1.下列關(guān)于普通物理實驗室內(nèi)的物理量的估測,符合實際的是( )
A. 一節(jié)新干電池的電壓為3VB. 實驗用銅導線的電阻約是1000Ω
C. 普通照明燈正常工作時的電流約為5AD. 壁掛式空調(diào)的電功率約為1000W
2.在南山區(qū)某學校舉辦的科技節(jié)活動中,小明用可樂瓶制作水火箭,在瓶里裝適量水,帶有閥門的金屬管插入瓶塞,旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣(如圖);打開閥門后,水從尾部的金屬管向下噴出,水火箭豎直向上飛向空中,下列分析錯誤的是( )
A. 往水火箭里打氣,對氣體做功,相當于內(nèi)燃機的壓縮沖程
B. 水從水火箭中噴出,瓶內(nèi)氣體對水做功,相當于內(nèi)燃機的做功沖程
C. 水火箭發(fā)射時,火箭的動能轉(zhuǎn)化為水火箭瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能
D. 在整個過程中,能量總量是不變的
3.將塑料繩撕成細絲狀,用毛皮分別摩擦塑料絲和PVC管后,將塑料絲放在PVC管上方。塑料絲就會像章魚一樣懸在空中,這就是神奇的靜電章魚實驗,如圖所示。下列分析正確的是( )
A. 塑料絲帶電是因為與毛皮摩擦后創(chuàng)造了電荷
B. 塑料絲呈“章魚”狀的原因與驗電器工作原理相同
C. 塑料絲能懸在PVC管上方,是因為他們帶上了異種電荷
D. 用手去觸摸“章魚”后,“章魚”可以吸在PVC管上是因為他們帶上異種電荷
4.小明自制“伏打電堆”并連接了如圖所示電路。閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光,電壓表指針右偏,則下列說法正確的是( )
A. 金屬A是電堆的正極B. “伏打電堆”將電能轉(zhuǎn)化為化學能
C. 若小燈泡斷路,電壓表仍有示數(shù)D. 若斷開開關(guān),A、B兩金屬間無電壓
5.某學習小組用裝滿鹽水的氣球連接在如圖所示的電路中。當用手向相反的方向拉扯連接氣球的導線,使氣球變長(鹽水與導線充分接觸且氣球不破裂),對這一過程進行分析,下面說法正確的是( )
A. 小燈泡變得更亮
B. 無論怎樣拉動,電壓表的示數(shù)都不變
C. 電壓表與電流表示數(shù)的比值變大
D. 電路消耗的總功率變大
6.甲、乙兩只白熾燈上分別標著“220V,40W”和“220V,100W”(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),下列分析正確的是( )
A. 兩燈均正常發(fā)光時,乙燈消耗的電能較多
B. 將乙燈接入110V的電路中,它的實際功率為50W
C. 將甲、乙兩燈串聯(lián)接在220V的電路中,乙燈比甲燈亮
D. 將甲、乙兩燈并聯(lián)接在220V的電路中,乙燈比甲燈亮
7.遠距離輸電時容易出現(xiàn)短路故障,為確定短路位置,檢修員利用電壓表、電流表和電源組成如圖所示電路進行檢測,在相距30km的甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)兩條輸電線,已知輸電線的電阻為0.01Ω/m,當電壓表的示數(shù)為1.5V時,電流表的示數(shù)為20mA,則下列說法正確的是( )
A. 檢修員測量的導線電阻為30Ω
B. 檢修員測量的導線長度為7.5km
C. 短路位置距離甲地7.5km
D. 若檢修員在檢測中用時3min,則輸電線消耗的電能為90J
二、填空題:本大題共3小題,共14分。
8.明代《讀書錄》稱“節(jié)儉”是“人之美德”。教室不需要使用黑板和顯示屏時,應(yīng)及時斷開講臺前的燈和顯示屏,這樣會使該教室電路的總電阻______,總功率將______,以達到節(jié)能目的。(均選填“變大”、“變小”或“不變”)
9.甲、乙兩個電熱水壺在標準大氣壓下將質(zhì)量和初溫都相同的水燒開,電熱水壺的熱效率及用時如表所示,兩壺水吸收的熱量______(選填“甲多”“乙多”或“一樣多”),燒開兩壺水電流做的功______(選填“甲多”“乙多”或“一樣多”),______電熱水壺的效率更高,______電熱水壺在正常工作時的實際電功率更大。
10.如圖是一款既能吹冷風又能吹熱風的冷暖風機的原理圖及其簡化電路,為了安全,冷暖風機都裝有跌倒開關(guān)S(圖乙跌倒開關(guān)S未畫出)。當風機正立時,跌倒開關(guān)的活動球使電路連通,當工作的風機跌倒時,活動球能切斷整個風機電路。
(1)跌倒開關(guān)中的活動球應(yīng)使用______(選填“導體”或“絕緣體”)材料制作,跌倒開關(guān)在電路中應(yīng)安裝在______(選填“O”“P”或“Q”)處,理由是______。
(2)風機正立時,若只閉合開關(guān)S1,風機吹出的是______風;若將開關(guān)S1、S2都閉合,風機吹出的是______風(以上兩空均選填“熱”或“冷”),此時電熱絲和電動機是______聯(lián)。
(3)風機正立工作,且只閉合開關(guān)S1時,插頭處電流為1.2A,然后再把S2閉合,插頭處電流變?yōu)?A,此時流過發(fā)熱絲的電流是______ A,此時電路消耗的總功率是______ W。
三、作圖題:本大題共2小題,共4分。
11.如圖,在兩個“〇”內(nèi)選填“電壓表”和“電流表”的符號,使開關(guān)閉合后,兩燈都發(fā)光。
12.如圖所示是某同學設(shè)計的模擬可調(diào)光臺燈電路,其中電位器有a、b、c三個接線柱,請用筆畫線代替導線,將圖中的實物電路連接完整,使閉合開關(guān)S后,順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕時燈泡變亮(旋鈕帶動滑片同方向旋轉(zhuǎn))。
四、實驗探究題:本大題共3小題,共25分。
13.在“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”實驗中,電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V,圖甲是未連接完整的實驗電路。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實驗電路連接完整。(要求閉合開關(guān),滑動變阻器的滑片P向右移動時電流表的示數(shù)變大)
(2)連接好電路后,把滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,兩表均無示數(shù),則故障可能是______(填字母)。
A.小燈泡短路
B.滑動變阻器短路
C.小燈泡斷路
D.滑動變阻器斷路
(3)排除故障后繼續(xù)實驗。緩慢移動滑動變阻器的滑片P,當電壓表的示數(shù)如圖乙所示時,其讀數(shù)為______ V;若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻,滑片P應(yīng)向______(選填“A”或“B”)端移動。
(4)改變滑片P的位置,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪制了如圖丙所示的I?U圖象。由圖象可知,小燈泡的I?U圖象不是一條直線,原因是小燈泡的電阻隨______的變化而變化,小燈泡正常發(fā)光時的電阻是______Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))。圖中陰影部分的面積表示的含義是______。
(5)若電流表意外損壞,小明取來一只阻值為R0的定值電阻,設(shè)計如圖丁所示的電路來測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,已知電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓U額為2.5V,請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片直至電壓表示數(shù)為______ V;
②使滑動變阻器的滑片______(選填“右移”“左移”或“不動”),將開關(guān)S1撥至“2”,讀出電壓表示數(shù)U0;
③小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=______(用U額、U0,R0表示)。
14.如圖,甲、乙兩個完全相同的玻璃瓶內(nèi)有阻值分別為R甲、R乙的電阻絲,瓶中插入溫度計a、b。
(1)利用此裝置探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時,在兩瓶中加入質(zhì)量、初溫相同的煤油,且電阻絲的阻值R甲>R乙,閉合開關(guān)一段時間,可以通過觀察______現(xiàn)象,判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。此方案是探究______和______相同時,電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與______大小的關(guān)系。
(2)在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫相同的不同液體,且電阻絲的阻值R甲與R乙______(選填“相等”或“不等”)時,可以比較不同物質(zhì)的比熱容。一段時間后,觀察到乙瓶內(nèi)溫度計b的示數(shù)大于a的示數(shù),甲瓶內(nèi)液體吸收的熱量______乙瓶內(nèi)液體吸收的熱量(假設(shè)甲、乙兩瓶相同時間內(nèi)散熱相同),甲、乙兩瓶內(nèi)液體的比熱容關(guān)系是c甲______c乙。(以上兩空均選填“大于”、“小于”或“等于”)
15.愛動腦的小明想利用物理知識將電流表改裝成電子拉力計,圖甲是其電路原理圖。彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計),定值電阻R0=5Ω,a、b是一根長為7cm的均勻電阻(其電阻大小與長度成正比),阻值為R1=35Ω,電源電壓U=6V,電流表的量程為0~0.6A;當不拉拉環(huán)時,金屬滑片P剛好處于a端。已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F的關(guān)系如圖乙所示。
(1)將電流表的表盤改為拉力計的表盤,可以把拉力的大小信息轉(zhuǎn)化為電流信息,更加方便簡潔,信息轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為:拉力大小變化→滑片P的位置變化→電路的______變化→電流的變化。
(2)當不拉拉環(huán)時,電路中的電流是______ A。
(3)在電路中連入R0的目的是______。
(4)為了保證電路安全,還需要對電阻絲R1接入電路的范圍進行限制,其允許接入的阻值范圍是______Ω,該拉力計能夠測量的最大拉力是______ N。
(5)在不改變電表的條件下,要增大電子拉力計測量范圍,以下調(diào)整方案可行的是______。
A.增大電源電壓
B.減小電阻R0的阻值
C.在電路中再串聯(lián)一個電阻
(6)在圖丙所示的電流表盤上標出拉力為400N時指針的位置。
(7)小紅同學設(shè)計了將電壓表改裝電子拉力計的電路,如圖丁所示,彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F的關(guān)系如圖乙所示,已知電源電壓為U,定值電阻的阻值為R0,ab是長為L1的均勻電阻絲,阻值為R1,此方案中的電壓表示數(shù)Ux與被測拉力F之間的關(guān)系式:Ux=______V(用U、R0、R1、L1和F表示)。
五、計算題:本大題共2小題,共13分。
16.2023年9月23日,第19屆亞運會開幕式在中國杭州舉行。此次亞運會首次使用廢碳再生的綠色零碳甲醇作為主火炬燃料,實現(xiàn)循環(huán)內(nèi)的零排放,助力打造首屆碳中和亞運會。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃),甲醇的熱值取2.1×107J/kg,現(xiàn)有8kg的甲醇完全燃燒,求:
(1)放出多少熱量?
(2)若這些熱量的60%被水吸收,可以使2t水的溫度上升多少?
17.圖甲是一款多功能電煮鍋,圖乙為該電煮鍋簡化電路圖,其中開關(guān)S2可以斷開、接A或接B,R1和R2都是用于加熱的純電阻,電煮鍋的部分參數(shù)如下表所示。(R1和R2的電阻值不隨溫度變化而變化)
(1)電煮鍋處于中溫擋正常工作時,求電路中的電流大???
(2)高溫擋的功率P高是多少?
(3)為了在戶外露營時能使用電煮鍋來燙火鍋,可以采用能夠存儲2.2kW?h的移動電源對其進行供電,使用充滿電的移動電源使電煮鍋在中溫擋正常工作15min把水燒開后,若調(diào)至低溫擋進行保溫,還可以正常工作多長時間?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、一節(jié)新的干電池電壓為1.5V,故A不符合實際;
B、因為長1m、橫截面積為1mm2的銅導線電阻為0.017Ω,而實驗用的導線一般不到0.3m,其電阻很小,一般我們是將其阻值忽略,故B不符合實際;
C、教室內(nèi)照明燈工作時的電流約為0.1A,故C符合實際;
D、家用空調(diào)器的工作電壓為220V,功率一般為1000W左右,故D符合實際。
故選:D。
不同物理量的估算,有的需要憑借生活經(jīng)驗,有的需要簡單的計算,有的要進行單位的換算,最后判斷最符合實際的是哪一個。
本題考查了對常見物理量的了解,屬于基礎(chǔ)題。
2.【答案】C
【解析】解:A、往水火箭里打氣,對氣體做功,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,相當于內(nèi)燃機的壓縮沖程,故A正確;
B、水從水火箭中噴出,是里面的氣體對外做功,相當于內(nèi)燃機的做功沖程,故B正確;
C、發(fā)射時,火箭的動能是由瓶內(nèi)高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的,故C錯誤;
D、根據(jù)能量守恒定律可知,在整個過程中,能量總量是保持不變的,故D正確。
故選:C。
氣體膨脹對外做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;內(nèi)燃機的做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
本題考查了內(nèi)燃機的工作過程、能量的轉(zhuǎn)化、能量守恒定律,屬于基礎(chǔ)題。
3.【答案】B
【解析】解:A.塑料絲帶電是因為與毛皮摩擦后電子發(fā)生轉(zhuǎn)移而帶電,不是創(chuàng)造了電荷,故A錯誤;
B.塑料絲呈“章魚”狀的原因是因為各個細絲帶同種電荷而相互排斥,驗電器工作原理是同種電荷相互排斥,原理相同,故B正確;
C.塑料絲能懸在PVC管上方,說明的相互排斥關(guān)系,因而是因為他們帶上了同種電荷,故C錯誤;
D.用手觸摸“章魚”后,人體將電荷導走,“章魚”成了不帶電的輕小物體,“章魚”吸在PVC管上是因為帶電體能吸引輕小物體,故D錯誤。
故選:B。
(1)摩擦起電的實質(zhì)是電荷(電子)的轉(zhuǎn)移;
(2)電荷間的作用規(guī)律:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,帶電體能吸引輕小物體,驗電器根據(jù)同種電荷相互排斥原理工作的。
本題考查摩擦起電的實質(zhì),電荷的作用規(guī)律和帶電體的性質(zhì),屬于中檔題。
4.【答案】C
【解析】解:A、由題意知,電壓表指針右偏,說明與電壓表正接線柱連接的是電源的正極,即金屬B是電源的正極,故A錯誤;
B、“伏打電堆”是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故B錯誤;
C、閉合開關(guān),若小燈泡斷路,電壓表仍可以接在電源的兩極上,所以有示數(shù),故C正確;
D、A、B兩金屬間的電壓是始終存在的,與電路是否接通無關(guān),故D錯誤。
故選:C。
根據(jù)電壓表的偏轉(zhuǎn)情況,可判斷電源的正負極;電壓表是否有示數(shù),要看兩個接線柱是否能與電源的兩極連接;“伏打電堆”是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
本題考查了對“伏打電堆”的了解,對電壓表使用的理解等,屬基礎(chǔ)題,難度不大。
5.【答案】C
【解析】解:由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流,電壓表測量的是鹽水氣球兩端的電壓;
當用手向相反的方向拉扯連接氣球的導線,氣球變長變細,即長度增加,橫截面積減小,故鹽水氣球的電阻變大,總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流減??;
鹽水氣球的電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,其兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大;電壓表與電流表示數(shù)的比值為鹽水氣球的電阻,電阻變大,比值變大;
電路中的電流減小,根據(jù)P=I2R可知,燈泡的功率變小,亮度變暗;
電源電壓不變,根據(jù)P=UI可知,電路的總功率變小。
綜上所述,C正確。
故選:C。
電阻的大小與下面的因素有關(guān):相同橫截面積、同種材料的導體,長度越長,電阻越大;相同長度、同種材料的導體,橫截面積越小,電阻越大;相同長度和橫截面積的導體電阻還與組成材料有關(guān);
首先判定電路的連接狀態(tài),然后根據(jù)鹽水氣球形狀的變化判定電阻的變化,然后根據(jù)歐姆定律判定電流的變化、電壓的變化,根據(jù)功率公式判定燈泡亮度的變化。
本題考查了影響電阻大小的因素、歐姆定律的應(yīng)用、功率公式的應(yīng)用,明確鹽水氣球電阻的變化是解題的關(guān)鍵。
6.【答案】D
【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(guān),因此無法確定它們的大小關(guān)系,故A不符合題意;
B、乙燈的電阻R乙=U額2P乙=(220V)2100W=484Ω,將乙燈接入110V的電路中,它的實際功率P實=U實2R乙=(110V)2484Ω=25W,故B不符合題意;
C、已知兩燈的額定電壓相等,額定功率P甲R乙,因串聯(lián)電路電流處處相等,由P=UI=I2R可知,甲燈的實際電功率大于乙燈泡的實際電功率,故甲比乙亮一些,故C錯誤;
D、將甲、乙兩燈并聯(lián)接在220V的電路中,兩個燈泡都正常發(fā)光,實際功率等于額定功率,乙燈泡的實際功率較大,故乙燈比甲燈亮,故D正確。
故選:D。
(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(guān);
(2)已知白熾燈的額定電壓和額定功率,根據(jù)變形公式R=UR可知兩燈泡電阻的大小關(guān)系,再根據(jù)影響電阻大小的因素分析甲、乙燈絲的粗細;
(3)先根據(jù)R=UR求出乙的電阻,然后根據(jù)P=U2R求出乙的實際功率;
(4)將兩燈串聯(lián)接在220V的電路中,燈泡的亮度取決于實際功率。
本題考查了電功和電功率公式的靈活運用,以及實際功率和額定功率之間的關(guān)系,綜合性較強,涉及的知識點較多,難度較大。
7.【答案】B
【解析】解:A、已知電流I=20mA=0.02A,根據(jù)歐姆定律可知:測量的導線電阻R=UI=Ω;故A不正確;
B、已知輸電線的電阻為0.01Ω/m,則測量的導線總長度L=75Ω0.01Ω/m=7500m=7.5km,故B正確;
C、短路的地點離甲地的距離s=12×L=12×7500m=3750m=3.75km,故C不正確;
D、檢測電路消耗的電功率:P=UI=1.5V×0.02A=0.03W,由W=Pt可知消耗的電能W=0.03W×3×60s=5.4J,故D不正確。
故選:B。
(1)知道電壓表和電流表的示數(shù),利用歐姆定律求出連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值;
(2)已知1m導線的電阻值,然后讓總電阻除以一米導線的電阻即可求出導線的長度;
(3)根據(jù)甲、乙兩地之間的距離和測量的導線長度,確定出短路的地點離甲地的距離;
(4)根據(jù)P=UI求消耗的電功率,利用W=Pt求消耗的電能。
本題考查了學生對歐姆定律的掌握和運用,知道短路的地點離甲地的距離為導線總長度的一半是本題的關(guān)鍵。
8.【答案】變大 變小
【解析】解:教室的用電器是并聯(lián)的,并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,即電阻越并越小、小于任何一個分電阻,當斷開講臺前的燈和顯示屏時,電路中的總電阻變大,根據(jù)P=U2R可知電路總功率變小。
故答案為:變大;變小。
教室的用電器是并聯(lián)的,根據(jù)電阻的并聯(lián)特點可知斷開講臺前的燈和顯示屏時電路中總電阻的變化,根據(jù)P=U2R可知電路總功率的變化。
本題考查了家庭電路各用電器的連接方式、電阻的并聯(lián)和電功率的應(yīng)用,是一道較為簡單的題目。
9.【答案】一樣多 乙多 甲 甲
【解析】解:(1)用兩個電熱水壺,在相同氣壓下將質(zhì)量和初溫相同的水燒開,水的質(zhì)量、比熱容和升高的溫度相同,根據(jù)Q吸=cmΔ可知,兩壺水吸收熱量的一樣多;
(2)由圖可知,甲熱水壺的效率大于乙熱水壺的效率,即:η甲>η乙;
兩熱水壺中水吸收的熱量相同,且η甲>η乙,由η=Q吸W可得:W=Q吸η,由此可知:甲熱水壺消耗電能小于乙熱水壺消耗的電能;
(3)設(shè)水吸收的熱量為Q,由圖可知,電熱水壺甲消耗的電能W甲=Q85%,乙消耗的電能W甲=Q80%,
所用時間之比:t甲t乙=5min6min=56,
根據(jù)P=Wt可知,兩熱水壺的實際電功率之比為:P甲P乙=W甲W乙×t乙t甲=Q85%Q80%×65=9685,故甲壺的實際電功率較大。
故答案為:一樣多;乙多;甲;甲。
(1)用兩個電熱水壺,在相同氣壓下將質(zhì)量和初溫相同的水燒開,水的質(zhì)量、比熱容和升高的溫度相同,根據(jù)Q吸=cmΔt判斷兩壺水吸收熱量的大小關(guān)系;
(2)由圖可知,兩熱水壺的效率大??;根據(jù)η=Q吸W判斷兩熱水壺消耗電能的多少;已知加熱時間,根據(jù)P=Wt判斷兩熱水壺實際功率的大小。
本題考查電熱綜合在生活中的應(yīng)用,能從圖示中獲取相關(guān)信息,正確應(yīng)用公式作分析比較是解題的關(guān)鍵,難度較大。
10.【答案】導體 O 當工作的風機跌倒時,活動球能切斷整個風機電路 冷 熱 并 1.8660
【解析】解:(1)由圖甲可知,風機正立時,活動球能使電路接通,說明活動球應(yīng)使用導體材料制作,風機跌倒時,活動球會切斷整個電路,說明跌倒開關(guān)應(yīng)接在干路上,即安裝在O處;
(2)風機正立時,只閉合S1,由圖乙可知,此電路為電動機的簡單電路,電動機工作,發(fā)熱絲不工作,風機吹出的是冷風,若將開關(guān)S1、S2都閉合,電動機和發(fā)熱絲并聯(lián),風機吹出的是熱風;
(3)由圖乙可知,風機正立時,只閉合S1,只有電動機工作,此時插頭處的電流即為通過電動機的電流,開關(guān)S1、S2都閉合,電動機和發(fā)熱絲并聯(lián),插頭處的電流即為干路電流,此時通過電動機的電流不變,則通過電熱絲的電流為:I絲=I?IM=3A?1.2A=1.8A,
此時電路消耗的總功率為:P=UI=220V×3A=660W。
故答案為:(1)導體;O;當工作的風機跌倒時,活動球能切斷整個風機電路;(2)冷;熱;并;(3)1.8;660。
(1)根據(jù)風機正立時,銅球能使電路接通,可確定活動球的材料制作;根據(jù)題意可知,冷暖風機都裝有跌倒開關(guān)S(如圖甲所示)。當工作的風機跌倒時,活動球能切斷整個風機電路,即該開關(guān)接在干路中,據(jù)此分析;
(2)由圖乙確定風機正立時,若只閉合開關(guān)S1和開關(guān)S1、S2都閉合時電路的連接方式;
(3)并聯(lián)電路電流等于各個支路電流之和,據(jù)此分析風機正立時,開關(guān)S1、S2均閉合時通過發(fā)熱絲的電流,再根據(jù)P=UI求出此時電路消耗的總功率。
本題考查了開關(guān)的作用、電路的分析及并聯(lián)電路中的電流規(guī)律,明確跌停開關(guān)的位置是解題的關(guān)鍵。
11.【答案】解:開關(guān)S閉合時,要使兩個燈泡都能發(fā)光,應(yīng)使燈泡并聯(lián),則此時a必須是電壓表,b必須是電流表,如圖所示:

【解析】電流表測電路電流時應(yīng)串聯(lián)在電路中,可近似看成一根導線;電壓表測電壓時應(yīng)并聯(lián)在被測電路兩端,可近似看成開路狀態(tài);根據(jù)題目的要求分別把電流表或電壓表放在圖中進行分析解答。
本題考查電路圖的分析,關(guān)鍵是明白電路中各個用電器的連接方式,明白電壓表要并聯(lián)使用和電流表要串聯(lián)使用。
12.【答案】解:電位器應(yīng)與燈泡串聯(lián)接入電路中;旋鈕帶動滑片順時針轉(zhuǎn)動時,燈泡變亮,說明電路中的電流變大,電路的總電阻應(yīng)變小,電位器(滑動變阻器)接入電路中的電阻應(yīng)變小,由圖可知,應(yīng)將b和c兩接線柱接入電路,如圖所示:

【解析】電位器的實質(zhì)是滑動變阻器,滑動變阻器依靠改變電阻線的長度來改變電阻大?。粺襞葑兞?,說明通過燈泡的電流變大,電路中的總電阻變小,電位器接入電路的電阻變小,據(jù)此分析。
本題考查了變阻器的原理與連接方法,是一道較為簡單的應(yīng)用題。
13.【答案】D1.8B溫度 8.3燈泡的實際功率 2 不動 U額R0U0
【解析】解:(1)滑動變阻器選用“一上一下”兩個接線柱串聯(lián)接入電路,且變阻器的滑片P向右移動時電流表的示數(shù)變大,根據(jù)歐姆定律可知電路總電阻變小,則滑動變阻器接入電路的阻值變小,故應(yīng)將滑動變阻器的右下接線柱與電源的負極接線柱相連,如圖:
(2)實驗過程中,小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,兩表均無示數(shù),則電路可能斷路,而電壓表并聯(lián)以外電路斷路,電路出現(xiàn)的故障是滑動變阻器斷路,故選:D;
(3)電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.8V;小燈泡的額定電壓為2.5V,若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應(yīng)讓燈泡兩端的電壓變大,讓滑動變阻器兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)分壓特點可知,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)變小,滑片P應(yīng)向B端移動;
(4)根據(jù)歐姆定律可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為:
R=UI=≈8.3Ω;分析圖丙還發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是變化的,其原因是燈絲的電阻受溫度的影響。
陰影部分是電流與電壓的乘積,可表示電功率;
(5)①閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片直至電壓表示數(shù)為2V,此時小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器的滑片不動,將開關(guān)S1撥至“2”,此時滑動變阻器、R0和小燈泡L串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,讀出電壓表示數(shù)U0,此時電路中的電流為
I=U0I0;
③小燈泡正常發(fā)光時燈絲電阻的表達式為
;
故答案為:(1)見解答圖;(2)D;(3)1.8;B;(4)溫度;8.3;燈泡的實際功率;。
(1)滑動變阻器選用“一上一下”兩個接線柱串聯(lián)接入電路,且變阻器的滑片P向右移動時電流表的示數(shù)變大,根據(jù)歐姆定律可知電路總電阻變小,則滑動變阻器接入電路的阻值變小,故應(yīng)將滑動變阻器的右下接線柱與電源的負極接線柱相連;
(2)實驗過程中,小燈泡不發(fā)光,觀察電流表和電壓表,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),則電路可能斷路,而電壓表無示數(shù)說明電壓表并聯(lián)電路以外的電路斷路;
(3)電壓表選用小量程,分度值為0.1V,據(jù)此得出電壓表的示數(shù);小燈泡的額定電壓為2.5V,若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應(yīng)讓燈泡兩端的電壓變大,讓滑動變阻器兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)分壓特點可知,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)變小,進而得出滑片P的移動方向;
(4)由圖象可知,小燈泡正常發(fā)光時,通過燈泡的電流,根據(jù)歐姆定律可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻,燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。根據(jù)歐姆定律R=UI求出小燈泡的電阻;根據(jù)P=UI得出小燈泡正常工作時的電功率;
(5)小燈泡正常發(fā)光時,讀出定值電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,求出此時電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
本題為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻的實驗,考查電路連接、實驗原理、故障分析、電阻和電功率的計算等知識。
14.【答案】溫度計示數(shù)升高的多少 電流 時間 電阻 相等 等于 大于
【解析】解:(1)電流通過導體產(chǎn)生的熱量不易直接觀察,本實驗中通過溫度計示數(shù)升高的多少來反映電流產(chǎn)生熱量的多少;
由圖可知,此時兩電阻絲串聯(lián),所以電流相同,通電時間也相同,兩電阻絲的阻值分別為R甲、R乙,故該裝置可以探究電流通過電阻產(chǎn)生的熱量和電阻的關(guān)系;
(2)探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗,應(yīng)在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體,并使甲、乙兩燒瓶中電阻絲的阻值相等,即電阻絲的阻值R甲=R乙時,相同時間內(nèi)兩電阻絲上產(chǎn)生的熱量相同;
觀察到乙瓶內(nèi)溫度計b的示數(shù)大于a的示數(shù),即Δta>Δtb,根據(jù)Q=cmΔt可知,甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容。
故答案為:(1)溫度計示數(shù)升高的多少;電流;電阻;
(2)相等;等于;大于。
(1)電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察,通過溫度計示數(shù)的變化顯示電流產(chǎn)生熱量的多少。
電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)。探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小關(guān)系時,控制電阻和通電時間不變;探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系時,控制電流和通電時間不變;探究電流產(chǎn)生的熱量跟通電時間的關(guān)系時,控制電流和電阻不變。
(2)根據(jù)控制變量法的要求控制不同液體的質(zhì)量與電阻絲阻值相同;相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相等的熱量,溫度升高越快,吸熱能力越弱,比熱容越小。
掌握電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素,利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關(guān)系。
15.【答案】電阻 0.15保護電路的作用 5~35600CUR1F100L1(R1+R0)
【解析】解:(1)由圖甲知,電流表、R1、R0串聯(lián)在電路中,當拉力大小變化時,滑片P的位置變化,R1連入電路的阻值變化,電路的總電阻變化,電源電壓一定,由歐姆定律可知,電路中電流的變化;
(2)由題知,當不拉拉環(huán)時,金屬滑片P剛好處于a端,此時R1連入電路的阻值為其最大值,
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,電路中電流:
I=UR0+R1=6V5Ω+35Ω=0.15A;
(3)在電路中連入R0的目的是防止電流過大而燒壞電流表,即起到保護電路的作用;
(4)由電流表的量程知,電路中的最大電流為0.6A,
此時電路中總阻值的最?。篟0+R1最小=UI最大=6V0.6A=10Ω,
則:R1最小=10Ω?R0=10Ω?5Ω=5Ω,
所以電阻絲R1允許接入的阻值范圍是5Ω~35Ω;
R1接入電路中電阻最小時,接入電路的長度最小為:L最小=5Ω35Ω×7cm=1cm,
則彈簧的最大伸長量為:ΔL最大=7cm?1cm=6cm,
由圖乙知,ΔL與F成正比,所以ΔL=kF,且當ΔL=6cm時,F(xiàn)=600N,
所以6cm=k×600N,k=0.01cm/N,故ΔL=0.01cm/N?F
所以拉力計能夠測量的最大拉力:F最大=ΔL最大0.01cm/N=6cm0.01cm/N=600N;
(5)由ΔL=0.01cm/N?F知,要增大電子拉力計測量范圍,即增大F值,保證電路安全前提下,應(yīng)增大ΔL的值,則需減小電阻絲R1連入電路的阻值,
電路的最大一定,電路的總電阻R=UI最大,則R1=R?R0=UI最大?R0,
A.I最大和R0一定,若增大電源電壓,則電阻絲R1連入電路的電阻增大,不合題意;
B.I最大和電源電壓U一定,若減小電阻R0的阻值則電阻絲R1連入電路的電阻增大,不合題意;
C.I最大和電源電壓U一定,電路的總電阻一定,若在電路中再串聯(lián)一個電阻,則可減小電阻絲R1連入電路的阻值,符合題意;
(6)由圖象知,當拉力為F=400N時,ΔL=4cm,
R1連入電路的長度:L=7cm?ΔL=7cm?4cm=3cm,
R1連入電路的阻值:R1′=3cm7cm×35Ω=15Ω,
電路中的電流I′=UR0+R′=6V5Ω+15Ω=0.3A,
拉力為400N時指針的位置,如圖所示:
;
(7)由圖丙知,R1的最大值與R0串聯(lián)在電路中,電壓表測R1的左側(cè)aP部分兩端電壓,
在拉力F作用下,RaP=ΔLL1?R1=0.01cm/N?FL1?R1,
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,電壓表示數(shù):
Ux=UR0+R1?RaP=UR0+R1?0.01cm/N?FL1?R1=UR1F100L1(R1+R0)。
故答案為:(1)電阻;(2)0.15;(3)保護電路;(4)5~35;600;(5)C;(6)見右圖;(7)UR1F100L1(R1+R0)。
(1)由圖甲知,電流表、R1、R0串聯(lián)在電路中,據(jù)此分析拉力變化時,電路中電流變化的原因;
(2)當不拉拉環(huán)時,金屬滑片P剛好處于a端,根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算電路中的電流;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的特點可分析R0的作用;
(4)由電流量程確定電路中的最大電流,根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算R1接入電路的最小值,從而得到其接入電路阻值范圍;
當電流表指針指在0.6A處時,利用歐姆定律求出變阻器接入電路的電阻值,進而求出電阻絲接入電路的長度,即可得到彈簧的伸長量,可由圖象求出ΔL與F的關(guān)系式,從而計算出拉力計能測量的最大拉力;
(5)由ΔL與F的關(guān)系式可知,要增大電子拉力計測量范圍,在保證電路安全的前提下應(yīng)增大ΔL的值,此時根據(jù)串聯(lián)電路和歐姆定律分析判斷;
(6)由圖象讀出拉力為400N時,彈簧的伸長量,計算出R1連入電路的阻值、電路中的電流,再標出電流指針的位置;
(7)由圖丙知,R1的最大值與R0串聯(lián)在電路中,電壓表測R1的左側(cè)aP部分兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律表示出電壓表示數(shù),確定彈簧伸長的長度ΔL與L1的關(guān)系,結(jié)合ΔL與F的關(guān)系式表示出電壓表示數(shù)Ux與被測拉力F之間的關(guān)系式。
本題是力電綜合題,關(guān)鍵要明確它們之間的聯(lián)系:電阻絲的長度,搞清電路的連接關(guān)系,了解滑片在不同位置時電路所處的狀態(tài),并轉(zhuǎn)化成拉力所對應(yīng)的示數(shù)是本題的解題關(guān)鍵。
16.【答案】解:(1)甲醇完全燃燒放出的熱量:Q放=m1q1=8kg×2.1×107J/kg=1.68×108J;
(2)水吸收的熱量:Q吸=ηQ放=60%×1.68×108J=1.008×108J
由Q吸=cmΔt可得,水升高的溫度:
Δt=Q吸cm=1.008×108J4.2×103J/(kg?℃)×2000kg=12℃。
答:(1)能放出的熱量為1.68×108J;
(2)可以使2t水的溫度上升12℃。
【解析】(1)根據(jù)Q放=mq求出8kg的甲醇完全燃燒放出的熱量;
(2)由題知,Q吸=ηQ放,根據(jù)Q吸=cmΔt的變形式求出水升高溫度。
本題考查了學生對燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式的掌握和運用,因條件已給出,難度不大。
17.【答案】解:由P=U2R可知當開關(guān)S1斷開,S2接A時,此時電路為串聯(lián)電路,電路中的總電阻為兩個電阻之和,總阻值最大,此時功率最小,為低溫擋;當開關(guān)S1閉合,S2接A時,此時R2被短路,電路中只有R1一個電阻,此時為中溫擋;當開關(guān)S1閉合,S2接B時,此時電路為并聯(lián)電路,根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,此時電路總電阻最小,功率最大,為高溫擋。
(1)由P=UI可得,電煮鍋處于中溫擋工作時,電路中的電流大?。篒中=P中U=1100W220V=5A;
(2)由題可得R1的阻值:R1=UI中=220V5A=44Ω,
當開關(guān)S1斷開,S2接A時,此時電路為串聯(lián)電路,電路中的總電阻為兩個電阻之和,總阻值最大,此時功率最小,為低溫擋;
此時電路的總電阻:R總=U2P低=(220V)2550W=88Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知:R2=R總?R1=88Ω?44Ω=44Ω,
由R2=R1=44Ω可知,高溫擋的功率:P高=P1+P2=1100W+1100W=2200W;
(3)電煮鍋在中溫擋工作15min消耗的電能:W1=P高t=1100W×15×60s=0.99×106J,
剩余的電能:W2=W?W1=2.2×3.6×106J?0.99×106J=6.93×106J,
由W=Pt可得,在低溫擋工作的時間:t=W2P低=6.93×106J550W=12600s。
答:(1)電煮鍋處于中溫擋工作時電路中的電流為5A;
(2)高溫擋的功率為2200W;
(3)這個充滿電的戶外電源能夠使電煮鍋在中溫擋工作15min把水燒開后,還能繼續(xù)在低溫擋工作12600s。
【解析】(1)電煮鍋處于中溫擋工作時,根據(jù)P=UI求出電路中的電流;
(2)由圖知,當開關(guān)S1閉合、S2接B時,R1與R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,電路的總功率最大,電煮鍋處于高溫擋;當開關(guān)S1閉合、S2接A時,R2被短路,電路為R1的簡單電路,電煮鍋處于中溫擋,根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值,再根據(jù)P=UI=U2R求出電煮鍋處于低溫擋時電路的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出R2的阻值;
根據(jù)并聯(lián)電路的電功率特點求出高溫擋的功率;
(3)根據(jù)W=Pt求出電煮鍋中溫擋15min消耗的電能,再由W=Pt可得剩余的電能在低溫擋工作的時間。
本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,正確得出電煮鍋處于不同狀態(tài)時電路的連接方式是關(guān)鍵。物理量


電熱水壺的熱效率η(η=Q吸W電×100%)
▅水吸收的熱量□其他能量
用時t(min)
5
6
項目
額定電壓(V)
低溫擋功率(W)
中溫擋功率(W)
高溫擋功率
參數(shù)
220
550
1100
P高

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