400~600欧姆,2节干电池的总电压最大为3伏特,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A,比电流表最小刻度值0.02安培小得多,因此电流表无法测量电路中电流。 ②a点在最右端,b点在最左端 ;(2) 调节Y的阻值,使电压表示数为2V。
40. (1)②①④③
(2)电压表示数为2伏
(3)A,B
(4)4
考点:欧姆定律,欧姆定律的应用
解析:【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。欧姆定律是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
【解答】(1)完成第一组实验后,更换电阻后,要重新把滑动变阻器移动最后右端,然后闭合快关,在调整滑动变阻器,记录电流表示数即可,即 ②①④③;
(2)该实验是为了探究电流与电阻的关系,即电压是不变量,由表格可知,定值电阻两端的电压始终为2V;所以更换电阻后,重新调整滑动变阻器时,只需使电压表示数依然为2V即可;
(3)由表格中的数据可知,电压一定时,电流与电阻成反比,则A符合,D不符合;
电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,则B正确,C错误;
(4)电源的最大电压,即定值电阻最大的时候,由表格可知,定值电阻最大为20Ω,而滑动变阻器如果全部接入才能使定值电阻两端的电压为2V时,电源电压最大,即U=IR=0.1A×(20Ω+50Ω)=7V,而一节干电池的电压是1.5V,则需要4节电池;
故答案为:(1)②①④③;(2)电压表示数为2V;(3)AB;(4)4.
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