注意:第1—6小題中每題只有一個(gè)選項(xiàng)正確。
1. 丁香湖是沈陽最大的城中湖,它的水域面積達(dá)3.1平方公里,可以有效調(diào)節(jié)周圍環(huán)境的氣溫,這主要是因?yàn)樗模? )
A. 流動性好B. 密度大C. 比熱容大D. 沸點(diǎn)高
【答案】C
【解析】
【詳解】ABCD.湖能夠調(diào)節(jié)氣溫,是因?yàn)樗谋葻崛荼容^大,吸熱能量強(qiáng),與相同的質(zhì)量的其他物質(zhì)相比,吸收相同的熱量,水升溫比較慢,放出相同的熱量,水下降得比較慢,故能夠調(diào)節(jié)氣溫,故C符合題意;ABD不符合題意。
故選C。
2. “估測”是物理學(xué)中的常用方法。下列關(guān)于用電器相關(guān)物理量的估測符合實(shí)際的是( )
A. 電視機(jī)正常工作時(shí)的電流約為5AB. 普通手機(jī)電池的電壓約為3.7V
C. 白熾燈的燈絲在常溫下的電阻為0ΩD. 手電筒的功率約為40W
【答案】B
【解析】
【詳解】電視機(jī)的功率約為100W,故電視機(jī)正常工作時(shí)的電流約為
故A不符合題意;
B.普通手機(jī)電池的電壓約為3.7V,差不多是兩個(gè)節(jié)干電池串聯(lián)的總電壓,故B符合題意;
C.白熾燈的燈絲在常溫下的電阻為
故C不符合題意;
D.手電筒功率約為0.4W,故D不符合題意。
故選B。
3. “珍愛生命,安全用電”。下列做法中,符合安全用電原則的是( )
A. 搬動用電器時(shí),無需斷開開關(guān)
B. 一旦用電器著火,應(yīng)立即用水撲滅
C. 家庭電路中,可用銅絲代替保險(xiǎn)絲接入電路
D. 不能用廚房濕巾擦拭正在工作的電飯鍋
【答案】D
【解析】
【詳解】A.搬動用電器時(shí),為了避免觸電,需斷開開關(guān),故A不符合題意;
B.一旦用電器著火,先斷開開關(guān),再用水撲滅,故B不符合題意;
C.家庭電路中,不可用銅絲代替保險(xiǎn)絲接入電路,否則保險(xiǎn)絲不起任何作用,故C不符合題意;
D.不能用廚房濕巾擦拭正在工作的電飯鍋,避免用電器進(jìn)水而發(fā)生短路現(xiàn)象,故D符合題意。
故選D。
4. 如圖是兩個(gè)定值電阻、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,、所用電阻絲(涂有絕緣漆)長度和材料相同,且粗細(xì)均勻,分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上,的電阻絲比的電阻絲細(xì)。將、并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間,下列說法正確的是( )
A. 的阻值小于的阻值B. 通過的電流等于通過的電流
C. 兩端的電壓大于兩端的電壓D. 的電功率小于的電功率
【答案】D
【解析】
【詳解】A.電阻絲R1與R2的長度和材料相同,且粗細(xì)均勻,R1的電阻絲比R2的電阻絲細(xì),所以電阻絲R1的阻值大于R2的阻值,故A錯(cuò)誤;
BC.將R1與R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,R1與R2兩端的電壓相等,根據(jù)歐姆定律可知,當(dāng)U相等時(shí),通過電阻的電流與電阻成反比,所以通過R1的電流小于通過R2的電流,故BC錯(cuò)誤;
D.由于R1與R2兩端的電壓相等,通過R1的電流小于通過R2的電流,根據(jù)P=UI可知,R1的電功率小于R2的電功率,故D正確。
故選D。
5. 如圖所示是《天工開物》中記錄的鑄造銅鐘的過程,大致分為“制模一熔煉一澆鑄一脫模一打磨”五個(gè)步驟。下列說法中正確的是( )
A. 加熱時(shí)推動鼓風(fēng)機(jī)可以提高燃料的熱值B. 熔煉過程中,銅熔化時(shí)內(nèi)能不斷增加
C. 澆鑄的過程中,銅含有的熱量不斷減少D. 打磨過程的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)的做功沖程相同
【答案】B
【解析】
【詳解】A.加熱時(shí)推動鼓風(fēng)機(jī)可以提高燃料的利用率,但熱值與燃料種類有關(guān),熱值不變,故A錯(cuò)誤;
B.熔煉過程中需要吸熱,銅熔化時(shí)溫度保持不變,但吸熱內(nèi)能增大,故B正確;
C.澆鑄過程中,銅對外放熱,內(nèi)能不斷減小,但熱量是一個(gè)過程量,不能說含有,故C錯(cuò)誤;
D.打磨過程中,克服摩擦力做功,通過做功的方式增大了打磨工具的內(nèi)能,打磨過程的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)的壓縮沖程相同,故D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,規(guī)格相同的小燈泡L1和L2均正常發(fā)光。下列說法正確的是( )
A. 閉合開關(guān)S后,流過小燈泡L2的電流大于L1的電流
B. 隨著小燈泡L2溫度的升高,其電阻逐漸變小
C. 閉合開關(guān)S后,導(dǎo)線間自由電子由b移向a
D. 若小燈泡L2被短接,L2仍能正常發(fā)光
【答案】C
【解析】
【詳解】A.閉合開關(guān)S后,兩個(gè)燈泡串聯(lián),串聯(lián)電路電流處處相等,故流過小燈泡L2的電流等于L1的電流,故A錯(cuò)誤;
B.隨著小燈泡L2溫度的升高,其電阻逐漸變大,故B錯(cuò)誤;
C.閉合開關(guān)S后,電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過燈泡L2,a移向b,燈泡L1、開關(guān)、回到負(fù)極,而實(shí)際上導(dǎo)線間自由電子由b移向a,故C正確;
D.若小燈泡L2被短接,沒有電流經(jīng)過燈泡L2,故L2不能正常發(fā)光,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 下列情境中,可能使空氣開關(guān)跳閘的是( )
A. 甲圖中,多個(gè)大功率用電器同時(shí)使用
B. 乙圖中,人站在絕緣凳上,同時(shí)接觸火線和零線
C. 丙圖中,插頭處導(dǎo)線絕緣皮破損,兩根導(dǎo)線直接連通
D. 冰箱的金屬外殼沒有與大地相連,且發(fā)生漏電
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.甲圖中,多個(gè)大功率用電器同時(shí)使用,會造成干路電流過大,可能使空氣開關(guān)跳閘的,故A符合題意;
B.乙圖中,人站在絕緣凳上,同時(shí)接觸火線和零線,會發(fā)生觸電事故,但是不會造成干路電流過大,不會使空氣開關(guān)跳閘的,故B不符合題意;
C.丙圖中,插頭處導(dǎo)線絕緣皮破損,兩根導(dǎo)線直接連通造成了短路,會造成干路電流過大,可能使空氣開關(guān)跳閘的,故C符合題意;
D.冰箱的金屬外殼沒有與大地相連,且發(fā)生漏電,會發(fā)生觸電事故,但是不會造成干路電流過大,不會使空氣開關(guān)跳閘的,故D不符合題意。
故選AC。
8. 為了保護(hù)同學(xué)們的視力,學(xué)校教室里的日光燈都換成了發(fā)光效率更高的LED護(hù)眼燈。下列說法正確的是( )
A. LED護(hù)眼燈的主要發(fā)光部分是由半導(dǎo)體材料制成
B. 同一間教室里的幾盞LED護(hù)眼燈都是串聯(lián)的
C. 學(xué)校中同時(shí)工作的用電器越多,電路中總電流越大
D. LED護(hù)眼燈工作時(shí)將電能大部分轉(zhuǎn)化為光能
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.LED是半導(dǎo)體材料制成的,具有單向?qū)щ娦?,故A正確;
B.其中一個(gè)LED燈損壞了,其它的燈泡正常工作,同一間教室里的幾盞LED護(hù)眼燈都是并聯(lián)的,故B錯(cuò)誤;
C.學(xué)校中同時(shí)工作的用電器越多,總功率變大,電源電壓不變,故電路中總電流越大,故C正確;
D.LED護(hù)眼燈是冷光源,工作時(shí)將電能大部分轉(zhuǎn)化為光能,故D正確。
故選ACD。
9. 如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S后,在滑動變阻器R2的滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是( )
A. 電流表A的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大
B. 電流表的與的示數(shù)之差變大
C. 電壓表與電壓表的示數(shù)之和不變
D. 電壓表與電流表A的示數(shù)之比變小
【答案】BD
【解析】
【詳解】去掉電壓表,兩電阻串聯(lián),電壓表V1測量電源電壓,電壓表V2測量滑動變阻器兩端的電壓;
A.當(dāng)滑片P向右移動的過程中,滑動變阻器接入的阻值變小,總電阻變小,電流表的示數(shù)變大,電壓表V1測量電源電壓,電壓表V1的示數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;
B.電流表的與的示數(shù)之差等于定值電阻兩端的電壓,電流表的示數(shù)變大,定值電阻R1的阻值不變,根據(jù)可知,定值電阻兩端的電壓變大,故電流表的與的示數(shù)之差變大,故B正確;
C.電壓表V1的示數(shù)不變,當(dāng)滑片P向右移動的過程中,滑動變阻器接入的阻值變小,滑動變阻器兩端的電壓變小,電壓表V2的示數(shù)變小,電壓表與電壓表的示數(shù)之和變小,故C錯(cuò)誤;
D.電壓表與電流表A的示數(shù)之比就是滑動變阻器接入的阻值,當(dāng)滑片P向右移動的過程中,滑動變阻器接入的阻值變小,故電壓表與電流表A的示數(shù)之比變小,故D正確。
故選BD。
二、填空題(本題共6小題,每空1分,共12分)
10. 中醫(yī)學(xué)是源遠(yuǎn)流長的中華文化的瑰寶。人們在利用艾條熏烤身體穴位時(shí)會聞到濃濃的艾草味,這是______現(xiàn)象;艾條燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為______能。
【答案】 ①. 擴(kuò)散 ②. 內(nèi)
【解析】
【詳解】[1] 聞到濃濃的艾草藥香,這說明藥香分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動,這是擴(kuò)散現(xiàn)象
[2] 燃料具有化學(xué)能,燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。艾條燃燒時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
11. 2023年10月31日8時(shí)11分,神舟十六號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。返回艙穿過大氣層時(shí),艙壁最高溫度達(dá)2000℃,這是通過______的方式改變了艙壁的內(nèi)能;而艙壁表面覆有一層厚厚的隔熱材料,是為了防止因______造成的艙內(nèi)內(nèi)能增加、溫度升高。
【答案】 ①. 做功 ②. 熱傳遞
【解析】
【詳解】[1]返回艙在穿越大氣層下落的過程中與空氣劇烈摩擦,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為返回艙的內(nèi)能,使其表面溫度急劇升高,這是通過做功的方式使其內(nèi)能增加的。
[2]由于摩擦使返回艙的溫度變得很高,為了有效防止因熱傳遞造成的艙內(nèi)內(nèi)能的增加和溫度的升高。所以要在艙內(nèi)的周圍使用很好的隔熱材料。
12. 如圖所示,為汽車油量表的工作原理圖。其中R為滑動變阻器、R0為保護(hù)電阻,油量表由電壓表改制而成(圖中未畫出)。當(dāng)油箱內(nèi)油量減少時(shí),浮標(biāo)下降,帶動滑桿使R連入電路的阻值______;此過程中,油量表的示數(shù)隨之減小,則該油量表應(yīng)與電路中的電阻______(填字母)并聯(lián)。
【答案】 ①. 變大 ②. R0
【解析】
【詳解】[1]當(dāng)油箱內(nèi)油量減少時(shí),浮標(biāo)下降,帶動滑桿向上偏,使R連入電路的阻值變大。
[2]滑動變阻器接入的阻值變大,總電阻變大,電源電壓不變,故電路中的電流變小,要求油量表的示數(shù)隨之減小,油量表由電壓表改制而成,根據(jù)可知,定值電阻R0的阻值不變,電路中的電流變小,定值電阻R0兩端的電壓變小,滿足題意,故將油量表與定值電阻R0并聯(lián)。
13. 如圖甲所示為小明家的部分電路,閉合開關(guān),燈泡不亮。小明想利用試電筆來檢測電路的故障,如圖乙所示的兩種使用方法中正確的是______(填字母);在如圖甲所示的電路中,小明閉合開關(guān),并正確使用試電筆分別檢測電路中的a、b、c、d四點(diǎn),發(fā)現(xiàn)只有a點(diǎn)氖管不發(fā)光,則可能存在的故障是______。
【答案】 ①. B ②. ab間斷路
【解析】
【詳解】[1]試電筆必須接觸筆尾金屬體,故A不符合題意;B符合題意。
故選B。
[2]并正確使用試電筆分別檢測電路中的a、b、c、d四點(diǎn),c、d兩點(diǎn)連接火線,發(fā)光屬于正?,F(xiàn)象,b點(diǎn)發(fā)光,說明有電流從火線流過燈泡再到b點(diǎn),試電筆,且無法流回零線,所以試電筆氖管發(fā)光,而a點(diǎn)氖管不發(fā)光,則說明沒有電流到達(dá)a點(diǎn),故 ab間斷路。
14. 如圖甲所示電路中,當(dāng)閉合開關(guān)S后,電路正常工作,A1、A2指針分別指在如圖乙、丙所示的位置,則通過R1的電流為______A,R1與R2的電阻之比為______。
【答案】 ①. 1 ②. 1︰2
【解析】
【詳解】[1]如圖,去掉電壓表,電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過開關(guān)S、電流表A1后分流,一條經(jīng)過電阻R1,另外一條支路經(jīng)過R2、電流表A2后會合回到負(fù)極,故電流表A1測量干路電流,電流表A2測量通過R2的電流,A1、A2指針分別指在如圖乙、丙所示的位置,A1測量干路電流,大于支路電流,故電流表A1選擇大量程,讀數(shù)為1.5A,丙電流表選擇小量程,分度值為0.02A,故讀數(shù)為0.5A,則通過R1的電流為
[2]R1與R2電阻之比為
15. 小明觀察到家庭電路中僅有電熱水器工作時(shí),如圖所示的電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)得飛快。于是他取來手表,記錄下該熱水器單獨(dú)工作3min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了150轉(zhuǎn),此過程中,該電熱水器的電功率約為______W;為了保證電路安全,小明家接在這個(gè)電能表上的用電器的總電流不應(yīng)超過______A。
【答案】 ①. 2000 ②. 20
【解析】
【詳解】[1]該電熱水器的消耗的電能為
該電熱水器的電功率約為
[2]從10(20A)可知,該電能表的標(biāo)定電流為10A,最大能夠允許的最大電流為20A,為了保證電路安全,小明家接在這個(gè)電能表上的用電器的總電流不應(yīng)超過20A。
三、作圖題(本題共2小題,每小題2分,共4分)
16. 請根據(jù)如圖所示實(shí)物連接圖,在右側(cè)線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。
【答案】
【解析】
【詳解】如圖所示,電流從電池的正極出發(fā)分流,一條支路經(jīng)過電動機(jī)、開關(guān)S2,另外一條支路經(jīng)過燈泡后會合,一起經(jīng)過開關(guān)S1回到負(fù)極,故電路圖如下圖所示:
17. 小明為學(xué)校體育器材室設(shè)計(jì)了一個(gè)自動防盜報(bào)警裝置,其模擬電路如圖所示。
要求:將開關(guān)S1閉合后,燈泡發(fā)光,電鈴不工作,表示該報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)啟動;一旦器材室門被打開(開關(guān)S2斷開),電鈴就會自動報(bào)警。請用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所示的電路補(bǔ)充完整,使之符合上述功能。(MN為電鈴的兩個(gè)接線柱)
【答案】
【解析】
【詳解】將開關(guān)S1閉合后,燈泡發(fā)光,電鈴不工作,表示該報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)啟動,一旦器材室的門被打開(開關(guān)S2斷開),電鈴就會自動報(bào)警,說明開關(guān)S2把電鈴短路了,故用一根導(dǎo)線將M和開關(guān)S2的左端接好,若S2閉合,電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過燈泡后、開關(guān)S2、開關(guān)S1后回到電池的負(fù)極,則燈泡亮,鈴不響;當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí),電流從電池的正極出發(fā),經(jīng)過燈泡、電鈴、開關(guān)S1回到負(fù)極,燈亮鈴響,故還需要一根導(dǎo)線將電鈴的N接線柱與燈泡的左端接線柱相連,故如圖所示:
四、實(shí)驗(yàn)題(本題共4小題,共24分)
18. 生活中處處有物理,小明利用氣球與干燥的絲綢摩擦后進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)如圖甲,用絲綢摩擦過的氣球靠近細(xì)小的水流,觀察到水流向氣球彎曲,這是因?yàn)開_____;
(2)小明又將該氣球按照如圖乙所示方式豎直懸掛,用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近該氣球,觀察到氣球向玻璃棒靠攏,根據(jù)______的原理,可判斷絲綢摩擦過的氣球帶______電;
(3)進(jìn)一步分析,小明還得到了該玻璃棒原子核對電子的束縛能力比氣球______的結(jié)論。
【答案】 ①. 帶電體可以吸引輕小物體 ②. 電荷間的相互作用 ③. 負(fù) ④. 弱
【解析】
【詳解】(1)[1]如圖甲,用絲綢摩擦過的氣球靠近細(xì)小的水流,觀察到水流向氣球彎曲,這是因?yàn)闅馇驇Я穗?,可以吸引輕小物體。
(2)[2][3]將該氣球按照如圖乙所示方式豎直懸掛,用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近該氣球,觀察到氣球向玻璃棒靠攏,根據(jù)電荷間的相互作用的原理,可判斷絲綢摩擦過的氣球帶負(fù)電。
(3)[4]由于氣球帶了負(fù)電,得到了多余的電子,說明該玻璃棒原子核對電子的束縛能力比氣球的弱。
19. 在“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明利用學(xué)生電源、滑動變阻器、兩段電阻絲()、兩個(gè)完全相同的燒瓶、溫度計(jì)等設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。其中,兩個(gè)燒瓶中裝有質(zhì)量和初溫均相同的甲液體。
表一
(1)實(shí)驗(yàn)中,將電阻絲與串聯(lián)是為了控制兩電阻絲的______和______相同;
(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至某一位置。工作一段時(shí)間后,小明發(fā)現(xiàn)兩支相同的溫度計(jì)示數(shù)變化量不同,可初步得到的結(jié)論是______;為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍規(guī)律,在不改變電路連接的情況下,可調(diào)節(jié)______后,再多次實(shí)驗(yàn);
(3)完成探究后,小明又將燒瓶B中的甲液體換成了等質(zhì)量的乙液體,想要比較甲、乙兩種液體的吸熱情況。細(xì)心的小紅發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)裝置無法控制相同時(shí)間內(nèi),兩種液體吸收相同的熱量。為了順利完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)進(jìn)行的操作是:用一段新的電阻絲替換燒瓶B中的電阻絲,且滿足的阻值與電阻絲______相等;調(diào)整好實(shí)驗(yàn)器材后,小明完成實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表一中;分析表中數(shù)據(jù)可知,兩種液體中,吸熱能力較強(qiáng)的是______液體。
【答案】 ①. 電流 ②. 通電時(shí)間 ③. 在電流和通電時(shí)間相同的條件下,電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān) ④. 變阻器的滑片 ⑤. ⑥. 乙
【解析】
【詳解】(1)[1] [2] 串聯(lián)電路各處的電流都相等,實(shí)驗(yàn)中,將電阻絲與串聯(lián)是為了控制兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同。
(2)[3] [4] 閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至某一位置。工作一段時(shí)間后,小明發(fā)現(xiàn)兩支相同的溫度計(jì)示數(shù)變化量不同,根據(jù)轉(zhuǎn)換法,電阻絲產(chǎn)生的熱量不同,已知兩段電阻絲阻值不同,可初步得到的結(jié)論是在電流和通電時(shí)間相同的條件下,電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍規(guī)律,在不改變電路連接的情況下,可調(diào)節(jié)變阻器的滑片,改變電路的電流后,再多次實(shí)驗(yàn)。
(3)[5]根據(jù)
為使兩液體吸熱相同,兩種液體吸收相同的熱量,用一段新的電阻絲替換燒瓶B中的電阻絲,且滿足的阻值與電阻絲相等。
[6]分析表中數(shù)據(jù)可知,加熱相同時(shí)間,甲、乙升高的的溫度分別為
45°C-30°C=15°C
30°C-20°C=10°C
乙升溫慢,兩種液體中,吸熱能力較強(qiáng)的是乙液體。
20. 在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。其中電源電壓恒為6V,定值電阻上分別標(biāo)記有4Ω、8Ω、12Ω、16Ω、20Ω、24Ω的字樣。
(1)電路連接正確后,閉合開關(guān)并移動滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),故障可能是______(寫出一種即可);
(2)排除故障后,將4Ω的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為某一設(shè)定電壓值,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,為______A;
(3)斷開開關(guān),用8Ω的電阻替換4Ω的電阻。閉合開關(guān)后,觀察到電壓表的指針如圖丙所示。同學(xué)們意識到,為了保護(hù)電路,在更換定值電阻后,應(yīng)先______,再閉合開關(guān)繼續(xù)實(shí)驗(yàn);
(4)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟后,同學(xué)們繼續(xù)剛才的實(shí)驗(yàn),依次將8Ω、12Ω、16Ω、20Ω、24Ω的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)大小為______V,并記錄相應(yīng)電流表的示數(shù)。將電阻R及對應(yīng)的電流表示數(shù)I在方格紙上描點(diǎn),請用筆畫線,將方格紙上的圖象補(bǔ)充完整______;
(5)分析圖像可知,在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成______比。
【答案】 ①. 電阻R短路 ②. 0.6 ③. 把滑動變阻器的滑片滑到阻值最大處 ④. 2.4 ⑤. ⑥. 反
【解析】
【詳解】(1)[1]電路連接正確后,閉合開關(guān)并移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路是通路的,電壓表無示數(shù),說明是與電壓表并聯(lián)的部分短路了,所以故障可能是定值電阻R短路。
(2)[2]電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.6A。
(3)[3]斷開開關(guān),用8Ω的電阻替換4Ω的電阻。閉合開關(guān)后,觀察到電壓表的指針如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)電壓表的量程選擇太小,指針偏轉(zhuǎn)角度超出刻度范圍。同學(xué)們意識到了,為了保護(hù)電路,在更換定值電阻后,應(yīng)先將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大處,再閉合開關(guān)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
(4)[4]由圖像的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析可知
即本實(shí)驗(yàn)控制定制電阻兩端的電壓為2.4V不變,所以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟后,同學(xué)們繼續(xù)剛才的實(shí)驗(yàn),依次將8Ω、12Ω、16Ω、20Ω、24Ω的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)大小為2.4V。
[5]分析坐標(biāo)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電路接入16Ω的電阻時(shí),對應(yīng)電流值為0.2A,此時(shí)
遠(yuǎn)大于控制不變的2.4V,故這個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),應(yīng)該排除,圖像如下:
(5)[6]由(4)分析圖像數(shù)據(jù)可知,在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
21. 在“測量額定電壓的小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)課上、小明所在小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測量,所用電源為三節(jié)新的干電池、兩個(gè)可供選擇的滑動變阻器分別為“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”。
(1)實(shí)驗(yàn)中,按照如圖甲所示方式正確連接電路后,閉合開關(guān),電壓表和電流表雖然都有示數(shù),卻觀察到小燈泡不發(fā)光,主要原因是:______;
(2)小明將滑動變阻器的滑片移至某位置時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示。為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向______移動,直至電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.16A,則該小燈泡的額定電功率為______W;測量過程中,接入電路的滑動變阻器為______(填字母);
(3)小剛所在小組在實(shí)驗(yàn)過程中,由于操作失誤,在未斷開開關(guān)的情況下,直接將亮著的小燈泡從燈座上取下,電壓表的示數(shù)將如何變化:______;
(4)小紅所在小組的電流表壞了,他們?nèi)韺W(xué)生電源代替干電池,將兩個(gè)滑動變阻器同時(shí)接入電路,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路,也正確測出額定電壓為的小燈泡的額定功率。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合開關(guān)S和______,移動滑動變阻器使電壓表示數(shù)為;
②閉合開關(guān)S、,斷開開關(guān),將滑動變阻器______的滑片移至最右端,其最大阻值用表示,此時(shí)電壓表的示數(shù)為U;
③該小燈泡的額定功率______。(用、U和表示)
【答案】 ①. 燈的實(shí)際功率過小。 ②. 左 ③. 0.4 ④. ⑤. 電壓表的示數(shù)將增大 ⑥. ⑦. ⑧.
【解析】
【詳解】(1)[1] 閉合開關(guān),電壓表和電流表雖然都有示數(shù),卻觀察到小燈泡不發(fā)光。燈泡的亮度取決于實(shí)際功率,主要原因是:燈的實(shí)際功率過小。
(2)[2]如圖乙所示電壓表選用的是小量程,每個(gè)小格為,電壓表的示數(shù)
燈泡的額定電壓為,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大小燈泡分得的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律,應(yīng)減小接入電路中滑動變阻器的阻值,應(yīng)將滑片向左滑動。
[3] 電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.16A,則該小燈泡的額定電功率為
[4]滑動變阻器分得的電壓
滑動變阻器接入電路的阻值為
故應(yīng)選用滑動變阻器。
(3)[5] 在未斷開開關(guān)的情況下,直接將亮著的小燈泡從燈座上取下,電壓表串聯(lián)接入電路,因電壓表內(nèi)阻很大,分得的電壓接近電源電壓,故電壓表的示數(shù)將增大。
(4)[6] 閉合開關(guān)S和,移動滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為。
[7] 閉合開關(guān)S、,斷開開關(guān),將滑動變阻器的滑片移至最右端,其最大阻值用表示,此時(shí)電壓表的示數(shù)為U。
[8]小燈泡的額定電流
該小燈泡的額定功率
五、綜合應(yīng)用題(本題共3小題,共22分)
22. 氣溫驟降,小明為爺爺購買了一款具有“加熱”和“保溫”兩擋功能的養(yǎng)生壺,其內(nèi)部簡化電路如圖所示,兩段加熱電阻絲的阻值分別為、。求:
(1)該養(yǎng)生壺處于保溫?fù)鯐r(shí),流過的電流;
(2)該養(yǎng)生壺的加熱功率;
(3)某次使用時(shí),小明在養(yǎng)生壺內(nèi)裝入1kg的水,并將其調(diào)至加熱擋。觀察溫度顯示窗,發(fā)現(xiàn)在5min內(nèi)壺內(nèi)水的溫度從25℃升高到69℃。則此過程中,養(yǎng)生壺的加熱效率為多少?[]
【答案】(1)1.25A;(2)880W;(3)70%
【解析】
【詳解】(1)由圖示電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S1均閉合,S2接1時(shí),只有電阻R1接入電路,此時(shí)電路總電阻最小,由,電路總功率最大,養(yǎng)生壺處于加熱狀態(tài);當(dāng)開關(guān)S1均閉合,S2接2時(shí),電阻R1和R2串聯(lián)接入電路,此時(shí)電路總電阻最大,由,電路總功率最小,養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài);則當(dāng)養(yǎng)生壺處于保溫?fù)鯐r(shí),流過R1的電流
(2)該養(yǎng)生壺的加熱功率
(3)養(yǎng)生壺的加熱效率為
23. 如圖所示是實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們設(shè)計(jì)的模擬調(diào)光燈的電路圖。電源電壓恒定不變,小燈泡上標(biāo)有“6V 6W”的字樣。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為3Ω時(shí),小燈泡正常發(fā)光。(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)求:
(1)燈泡的電阻;
(2)電源電壓;
(3)當(dāng)滑動變阻器的滑片P移至某位置時(shí),電壓表的示數(shù)為1V,此時(shí)整個(gè)電路的電功率。
【答案】(1)6Ω;(2)9V;(3)1.5W
【解析】
【詳解】解:(1)燈泡的電阻
(2)閉合開關(guān)S,電路為燈泡與滑動變阻器串聯(lián)的電路,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為3Ω時(shí),小燈泡正常發(fā),則電路電流為
電源電壓為
(3)當(dāng)滑動變阻器的滑片P移至某位置時(shí),電壓表的示數(shù)為1V,則燈泡兩端電壓為1V,則電路中電流為
則電路總功率為
答:(1)燈泡的電阻6Ω;
(2)電源電壓為9V;
(3)電路總功率1.5W。
24. 為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,混合動力汽車越來越受到人們的青睞。某實(shí)驗(yàn)小組對如圖甲所示的混合動力汽車進(jìn)行了關(guān)于“供能方式調(diào)研”和“座椅加熱電路設(shè)計(jì)”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動。
(1)供能方式調(diào)研
查閱資料可知,該汽車在蓄電池電量充足且低速行駛時(shí),由蓄電池提供動力;當(dāng)蓄電池電量不足或需要高速行駛時(shí),可切換至汽油機(jī)驅(qū)動,同時(shí)給蓄電池充電;當(dāng)汽車需要全力加速時(shí),汽油機(jī)、蓄電池可以同時(shí)向車輪輸出能量。
①如圖乙所示,A、B、C、D為該汽車汽油機(jī)的四個(gè)沖程的工作示意圖。在一個(gè)工作循環(huán)中,他們的工作順序是______(填字母);
②該汽車在某路段行駛時(shí),汽油機(jī)在驅(qū)動汽車前進(jìn)的同時(shí),恰好將電量顯示為0的蓄電池充滿電。已知該蓄電池的容量為5A·h,工作電壓為240V,則充滿電后,大約可儲存______J的電能;若此過程中,共消耗汽油3kg,該汽油機(jī)的工作的效率為30%,則該路段共輸出有用的機(jī)械功______J。(已知汽油的熱值為)
(2)座椅加熱電路設(shè)計(jì)
該汽車還具有自動控溫座椅加熱功能。如圖丙所示,小明利用電阻絲R和溫控開關(guān)等元件設(shè)計(jì)了符合該功能的模擬電路。
①如圖丁所示,該溫控開關(guān)是由一端固定的雙金屬片和一個(gè)固定觸點(diǎn)組成。其中,雙金屬片是將兩個(gè)形狀和厚度完全相同的銅片和鐵片鉚在一起制成的。受熱時(shí),由于銅的膨脹程度比鐵大,所以當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)值時(shí),雙金屬片就會向一側(cè)彎曲,導(dǎo)致電路______路。為實(shí)現(xiàn)上述功能,該雙金屬片的上方金屬片應(yīng)為______片。
②小明還觀察到,即使座椅上沒有人,只要閉合開關(guān)S,座椅加熱便會啟動,既浪費(fèi)能源又存在安全隱患。于是,他想在該電路中加入壓力檢測開關(guān)。只有手動閉合開關(guān)S,且座椅上達(dá)到一定壓力時(shí),才會開始加熱。為實(shí)現(xiàn)該功能,應(yīng)將壓力檢測開關(guān)與溫控開關(guān)______聯(lián)。
【答案】 ①. CDAB ②. ③. ④. 斷 ⑤. 鐵 ⑥. 串
【解析】
【詳解】(1)①[1]一個(gè)工作循環(huán)需要先是吸氣沖程,再是壓縮沖程,緊接著是做功沖程,最后是排氣沖程,故順序?yàn)镃DAB。
②[2][3]充滿電后,大約可儲存電能為
若此過程中,共消耗汽油3kg,汽油完全燃燒放出的熱量為
該汽油機(jī)的工作的效率為30%,則該路段共輸出有用的機(jī)械功
(2)①[4][5]先溫控開關(guān)閉合,電阻R工作,給座椅加熱,當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定溫度時(shí),斷開開關(guān),電阻停止加熱,故當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)值時(shí),雙金屬片就會向一側(cè)彎曲,導(dǎo)致電路斷路;由于銅的膨脹程度比鐵大,銅在下面,鐵在上面,鐵膨脹慢一些,鐵膨脹快一些,雙金屬片就會向鐵這一側(cè)彎曲,從而切斷電路。
②[6]只有手動閉合開關(guān)S,且座椅上達(dá)到一定壓力時(shí),才加熱,說明需要滿足兩個(gè)條件,加熱電阻才開始工作,故壓力檢測開關(guān)與溫控開關(guān)串聯(lián)。物質(zhì)
初溫/℃
加熱時(shí)間/s
末溫/℃
甲液體
30
5
45
乙液體
20
5
30

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