1.(2分)小楊在家中燒湯時(shí)在湯里放入了適量的味精,整個(gè)湯的味道變得更加鮮美,這一現(xiàn)象說明分子在做 ;太陽能熱水器是利用 方式使水的內(nèi)能增加的。
2.(3分)打鐵師傅打制鐵件時(shí),先后要經(jīng)歷加溫、鍛打和淬火三個(gè)過程,這三個(gè)過程分別是利用什么方式來改變鐵件內(nèi)能的?加溫 、鍛打 、淬火 。
3.(3分)如圖甲所示是一臺單缸四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖,由圖甲可以看出,此時(shí)它所處在 沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與 (選填“乙”或“丙”)圖相同;若飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,則汽油機(jī)每分鐘對外做功 次。
4.(2分)如圖所示是家庭電子式電能表的表盤,其示數(shù)是 kW?h.表盤上標(biāo)有“3200imp/kW?h,表示每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍3200次。若家庭電路中只有一臺電熱水器在工作,則該熱水器的實(shí)際功率是 W。
5.(3分)如圖所示,是調(diào)光燈電路,電源電壓不變,燈泡L正常發(fā)光的電阻是 Ω;移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.5A,電源電壓為 V;將滑動變阻器R的滑片P置于最右端,閉合開關(guān),此時(shí)燈泡L的實(shí)際功率為 W。
6.(3分)如圖電源電壓保持不變,小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣,變阻器R的最大阻值是40Ω,當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為4Ω時(shí),小燈泡L恰能正常發(fā)光 Ω。若小燈泡的電阻不變,在此電路中小燈泡工作時(shí)的最小功率為 W,電源電壓為 V。
7.(3分)如圖所示,把兩個(gè)緊靠在一起的枕形金屬導(dǎo)體A、B靠近帶正電的物體C,之后把A、B分開 接觸小電機(jī)的正接線柱、導(dǎo)體 接觸小電機(jī)的負(fù)接線柱,即可使小電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動。
二、選擇題(每小題3分,第15.16為雙選,選對1個(gè)得1分選錯(cuò)1個(gè)不得分,共27分)
8.(3分)世界上的一切物體,無論是一粒沙、一縷煙、還是一朵花…都是由大量分子組成的,下列現(xiàn)象能說明分子在不停息運(yùn)動的是( )
A.沙塵暴起,飛沙滿天B.微風(fēng)拂過,炊煙裊裊
C.陽春三月,花香襲人D.豐收季節(jié),麥浪起伏
9.(3分)如圖是甲、乙兩個(gè)相同質(zhì)量的物體吸熱后溫度升高的情況,圖中橫坐標(biāo)是物體溫度的變化,縱坐標(biāo)是物體吸收的熱量。關(guān)于甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容的大小下列判斷正確的是( )
A.c甲>c乙B.c甲<c乙C.c甲=c乙D.無法判斷
10.(3分)燈泡L上標(biāo)有“2.5V”的字樣,它的電阻隨它兩端電壓的變化關(guān)系如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.燈泡L的額定電流是0.2A
B.燈泡L的額定功率是6.25W
C.燈絲的電阻隨電壓的增大而減小
D.燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω
11.(3分)如圖所示,電源電壓為6V且保持不變,滑動變阻器的最大阻值為20Ω0為5Ω.閉合開關(guān)后,移動滑片,發(fā)現(xiàn)能使電流表(“0~0.6A”或“0~3A”)(“0~3V”或“0~15V”)的指針同時(shí)達(dá)到滿刻度線。則R0的電功率與電流的關(guān)系圖像可能是( )
A.B.
C.D.
12.(3分)電給我們帶來了極大的便利,但不正確用電會造成危害,下列符合安全常識的是( )
A.家庭電路中電流過大的原因,一定是電路中某處短路
B.在山區(qū)遇雷雨時(shí),可以靠在巖壁或大樹下避雨
C.當(dāng)遇他人觸電時(shí),應(yīng)先及時(shí)切斷電源再搶救傷員或撥打急救電話
D.家中安裝照明電路時(shí),開關(guān)接在零線上
13.(3分)如圖所示的家庭電路中,有兩個(gè)器件連接錯(cuò)誤,它們是( )
A.帶開關(guān)的燈泡和三孔插座
B.閘刀開關(guān)和三孔插座
C.帶開關(guān)的燈泡和帶熔絲的二孔插座
D.閘刀開關(guān)和帶開關(guān)的燈泡
14.(3分)如圖所示,電源電壓為6V,一只標(biāo)有“3V 3W”的小燈泡(燈絲電阻不變),在保證電路安全工作的前提下,電路消耗的最大功率和滑動變阻器兩端的最大電壓分別為( )
A.6W 4.5VB.4.5W 6V
C.6W 6VD.9W 4.5V
(多選)15.(3分)圖示為兩個(gè)電阻的U﹣I圖象,下列判斷正確的有( )
A.將兩個(gè)電阻并聯(lián)后,加上2V的電壓,電路中的總電流為1.8A
B.將兩個(gè)電阻串聯(lián)后,如果通過R2的電流為0.6A,電路兩端的總電壓為2.0V
C.兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),電功率之比為P1:P2=2:1
D.兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí),電功率之比為P1:P2=1:4
(多選)16.(3分)如圖甲所示,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V2的規(guī)格為“50Ω 0.5A”,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P(部分圖象),在保證電路安全的前提下,下列說法正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.R1的阻值為10Ω
C.滑動變阻器可以調(diào)到的最大阻值是20Ω
D.滑動變阻器可以調(diào)到的最小阻值是10Ω
三、作圖題(每小題3分,共6分)
17.(3分)自動報(bào)警器的工作原理如圖所示,在水銀溫度計(jì)的上方封入一段金屬絲,當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指示的溫度時(shí),平時(shí)綠燈亮。請根據(jù)以上要求,用筆畫線代替導(dǎo)線
18.(3分)如圖所示,把電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中(在方框中完成),要求:
①電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱;
②使小磁針靜止時(shí)如圖所示。
四、實(shí)驗(yàn)探究題(共2小題,滿分24分)
19.(14分)如圖所示,是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究電磁鐵的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),小磁針將向 (選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)方向轉(zhuǎn)動。
(2)要改變電磁鐵線圈中的電流大小,可通過 來實(shí)現(xiàn);要判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱,可觀察 來確定。
(3)如表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄:
①比較實(shí)驗(yàn)1、2、3(或4、5、6),可得出的結(jié)論是電磁鐵的匝數(shù)一定時(shí),通過電磁鐵線圈中的電流 ,磁性越強(qiáng);
②比較實(shí)驗(yàn)1和4(或“2和5”或“3和6”),可得出的結(jié)論是電磁鐵線圈中的電流一定時(shí),線圈匝數(shù)越多 。
(4)在與同學(xué)們交流討論時(shí),另一組的一個(gè)同學(xué)提出了一個(gè)問題:“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí),電磁鐵的磁性強(qiáng)弱會不會還與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)?”
①你對此的猜想: ;
②現(xiàn)有兩根大小不同的鐵芯,利用本題電路說出驗(yàn)證你猜想的方法: 。
20.(10分)用如圖所示的電路做“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn),小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣,燈絲阻值約為10Ω
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路,并使滑片向左移動
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,經(jīng)檢查電路連接正確且器材完好。其原因是
(3)解決了上述問題后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使燈泡正常發(fā)光,則燈泡的額定功率為 W。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路,也測出了燈泡的額定功率。已知R0=25Ω,請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟
①閉合開關(guān)S1,斷開S2,移動滑片,使電流表的示數(shù)為 A。
②再閉合開關(guān)S2,斷開S1,保持滑片的位置不動,讀出電流表的示數(shù)I;
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額= (用已知量和測得量表示)。
五、綜合應(yīng)用題(共2小題,滿分16分)
21.(8分)某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量,使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出,增加環(huán)境濕度。當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時(shí),水由儲水箱進(jìn)入到加熱倉中。
(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí),加濕器以最大運(yùn)行功率工作,求電熱絲R1的電阻值。
(2)如果加熱倉內(nèi)冷水的溫度為20℃,用最大運(yùn)行功率工作,經(jīng)過5min36s,求加熱倉中水的質(zhì)量。[c水=4.2×103J/(kg?℃),電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全吸收,環(huán)境為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]
(3)當(dāng)滑片移到最右端時(shí),氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值為790Ω,加濕器以最低氣霧量工作,求此時(shí)電熱絲R1的電功率是多少瓦?24小時(shí)R1消耗多少度電?(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
22.(8分)許多大橋被損壞的一個(gè)重要原因是過往車輛嚴(yán)重超載,為了能抓拍超載車輛,小明及其物理興趣小組成員決定為大橋管理者設(shè)計(jì)一個(gè)“汽車超載記錄器”來進(jìn)行監(jiān)控管理,已知電源電壓U=10V,線圈電阻R0=5Ω,保護(hù)電阻R1=10Ω,Rx為壓敏電阻,當(dāng)車輛駛?cè)氡粰z測路段時(shí),其阻值隨它受到的壓力變化的情況如圖乙所示,繼電器的銜鐵被吸下,工作電路中的照相機(jī)就開始工作(g取10N/kg)
(1)在控制電路中,當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí),電磁鐵的磁性將 (選填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。
(2)當(dāng)一輛總質(zhì)量為15t的大貨車過橋時(shí),請通過計(jì)算判斷工作電路中的照相機(jī)是否工作?
(3)若電壓表量程為0﹣5V,該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質(zhì)量是多少?
參考答案與試題解析
一、填空題(每空1分,共19分)
1.(2分)小楊在家中燒湯時(shí)在湯里放入了適量的味精,整個(gè)湯的味道變得更加鮮美,這一現(xiàn)象說明分子在做 無規(guī)則運(yùn)動 ;太陽能熱水器是利用 熱傳遞 方式使水的內(nèi)能增加的。
【解答】解:燒湯時(shí)在湯里放入了適量的味精,味精分子擴(kuò)散到水中,說明分子在做無規(guī)則的運(yùn)動;
太陽能熱水器是通過熱傳遞方式,來改變水的內(nèi)能。
故答案為:熱運(yùn)動;熱傳遞。
2.(3分)打鐵師傅打制鐵件時(shí),先后要經(jīng)歷加溫、鍛打和淬火三個(gè)過程,這三個(gè)過程分別是利用什么方式來改變鐵件內(nèi)能的?加溫 熱傳遞 、鍛打 做功 、淬火 熱傳遞 。
【解答】解:給鐵件加溫的過程,就是放在火上燒;
鍛打時(shí),鐵匠用鐵錘不斷地打鐵,這是用做功的方法是鐵的內(nèi)能增加的;
把燒紅的鐵塊放到冷水中“淬火”,鐵塊的溫度會降低。
故答案為:熱傳遞;做功。
3.(3分)如圖甲所示是一臺單缸四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖,由圖甲可以看出,此時(shí)它所處在 做功 沖程,其能量轉(zhuǎn)化情況與 乙 (選填“乙”或“丙”)圖相同;若飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,則汽油機(jī)每分鐘對外做功 600 次。
【解答】解:
(1)兩個(gè)氣門都關(guān)閉,火花塞噴出電火花,因此是做功沖程;
(2)乙圖對試管中的水加熱,加快水的蒸發(fā),體積膨脹,使塞子飛出去。
丙圖是用力將活塞壓下,活塞對空氣做功,溫度升高,棉花就會燃燒,即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。
因此與做功沖程原理相同的是乙實(shí)驗(yàn)。
(3)飛輪的轉(zhuǎn)速是1200r/min,即1min轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為1200r,
因?yàn)樗臎_程內(nèi)燃機(jī)1個(gè)工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)7圈,完成4個(gè)沖程,
所以汽油機(jī)每分鐘對外做功600次。
故答案為:做功;乙;600。
4.(2分)如圖所示是家庭電子式電能表的表盤,其示數(shù)是 318.6 kW?h.表盤上標(biāo)有“3200imp/kW?h,表示每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍3200次。若家庭電路中只有一臺電熱水器在工作,則該熱水器的實(shí)際功率是 1500 W。
【解答】解:
(1)由圖知,電能表的示數(shù)為318.6kW?h;
(2)因?yàn)椤?200imp/(kW?h)”表示每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍3200次,
所以閃爍320次該熱水器消耗電能:
W=kW?h=5.1kW?h,
該用電器的電功率:
P===1.8kW=1500W。
故答案為:318.6;1500。
5.(3分)如圖所示,是調(diào)光燈電路,電源電壓不變,燈泡L正常發(fā)光的電阻是 12 Ω;移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.5A,電源電壓為 9 V;將滑動變阻器R的滑片P置于最右端,閉合開關(guān),此時(shí)燈泡L的實(shí)際功率為 1.6 W。
【解答】解:由電路圖可知,燈泡L,電壓表測R兩端的電壓。
(1)由P=可得
RL===12Ω;
(2)移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為2V和0.5A,而串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,
所以電源電壓:U=UL+U8=6V+3V=5V;
(3)當(dāng)滑動變阻器滑片在最右端時(shí),滑動變阻器兩端電壓為U2′=5V,電路中電流I=7.4A,
則燈泡兩端的電壓:UL′=U﹣U2′=7V﹣5V=4V,
燈泡的實(shí)際功率:P實(shí)=UL′I=5V×0.4A=6.6W。
故答案為:12;9;5.6。
6.(3分)如圖電源電壓保持不變,小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣,變阻器R的最大阻值是40Ω,當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為4Ω時(shí),小燈泡L恰能正常發(fā)光 5 Ω。若小燈泡的電阻不變,在此電路中小燈泡工作時(shí)的最小功率為 0.45 W,電源電壓為 4.5 V。
【解答】解:由電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián)。
(1)由P=UI可得,燈泡的額定電流:IL===0.5A,
由I=可得==5Ω;
(2)燈泡正常發(fā)光時(shí),電路中的電流I=IL=0.3A,電源的電壓:U=I(RL+R)=0.5A×(4Ω+4Ω)=4.8V;
(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí),電路電流最小,
燈泡兩端的電壓:UL′=U﹣UR=4.5V﹣5V=1.5V,
電路中的最小電流:IL′===3.3A,
燈泡消耗的最小電功率:PLmin=UL′IL′=1.2V×0.3A=8.45W。
故答案為:5;0.45。
7.(3分)如圖所示,把兩個(gè)緊靠在一起的枕形金屬導(dǎo)體A、B靠近帶正電的物體C,之后把A、B分開 B 接觸小電機(jī)的正接線柱、導(dǎo)體 A 接觸小電機(jī)的負(fù)接線柱,即可使小電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動。
【解答】解:根據(jù)感應(yīng)帶電的原理可知,帶正電的物體C靠近A端時(shí),A端帶上異種電荷,則B端帶正電,把導(dǎo)體B接觸小電機(jī)的正接線柱,即可使小電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動。
故答案為:B;A。
二、選擇題(每小題3分,第15.16為雙選,選對1個(gè)得1分選錯(cuò)1個(gè)不得分,共27分)
8.(3分)世界上的一切物體,無論是一粒沙、一縷煙、還是一朵花…都是由大量分子組成的,下列現(xiàn)象能說明分子在不停息運(yùn)動的是( )
A.沙塵暴起,飛沙滿天B.微風(fēng)拂過,炊煙裊裊
C.陽春三月,花香襲人D.豐收季節(jié),麥浪起伏
【解答】解:分子運(yùn)動屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,是肉眼看不見的運(yùn)動,是宏觀上的運(yùn)動;
A、B、D選項(xiàng)中的現(xiàn)象都是肉眼看得見的運(yùn)動。而香氣撲鼻是微觀上的分子運(yùn)動。
故選:C。
9.(3分)如圖是甲、乙兩個(gè)相同質(zhì)量的物體吸熱后溫度升高的情況,圖中橫坐標(biāo)是物體溫度的變化,縱坐標(biāo)是物體吸收的熱量。關(guān)于甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容的大小下列判斷正確的是( )
A.c甲>c乙B.c甲<c乙C.c甲=c乙D.無法判斷
【解答】解:根據(jù)圖象可知,甲、乙兩個(gè)物體,乙的溫度變化較大、乙兩個(gè)物體的質(zhì)量相同吸=cmΔt可知,溫度升高多的比熱容小,即c甲>c乙。
故選:A。
10.(3分)燈泡L上標(biāo)有“2.5V”的字樣,它的電阻隨它兩端電壓的變化關(guān)系如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.燈泡L的額定電流是0.2A
B.燈泡L的額定功率是6.25W
C.燈絲的電阻隨電壓的增大而減小
D.燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω
【解答】解:閉合開關(guān)S,燈泡L恰好正常發(fā)光L=2.5V,
由圖可知,此時(shí)燈泡的電阻RL=10Ω,故D正確;
所以,電路中的電流:
I===0.25A;
燈泡的額定功率:
PL=ULIL=8.5V×0.25A=7.625W,故B錯(cuò)誤;
由曲線圖可知,小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。
故選:D。
11.(3分)如圖所示,電源電壓為6V且保持不變,滑動變阻器的最大阻值為20Ω0為5Ω.閉合開關(guān)后,移動滑片,發(fā)現(xiàn)能使電流表(“0~0.6A”或“0~3A”)(“0~3V”或“0~15V”)的指針同時(shí)達(dá)到滿刻度線。則R0的電功率與電流的關(guān)系圖像可能是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由于閉合開關(guān)后,定值電阻始終能接在電路中,所以電流不為0、B錯(cuò)誤;
根據(jù)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最?。礊?Ω)時(shí),電路中的電流最大=A<3A;
故選:C。
12.(3分)電給我們帶來了極大的便利,但不正確用電會造成危害,下列符合安全常識的是( )
A.家庭電路中電流過大的原因,一定是電路中某處短路
B.在山區(qū)遇雷雨時(shí),可以靠在巖壁或大樹下避雨
C.當(dāng)遇他人觸電時(shí),應(yīng)先及時(shí)切斷電源再搶救傷員或撥打急救電話
D.家中安裝照明電路時(shí),開關(guān)接在零線上
【解答】解:A、家庭電路中電流過大的原因有二:用電器總功率過大。此選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B、在山區(qū)遇雷雨時(shí),以防遭到雷擊;
C、在遇到他人觸電時(shí),或用竹竿等物體挑開電線。此選項(xiàng)正確;
D、為保證用電安全,開關(guān)接在火線上。
故選:C。
13.(3分)如圖所示的家庭電路中,有兩個(gè)器件連接錯(cuò)誤,它們是( )
A.帶開關(guān)的燈泡和三孔插座
B.閘刀開關(guān)和三孔插座
C.帶開關(guān)的燈泡和帶熔絲的二孔插座
D.閘刀開關(guān)和帶開關(guān)的燈泡
【解答】解:
(1)開關(guān)控制燈泡時(shí),火線首先進(jìn)入開關(guān);開關(guān)既能控制燈泡,斷開開關(guān),安全的更換燈泡。
(2)兩孔插座左孔接零線,右孔接火線,還要在火線上串聯(lián)一根保險(xiǎn)絲,能自動切斷電源,圖中連接正確。
(3)三孔插座的上孔接地線,左孔接零線。當(dāng)金屬外殼的用電器插入三孔插座時(shí),接觸用電器防止觸電事故的發(fā)生。
(4)進(jìn)戶線進(jìn)入用戶,首先接入總開關(guān),總開關(guān)的后面接入保險(xiǎn)絲。
可見,連接錯(cuò)誤的是帶開關(guān)的燈泡和三孔插座。
故選:A。
14.(3分)如圖所示,電源電壓為6V,一只標(biāo)有“3V 3W”的小燈泡(燈絲電阻不變),在保證電路安全工作的前提下,電路消耗的最大功率和滑動變阻器兩端的最大電壓分別為( )
A.6W 4.5VB.4.5W 6V
C.6W 6VD.9W 4.5V
【解答】解:由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián),
燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流最大,電路消耗的總功率最大,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由P=UI可得
I===2A,
則電路消耗的最大總功率:
P=UI=6V×1A=8W,故BD錯(cuò)誤;
由I=可得
RL===5Ω,
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)其兩端的電壓最大,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I′===0.5A,
則滑動變阻器兩端的最大電壓:
UR=I′R=8.5A×9Ω=4.5V,故A正確。
故選:A。
(多選)15.(3分)圖示為兩個(gè)電阻的U﹣I圖象,下列判斷正確的有( )
A.將兩個(gè)電阻并聯(lián)后,加上2V的電壓,電路中的總電流為1.8A
B.將兩個(gè)電阻串聯(lián)后,如果通過R2的電流為0.6A,電路兩端的總電壓為2.0V
C.兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),電功率之比為P1:P2=2:1
D.兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí),電功率之比為P1:P2=1:4
【解答】解:(1)將兩個(gè)電阻并聯(lián)后,加上2V的電壓時(shí),
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,U1=U6=2V,
由圖象可知,通過兩電阻的電流分別為I1=2.2A,I2=7.6A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,電路中的總電流:
I=I1+I3=1.2A+6.6A=1.4A,故A正確;
兩電阻的電功率之比:
====,故C正確;
(2)將兩個(gè)電阻串聯(lián)后,如果通過R6的電流為0.6A,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,通過R8的電流I1=I2=4.6A,
由圖象可知,兩電阻兩端的電壓分別為U1=4V,U2=2V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電路兩端的總電壓:
U=U7+U2=1V+8V=3V,故B錯(cuò)誤;
兩電阻的電功率之比:
====,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
(多選)16.(3分)如圖甲所示,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V2的規(guī)格為“50Ω 0.5A”,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P(部分圖象),在保證電路安全的前提下,下列說法正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.R1的阻值為10Ω
C.滑動變阻器可以調(diào)到的最大阻值是20Ω
D.滑動變阻器可以調(diào)到的最小阻值是10Ω
【解答】解:
由甲圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R4兩端的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律,由圖乙信息可知電源電壓:
U=U2+IR1=6V+0.1A×R4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U=U2′+I′R1=4V+0.3A×R8﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得:U=6V,R1=10Ω,故A;
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn),變阻器接入電路的電阻越大,由于電源電壓小于電壓表的所用量程的最大值,即R滑大=50Ω,故C不正確。
由滑動變阻器R8的規(guī)格為“50Ω 0.5A”可知,當(dāng)移動滑片使電流表示數(shù)達(dá)到I大=7.5A時(shí),變阻器接入電路的電阻最小
R滑?。剑剑剑?Ω;
故選:AB。
三、作圖題(每小題3分,共6分)
17.(3分)自動報(bào)警器的工作原理如圖所示,在水銀溫度計(jì)的上方封入一段金屬絲,當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指示的溫度時(shí),平時(shí)綠燈亮。請根據(jù)以上要求,用筆畫線代替導(dǎo)線
【解答】解:當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度時(shí),控制電路接通,吸引銜鐵向下移動;水溫低于設(shè)定溫度時(shí),電磁鐵沒有磁性,而此時(shí)要求此時(shí)綠燈亮,由動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)控制燈泡的工作
18.(3分)如圖所示,把電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中(在方框中完成),要求:
①電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱;
②使小磁針靜止時(shí)如圖所示。
【解答】解:要使小磁針在圖示位置靜止,就要保證電磁鐵的左端為N極。結(jié)合線圈繞向利用安培定則可以確定電流方向:從電磁鐵的左端流入,進(jìn)而確定了電源正負(fù)極在電路中的位置關(guān)系;
要改變電磁鐵的磁性,只能改變電磁鐵中電流的大小。
故設(shè)計(jì)電路如下圖所示:
四、實(shí)驗(yàn)探究題(共2小題,滿分24分)
19.(14分)如圖所示,是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究電磁鐵的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),小磁針將向 順時(shí)針 (選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)方向轉(zhuǎn)動。
(2)要改變電磁鐵線圈中的電流大小,可通過 滑動變阻器滑片的滑動 來實(shí)現(xiàn);要判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱,可觀察 吸引大頭針的多少 來確定。
(3)如表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄:
①比較實(shí)驗(yàn)1、2、3(或4、5、6),可得出的結(jié)論是電磁鐵的匝數(shù)一定時(shí),通過電磁鐵線圈中的電流 越大 ,磁性越強(qiáng);
②比較實(shí)驗(yàn)1和4(或“2和5”或“3和6”),可得出的結(jié)論是電磁鐵線圈中的電流一定時(shí),線圈匝數(shù)越多 越強(qiáng) 。
(4)在與同學(xué)們交流討論時(shí),另一組的一個(gè)同學(xué)提出了一個(gè)問題:“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí),電磁鐵的磁性強(qiáng)弱會不會還與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)?”
①你對此的猜想: 電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān) ;
②現(xiàn)有兩根大小不同的鐵芯,利用本題電路說出驗(yàn)證你猜想的方法: 保證兩次電路中的線圈匝數(shù)和電流相同,讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣,看吸引的鐵釘數(shù)目的多少,如果兩次吸引的數(shù)目不一樣,則說明磁性的強(qiáng)弱與鐵芯的大小有關(guān) 。
【解答】解:(1)開關(guān)閉合后,由安培定則可知螺線管上方為N極,N極向上轉(zhuǎn)動;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),移動滑動變阻器的滑片;要判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱;
(3)①比較實(shí)驗(yàn)中的1、2、2(或4、5,在線圈的匝數(shù)相同時(shí),吸引鐵釘?shù)膫€(gè)數(shù)由4枚增大到10枚,通過電磁鐵的電流越大;
②比較實(shí)驗(yàn)中的1和4(或4和5或3和3)可以得出通過電磁鐵的電流都為0.8A時(shí),線圈匝數(shù)50匝的吸引6枚鐵釘,說明在通過電磁鐵的電流相同時(shí),電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
(4)①電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能跟鐵芯大小有關(guān)。探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟鐵芯大小關(guān)系時(shí),改變鐵芯大小。
②驗(yàn)證方案:保證兩次電路中的線圈匝數(shù)和電流相同,讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣,如果兩次吸引的數(shù)目不一樣。
故答案為:(1)順時(shí)針;(2)滑動變阻器滑片的滑動;(3)①越大;(4)①電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān),讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣,如果兩次吸引的數(shù)目不一樣。
20.(10分)用如圖所示的電路做“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn),小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣,燈絲阻值約為10Ω
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路,并使滑片向左移動
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,經(jīng)檢查電路連接正確且器材完好。其原因是 變阻器連入電阻過大
(3)解決了上述問題后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使燈泡正常發(fā)光,則燈泡的額定功率為 0.8 W。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路,也測出了燈泡的額定功率。已知R0=25Ω,請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟
①閉合開關(guān)S1,斷開S2,移動滑片,使電流表的示數(shù)為 0.1 A。
②再閉合開關(guān)S2,斷開S1,保持滑片的位置不動,讀出電流表的示數(shù)I;
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額= 2.5V×(I﹣0.1A) (用已知量和測得量表示)。
【解答】解:(1)使滑片向左移動,燈變亮,故變阻器左下接線柱連入電路中,故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,原因是電路的電流過??;
(3)解決了上述問題后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,此時(shí)電流表的讀數(shù)如圖乙所示,分度值為0.02A,則燈泡的額定功率為:
P=UI=2.7V×0.32A=0.4W;
(4)實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合開關(guān)S1,斷開S2,移動滑片,使電流表的示數(shù)為5.1A;
②再閉合開關(guān)S2,斷開S5,保持滑片的位置不動,讀出電流表的示數(shù)I;
③保持滑片位置不變,通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換,因電路的連接關(guān)系沒有改變,燈仍正常發(fā)光,燈的額定電流為:
IL=I﹣0.1A,燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=ULIL=4.5V×(I﹣0.2A)。
故答案為:(1)如上所示;(2)變阻器連入電阻過大;(4)2.5V×(I﹣4.1A)。
五、綜合應(yīng)用題(共2小題,滿分16分)
21.(8分)某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量,使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出,增加環(huán)境濕度。當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時(shí),水由儲水箱進(jìn)入到加熱倉中。
(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí),加濕器以最大運(yùn)行功率工作,求電熱絲R1的電阻值。
(2)如果加熱倉內(nèi)冷水的溫度為20℃,用最大運(yùn)行功率工作,經(jīng)過5min36s,求加熱倉中水的質(zhì)量。[c水=4.2×103J/(kg?℃),電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全吸收,環(huán)境為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]
(3)當(dāng)滑片移到最右端時(shí),氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值為790Ω,加濕器以最低氣霧量工作,求此時(shí)電熱絲R1的電功率是多少瓦?24小時(shí)R1消耗多少度電?(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
【解答】解:(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí),氣霧調(diào)節(jié)器R2被短路,只有電熱絲R4工作,加濕器的功率最大,
由P=UI=可得,
電熱絲R1的阻值:R3===1210Ω;
(2)以最大功率工作t6=5min36s=336s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量:Q=W=Pt5=40W×336s=13440J,
因電阻絲R1產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,所以吸=Q=13440J,
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,
由Q吸=cm(t﹣t0)得,
水的質(zhì)量:
m===0.04kg=40g;
(3)當(dāng)滑片移到最右端時(shí),R2的最大阻值和R1串聯(lián),
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I===0.11A,
此時(shí)電熱絲 R1的電功率:
P8=I2R1=(4.11A)2×1210Ω=14.641W,
24小時(shí)R1消耗的電能為:
W4=P1t=0.014641kW×24h≈4.4kW?h。
答:(1)電熱絲R1的電阻值為1210Ω;
(2)加熱倉中水的質(zhì)量為40g;
(3)此時(shí)電熱絲R3的電功率是14.641W,24小時(shí)R1消耗0.2度電。
22.(8分)許多大橋被損壞的一個(gè)重要原因是過往車輛嚴(yán)重超載,為了能抓拍超載車輛,小明及其物理興趣小組成員決定為大橋管理者設(shè)計(jì)一個(gè)“汽車超載記錄器”來進(jìn)行監(jiān)控管理,已知電源電壓U=10V,線圈電阻R0=5Ω,保護(hù)電阻R1=10Ω,Rx為壓敏電阻,當(dāng)車輛駛?cè)氡粰z測路段時(shí),其阻值隨它受到的壓力變化的情況如圖乙所示,繼電器的銜鐵被吸下,工作電路中的照相機(jī)就開始工作(g取10N/kg)
(1)在控制電路中,當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí),電磁鐵的磁性將 增強(qiáng) (選填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。
(2)當(dāng)一輛總質(zhì)量為15t的大貨車過橋時(shí),請通過計(jì)算判斷工作電路中的照相機(jī)是否工作?
(3)若電壓表量程為0﹣5V,該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質(zhì)量是多少?
【解答】解:由控制電路可知,三電阻串聯(lián)1兩端的電壓。
(1)由圖乙可知,當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí)其阻值減小,電路的總電阻減小,
由I=可知,電磁鐵的磁性將增強(qiáng);
(2)當(dāng)一輛總質(zhì)量為15t的大貨車過橋時(shí),對橋面的壓力:
F=G=15×103kg×10N/kg=4.5×105N,
由乙圖象可知,當(dāng)F=8.5×105N時(shí),Rx=25Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I===8.25A,
電壓表的示數(shù):
U1=IR1=8.25A×10Ω=2.5V<7V,
所以,工作電路中的照相機(jī)不工作;
(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)最大即U1大=5V時(shí),記錄器所能記錄的過橋車輛的質(zhì)量最大,
因串聯(lián)電路各處的電流相等,
所以,電路中的電流:
I′==,即=,
解得:Rx′=5Ω,
由乙圖象可知,此時(shí)汽車對壓敏電阻的壓力F′=5.6×105N,
因汽車的壓力和自身的重力相等,
所以該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質(zhì)量:
m大====5.5×104kg。
答:(1)增強(qiáng);
(2)當(dāng)一輛總質(zhì)量為15t的大貨車過橋時(shí),工作電路中的照相機(jī)不工作;
(3)該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質(zhì)量是5.5×106kg。聲明:試題解析著作權(quán)屬所有,未經(jīng)書面電磁鐵(線圈)
50匝
50匝
50匝
100匝
100匝
100匝
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引鐵釘?shù)淖疃鄶?shù)目/枚
5
8
10
7
11
14
工作電壓220V
工作頻率50Hz
最大運(yùn)行功率40W
儲水箱容量2.4L
尺寸高315mm,底部直徑168mm
滿水工作時(shí)間高氣霧量10h,低氣霧量24h
電磁鐵(線圈)
50匝
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100匝
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實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
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電流/A
0.8
1.2
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0.8
1.2
1.5
吸引鐵釘?shù)淖疃鄶?shù)目/枚
5
8
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工作電壓220V
工作頻率50Hz
最大運(yùn)行功率40W
儲水箱容量2.4L
尺寸高315mm,底部直徑168mm
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