浙江省2016-2020年科学中考(物理)试题分类(10)——电能基础(含答案)

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名称 浙江省2016-2020年科学中考(物理)试题分类(10)——电能基础(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2020-12-22 19:23:10

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1209040010274300
浙江省2016-2020年科学中考(物理)试题分类(10)——电能基础
一、单选题
1.(2019·温州)小明按图甲连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1’、P2‘(不计温度对灯泡电阻的影响,电源电压恒定)。下列关系式正确的是(?? )
A.?P2'>P1'>P1???????????????????B.?P2'>P1>P1'???????????????????C.?P1>P2'>P1‘???????????????????D.?P1>P1'>P2‘
2.(2019·衢州)如图甲是一种电热膜,它不易氧化,工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面,将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连,如图乙。导电墨线电阻随温度变化图像如图丙。有关电热膜说法正确的是(?? )
A.?导电墨线间以串联的方式连接?????????????????????????????B.?不易氧化属于电热膜的物理性质
C.?工作时通过导电墨线的电流始终不变??????????????????D.?温度到达t0时,发热功率会急剧减小
3.(2017·绍兴)如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为8伏,10秒内定值电阻R1做功为20焦;当滑片P移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为6伏。下列结果正确的是(??? )
1
A.?电源电压为14伏?????????????????????????????????????????????????B.?滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C.?滑片在b端时,电流表示数为0.75安????????????????????D.?电路先后两次消耗的总电功率之比为2:3
4.(2016·温州)如图所示,电源电压保持6 V不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是(? ??)
A.?变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2 Ω~20 Ω
B.?电流表示数允许的变化范围为0.2 A~0.5 A
C.?电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4 W~0.9 W
D.?电路消耗总功率允许的变化范围为1.2 W~3 W
5.(2016·温州)如图所示是一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现,当开关断开时,照明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光(便于夜晚找到开关);当开关闭合时,只有照明灯甲正常发光。据此可以判断(? ??)
A.?甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率???????????????????B.?甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻
C.?开关断开时,通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流?????D.?甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻
6.(2016·温州)某台灯铭牌上标有“9W”字样,“9W”表示该台灯的(? )
A.?额定功率???????????????????????????B.?实际功率???????????????????????????C.?额定电流???????????????????????????D.?实际电流
7.(2016·缙云)如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则该电阻的阻值和电功率变化值分别为(???? )
A.?40Ω,0.4W??????????????????????B.?40Ω,1.6W??????????????????????C.?10Ω,4.0W??????????????????????D.?10Ω,3.4W
8.(2016·缙云)接通电路,加在某台玩具电动机上的电压是U,用手将电动机转轴捏住使其不转,电动机将电能全部转化为热能,消耗的电功率P1 , 松手后电动机正常工作,消耗的电功率为P2。则电动机正常工作时,线圈上消耗的机械功率为(??? )
A.?P22/P1???????????????????????????????B.?P2???????????????????????????????C.?P2-P1???????????????????????????????D.?P2-P22/P1
二、填空题
9.(2018·宁波)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中________(填“dc”或“ec”)表示电压表 随电流表示数变化的图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为________W。
10.(2017·绍兴)用如图电路测定小灯泡的功率,所用电源的电压应________(选填“大于”、“等于”或“小于”)灯泡的额定电压要使滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数变小,导线e端应连接在滑动变阻器的________接线柱上。
11.(2016·宁波)甲车两侧远光灯的规格均为“12V 60W”,供电的蓄电池电压为12V,最大容量为60Ah.某天晚上,该车熄火时忘记关闭远光灯,则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作________h.第二天由于蓄电池的电能耗尽,甲车无法启动,需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动,如图所示.“搭电”时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的________极相连,再将另两个电极用电线连通(如果误接,蓄电池会被短路).
三、解答题
12.(2020·衢州)为提高垃圾分类效率,小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时,会快速从垃圾上取出标准规格的样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶,下列物体成像原理与其相同的是? ?????????
A.平面镜
B.照相机
C.放大镜
D.眼球
(2)机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电路电压表读数为1伏,检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。②该次检测电阻过程中,检测电路消耗的电能为多少?
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米,放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功?
13.(2020·台州)电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成,如图甲;电热水壶内部简化电路,如图乙。
(1)为防止触电,供电插座的外壳材料应是________(选填“绝缘体”或“导体”)。
(2)电热水壶额定电压为220伏,额定功率为1000瓦,求;
①电阻R的阻值是多少?
②正常工作时,烧开一壶水需要300秒,消耗多少电能?
(3)为满足人们随时取用热水需求,电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合:元件符号为“ ”),一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“ ”)。要求利用提供的器材对原电热水壶的简化电路进行改进,实现既可加热又能保温的功能,且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图、并说明保温的工作原理。
14.(2020·湖州)方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图,如图乙。

?
(1)实线表示的是________(选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
(2)求R0的阻值。(写出计算过程)
(3)当电流表示数为0.5安时,求R消耗的功率。(写出计算过程)
15.(2020·宁波)现有一个粗细均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M与圆环上的A点连接,再移动滑动变阻器R1的滑片P移至最右端后,闭合开关S,将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周,在触点N滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为RMN。设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是________cm。
(2)在触点N滑动过程中,RMN的最大值是多少?
(3)每1cm电阻丝的阻值是________?。(提示:图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
(4)如图内所示,把M、N接到圆环其中一条直径的两端,将滑片P移到最左端后闭合开关S,通电lmin,电路消耗的电能为W。求W的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)
16.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????
17.(2019·绍兴)全面开展“五星达标3A争创”的美丽乡村建设行动是当前绍兴农村工作的重点。

(1)生态宜居、人与自然和谐是美丽乡村建设的主题。
①村委举办了“最美庭院”评选活动,小敏对自家庭院进行了绿化,并修建了一个池塘,里面养了水生动植物。小敏家庭院中所有的生物属于________。
A.种群?? B.群落
②庭院建设完成后,小敏根据所学知识对自家庭院中的碳循环绘制如图1。其中b、e是通过生物的________实现。
(2)农村生活垃圾分类处理是能源再利用和减少土壤污染的重要方法。
①垃圾焚烧发电是一种有效处理方法,它是利用了储存在垃圾中的________能。
②小敏家两次电能表显示如图2,他家这30天的用电量为________千瓦时。绍兴某垃圾发电厂3条焚烧线每天能处理2250吨生活垃圾,日发电80万千瓦时,它最多可供________万户类似小敏家庭的日用电。(结果保留一位小数)
(3)尾气达标排放,避免二次污染是或善空气质量的有效措施。
焚烧温度低于800℃时,含氯垃圾不完全燃烧,极易生成有毒物质二恶英(C12H4O2Cl4)。
①二恶英由________种元素组成,其中碳元素和氯元素的质量比为________。
②为降低尾气中二恶英的排放重,垃圾发电厂可以采取的措施是________。
A.减少通入类烧炉内的空气量
B.焚烧过程中要不断搅动垃圾
C.减少垃圾在焚烧炉内的停留时间
D.升高垃圾焚烧炉内的温度
18.(2019·湖州)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?
19.(2019·金华)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?
20.(2018·嘉兴)笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,出差旅游时常随身携带。出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可工作多少时间?
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电带上民航飞机。
(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是________,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2 , 风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是________。
21.(2018·湖州)小华家买了电动自行车,说明书上的部分内容摘录在左下图中(注:“电池容量10Ah”可理解为“若以10安的电流放电可使用1小时”)。请回答:
(1)该电动自行车的额定电流多大?
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20千米/时,使用50%的电池容量(按额定电流放电,不计放电时能量损失),能行驶多长路程?
(3)某天小华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,于是小华想在右上图所示的原有线路上安装一个双孔插座,应在a、b、c三处中的哪两处之间安装才合理?________。
22.(2017·温州)某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏,R0为定值电阻,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220伏;圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时,通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1安;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2安。
水位(米)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值(欧)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2米时,控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时,通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001米3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。
23.(2016·温州)如图甲所示,电源的电压U保持不变,R1是一定值电阻,当滑动变阻器滑片移动时,整个电路消耗的总功率P随着电流I的变化如图乙中的直线OAC所示,抛物线OBC为电阻R1消耗的电功率P1随电流I变化的图线,A、B两点对应的横坐标为2A。求:
(1)电源电压U和R1分别是多少??
(2)线段AB表示的电功率为多大?
(3)滑动变阻器的电阻为多大时,滑动变阻器消耗的电功率为最大?最大值为多少?
24.(2016·湖州)电灯是一项伟大的发明,没有人能独享这份荣耀,它经历着如下的“进化史”;
??? 1879年,托马斯?爱迪生发明碳丝灯,通电后碳丝温度高达2000℃左右,进入白炽状态而发光,所以也称“白炽灯”.
??? 1910年,美国通用电气实验室发现用钨丝制造的灯既便宜又明亮.
??? 1934年,欧文?米兰尔进一步改进,将灯丝烧成螺旋形,使发出的光更明亮.
??? 20世纪30年代,人们研制出了荧光灯,利用发光气体发出的光使灯里的涂膜发亮.它比普通灯温度低并省电.
???? 最近,人们还发明了大功率LED灯,它更省电,寿命更长.
请回答:
(1)为了安全用电,控制灯的开关必须接在家庭电路的________线上.
(2)如图,灯丝烧成螺旋形的原因是________(选填“增加”或“减少”)散热.
(3)5瓦的LED灯与100瓦的白炽灯正常发光时的亮度相当.若用1只5瓦的LED灯代替100瓦的白炽灯使用4万小时,请通过计算说明选择哪种灯比较经济?
注:目前电费0.53元/千瓦时,其他数据如表.
灯的种类
额定功率
使用寿命
市场价格
白炽灯
100瓦
1万小时
3元/只
LED灯
5瓦
4万小时
20元/只
25.(2016·丽水)小科同学家有一种新型插座如图甲,能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等,插座本身消耗电能由内部电池提供.如图乙为电火锅的铭牌.周六晚餐吃火锅时,小科同学将电火锅单调插在该插座上,这时插座屏幕显示如图丙;用加热档加热一段时间后,屏幕显示如图丁.(电费单价:0.5元/千瓦时;忽略温度对电阻的影响;本次使用电火锅时,假设其两端电压不变.)请回答:
(1)晚餐时家中照明电路的实际电压是________伏;
(2)请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率.
四、实验探究题
26.(2020·金华·丽水)某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下:规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、开关各一只,导线若干。
(1)小金组按图甲正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表的示数为3.8伏时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________瓦;
(2)小丽组同学发现,实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏,其它器材完好。他们经讨论后认为,用该电压表0~3V的量程,通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下:
步骤一:按图甲电路先将电压表(0~3V)接在小灯泡两端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3伏,断开开关,拆下电压表;
步骤二:保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将该电压表接在________两端;
步骤三:闭合开关,将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为________伏,读出此时电流表的示数,算出小灯泡的额定电功率。
反思:实验原理相同的情况下,我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
27.(2019·台州)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。
28.(2018·嘉兴)在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中,小组同学猜想:小灯泡的电功率可能与电压、电流有关,于是他们设计了如下所示的三个电路图:
(1)你认为图________电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系,理由是________。
(2)小组同学经过分析讨论,选择正确的电路进行实验,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论,支持该结论的实验现象是________。
29.(2018·金华)小科想知道标有“3.8V"字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω? 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是________,由此判断故障是小灯泡断路;
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据如下:
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮

很亮
电压U/伏
1
2
3
3.8
4.5
电流I/安
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是________瓦;
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆,小科的理由是________。
30.(2016·温州)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用用如图甲所示的电路,其中电源电压保持6 V不变,小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
(1)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用__________。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器
B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器?
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器
D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是:________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图乙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________端移动.(选填: “A”或“B”)。
(4)多次测量,得出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知:该小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为________W。灯丝电阻受温度的影响情况是________
31.(2016·绍兴)测定额定电压是2.5伏小灯泡额定功率的实验,电路如图甲,电源电压为4伏.
(1)闭合开关,电压表指针如图乙所示,该时小灯泡两端电压是________伏.
(2)? 图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U﹣I曲线.由图可知,小灯泡的额定功率是________瓦,小灯泡的电阻随两端电压的增大而________.
(3)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1 , 小灯泡电阻变化了△R2 , 则△R1________△R2(选填“大于”、“等于”或“小于”),并说明理由.
32.(2016·金华)做“测定小灯泡的功率”实验时,小金设计了如图所示的电路.已知电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,滑动变阻器规格为“25Ω0.5A”
(1)试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________.
实验记录表
?序号
?①
?电流(A)
?功率(W)
?灯泡亮度变化
?1
?2
?3
(2)连接好电路后,小金将滑动变阻器滑片P移到b端,闭合开关,发现小灯泡不亮,为查找原因,他仔细检查了电路中各元件的工作状态,判断出电路既不断路,也不短路.小金做出这样判断的依据是________.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】(1)根据公式p=U2R可知,当电压不变时,电阻越大,功率越小;
(2)在串联电路中,功率与电阻成正比,即电阻越大,功率越大。
【解答】(1)甲图中只有灯泡L1 , 乙图中灯泡L1与L2串联,根据R总=R1+R2可知,乙图中总电阻大于甲图中的总电阻;根据公式p=U2R可知,当电源电压不变时,甲图中灯泡L1的功率P1大于乙图中的总功率P总 , 即P1>P总;
(2)根据公式P总=P1+P2可知,乙图中两个灯泡的功率肯定都小于P总 , 即小于P1;
(3)根据串联电路电功率与电阻的关系可知,因为R2>R1 , 所以P2'>P1',
那么:P1>P2'>P1'。
故选C。
2.【答案】 D
【解析】【分析】并联是元件之间的一种连接方式,其特点是将2个同类或不同类的元件、器件等首首相接,同时尾尾亦相连的一种连接方式。通常是用来指电路中电子元件的连接方式,即并联电路。指物质没有发生化学反应就表现出来的性质叫做物理性质。电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特(Watt),简称"瓦",符号是W。
【解答】A、由图可知,导电墨线间以并的方式连接;故A错误;
B、不易氧化属于电热膜的化学性质;故B错误;
C、由丙图可知,墨线的电阻会发生改变,所以通过过导电墨线的电流会发生改变;故C错误;
D、由丙图可知,温度到达t0时,电阻会急剧增大,从而导致电路的总电阻也会增大,根据P=U2/R总可知,发热功率也会急剧减小;故D正确;
故答案为:D。
3.【答案】 D
【解析】【分析】本题已知量较少,故无法直接求出结果,所以其难点在于学生能否准确地建立方程;在电学中此类采用方程法求解的题目较多,应根据题意灵活设定未知量,列出方程才能准确求解。由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到b点时电压表的示数,则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压电阻间的关系,联立可解得R1与R最大值之间的关系及电源的电压;由功率公式可求得R1的阻值,则可求得R的最大阻值;最后由功率公式分别求得R1先后两次消耗的电功率,即可求得比值。
【解答】当滑片在中点时由欧姆定律可知,电路中电流:I1=UR1+R2 ,
则滑动变阻器两端的电压:U1=I1×R2=UR1+R2×R2=6V------①
由题意知,当滑片滑到b处时因R的接入电阻变大,故电压表示数应增大,即滑片滑到b点时,滑动变阻器两端电压为U2=8V;
同理得:UR1+R×R=8V--------②
用①式比②式可得:R1+R2R1+R=34 ,
解得:R=2R1--------------③
将③代入②式可得:UR1+2R1×2R1=8V ,
解得:U=12V,故A错误;
当滑片滑到b点时,R1两端电压为U2′=12V-8V=4V,
则由W=U2R1t , 可得:R1=U2Wt=(4V)220J×10s=8Ω ,
R的最大阻值:R=2R1=16Ω,故B错误;
滑片在b端时电流I2=UR1+R=12V8Ω+16Ω=0.5A , 故C错误;
滑片在中点时,R1两端的电压为12V-6V=6V,滑片在b点时,电压为4V,
由P=U2R可得,电路先后两次消耗的电功率之比:PP'=U2R1+RU2R1+R2=R1+R2R1+R=8Ω+16Ω28Ω+16Ω=2:3 , 故D正确。
故选D
4.【答案】 C
【解析】【分析】(1)根欧姆定律判断电流和电阻、电压之间的关系;
(2)根据P=UI判断电路消耗的功率。
【解答】解:A、R2的阻值最小时,也就是电流最大时,电压表的示数最大为3V,此时的电流为0.3A,电路的总电阻为20Ω,所以此时滑动变阻器的电阻为10Ω,所以A错;
B、当电压表示数最大时,此时的电流最大为I=UR=3V10Ω=0.3A,所以A错;
C、当电压表示数为3V时,电阻R1消耗的电功率最大为0.9W,当电压表示数最小时,也就是滑动变阻器的阻值最大时,此时电流I=UR=6V10Ω+20Ω=0.2A,电压表的示数U=IR=0.2A×10Ω=2V,所以此时的电功率P=IR=2V×0.2A=0.4W,所以C正确;
D、电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,所以D错。
故选C。
5.【答案】 D
【解析】【分析】当开关闭合时,电路为甲灯泡的简单电路且灯甲发光说明甲灯泡无短路现象;
当开关断开时,甲乙两灯泡串联,且明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光,
因串联电路各处的电流相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以根据P=I2R可知,甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率,即甲灯的电阻远小于乙灯的电阻。
【解答】解:A、甲的额定电压为220V,乙的额定电压不知,无法判断两只灯泡的额定电功率的大小,所以A错;
当开关断开时,甲乙两灯泡串联,且明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光,
因串联电路各处的电流相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以根据P=I2R可知,甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率,即甲灯的电阻远小于乙灯的电阻,所以B、C错,D正确。
故选D。
6.【答案】 A
【解析】【分析】明确功率的基本单位,并知道铭牌上所标信息为用电器正常工作时的额定值.本题考查了学生对电功率的物理意义和用电器铭牌参数含义的理解与掌握,是一道基础题目.
【解答】解:某台灯铭牌上标有“9W”字样,就是指灯的额定功率为9W.
故选A.
7.【答案】 B
【解析】【分析】电阻大小不变,已知电阻两端电压的变化和电流的变化,根据公式I=UR可求电阻的大小,根据公式P=U2R可知该电阻的电功率,再相减即可求出功率的变化值。
【解答】假设定值电阻阻值为R,根据欧姆定律可得I=UR
当电阻两端的电压为6V时,通过电阻的电流为I1=6VR------①
当电阻两端的电压为8V时,通过电阻的电流I2=10VR-------②
因为电流的变化量△I=I2-I1=0.1A,所以联立①②,可解得R=40Ω
根据P=U2R , 可得P1=6V240Ω=0.9W , P2=10V240Ω=2.5W
所以该电阻的电功率变化值=P2-P1=2.5W-0.9W=1.6W。
故答案为:B
?
8.【答案】 D
【解析】【分析】接通电路,电动机不转时,由P=U2R可得电动机线圈电阻;电动正常工作时消耗的电能转化为机械能和内能,先计算此时电动机的电流,再计算线圈上的发热功率,两者之差即为线圈上消耗的机械功率。
【解答】由题意可知,接通电路,电动机不转时只将电能转化为内能,此时电动机为纯电阻,由P=U2R可得,电动机线圈电阻R=U2P1;
电动正常工作时消耗的电能转化为机械能和内能,此时电动机为非纯电阻,由P=UI可得,此时电动机的电流I=P2U ,
所以,此时线圈上发热功率P热=I2R=P2U2R=P2U2×U2P1=P22P1 ,
由能量守恒定律可得,此时消耗的机械功率P机械=P2-P热=P2-P22/P1。
故答案为:D
二、填空题
9.【答案】 (1)dc
(2)36
【解析】【分析】(1)图中电路是R0与R串联的电路,电压表V1测R0两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压。在串联电路中串联的电阻分电源电压,电阻越大分到的电压越多。根据滑动变阻器阻值的变化情况可以判断出电压表的变化情况。(2)功率P=UI,电路总电压不变,当电流最大时功率达到最大。判断出最大电流可以计算出最大功率。
【解答】(1)因为电压表V2是测量滑动变阻器R两端的电压,由于R从b点滑到a点过程中,滑动变阻器的阻值减小,电路总电流增大,分到的电压也减少。所以dc可以表示V2随电流表示数变化的图像;(2)该过程中电路中的电流最大值为3A,电源电压由乙图可知为12V,所以P最大=UI=12V×3A=36W。
故答案为:(1)dc;(2)36
10.【答案】 大于;d
【解析】【分析】本题涉及电压表和电流表量程的选择和读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中。当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数变小,则变阻器连人电阻增大,连入下边的接线柱是d。
【解答】(1)电源电压要大于灯泡的额定电压,灯泡才能正常工作;
(2)当滑片向左移动时,电流表示数减小,连入的电阻增大,则变阻器接入电路的接线柱应是d。
故答案为:(1)大于;(2)d。
11.【答案】 6;正
【解析】【分析】(1)甲车两侧远光灯并联,总功率等于两灯功率之和,根据P=UI求出总电流,根据I= 求出车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间;(2)甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路,烧坏电源,据此判断两车“搭电”启动时的连接方式.本题考查了电功率公式和电流定义式的应用以及电路的三种状态,要注意甲车两侧远光灯是并联.
【解答】解:①甲车两侧远光灯并联,总功率P=2×60W=120W,
由P=UI可得,总电流:
I= = =10A,由I= 可得,车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间:t= = =6h;
②因甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路,烧坏电源,
所以,两车“搭电”启动时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连,再将另两个电极用电线连通.
故答案为:6;正.
三、解答题
12.【答案】 (1)B,D
(2)解:I=IR= URR=1V10Ω=0.1A
R总=UI=1.5V0.1A=15Ω
R垃圾=R总- R=15Ω- 10Ω=5Ω
查表可知,该垃圾属于金属垃圾,故应放于金属类垃圾桶内
答:应投人金属类垃圾桶。
解:W=UIt=1.5V×0.1A×0. 1s=0.015J
答:检测电路消耗的电能为0. 015J。
(3)解:W=Fs=Gh=1N×0.7m=0.7J
答:机器人至少对垃圾做了0.7J的功。
【解析】【分析】(1)根据四种应用中成像的特点进行分析;
(2)①垃圾样品和定值电阻R串联,电压表测R的电压。首先根据? I=IR=URR计算出通过电路的电流,然后根据 R总=UI计算电路的总电阻,接下来根据R垃圾=R总- R?计算垃圾的电阻,最后与表格中的电阻进行比较即可;
②根据W=UIt计算检测电路消耗的电能;
(3)机器人对垃圾的支持力向上,因此它只在竖直方向上对垃圾做功,而在水平方向上不做功,根据W=Fs=Gh计算即可。
【解答】(1)A.物体在平面镜中成正立、等大的虚像,故A不合题意;
B.照相机成倒立、缩小的实像,故B符合题意;
C.放大镜成正立、放大的虚像,故C不合题意;
D.物体在眼球内成倒立、缩小的实像,故D符合题意。
故选BD。
(2)①垃圾样品和定值电阻R串联,电压表测R的电压。
通过电路的电流I=IR=URR=1V10Ω=0.1A?;
电路的总电阻为: R总=UI=1.5V0.1A=15Ω;
垃圾的电阻为:R垃圾=R总- R=15Ω- 10Ω=5Ω;
查表可知,该垃圾属于金属垃圾,故应放于金属类垃圾桶内;
②检测电路消耗的电能为W=UIt=1.5V×0.1A×0. 1s=0.015J;
(3) 该过程中机器人至少对垃圾做功:W=Fs=Gh=1N×0.7m=0.7J。
13.【答案】 (1)绝缘体
(2)解:①R1= U?P = (220伏)21000瓦 =48.4欧
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
(3)S闭合,温控开关断开,R1、R2同时工作,电路处于保温状态。
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体;不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)①已知额定功率和额定电压,根据公式 ?R1=U?P计算电阻R的阻值;
②已知电功率和时间,根据W=Pt计算消耗的电能。
(3)根据公式P=U2R可知,电压相等时,电阻大的,电功率小,为保温状态;电阻小的,电功率大,为加热状态,只需用温控开关控制定值电阻R2的工作与否。?
【解答】(1)为防止触电,供电插座的外壳材料必须不容易导电,因此应该选择绝缘体。
(2)①?电阻R的阻值:?R1=U?P=(220V)21000W=48.4Ω;
②正常工作300s消耗的电能:W=Pt=1000W×300s=3×105J。
(3)如下图所示,S闭合,温控开关断开,R1、R2同时工作,此时总电阻变大,根据P=U2R可知,此时总电阻变小,那么电路处于保温状态。

?
14.【答案】 (1)R0
(2)解:当I=2A时???? PR0=32W? R0= PI2=32W(2A)2 =8Ω
(3)解:当I'=0.5A时 ?? UR'0 =0.5A×8Ω=4V
电源电压U= PI=32W2A =16V
U'R=12V? PR=12V× 0.5A=6W
【解析】【分析】(1)定值电阻R0与变阻器串联,电压表测R0的电压,电流表测总电流。根据P0=I02R0分析定值电阻的功率与电流的变化关系,进而确定它的图像形状即可;
(2)根据乙图,找到一组有关R0的电流和电功率的值,然后根据P0=I02R0计算它的阻值;
(3)当电流最大2A时,变阻器的阻值最小,此时只有定值电阻R0 , 它两端的电压等于电源电压。根据P=UI计算出电源电压,根据U'=I'R0计算出电流为0.5A时定值电阻的电压,再根据UR=U总-U0计算出变阻器两端的电压,最后根据PR=URIR计算出变阻器的功率。

【解答】(1)定值电阻R0与变阻器串联,电压表测R0的电压,电流表测总电流。根据公式P0=I02R0可知,当电流增大时,定值电阻R0的电功率随电流的增大而增大,因此图乙中的实线表示的是R0的功率与电流的关系;
(2)根据图乙可知, 当I=2A时,定值电阻R0的电功率PR0=32W;
根据公式P0=I02R0得到,定值电阻阻值?R0=P0I02=32W(2A)2=8Ω?。
(3)当电流表的示数I'=0.5A时,
定值电阻两端的电压:UR0'=I'R0=0.5A×8Ω=4V;
当电流最大2A时,变阻器的阻值最小,此时只有定值电阻R0 , 它两端的电压等于电源电压。
那么电源电压 ?U总=PI=32W2A=16V;?
此时变阻器两端的电压为:UR=U总-U0=16V-4V=12V;
此时变阻器消耗的功率为:PR=URIR==12V× 0.5A=6W。
?
15.【答案】 (1)10
(2)解:当x=0时:
R变= U变I变=4.5V0.9A =5Ω
当x=20cm时,电路中电流最小,电阻最大:
R总= UI=4.5V0.5A =9Ω
此时触点M、N之间的阻值最大,为RMN=R总-R变=9Ω-5Ω=4Ω
答:实验过程中,触点M、N之间的最大阻值RMN是4欧姆。
(3)0.4
(4)解:当M、N都未与铜丝接触时,W有最大值:
W=W1+W2= U2R1 t+ U2R2 t= (4.5V)26Ω ×60s+ (4.5V)210Ω ×60s=324J
答:W的最大值为324焦耳。
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,整个金属圆环被NM分为两部分,这两部分并联在这两点之间;在并联电路中,总电阻比任何一个电阻都小,当两个电阻的阻值相同时,总电阻达到最大;
(2)当划过MN的弧长为0时,此时电流最大,电阻最小,极MN之间全部为铜丝,电阻为零,根据公式 R变=U变I变计算出变阻器的阻值;当滑过距离为20cm时,电流最小为0.5A,此时电阻最大,首先根据 ?R总=UI计算出总电阻,再根据 RMN=R总-R变计算出MN之间的最大阻值;
(3) ?根据乙图可知,当x=50cm时,电流恢复原值,即圆环的周长就是50cm,那么根据周长-铜丝长度计算出电阻丝的长度。当MN之间最大阻值为4Ω时,肯定是MN将整段电阻丝平均分为两部分,即每段的电阻相等,根据R总=12R计算出每段电阻丝的电阻,乘以2计算出整段电阻丝的电阻,最后用电阻丝的总电阻与长度作比即可;
(4)MN两点在圆环的直径上,将整个圆环平均分为25cm,因此只要两点都不与铜丝接触,那么肯定一边电阻丝的长度为:25cm-10cm=15cm,而另一边电阻丝的长度为:40cm-15cm=25cm。根据电阻与长度成正比,分别计算出两段电阻丝的电阻,然后根据W=U2Rt分别计算出它们消耗的电功,最后相加即可。

【解答】(1)根据甲图可知,整个金属圆环被NM分为两部分,这两部分并联在这两点之间。根据乙图可知,当滑过20cm时阻值达到最大,那么肯定是这两点之间电阻丝的电阻相等,也就是长度相等,因此整段电阻丝的长度应该是:20cm×2=40cm,而铜丝的长度应该是:50cm-40cm=10cm;
(2) 当x=0时:
变阻器的阻值:R变=U变I变=4.5V0.9A?;
当x=20cm时,电路中电流最小,电阻最大:
变阻器的阻值?R总=UI=4.5V0.5A=9Ω;?
此时触点M、N之间的阻值最大,为RMN=R总-R变=9Ω-5Ω=4Ω。
(3)根据乙图可知,当x=50cm时,电流恢复原值,即圆环的周长就是50cm,
当MN之间最大阻值为4Ω时,根据并联电路R总=12R可知,
此时每段电阻丝的阻值:R=2R总=2×4Ω=8Ω;
那么整段电阻丝的阻值:8Ω×2=16Ω;
因此每1cm电阻丝的阻值:16Ω40cm=0.4Ω/cm。
(4)MN两点在圆环的直径上,将整个圆环平均分为25cm,因此只要两点都不与铜丝接触,那么肯定一边电阻丝的长度为:25cm-10cm=15cm,而另一边电阻丝的长度为:40cm-15cm=25cm。
根据电阻与长度成正比,可以这两段电阻丝的阻值分别为:
R1=16Ω×15cm40cm=6Ω;R2=16Ω×25cm40cm=10Ω;
因此电路消耗的电能为:
W=W1+W2=U2R1t+U2R2t=(4.5V)26Ω×60s+(4.5V)210Ω×60s=324J。
16.【答案】 (1)大气压
(2)解: 解:开关闭合时,只有R1工作,加热状态
R1= U2P=(220伏)21100瓦 =44欧
开关断开时,R1、R2同时工作,保温状态
R总= U2P总=(220伏)255瓦 =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。
【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 R1=U2P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 R总=U2P总计算出总电阻,然后根据 R2=R总-R1 计算R2的阻值。
17.【答案】 (1)B;呼吸作用
(2)化学;77.4;31.0
(3)四;72:71;BD
【解析】【分析】生物群落是指在一定时间内一定空间内上的分布各物种的种群集合,包括动物、植物、微生物等各个物种的种群,共同组成生态系统中有生命的部分。呼吸作用,是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,是所有的动物和植物都具有的一项生命活动。生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等的能量,具有十分重要的意义。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)小敏家庭院中含有多种植物,属于群落;由图可知, b、e是向大气释放二氧化碳,是通过生物的呼吸作用实现的;
(2)垃圾中含有化学物质,通过焚烧的方式释放其中的化学能;小敏家消耗的电能是5746.3kw.h-5668.9kw.h=77.4kw.h;小敏家一天日用电量为77.4÷30=2.58kw.h,发电厂一天发电80万千瓦时,所以可以供:80万÷2.58=31.0万;
(3) ① 物质二恶英的化学式为(C12H4O2Cl4),可知其由4种元素构成,碳元素与 氯元素的质量比为:12×12:35.5×4=72:71;
② A、二恶英是垃圾不完全燃烧产生的,所以为了减少二恶英的排放要增加空气的通入量;故A错误;
B、 焚烧过程中要不断搅动垃圾,可以让垃圾让垃圾燃烧的更充分,可以减少二恶英的排放;故B正确;
C、 减少垃圾在焚烧炉内的停留时间,垃圾难以燃烧充分;故C错误;
D、 升高垃圾焚烧炉内的温度,可以使较多的垃圾都能燃烧,从而燃烧的更加充分;故D正确;
故答案为:(1)B;呼吸作用;(2)化学;77.4;31.0;(3)四;72:71;BD。
?
18.【答案】 (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= P1U1=3瓦6伏 =0.5安 ??l2= P2U2=6瓦6伏 =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
【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 I=PU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: R1=U1I1=2V0.2A=10Ω;
当L1的电压为6V时,电流为0.5A,
电阻为: R'1=U'1I'1=6V0.5A=12Ω;
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=? P1U1=3W6V?=0.5A ;
L
2?的额定电流:l2= P2U2=6W6V?=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。
19.【答案】 (1)南(S)
(2)解:I=P/U=5W/5V=1A
(3)解:W电池=U1I1t1=5V×4.8A×3600s=86400JW输出=W电池/80%=108000J
t2=W输出/U2I2=108000]/(5V×2A)=10800s=3h
【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 ;
20.【答案】 (1)笔记本电脑电池容量:3000mAh
平均电流为I=1.5A=1500mA
则工作时间为:t= 3000mAh1500mA =2h
答:笔记本电脑可连续工作2小时。
(2)W=UIt=15伏×3安×3600秒=162000焦=0.045千瓦时
因为0.045kW·h<0.16kW·h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。
(3)电流通过导体时会产生热量;B
【解析】【分析】电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量,用符号W表示,其国际单位制为焦耳(J),电能的计算公式为 W =P·t = U·I·t 通常电能用千瓦时(kW · h)来表示大小
【解答】(1)电池容量为3000mAh=3Ah,而电脑工作时的电流为1.5A,则t=3Ah/1.5A=2h;故答案为:2h;(2)题干中提到不超过0.16kW·h的设备可以带上飞机,所以只需求出该电脑的电池储能多少即可;故答案为:W=UIt=15V×1.5A×2×3600S=162000J=0.045千瓦时;因为0.045kW·h<0.16kW·h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。(3)用电器产热是因为用电器都有电阻,其中的导体也都有电阻;A、开关S2不是电源总开关,只控制工作系统;故A不符合;B、开关S2是总开关,而开关S1单独控制风扇;故B符合;C、任何一个开关闭合,风扇和工作系统都同时工作;故C不符合;D、只有两个开关同时闭合,电路才能工作;故D不符合;故答案为:电流通过导体时会产生热量;B;
故答案为:(1)2h;(2):W=UIt=15V×1.5A×2×3600S=162000J=0.045千瓦时;因为0.045kW·h<0.16kW·h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。(3)电流通过导体时会产生热量;B;
21.【答案】 (1)I=PU=180W36V=5A
(2)t=10安时×50%5安=1小时
(或“据题意,自行车行驶时间t=1小时”)
S=vt=20千米/时×1小时=20千米
(3)ac
【解析】【分析】电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特(Watt),简称"瓦",符号是W。在家庭电路中插座是为了给可移动电器供电,插座应并联在电路中,分为固定插座和可移动插座,其又分为两孔插座和三孔插座。
【解答】(1)由铭牌可知,电动车的额定功率为180W,额定电压为36V,因为P=UI;所以 I=PU=180W36V=5A; 故答案为: I=PU=180W36V=5A ;(2)电池的总容量是10Ah,而现在消耗了50%;所以消耗的能量为5Ah;相当于在电流为5A时,行驶一个小时,再通过速度公式即可计算出路程;故答案为: t=10安时×50%5安=1小时 ;S=vt=20千米/时×1小时=20千米;(3)家庭电路中各用电器要各自独立工作,插座要与灯泡并联;所以安装在C处;故答案为:C;
故答案为:(1)5A;(2) t=10安时×50%5安=1小时 ;S=vt=20千米/时×1小时=20千米;(3)C。
22.【答案】 (1)0.6
(2)当水箱中水位为2米时,控制电路电流Ia=0.1安,RF1=60欧,此时 R总1=U1Ia=12伏0.1安 =120欧,则R0=R总1?RF1=120欧?60欧=60欧当水箱中水位为1米时,RF2=90欧,R总2= RF2+ R0=90欧+60欧=150欧Ib=U1R总2=12伏150欧=0.08安
答:电流Ib为0.08安。
(3)注水系统从水位1米开始注水到2米,注水总体积V总=0.4米2×(2米?1米)=0.4米3 , 需要时间为t1 , 根据题意:
t1=0.4米30.005米3/秒-0.001米3/秒=100秒 ?
水位从2米下降至1米,需要的时间t2= 0.4米30.001米3/秒 =400秒
注水系统与喷淋系统同时工作时,工作电路电流做功W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦
喷淋系统单独工作时,工作电路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦
W总= W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦
答:工作电路消耗的电能是1.32×105焦。
【解析】【分析】(1)根据电功率的计算公式P=I2R计算压敏电阻RF的功率;(2)根据表格计算水位2m时电路的总电阻,从而求出R0 , 根据R0 , 计算水位1m时的总电阻,根据欧姆定律计算电路的电流;(3)根据电功的计算公式W=UIt计算工作电路消耗的电能。
【解答】(1)当水箱内的水位上升到2米时电流为0.1安,根据表格此时RF阻值为60Ω,根据功率公式P=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W;
故答案为:(1)0.6;(2)0.08安;(3)1.32×105焦。
23.【答案】 (1)解:取图中C点,此时电阻R1的功率与总功率相等,即电压全部分配在R1上,滑动变阻器电阻为0Ω,
U=PCIC=9W3A=3V,
R1= PI2 =9W3A2=1Ω;
答:电源电压U和R1分别3V、1Ω;
(2)解:由图像可得:IB=2A,PB=IB2R=(2A)2×1Ω=4W;
PA=6W,PAB=6W-4W=2W;
答:线段AB表示的电功率为2W;
(3)解:设滑动变阻器电阻为 RX ,
则 PX=UXIX , UX=RxRx+R1U总 , IX=URX+R1
?? 得出 Px=9×RXRX2+2RX+1 , Px=9Rx+1Rx+2 ,
当且仅当 RX=1RX 时,,即当 RX=1Ω ?? PX最大(或:当Rx=R1=1Ω时,PX最大)
PX =2.25W
答:滑动变阻器的电阻为1Ω,滑动变阻器消耗的电功率为最大;最大值2.25W。
【解析】【分析】(1)根据P-I图像判断电路的连接情况,当I最大时P总等于P1 , 即P2为0W,说明电压全部加在R1两端,R2的阻值为0Ω,再根据功率的公式进行相关的计算;
(2)由图像OBC知IB的电流和P=I2R计算B的功率,由图像OAC知A点的功率为6W;
(3)用Rx和R1把滑动变阻器的功率表示出来,再根据数学知识把Rx的最大值求出。
24.【答案】 (1)火
(2)减少
(3)解:一只白炽灯的使用寿命为1万小时,则工作4万小时需要的4只白炽灯,
4只白炽灯需要的费用:4只×3元/只=12元,
白炽灯的功率P=100W=0.1kW,
白炽灯消耗的电能:
W=Pt=0.1kW×40000h=4000kW?h=4000千瓦时,
则电费:0.53元/千瓦时×4000千瓦时=2120元,
使用白炽灯共需要支付费用:12元+2120元=2132元;
LED灯的功率P′=5W=0.005kW,
LED灯消耗的电能:
W′=P′t=0.005kW×40000h=200kW?h=200千瓦时,
则电费:0.53元/千瓦时×200千瓦时=106元,
使用LED灯共需要支付费用:20元+106元=126元<2132元;
故选择LED灯比较经济.
【解析】【分析】(1)开关的接法:控制用电器的开关应接在火线和灯泡之间;(2)灯泡是利用电能能够转化成热能和光能的原理做成的,把灯丝制成螺旋状,可以增加电阻的长度,增加了钨丝的电阻,使得更多的电能能够转换成热能;还可以减少灯丝散热,提高灯丝的温度;(3)根据使用寿命可知需要白炽灯的个数,进而知道白炽灯的费用,然后根据W=Pt求出白炽灯消耗的电能,进而求出白炽灯的电费从而得出使用白炽灯的总费用;同理,再求出使用LED等的总费用,二者进行比较即可得出答案.本题以电灯的发展为背景综合考查了家庭电路的连接、电功的计算等知识,重点是通过对LED灯和白炽灯数据的比较得出有用的信息,学会应用物理知识解决实际问题的能力,另外,我们在日常生活中一定要注意节约电能.
【解答】解:(1)开关接在火线与电灯之间,当开关断开时,电路中不但没有电流通过,而且电灯与火线断开连接,防止人发生触电事故;故为了安全用电,控制灯的开关必须接在家庭电路的火线上.(2)白炽灯是将电能转化为内能的,其工作原理是:电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝可以减少热量散失,并不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来.
(3)一只白炽灯的使用寿命为1万小时,则工作4万小时需要的4只白炽灯,
4只白炽灯需要的费用:4只×3元/只=12元,
白炽灯的功率P=100W=0.1kW,
白炽灯消耗的电能:
W=Pt=0.1kW×40000h=4000kW?h=4000千瓦时,
则电费:0.53元/千瓦时×4000千瓦时=2120元,
使用白炽灯共需要支付费用:12元+2120元=2132元;
LED灯的功率P′=5W=0.005kW,
LED灯消耗的电能:
W′=P′t=0.005kW×40000h=200kW?h=200千瓦时,
则电费:0.53元/千瓦时×200千瓦时=106元,
使用LED灯共需要支付费用:20元+106元=126元<2132元;
故选择LED灯比较经济.
故答案为:(1)火;(2)减少;(3)选择LED灯比较经济.
25.【答案】 (1)200
(2)由图丙和图丁可知,电费为0.25元,则消耗的电能:
W= 0.25元0.5元/kW?h =0.5kW?h,
电火锅工作的时间:
t=18:40﹣18:10=30min=0.5h,
电火锅加热的实际电功率:
P=Wt=0.5kW?h0.5h =1kW=1000W;
【解析】【分析】本题考查了电功率的计算,从图中获取有用的信息是关键,计算电功率时要注意方法的灵活性.(1)从图丙中得出晚餐时家中照明电路的实际电压;(2)方法一:从表格中可知花费的电费可求消耗的电能,又知道电火锅工作的时间,根据P= 求出电火锅加热的实际电功率;方法二:知道电火锅的额定电压和额定功率,根据P= 求出其电阻,再根据P= 求出200V时的实际功率.
【解答】解:(1)由图丙可知,晚餐时家中照明电路的实际电压是200V;(2)方法一:
由图丙和图丁可知,电费为0.25元,则消耗的电能:
W= =0.5kW?h,
电火锅工作的时间:
t=18:40﹣18:10=30min=0.5h,
电火锅加热的实际电功率:
P= = =1kW=1000W;
方法二:
由P= 可得,电火锅的电阻:R= = =40Ω,
U实=200V时的实际功率:
P实= = =1000W.
答:(1)200;(2)电火锅加热的实际电功率为1000W.
四、实验探究题
26.【答案】 (1)1.52
(2)滑动变阻器;左;2.2
【解析】【分析】(1)根据乙图读出灯泡的额定电流,然后根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(2)当灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为3.8V,此时变阻器两端的电压U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V<3V。既然电压表的0~15V的量程损坏,那么不妨将电压表与变阻器并联,当它的示数为2.2V时,小灯泡正常发光,据此分析解答。

【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.4A,因此灯泡的额定功率为:PL=ULIL=3.8V×0.4A=1.52W;
(2)步骤二:保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将该电压表接在滑动变阻器两端;
步骤三:闭合开关,将滑动变阻器的滑片直到电压表示数为:U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V;
因为原来电压表的示数为3V,要变为2.2V,因此变阻器的电压变小,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,变阻器的阻值应该变小,即滑片向左移动。
27.【答案】 (1)0.8;当实际电压远大于额定电压时,小灯泡会烧毁
(2)15
【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:R'=UI'=3V0.1A=30Ω;
总电阻为:R总=U总I'=4.5V0.1A=45Ω;
滑动变阻器的最大阻值至少是:R变=R总-R=45Ω-30Ω=15Ω。
?
28.【答案】 (1)乙;乙是串联电路,能控制电流相等
(2)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
【解析】【分析】电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特,简称"瓦",符号是W。
【解答】(1)研究电功率与电压的关系时,电压是变量,因此要串联电路;丙不符合;而甲只有一个灯泡,没有对照;乙有两个电灯泡,且串联电路电流相等,可以通过比较电压表示数大小,来比较功率的问题;故答案为:乙;乙是串联电路,能控制电流相等;(2)功率是表示做功的快慢的,而对于小灯泡来说,功率越大则越亮;故答案为:电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮;
故答案为:(1)乙;乙是串联电路,能控制电流相等;(2)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
29.【答案】 (1)
(2)电压表有示数,电流表无示数(或电压表示数为6伏,电流表示数为0)
(3)1.14
(4)灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小,实验中不亮时电阻为5欧,没有通电时,温度更低,所以电阻会更小
【解析】【分析】伏安法测功率的原理是P=UI;由于灯泡灯丝电阻的特性,会随着温度升高而增大,所以误差分析时要加以考虑;
【解答】(1)由实验电路图可知,该实验是伏安法测功率是串联电路,所以只要实现电路是串联的即可;故答案为: ;
⑵小灯泡断路时,电路处于断开状态,电流表肯定没有示数;电压表由于测的是电灯泡的电压,小灯泡断开了,则电压表相当于接在电源两侧,则是电源电压,所以电压表有示数;故答案为:电压表有示数,电流表无示数(或电压表示数为6伏,电流表示数为0);
⑶小灯泡在额定电压时,小灯泡正常发光达到额定功率;由表格数据可知:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;故答案为:1.14W;
⑷因为灯丝的电阻比较特殊,当温度升高时,电阻会增大;而灯泡在发光过程中温度会升高,所以没闭合开光时,灯丝温度最低,则电阻最小;故答案为:灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小,实验中不亮时电阻为5欧,没有通电时,温度更低,所以电阻会更小;
故答案为:(1) ;(2)电压表有示数,电流表无示数(或电压表示数为6伏,电流表示数为0);(3)1.14W;(4)灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小,实验中不亮时电阻为5欧,没有通电时,温度更低,所以电阻会更小。
30.【答案】 (1)D
(2)小灯泡断路
(3)B
(4)0.7;温度越高,灯丝电阻越大
【解析】【分析】(1)知道灯泡额定电压和电阻,求出灯泡额定电流.滑动变阻器与灯泡串联.根据测量电路电压特点,求出灯泡正常工作时,滑动变阻器的电压,求出滑动变阻器的电阻;
(2)根据灯泡的明暗情况和电流表的示数检查电路故障,找出故障然所在;
(3)根据串联电路电流及电压的特点和滑动变阻器的使用方法判断;
(4)①P=UI的应用;②影响电阻大小的因素:电阻丝的材料、长度、横截面及温度。
【解答】解:(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流:IL=ULRL=2.5V12Ω≈0.2A,
滑动变阻器的电压及电流分别为3.5A、0.2A,其阻值RP=UPIP=3.5V0.2A=17.5A,所以应选D;
(2)小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,说明电流通过开关、滑动变阻器、电压表、电流表,无电流通过灯泡,所以灯泡断了;
(3)由图知L两端的电压为2.2V,要增大它两端电压,必须减小滑动变阻器的电压,即减小滑动变阻器的阻值,所以滑动变阻器的滑片向B端移动;
(4)①由P=UI得滑动变阻器的功率为:P=UI=3.5V×0.2A=0.7W;
②灯丝电阻主要受温度的影响,温度越高,灯丝电阻越大。
故答案为:(1)D;(2)小灯泡断路;(3)B;(4)0.7;温度越高,灯丝电阻越大。
31.【答案】 (1)0.5
(2)0.5;增大
(3)大于
【解析】【分析】(1)直接根据电压表选择量程读数.(2)根据U﹣I图象,当U=2.5V时,找到对应电流I,根据P=UI计算额定功率,通过取特殊的值可判断电阻的变化情况.(3)通过对滑动变阻器电阻、灯泡电阻、总电阻变化情况分析的出结论.此题考查了电压表读数、U﹣I图象的应用、电阻的变化的判断.
【解答】解:(1)根据图乙电压表量程选择0﹣3V,分度值0.1V,电压表读数为0.5V.(2)根据图象当U=2.5V时,I=0.2A,根据P=UI=2.5V×0.2A=0.5W,通过图象可以看出电压增大电阻变大.(3)根据图象可知当滑动变阻器电阻变小时,灯泡两端电压增大,电流也增大,灯泡电阻变大,总电阻变小.
根据R=R滑+R灯 . 只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小.
故答案为:(1)0.5;(2)0.5;增大;(3)大于.
32.【答案】 (1)电压
(2)电压表和电流表都有示数
【解析】【分析】(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,据此分析.(2)分析电学问题时,出现电路图和实物电路时首先要分析电路(分析电路时可以根据电流的方向入手),若闭合开关,电流表无示数,且灯泡不发光,即表明电路中没有电流,说明该电路是断路;此时电压表有示数,即说明此时电压表测的不是用电器的电压,而是电源电压,故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路,故据此可判断出是哪一部分出现了故障.若灯泡短路,电压表示数为零.本题考查了电路故障的判断,这是我们常考的内容,也是中考重点考查的内容;平时学习时要注意多总结,多积累.
【解答】解:(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,由P=UI可知,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压;(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小金之所以判断出电路既不断路,也不短路的依据是两表都有示数,因为若灯泡短路,电压表示数为零.所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大,灯泡能够分得的电压很小所致.
故答案为:(1)电压;(2)电压表和电流表都有示数.
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