2.本試卷上不要答題,請按答題卡上注意事項(xiàng)的要求直接把答案填寫在答題卡上,答在試卷上的答案無效。
一、填空題(本題共6小題,每空1分,共14分)
1. “遙知不是雪,為有暗香來”?!盀橛邪迪銇怼闭f明分子在_______;將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓,它們會粘在一起,說明分子間存在_______;若把分子看成一個小球,則一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m,合_______nm。
【答案】 ①. 不停地做無規(guī)則運(yùn)動 ②. 引力 ③. 0.1
【解析】
【詳解】[1]“為有暗香來”說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。
[2]兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后,由于分子間存在引力,兩鉛塊將會粘在一起。
[3]一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m,則
10-10m=10-10×109nm=01nm
2. 四沖程汽油機(jī)工作時,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的是__________沖程,夏天長時間曝曬在太陽下的汽車內(nèi)部溫度會升高,這是通過___________的方式增加了車內(nèi)空氣的內(nèi)能。
【答案】 ①. 做功 ②. 熱傳遞
【解析】
【詳解】[1]在四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)中,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是做功沖程。
[2]改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞,夏天長時間曝曬在太陽下的汽車內(nèi)部溫度會升高,這是由于熱傳遞的原因增加了車內(nèi)空氣的內(nèi)能。
3. 甲、乙、丙三個輕質(zhì)泡沫小球用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,它們之間相互作用時的情形如圖所示,已知丙球與用橡膠棒摩擦過的毛皮所帶的電荷相同,則甲球________,乙球_________。
【答案】 ①. 帶正電 ②. 可能帶負(fù)電,也可能不帶電
【解析】
【詳解】[1]已知丙球與用毛皮摩擦過的毛皮所帶的電荷相同,由于用橡膠棒摩擦過的毛皮所帶的電荷是正電,所以丙球帶正電;由圖知,甲球與丙球靠近時相互排斥,根據(jù)同種電荷相互排斥知,甲球一定帶正電。
[2]甲球與乙球相互吸引,根據(jù)異種電荷相互吸引知,乙球可能帶負(fù)電;但帶電體能夠吸引不帶電的輕小物體,所以乙球可能不帶電。綜合知,乙球可能帶負(fù)電,也可能不帶電。
4. 在如圖所示的電路中,①、②、③是三個電表(電壓表或電流表)。閉合開關(guān)S,要使燈L1與L2串聯(lián),則電路中______是電流表,______是電壓表。
【答案】 ①. ② ②. ①③
【解析】
【詳解】[1][2]閉合開關(guān)S,要讓燈泡L1和L2串聯(lián),電流的路徑只有一條,電流從正極流出,經(jīng)過燈泡L1,L2和電表②,所以②是電流表,①和③分別是電壓表。
5. 如圖所示,當(dāng)甲電路中的開關(guān)S閉合時,兩個電壓表的指針位置均為如圖乙所示,則L2兩端的電壓為 ____________ V;L1兩端的電壓為 ______ V。
【答案】 ①. 1.3 ②. 5.2
【解析】
【詳解】[1][2]電壓表V1測量的是電源電壓,選的是0~15V的量程,分度值為0.5V,根據(jù)指針位置,電壓表讀數(shù)為6.5V。電壓表V2測量的是L2兩端電壓,選的是0~3V的量程,分度值為0.1V,根據(jù)指針位置,電壓表讀數(shù)為1.3V;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系,L1兩端電壓為
6. 許多同學(xué)喜歡吃燒烤食物,燒烤常用木炭作燃料,已知木炭的熱值是3×107J/kg。如果完全燃燒84g的木炭,放出______J熱量,若這些熱量由家庭電路提供,則至少需消耗電能______度,能夠使圖中的電能表指示燈閃爍______次。
【答案】 ①. 2.52×106 ②. 0.7 ③. 2240
【解析】
【詳解】[1]木炭的質(zhì)量
m=84g=0.084kg
木炭完全燃燒放出的熱量
Q放=mq=0.084kg×3×107J/kg=2.52×106J
[2]若這些熱量由家庭電路提供,則至少需消耗電能
W=Q放=2.52×106J=0.7kW·h=0.7度
[3]電能表指示燈閃爍的次數(shù)
n=0.7kW·h×3200imp/(kW·h)=2240imp
二、選擇題(本題共8小題,每小題2分,其中13、14題為雙選題,少選得1分,多選錯選不得分)
7. 關(guān)于信息、能源和材料,下列說法正確的是( )
A. 太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是不可控制的聚變反應(yīng)
B. 能量是守恒的,只要充分利用,就不會發(fā)生能源危機(jī)
C. 常溫下的超導(dǎo)體可以制成發(fā)熱材料,提高發(fā)熱效率
D. 在只有一臺電話的空房間內(nèi),不接打電話時,房間內(nèi)就不存在電磁波
【答案】A
【解析】
【詳解】A.太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,氫核的聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核()結(jié)合成1個氦核(),故A正確;
B.能量盡管是守恒的,但不同形式的能量在可利用的品質(zhì)上是不同的,有的能量便于利用,有的能量不便于利用,能量的利用過程使得能量從便于利用的形式變?yōu)殡y以利用的形式,因此自然界中能量的轉(zhuǎn)化具有方向性,不可逆性,所以會出現(xiàn)能源危機(jī),故B錯誤;
C.超導(dǎo)體本身電阻為零沒有熱效應(yīng),另外超導(dǎo)體需要低溫條件,別說常溫,就是溫度上升到臨界溫度,都會變?yōu)榉浅瑢?dǎo)體,故C錯誤;
D.電磁波是由時斷時續(xù)變化的電流產(chǎn)生的,通常意義上所指有電磁輻射特性的電磁波是指無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線。我們的地球充滿了電磁波,所以在只有一臺電話的空房間內(nèi),即使不接打電話時,房間內(nèi)也存在電磁波,故D錯誤。
8. 下列說法正確的是( )
A. 電荷移動的方向就是電流的方向
B. 道路兩旁的路燈總是晚上同時亮,早上同時滅,它們是串聯(lián)的
C. 一輕質(zhì)小球與絲綢摩擦過的玻璃棒相互吸引,說明小球帶負(fù)電
D. 教室里同時工作的日光燈越多,電路中的總電阻越小
【答案】D
【解析】
【詳解】A.正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流方向,故A錯誤;
B.街道的照明燈同時亮,同時滅,但如果一只損壞其余的還可以繼續(xù)工作,因此是并聯(lián)的,故B錯誤;
C.帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì),一輕質(zhì)小球與絲綢摩擦過的玻璃棒相互吸引,可能是小球帶負(fù)電,也可能是不帶電,故C錯誤;
D.教室內(nèi)的電燈是并聯(lián)的,在并聯(lián)電路中,并聯(lián)的電阻越多,則總電阻越小,故D正確。
故選D。
9. 對于歐姆定律導(dǎo)出公式下列說法中正確的是( )
A. 導(dǎo)體電阻與電壓成正比
B. 導(dǎo)體電阻與電流成反比
C. 當(dāng)電壓為零時,電阻也為零
D. 電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電壓和電流無關(guān)
【答案】D
【解析】
【詳解】電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電流電壓無關(guān),即電阻與電壓、電流無比例關(guān)系,不受電流、電壓的影響,故ABC錯誤,D正確。
故選D。
10. 如圖,在注射疫苗時,學(xué)生只需刷身份證就可以提取個人信息。將身份證靠近機(jī)器,機(jī)器感應(yīng)電路中就會產(chǎn)生電流,從而識別學(xué)生身份。選項(xiàng)圖中與這一原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】由題意可知,刷身份證時會產(chǎn)生感應(yīng)電流,即由磁產(chǎn)生電,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以其工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A.圖示為奧斯特實(shí)驗(yàn),說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場,故A不符合題意;
B.圖中有電源,為電動機(jī)的工作原理,說明通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動,故B不符合題意;
C.圖示的實(shí)驗(yàn)是探究影響電磁鐵磁性大小的實(shí)驗(yàn),其原理是電流的磁效應(yīng),故C不符合題意;
D.圖中沒有電源,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故D符合題意。
故選D。
11. 小黃為養(yǎng)雞場設(shè)計報警電路,養(yǎng)雞場的前、后門分別裝有開關(guān)、,動物闖入時開關(guān)會自動閉合。要求:只要動物闖入任意一個門,電鈴都能響起報警。下列電路圖符合設(shè)計要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.由題意可知,只要動物闖入任意一個門,電鈴都能響起報警,說明兩個開關(guān)并聯(lián),故A符合題意;
B.由圖知,兩開關(guān)串聯(lián),只有當(dāng)兩個門同時有動物闖進(jìn)時,電鈴才會響起報警,故B不符合題意;
C.當(dāng)有動物從前門闖進(jìn)時,電鈴響起報警,當(dāng)有動物從后門闖進(jìn)時,電鈴被短路,故C不符合題意;
D.當(dāng)有動物從后門闖進(jìn)時,電路形成了斷路,電鈴不響,當(dāng)有動物從前門闖進(jìn)時,電鈴才會響起報警,故D不符合題意。
故選A。
12. 如圖所示的家庭電路左側(cè)為入戶線。閉合開關(guān)和,燈發(fā)光,燈不發(fā)光;用試電筆分別接觸插座的左、右孔,氖管均發(fā)光。若電路中只有一處故障,下列說法中正確的是( )

A. 試電筆檢測e點(diǎn)氖管發(fā)光B. ab間短路
C. de間斷路D. 試電筆檢測c點(diǎn)氖管不亮
【答案】C
【解析】
【詳解】閉合開關(guān)和,燈發(fā)光,這說明燈所在的支路是通路;燈不發(fā)光,這說明燈所在的電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象;用試電筆分別接觸插座的左、右孔,氖管均發(fā)光,這說明插座的左孔與火線之間是接通的,即左孔通過燈泡與火線相連,所以故障是de間斷路;c點(diǎn)與火線相連,用試電筆檢測c點(diǎn),氖管發(fā)光;e點(diǎn)接在零線上,所以氖管不發(fā)光;ab間通路。故ABD錯誤,C正確。
故選C。
13. 如圖所示是電阻甲和乙的圖像。下列說法正確的是( )
A. 電阻乙為定值電阻
B. 當(dāng)電阻甲兩端電壓為時,R甲=
C. 只將電阻甲和乙串聯(lián),若電路電流為,則電路總電壓為
D. 只將電阻甲和乙并聯(lián),若電源電壓為,電路總電流為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.由圖可知,電阻乙的I-U圖像是一條曲線,所以乙的阻值不是一個定值,即電阻乙不是定值電阻,故A錯誤;
B.由圖可知,當(dāng)電阻甲兩端電壓為2V時,通過甲的電流為0.4A,則甲的電阻為
故B正確;
C.只將電阻甲和乙串聯(lián),若電路電流為0.2A,則甲兩端的電壓為1V,乙兩端的電壓為2V,串聯(lián)電路總電壓等于各用電器電壓之和,所以總電壓為3V,故C正確;
D.只將電阻甲和乙并聯(lián),若電源電壓為2V,根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)和圖像信息可知,通過甲的電流為0.4A,通過乙的電流為0.2A,并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和,即電路總電流為0.6A,故D錯誤。
故選BC。
14. 如圖所示,把標(biāo)有“”的電阻與最大阻值為的滑動變阻器R連接在電壓恒為的電源兩端.閉合開關(guān)S,電壓表所用量程為,電流表所用量程為,在不損壞電路元件的前提下,下列說法正確的是( )
A. 電路中允許流過的最大電流為B. 電阻的額定電壓
C. 電路消耗總功率的范圍為D. 滑動變阻器的可調(diào)范圍為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.由可得,的額定電流為
而電流表的量程為,所以電路中的最大電流,故A錯誤;
B.的額定電壓
故B正確;
C.當(dāng)電路中的電流最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,電功率最大,則
當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時,由歐姆定律可知,電路的總電流最小,最小電流的為
滑動變阻器的兩端電壓
而小于電壓表所用的路程中的最大測量值,電路安全,所以電路消耗的最小功率為
所以電路消耗總功率的范圍為,故C錯誤;
D.滑動變阻器接入電路的最小阻值
而依題意知,滑動變阻器最大阻值為,所以滑動變阻器的可調(diào)范圍為,故D正確。
故選BD。
三、作圖題(共2題,每題2分,共4分)
15. 如圖所示,閉合開關(guān)后,條形磁體向左偏.請?jiān)诶ㄌ杻?nèi)標(biāo)出;通電螺線管左側(cè)的磁極及電源的左側(cè)電極符號。
【答案】
【解析】
【詳解】通過細(xì)線懸掛起來的條形磁體向左偏,說明條形磁體N極與通電螺線管右端相互吸引,故通電螺線管右端為S極,左端為N極。根據(jù)安培定則可以判定,通電螺線管正面導(dǎo)線的電流方向是向上的,故電源左邊為負(fù)極,右邊是正極。答案如下:
16. 如圖所示:請用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖中的開關(guān)、電燈(開關(guān)單獨(dú)控制電燈)和三孔插座接入家庭電路中。
【答案】
【解析】
【詳解】首先辨別上面三根線地線、火線、零線。燈泡接法:火線進(jìn)入開關(guān),再進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn),零線直接接入燈泡的螺旋套,這樣在斷開開關(guān)能切斷火線,接觸燈泡不會發(fā)生觸電事故。既能控制燈泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地線;左孔接零線;右孔接火線。
四、實(shí)驗(yàn)題(共3小題,17題4分,18題6分19題9分,共19分。)
17. 如圖是“探究水和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)記錄如表。
(1)實(shí)驗(yàn)中除了圖中所示器材外需要補(bǔ)充的器材是__________;
(2)實(shí)驗(yàn)中利用相同規(guī)格的電加熱器給水和煤油加熱,需要控制水和煤油的__________相等;
(3)本實(shí)驗(yàn)是通過比較__________來反映水和煤油吸熱能力的強(qiáng)弱。分析數(shù)據(jù)可知__________(填“水”或“煤油”)的吸熱能力較強(qiáng)。
【答案】(1)停表 (2)質(zhì)量
(3) ①. 溫度的變化 ②. 水
【解析】
【小問1詳解】
實(shí)驗(yàn)中需要測量溫度和時間長短,除了圖中所示器材外需要補(bǔ)充的器材是停表。
【小問2詳解】
物體吸收熱量的多少與質(zhì)量有關(guān),根據(jù)控制變量法,需要控制水和煤油的質(zhì)量相等。
【小問3詳解】
[1][2]本實(shí)驗(yàn)中,相同的加熱時間,即吸收相同的熱量,水的溫度上升較少,溫度變化小,表明水的吸熱能力強(qiáng),故是通過比較溫度的變化來反映水和煤油吸熱能力的強(qiáng)弱。
18. 小芳利用圖甲所設(shè)計的電路圖,探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材:電源(電壓恒為4.5V)、電流表、電壓表各一個,一個開關(guān),若干定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),兩個滑動變阻器、,導(dǎo)線若干。
(1)小芳正準(zhǔn)備閉合開關(guān),突然發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是:______;
(2)小芳在探究“電流與電壓的關(guān)系”時,用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由這些數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的圖像,由圖像可得結(jié)論:______。如果想讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性,你認(rèn)為可以怎么做?______;
(3)小芳在探究“電流與電阻的關(guān)系”時,用5Ω的電阻,電壓調(diào)為2V完成第一次實(shí)驗(yàn),如果直接換上10Ω的電阻,需要將滑片向______(選填“左”或“右”)移動才能夠完成實(shí)驗(yàn);如果要讓這5個電阻都能夠完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選用的滑動變阻器是______;
(4)小芳找來一個小燈泡將定值電阻更換,測得數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)小燈泡通過的電流與小燈泡兩端電壓關(guān)系如圖丁所示,請問圖像不是一條直線的原因是______。
【答案】 ①. 電流表使用前沒有調(diào)零 ②. 電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 ③. 換用不同的定值電阻多次實(shí)驗(yàn) ④. 右 ⑤. ⑥. 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大
【解析】
【詳解】(1)[1]小芳正準(zhǔn)備閉合開關(guān),突然發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,即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(diào)零
(2)[2]由圖丙可知,電流隨電壓的變化圖象為一過原點(diǎn)的直線,故可得結(jié)論:當(dāng)電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
[3]為了讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性,應(yīng)換用不同的定值電阻多次實(shí)驗(yàn)。
(3)[4]實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動變阻器滑片向右移動才能夠完成實(shí)驗(yàn)。
[5]實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值最大為30Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器分得的電壓
滑動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(dāng)接入30Ω電阻時,滑動變阻器連入電路中的電阻為
故選R1(50Ω 2A)。
(4)[6]由圖丁可知,當(dāng)燈泡兩端電壓增大,通過燈泡的電流也增大,根據(jù)P=UI可知,燈泡功率變大,溫度升高,燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,故小燈泡通過的電流與小燈泡兩端電壓關(guān)系圖像不是一條直線。
19. 小明和他的實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的電路測未知電阻的阻值,電源電壓不變。
(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理__________;
(2)小明檢查電路時發(fā)現(xiàn)有一處導(dǎo)線連接錯誤,請你在甲圖中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”,用筆畫線代替導(dǎo)線正確連接電路(注意導(dǎo)線不要交叉)__________;
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表指針超過量程,電路中出現(xiàn)的故障是__________;
(4)閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到某處時,電壓表的示數(shù)為,電流表的示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為__________A,被測電阻R的阻值為__________;
(5)小明在測量未知電阻的阻值實(shí)驗(yàn)過程中電壓表已損壞,老師從實(shí)驗(yàn)室拿來一只最大阻值為的滑動變阻器,并設(shè)計了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路,按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片位于最左端a,讀出電流表的示數(shù)為;
②閉合開關(guān)S,__________,讀出電流表的示數(shù)為;
③未知電阻的阻值:=__________(用字母表示);
(6)通過小明的實(shí)驗(yàn),大家熱烈討論,紛紛設(shè)計了單表測電阻的電路圖(電流表和電壓表均能正常使用,為已知阻值的定值電阻),如圖所示方案中不能測出阻值的電路是__________。
A. B.
C D.
【答案】(1)
(2) (3)電阻R斷路
(4) ①. 0.3 ②. 10
(5) ①. 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至最右端時 ②.
(6)D
【解析】
【小問1詳解】
在測未知電阻的阻值實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測電阻兩端的電壓,用電流表測通過電阻的電流,利用求出電阻阻值,故該實(shí)驗(yàn)原理為。
【小問2詳解】
由圖甲可知,電流表并聯(lián)在電路中,電壓表串聯(lián)在電路中,因此是錯誤的。電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測電阻的兩端,電流表串聯(lián)在電路中,如圖所示:
【小問3詳解】
正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),說明電路中某處斷路;電壓表指針超過量程,電壓表有示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的那部分?jǐn)嗦罚噪娐分谐霈F(xiàn)的故障是電阻R斷路。
【小問4詳解】
[1]由電路圖可知,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.30A。
[2]根據(jù)歐姆定律表達(dá)式變形式可得,被測電阻R的阻值為
【小問5詳解】
[1][2]丙圖中,第一次將滑動變阻器移至最左端,此時電路為定值電阻的簡單電路,根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為
……①
故接下來步驟②為:閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至最右端時,讀出電流表的示數(shù)為I2;此時電路為定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓可表示為
……②
聯(lián)立以上兩式,解得未知電阻的阻值為
【小問6詳解】
A.開關(guān)S閉合時,R0短路,電壓表測量電源電壓;開關(guān)S斷開時,電壓表測量Rx兩端的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,可求出R0兩端的電壓,根據(jù)求出通過R0的電流;根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過Rx電流等于通過定值電阻電流,根據(jù)可求出Rx電阻;故A不符合題意;
B.由電路圖可知,當(dāng)S斷開時,電路為R0的簡單電路,電流表測通過R0的電流,根據(jù)歐姆定律可求電源的電壓;當(dāng)開關(guān)S閉合時R0、Rx并聯(lián),電流表測電路的總電流,R0的兩端電壓始終為電源電壓保持不變,由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可求得通過Rx的電流,并且Rx兩端電壓等于電源電壓,所以可以根據(jù)可求出Rx阻值;故B不符合題意;
C.由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電路為Rx的簡單電路,電流表測電路中的電流,假設(shè)此時示數(shù)為I1,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓為
U=I1Rx……①
當(dāng)開關(guān)S斷開時,兩電阻串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,假設(shè)此時示數(shù)為I2,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓為
U=I2Rx+ I2R0……②
由①②式子可以求出Rx阻值;故C不符合題意;
D.開關(guān)S閉合時,Rx短路,電壓表測量電源電壓;開關(guān)S斷開時,電壓表還是測量電源電壓,所以無法得到電路中電流,所以不能計算出Rx的值,故D符合題意。
故選D。
五、計算題(本大題共2小題,20題8分,21題9分,共17分)
20. 地鐵可以緩解城市公交運(yùn)輸壓力,某學(xué)習(xí)綜合實(shí)踐活動小組同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運(yùn)行區(qū)間內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
(1)甲、乙兩地鐵站相距,地鐵運(yùn)行需要多長時間?
(2)公交汽車以平均速度行駛時,每千米消耗燃油,則行駛路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量?
(3)公交汽車以平均速度行駛時的效率是多少?
【答案】(1);
(2)
(3)25%
【解析】
【小問1詳解】
(1)地鐵運(yùn)行需要的時間
【小問2詳解】
公交汽車行駛1800m路程所消耗的燃油質(zhì)量為
所消耗的燃油完全燃燒放出的熱量
【小問3詳解】
公交汽車以平均速度行駛時的效率是
21. 如圖甲是某自動控溫電熱水器的電路圖,其中控制電路電壓恒為6V,R1為熱敏電阻,置于水箱中產(chǎn)生的熱量對水箱中水溫的影響忽略不計,R1阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示,R2為可調(diào)電阻,用來設(shè)定電熱水器的水溫;R3、R4為純電熱絲,均置于水箱中,R3=22Ω;電磁鐵線圈電阻忽略不計,當(dāng)電磁鐵電流達(dá)到0.2A時,繼電器銜鐵被吸下來;工作過程中,電源電壓均保持不變。
(1)加熱時電熱絲R3的功率為多少?如果電熱水器儲有60kg的水,電路處于加熱狀態(tài),正常工作1小時,產(chǎn)生的熱量80%被水吸收,則水溫升高了多少℃?[,結(jié)果保留1位小數(shù)]
(2)如果將電熱水器水溫設(shè)為60℃,R2的阻值應(yīng)該調(diào)至多少Ω?
(3)為了使恒溫箱內(nèi)設(shè)定的溫度降低一些,請你想出一種辦法?
【答案】(1)2200W,25.1℃;(2)20Ω;(3)減小滑動變阻器連入的電阻值
【解析】
【詳解】解:(1)分析甲圖知道,當(dāng)銜鐵與上方觸點(diǎn)接通時,電路中只有R3工作,為加熱狀態(tài);當(dāng)銜鐵與下方觸點(diǎn)接通時,電路中R3與R4串聯(lián),一起工作,為保溫狀態(tài);加熱時電熱絲R3的功率為
電路處于加熱狀態(tài),正常工作1小時,消耗的電能
產(chǎn)生的熱量80%被水吸收,即
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt可知水升高的溫度為
(2)如果將熱水器中的水溫設(shè)置為60℃,此時控制電路中的電流剛好為0.2A,由可知,此時控制電路的總電阻為
由圖像知道,60℃時R1的阻值為10Ω,則R2的阻值為
(3)由圖乙知道,要降低恒溫箱設(shè)定溫度,就要增大熱敏電阻的阻值;但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為0.2A,根據(jù)歐姆定律可知,應(yīng)減小滑動變阻器連入的電阻值或增大電源電壓。
答:(1)加熱時電熱絲R3的功率為2200W,水溫升高了25.1℃;
(2)R2的阻值應(yīng)該調(diào)至20Ω;
(3)減小滑動變阻器連入的電阻值或增大電源電壓。物質(zhì)
初溫/
加熱時間/
末溫/

20
4
30
煤油
20
4
40
××型號地鐵機(jī)車
地鐵電力機(jī)車功率
平均速度
牽引力
額定載客量500人
××型號公交汽車
燃油熱值
平均速度
牽引力
額定載客量40人

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