河北省衡水市重点中学2024-2025学年九年级下学期开学考试
物理测试
一、选择题(本大题共15个小题,共32分。1~13小题为单选题,每小题的四个选项中,只有一个选项符合题意,每小题2分;14~15小题为多选题,每小题的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意,每小题3分,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分)
1.2023年12月11日,武汉清凉寨迎来了今年的第一场雪。下列说法正确的是( )
A.大片雪花飘落,说明分子在永不停息地做无规则运动
B.用手抓一把雪,雪的体积缩小了,说明分子间有间隙
C.空气比冰雪更易被压缩,是因为气体分子之间没有排斥力
D.0℃的雪比﹣5℃的雪,分子运动更剧烈
2.如图装置中,酒精灯加热一段时间后,塞子飞出。下列说法正确的是( )
A.酒精具有化学能,不具有内能
B.酒精消耗一部分后,其热值减少
C.塞子飞出,塞子的动能由水蒸气的内能转化而来
D.塞子的动能,等于酒精燃烧时释放的能量
3.孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示,寒冷的冬天小伟用热水为妈妈洗脚的过程中,下列说法正确的是( )
A.水的温度降低,水的比热容也减少
B.脚的温度升高,脚含有的热量增加
C.热量由脚传递给了水
D.通过热传递的方式增加了脚的内能
4.随着人民生活水平的不断提高,小汽车已进入了千家万户,如图所示是一款四冲程小汽车汽油机工作的一个冲程,下列有关说法中正确的是( )
A.该冲程是汽油机的压缩冲程,工作时将机械能转化为内能
B.该冲程汽缸内物质的内能减小,是通过做功的方式实现的
C.汽油机飞轮转速若为1200r/min,则Is内完成20个冲程
D.汽油机的效率可达到50%
5.下面的现象与微观解释正确的是( )
A.一个带正电的物体吸引轻小物体,则轻小物体一定带负电
B.摩擦起电最终使得两物体带上等量异种电荷,是因为该过程中创造出了正、负电荷
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触一只原来不带电的验电器,金属箔张开是因为玻璃棒上的质子转移到金属箔上
D.两个与头发摩擦过的气球相互排斥,是因为两气球带了同种电荷而互相排斥
6.科学家研发出一种钻石玻璃,能完全折叠,可以用来制造超轻、超薄、超硬的屏幕,还具有防水和防油功能,同时能保持散热,让手机保持较低的温度。关于这种材料,下列说法错误的是( )
A.钻石玻璃可以被弯折是因为其韧性好
B.钻石玻璃导热性较差,且属于绝缘体
C.钻石玻璃超轻,说明其密度较小
D.能作为手机屏幕,说明钻石玻璃的透光性较好
7.关于生活用电,下列说法不正确的是()
A.用电器的总功率过大,容易发生火灾
B.使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
C.人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线,不会触电
D.与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和大地相连
8.如图所示是交警用来检测酒精浓度的检测仪及其原理图,它实际上是由一节干电池(电压不变)、一个气敏电阻(相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器,酒精浓度越大时阻值越小)、定值电阻及一个电压表组成的。交警检查酒驾时,当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,则
A.气敏电阻的阻值越小,电压表的示数越小
B.通过电阻的电流越大,电压表的示数越小
C.通过电阻的电流越大,电阻两端的电压越大
D.气敏电阻的阻值越大,通过电阻的电流越大
9.如图甲是小灯泡 L 和电阻R的I-U图象。将小灯泡 L 和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关 S1时,小灯泡 L 的实际功率为 1W。下列说法正确的是
A.再闭合开关 S2时,电流表示数增加 0.4A
B.再闭合开关 S2时,电路总功率为 1.4W
C.再闭合开关 S2后,在 1min 内电阻R产生的热量为 240J
D.只闭合开关 S1时,小灯泡 L 的电阻为 5Ω
10.如图所示的电路图S1和S2都闭合,以下说法中正确的是( )
A.电动机和小灯泡串联
B.如果小灯泡烧了,电动机也停止工作
C.流过电动机的电流和流过小灯泡的电流一定相等
D.电动机两端的电压和小灯泡两端的电压相等
11.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1闭合,当开关S2由断开到闭合时,下列说法正确的是( )
A.M点电流变小 B.N点电流变大
C.电阻R1两端的电压变大 D.电路的总电阻变小
12.我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是( )
A.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
B.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
C.“慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
13. 在“做”中“学”,是学习科学、体验科学很重要的途径。小英利用课余时间制作了一个玩偶(如图):将一个磁浮玩具稳定地“漂浮”起来,则下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的上端为S极
B.电路中的a点必须连接电源的负极
C.磁浮玩具的工作原理是异名磁极互相排斥实现“漂浮”的
D.若要增加玩偶“漂浮”的高度,可将滑片P向上移动加以调节
14.如图所示是一款电动腹部按摩器,它可以利用内置电池或者电源推动按摩头转动,对腹部进行按摩保健。下列与其工作原理相同的是( )
A.电磁起重机
B.电动和面机
C.手摇式发电机
D.动圈式扬声器
15.2021年6月,中国多地国外输入性疫情给我们带来危害,手持式电子测温仪最为常见。如图,这是某款电子测温仪和它内部的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻。在测人的体温时,被测者体温较高时,显示仪的示数会变大。正常条件下,下列对测温仪的分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R随着温度的升高阻值减小
C.被测温者温度越高,电路消耗的电功率越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变小
二、填空题(本大题共6个小题;每空2分,共34分)
16.小磁针静止时N极会自动转向地球的 (选填“北”或“南”)方,如图所示,是描给某一磁体周围磁场的部分磁递线,若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 (选填“P”或“Q”),如图a点和 b点在同一条磁感线上,他们的磁场方向是 的(选填“相同”或“不相同”)。
17.如图所示,加热使试管中水沸腾,软木塞被冲出。该实验的原理与内燃机的 冲程相似。某台单缸四冲程柴油机飞轮的转速为1800r/min,在1s内柴油机完成 个冲程。通常汽油机的效率比柴油机的效率 (选填“高”或“低”)。
18.2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 (选填“变大”、“不变”或“变小”);若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了50℃ kg。[q液氢=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
19.如图所示,是家庭电路的连接示意图,、是两条进户线,为了用电安全,其中 是火线填“”或“”。若闭合开关,灯不亮,用验电笔检测插座两个孔氖管都发光,则该电路的故障是 。
20.如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有3只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一阻值为10Ω的电阻并联接在电压为6V的电源上,则该电路中电流为 A;若把一只这种灯泡与一阻值为10Ω的电阻串联接在电压为6V的电源上,则该电路中电流为 A。
21.小明家电能表上月底的示数为600.0,本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能 kW·h。小明家同时工作的用电器总功率不得超过 W。小明关闭其他用电器,然后将“220V,1210W”的电热器单独接入电路,测得6min的时间里,表盘转过300转,则电热器的实际电功率为 W,电热器两端的实际工作电压为. V。(忽略温度对电阻的影响)
三、实验探究题(本大题共3个小题;第22小题4分,第23小题6分,第24小题7分,共17分)
22.探究“产生感应电流的条件”的实验装置如图所示。
(1)实验中,通过观察灵敏电流计的 来判断电路中是否有感应电流产生;
(2)闭合开关,若磁体不动,导体ab (选填“上下”或“左右”)运动时,电路中有感应电流产生;若导体ab不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流产生;
(3)生活中的 (选填“发电机”或“电动机”)是根据该实验原理制成的。
23.如图甲是小聪“测量小灯泡在不同电压下的电阻”的实物连接图。电源电压恒为3V。
(1)请将图甲中的实物电路连接完整(滑片P向右滑动时小灯泡变亮,导线不允许交叉);
(2)电路检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,发现灯不亮、电流表无示数,电压表有示数且等于3V,则故障是 ;
(3)排除故障后,调节滑片位置,记录数据,并根据记录的数据绘制出如图乙所示的图像。当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,该示数为 A,此时小灯泡的电阻值为 Ω(小数点后保留一位小数);
(4)小聪认为利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压的关系”的实验,理由是 。
24.在探究“电流与电压和电阻的关系”实验中,实验电路图如图甲所示,电源电压恒为4.5V, 定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个。
甲
乙
丙
(1)小明设计如图甲所示电路,请用笔画线代替导线将滑动变阻器接入电路中,要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小,导线不交叉 。
(2)在探究电流与电压的关系时,小明用5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,当电压表示数如图乙所示时,记录其示数为- V, 同时还需记录 的示数;
(3)在探究电流与电阻的关系时,小明每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,并将所得数据在坐标系描点,如图丙所示,分析图象可知:
①除其中一次实验外,其余均保持定值电阻两端的电压为 _V;
②选取 Ω定值电阻进行的实验是未保持电压不变的;
③若小明更换此定值电阻前后均未移动滑片,则更换此电阻前的那次实验选取的定值电阻多少 (写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
四、计算应用题(本大题共2个小题;第25小题8分,第26小题9分,共17分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
25.中国人爱好喝茶,小梦家有一种微电脑电热水壶,用于烧水泡茶非常方便.它具有自动加水、加热、显示水温、保温等多种功能。使用时,先按一下加水按钮,小水泵把水桶中的水抽到壶内,当壶内水位达到规定容量时,小水泵自动停止抽水:再按一下加热核缸,加热装置将对壶内的水加热:当水沸腾时,加热装置自动停止加热,电热水壶从加热状态自动切换到保温状态。当水温降到80℃时,又重新加热,使水重新沸腾。如此反复,使水温始终维持在一定范围内。电热水壶的加热部分的电路如图乙所示,电热水壶的铭牌数据如下表。根据电热水壶工作过程.请你回答以下问题:
(1)R2的阻值大小为多少Ω?
(2)为冲泡绿茶,需将1.1L的水从30℃加热到80℃,电热水壶正常工作了5min,求电热水壶的加热效率?(水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃))
(3)用电高峰期,小梦发现加热时间变长了,于是关掉家里其它用电器,只让电热水壶加热工作,发现200s内家里标有2000rkWWh的电能表的转盘转了99转,请计算当时的实际电压?
26.如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图,R1、R2是两个完全相同的电热丝,S为电源开关,通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知,其额定电压220V,加热效率为75%,但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息,在炖煮机中装入5kg的水,闭合开关S,通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计),记录有关信息如表格所示。水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),求:
指示灯状态 工作时间 水温变化
高温灯亮 0~14min 从34℃升至100℃
中温灯亮 14~24min 100℃保持不变
低温灯亮 24~29min 100℃保持不变
(1)炖煮机高温档的功率;
(2)R1电热丝的阻值;
(3)0~29min炖煮机消耗的电能。
答案解析部分
1.D
2.C
A.一切物体都有内能,酒精具有内能。故A错误;
B.热值是燃料的特性,只和燃料种类有关,质量改变,热值不变。故B错误;
C.管内温度高的水蒸气将塞子喷出,对塞子做了功,将内能转化为塞子的机械能。故C正确;
D.酒精燃烧产生的内能,一部分转移为试管与水的内能,没有完全转化为塞子的动能。故D错误。
故选C。
一切物体都有内能;燃料的热值和燃料的质量无关;内能对外做功时,转化为机械能;燃料释放的能量有损失,不能完全被利用。
3.D
A.比热容是物质的特性,与温度无关,温度降低,水的比热容不变,故A错误;
B.热量是热传递时改变的能量,是过程量,不能用含有描述热量,故B错误;
CD.水和脚的温度不同,通过热传递增加脚的内能,热传递时,热量从温度高的物体传递给温度低的物体,洗脚时,热量从水传递给脚,故C错误;故D正确。
故选D。
比热容是物体的特性,和温度无关;热传递的条件是温度差,从高温物体传向低温物体,传递的能量是热量。
4.A
5.D
6.B
A.韧性是指材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力,钻石玻璃可以被弯折,说明其韧性好,A正确,不符合题意;
B.钻石玻璃同时能保持散热,让手机保持较低的温度,说明其导热性较好,玻璃不容易导电,属于绝缘体。B错误,符合题意;
C.钻石玻璃超轻表明其在同等体积小质量更小,即密度较小。C正确,不符合题意;
D.手机屏幕下方是发光元件,对透光性要求较高,因此能作为手机屏幕,说明钻石玻璃的透光性较好。D正确,不符合题意。
故答案为:B。
韧性是指材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力;玻璃导热性较好,不容易导电,属于绝缘体;玻璃的密度较小在同等体积小质量更小;能作为手机屏幕,说明钻石玻璃的透光性较好。
7.C
A.用电器的总功率过大,电流过大,产生热量多,容易发生火灾,正确,A不符合题意;
B.使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽,正确,B不符合题意;
C.人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线,有电流通过人体,会触电,C符合题意;
D.与三孔插座中标有①插孔相连的导线将用电器的金属外壳和大地相连,正确,D不符合题意。
故答案为:C.
家庭电路中,电流过大,产生热量多少;使用测电笔时,手要接触金属笔尾;不能同时接触火线和零线;三孔插座的上孔和接地相连。
8.C
由题可知电阻R1与电阻R2串联,气敏电阻R2的阻值越小,气敏电阻R2两端的电压也会减小,此时电阻R1的电压增大、电压表的示数变大,故A选项错误;
当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,气敏电阻R2的阻值越小,电路中的电流越大,此时气敏电阻R2分得的电压也会减小,电阻R1分得的电压增大,故C选项正确,B选项错误。
气敏电阻R2的阻值越大,电路中的等效电阻增大,通过电阻R1的电流越小,故D选项错误
根据串联电路中的电压电流规律、结合欧姆定律及其推导式简单推导即可求解。
9.B
A.只闭合开关S1时,只有灯泡L工作,小灯泡 L 的实际功率为 1W,由甲图可知此时通过灯的电流是 L的电流IL=0.5A,灯两端的电压UL=2V,再闭合S2,电阻R与L并联工作 ,结合甲图可知:时,当通过R的电流IR=0.2A,故电流表示数增大0.2A,故A项错误;
B.由乙图可知,当再闭合开关S2,小灯泡 L 和电阻R 并联, 由甲图可知:当电源电压为2V,
电路中干路电流;电路总功率,故B正确;
C.再闭合开关S2时,电阻R两端的电压为2V,通过R的电流为0.2A,在1min内电阻R产生的热量: ,故C错误;
D.只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,L的实际功率为1W,根据甲可知,在甲图 的图象中找符合U、I乘积为1W的坐标,当L两端的电压U=2V,通过灯泡L的电流为IL =0.5A,灯泡的电阻,故D错误。
根据U-I图像,解决串、并联电路中的实际问题,电功率、电热问题 。
10.D
A.开关S1、S2都闭合时,电动机与小灯泡是并联连接的,A不符合题意;
B.因为电动机与小灯泡并联,所以电动机与小灯泡工作时互不影响,如果小灯泡烧了,电动机不会停止工作,B不符合题意;
C.开关S1、S2都闭合时,电动机与小灯泡是并联的,流过电动机的电流和流过小灯泡的电流不一定相等,C不符合题意;
D.开关S1、S2都闭合时,电动机与小灯泡是并联的,并联电路各支路两端的电压等于电源电压,即电动机与小灯泡工作时两端的电压相等,D符合题意。
故答案为:D。
并联电路互不影响,并联电路各支路两端的电压等于电源电压。
11.D
12.B
A、磁石能吸引铁,说明磁石具有磁性,故A错误;
B、罗盘周围的磁感线是假想的曲线,故B错误;
C、司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用,故C正确;
D、鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有两个磁极,故D错误。
故选:C。
(1)磁石具有磁性;
(2)磁感线是假想的曲线,现实中不存在;
(3)地球周围存在磁场;
(4)磁体都有两个磁极。
13.D
ABC、磁浮玩具稳定地“漂浮”起来是利用了同名磁极互相排斥的原理来实现的,所以图中电磁铁上端应为N极,则由安培定则可知,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,此时要想实现“漂浮”,电路中的a点必须连接电源的正极,ABC错误;
D、若要增加玩偶“漂浮”的高度,可将滑片P向上移动调节,使电路中的电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强,D正确;
故答案为:D.
磁浮玩具稳定地“漂浮”起来是利用了同名磁极互相排斥的原理来实现的,所以图中电磁铁上端应为N极,由安培定则判断电流的方向和电源的正负极;增大电流或者增大线圈的匝数可以增大电磁铁的磁性。
14.B,D
15.B,C
观察电路图可知,该电路为串联电路;
A.从电表与R0 的连接方式可以判断显示仪应该为电压表,故A错误;
B.由题意可知,体温较高时,电压表示数变大,由于R0为定值电阻,可判断是R两端电压减小,故R的阻值减小。B符合题意,故B正确;
C.被测温者体温越高,电路总电阻越小,电源电压不变,故电路总功率增大。C正确;
D.若测温度相同,则R的阻值不变,R0变大,其两端电压会增大,示数变大,D不合题意,错误。
此题综合性较强,首先要知道,在串联电路中一个电阻的变化会引起电路中电流的变化和另一部分电压的变化,利用欧姆定律和串联电路的电压、电流规律进行分析;另外,此题利用热敏电阻代替了通常的滑动变阻器,只需根据题意分析热敏电阻的阻值随温度如何变化即可。
16.北;Q;不相同
17.做功;60;低
加热使试管中水沸腾,水汽化成大量水蒸气,将软木塞冲出,将气体的内能转化为木塞机械能,与内燃机的做功冲程相似;飞轮的转速为1800r/min,即30r/s,飞轮转1r完成2个冲程,1s内柴油机完成60个冲程;通常汽油机的压缩程度比柴油机的压缩程度低,汽油机的效率比柴油机的效率低;
故填做功;60;低.
软木塞冲出,气体的内能转化为木塞机械能,与内燃机的做功冲程相似;飞轮的转速为1800r/min,即30r/s,飞轮转1r完成2个冲程,1s内柴油机完成60个冲程;通常汽油机的效率比柴油机的效率低。
18.不变;40
热值是燃料的特性,与燃料的多少无关,所以飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值不变;已知液态氢质量m液氢=100g=0.1kg,热值为q液氢=1.4×108J/kg,所以液态氢完全燃烧放出的热量为Q放=m液氢q液氢=0.1kg×1.4×108J/kg=1.4×107J;已知水吸热效率η= 60%,所以水吸收的热量为Q吸=ηQ放= 60%×1.4×107J=8.4×106J;已知水升高的温度,水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃),所以水的质量为。
热值是燃料的特性,与燃料的多少无关;已知液态氢的质量和热值,根据热值定义式的变形公式,可求液态氢完全燃烧放出的热量;已知液态氢放出的热量和水的吸热效率,根据效率的变形公式Q吸=ηQ放,可求水吸收的热量;已知水吸收的热量、水升高的温度、水的比热容,根据比热容定义式的变形公式,可求水的质量。
19.;进户零线断路
根据插座的左零右火可知,B是火线。 闭合开关,灯不亮,用验电笔检测插座两个孔氖管都发光, 说明两个孔都有电,说明是进户零线断路。
两孔插座的两个孔是左零右火。如果用电器两侧都能使试电笔的氖管发光,则进户零线断路。
20.0.4;1.2;0.4
21.66.6;4400;1000;200
22.(1)指针是否偏转
(2)左右;有
(3)发电机
(1)电路中有电流时,电流表的指针转动,所以,实验中,可以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流。
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中才有感应电流产生;只让蹄形磁体在水平方向上运动,或导体ab相对磁铁水平运动切割磁感线,导体中都会有感应电流产生。
(3)产生感应电流的过程中,消耗了机械能,转化为电能,人们利用电磁感应现象制成了发电机。
故答案为:(1)指针是否偏转;(2)左右;有;(3)发电机。
(1)闭合开关时,电路中是否有电流,眼睛不能直接观察,要通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在。
(2)(3)电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动,导体中有感应电流产生;应用于发电机。
23.(1)
(2)小灯泡断路
(3)0.24;10.4
(4)不能;灯丝的电阻受温度影响
(1)由图可知,电源电压为3V,甩以电压表的量程选03V,且与小灯泡并联,
又因为题目要求滑片P向 右滑动时小灯泡变亮, 即滑动变阻器应使用右下接线柱,连接电
路“见右图”;
(2) 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,发现灯不亮、电流表无示数,电压表有示数
且等于3V,说明电压表与电源连通,则与电压表的支路以外的部分电路是完好的,即故障
是”小灯泡断路“;
(3)由乙、丙两图知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯丝的电流为”0.24“A,由欧
姆定律知,此时灯泡的电阻: ;
(4)在探究电流与电压关系时,应保持电阻不变,因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大,不是定值电阻,所以”不能“利用本实验来完成此探究实验,理由是”灯丝的电阻受温度影响“ ;
综上可知,本题正确答案为:第(1)小题的第1 空应填:“见右图”(附图);第(2)小题的第1 空应填:”小灯泡断路“;第(3)小题的第1 空应填:”0.24“ ,第2 空应填:“10.4”;第(4)小题的第1 空应填:”不能“,第2 空应填:”灯丝的电阻受温度影响“ 。
(1)由于滑动变阻器使用时有“右下右滑电阻小”的特点,根据滑片P向右滑动时小灯泡变亮(即电路中的电阻要变小),即滑动变阻器在连入电路时要使用右下接线柱;同时由于电源电压为3V,所以电压表的量程应使用小量程;
(2)灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,说明电路中除与电压表并联的用电器以外的部分电路是完好的,即与电压表并联的用电器(即灯泡)断路;
(3)由于电流表使用的是小量程,其分度值为0.02A,根据表针所指位置,即可读出电流表的示数;然后根据欧姆定律计算出此时灯泡的电阻;
(4)探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变。
24.(1)
(2)2.6;电流表
(3)3;20;10Ω
(1) 探究“电流与电压和电阻的关系”实验,定值电阻的阻值不变,将滑动变阻器串联到电路。题干要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小,要求向右移动滑动变阻器的阻值变小,实物图如下所示:
(2)电压表量程为0-3V,分度值为0.1V,读数为2.6V。 读取电压表示数的同时还要观察电流表的示数变化。
第一空填写:2.6;第二空填写:电流表
(3)探究电流与电阻的关系时,电压需保持不变。电流与电阻之积为一定值,U=IR=3V不变。由图丙给出的I-R图计算可知,当R=20Ω时,U=IR=0.18A 20Ω≠3V,故这组数据错误。串联电路,U滑=U-3V=4.5V-3V=1.5V。。
R滑=R总-20Ω=5Ω。串联分压,U之比等于R之比, 更换此电阻前的那次实验选取的定值电阻为5 2=10Ω。
第一空填写:3;第二空填写:20;第三空填写:10Ω
电压表的读数步骤:弄清使用的量程。弄清分度值。读取数据。电流相等:在串联电路中,流过每个电阻的电流相等。总电压等于分电压之和:串联电路的总电压等于每个电阻两端的电压之和,即U=U1+U2+……。要研究电流与电压的关系,需要保持电阻不变。这是物理实验常用的实验方法:控制变量法。取一个定值电阻,改变加在它两端的电压,来分析电流的变化。
25.(1)解:分析可知开关接1,电路处于加热状态;开关接2,电路处于保温;
,
R2=242Ω-44Ω=198Ω
(2)解:在标准大气压下水的沸点为100℃,则将机内1.1L的水从20℃加热到沸腾时,水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.1kg×(80℃﹣30℃)=2.31×105J
由可得,电热水壶正常工作5min消耗的电W=Pt'=1100W×5×60s=3.3×105J
电热水壶的热效率
(3)解:此时消耗的电功:,
电功率:
实际电压:
做题小技巧:比较电路中的电阻即可比较高温还是低温,电路中总电阻越小,总功率越大,挡位越高。对应此题开关接1,电路中只有电阻R1,电路中的电阻较小,电路处于高档位即加热状态。开关接2,电阻串联,电路中的电阻相对较大,电路处于低档位,即保温挡位。已知功率P,电压U,根据公式可以求解电阻R,。热效率的计算公式。电能表参数2000revs/kW·h表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过2000转。
26.(1)解:高温档工作时水吸收的热量为
根据 知,高温档消耗的电能为
炖煮机高温档时的功率为
答:炖煮机高温挡的功率2200W;
(2)解:高温档时总功率最大,由 可知,总电阻最小,由图可知此时R1和R2并联,且两电阻相同,根据 知,两电阻丝的阻值为
答:R1电热丝的阻值为44Ω;
(3)解:由表格数据知24~29min低温档工作,低温档时总功率最小,由 可知,总电阻最大,由图可知此时R1和R2串联,低温档的功率为
低温档消耗的电能为W2=P2t2=550W×(29﹣24)×60s=1.65×105J
14~24min中温档工作,中温档时总功率较大,由 可知总电阻较小,由图可知此时电路中只有R1工作,中温档的功率为
中温档消耗的电能为W3=P3t3=1100W×(24﹣14)×60s=6.6×105J
炖煮机消耗的电能为W总=W1+W2+W3=1.848×106J+1.65×105J+6.6×105J=2.673×106J
答:0~29min炖煮机消耗的电能为2.673×106J。
(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量,利用总热和热效率的比值, 计算消耗的电能,结合时间,计算电功率大小;
(2)根据用电器的电压和电功率,可以计算电阻的大小;
(3)根据电压和电阻,可以计算电功率;利用电功率和时间的乘积计算消耗的电能;根据各消耗的电能,计算总电能。