湖南省师大附中梅溪湖中学2023-2024学年九年级(上)质检物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1.(2023九上·溪湖月考)关于下列物理量的估测,正确的是( )
A.家用空调的额定电功率约为
B.家用日光灯的额定电流约为
C.家用电冰箱的额定功率约为
D.度电可供“;”的白炽灯正常工作
【答案】B
【知识点】电流的大小;电功率
【解析】【解答】A、根据功率的知识可知,家用空调的额定电功率约为,A错误;
B、根据电流的知识可知,家用日光灯的额定功率是40W,根据P=UI可知,额定电流约为,B正确;
C、根据功率的知识可知,家用电冰箱的额定功率约为,C错误;
D、根据W=Pt可知,1度电可供“;”的白炽灯正常工作的时间是,D错误;
故答案为:B.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个。
2.(2023九上·溪湖月考)下列家用电器中,主要将电能转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电冰箱 C.电热水器 D.电视机
【答案】C
【知识点】电源及其能量转化
【解析】【解答】A、电风扇工作时主要把电能转化为机械能,A不符合题意;
B、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能,B不符合题意;
C、电热水器工作时主要把电能转化为内能,C符合题意;
D、电视机主要是电能转化为声能和光能,D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】本题主要考查学生对用电器能量转化简单理解,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理。
3.(2023九上·溪湖月考)下列情况中,属于防止电热危害的是( )
A.用电熨斗熨烫衣服 B.用电饭锅煮饭
C.冬天用电暖气取暖 D.电脑机箱内有小风扇
【答案】D
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】A. 用电熨斗熨烫衣服是利用电热来工作的,属于电热利用,A项错误;
B. 用电饭锅煮饭是利用电能转化为内能来给食物加热,属于电热利用,B项错误;
C. 冬天用电暖气取暖是利用电能转化为内能的,属于电热利用,C项错误;
D. 电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉,属于防止电热危害,D项正确;
故答案为:D.
【分析】本题主要考查学生对用电器利用能量方式简单理解,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理。
4.(2023九上·溪湖月考)一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
B.该电能表的额定最大电流为
C.该电能表应该在的电路中使用
D.该电能表的表盘转圈消耗的电能是
【答案】A
【知识点】电能表参数的理解;电功及电功的实质
【解析】【解答】A、电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表,A正确;
B、10(20)A表示标定电流为10A,额定最大电流为20A,B错误;
C、电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用,C错误;
D、电能表的表盘标识600r/(kW·h),转600圈消耗的电能,D错误;
故答案为:A.
【分析】本题考查了学生通过电脑表的表盘获取信息的能力,贴近实际生活,体现了生活处处有物理。
5.(2023九上·溪湖月考)如图所示,、是由同种材料制成的导体,二者长度相等,但比的横截面积大,当开关闭合后,在相同时间内,下列说法正确的是( )
A.导体、的电阻
B.通过导体、的电流
C.导体、两端的电压
D.电流通过导体、所做的功
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;电阻;电功的计算
【解析】【解答】A、如图所示,导体A、B串联,通过导体的电流相等,A项错误;
B、导体的材料、长度相同,电阻与横截面积成反比,所以导体B的电阻比A大,B项错误;
C、通过电流相等,导体B的电阻比A大,根据可知,导体B两端分得的电压要大一些,C项错误;
D、通过电流相等,导体B两端电压比A两端大,在相同时间内,由W=UIt可知,电流通过导体B做的功比A大,D项正确;
故答案为:D.
【分析】根据串联电路电流的特点,结合欧姆定律、电阻的性质和电功公式进行综合计算分析。
6.(2023九上·溪湖月考) 商场里的自动扶梯无人乘坐时,运行速度缓慢;有人乘坐时,“感应开关”自动闭合,速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”,断开任何一个,都能使自动扶梯停止,模拟电路如图所示。下列说法错误的是( )
A.是“紧急制动开关”,是“感应开关”
B.有人乘坐时,均闭合
C.有人乘坐时,电动机两端电压小于电阻R两端电压
D.无人乘坐时,电阻R可以起到节约电能的作用
【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,开关S1、S2都在干路中,断开其中任何一个,都可以断开整个电路,电动机不工作,所以 S1、S2是紧急制动开关;S3与电阻R并联,S3闭合会把电阻R短路,使电路中电阻变小,电流变大,电动机的转速变大,则S3是感应开关,故A正确不合题意;
BC.有人乘坐时,S1、S2、S3都闭合,电阻R被短路,自动扶梯高速运行,所以R两端电压为0,故C错误符合题意,B、C正确不合题意;
D.无人乘坐时,S1、S2闭合,S3断开,电阻R串联在电路中,电路中电流较小,由W=Pt=UIt可知电能消耗少,电梯低速运行,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】根据题目的描述的工作过程,结合电路图,对各个选项分析判断即可。
7.(2023九上·溪湖月考)小明的家里,已有两盏灯正常发光,如果再使用一个电水壶,则该电路的( )
A.总功率变大 B.总电流变小 C.总电阻变大 D.总电压变大
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算;家庭电路的连接
【解析】【解答】家庭电路的各电器并联在电路中,则由并联电路的特点可知,总电流等于两盏灯中电流加上电水壶中的电流,总电流变大;因为两盏灯正常发光,而电水壶要并联在电路中使用,所以电水壶上的电压为220V,即电路两端的总电压不变;由于电路中的总电流变大,则由可知,电路中的总电阻变小;电路两端的总电压不变,而总电流变大,则由可知,总功率会变大,BCD不符合题意,A符合题意;
故答案为:A.
【分析】根据并联电路的特点结合欧姆定律和电功率公式,分析功率、电压、电流和电阻的变化情况。
8.(2023九上·溪湖月考)将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3W B.等于3W C.小于3W D.无法确定
【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】根据灯泡的规格,计算电阻为,灯泡电阻和定值电阻的阻值相同,根据串联电路电压规律规律,判断灯泡分压为电源电压的一半,为6V,达到灯泡的额定电压,电功率达到额定功率,为3W,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据灯泡的电压和电功率,计算电阻,结合串联电路电阻规律和分压规律,计算分压,判断电功率的大小。
9.(2023九上·溪湖月考)如图所示是电阻和的图像,由图像可知( )
A.
B.若将、串联接入电路,闭合开关后,它们两端的电压::
C.若将、并联接入电路,闭合开关后,干路电流为时,电源电压是
D.若将、串联接入电路,闭合开关后,相同时间它们消耗的电能::
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】A、由图像可知;,因此,A不符合题意;
BD、若将A、B串联接入电路,串联电路中电流处处相等,由U=IR可知,由W=UIt可知,相同时间内它们消耗的电能,B不符合题意,D符合题意;
C、若将A、B并联接入电路,则A、B两端的电压相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,当干路电流为0.9A,由图像可知,此时,
,源电压为3V,C不符合题意;
故答案为:D.
【分析】先根据图像横纵坐标代表的物理量结合欧姆定律计算出电阻,根据串并联电路的电流电压电阻的特点,结合欧姆定律和电功公式计算分析。
10.(2023九上·溪湖月考)如图所示,电源电压不变,只闭合开关,电流表示数为,再闭合,电流表示数变化了。则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是( )
A.: B.: C.: D.:
【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道,若只闭合S1,则是只有R1的简单电路,电流表测的是R1的电流,此时I1 =0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A;由于电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2 的电流是I2=0.4A;又因为并联电路各支路两端的电压相等,即U1 =U2,由W=UIt知道,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是:,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算,解题的关键是得到两个支路电流大小。
二、多选题:本大题共2小题,共6分。
11.(2023九上·溪湖月考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数不变
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差变大
D.电压表示数不变,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】A,C
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据图片可知,定值电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源电压。
当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,变阻器R2的电阻变小,而它两端的电压不变,根据可知,通过电阻器的电流变大。此时R1的电压和电阻保持不变,则通过R1的电流大小不变,即A1的示数不变。根据I总=I1+I2可知,电流表A2的示数变大。电压表测电源电压,因此电压表的示数保持不变,故A正确,B错误;
两个电流表的示数之差就是通过变阻器的电流,因此二者之差变大,故C正确;
电流表A2的示数变大,而电压表的示数不变,则二者的比值是变小的,故D错误。
故选AC。
【分析】根据图片确定电路的串并联关系,结合欧姆定律和并联电路的特点分析判断。
12.(2023九上·溪湖月考)如图所示电路,电源电压,灯泡规格“”,定值电阻,滑动变阻器标有“”字样,电压表接量程,电流表接量程忽略灯泡电阻随温度变化,保证安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.闭合、,断开,滑动变阻器的取值范围是
B.闭合、,断开,电流表的变化范围
C.闭合、,断开,电路的最大功率为
D.闭合、,断开,电阻的最小电流约为
【答案】A,B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】AB、由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,灯泡L规格“3V;1.5W”,由公式可知,灯泡L的电阻为;由公式
可知,灯泡的额定电流为因电流表量程为0~0.6A,且滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,所以电路中允许通过的最大电流为0.5A,即,根据串联分压特点可知,所以此时滑动变阻器两端电压为;根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最小电阻为,当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端电压为忽略灯泡电阻随温度变化,此时电路最小电流为,滑动变阻器接入电路的最大阻值为
则滑动变阻器的取值范围是3Ω~12Ω,电流表的变化范围是0.25A~0.5A,AB正确;
C、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大为,电路安全,电路的最大功率为,C错误;
D、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器两端电压为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路分压特点可知,此时定值电阻两端的最小电压为,定值电阻的最小电流为,D错误;
故答案为:AB.
【分析】根据串联电流、电压的特点,串联分压规律,结合滑动变阻器的特点,利用欧姆定律和电功率计算公式对动态电路进行分析计算。
三、填空题:本大题共5小题,共22分。
13.(2023九上·溪湖月考)
(1)图中,电能表的示数为 。
(2)图中,电阻箱的示数为 。
【答案】(1)
(2)
【知识点】变阻器;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)电能表示数最后一位为小数位,所以电能表示数为3183.6 kW·h;
故填3183.6.
(2)电阻箱的示数为;
故填2998.
【分析】本题考查了学生通过电能表的表盘和电阻箱获取信息的能力。
14.(2023九上·溪湖月考)奕文家月底电能表读数如图所示,月底电能表的数字显示为,若当地电价元,则月份他家应交电费 元;奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作,电能表转盘转了转,则这个家用电器可能是 选填“空调”、“台灯”或“电视机”。
【答案】;空调
【知识点】电能表参数的理解;电功率
【解析】【解答】由图示电能表知道,4月底电能表读数是3183.6kW h,5月底电能表读数是3383.6kW h,则5月份他家消耗的电能;
需交电费0.6元/kW h×200kW h=120元;
故填120.
720r/(kW h)表示的是电路中每消耗1kW h的电能,电能表转盘转动720r,电能表转盘转了72转,该家用电器消耗的电能;
工作时间t=6min=0.1h;
该用电器的功率;
因为用电器正常工作,所以用电器的额定功率等于1000W;而空调功率在1000W左右,台灯的功率一般小于40W,电视机的功率在200W左右,所以这个家用电器可能是空调;
故填空调.
【分析】本题考查了学生通过电能表的表盘获取信息和利用信息进行计算的能力,根据计算结果结合生活中家用电器的电功率进行判断。
15.(2023九上·溪湖月考)如图,在测量电阻实验中,电阻。闭合开关,将单刀双掷开关掷于端,电压表示数为,将切换到端,电压表示数为,则电源电压为 ,电阻的阻值为 ,电流对做功 。
【答案】;;
【知识点】电压表的连接;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算
【解析】【解答】开关S闭合后,电路为两个定值电阻串联,S2只是改变了电压表的测量对象,不会改变电路的连接;当单刀双掷开关接a时,电压表测量串联电路总电压即电源电压,为6V;当单刀双掷开关接b时,电压表测量两端电压;电路中的电流为;电阻两端电压为;电阻大小为;1min内电流通过做的功为;
【分析】根据单刀双掷开关连接不同的触点电压表测量对象的不同,结合串联电路电压、电流和电阻的特点,运用欧姆定律和电功公式进行分析和计算。
16.(2023九上·溪湖月考)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的 效应实现高温封口,内产生的热量为 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【答案】热;75;增大
【知识点】电流的热效应;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的热效应实现高温封口;
(2)3s内产生的热量为:;
(3)若使用时总把塑料袋烫坏,说明电功率太大,则需要减小电功率。根据可知,此时要增大电热丝的阻值。
【分析】(1)电流通过导体时都会发热,这就是电流的热效应;
(2)根据公式计算产生的热量;
(3)根据分析电热丝阻值的变化。
17.(2023九上·溪湖月考)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,当滑片P滑到b端时,R1的消耗的电功率为 W。
【答案】3V;0.2W
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据U=IR,结合电源电压不变,计算0.6A×R1=0.2A×R1+2V,计算R1=5Ω;电源电压U=3V;当滑片P滑到b端时,R1的消耗的电功率为P=UI=(3V-2V)×0.2A=0.2W。
【分析】根据U=IR,在电源电压不变时,可以计算未知电阻和电源电压;根据P=UI,计算用电器的电功率。
四、实验探究题:本大题共4小题,共30分。
18.(2023九上·溪湖月考)小明和小华通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。
(1)小明采用了如图电路进行实验,其中电源电压、定值电阻阻值、最大阻值为和的滑动变阻器各一只;
当他准备闭合开关时,小华拦住了他,说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导线打“”,并用笔画一根正确连接的导线;
正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验,实验中滑动变阻器的主要作用:一是保护电路;二是 选填“改变定值电阻两端的电压”、“使定值电阻两端电压不变”;
实验数据记录如表一:
实验时发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到,说明他选用的滑动变阻器的最大阻值是 选填“”或“”。换用另一只滑动变阻器后完成了实验。
表一:
(2)小华利用小明的实验电路继续实验,在“探究电流与电阻的关系”时,分别将、、的定值电阻接入电路,记录数据如表二。当他用的电阻进行实验后,再换的电阻接入电路,移动滑片,直到电压表示数达到 。
表二:
【答案】(1);
(2)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由图可知,电压表应该与电阻并联,电流表应该与电阻串联,它把电流表和电压表的位置接反了,可以把电阻右接线柱的线去掉改接在电压表的负接线柱,如图所示:
本实验中滑动变阻器的作用一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压,从而实现多次测量,使实验结论更具有普遍性,避免偶然性;
若想使电压表达到1V,则电路中的电流为;
滑动变阻器的电阻为;
而现在发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到1.0V,说明他选用的滑动变阻器的最大阻值小于17.5Ω,因此应该是用了最大阻值是10Ω的滑动变阻器;
故填A;10Ω.
(2)探究电流与电阻关系需要控制电阻两端电压不变,由表中数据可得出其控制的电压为;
所以当他用5Ω的电阻进行实验后,再换10Ω的电阻接入电路,需要移动滑片,直到电压表示数达到2V;
故填2.
【分析】(1)把电流表和电压表的位置接反了,应把电阻右接线柱的线去掉改接在电压表的负接线柱。
滑动变阻器的作用一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压,从而实现多次测量,使实验结论更具有普遍性,避免偶然性;
根据串联分压原理计算电阻最大时滑动变阻器的阻值,再进行分析错误的地方。
(2)探究电流与电阻关系需要控制电阻两端电压不变,由表中数据可得出其控制的电压,根据串联分压原理,去分析换用不同电阻的时候,移动滑片控制电压不变。
19.(2023九上·溪湖月考)物理课上,同学们分成若干小组完成“伏安法测电阻”实验,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为的电源、“”的小灯泡若干、未知阻值的定值电阻若干、标有“”的滑动变阻器、导线若干。
(1)潘建奇同学用小灯泡作为待测导体,接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图甲中滑动变阻器的 选填“”或“”接线柱上了。
(2)苏雅善同学,按如图乙所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图丙所示,则此次测量被测电阻 。
(3)叶哲轩同学,按照如图乙所示电路正确连接电路,进行多次实验,实验数据记录在表格中,根据实验数据判断哲轩选择的待测导体是 填“定值电阻”或“小灯泡”。
实验次数
电压
电流
电阻
(4)黄心悦同学的电流表坏了无法读数,她设计了如图丁所示的电路测量未知电阻的大小阻值已知。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
闭合开关和,断开,读出此时电压表的示数为;
闭合开关和,断开,读出此时电压表的示数为;
未知电阻阻值的表达式为: 用、、表示。
【答案】(1)
(2)
(3)定值电阻
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小,当滑动变阻器接在A处时,电阻为0,电路中电流最大;
故填A.
(2)由图可知,电压表接入电路的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,根据欧姆定律可得,此次测量被测电阻;
故填8Ω.
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,由表格数据考虑实验误差可知,被测导体的电阻是不变的,所以这组同学选择的待测导体是定值电阻;
故填定值电阻.
(4)③在①中,两电阻串联,电压表测电源电压;在②中,电路连接方式不变,电压表测定值电阻两端的电压,根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知,则待测电阻的电压Ux=U1-U2;
由串联分压原理可得;
未知电阻阻值的表达式;
故填.
【分析】(1)灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明小灯泡烧坏了,电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小。
(2)由题和图分析得出电压和电流,根据欧姆定律推导公式计算出被测电阻。
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,被测导体的电阻是不变的,所以这组同学选择的待测导体是定值电阻。
(4)根据串联电路总电压等于各部分电压之和、分压原理,推导出未知电阻阻值的表达式。
20.(2023九上·溪湖月考)小明利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率,其中器材有:节新干电池,额定电压为的小灯泡,其电阻约为,“”的滑动变阻器,已调零准确的电流表和电压表、开关、若干导线。
(1)小明按照如图甲所示正确步骤操作,闭合开关后发现灯不亮,紧接着他下一步操作应该是 ,观察小灯泡是否发光。
(2)某次实验中,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 。
(3)若小灯泡在正常发光一段时间后烧坏了,小亮立刻断开开关,换用规格为“”的小灯泡去替换已经烧坏的小灯泡,再次闭合开关,此时电流表的示数可能是 。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)向左移动滑动变阻器滑片
(2)
(3)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电路连接完毕,在闭合开关前,变阻器连入电路的阻值是最大的;开关闭合后,电路中的电流很小,即使电路没有障,小灯可能也不发光;此时应当向左移动变阻器滑片,增大电路的电流,观察小灯工作情况;
故填向左移动滑动变阻器滑片.
(2)电流表所用量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;小灯的额定功率为;
故填0.6.
(3)用规格为“2.5V 1W”的小灯泡替换已经烧坏的小灯泡,根据得,换用这个灯的额定电流;
根据得,这个灯的电阻小于原来灯的电阻,闭合开关后,根据分压原理,灯的实际电压小于2.5V,实际电流小于0.4A;根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,电流大于0.24A,再次闭合开关,此时电流表的示数可能是0.26A,ABD不符合题意,C符合题意;故答案为:C;
故填C.
【分析】(1)滑动变阻器阻值太大的时候,应当向左移动变阻器滑片,增大电路的电流,观察小灯工作情况。
(2)由电功率公式计算小灯的额定功率为。
(3)根据得,计算换用这个灯的额定电流。根据得,这个灯的电阻小于原来灯的电阻,闭合开关后,根据分压原理,分析电压和电流;根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,再次闭合开关,进而分析电流。
21.(2023九上·溪湖月考)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系,通电一段时间后, 选填“左”或“右”侧容器产生的热量更多;
(2)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系,电阻的作用主要是使电阻和中的电流不相等,为了使左右两个形管内液面高度差差异更大,应选用 从、和的定值电阻中选出一个定值电阻。
【答案】(1)电阻;右
(2)电流;
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)图甲两段阻值不同的电阻丝串联,电流和时间相等,电阻不相等,是为了探究电流产生的热量与电阻的关系,利用了控制变量法;由可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多,所以右侧容器产生的热量更多;
故填电阻;右.
(2)图乙装置中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,相当于R1在干路中,R2在支路中,因此R1、R2电阻和通电时间相同,电流不同,是为了探究电流产生的热量与电流的关系;为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,则需要流过两个电阻丝的电流差异大,并联电路电流之比等于电阻之比的倒数,电流差异要大,则电阻差异要大;若选用的电阻,电流之比为5︰2;若选用的电阻,则电流之比为1︰1;若选用的电阻,电流之比为1︰2,故答案为:用的电阻时,电流差异最大;
故填电流;2Ω.
【分析】(1)为了探究电流产生的热量与电阻的关系,利用了控制变量法;由可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多,所以右侧容器产生的热量更多。
(2)为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,则需要流过两个电阻丝的电流差异大,并联电路电流之比等于电阻之比的倒数,电流差异要大,则电阻差异要大。
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.(2023九上·溪湖月考)如图所示,将标有“6V 3.6W”的小灯泡与规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器及电流表串联后接到6V的电源上(提示:灯丝电阻随温度而变化),求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常工作2min,消耗的电能。
(3)闭合开关S,将变阻器的滑片移到最右端B点时,电流表的示数为0.4A,求此时小灯泡的实际功率。
【答案】(1)解:由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流:
IL= = =0.6A,
由I= 可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL= = =10Ω
(2)解:由P= 可得,小灯泡正常工作2min消耗的电能:
W=Pt=3.6W×2×60s=432J
(3)解:闭合开关S,将变阻器的滑片移到B端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电流表的示数为0.4A时,
串联电路中电流处处相等,则滑动变阻器两端的电压:
UR=IR=0.4A×10Ω=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
则灯泡的实际功率:
PL′=UL′I=2V×0.4A=0.8W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据P=UI求出正常发光时的电流,再根据欧姆定律 I= 求出正常发光时的电阻;
(2)根据W=Pt求出小灯泡消耗的电能;
(3)将变阻器的滑片移到B端时接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出此时小灯泡的实际功率.
23.(2023九上·溪湖月考)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
【答案】(1)解:S闭合后。电路中的电流
答:闭合开关S后,求电路中的电流是4A;
(2)解:通电100s电热丝产生的热量
答:求通电100s电热丝 R0 产生的热量8.8×104J;
(3)解:方法一更节能。两种方法的电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为
在方法二中的电热箱的功率为
因为两次电热箱内的电功率相等,即
得
由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压
因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则UB=U2=165V
R0两端的电压
电热箱内的电功率
在方法一中
R0两端的电压
电热丝RA的阻值
答:方法一更节能,电热丝A的阻值为825Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电流、电阻和时间,计算电流产生的热量;
(3)利用电流和电阻,计算电功率;结合电流和电阻的乘积计算电压,利用电压和电阻, 计算电功率;电功率和电压的比值, 可以计算电流。
湖南省师大附中梅溪湖中学2023-2024学年九年级(上)质检物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1.(2023九上·溪湖月考)关于下列物理量的估测,正确的是( )
A.家用空调的额定电功率约为
B.家用日光灯的额定电流约为
C.家用电冰箱的额定功率约为
D.度电可供“;”的白炽灯正常工作
2.(2023九上·溪湖月考)下列家用电器中,主要将电能转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电冰箱 C.电热水器 D.电视机
3.(2023九上·溪湖月考)下列情况中,属于防止电热危害的是( )
A.用电熨斗熨烫衣服 B.用电饭锅煮饭
C.冬天用电暖气取暖 D.电脑机箱内有小风扇
4.(2023九上·溪湖月考)一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
B.该电能表的额定最大电流为
C.该电能表应该在的电路中使用
D.该电能表的表盘转圈消耗的电能是
5.(2023九上·溪湖月考)如图所示,、是由同种材料制成的导体,二者长度相等,但比的横截面积大,当开关闭合后,在相同时间内,下列说法正确的是( )
A.导体、的电阻
B.通过导体、的电流
C.导体、两端的电压
D.电流通过导体、所做的功
6.(2023九上·溪湖月考) 商场里的自动扶梯无人乘坐时,运行速度缓慢;有人乘坐时,“感应开关”自动闭合,速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”,断开任何一个,都能使自动扶梯停止,模拟电路如图所示。下列说法错误的是( )
A.是“紧急制动开关”,是“感应开关”
B.有人乘坐时,均闭合
C.有人乘坐时,电动机两端电压小于电阻R两端电压
D.无人乘坐时,电阻R可以起到节约电能的作用
7.(2023九上·溪湖月考)小明的家里,已有两盏灯正常发光,如果再使用一个电水壶,则该电路的( )
A.总功率变大 B.总电流变小 C.总电阻变大 D.总电压变大
8.(2023九上·溪湖月考)将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3W B.等于3W C.小于3W D.无法确定
9.(2023九上·溪湖月考)如图所示是电阻和的图像,由图像可知( )
A.
B.若将、串联接入电路,闭合开关后,它们两端的电压::
C.若将、并联接入电路,闭合开关后,干路电流为时,电源电压是
D.若将、串联接入电路,闭合开关后,相同时间它们消耗的电能::
10.(2023九上·溪湖月考)如图所示,电源电压不变,只闭合开关,电流表示数为,再闭合,电流表示数变化了。则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是( )
A.: B.: C.: D.:
二、多选题:本大题共2小题,共6分。
11.(2023九上·溪湖月考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数不变
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差变大
D.电压表示数不变,电压表与电流表示数的比值不变
12.(2023九上·溪湖月考)如图所示电路,电源电压,灯泡规格“”,定值电阻,滑动变阻器标有“”字样,电压表接量程,电流表接量程忽略灯泡电阻随温度变化,保证安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.闭合、,断开,滑动变阻器的取值范围是
B.闭合、,断开,电流表的变化范围
C.闭合、,断开,电路的最大功率为
D.闭合、,断开,电阻的最小电流约为
三、填空题:本大题共5小题,共22分。
13.(2023九上·溪湖月考)
(1)图中,电能表的示数为 。
(2)图中,电阻箱的示数为 。
14.(2023九上·溪湖月考)奕文家月底电能表读数如图所示,月底电能表的数字显示为,若当地电价元,则月份他家应交电费 元;奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作,电能表转盘转了转,则这个家用电器可能是 选填“空调”、“台灯”或“电视机”。
15.(2023九上·溪湖月考)如图,在测量电阻实验中,电阻。闭合开关,将单刀双掷开关掷于端,电压表示数为,将切换到端,电压表示数为,则电源电压为 ,电阻的阻值为 ,电流对做功 。
16.(2023九上·溪湖月考)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的 效应实现高温封口,内产生的热量为 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
17.(2023九上·溪湖月考)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,当滑片P滑到b端时,R1的消耗的电功率为 W。
四、实验探究题:本大题共4小题,共30分。
18.(2023九上·溪湖月考)小明和小华通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。
(1)小明采用了如图电路进行实验,其中电源电压、定值电阻阻值、最大阻值为和的滑动变阻器各一只;
当他准备闭合开关时,小华拦住了他,说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导线打“”,并用笔画一根正确连接的导线;
正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验,实验中滑动变阻器的主要作用:一是保护电路;二是 选填“改变定值电阻两端的电压”、“使定值电阻两端电压不变”;
实验数据记录如表一:
实验时发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到,说明他选用的滑动变阻器的最大阻值是 选填“”或“”。换用另一只滑动变阻器后完成了实验。
表一:
(2)小华利用小明的实验电路继续实验,在“探究电流与电阻的关系”时,分别将、、的定值电阻接入电路,记录数据如表二。当他用的电阻进行实验后,再换的电阻接入电路,移动滑片,直到电压表示数达到 。
表二:
19.(2023九上·溪湖月考)物理课上,同学们分成若干小组完成“伏安法测电阻”实验,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为的电源、“”的小灯泡若干、未知阻值的定值电阻若干、标有“”的滑动变阻器、导线若干。
(1)潘建奇同学用小灯泡作为待测导体,接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图甲中滑动变阻器的 选填“”或“”接线柱上了。
(2)苏雅善同学,按如图乙所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图丙所示,则此次测量被测电阻 。
(3)叶哲轩同学,按照如图乙所示电路正确连接电路,进行多次实验,实验数据记录在表格中,根据实验数据判断哲轩选择的待测导体是 填“定值电阻”或“小灯泡”。
实验次数
电压
电流
电阻
(4)黄心悦同学的电流表坏了无法读数,她设计了如图丁所示的电路测量未知电阻的大小阻值已知。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
闭合开关和,断开,读出此时电压表的示数为;
闭合开关和,断开,读出此时电压表的示数为;
未知电阻阻值的表达式为: 用、、表示。
20.(2023九上·溪湖月考)小明利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率,其中器材有:节新干电池,额定电压为的小灯泡,其电阻约为,“”的滑动变阻器,已调零准确的电流表和电压表、开关、若干导线。
(1)小明按照如图甲所示正确步骤操作,闭合开关后发现灯不亮,紧接着他下一步操作应该是 ,观察小灯泡是否发光。
(2)某次实验中,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 。
(3)若小灯泡在正常发光一段时间后烧坏了,小亮立刻断开开关,换用规格为“”的小灯泡去替换已经烧坏的小灯泡,再次闭合开关,此时电流表的示数可能是 。
A.
B.
C.
D.
21.(2023九上·溪湖月考)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系,通电一段时间后, 选填“左”或“右”侧容器产生的热量更多;
(2)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系,电阻的作用主要是使电阻和中的电流不相等,为了使左右两个形管内液面高度差差异更大,应选用 从、和的定值电阻中选出一个定值电阻。
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.(2023九上·溪湖月考)如图所示,将标有“6V 3.6W”的小灯泡与规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器及电流表串联后接到6V的电源上(提示:灯丝电阻随温度而变化),求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常工作2min,消耗的电能。
(3)闭合开关S,将变阻器的滑片移到最右端B点时,电流表的示数为0.4A,求此时小灯泡的实际功率。
23.(2023九上·溪湖月考)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电流的大小;电功率
【解析】【解答】A、根据功率的知识可知,家用空调的额定电功率约为,A错误;
B、根据电流的知识可知,家用日光灯的额定功率是40W,根据P=UI可知,额定电流约为,B正确;
C、根据功率的知识可知,家用电冰箱的额定功率约为,C错误;
D、根据W=Pt可知,1度电可供“;”的白炽灯正常工作的时间是,D错误;
故答案为:B.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个。
2.【答案】C
【知识点】电源及其能量转化
【解析】【解答】A、电风扇工作时主要把电能转化为机械能,A不符合题意;
B、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能,B不符合题意;
C、电热水器工作时主要把电能转化为内能,C符合题意;
D、电视机主要是电能转化为声能和光能,D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】本题主要考查学生对用电器能量转化简单理解,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理。
3.【答案】D
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】A. 用电熨斗熨烫衣服是利用电热来工作的,属于电热利用,A项错误;
B. 用电饭锅煮饭是利用电能转化为内能来给食物加热,属于电热利用,B项错误;
C. 冬天用电暖气取暖是利用电能转化为内能的,属于电热利用,C项错误;
D. 电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉,属于防止电热危害,D项正确;
故答案为:D.
【分析】本题主要考查学生对用电器利用能量方式简单理解,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理。
4.【答案】A
【知识点】电能表参数的理解;电功及电功的实质
【解析】【解答】A、电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表,A正确;
B、10(20)A表示标定电流为10A,额定最大电流为20A,B错误;
C、电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用,C错误;
D、电能表的表盘标识600r/(kW·h),转600圈消耗的电能,D错误;
故答案为:A.
【分析】本题考查了学生通过电脑表的表盘获取信息的能力,贴近实际生活,体现了生活处处有物理。
5.【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;电阻;电功的计算
【解析】【解答】A、如图所示,导体A、B串联,通过导体的电流相等,A项错误;
B、导体的材料、长度相同,电阻与横截面积成反比,所以导体B的电阻比A大,B项错误;
C、通过电流相等,导体B的电阻比A大,根据可知,导体B两端分得的电压要大一些,C项错误;
D、通过电流相等,导体B两端电压比A两端大,在相同时间内,由W=UIt可知,电流通过导体B做的功比A大,D项正确;
故答案为:D.
【分析】根据串联电路电流的特点,结合欧姆定律、电阻的性质和电功公式进行综合计算分析。
6.【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,开关S1、S2都在干路中,断开其中任何一个,都可以断开整个电路,电动机不工作,所以 S1、S2是紧急制动开关;S3与电阻R并联,S3闭合会把电阻R短路,使电路中电阻变小,电流变大,电动机的转速变大,则S3是感应开关,故A正确不合题意;
BC.有人乘坐时,S1、S2、S3都闭合,电阻R被短路,自动扶梯高速运行,所以R两端电压为0,故C错误符合题意,B、C正确不合题意;
D.无人乘坐时,S1、S2闭合,S3断开,电阻R串联在电路中,电路中电流较小,由W=Pt=UIt可知电能消耗少,电梯低速运行,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】根据题目的描述的工作过程,结合电路图,对各个选项分析判断即可。
7.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算;家庭电路的连接
【解析】【解答】家庭电路的各电器并联在电路中,则由并联电路的特点可知,总电流等于两盏灯中电流加上电水壶中的电流,总电流变大;因为两盏灯正常发光,而电水壶要并联在电路中使用,所以电水壶上的电压为220V,即电路两端的总电压不变;由于电路中的总电流变大,则由可知,电路中的总电阻变小;电路两端的总电压不变,而总电流变大,则由可知,总功率会变大,BCD不符合题意,A符合题意;
故答案为:A.
【分析】根据并联电路的特点结合欧姆定律和电功率公式,分析功率、电压、电流和电阻的变化情况。
8.【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】根据灯泡的规格,计算电阻为,灯泡电阻和定值电阻的阻值相同,根据串联电路电压规律规律,判断灯泡分压为电源电压的一半,为6V,达到灯泡的额定电压,电功率达到额定功率,为3W,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据灯泡的电压和电功率,计算电阻,结合串联电路电阻规律和分压规律,计算分压,判断电功率的大小。
9.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】A、由图像可知;,因此,A不符合题意;
BD、若将A、B串联接入电路,串联电路中电流处处相等,由U=IR可知,由W=UIt可知,相同时间内它们消耗的电能,B不符合题意,D符合题意;
C、若将A、B并联接入电路,则A、B两端的电压相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,当干路电流为0.9A,由图像可知,此时,
,源电压为3V,C不符合题意;
故答案为:D.
【分析】先根据图像横纵坐标代表的物理量结合欧姆定律计算出电阻,根据串并联电路的电流电压电阻的特点,结合欧姆定律和电功公式计算分析。
10.【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道,若只闭合S1,则是只有R1的简单电路,电流表测的是R1的电流,此时I1 =0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A;由于电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2 的电流是I2=0.4A;又因为并联电路各支路两端的电压相等,即U1 =U2,由W=UIt知道,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是:,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算,解题的关键是得到两个支路电流大小。
11.【答案】A,C
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据图片可知,定值电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源电压。
当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,变阻器R2的电阻变小,而它两端的电压不变,根据可知,通过电阻器的电流变大。此时R1的电压和电阻保持不变,则通过R1的电流大小不变,即A1的示数不变。根据I总=I1+I2可知,电流表A2的示数变大。电压表测电源电压,因此电压表的示数保持不变,故A正确,B错误;
两个电流表的示数之差就是通过变阻器的电流,因此二者之差变大,故C正确;
电流表A2的示数变大,而电压表的示数不变,则二者的比值是变小的,故D错误。
故选AC。
【分析】根据图片确定电路的串并联关系,结合欧姆定律和并联电路的特点分析判断。
12.【答案】A,B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】AB、由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,灯泡L规格“3V;1.5W”,由公式可知,灯泡L的电阻为;由公式
可知,灯泡的额定电流为因电流表量程为0~0.6A,且滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,所以电路中允许通过的最大电流为0.5A,即,根据串联分压特点可知,所以此时滑动变阻器两端电压为;根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最小电阻为,当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端电压为忽略灯泡电阻随温度变化,此时电路最小电流为,滑动变阻器接入电路的最大阻值为
则滑动变阻器的取值范围是3Ω~12Ω,电流表的变化范围是0.25A~0.5A,AB正确;
C、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大为,电路安全,电路的最大功率为,C错误;
D、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器两端电压为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路分压特点可知,此时定值电阻两端的最小电压为,定值电阻的最小电流为,D错误;
故答案为:AB.
【分析】根据串联电流、电压的特点,串联分压规律,结合滑动变阻器的特点,利用欧姆定律和电功率计算公式对动态电路进行分析计算。
13.【答案】(1)
(2)
【知识点】变阻器;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)电能表示数最后一位为小数位,所以电能表示数为3183.6 kW·h;
故填3183.6.
(2)电阻箱的示数为;
故填2998.
【分析】本题考查了学生通过电能表的表盘和电阻箱获取信息的能力。
14.【答案】;空调
【知识点】电能表参数的理解;电功率
【解析】【解答】由图示电能表知道,4月底电能表读数是3183.6kW h,5月底电能表读数是3383.6kW h,则5月份他家消耗的电能;
需交电费0.6元/kW h×200kW h=120元;
故填120.
720r/(kW h)表示的是电路中每消耗1kW h的电能,电能表转盘转动720r,电能表转盘转了72转,该家用电器消耗的电能;
工作时间t=6min=0.1h;
该用电器的功率;
因为用电器正常工作,所以用电器的额定功率等于1000W;而空调功率在1000W左右,台灯的功率一般小于40W,电视机的功率在200W左右,所以这个家用电器可能是空调;
故填空调.
【分析】本题考查了学生通过电能表的表盘获取信息和利用信息进行计算的能力,根据计算结果结合生活中家用电器的电功率进行判断。
15.【答案】;;
【知识点】电压表的连接;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算
【解析】【解答】开关S闭合后,电路为两个定值电阻串联,S2只是改变了电压表的测量对象,不会改变电路的连接;当单刀双掷开关接a时,电压表测量串联电路总电压即电源电压,为6V;当单刀双掷开关接b时,电压表测量两端电压;电路中的电流为;电阻两端电压为;电阻大小为;1min内电流通过做的功为;
【分析】根据单刀双掷开关连接不同的触点电压表测量对象的不同,结合串联电路电压、电流和电阻的特点,运用欧姆定律和电功公式进行分析和计算。
16.【答案】热;75;增大
【知识点】电流的热效应;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的热效应实现高温封口;
(2)3s内产生的热量为:;
(3)若使用时总把塑料袋烫坏,说明电功率太大,则需要减小电功率。根据可知,此时要增大电热丝的阻值。
【分析】(1)电流通过导体时都会发热,这就是电流的热效应;
(2)根据公式计算产生的热量;
(3)根据分析电热丝阻值的变化。
17.【答案】3V;0.2W
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据U=IR,结合电源电压不变,计算0.6A×R1=0.2A×R1+2V,计算R1=5Ω;电源电压U=3V;当滑片P滑到b端时,R1的消耗的电功率为P=UI=(3V-2V)×0.2A=0.2W。
【分析】根据U=IR,在电源电压不变时,可以计算未知电阻和电源电压;根据P=UI,计算用电器的电功率。
18.【答案】(1);
(2)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由图可知,电压表应该与电阻并联,电流表应该与电阻串联,它把电流表和电压表的位置接反了,可以把电阻右接线柱的线去掉改接在电压表的负接线柱,如图所示:
本实验中滑动变阻器的作用一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压,从而实现多次测量,使实验结论更具有普遍性,避免偶然性;
若想使电压表达到1V,则电路中的电流为;
滑动变阻器的电阻为;
而现在发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到1.0V,说明他选用的滑动变阻器的最大阻值小于17.5Ω,因此应该是用了最大阻值是10Ω的滑动变阻器;
故填A;10Ω.
(2)探究电流与电阻关系需要控制电阻两端电压不变,由表中数据可得出其控制的电压为;
所以当他用5Ω的电阻进行实验后,再换10Ω的电阻接入电路,需要移动滑片,直到电压表示数达到2V;
故填2.
【分析】(1)把电流表和电压表的位置接反了,应把电阻右接线柱的线去掉改接在电压表的负接线柱。
滑动变阻器的作用一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压,从而实现多次测量,使实验结论更具有普遍性,避免偶然性;
根据串联分压原理计算电阻最大时滑动变阻器的阻值,再进行分析错误的地方。
(2)探究电流与电阻关系需要控制电阻两端电压不变,由表中数据可得出其控制的电压,根据串联分压原理,去分析换用不同电阻的时候,移动滑片控制电压不变。
19.【答案】(1)
(2)
(3)定值电阻
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小,当滑动变阻器接在A处时,电阻为0,电路中电流最大;
故填A.
(2)由图可知,电压表接入电路的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,根据欧姆定律可得,此次测量被测电阻;
故填8Ω.
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,由表格数据考虑实验误差可知,被测导体的电阻是不变的,所以这组同学选择的待测导体是定值电阻;
故填定值电阻.
(4)③在①中,两电阻串联,电压表测电源电压;在②中,电路连接方式不变,电压表测定值电阻两端的电压,根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知,则待测电阻的电压Ux=U1-U2;
由串联分压原理可得;
未知电阻阻值的表达式;
故填.
【分析】(1)灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明小灯泡烧坏了,电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小。
(2)由题和图分析得出电压和电流,根据欧姆定律推导公式计算出被测电阻。
(3)定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,被测导体的电阻是不变的,所以这组同学选择的待测导体是定值电阻。
(4)根据串联电路总电压等于各部分电压之和、分压原理,推导出未知电阻阻值的表达式。
20.【答案】(1)向左移动滑动变阻器滑片
(2)
(3)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电路连接完毕,在闭合开关前,变阻器连入电路的阻值是最大的;开关闭合后,电路中的电流很小,即使电路没有障,小灯可能也不发光;此时应当向左移动变阻器滑片,增大电路的电流,观察小灯工作情况;
故填向左移动滑动变阻器滑片.
(2)电流表所用量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;小灯的额定功率为;
故填0.6.
(3)用规格为“2.5V 1W”的小灯泡替换已经烧坏的小灯泡,根据得,换用这个灯的额定电流;
根据得,这个灯的电阻小于原来灯的电阻,闭合开关后,根据分压原理,灯的实际电压小于2.5V,实际电流小于0.4A;根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,电流大于0.24A,再次闭合开关,此时电流表的示数可能是0.26A,ABD不符合题意,C符合题意;故答案为:C;
故填C.
【分析】(1)滑动变阻器阻值太大的时候,应当向左移动变阻器滑片,增大电路的电流,观察小灯工作情况。
(2)由电功率公式计算小灯的额定功率为。
(3)根据得,计算换用这个灯的额定电流。根据得,这个灯的电阻小于原来灯的电阻,闭合开关后,根据分压原理,分析电压和电流;根据电阻的串联,总电阻小于原来的总电阻,再次闭合开关,进而分析电流。
21.【答案】(1)电阻;右
(2)电流;
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)图甲两段阻值不同的电阻丝串联,电流和时间相等,电阻不相等,是为了探究电流产生的热量与电阻的关系,利用了控制变量法;由可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多,所以右侧容器产生的热量更多;
故填电阻;右.
(2)图乙装置中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,相当于R1在干路中,R2在支路中,因此R1、R2电阻和通电时间相同,电流不同,是为了探究电流产生的热量与电流的关系;为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,则需要流过两个电阻丝的电流差异大,并联电路电流之比等于电阻之比的倒数,电流差异要大,则电阻差异要大;若选用的电阻,电流之比为5︰2;若选用的电阻,则电流之比为1︰1;若选用的电阻,电流之比为1︰2,故答案为:用的电阻时,电流差异最大;
故填电流;2Ω.
【分析】(1)为了探究电流产生的热量与电阻的关系,利用了控制变量法;由可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多,所以右侧容器产生的热量更多。
(2)为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,则需要流过两个电阻丝的电流差异大,并联电路电流之比等于电阻之比的倒数,电流差异要大,则电阻差异要大。
22.【答案】(1)解:由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流:
IL= = =0.6A,
由I= 可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL= = =10Ω
(2)解:由P= 可得,小灯泡正常工作2min消耗的电能:
W=Pt=3.6W×2×60s=432J
(3)解:闭合开关S,将变阻器的滑片移到B端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电流表的示数为0.4A时,
串联电路中电流处处相等,则滑动变阻器两端的电压:
UR=IR=0.4A×10Ω=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
则灯泡的实际功率:
PL′=UL′I=2V×0.4A=0.8W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据P=UI求出正常发光时的电流,再根据欧姆定律 I= 求出正常发光时的电阻;
(2)根据W=Pt求出小灯泡消耗的电能;
(3)将变阻器的滑片移到B端时接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出此时小灯泡的实际功率.
23.【答案】(1)解:S闭合后。电路中的电流
答:闭合开关S后,求电路中的电流是4A;
(2)解:通电100s电热丝产生的热量
答:求通电100s电热丝 R0 产生的热量8.8×104J;
(3)解:方法一更节能。两种方法的电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为
在方法二中的电热箱的功率为
因为两次电热箱内的电功率相等,即
得
由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压
因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则UB=U2=165V
R0两端的电压
电热箱内的电功率
在方法一中
R0两端的电压
电热丝RA的阻值
答:方法一更节能,电热丝A的阻值为825Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电流、电阻和时间,计算电流产生的热量;
(3)利用电流和电阻,计算电功率;结合电流和电阻的乘积计算电压,利用电压和电阻, 计算电功率;电功率和电压的比值, 可以计算电流。