1. 答題前,考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚,將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。
2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。
3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。
4.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺,不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。
一、選擇題
1.右圖是電阻甲和乙的圖像,小明對圖像信息做出的判斷,正確的是 ( )
A.當甲兩端電壓為0.5V時,通過它的電流為0.3A
B.當乙兩端電壓為2.5V時,其電阻值為10Ω
C.將甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,則它們兩端的電壓為2V
D.將甲和乙并聯(lián),若電壓為1V,則它們的干路電流為0.4A
2.如圖所示的四個電路中,開關S閉合后會發(fā)生短路的電路是
A.B.
C.D.
3.下列做法中符合安全用電原則的是
A.發(fā)現(xiàn)有人觸電立刻用手把人拉開B.靠近但不接觸高壓帶電體
C.用濕抹布擦插座D.家庭電路中,開關接在火線上
4.下列關于熱機效率的說法中,正確的是
A.熱機的功率越大,效率越高
B.熱機做的有用功越多,效率就越高
C.減少熱機的各種熱損失,保持良好的潤滑,能提高熱機效率
D.增加熱機的工作時間,能提高熱機效率
5.如圖,將甲,乙兩燈電聯(lián)在電路中閉合開關,發(fā)現(xiàn)甲燈發(fā)光,乙燈不發(fā)光。則乙燈不發(fā)光的原因可能是
A.乙燈燈絲斷了
B.乙燈的實際功率太小
C.乙燈的額定電壓太低
D.通過乙燈的電流小于甲燈的電流
6.如圖所示,是某保密室的防盜報警電路,當有人闖入保密室時會使開關S閉合.下列說法正確的是
A.電磁繼電器與發(fā)電機工作原理相同
B.電磁繼電器與電動機工作原理相同
C.電磁鐵工作時,上端為S極
D.當有人闖入保密室時, b燈亮
7.下列現(xiàn)象中不能用分子熱運動的觀點解釋的是( )
A.酒香不怕巷子深
B.金塊和鉛塊緊壓在一起,過幾年后發(fā)現(xiàn)鉛中有金,金中有鉛
C.沙塵暴起,塵土滿天
D.衣櫥里的樟腦球會逐漸變小
8.下列說法中正確的是
A.電流做功的過程就是電能轉化為內能的過程
B.電功率是表示的電流做功快慢的物理量
C.用電器的電功率越大,做功就越多
D.用電器的額定功率越大,消耗的電能就越多
9.如圖所示為運動員投擲鉛球的過程示意圖,下列說法錯誤的是( )
A.在a到b的過程中,運動員對鉛球做了功B.在b到c的過程中,運動員對鉛球沒有做功
C.在c到d的過程中,沒有力對鉛球做功D.在a到d的過程中,重力對鉛球做了功
10.如圖科學家中,經過多年研究,最先得出電流跟電壓和電阻之間的定量關系的是
A.歐姆
B.焦耳
C.瓦特
D.安培
11.在全國中小學安全教育平臺中,安全用電常識是其中一項重要的教育內容。下列做法符合安全用電要求的是( )
A.家中多個大功率用電器可以在同一插線板上同時使用
B.保險裝置、插座、導線等達到使用壽命應及時更換
C.使用試電筆時,手不要接觸筆尾金屬體,以免觸電
D.家用電器起火時,應立即用水撲滅
12.下面四個事例中,用做功方式改變內能的是
①冬天,搓手會讓手變暖和 ②冬天,嘴對手哈氣取暖
③炒菜時,鐵鍋熱得燙手 ④水蒸氣把軟木塞沖開時,溫度會降低
A.①②B.②③C.③④D.①④
二、填空題
13.家庭電路中常用帶有開關的移動插座,插座上的開關與插座是_____聯(lián),指示燈與插座之間是_____聯(lián)。
14.一個標有“PZ220 40”的燈泡接到230V的電路上,它的實際功率________額定功率(填“大于”、“小于”或“等于”),此時燈泡_______(填“能”或“不能”)正常發(fā)光。某天家里空氣開關“跳閘”了,檢查時發(fā)現(xiàn)當時除了冰箱其它用電器均沒有工作,則“跳閘”的主要原因是_______。
15.如果想在如圖所示的電路中再接入一只燈泡,且與其它兩燈互不干擾,則應安裝在位置_____(選填“1”、“2”或“3”);要想直接測出通過燈泡L1的電流,則應在位置______(選填“1”、“2”或“3”)接入一支電流表。
16.如圖所示,將吸管放在鐵支架上,吸管可在水平面內自由轉動,用餐巾紙摩擦吸管,再用一帶負電物體靠近吸管,發(fā)現(xiàn)它們互相排斥,說明吸管帶_____(選填“正”或“負”)電荷,吸管上的電荷沒有通過鐵支架轉移,說明吸管是_____(選填“導體”或“絕緣體”).
三、實驗題
17.(8分)實驗課:探究電流跟電阻的關系.已知電源電壓為4.5V且保持不變,滑動變阻器(40Ω 1A)、以及符合實驗要求的電表、開關和導線.如圖(甲)是沒有連接完整的電路.
(1)請將圖甲所示的實物電路連接完整,要求滑片向左移動,電流表示數變大.
(_____)
(2)小亮同學連好電路后閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,電流表無示數,電壓表有示數,則故障可能是_____(寫出一種即可).
(3)小亮同學排除故障后閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,同時,眼睛應注視_____.
A.電流表示數 B.電壓表示數 C.滑動變阻器滑片
(4)小亮完成探究電流與電阻的關系,畫出乙的I﹣R圖象,實驗中當接入5Ω電阻完成實驗后,換用15Ω的電阻時,滑動變阻器的滑片應向_____移動滑片;使電壓表示數仍然為_____V.
(5)實驗中小亮多次改變R的阻值,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持不變,記下電流表的示數,得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象.由圖象可以得出結論:_____.
(6)第(5)問中,小亮多次改變R的阻值,并記錄各次電流表的示數,為了能夠完成實驗,更換的電阻阻值不能夠大于_____Ω.
(7)小明在探究電流與電壓的關系,調節(jié)滑動變阻器,測出通過電阻R的電流和對應的電壓值,如表所示,分析數據后發(fā)現(xiàn)表格中電流值與電壓值不成正比,檢查兩電表均無故障,你認為可能的原因是_____;
(8)另一組的小明同學測量某小燈泡的電阻,連接好電路的最后一根導線后,檢查連接無誤后閉合開關發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮.小明接下來應該_____.
(9)小紅同學想測量一個額定電壓為3.8V的小燈泡的額定電功率,發(fā)現(xiàn)電壓表的0~15V量程壞了,0~3V完好,結果聰明的小紅還是利用用圖甲的器材完成了實驗,她是將_____,當電壓表示數為_____V時,燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數為如圖丙時,則該燈泡的額定功率為_____W.
18.(8分)閱讀《安培分子電流假說》并回答題。
安培分子電流假說
磁體和電流都能產生磁場。它們的磁場是否有聯(lián)系?我們知道,通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場十分相似。安培由此受到啟發(fā),提出了“分子電流”假說。他認為,在物質內部,存在著一種環(huán)形電流----分子電流,分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體,它的兩側相當于兩個磁極,如圖所示。
安培的假說能夠解釋一些磁現(xiàn)象。一根鐵棒未被磁化的時候,內部分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對外不顯磁性,如圖24甲所示。當鐵棒受到外界磁場的作用時,各分子電流的取向變得大致相同,鐵棒被磁化,兩端對外界顯示出較強的磁性,形成磁極,如圖乙所示。磁體受到高溫或猛烈撞擊時,會失去磁性,這是因為激烈的熱運動或震動使分子電流的取向又變得雜亂無章了。在安培所處的時代,人們不知道物質內部為什么會有分子電流。20世紀后,人們認識到,原子內部帶電粒子在不停地運動,這種運動對應于安培所說的分子電流。
(1)下列問題中,屬于可探究的科學問題的是(_______)
A.安培為什么提出“分子電流”假說?
B.鐵棒被磁化后為什么對外顯示出磁性?
C.安培提出的“分子電流”假說的主要內容是什么?
D.電流產生的磁場方向跟電流方向之間有什么關系?
(2)為解釋地球的磁性,安培假設:地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。如圖所示,正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是(_______)
A. B.
C. D.
19.(8分)(某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中,現(xiàn)有器材:電源(電壓恒為6V)、開關、電壓表、電流表各一個,導線若干,額定電壓為3.8V的待測小燈泡(電阻約為12Ω),滑動變阻器兩個(A:“5Ω 2A”;B:“20Ω 0.5A”).
(1)該實驗的實驗原理是_____;實驗中,應選用的滑動變阻器是_____(選填“A”或“B”).
(2)如圖甲所示是小田同學連接的實物電路圖,圖中只有一根導線連接錯誤,請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線,只改接一根導線使電路成為正確的電路(不能與其他導線交叉).
(______)
(3)小田確認電路連接無誤后閉合開關,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數都接近電源電壓,則電路的故障是_____.
(4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為_____W.
(5)該組的另一同學接著實驗時,發(fā)現(xiàn)電壓表0~15V量程已經損壞,0~3V量程還可以正常使用,在不添加器材的情況下,為了測出該小燈泡的額定功率,請你在丙圖中的虛線框內畫出正確的電路圖.
(______)
(6)由圖乙推知:小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1,小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2,則P1_____P2(選填“大于”、“小于”或“等于”).
四、作圖題
20.(8分)在一個圓紙盒內有一個條形磁體,圓紙盒外放著一些小磁針,各個小磁針靜止時的指向如圖所示(黑色表示N極),根據圓紙盒外小磁針的指向,請你在圓紙盒內畫出條形磁體,并標出條形磁體的N、S極。
(____)
21.(8分) (1)請根據小磁針靜止時的情況,在圖中給通電螺線管繞線,并給磁感線畫上方向_____;

(2)請用筆面線表示導線,將圖中的電燈、開關和插座(插座準備接大功率用電器)接入家庭電路中_____;
(3)將如圖所示電水壺的3條接線按照安全用電的原則用平直的線對應連接到插頭上_____。
五、計算題
22.(10分)張強媽媽買了一個新的電飯煲,張強從說明書中,得知下表中的信息,工作電路圖如圖甲所示,S1為溫控開關,加熱電阻R1和R2的阻值不隨溫度變化.求:
(1)電飯煲在“保溫”狀態(tài)下正常工作時,通過電飯煲的電流;
(2)電阻R2的阻值;
(3)某周末的晚飯時,張強想利用自家電能表(如圖乙)測量家庭電路的實際電壓.于是他關閉了家中其它所有用電器,只讓電飯煲在“蒸煮”狀態(tài)下工作,觀察到電能表的轉盤在1min內轉了50轉.求家庭電路的實際電壓.
23.(12分)隨著社會的發(fā)展和科技的進步,電路元件在各行得到廣泛的應用,其中熱敏電阻就是其中之一.熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變.圖甲是用熱敏電阻Rt測量環(huán)境溫度的電路,電路中電流表的量程為0---0. 04A,滑動變阻器R的銘牌上標有“150 0.6A"字樣.Rt為熱敏電阻,其阻值隨環(huán)境溫度變化關系如圖乙所示,電源電壓保持不變.請完成下列小題:
(1)將此電路放入溫度為20℃的環(huán)境中,閉合開關S,調節(jié)滑片P,使滑動變阻器接入電路的電阻R=100,此時電流表的讀數為0.02A,求電源電壓;
(2)若環(huán)境溫度為40℃時,要保證整個電路元件的安全,求滑動變阻器的變化范圍;
(3)此電路能測量的最高環(huán)境溫度為多少?
參考答案
一、選擇題
1、C
【詳解】A. 由I-U圖象可知,A.當甲兩端電壓為0.5V時,通過它的電流為0.1A,故A錯誤.
B. 當乙兩端電壓為2.5V時,通過乙的電流為0.5A,所以此時乙的阻值為
故B錯誤.
C. 將甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,則它們兩端的電壓:
U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2 V,
故C正確為答案.
D.將甲和乙并聯(lián),若電壓為1V,則它們的干路電流:
I =I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,
故D錯誤.
2、C
【解析】解答:A. D. 開關都接在并聯(lián)電路的干路上,閉合開關S后,兩燈都發(fā)光,不會造成電源短路;B. 兩燈串聯(lián)在電源的兩極之間,閉合開關S后,亮燈都發(fā)光,不會發(fā)生短路;C.閉合開關后,燈泡不發(fā)光,會造成電源短路;
3、D
【詳解】A.發(fā)現(xiàn)有人觸電后,若直接用手把觸電者拉離開,因人體是導體,可能使救助者間接觸電,故A錯誤,不符合題意;
B.靠近但不接觸高壓帶電體也會形成跨步觸電,故B錯誤,不符合題意;
C.用濕抹布擦插座,因為水溶液是導體可能造成觸電,故C錯誤,不符合題意;
D.家庭電路中用電器的開關應該接在用電器與火線之間,故D正確,符合題意。
4、C
【詳解】熱機的功率越大,表示做功越快,與效率無關,故A錯誤;
熱機做的有用功占燃料完全燃燒放出熱量的比例越大,熱機的效率越高,熱機效率與熱機做的有用功無關,故B錯誤;
使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以減少熱量的損失,提高效率,故C正確;
增加熱機的工作時間,并不能減少熱量的損失,所以不能提高熱機的效率,故D錯誤;
故選C。
5、B
【詳解】A.乙燈燈絲斷了,電路斷路,電路中沒有電流通過,兩個燈泡都不發(fā)光,故A不符合題意;
B.燈泡的亮度由實際功率決定,甲燈發(fā)光,乙燈不發(fā)光,說明乙的實際功率比甲的實際功率小得多,故B符合題意;
CD.兩個燈泡串聯(lián),通過兩個燈泡的電流相等,甲燈發(fā)光,乙燈不發(fā)光,說明甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率,由P=UI可知甲燈的實際電壓大于乙燈的實際電壓,兩個燈泡的額定電壓大小無法判斷,故CD不符合題意。
6、D
【詳解】AB.電磁繼電器是利用電流的磁效應工作的,發(fā)電機是利用電磁感應原理制成的,電動機是根據通電線圈在磁場中受力而轉動工作的,故AB不符合題意.
C.根據安培定則可知,電磁鐵工作時,上端為N極,故C不符合題意.
D.當有人闖入保密室時會使開關S閉合,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵,電燈b所在電路接通,b燈亮,故D符合題意.
7、C
【詳解】A、把瓶蓋打開后,因為酒分子的運動使香氣四溢,故A可以由分子的無規(guī)則運動解釋;
B、金塊和鉛塊緊壓在一起后,由于分子的運動彼此進入對方分子間的空隙,故B能解釋;
C、塵士雖小,但仍是由很多分子組成的固體小顆粒,故無法用分子動理論解釋;
D、樟腦球由于分子的運動,外層分子慢慢擴散到空中則使體積減小,故可以解釋;
故選C.
8、B
【詳解】(1)用電器在單位時間內消耗的電能叫電功率.單位時間內消耗的電能越多,消耗電能就越快,功率值越大.(2)電流做功的過程就是消耗電能的過程,電流做了多少功就是消耗了多少電能.所以,電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量,也是表示用電器做功快慢的物理量.(3)由公式W=Pt可知,用電器消耗的電能與功率和時間有關,功率大,若時間短,消耗電能不一定多.電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量,也是表示用電器做功快慢的物理量.故A錯誤,B正確.由公式W=Pt可知,功率大,若時間短,消耗電能不一定多.電流做功也不一定多,故CD錯誤.故選B.
9、C
【詳解】A.在a到b的過程中,運動員對鉛球有一個推力的作用且鉛球在推力作用下移動了一段距離,所以在這個階段,運動員對鉛球做了功,故選項A正確;不符合題意;
B.在b到c的過程中,鉛球已經離開人手,鉛球不再受到手的推力,鉛球是靠慣性向前運動一段距離,所以在這個階段,運動員對鉛球沒有做功,故選項B正確;不符合題意;
C.在c到d的過程中,鉛球始終受到重力作用,且鉛球在重力作用下向下運動,所以在這個階段,重力在對鉛球做功,故選項C錯誤;符合題意;
D.在a到d的過程中,當手與鉛球接觸時做功,同時重力也會對鉛球做功,故D正確;不符合題意。
10、A
【詳解】A.德國物理學家歐姆最先通過實驗歸納出一段導體中電流跟電壓和電阻之間的定量關系,即歐姆定律,符合題意;
B.焦耳通過實驗得出電流產生的熱量與電阻、電流和時間的關系,即焦耳定律,不符合題意;
C.瓦特制造出第一臺有實用價值的蒸汽機,不符合題意;
D.安培發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用力,并提出了著名的安培定律,不符合題意。
11、B
【詳解】A.多個大功率用電器同時使用一個插座,會使總功率過大,造成電流過大,容易引起火災,故A不符合題意;
B.保險裝置、插座、導線等達到使用壽命應及時更換,以防短路或斷路,故B符合題意;
C.使用試電筆時,手不能接觸筆尖金屬體,但必須接觸筆尾金屬體,故C不符合題意;
D.水是導體,電路起火時不能用水滅火,否則會發(fā)生觸電事故。
故選B。
12、D
【解析】改變物體內能的方式有兩種:做功和熱傳遞,其中做功過程是能量的轉化過程,熱傳遞是能量的轉移過程。
【詳解】①搓手時兩手克服摩擦做功,機械能轉化為手的內能,手的溫度升高,通過做功方式改變內能的,符合題意;
②對手哈氣取暖,通過熱傳遞的方式改變手的內能,不符合題意;
③炒菜時,鐵鍋熱得燙手,通過熱傳遞的方式改變手的內能,不符合題意;
④水蒸氣膨脹對塞子做功,水蒸氣的內能減小,內能轉化為塞子的機械能,通過做功的方式改變內能的,符合題意。
故選D。
二、填空題
13、串 并
【詳解】[1]開關與被控制的插座是串聯(lián)的。
[2]指示燈和插座互不影響,可以單獨工作,是并聯(lián)的。
14、大于 不能 冰箱發(fā)生短路
【詳解】[1][2]標有“PZ220 40”的燈泡接到230V的電路上,實際電壓高于額定電壓,它的實際功率大于額定功率,此燈泡不能正常發(fā)光。
[3]家里空氣開關“跳閘”了,發(fā)現(xiàn)除了冰箱其它用電器均沒有工作,冰箱的電功率大約是100W左右,不可能是由于功率過大引起,可能是冰箱發(fā)生短路。
15、2 3
【詳解】[1]已知想在如圖所示的電路中再接入一只燈泡,且與其它兩燈互不干擾,若安裝在位置1在干路上,與其它兩燈干擾,若安裝在位置3都與燈L2串聯(lián),有干擾,故只有安裝在位置2與其它兩燈互不干擾;
[2]讀圖可知,兩燈泡并聯(lián),要想測量燈泡L1的電流,應將電流表與燈泡L1串聯(lián)在一起,故應選擇3位置。
16、負 絕緣體
【分析】電荷間的相互作用規(guī)律是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.容易導電的物體叫做導體,不容易導電的物體叫做絕緣體.
【詳解】同種電荷相互排斥,用帶負電的物體靠近吸管,發(fā)現(xiàn)它們互相排斥,說明吸管帶負電荷;吸管上的電荷沒有通過鐵支架轉移,說明吸管是絕緣體.
三、實驗題
17、 電阻斷路 B 右以 3 在電壓不變時,通過電阻的電流與電阻大小成反比 40 電流表使用前沒有校零 減小滑動變阻器連入電路中的電阻,觀察燈的發(fā)光情況 電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端 0.7 1.672
【詳解】(1)電壓表與電阻并聯(lián),要求滑片向左移動,電流表示數變大,即電阻變小,故滑片以左電阻絲連入電路中,如下所示;
(2)小亮同學連好電路后閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,電流表無示數,電壓表有示數,則故障可能是電阻或燈座斷路;
(3)電流隨電壓的變化而變化,小亮同學排除故障后閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,同時,眼睛應注視電壓表示數,故選B;
(4)由圖乙,電流與電阻的積為:
U=IR=0.6A×5Ω=0.2A×15Ω=0.12A×25Ω=3V,即電壓表示數為3V,根據串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成15Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向右端移動,使電壓表的示數為3V.
(5)由(4),U=IR=3V,即電壓表示數為3V,可以得出結論:在電壓不變時,通過電阻的電流與電阻大小成反比;
(6)由圖知,電阻兩端的電壓始終保持U=3V,根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:
U滑=4.5V?3V=1.5V,定值電阻電壓為變阻器分得的電壓的=2,根據分壓原理,當變阻器接入電路中電阻最大時,最大的定值電阻為:
R定=2×20Ω=40Ω,故為了能夠完成實驗,更換的電阻阻值不能夠大于40Ω;
(7)分析表格中數據可知:電流值都去掉0.03A時,電流值與電壓值成正比,所以可能的原因是電流表使用前沒有校零;
(8)為保護電路,變阻器連入電路中的電阻要最大,故此時電路中電流最小,燈不亮,故接下來要減小滑動變阻器連入電路中的電阻,觀察燈的發(fā)光情況;
(9)根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈正常發(fā)光時,變阻器分得的電壓為4.5V?0.38V=0.7V,故可用電壓表小量程并聯(lián)在變阻器的兩端,當電壓表示數為0.7V時燈正常發(fā)光,此時電流表示數為如圖丙時,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數大小為0.44A,則該燈泡的額定功率為PL=ULIL=3.8V×0.44A=1.672W.
18、D B
【詳解】(1)[1]ABC.物理中的可探究問題是指一個量與另一個量的關系的探究問題,ABC都是單獨量,不具有探究性,故ABC不符合題意;
D.可以探究電流產生的磁場方向跟電流方向之間的關系,故D符合題意。
(2)[2]地磁的南極在地理北極的附近故在用安培定則判定環(huán)形電流的方向時右手的拇指必需指向南方;而根據安培定則拇指與四指垂直,而四指彎曲的方向就是電流流動的方向,故四指的方向應該向西,故選B。
19、P=UI B 燈泡斷路 1.14 大于
【分析】(1)該實驗的實驗原理是P=UI;由歐姆定律求燈的額定電流;根據串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律求燈正常發(fā)光時,變阻器連入電路中的電阻,確定選用的滑動變阻器;
(1)電壓表應與燈并聯(lián),電流表與燈串聯(lián);
(3)燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了;
(4)由圖象找出燈的額定電壓下的電流,根據P=UI求該小燈泡的額定功率;
(5)根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,求燈正常發(fā)光時變阻器的電壓,設計電路圖;
(6)由圖乙知,分別找出小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電流大小和小燈泡的實際電流是額定電流一半時對應的電壓大小,根據P=UI比較燈的實際電功率P1與P1大小.
【詳解】(1)該實驗的實驗原理是P=UI;燈的額定電流約為:,電源電壓為6V,小燈泡額定電壓為3.8V,根據串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,燈正常發(fā)光時,變阻器連入電路中的電阻:,故應選用“10Ω 0.5A”的滑動變阻器B;
(1)測量小燈泡電功率的實驗中,電壓表應與燈并聯(lián),電流表與燈串聯(lián),如下圖所示:
(3)經分析,小田確認電路連接無誤后閉合開關,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數都接近電源電壓,說明電壓表兩端到電源兩極是通的,則電路的故障是燈泡斷路.
(4)由圖象知,燈在額定電壓3.8V時的電流為0.3A,則該小燈泡的額定功率為:
;
(5)根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當變阻器的電壓為:時,燈的電壓為額定電壓,故將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端可以完成實驗,如下圖所示:
(6)由圖乙知,小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電流約為0.11A,電功率為:;
小燈泡的實際電流是額定電流一半時(0.15A)對應的電壓約為1V,燈的實際電功率為:,則P1大于P1.
四、作圖題
20、
【詳解】根據小磁針的指向可知條形磁鐵傾斜放置,右上端為S極,左下端為N極,如下圖所示:
21、
【詳解】(1)因為靠近條形磁鐵的小磁針自由靜止時,相互靠近的是異名磁極,所以,條形磁鐵的右端為S極,左端為N極;磁感線在磁體的周圍是從N極流出回到S極,由此可以確定左邊兩條磁感線的方向指向S極,根據磁感線的形狀知道,螺線管左端與條形磁鐵的右端相互排斥,由于條形磁鐵的右端為S極,根據磁極間的作用規(guī)律可以確定螺線管的左端為S極。靠近螺線管左端的磁感線方向指向S極;電源的左端為正極,右端為負極,所以電流從螺線管的左端流入右端流出,再結合螺線管的左端為S極,右端為N極,利用安培定則可以確定螺線管的繞向,如下圖
(2)從安全用電的角度分析知道,開關應接在火線和燈泡之間;
三孔插座的上面的孔接地線,左孔接入零線,右孔接火線;
電燈的接法:火線先過開關再入燈泡,然后接入頂端的金屬點,零線直接接入螺旋套,故電路如下圖
(3)金屬外殼的用電器的外殼一定接地,人接觸漏電的用電器外殼時,地線把人體短路,避免觸電事故的發(fā)生。火線上接保險絲,不是為了省保險絲,而是為了更安全。剩余的一根導線接零線。最后一根導線接零線,如下圖
五、計算題
22、(1)0.4A;(2)510Ω;(3)200V
【詳解】(1)由電路圖知,只閉合S2時兩電阻串聯(lián),電路中電阻較大,根據知功率較小,為保溫狀態(tài);由表中數據可知,保溫功率為88W,由可得,在“保溫”狀態(tài)下正常工作時的電流:
;
由可得兩電阻串聯(lián)的總電阻:

(2)由電路圖知,當兩開關都閉合時,只有R1接入電路中,電阻較小,功率較大,為蒸煮狀態(tài),由表中數據知,蒸煮狀態(tài)時功率為1210W,
由可得,R1的電阻:
所以電阻R2的阻值:

(3)“3000revs/kWh”表示每消耗1kWh電能,電能表轉盤轉3000圈,只讓電飯煲在“蒸煮”狀態(tài)下工作,轉盤在1min內轉了50轉,消耗的電能為:
電飯煲在“蒸煮”狀態(tài)下的實際功率為:
;
根據電飯煲電阻不變,結合可得:
解得實際電壓為:

【點睛】
重點是電功率的計算,以及根據電能表的參數計算電功、電功率,關鍵是理解3000r/(kW?h)物理意義.牢記公式,計算時稍顯簡單,另外是讀懂電路圖,知道兩個狀態(tài)對應的開關閉合情況.
23、 (1)10V(2)50---150(3)50℃
【詳解】(1)由圖示電路圖可知,滑動變阻器與熱敏電阻串聯(lián),電流表測電路電流,由圖乙所示圖象可知,溫度為20℃時,熱敏電阻阻值為400Ω,
串聯(lián)電路的總電阻:
R總=400Ω+100Ω=500Ω,
電流表的讀數為0.02A,所以電源電壓:
U=IR總=0.02A=10V;
(2)由圖乙所示圖象可知,溫度為40℃時,熱敏電阻阻值為200Ω,
電路最大電流為0.04A,由I=可知電路最小電阻:
R最小= ==250Ω,
滑動變阻器的最小阻值:
R滑最小=R最小?Rt=250Ω?200Ω=50Ω,
滑動變阻器的取值范圍:
50Ω~150Ω;
(3)熱敏電阻阻值越小,環(huán)境溫度最高,電路電流最大為0.04A時,由I=可知,
R總=Rt小+R滑最大= ==250Ω,
Rt小=R總?R滑最大=250Ω?150Ω=100Ω,
由圖乙可知其工作的最高環(huán)境溫度50℃.
答:(1) 電源電壓是10V;
(2)若環(huán)境溫度為40℃時,要保證整個電路元件的安全,滑動變阻器的變化范圍是50Ω~150Ω;
(3)此電路能測量的最高環(huán)境溫度為50℃.
U(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
I(A)
0.13
0.18
0.23
0.28
0.33
0.38

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