1.下列現(xiàn)象中,能用分子動理論解釋的是( )
A. 看到煙霧在空中彌漫B. 馬路上塵土飛揚
C. 放入水中的糖使水變甜D. 海綿很容易被壓縮
2.“竹外桃花三兩枝,春江水暖鴨先知”一句中,下列說法正確的是( )
A. “水暖”表明水所含的熱量變多
B. 質量相等的水和干泥土,吸收相等熱量,水溫升高較多
C. 熱量總是從內能大的物體傳遞給內能小的物體
D. 詩人可以聞到桃花香,是因為分子在不停地做無規(guī)則運動
3.如圖所示,用頭發(fā)摩擦過的塑料梳子能夠吸引紙屑,下列說法正確的是( )
A. 梳子與頭發(fā)摩擦過程中創(chuàng)造了電荷
B. 摩擦后的梳子能吸引紙屑,說明異種電荷相互吸引
C. 塑料梳子能夠吸引紙屑,說明塑料是導體
D. 摩擦起電的實質是電荷的轉移
4.關于歐姆定律以及歐姆定律的推導式,下列說法正確的是( )
A. 導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比
B. 當某段導體兩端電壓為0V時,其電阻為0Ω
C. 導體的電阻跟導體兩端的電壓和通過導體的電流有關
D. 通過導體的電流大小只取決于其兩端電壓大小
5.興趣小組的同學設計了一個電路,可判斷廁所是否有人在使用,當人進入到廁所內部關上門鎖時,相當于閉合S,指示燈不亮;當無人使用廁所時,指示燈發(fā)光。如圖所示符合上述要求的電路圖是( )
A. B. C. D.
6.實驗室有兩種規(guī)格的燈泡,甲上標有“220V 50W”,乙上標有“220V 20W”。在它們正常工作的情況下,下列說法正確的是( )
A. 甲消耗電能多B. 甲消耗電能快C. 甲的電阻比乙大D. 甲的電流比乙小
7.關于家庭電路和安全用電,下列說法中正確的是( )
A. 使用測電筆時,人體可能有電流通過
B. 家庭電路中用電器一定要用三孔插頭接地,保障用電安全
C. 在家庭電路中,同時工作的用電器越多,總電阻越大
D. 對人體而言,安全電壓一般是36V
8.如圖所示是某家庭電路的一部分,下列說法正確的是( )
A. 閉合S燈不亮,說明沒電,可以直接維修
B. 電路正常時,正確使用試電筆測A點,氖管會發(fā)光
C. 如果電路中保險絲燒斷,可以用銅絲臨時替換
D. 安全起見,最好將零線也裝上保險絲
9.如圖是某家庭電路所用電能表,將某用電器單獨接在該電能表上,正常工作30min,電能表轉盤轉了600轉,則該用電器可能是( )
A. 電燈
B. 電風扇
C. 電視機
D. 空調
10.將一根10Ω的電阻絲R1接入電源兩端,通電20s,電流產(chǎn)生的熱量是50J。若將另外一根相同規(guī)格的電阻絲與R1并聯(lián)接入同一電源的兩端,通電相同時間,電流產(chǎn)生的熱量是( )
A. 25JB. 50JC. 100JD. 150J
二、多選題:本大題共2小題,共6分。
11.如圖所示,L1、L2規(guī)格相同,甲、乙、丙分別是電壓表或電流表,要求閉合開關后,兩燈均能發(fā)光。下列表述中正確的是( )
A. 甲、乙可以同時為電流表
B. 甲、乙不能同時為電壓表
C. L1、L2并聯(lián)時,甲、丙兩表示數(shù)之比為1:2
D. L1、L2串聯(lián)時,甲、丙兩表示數(shù)之比為1:2
12.小明查閱資料,用濕敏電阻R?設計了一個電路如圖所示,可檢測植物含水量的變化。電源電壓恒定,R0為定值電阻,Rx的阻值會隨著植物含水量的降低而變小,閉合開關,當植物含水量增大時,下列說法中正確的是( )
A. 電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大B. 電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
C. 電壓表和電流表示數(shù)的比值變大D. R0在電路中沒有任何作用
三、填空題:本大題共5小題,共22分。
13.湖南的冬天格外寒冷,人們常對手哈氣,這是通過______方式來改變物體的內能;汽車上的散熱器用水作為冷卻劑,這是利用了水的______較大的性質。
14.小紅家床頭柜上有一個臺燈,可以通過一個拉線開關控制,該開關和臺燈是______聯(lián)連接的;閉合臺燈開關時,家庭電路中干路電流會______(選填“變大”“變小”或“不變”)。
15.在四沖程汽油機工作過程中,實現(xiàn)機械能轉化為內能的是______沖程,若汽油機使用熱值更高的燃料,則汽油機的效率______(填“會”或“不會”)增大。
16.小明在測量定值電阻R1的阻值時,發(fā)現(xiàn)電流表損壞無法工作,于是他設計了如圖所示的電路,電源電壓不變。只閉合開關S2時,電壓表示數(shù)為5V,則電源電壓為______ V;只閉合開關S1時,電壓表示數(shù)為1V,若已知R2的阻值為10Ω,則R1的阻值為______Ω。
17.如圖,電源電壓恒定,小燈泡上標有“6V”,燈絲電阻為10Ω且不變,變阻器R2標有“20Ω0.5A”字樣,電流表量程為0~3A,電壓表量程為0~3V,則小燈泡的額定功率為______ W。當三個開關都閉合,變阻器滑片滑至最左端時,小燈泡恰好正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為1A,則定值電阻R1的電阻為______Ω;當S2斷開、S和S1閉合時,在保證各元件安全的前提下,整個電路電功率的最大值為______ W。
四、實驗探究題:本大題共4小題,共28分。
18.如圖甲所示是實驗小組同學想要比較不同物質吸熱升溫的特點的實驗裝置,用兩個相同的容器分別裝入質量和初溫相同的A、B兩種液體,用相同的酒精燈加熱,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間的關系圖像如圖乙。
(1)實驗中,可以通過比較______(選填“升高的溫度”或“加熱時間”)來反映兩種液體吸收熱量的多少;
(2)如果加熱相同的時間,質量相同的A和B,______溫度升高的多(選填“A”或“B”);
(3)測量工具除了要用到溫度計、天平外,還有______;
(4)若B液體的比熱容為2.1×103J/(kg?℃),則A液體的比熱容為______J/(kg?℃)。
19.小華用如圖甲所示電路“探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律”,實驗情況如下:
(1)連接電路時,開關應處于______(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài);
(2)某次測量時,閉合開關前發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙所示,原因可能是______;
(3)小明將電流表接入電路中的位置如圖丙所示,則此時電流表測量的是______(選填“A”或“B”)處的電流。
20.如圖甲是實驗小組在探究“電流與電阻的關系”時的電路圖,電源電壓6V恒定不變,電壓表(量程為0~3V)、電流表(量程為0~0.6A),阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個,可供選擇的滑動變阻器兩個,分別為A:“30Ω2A”和B:“40Ω1A”。
(1)連接好電路,閉合開關后,電壓表指針迅速偏轉到最右端,電流表無示數(shù),其原因可能是______;
(2)實驗過程中,每次更換電阻后都要移動滑動變阻器的滑片,此時眼睛應注意觀察______;
(3)排除故障后,同學們進行了5次實驗。在老師的引導下,他們將5次實驗數(shù)據(jù)描繪在圖乙中,可知他們選用的滑動變阻器為______(選填“A”或“B”)。
21.如圖是探究“電流通過導體時產(chǎn)生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著初溫、質量相同的空氣。
(1)小華利用此裝置,探究的問題是:在______相同、通電時間相同的情況下,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟______的關系;
(2)電阻產(chǎn)生熱量的多少可以通過觀察______來比較;
(3)若接通電路一段時間后,左側U形管的液面高度差明顯變大,而右側U形管的液面高度差沒有變化,后發(fā)現(xiàn)是由于電路故障引起的,則原因可能是______。
五、計算題:本大題共2小題,共14分。
22.小華用零花錢給媽媽買了一款網(wǎng)紅USB恒溫杯,如甲圖所示,只要將杯子裝水放上杯墊,就可以給水加熱,這樣媽媽就能隨時喝到溫水了。聰明的小華非常好奇其工作原理,于是和同學們一起設計了圖乙所示的電路,已知R1=7.5Ω,R2=5Ω,通過開關的斷開和閉合可以實現(xiàn)“加熱擋”和“保溫擋”的控制。利用該電路“加熱擋”可將100mL水從25℃加熱至45℃,用時35min。已知水的密度為1.0×103kg/m3,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。求該過程中:
(1)水吸收的熱量;
(2)加熱擋的電功率;
(3)此電路加熱水的效率。
23.如圖所示,電源電壓U恒為9V,滑動變阻器R0的最大電阻是20Ω,R1的阻值為5Ω。當開關S1閉合、S2和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最右端時,電壓表示數(shù)是U1,電流表示數(shù)為I1;當開關S2閉合、S1和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最左端時,電壓表示數(shù)是U1′,通過R1的電流為I2;當開關S1、S2和S3都閉合,滑動變阻器的滑片在最左端時,R1的功率是P1;已知R2:R3=1:9,U1:U1′=9:5。求:
(1)I1的大小;
(2)I1:I2;
(3)P1;
(4)該電路的最大功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、煙霧雖細小,但也是由很多分子組成的小顆粒,不是分子,不能用分子動理論解釋,故A不符合題意;
B、塵土飛揚是宏觀物體的運動,和分子運動無關,故B不符合題意;
C、糖加入水中,水變甜,說明糖分子在永不停息地做無規(guī)則運動,故C符合題意;
D、海綿很容易被壓縮,海綿受力時形狀發(fā)生改變,是宏觀物體的運動,與分子動理論沒有關系,故D不符合題意。
故選:C。
分子動理論的基本觀點:
(1)一切物質都是由分子或原子構成的,分子間有空隙;
(2)一切分子都在不停地做無規(guī)則運動;
(3)分子之間存在著相互作用的引力和斥力。
掌握分子的基本性質及利用分子的基本性質分析和解決問題的方法是解答此類題的關鍵。
2.【答案】D
【解析】解:A、熱量是一個過程量,不能說水含有熱量的多少,故A錯誤;
B、質量相等的水和干泥土,吸收相同的熱量,由于水的比熱容大于干泥土的比熱容,所以水溫升高較少,故B錯誤;
C、熱傳遞發(fā)生的條件是存在溫度差,因此熱傳遞是把內能從高溫物體傳遞給低溫物體,故C錯誤;
D、詩人可以聞到桃花香,是香氣分子的擴散現(xiàn)象,說明分子在不停地做無規(guī)則運動,故D正確。
故選:D。
(1)熱量是一個過程量,不能用含有、具有等來修飾;
(2)質量相等的水和干泥土,吸收相同的熱量,比熱容大的溫度升高的較少;
(3)熱傳遞的條件是溫度差,熱量總是從高溫物體向低溫物體傳遞,或物體的高溫部分向物體的低溫部分傳遞;
(4)一切分子都在不停地做無規(guī)則運動。
本題考查了熱量、比熱容、熱傳遞和分子的無規(guī)則運動,綜合性較強。
3.【答案】D
【解析】解:A、梳子與頭發(fā)摩擦過程中不是創(chuàng)造了電荷,只是電荷的轉移,故A錯誤;
B、摩擦后的梳子能吸引紙屑,帶電體能夠吸引輕小物體,故B錯誤;
C、塑料梳子能夠吸引紙屑,說明塑料是絕緣體,故C錯誤;
D、摩擦起電的實質是電荷的轉移,故D正確。
故選:D。
摩擦起電的實質是電荷的轉移,并不是創(chuàng)造了電荷。
容易導電的物體叫導體,不容易導電的物體叫絕緣體。
本題考查的是摩擦起電的實質;知道導體和絕緣體的基本概念。
4.【答案】A
【解析】解:A、根據(jù)歐姆定律可知,導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比,故A正確;
BC、電阻大小與導體的材料、長度、橫截面積、溫度有關,與導體中的電流、導體兩端的電壓大小無關,某段導體兩端電壓為0V時,其電阻不為0Ω,故BC錯誤;
D、通過導體的電流大小與導體其兩端電壓大小、導體電阻大小有關,故D錯誤。
故選:A。
根據(jù)歐姆定律的內容和電阻是導體的一種特性作出判斷。
此題考查對電阻概念的理解和影響電阻大小因素的認識;要抓住導體的電阻是導體本身具有的一種性質。
5.【答案】A
【解析】解:根據(jù)題意可知,當人進入到廁所內部關上門鎖時,相當于閉合S,指示燈不亮;當無人使用廁所時,指示燈發(fā)光,這說明指示燈與開關是并聯(lián)的,然后與保護電阻串聯(lián),故A正確。
故選:A。
根據(jù)題意分析燈泡與電阻的連接方式、開關的作用,然后選出正確的電路圖。
本題利用了對用電器短路時,用電器將不工作設計電路,注意不能出現(xiàn)對電源短路的情況,電阻是保護電阻,可使電路對電源不被短路。
6.【答案】B
【解析】解:A、根據(jù)W=Pt可知,正常發(fā)光時燈泡消耗的電能與通電時間有關,因此無法確定它們的大小關系,故A錯誤;
B、它們正常工作的情況下,實際功率等于額定功率,甲的實際功率大,甲消耗電能快,故B正確;
C、兩燈的額定電壓相同,甲燈的額定功率大,由R=U2P可知,甲燈的電阻小,故C錯誤;
D、兩燈的額定電壓相同,甲燈的額定功率大,由I=PU可知,甲燈的電流大,故D錯誤。
故選:B。
(1)根據(jù)W=Pt可知,消耗的電能跟通電時間和功率同時有關;
(2)電功率反映用電器消耗電能快慢的物理量;
(3)根據(jù)R=U2P比較甲、乙的電阻的大小關系;
(4)根據(jù)I=PU比較通過甲、乙的電流大小關系。
本題考查了額定功率和實際功率,熟練應用電功率公式及其變形公式判斷出燈泡實際功率間的關系,即可正確解題。
7.【答案】A
【解析】解:A.使用測電筆時,筆尖應該接觸被測導線,手指按住筆尾金屬體,測電筆與人體構成了通路,通過人體有電流,故A正確;
B.不是所有用電器都一定要用三孔插頭接地,但有金屬外殼的用電器,必須使用三孔插座和三線插頭,以防金屬外殼帶電危及人身安全,故B錯誤;
C.家庭電路中各用電器是并聯(lián)的;由并聯(lián)電路特點知,并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,并聯(lián)電路支路越多,并聯(lián)電路總阻值越小,故C錯誤;
D.經(jīng)驗表明對人體的安全電壓是不高于36V,故D錯誤。
故選:A。
(1)使用測電筆辨別火線時,一定要用手觸及筆尾的金屬部分;
(2)有金屬外殼的用電器,必須使用三孔插座和三線插頭,以防金屬外殼帶電危及人身安全;
(3)家用電器之間都是并聯(lián)的;
(4)對人體的安全電壓不高于36V。
本題考查了學生對安全用電知識的了解與掌握,平時學習時多了解、多積累,加強安全意識,學好電、用好電!
8.【答案】B
【解析】解:
A、閉合S燈不亮,說明通過燈泡沒有電流,若零線斷路,此時燈泡與火線相連,燈泡帶電,直接維修時,容易發(fā)生觸電事故,故A錯誤;
B、電路正常時,正確使用試電筆測A點,A點與火線相連,氖管會發(fā)光,故B正確;
C、保險絲熔斷后,不能用銅絲來代替,因為銅絲的電阻率小、熔點高,用銅絲代替保險絲,不能在電流過大時,自動切斷電路,故C錯誤;
D、將零線也裝上保險絲,當零線上的保險絲熔斷時,電路中的用電器與火線相連,這樣時不安全的,故D錯誤。
故選:B。
(1)燈泡不亮,可能是電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象,也可能是燈泡短路;
(2)試電筆是辨別火線和零線的儀器,當試電筆的筆尖接觸零線和地線時,氖管不會發(fā)光;
(3)保險絲在電流過大時發(fā)熱自動熔斷,切斷電路,從而起到保護電路的作用,采用電阻率大,熔點較低的材料制作;
(4)保險絲應該安裝在火線上。
本題考查了安全用電的常識,屬于基礎題。
9.【答案】D
【解析】解:將某用電器單獨接在該電能表上,正常工作30min,電能表轉盤轉了600轉,它消耗的電能為:
W=6001200kW?h=0.5kW?h;
該用電器的功率為:P=Wt=0.5kW?h3060h=1kW;
電燈、電風扇、電視機一般沒有這么大的功率,空調的功率有這么大,故D符合題意,ABC不符合題意。
故選:D。
(1)12000r(/kW?h):表示接在這個電能表上的用電器每消耗1kW?h的電能,電能表上的轉盤轉過1200圈。
(2)根據(jù)P=Wt計算用電器的功率。
本題考查的是電功率的基本計算;弄清楚電能表上的各個參數(shù)的含義是解決本題的關鍵。
10.【答案】C
【解析】解:R1接入電源兩端,通電20s,電流產(chǎn)生的熱量為50J,
由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律知,將另外一根相同規(guī)格的電阻絲與R1并聯(lián)接入同一電源的兩端時,兩電阻兩端電壓相等,仍等于電源電壓,
通電時間相等,由Q=W=U2Rt可知,兩電阻產(chǎn)生熱量相等,都等于50J,
所以此時電流產(chǎn)生熱量Q=2×50J=100J。
故選:C。
根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點和Q=W=U2Rt分析,兩電阻并聯(lián)在同一電源上,通電相同時間,電流產(chǎn)生熱量。
本題考查了并聯(lián)電路特點和電熱計算公式的靈活應用,難度不大。
11.【答案】BC
【解析】解:AB、若甲、乙同時為電流表,則電流會通過兩表直接回到電源的負極,形成電源短路,這是不允許的;若甲、乙同時為電壓表,由于電壓表所在電路相當于斷路,所以通過燈泡L2無電流,故A錯誤、B正確;
C、若要L1、L2并聯(lián),則甲、丙應為電流表,乙為電壓表;甲測量的是通過燈泡L2的電流,丙測量的是干路中的電流,L1、L2規(guī)格相同,通過兩個燈泡的電流相同,所以干路中的電流是每一條支路電流的2倍,所以甲、丙兩表示數(shù)之比為1:2,故C正確;
D、若要L1、L2串聯(lián),則甲、丙應為電壓表,乙為電流表,甲測量的電源電壓,乙測量的是燈泡L2兩端的電壓,L1、L2規(guī)格相同,L1、L2兩端的電壓是相同的,則甲、丙兩表示數(shù)之比為2:1,故D錯誤。
故選:BC。
根據(jù)電壓表并聯(lián)使用和電流表串聯(lián)使用的特點分析。電流表在電路中相當于導線,電壓表在電路中相當于斷路;
根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律分析甲、丙兩表的示數(shù)之比。
本題考查了電壓表并聯(lián)使用和電流表串聯(lián)使用的特點。注意電路應是正確的電路,不能有短路情況出現(xiàn)。
12.【答案】BC
【解析】解:由電路圖可知,Rx與R0串聯(lián),電壓表測Rx兩端的電壓;
ABC、由于Rx的阻值會隨著植物含水量的降低而變小,所以當植物含水量增大時,Rx的阻值會變大,電路中的總電阻變大,由I=UR可知,電路中的電流變小,電流表示數(shù)變小;根據(jù)U=IR知R0兩端的電壓變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知Rx兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故A錯誤,B正確;
由于電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小,所以電壓表和電流表示數(shù)的比值變大,故C正確;
D、當Rx的阻值較小時,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流會很大,電路中連接定值電阻R0可以起到保護電路的作用,故D錯誤。
故選:BC。
由電路圖可知,Rx與R0串聯(lián),電壓表測Rx兩端的電壓;Rx的阻值會隨著植物含水量的降低而變??;當植物含水量增大時,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R0兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電壓表示數(shù)的變化,進而判斷出電壓表和電流表示數(shù)比值的變化;R0串聯(lián)在電路中可以保護電路。
本題考查了電路的動態(tài)分析、歐姆定律的應用,利用好Rx的阻值與植物含水量的關系是關鍵。
13.【答案】熱傳遞 比熱容
【解析】解:
冬天,人們對手哈氣,是通過熱傳遞的方式改變手的內能,使手的內能增加、溫度升高;
水的比熱容較大,質量相同的水與其它物質相比,升高相同的溫度,水吸收的熱量較多,所以汽車上的散熱器用水作為冷卻劑。
故答案為:熱傳遞;比熱容。
(1)知道改變物體內能的方式有兩種:做功和熱傳遞,熱傳遞過程是能量的轉移過程,而做功過程是能量的轉化過程。
(2)水的比熱容大,相同質量的水和其它物質比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
本題主要考查學生對改變物體內能兩種方式、水的比熱容大的應用的了解和掌握,是中考的熱點。
14.【答案】串 變大
【解析】解:開關與被控制的臺燈是串聯(lián)的;
家庭電路中用電器是并聯(lián)的,由并聯(lián)電路的電流規(guī)律知,閉合臺燈開關時,家庭電路中干路電流會變大。
故答案為:串;變大。
開關與被控制的用電器串聯(lián);并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和。
本題考查電路的連接以及并聯(lián)電路電流規(guī)律的應用,屬于一道基礎題。
15.【答案】壓縮 不會
【解析】解:在四沖程汽油機工作過程中,實現(xiàn)機械能轉化為內能的是壓縮沖程;
熱機效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比,與燃料的熱值無關,故該汽油機使用熱值更高的燃料,汽油機的效率不會增大。
故答案為:壓縮;不會。
在四沖程汽油機工作過程中,實現(xiàn)機械能轉化為內能的是壓縮沖程;
熱機效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比,與燃料的熱值無關。
本題考查熱機的有關知識,是一道綜合題。
16.【答案】52.5
【解析】解:
(1)只閉合開關S2時,R1與R2串聯(lián),電壓表測量電源電壓,根據(jù)電壓表的示數(shù)可知電源電壓U=5V;
(2)只閉合開關S1時,R1與R2串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓,由電壓表的示數(shù)可知U1=1V,
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得,R2兩端的電壓:U2=U?U1=5V?1V=4V,
由歐姆定律可知通過R2的電流:I2=U2R2=4V10Ω=0.4A,
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,通過R1的電流:I1=I2=0.4A,
由歐姆定律可得,R1的阻值:R1=U1I1=1V0.4A=2.5Ω。
故答案為:5;2.5。
(1)只閉合開關S2時,R1與R2串聯(lián),電壓表測量電源電壓,根據(jù)電壓表的示數(shù)可知電源電壓;
(2)只閉合開關S1時,R1與R2串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知R2兩端的電壓,由歐姆定律計算通過R2的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律計算R1的阻值。
本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用,屬于基礎題。
17.【答案】3.6153
【解析】解:(1)小燈泡正常發(fā)光需要電壓6V,燈絲電阻為10Ω且不變,
根據(jù)P=UI=U2R可得,小燈泡的額定功率:PL=UL2RL=(6V)210Ω=3.6W;
(2)當三個開關都閉合、變阻器滑片滑至最左端時,燈泡和定值電阻并聯(lián)接入電路,電流表測干路電流,
由于小燈泡恰好正常發(fā)光,則根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等可知電源電壓為6V;
小燈泡中通過的電流:IL=ULRL=6V10Ω=0.6A,
根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知通過定值電阻的電流:I1=I?IL=1A?0.6A=0.4A,
由歐姆定律可得定值電阻R1的電阻:R1=U1I1=UI1=6V0.4A=15Ω;
(3)S2斷開、S和S1閉合時,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;
由于串聯(lián)電路各處電流相等,變阻器R2標有“20Ω0.5A”字樣,電流表量程為0~3A,燈泡正常發(fā)光時的電流為0.6A,所以通過電路的電流最大為I大=0.5A,
根據(jù)P=UI可得,整個電路電功率的最大值:P大=UI大=6V×0.5A=3W。
故答案為:3.6;15;3。
(1)小燈泡正常發(fā)光需要電壓6V,燈絲電阻為10Ω且不變,根據(jù)P=UI=U2R計算小燈泡的額定功率;
(2)當三個開關都閉合、變阻器滑片滑至最左端時,燈泡和定值電阻并聯(lián)接入電路,電流表測干路電流,小燈泡恰好正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點確定電源電壓;
根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律計算通過定值電阻的電流,根據(jù)歐姆定律計算定值電阻R1的電阻;
(3)S2斷開、S和S1閉合時,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,變阻器R2標有“20Ω0.5A”字樣,電流表量程為0~3A,為保證各元件安全工作,電表的示數(shù)不能超出其量程,且電流不能超出用電器允許通過的最大電流;
根據(jù)串聯(lián)電路電流特點確定通過電路的最大電流,根據(jù)P=UI計算整個電路電功率的最大值。
本題考查了串、并聯(lián)電路的特點和電功率公式的應用,解題關鍵是要知道為保證各元件安全工作,電表的示數(shù)不能超出其量程,且電流不能超出用電器允許通過的最大電流。
18.【答案】加熱時間 B 秒表 4.2×103
【解析】解:(1)實驗中,可以通過比較加熱時間來反映兩種液體吸收熱量的多少,這用到了轉換法;
(2)由圖乙知,質量相同的A和B加熱相同的時間,B溫度升高的多;
(3)根據(jù)比較吸熱能力的方法,要控制不同物質的質量相同(不同物質密度不同,根據(jù)m=ρV,體積相同的不同物質質量不同),故需要天平;因用相同的酒精燈通過加熱時間的長短來比較吸熱多少,采用了轉換法,故還需要秒表;
(4)根據(jù)圖乙可知,加熱5min,A升高20℃,B升高40℃,A、B的升高的溫度之比為1:2,根據(jù)Q=cmΔt可知,在質量和吸收熱量相同時,升高的溫度與比熱容成反比,若B液體的比熱容為2.1×103J/(kg?℃),則A液體的比熱容為:cA=2cB=2×2.1×103J/(kg?℃)=4.2×103J/(kg?℃)。
故答案為:(1)加熱時間;(2)B;(3)秒表;(4)4.2×103。
(1)(2))(3)我們使用相同的酒精燈通過加熱時間的長短來比較吸熱多少,這種方法叫轉換法;
比較物質吸熱能力的2種方法:使相同質量的不同物質升高相同的溫度,比較吸收的熱量(即比較加熱時間),吸收熱量多的吸熱能力強;或使相同質量的不同物質吸收相同的熱量(即加熱相同的時間),比較溫度的變化,溫度變化小的吸熱能力強;
(4)根據(jù)Q=cmΔt分析。
本題比較不同物質的吸熱能力,考查控制變量法、轉換法的應用和比較吸熱能力的方法和Q=cmΔt的運用,為熱學中的重要實驗。
19.【答案】斷開 電流表使用前沒有調零 B
【解析】解:(1)連接電路時為保證電路安全,開關應該斷開;
(2)在測量電流的過程中,閉合開關前電流表的指針出現(xiàn)了如圖所示的情況,電流表指針沒有與零刻度線對齊,說明電流表使用前沒有調零;
(3)由圖丙可知,此時電流表和L2串聯(lián),測量L2的電流,對應甲圖的B點。
故答案為:(1)斷開;(2)電流表使用前沒有調零;(3)B。
(1)連接電路時為保證電路安全,開關應該斷開;
(2)電流表的使用注意事項:電流表使用之前要調零;
(3)電流表測量對象的判斷。
本題考查了并聯(lián)電路中電流的規(guī)律,屬于基礎實驗,難度一般。
20.【答案】定值電阻R斷路 電壓表的示數(shù) B
【解析】解:(1)電流表無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表指針迅速偏轉到最右端,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的,與電壓表并聯(lián)的定值電阻R斷路了;
(2)探究電流與電阻的關系,應保持電阻兩端的電壓不變,因此每次更換電阻后都要移動滑動變阻器的滑片,此時眼睛應注意觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)不變;
(3)由圖乙可知,定值電阻兩端所控制的電壓:UV=IR=0.1A×25Ω=…=0.5A×5Ω=2.5V;實驗中使用的定值電阻阻值最大為25Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U?UV=6V?2.5V=3.5V,變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍,根據(jù)分壓原理,當接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1.4×25Ω=35Ω>30Ω,則他們選用的滑動變阻器為B。
故答案為:(1)定值電阻R斷路;(2)電壓表的示數(shù);(3)B。
(1)電流表無示數(shù),可以判斷出電路中出現(xiàn)了斷路,然后根據(jù)電壓表有示數(shù)確定出斷路的位置;
(2)探究電流與電阻的關系,應保持電阻兩端的電壓不變,據(jù)此分析每次更換電阻后都要移動滑動變阻器的滑片,此時眼睛應注意觀察的位置;
(3)根據(jù)圖乙利用歐姆定律求出定值電阻兩端所控制的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理,求出當接入25Ω電阻時變阻器連入電路中的電阻,進而確定滑動變阻器的規(guī)格。
本題探究“電流與電阻的關系”,考查故障分析、實驗操作、歐姆定律的應用和器材的選擇。
21.【答案】電流 電阻 U形管液面高度差 右端容器內的電阻短路
【解析】解:(1)由圖可知,兩電阻串聯(lián)且阻值不同,根據(jù)串聯(lián)電路特點可知,通過兩電阻電流相等,故此裝置探究:在電流相同、通電時間相同的情況下,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系;
(2)電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但液體溫度的變化可以通過U形管中液面高度差的變化來反映;
(3)若接通電路一段時間后,左側U形管的液面高度差明顯變大,說明通過左端容器的電阻產(chǎn)生了熱量,整個電路處于通路狀態(tài),而右側U形管的液面高度差沒有變化,說明右側容器內電阻沒有產(chǎn)生熱量,而電路處于通路狀態(tài),右端電阻不可能斷路,則右端容器內電阻可能短路。
故答案為:(1)電流;電阻;(2)U形管液面高度差;(3)右端容器內的電阻短路。
(1)根據(jù)控制變量法進行分析;
(2)通過轉換法進行分析;
(3)通過題意分析電路的狀態(tài),進而分析問題所在。
本題探究“電流通過導體時產(chǎn)生熱量與哪些因素有關”的實驗,掌握電流通過導體時產(chǎn)生熱量的影響因素是解題關鍵。
22.【答案】解:(1)水的體積V=100mL=100cm3=1×10?4m3,
由ρ=mV可知,水的質量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10?4m3=0.1kg,
水吸收的熱量:Q吸=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(45℃?25℃)=8.4×103J;
(2)由圖乙可知,當開關S1閉合、S2斷開時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=U2R可知,電路中的總功率最小,恒溫杯處于保溫擋;
當開關S1、S2都閉合時,只有R2工作,電路中的總電阻最小,總功率最大,恒溫杯處于加熱擋;
加熱擋的電功率:P加熱=U2R2=(5V)25Ω=5W;
(3)由P=Wt可知,恒溫杯消耗的電能:W=P加熱t(yī)′=5W×35×60s=1.05×104J,
加熱水的效率:η=Q吸W=8.4×103J1.05×104J=80%。
答:(1)水吸收的熱量為8.4×103J;
(2)加熱擋的電功率為5W;
(3)此電路加熱水的效率為80%。
【解析】(1)根據(jù)密度公式求出水的質量,根據(jù)Q吸=cm(t?t0)求出水吸收的熱量;
(2)由圖乙可知,當開關S1閉合、S2斷開時,R1、R2串聯(lián),當開關S1、S2都閉合時,只有R2工作,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和P=U2R可知恒溫杯加熱擋和保溫擋的電路連接;根據(jù)P=U2R可求出加熱擋的電功率;
(3)根據(jù)W=Pt求出恒溫杯消耗的電能,根據(jù)效率公式求出加熱水的效率。
本題是一道電熱綜合題,主要考查串聯(lián)電路的特點、密度公式、吸熱公式、電功公式、電功率公式以及效率公式的應用,題目有一定的難度。
23.【答案】解:(1)當開關S1閉合、S2和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最右端時,R0與R1串聯(lián),且R0接入電路的阻值為最大值,電壓表測量R1兩端的電壓,示數(shù)是U1,電流表測量串聯(lián)電路的電流,示數(shù)為I1;
則I1=U總R0+R1=9V20Ω+5Ω=0.36A;
(2)R1兩端的電壓U1=I1R1=0.36A×5Ω=1.8V,
當開關S2閉合、S1和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最左端時,R0未接入電路,電路為R1、R2、R3組成的串聯(lián)電路,電壓表測量R1兩端的電壓,示數(shù)是U1′,通過R1的電流為I2;
U1U1′=1.8VU1′=95可知U1′=1V,
I2=U1′R1=1V5Ω=0.2A,
則I1:I2=0.36A:0.2A=9:5;
R2+R3=R總?R1=U總I2?R1=9V0.2A?5Ω=40Ω,
又R2:R3=1:9,
故R2=4Ω,R3=36Ω,
(3)當開關S1、S2和S3都閉合,滑動變阻器的滑片在最左端時,R0未接入電路,電路為R1、R2、R3組成的并聯(lián)電路,
R1的功率是P1=U總2R1=(9V)25Ω=16.2W;
(4)由P=U2R知,在電源電壓不變時,電路電阻最小,電路功率最大,故當R1、R2、R3組成并聯(lián)電路時,電路電阻最小,電路功率最大,
電路最大功率P最大=P1+P2+P3=16.2W+U總2R2+U總2R3=16.2W+(9V)24Ω+(9V)236Ω=38.7W。
答:(1)I1的大小為0.36A;
(2)I1:I2等于9:5;
(3)P1等于16.2W;
(4)該電路的最大功率為38.7W。
【解析】(1)當開關S1閉合、S2和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最右端時,R0與R1串聯(lián),且R0接入電路的阻值為最大值,電壓表測量R1兩端的電壓,電流表測量串聯(lián)電路的電流,利用歐姆定律和串聯(lián)電路電阻的規(guī)律得到I1的值;
(2)由歐姆定律得到R1兩端的電壓U1的值,當開關S2閉合、S1和S3斷開,滑動變阻器的滑片在最左端時,R0未接入電路,電路為R1、R2、R3組成的串聯(lián)電路,電壓表測量R1兩端的電壓,由U1:U1′=9:5得到U1′=1V,由歐姆定律得到I2的值,則可得到I1:I2的值;已知R2:R3=1:9,由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律得到R2和R3的值;
(3)當開關S1、S2和S3都閉合,滑動變阻器的滑片在最左端時,R0未接入電路,電路為R1、R2、R3組成的并聯(lián)電路,利用P=U2R得到R1的功率P1;
(4)由P=U2R知,在電源電壓不變時,電路電阻最小,電路功率最大,可知當R1、R2、R3組成并聯(lián)電路時,電路功率最大,利用并聯(lián)時功率的關系和P=U2R得到電路最大功率。
本題考查歐姆定律和電功率公式的應用,要能夠正確識別電路,熟練掌握串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點,本題有一定難度。

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