重庆市北碚区西南大学附中2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(12月份)(三)
2024-08-19
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内容正文:
2023-2024学年重庆市北碚区西南大学附中九年级(上)月考物理试卷(12月份)(三)
一、单选题:本大题共22小题,共44分。
1.在国际单位制中,电功的基本单位是( )
A. V B. A C. J D. W
2.下列数据中最符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压为 B. 家用空调的额定功率约为10W
C. 电风扇正常工作的电流为5A D. 对人体的安全电压为不高于220V
3.如图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A. 扫地机器人 B. 电饭锅
C. 电视机 D. 电风扇
4.关于静电现象,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷
B. 用细线悬挂两个轻质小球,若相互吸引,则两小球可能带异种电荷
C. 运汽油的油罐车后常拖一根接地的铁链,这是为了好看
D. 橡胶棒能够摩擦起电,说明橡胶棒是导体
5.某定值电阻两端电压为3V时,通过它的电流为1A;则该电阻两端电压变为6V时,通过它的电流变为( )
A. B. 2A C. 1A D. 无法确定
6.学了电阻的串并联后,小涵归纳了如下结论,正确的是( )
A. 串联电路的总电阻比每个分电阻都小
B. 并联电路的总电阻比每条支路的电阻都小
C. 两个阻值均为R的电阻并联后的等效电阻为2R
D. 串联电路中的任何一个电阻变大,总电阻都会变小
7.用电流表测灯的电流,用电压表测灯两端电压,图中电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,用毛皮分别摩擦塑料管和塑料丝后,把塑料丝抛向空中,然后让塑料管从其下方靠近它,可以让塑料丝悬浮在空中不掉下来,下列说法正确的是( )
A. 塑料管和塑料丝之间相互吸引
B. 若摩擦后的塑料丝带负电,则毛皮在摩擦时失去电子
C. 摩擦后的塑料管和塑料丝带上了异种电荷
D. 塑料丝蓬松散开是因为异种电荷相互吸引
9.如图所示,开关S闭合后,两个电学元件并联的电路图是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列选项对图像信息判断正确的是( )
A. 乙电阻的阻值随电流的升高逐渐变小
B. 当乙两端的电压为时,其阻值为
C. 甲是一个定值电阻,阻值为
D. 将甲和乙并联在电压为1V的电源两端,则干路电流为
11.如图所示的电路,闭合开关,电路正常工作,电流表、对应的示数为、,电压表、对应的示数为、,下列说法正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
12.如图所示,把同种材料制成的长度相同、粗细不同的电阻丝A、B并联接入电路中,它们的电流、电阻及两端的电压关系正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
13.在如图所示的电路中,,,闭合开关,下列说法正确的是( )
A. 和两端的电压之比为5:2
B. 相同时间内,和消耗的电功率之比为2:5
C. 电流表和的示数之比为5:2
D. 相同时间内,和整个电路消耗的电能之比为2:7
14.小乔同学设计了一个灯泡亮度可以调节的电路,如图所示,为了使滑动变阻器的滑片P从C向D移动的过程中,灯泡的亮度逐渐变暗,正确的连接方式是( )
A. M接A,N接D
B. M接D,N接B
C. M接A,N接B
D. M接C,N接B
15.如图所示,灯泡和电阻串联后接在电压为U的电路中,已知电阻的阻值为R,通过电路的电流为I,则灯泡在t时间内消耗的电能是( )
A. UIt B. C. D.
16.试卷保密至关重要,为此,小肖同学设计了一套保密方案:要想打开保密室大门,需要考务主任用钥匙闭合开关,或者两名副考务主任同时使用钥匙闭合开关、,电动机才能工作拉开大门。图中的电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
17.把标有“4V,8W”的灯泡和“2V,2W”的灯泡串联后接在电源两端,有一只灯泡正常发光,另一只没有达到其额定功率,若灯丝电阻不变,下列说法正确的是( )
A. 串联后甲灯泡较亮 B. 电路中的电流为2A
C. 两灯泡的总功率为10W D. 电源电压为4V
18.如图所示,、是两段电阻丝,将它们按下列两种方式先后接入同一电源的两端。当它们串联时,在1s内,电阻丝产生的热量是64J,产生的热量为;它们并联时,电阻丝的功率为81W,在1s内产生的热量为,则:为( )
A. 81:64 B. 1:9 C. 1:81 D. 8:9
19.如图所示,电源电压保持不变,甲、乙是最常见的电流表或电压表,当开关S闭合时两灯均发光,甲表指针偏转到表盘的三分之一处,乙表指针偏转到表盘的三分之二处;现把开关S断开,将甲、乙均换成另一种电表,若灯丝电阻不变,则甲、乙两表的示数之比为( )
A. 2:5
B. 3:2
C. 5:3
D. 3:5
20.如图甲所示的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数随滑动变阻器连入电路的阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 滑片向右滑动时,电压表与电流表的示数之比不变
B. 定值电阻与滑动变阻器的最大阻值之比为4:1
C. 电源电压为6V
D. 电路消耗的最大功率为
21.如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程为,电压表量程为,小灯泡L的规格为“5V,”,滑动变阻器R的规格为“,1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在移动滑片P的过程中,若灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变化范围是
B. 电路总功率最大值和最小值相差
C. 小灯泡的最大功率与最小功率之比为25:9
D. 滑动变阻器R的阻值变化范围为
22.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片置于滑动变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,此后100s内定值电阻产生的热量为200J。下列结果正确的是( )
A. 电路中的最大电流为3A B. 的阻值为
C. 滑动变阻器R的最大阻值为 D. 先后两次消耗的电功率之比4:3
二、填空题:本大题共4小题,共12分。
23.英国物理学家______,在电学、磁学、热学等方面都作出了突出贡献,为了纪念他,人们用他的名字命名为“能量”和“功”的单位;一个电阻两端的电压为3 V时,通过它的电流为,则该电阻的阻值为______。
24.如图所示,图甲中电流表的读数是______ A;图乙所示的电压表读数是______ V。
25.如图所示,小龚家电能表读数是______;小龚让额定电压为220V的电热水器单独正常工作,经过,电能表的表盘转了100转,则该热水器的消耗的电能是______ J,额定功率是______ W;在用电高峰期间,他发现只让此电热水器单独工作40s,电能表转盘转了27转,则此时他家的实际电压为______ V。电热水器电阻不变
26.灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示,L和R的图像分别如图乙所示,闭合开关S,灯L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,则电源电压为______ V;流过定值电阻的电流为______ A;电路中的总功率为______ W;若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,使滑动变阻器的功率为灯泡功率3倍时,灯泡的功率为;继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,灯泡的功率为,则:______。
三、实验探究题:本大题共3小题,共22分。
27.如图所示,是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图:
我们通过观察U形管液面高度差来比较电流通过导体产生热量的多少,在这里运用的实验方法是______。
进行实验时,观察到在相同的时间内,与乙容器相连的U形管液面高度差比与甲容器相连的U形管液面高度差大,这说明:其他条件相同时,______越大选填“电阻”或“电流”或“通电时间”,电流通过导体产生的热量越多;和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为:______。
通过比较与______选填“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”两个容器相连的U形管液面高度差可以探究电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系。
电阻的作用是使电阻和中的电流______选填“相等”或“不相等”。为了使与乙、丙容器相连的U形管内液面高度差的差异更大,选用______选填“5”或“10”的电阻更好。
28.小丽同学做了“探究电流与电阻的关系”实验,实验器材有:电阻箱、滑动变阻器、电流表、电压表、学生电源可调电压、开关、导线若干。
连接电路时,开关应该______;
连好电路后,将电阻箱调至某一阻值R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值U,记录电流表的示数和电阻箱的______选填“阻值”或“两端的电压”;
改变电阻箱的阻值,闭合开关后发现电压表示数大于U,应将滑动变阻器的滑片向______填“左”或“右”移动,当观察到电压表示数为U时,记录电流表示数;
再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数都不能达到中的要求。出现上述情况的原因可能是滑动变阻器的最大阻值太______选填“大”或“小”;经分析发现只需将电源电压适当调______选填“高”或“低”即可;
重复步骤多次实验,根据所得数据画出电流随电阻变化的图像如图乙所示,你认为该小组实验时的______ V;
进一步研究发现由图线上的任意一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可得出的实验结论是:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;
实验结束后,小组间交流时,发现邻组在相同的坐标系中画出的图像如图丙所示,你认为两小组的图像不同的原因是______。
29.小林用如图甲所示的电路来测量小灯泡正常发光时的电阻,已知电源电压保持3V恒定不变,小灯泡的额定电压为。
在甲图中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最______端选填“左”或“右”;
连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,若电路中只有一处故障,小林猜想可能的原因是:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她观察发现电流表示数为零,电压表有示数,则猜想______是正确的选填“①”、“②”或“③”;
排除故障后,小林从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,直至小灯泡正常发光,得到小灯泡图像如图乙所示,随着温度的升高,灯丝电阻______选填“变小”、“不变”或“变大”,且小灯泡正常发光时的电阻为______保留一位小数;
小林选用的滑动变阻器的规格是下列的______选填字母;
A.“,2A”
B.“,2A”
C.“,2A”
D.“,2A”
小林利用实验得到的小灯泡正常发光时的电阻,根据算出了小灯泡实际电压为2V时的实际功率,又用实验测出了小灯泡实际电压为2V时的实际功率,则______;选填“>”、“<”或“=”
完成实验后,小林又设计了如图丙所示电路,不使用电压表也测出了小灯泡正常发光时的电阻。实验方案如下:电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为
①按图丙电路图连接电路;
②只闭合开关,移动的滑片,使电流表的示数为I,小灯泡正常发光;
③只闭合开关,保持的滑片位置不动,移动的滑片使电流表的示数仍为I;
④保持______选填“”或“”滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为;
⑤小灯泡正常发光时的电阻的表达式为______。用题中提供的物理量符号表示
四、计算题:本大题共3小题,共22分。
30.如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻,开关S闭合后,发现电压表示数为2V,求:
此时通过电阻的电流;
移动滑片P,当电流表示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
31.在测量小灯泡额定功率的实验中,如图甲所示是小兵连接的电路。乙图中图线a是调节滑动变阻器R的过程中电压表与电流表示数间的关系图线,图线b是某个定值电阻的图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为。求:
当电流表示数为时,滑动变阻器R接入电路的阻值;
小灯泡L的额定功率;
若将R替换成,求该电路80s消耗的电能。
32.如图所示是一款养生壶的等效电路结构图。它有着高温消毒、中温加热和低温挡保温的功能。S、闭合,通过控制的通断,可以使养生壶处于高温挡或中温挡。S闭合,、均断开时,电器处于低温挡,移动滑片,可以调节低温挡的发热功率。已知养生壶额定电压为220V,中温挡的额定功率为1100W,,最大阻值为。只有和为发热电阻丝,不发热!求:
电阻丝的阻值大小;
养生壶在高温挡正常工作5分钟,发热电阻丝产生的热量;
某天深夜用电低谷时此养生壶高温挡工作5分钟消耗度电;若此时换为低温挡,求发热功率的变化范围结果保留整数。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:在国际单位制中,
A、伏特是电压的单位,故A不符合题意;
B、安培是电流的主单位,故B不符合题意;
C、焦耳是功和能量的主单位,电功属于功的一种,单位也是焦耳,故C符合题意;
D、瓦特是功率的单位,故D不符合题意。
故选:C。
根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,是一道基础题。
2.【答案】A
【解析】解:A、一节新干电池的电压为,故A正确;
B、家用空调的额定功率约为1000W,故B错误;
C、电风扇正常工作的电流为,故C错误;
D、对人体的安全电压为不高于36V,故D错误。
故选:A。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的数据,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
不同物理量的估测,有的需要生活经验、有的需要换算单位、有的需要简单计算,最后判断哪个选项符合实际。
3.【答案】B
【解析】解:
A、扫地机器人工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故A错误;
B、电饭锅工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故B正确;
C、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能,不是利用了电流的热效应,故C错误;
D、电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故D错误。
故选:B。
电流通过导体时电能转化成内能,把这种现象叫做电流热效应。据此分析选择。
本题考查了电流的热效应的应用,分析时注意看是否把电能主要转化为内能。
4.【答案】B
【解析】解:A、摩擦起电的实质并不是创造了电荷,只是发生了电荷的转移,使正、负电荷分开,故A错误;
B、用细线悬挂两个轻质小球,若相互吸引,则两小球可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,故B正确;
C、在运输过程中油与罐体之间摩擦会带电,所以要借助于铁链把产生的静电导走,防止静电带来危害,故C错误;
D、橡胶棒虽然能带上电荷,但橡胶棒不容易导电,是绝缘体,故D错误。
故选:B。
摩擦起电的实质是电子的转移。得到电子带负电,失去电子带正电;
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质;
油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走;
容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体。
此题考查了生活中的静电现象、摩擦起电的实质、两种电荷的相互作用、导体与绝缘体,是电学基础知识的考查,难度不大。
5.【答案】B
【解析】解:由可得,导体的电阻:
,
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端电压变为6V时,电阻仍为不变;
当导体两端电压变为6V时,通过它的电流:
。故B正确,ACD错误。
故选:B。
知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出两端电压变为6V时时通过的电流。
本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。
6.【答案】B
【解析】解:
AD、由电阻串联的知识可知,串联电路的总电阻比每个分电阻都大,这是因为电阻串联后相当于增加了导体的长度;串联电路的任何一个分电阻变大时,由公式可知总电阻也会变大,故AD错误;
BC、由电阻并联的知识可知,并联电路的总电阻比每条支路的电阻都小,这是因为电阻并联相当于增加了导体的横截面积;两个阻值均为R的电阻并联后相当于横截面积变为原来的2倍,等效电阻为,故B正确、C错误。
故选:B。
影响电阻大小的因素有导体的长度、横截面积、材料和温度;在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大;在其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
解答本题要明确:电阻串联相当于增加了电阻的长度,所以电阻变大;电阻并联相当于增大了电阻的横截面积,所以电阻会变小。
7.【答案】C
【解析】解:
A、、串联,电流表测通过灯的电流,也测通过的电流,但电压表测的是电源电压,电压表没有测灯两端的电压,故A不符合要求;
B、、串联,电流表测通过灯的电流,也测通过的电流,但电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,即电流表的使用方法错误,故B不符合要求;
C、、串联,电流表测通过灯的电流,也测通过的电流,电压表并联在两端,电压表测灯两端的电压,且电表的正负接线柱正确,故C符合要求;
D、、串联,电流表测通过灯的电流,也测通过的电流,电压表并联在两端,电压表测灯两端的电压,电流表的正负接线柱错误,故D不合题意。
故选:C。
电流表的正确使用方法是:与被测用电器串联;电流必须从电流表的正极流入,负极流出;所测量的电流不能超过电流表的量程;绝对不允许不经过用电器把电流表直接接在电源两极上;
电压表的正确使用方法是:把它并联在用电器两端;必须让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出正接线柱与正极相连,负接线柱与负极相连;被测电压不能超过电压表所选的量程,否则会烧坏电压表。
本题考查了电压表和电流表的使用。关键要看电压表与哪个电灯并联,即测哪个电灯两端的电压。
8.【答案】B
【解析】解:AC、将塑料丝抛在塑料管上方,塑料丝就会像章鱼一样,悬在空中,这是因为塑料丝和塑料管因带了同种电荷而互相排斥,故AC错误;
B、若摩擦后的塑料丝带负电,说明塑料丝得电子,则毛皮在摩擦时失去电子,故B正确;
D、毛皮和塑料丝摩擦后,塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状,故D错误。
故选:B。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
物体由于地球吸引而受到的力叫重力。
本题考查了电荷间的相互作用规律,难度不大,要掌握。
9.【答案】A
【解析】解:A、电阻和灯泡首尾相连,是串联,故A不符合题意。
B、当开关闭合时,灯泡短路,故B不符合题意。
C、当开关闭合时,灯泡和电阻首尾相连,是并联电路,故C符合题意。
D、当开关闭合后,电灯和电阻首尾相连,是串联电路,故D不符合题意。
故选:A。
串联电路是各用电器首尾相连;
并联电路是各用电器首首相连,尾尾相连。
本题考查了串联电路的连接,是基础题目。
10.【答案】D
【解析】解:由图像可知,当乙两端的电压为1V、时对应的电流为、,由可得,对应的电阻为:、,所以,乙电阻的阻值随电流的升高逐渐变大,故AB错误;
C.由图可得,甲电阻是一个定值电阻,甲两端的电压为时,电流为,其阻值为,故C错误;
D.将甲和乙并联,若电源电压为1V,由图可得,此时通过甲的电流为,通过乙的电流为,由并联电路电流规律可得,此时电路总电流为,故D正确。
故选:D。
根据图像读出乙两端电压为1V、时通过的电流,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后比较即可判断;
根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,根据图像读出一组数据,根据欧姆定律求出甲的阻值;
并联电路各支路两端的电压相等,根据图像可知甲、乙两端的电压为1V时通过它们的电流,根据并联电路的电流规律可知干路中的电流大小。
本题考查并联电路的电流、电压特点以及欧姆定律公式的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
11.【答案】C
【解析】解:由电路可知,电流的路径只有一条,与串联,两电流表均测串联电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,则;
电压表测量两端电压,测量电源电压,因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,则。
故选:C。
电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于开路,据此简化电路可知,与串联,两电流表均测串联电路中的电流,电压表测量两端电压,测量电源电压;根据串联电路的电流、电压规律确定、及、的关系。
本题考查了串联电路的电压、电流特点的应用,是一道较为常见的应用题。
12.【答案】B
【解析】解:根据图示可知:导体A、B并联在电路中,根据并联电路中,各支路两端的电压相等可知,导体A和B两端的电压相等,即,故A错误;
因为A、B两导体由同种材料制成,长度相同,但A导体比B导体细,所以,故D错误。
根据欧姆定律可知,U一定,I和R成反比,即,故B正确,C错误。
故选:B。
并联电路中电压的特点:并联电路中,各支路两端电压相等;
影响电阻大小的因素:电阻的大小只与导题的材料、长度、横截面积和温度有关;
根据欧姆定律判断通过各支路电流的大小关系。
本题主要考查学生对并联电路电压的特点、影响电阻的因素以及欧姆定律的了解和掌握,是一道中档题。
13.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,电阻和并联,电流表测量通过和电流,电流表测量通过和电流。
A.由并联电路电压特点可知,和两端的电压均等于电源电压,则和两端的电压之比为1:1,故A错误;
B.由可知,相同时间内,和消耗的电功率之比:,故B错误;
C.由欧姆定律可知,电流表和的示数之比:,故C正确;
D.由可知,相同时间内,和整个电路消耗的电能之比:,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,电阻和并联,电流表测量通过和电流,电流表测量通过和电流。
A.由并联电路电压特点可知,和两端的电压均等于电源电压;
B.由可知,相同时间内,和消耗的电功率之比;
C.由欧姆定律可知,电流表和的示数之比;
D.由可知,相同时间内,和整个电路消耗的电能之比。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,是一道综合题。
14.【答案】A
【解析】解:滑动变阻器的滑片P从C向D移动的过程中,灯泡的亮度逐渐变暗,此时电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变大,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电阻丝接入电路中的长度变大,所以滑动变阻器应该接A接线柱和上方的一个接线柱,故A正确。
故选:A。
滑动变阻器是靠改变接入电路的电阻丝的长度来工作的,一般采用“一上一下”接入电路。当滑片移动时,连入电路的电阻大小发生变化,由欧姆定律可知,将引起电路中电流大小发生变化,从而引起灯泡亮度的变化。
滑动变阻器是电学中最重要、最常用的电学元件,同学们必须掌握它的用法,这是一项基本技能,如何用身边的物品和所学的知识解决实际问题可以提高学生对知识的理解和动手能力。
15.【答案】D
【解析】解:此电路消耗的总电能为:,而得。
电阻R消耗的电能为:欧姆定律的变形公式,推导出来。
将总电能减去电阻R消耗的电能即为灯泡在t时间里消耗的电能:
故选:D。
该题考查的是电能的计算以及串联电路的电流处处相等。需要的公式是,和欧姆定律。
16.【答案】D
【解析】解:由题意可知,要想打开保密室大门,需要考务主任用钥匙闭合开关,或者两名副考务主任同时使用钥匙闭合开关、,这说明、相互影响,是串联的;开关与、互不影响,是并联的,电动机位于干路中,故D正确。
故选:D。
根据题意分析三个开关的连接方式,然后选出正确的电路图。
根据题意得出三个开关连接的方式和闸门的位置是解决本题的关键。
17.【答案】D
【解析】解:由可得,灯泡的额定电流分别为:,灯泡的额定电流分别为:,
由欧姆定律可得,灯泡的电阻分别为:,灯泡的电阻分别为:。
由计算可知的额定电流小于的额定电流,两灯泡串联时,通过两个灯泡的电流是相同的,为保证两灯的安全,故只能使额定电流小的灯泡正常发光,此时电路中的最大电流为,故B错误;
电源的电压:,故D正确;
两灯泡的总功率:,故C错误;
因串联电路通过两灯泡的电流相等,且两灯泡的电阻相等,由知两灯泡的实际功率相等,两灯亮度相同,故A错误。
故选:D。
根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据公式求出两灯泡的额定电流,根据欧姆定律可知两灯泡的电阻;
两灯泡串联时电流相等,正常发光的是额定电流较小的灯泡;根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源的电压;根据求出两灯泡的总功率;两灯泡串联时电流相等,且知道两灯的电阻大小关系,由可知两灯的实际功率大小关系,实际功率大的灯泡越亮。
本题考查了电流、电阻、实际电压、实际功率、总功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道串联电路的电流和电压规律。
18.【答案】C
【解析】解:由可得,两电阻串联时,电阻丝的功率:
,
由有:
①
两电阻并联时,由并联电路中电压规律知,此时的两端电压,
则有:②
①②可得:,
所以两电阻串联时,的两端电压,
在1s内,电阻丝产生的热量,
两电阻并联时,电阻丝产生的热量,
所以:::81。
故选:C。
由求出两电阻串联时的功率,根据表示串联和并联时的功率,从得求得两种电路中的两端电压的关系,从而得到两种电路中的电压关系,再根据计算:的大小。
本题考查考查串联和并联电路的电压规律、电功率以及电热计算公式的应用,关键是得到两种电路状态下电阻的电压关系。
19.【答案】D
【解析】解:根据电路图可知,闭合开关S时,甲、乙均并联在电路中,因此均为电压表,L、串联,甲测量电源电压,乙测量L两端电压;
此时甲表指针偏转到表盘的三分之一处,乙表指针偏转到表盘的三分之二处,可知甲选用大量程,乙选用小量程,
且大量程是小量程示数的5倍,则此时::2;
因串联电路处处电流相等,所以由可得,两灯的阻值之比::::::3;
断开S,L、并联,甲、乙均为电流表,甲测量通过L的电流,乙测量干路电流;
因并联电路两端电压相等,所以由可得,::::2,
因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以::::5,故D正确,ABC错误。
故选:D。
根据电路图可知,根据电压表和电流表的使用可知甲、乙仪表的种类;闭合开关S时,甲、乙均并联在电路中,因此均为电压表,L、串联,甲测量电源电压,乙测量两端电压,此时甲表指针偏转到表盘的三分之一处,乙表指针偏转到表盘的三分之二处,可知甲选用大量程,乙选用小量程,且大量程是小量程示数的5倍,可知两表示数关系,根据串联电路电流规律和欧姆定律可求出L、的阻值之比;断开开关S,甲与L串联,乙串联在干路中,因此甲、乙均为电流表,L、并联,甲测量通过L的电流,乙测量干路电流,根据并联电路特点和欧姆定律可求出两支路电流之比,进一步求出两电流表示数之比。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电表类型的判断和电路连接方式的辨别。
20.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由可知,电压表与电流表的示数之比等于R接入电路中的阻值,当滑片向右滑动的过程中,变阻器R接入电路中的电阻变大,则电压表与电流表的示数之比变大,故A错误;
由图乙可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为时,其两端的电压为3V,
因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压-------①
当滑动变阻器的电阻为时,其两端的电压为4V,
此时电路中的电流,电源电压-------②
由①②可得:,,如图所示,滑动变阻器的最大阻值为,定值电阻与滑动变阻器的最大阻值之比为1:4;故B错误、C正确;
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的电功率最大,则,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,闭合开关S,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据欧姆定律可知电压表与电流表的示数之比等于R接入电路中的阻值,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,然后得出电压表与电流表的示数之比变化;
定值电阻与滑动变阻器的最大阻值之比即为两电阻两端的电压之比;
由图乙可知,当滑动接入电路中的电阻为和时其两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出的阻值和电源的电压;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的电功率最大,根据求出其大小。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式以及电路的动态分析,从图像中获取有用的信息是关键。
21.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
小灯泡正常发光的电流为:
;
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为,R允许通过的最大电流为1A,小灯泡正常发光的电流为,
所以,电路中的最大电流,此时小灯泡两端的电压最大,为5V,电压表的示数最小,变阻器接入电路中的电阻最小,
小灯泡的最大功率:;
电路消耗的最大功率:;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数:,
滑动变阻器接入电路的最小阻值:;
小灯泡的电阻为:
;
当电压表的示数最大为时,
小灯泡两端的最小电压:,
电路中的最小电流:
,
小灯泡的最小功率:;
电路消耗的最小功率:;
此时滑动变阻器接入电路中的电阻:,
所以,电压表的最大示数为3V时,滑动变阻器接入电路的最大阻值为,则
A、电流表的示数变化范围是,故A错误;
B、电路总功率最大值和最小值相差:,故B错误;
C、小灯泡的最大功率与最小功率之比为::9,故C正确;
D、滑动变阻器的阻值变化范围为,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据电路的电流特点结合电流表的量程、R允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,此时小灯泡两端的电压最大,电压表的示数最小,变阻器接入电路中的电阻最小,根据求出R的最大功率和电路的最大功率;根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数,再根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路的最小阻值;
由欧姆定律算出小灯泡的电阻;
当电压表的示数时,根据串联电路的电压特点求出小灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后与滑动变阻器的最大阻值相比较确定出电压表的最大示数、小灯泡两端的最小电压、滑动变阻器R接入电路的最大阻值为以及电路中的最小电流,根据求出小灯泡的最小功率和电路的最小功率,综合上述计算得出对应的答案。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及功率计算公式的应用,正确的确定电路中的最大电流和电路中的最小电流是关键。
22.【答案】B
【解析】解:
ABC、由电路图可知R和串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压;
设滑动变阻器的最大阻值为R,即当滑片置于滑动变阻器的b端时,其阻值为R;
当滑片P置于滑动变阻器的中点时,其阻值为。
由题意可知,当滑片置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为4V,即,
由欧姆定律可得此时电流为:,
当滑片置于滑动变阻器的b端时,其接入电路的阻值变大,根据串联电路的分压原理可知,它两端的电压变大,所以电压表的示数变化了2V,即,
由欧姆定律可得此时电流为:,
则前后两次的电流之比为:::3-----①,
滑片置于滑动变阻器的中点时,由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为:----②,
滑片置于滑动变阻器的b端时,同理可得电源电压为:----③,
因电源电压不变,联立①②③解得即变阻器的最大阻值与的阻值相等;
当滑片置于滑动变阻器的b端时,变阻器的最大电阻和串联,且二者的阻值相等,,
由串联分压的规律可知,此时的电压,
则电源电压,
此时100s内定值电阻产生的热量为200J,
由可得的阻值:,则滑动变阻器R的最大阻值也为,
当滑动变阻器的滑片位于最左端时,此时电路中的电阻最小,电流最大,最大电流,故B正确,AC错误;
D、当滑片P置于滑动变阻器的中点时,消耗的电功率为:,
当滑片P置于滑动变阻器的b端时,消耗的电功率为:,
则先后两次消耗的电功率之比为:,故D错误。
故选:B。
由电路图可知R和串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压;假设滑片置于滑动变阻器的b端时,其最大阻值为R,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,其阻值为。
当滑片置于滑动变阻器的中点时,电压表示数即R两端电压,根据欧姆定律得出此时电流的表达式,再根据串联电路电压的规律写出有关电源电压的表达式;依据此理得出当滑片置于滑动变阻器的b端时,电路中的电流的表达式和电源电压的表达式,求出两种情况下的电流之比,根据电源电压不变找出R和的关系;再利用串联分压的规律可知此时的电压并求出电源电压;
滑片置于滑动变阻器的b端时,知道两端的电压,且100s内定值电阻产生的热量为200J,由可得的阻值,结合R和的关系可知滑动变阻器最大阻值;
利用分别写出当滑片P置于滑动变阻器的中点和b端时消耗的电功率,二者相比即可得到答案。
本题考查了学生对欧姆定律、焦耳定律以及电功率计算公式的运用,通过列出电源电压的表达式,借助方程组将电源电压和滑动变阻器最大阻值求出来,是解决此题的关键。
23.【答案】焦耳 10
【解析】解:焦耳是英国伟大的物理学家,在热学、热力学和电学方面有着突出的贡献,发现了功和能的定量关系及著名的焦耳定律。后人为纪念他,用他的名字命名功和各种能量的单位;
根据欧姆定律可得,电阻的阻值为:。
故答案为:焦耳;10。
根据对物理学家及其成就的了解作答。已知电阻两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出电阻的阻值。
本题考查了物理学史、欧姆定律的应用,属于基础题。
24.【答案】
【解析】解:由图甲可知,电流表的量程为,分度值为,其示数为;
由图乙可知,电压表的量程为,分度值为,其示数为12V。
故答案为:;12。
根据电流表和电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电表示数。
本题考查了电流表和电压表的读数,是一道基础题。
25.【答案】 1000 198
【解析】解:
由图知,这时电能表的示数为;
表示的是电路中每消耗的电能,电能表转盘转动3000转,
则电能表的转盘转动100转,这段时间内电路消耗的电能:
;
该用电器的功率:;
用电高峰期间所消耗的电能:;
热水器的电阻;
热水器的实际功率;
由公式可得。
故答案为:;;1000;198。
电能表读数时要注意最后一位是小数、单位;表示的是电路中每消耗的电能,电能表表盘转动3000转,求出电能表表盘转动100转消耗的电能;利用求出用电器的功率;
知道电热烙的额定电压和额定功率,可利用公式计算出热水器的电阻,又知道工作时间,可利用公式计算出热水器的实际功率,最后再利用公式计算出实际电压。
本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算,这是利用电能表测量功率的一种类型习题,一定要熟练掌握。
26.【答案】:5
【解析】解:由图甲可知,灯泡和电阻并联,由于R是定值电阻则R的图象是过原点的直线,曲线为分别为L的图像;
闭合开关S,L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,根据,结合图象可知此时通过灯泡的电流和灯泡两端的电压分别为:、6V;
根据并联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压和电源电压均为6V;
从图中可知通过定值电阻的电流为,
根据并联电路的电流特点可知干路电流,
根据可知电路总功率。
若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,使滑动变阻器的功率为灯泡功率3倍时,即:,则总功率:,所以,灯泡的功率:,
由于串联电路中电流处处相等,根据可知灯泡两端的电压为总电压的,即为,
从图中可知通过灯泡的电流为,则灯泡的功率为;
继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,即:,则总功率:,所以,灯泡的功率:,
由于串联电路中电流处处相等,根据可知灯泡两端的电压为总电压的,即为,
从图中可知通过灯泡的电流为,则灯泡的功率为,
则:::5。
故答案为:6;;;1:5。
由图甲可知,灯泡L与电阻R并联,由于R是定值电阻则R的图象是过原点的直线,曲线为分别为L的图像;
闭合开关S,L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,根据,结合图象可知此时通过灯泡的电流和灯泡两端的电压;
根据并联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压和电源电压;
从图中可知通过定值电阻的电流,根据并联电路的电流特点可知干路电流,根据可知电路总功率。
若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,使滑动变阻器的功率为灯泡功率3倍时,则灯泡的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据可知灯泡两端的电压为总电压的,然后从图象中可知通过灯泡的电流,根据得出;
继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,则灯泡的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据可知灯泡两端的电压为总电压的,然后从图象中可知通过灯泡的电流,根据得出;进而得出:的值。
本题考查了串联、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中读出符合题意的电流和电压是关键。
27.【答案】转换法 电阻 1:2 乙、丙 不相等 5
【解析】解:由于电流产生的热量不易直接测量,通过加热气体膨胀显示,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度变化来显示容器内空气温度的变化,在这里运用的实验方法是转换法;
实验中甲、乙容器内两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,观察到在相同的时间内,与乙容器相连的U形管液面高度差比与甲容器相连的U形管液面高度差大,这说明:其他条件相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多;和两根电阻丝的电阻之比为::2,由焦耳定律可知,和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为::2;
因为乙、丙容器内两电阻的阻值相等,丙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等,比较乙、丙两个容器相连的U形管液面高度差能探究电流产生的热量与电流的关系;
丙容器外部的电阻的作用是为了使通过乙、丙容器内电阻的电流不相等,即电阻的作用是使电阻和中的电流相等,因为左右容器内两导体的阻值相等,必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系;
电阻的作用主要是使电阻和中的电流不相等,只要分去部分电流即可,所以与的阻值不一定相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,应使得分去的电流更大,根据并联各支路电流之比等于各支路电阻倒数之比,选较小的电阻,故选用。
故答案为:转换法;电阻;1:2;乙、丙;不相等;5。
电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映,用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;由焦耳定律分析和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比;
容器内两导体的阻值相等,通过的电流不相等,才能探究电流产生的热量与电流的关系;
根据并联分流比较两个容器内电阻的电流大小关系,根据焦耳定律分析解答。
本题考查了学生对焦耳定律的掌握,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法,是中考物理常见题型。
28.【答案】断开 阻值 右 小 低 6 反比 这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同
【解析】解:为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;
因为要探究电流与电阻的关系,所以须记录电流及电阻的数据进行分析,即要记录电阻箱的阻值;
改变电阻箱的阻值,闭合开关后发现电压表示数大于U,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右移动,当观察到电压表示数为U时,记录电流表示数;
电阻越大,分得的电压越多,但电阻箱的电阻不断变大时,要使电阻箱两端电压达到U,须使变阻器的电阻值变大,但不能达到U时,表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值,故出现上述情况的原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小;
根据串联电路的规律及分压原理有:
,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,现在无论怎样调节滑片都无法使电压表示数达到原确定值,将左边的比值降低,右边的比值也降低,要求的滑动变阻器的最大阻值就降低,故需将电源电压适当调低;
由图乙可知,电流与电阻的乘积为……;
图丙中阴影部分为长方形,其面积等于IR,根据可知,阴影部分面积表示的物理量是电压。每次更换电阻后,需调节变阻器滑片,使定值电阻两端的电压不变,即图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
由图两可知,电阻箱两端的电压……,即两个小组所画出的图象不同,是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。
故答案为:断开;阻值;右;小;低;;反比;这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同。
为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;
根据实验的目的,选择要记录的数据;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当改变电阻箱的阻值时,根据电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
根据串联电路的分压原理答题;根据串联电路的规律及分压原理得出电源电压的变化;
根据图乙电流与电阻的乘积求出实验时的U;
图乙中,阴影部分为长方形,根据欧姆定律的变形公式分析;根据电流与电阻的乘积为一定值得出结论;
根据判断乙、丙图的差异性。
本题“探究电流与电阻的关系”实验,考查了注意事项、实验操作、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
29.【答案】右 ① 变大
【解析】解:为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端;
连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,她观察发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,若电路中只有一处故障,则电路故障可能是小灯泡的灯丝断了,即猜想①是正确的;
灯丝的电阻随温度的升高而增大;
由图乙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,则灯泡正常发光时的电阻为:
;
由图乙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流为,根据串联电路的规律,滑动变阻器两端电压为,
根据串联电路电流特点,则滑动变阻器接入电路的阻值为:
,故选:C;
因为小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,
所以用和刚刚测出的,计算出的小灯泡的电阻大于小灯泡实际电压为2V时的电阻,
故根据算出的小灯泡实际电压为2V时的实际功率小于用实验测出的小灯泡实际电压为2V时的实际功率;
实验步骤:
①按图丙电路图连接电路;
②只闭合开关,移动的滑片,使电流表的示数为I,小灯泡正常发光;
③只闭合开关,保持的滑片位置不动,移动的滑片使电流表的示数仍为I;
④保持滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为;
⑤在步骤②中,灯泡与串联,移动滑片,使电流表的示数为I,灯泡正常发光;
在步骤③中,与串联,保持的滑片位置不动,移动的滑片使电流表的示数仍为I,所以;
在步骤④中,与仍串联,由串联电路特点和欧姆定律可得:
,
解得:,
故小灯泡正常发光时的电阻的表达式为。
故答案为:右;①;变大;;;;④;⑤。
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,她观察发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
灯丝的电阻随温度的升高而增大;根据图乙确定灯泡额定电压对于的额定电流,利用求出灯泡正常发光时的电阻;
由图乙第组数据,根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻确定滑动变阻器规格;
根据小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大分析;
已知灯泡的额定电流,可通过等效替代正常发光灯泡,再根据电路特点,利用电源不变计算出的阻值。
本题测量小灯泡正常发光时的电阻实验,考查了注意事项、电路故障、影响电阻大小因素、电阻的计算、器材的选择及设计实验方案测电阻的能力。
30.【答案】解:由电路图可知,开关S闭合后,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,
开关S闭合后,发现电压表示数为2V,此时通过电阻的电流;
移动滑片P,当电流表示数为时,
根据欧姆定律可得两端的电压为:;
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,
两端的电压:,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:。
答:此时通过电阻的电流;
移动滑片P,当电流表示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值是。
【解析】开关S闭合后,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出通过电阻的电流;
移动滑片P,当电流表示数为时,根据欧姆定律求出两端的电压;根据串联电路的特点求出两端的电压,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用的应用,是一道基础题目。
31.【答案】解:由图1知,灯L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器两端电压,由图2知,此时电压表示数为,
则滑动变阻器R此时接入电路的阻值为:;
当灯泡两端电压为时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为:,
由图2可知,此时电路中的电流为,根据串联电路电流特点可知,灯泡额定电流为,则灯泡额定功率为:
;
根据串联电路特点,由图2中图线a可知,当滑动变阻器两端电压为时,灯泡两端的电压为,通过的电流为,记为A点,
当滑动变阻器两端电压为时,灯泡两端的电压为,通过的电流为,记为B点;
当滑动变阻器两端电压为时,灯泡两端的电压为,通过的电流为,记为C点,通过A、B、C三点在图2中画出灯泡的图线,如下图所示:
,
若将R替换成,由灯泡的图线可知,当电流为时,灯泡两端电压为,两端电压为,灯泡与两端电压之和等于电源电压3V,
则该电路80s消耗的电能为:。
答:当电流表示数为时,滑动变阻器R接入电路的阻值为;
小灯泡L的额定功率为;
若将R替换成,该电路80s消耗的电能为30J。
【解析】当电流表示数为时,由图2可读出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律可求出滑动变阻器R接入电路的阻值;
分析电路连接,根据串联电路电压规律结合图2确定灯泡额定电流,利用求出灯泡额定功率;
根据串联电路特点分别求出图线a两个端点对应的灯泡两端的电压和电流,在图2中画出灯泡的图线,利用灯泡的图线求出将R替换成,根据图像判断出此时电路中的电流,根据可求出该电路消耗的电能。
本题测量小灯泡额定功率的实验,考查了电阻的计算和功率的计算,从图中获取相应的信息是关键。
32.【答案】解:由题知,S、闭合,通过控制的通断,可以使养生壶处于高温挡或中温挡。
由电路图知,S、、闭合时,、并联,总电阻最小,由可知,电源的电压一定时,养生壶的功率最大,处于高温挡;
S、闭合,断开时,电路为的简单电路,养生壶处于中温挡,
的阻值:;
养生壶处于高温挡时,、并联,
的功率:,
所以高温挡功率:
,
在高温挡正常工作5分钟,发热电阻丝产生的热量:
;
高温挡时,电路的总电阻:
,
用电低谷时此养生壶高温挡的实际功率:
,
由可得,电源实际电压:
,
S闭合,、均断开时,与串联,电器处于低温挡,
当滑片在左端时,电路为的简单电路,电路的总电阻最小,电流最大,发热电阻丝功率最大,
,
当滑片在右端时,变阻器连入阻值最大,电路的总电阻最大,电流最小,发热电阻丝功率最小,
此时电路中的电流:
,
,
所以低温挡时,发热功率的变化范围为。
答:电阻丝的阻值为;
养生壶在高温挡正常工作5分钟,发热电阻丝产生的热量为;
深夜用电低谷时,低温挡发热功率的变化范围为。
【解析】、、闭合时,、并联,总电阻最小,由可知,电源的电压一定时,养生壶的功率最大,处于高温挡;S、闭合,断开时,电路为的简单电路,养生壶处于中温挡,根据计算的阻值;
根据计算高温挡时的功率,高温挡功率等于中温挡功率的功率与的功率之和,根据计算高温挡正常工作5分钟,发热电阻丝产生的热量;
已知用电低谷时养生壶高温挡工作5分钟消耗的电能,根据计算此时养生壶的实际电功率,根据计算电源的实际电压;
S闭合,、均断开时,电器处于低温挡,此时与串联,由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式计算低温挡发热功率的变化范围。
本题以养生壶为情景考查了欧姆定律、电功率以及电热计算公式的灵活应用,正确分析开关在不同状态下养生壶的工作状态是计算的前提。
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