内容正文:
2023-2024学年安徽省阜阳市太和二中九年级(上)月考物理试卷(12月份)
一、选择题(每小题3分,共36分)
1.(3分)下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.普通家用照明灯的工作电流约为2A
B.家用手电筒的额定功率约为200W
C.一节新干电池的电压约为1.5V
D.电饭锅加热煮饭时的功率约为100W
2.(3分)某电能表的表盘如图所示,用电时电能表的铝盘每转过720转,接在该电能表上的用电器消耗的电能是( )
A.1.8×106J B.3.6×106J C.5.4×106J D.7.2×106J
3.(3分)关于电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做的功越多,电功率越大
B.电流做功的时间越短,电功率越大
C.电流做同样多的功,用时间越长,电功率越大
D.在相同时间内,电流做功越多,电功率越大
4.(3分)如图中的甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法正确的是( )
A.电能表是测电功率的仪表
B.该家庭在这段时间内总共用电2000kW•h
C.电能表的计量单位是kW•h,1kW•h相当于3.6×105J
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW•h
5.(3分)如图所示,手电筒中的电流为0.5A,电源为三节干电池( )
A.0.25 W B.0.75 W C.2.25 W D.9.00 W
6.(3分)如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I﹣U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A
D.额定功率是1.5W
7.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数不变
C.电路总电阻减小,电路总功率增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
8.(3分)把标有“36V 12W”的甲灯和标有“36V 6W”的乙灯串联在电压为36伏的电路中,则( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯的实际功率较大,所以乙灯较亮
9.(3分)如图中,灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关S闭合。①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮
B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同
D.电功率较大,亮度较暗
10.(3分)如图甲所示电路的电源电压为3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后( )
A.滑动变阻器的滑片P向左移动,灯泡变暗
B.小灯泡的电阻不随温度的改变而改变
C.滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表的示数变小
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是0.1W
11.(3分)如图所示电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P位于最右端时;当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.6A。则下列说法正确的是( )
A.电压表示数的最大值是12V
B.定值电阻R0的阻值是20Ω
C.定值电阻R0消耗的最大功率是3.6W
D.当R接入的阻值为5Ω时,它消耗的功率是1.6W
12.(3分)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U﹣I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。下列判断正确的是( )
A.电源电压为3V
B.滑片移动过程中,R2接入电路阻值变大
C.电阻R1的U﹣I图像一定与线段AB相交
D.滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
二、填空题(每空2分,共24分)
13.(6分)电能表是测量 的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示,则这个月小红家里用了 度电。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率,她关闭了家中其它所有电器,此时她家标有“3000r/(kW•h),则这只电饭锅工作时的实际功率为 W。
14.(6分)如图是小军家的电能表,让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min,发现电能表的转盘转过200r J,电能表的示数变为 kW•h。每消耗1kW•h的电能,该电能表转盘转 r。
15.(4分)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
16.(4分)将分别标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端, 灯更亮;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲:P乙= 。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
17.(4分)电阻R1、R2的U﹣I图象如图1所示,则R1:R2= 。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图2所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2,则P1:P2= 。
三、作图与实验探究题(每空1分,共15分)
18.(8分)小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时,电源电压为3V,若所用器材均能满足实验需要。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整:
(2)连接电路时,开关要 (选填“断开”或“闭合”);滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 位置;
(3)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,由图乙可知 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小王受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为 W。
19.(7分)在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲补充完整。
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电路故障可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V,为使小灯泡正常发光 (选填“左”或“右”)移动。
(4)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W。
(5)如表记录了部分实验数据。分析数据可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
1
1.0
0.14
0.14
很暗
2
1.7
0.22
0.374
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.32
0.96
较亮
(6)若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验 (选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
四、计算题(20题12分,21题13分,共25分)
20.(12分)如图所示,将标有“6V 3W”的小灯泡L1和标有“6V 6W”的小灯泡L2串联接入电路中,为使两灯的电压均不高于其额定电压,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)小灯泡L1、L2的电阻;
(2)电源电压的最大值;
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率。
21.(13分)如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=30Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数;
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率?
2023-2024学年安徽省阜阳市太和二中九年级(上)月考物理试卷(12月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共36分)
1.(3分)下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.普通家用照明灯的工作电流约为2A
B.家用手电筒的额定功率约为200W
C.一节新干电池的电压约为1.5V
D.电饭锅加热煮饭时的功率约为100W
【答案】C
【解答】解:A、家用照明灯的功率在60W左右;故A错误;
B、家用手电筒的额定功率约10W;故B错误;
C、一节新干电池的电压约为1.5V;故C正确;
D、电饭锅加热煮饭时的功率约为1000W以上;
故选:C。
2.(3分)某电能表的表盘如图所示,用电时电能表的铝盘每转过720转,接在该电能表上的用电器消耗的电能是( )
A.1.8×106J B.3.6×106J C.5.4×106J D.7.2×106J
【答案】B
【解答】解:720revs/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转720r,
电能表的转盘转了720转时,用电器消耗的电能:
W=kW•h=1kW•h=4.6×106J。
故选:B。
3.(3分)关于电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做的功越多,电功率越大
B.电流做功的时间越短,电功率越大
C.电流做同样多的功,用时间越长,电功率越大
D.在相同时间内,电流做功越多,电功率越大
【答案】D
【解答】解:AB、电功率与功和时间两个因素有关,无法判定电功率的大小;
C、根据P=,电流做相同的功,电功率越小;
D、根据P=,在相同时间内,电功率越大。
故选:D。
4.(3分)如图中的甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法正确的是( )
A.电能表是测电功率的仪表
B.该家庭在这段时间内总共用电2000kW•h
C.电能表的计量单位是kW•h,1kW•h相当于3.6×105J
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW•h
【答案】D
【解答】解:
A.电能表是测量电功的仪表;
B.由图可知1=1042.8kW•h,6月初电能表的示数W2=1242.8kW•h,则该家庭在这段时间内总共用电W=W4﹣W1=1242.8kW•h﹣1042.7kW•h=200kW•h,故B错误;
C.电能表的计量单位是kW•h6J,故C错误;
D.1200r/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能,则该电能表转盘每转过600转kW•h=7.5kW•h。
故选:D。
5.(3分)如图所示,手电筒中的电流为0.5A,电源为三节干电池( )
A.0.25 W B.0.75 W C.2.25 W D.9.00 W
【答案】C
【解答】解:因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以三节1.5V的干电池串联时,电源的电压:
U=5×1.5V=4.5V,
手电筒小灯泡的功率:
P=UI=4.8V×0.5A=4.25W。
故选:故ABD错误,C正确。
6.(3分)如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I﹣U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A
D.额定功率是1.5W
【答案】D
【解答】解:AB、由图可知,小灯泡的电流与电压不成正比,故AB错误;
C、由图象可得,故C错误;
D、额定功率P=UI=3V×0.4A=1.5W;
故选:D。
7.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数不变
C.电路总电阻减小,电路总功率增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】D
【解答】解:由图可知,R1和R2并联,电压表测量电源的电压5的电流;
滑片向右移动时,由于电源电压不变;因并联电路中各支路互不影响1的电流不变,即电流表示数不变,AB错误;
当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,并联电路的总电阻变大可知,故C错误。
故选:D。
8.(3分)把标有“36V 12W”的甲灯和标有“36V 6W”的乙灯串联在电压为36伏的电路中,则( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯的实际功率较大,所以乙灯较亮
【答案】D
【解答】解:根据R=可知,额定功率越大的,所以甲灯的电阻要小于乙灯的电阻;
两个灯泡串联,通过的电流是相同的,根据P=I2R可知,乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率,而不是由额定功率决定;ABC错误。
故选:D。
9.(3分)如图中,灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关S闭合。①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮
B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同
D.电功率较大,亮度较暗
【答案】A
【解答】解:
由P=可得两灯的电阻分别为:
R1===12Ω,R2===6Ω,
比较可知R2>R2;
在开关S闭合的前提下,①只闭合S1,灯泡L3、L串联接入电路,②只闭合S2,灯泡L2、L串联接入电路,
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,且R3>R2,所以R总1>R总5,由欧姆定律可知I1<I2,即在②中的电流大;
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,所以根据公式P=I4R可知,灯泡L在②中比在①中的电功率大。
故选:A。
10.(3分)如图甲所示电路的电源电压为3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后( )
A.滑动变阻器的滑片P向左移动,灯泡变暗
B.小灯泡的电阻不随温度的改变而改变
C.滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表的示数变小
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是0.1W
【答案】D
【解答】解:
A、由图可知,灯泡与变阻器串联,电压表测量R两端的电压,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电源电压不变,电路中的电流变大,电根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小,根据P=UI可知灯丝的实际功率变大,故A错误;
B、从图乙可知,且当灯泡两端电压升高,故小灯泡的电阻随温度的升高而变化;
C、由图可知,灯泡与变阻器串联,滑片P向右滑动时,根据串联分压的特点可知,故C错误;
D、小灯泡两端的电压等于额定电压:UL=2.5V,灯泡正常发光L=7.2A,
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器的电压为:U滑=U﹣UL=3V﹣6.5V=0.7V,
串联电路电流处处相等,所以通过滑动变阻器的电流:I滑=IL=0.2A,
此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=6.5V×0.4A=0.1W,故D正确。
故选:D。
11.(3分)如图所示电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P位于最右端时;当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.6A。则下列说法正确的是( )
A.电压表示数的最大值是12V
B.定值电阻R0的阻值是20Ω
C.定值电阻R0消耗的最大功率是3.6W
D.当R接入的阻值为5Ω时,它消耗的功率是1.6W
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S0和滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压。
A.当滑片P位于最右端时,此时电压表的示数最大小=0.4A,
由I=可得R=I小R=0.2A×20Ω=6V,故A错误;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,当滑片P位于最右端时0+UR=I小R0+UR=5.2A×R0+7V﹣﹣﹣﹣①
当滑片P位于最左端时,变阻器接入电路中的电阻为零大=0.6A,
则电源的电压:U=I大R4=0.6A×R7﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:U=6V,R0=10Ω,故B错误;
C.当滑片P位于最左端时,此时定值电阻R4消耗的电功率最大,
则P0大=UI大=6V×5.6A=3.6W,故C正确;
D.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,当R接入的阻值为5Ω时===0.4A,
变阻器消耗的功率:PR=I2R′=(0.4A)2×5Ω=3.8W,故D错误。
故选:C。
12.(3分)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U﹣I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。下列判断正确的是( )
A.电源电压为3V
B.滑片移动过程中,R2接入电路阻值变大
C.电阻R1的U﹣I图像一定与线段AB相交
D.滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
【答案】C
【解答】解:A、由图甲可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R7两端电压,由公式1=I2,U=U8+U2可得:
当滑片在A处时,U=U1+U8=0.1A•R2+2V……①
当滑片在B处时,U=U1′+U7′=0.3A•R7+1V……②
由①②得:U=2.5V,R1=5Ω,故A错误;
B、由图乙可知,电流逐渐变大,由公式,R5接入电路的阻值变小,故B错误;
C、当R1=R2=7Ω时,I1=I2=I=,U1=I5R1=0.25A×2Ω=1.25V,U2=I4R2=0.25A×4Ω=1.25V
所以电阻R1的U﹣I图像与线段AB将相交于点(3.25 0.25),故C正确;
D、由图乙可知,电路中的电流变大,由公式P=UI可知,故D错误。
故选:C。
二、填空题(每空2分,共24分)
13.(6分)电能表是测量 电功(消耗电能) 的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示,则这个月小红家里用了 82 度电。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率,她关闭了家中其它所有电器,此时她家标有“3000r/(kW•h),则这只电饭锅工作时的实际功率为 600 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)电能表是测量电功(消耗电能)的仪表;
(2)这个月家里用电:1469.5kW•h﹣1387.5kW•h=82kW•h=82度;
(3)“3000R/kW•h”表示电路中每消耗6kW•h的电能,电能表的转盘转3000转。
当转盘转动30转时,消耗的电能:
W=kW•h=0.01kW•h,
这只电饭锅工作时的实际功率:
P===0.6kW=600W。
故答案为:电功(消耗电能);82。
14.(6分)如图是小军家的电能表,让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min,发现电能表的转盘转过200r 3.6×105 J,电能表的示数变为 2021.7 kW•h。每消耗1kW•h的电能,该电能表转盘转 2000 r。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由P=可得
W=Pt=1200W×300s=3.6×103J=0.1kW•h;
(2)电能表原来的示数为2021.5kW•h,
用电器工作5min后,电能表示数变为2021.6kW•h+6.1kW•h=2021.7kW•h;
(3)每消耗4kW•h的电能,电能表转盘的转数:
n=×200r=2000r。
故答案为:3.6×108;2021.7;2000。
15.(4分)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 11.5 V,灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由图示电压表可知,其量程为0~15V,由图可知,即灯泡的实际电压为11.5V;
已知汽车灯泡的额定电压为12V,因为实际电压小于额定电压。
故答案为:11.6;小于。
16.(4分)将分别标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端, 甲 灯更亮;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲:P乙= 1:2 。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)由P=可得
R甲===6Ω,R乙===3Ω,
若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲>R乙,由P=I7R可得P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯更亮;
(2)若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等并甲=U并乙,
由P=UI=可得
P并甲:P并乙=:=×===。
故答案为:甲;1:2。
17.(4分)电阻R1、R2的U﹣I图象如图1所示,则R1:R2= 2:1 。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图2所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2,则P1:P2= 2:3 。
【答案】2:1;2:3。
【解答】解:(1)从图1可知,当电压为6V时4的电流为1A,根据欧姆定律可知R1===6Ω,
当电压为6V时,通过R5的电流为2A,根据欧姆定律可知R2===3Ω,
则R1:R7=6Ω:3Ω=2:1;
将R1、R2接入电源电压不变的电路中,设电源电压为U,两电阻串联,
由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R=R1+R2=6Ω+3Ω=9Ω,
电路消耗的总功率为P7==,
当S和S1都闭合时,电路为R1的简单电路,
电路消耗的总功率为P8=P1==,
因此P7:P2=:=3:3。
故答案为:2:4;2:3。
三、作图与实验探究题(每空1分,共15分)
18.(8分)小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时,电源电压为3V,若所用器材均能满足实验需要。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整:
(2)连接电路时,开关要 断开 (选填“断开”或“闭合”);滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 最大 位置;
(3)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,由图乙可知 0.3 A,小灯泡正常发光时的电阻为 8.33 Ω,小灯泡的额定功率为 0.75 W;
(4)小王受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 减小 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为 0.072 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)灯泡与滑动变阻器应串联,电压表并联到灯泡的两端,则电压表选用小量程,实物电路图如图所示:
;
(2)在连接电路时,开关应处于断开状态;
(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.5A,所以示数为0.3A;
根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻为:R==;
灯泡的额定功率为:P=ULIL=2.5V×7.3A=0.75W;
(4)由图象丙知,U﹣I图像不是一条直线,电流变大,则LED灯的电阻随电压的增大而减小;
当电压为7V时,电流为24mA=0.024A。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)0.4;0.75;0.072。
19.(7分)在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲补充完整。
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电路故障可能是小灯泡 断路 。
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V,为使小灯泡正常发光 左 (选填“左”或“右”)移动。
(4)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为 0.3 A,额定功率为 0.75 W。
(5)如表记录了部分实验数据。分析数据可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
1
1.0
0.14
0.14
很暗
2
1.7
0.22
0.374
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.32
0.96
较亮
(6)若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验 B (选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)测灯泡电功率的实验中,应使电流表、滑动变阻器串联入电路中,电压表与灯泡并联
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,说明电路有断路,说明电压表两接线柱到电源间是通路;
(3)灯泡正常发光时两端电压等于额定电压,电压表的示数为2.2V小于灯泡的额定电压3.5V,由串联电路的分压原理知,应将滑片向左移动;
(4)由图甲知,电流表使用小量程,电压表示数等于2.4V时,由图乙知,
所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×6.3A=0.75W;
(5)由表中数据知,通过灯泡的电流随电压的增大而增大,由R=,故小灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大;
(6)电流与电压和电阻有关,探究电流与电压关系时,改变电阻两端电压,应控制电阻两端电压不变;
所以将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,可以完成实验B。
故答案为:(1)见上图;(2)断路;(4)0.3;(5)增大。
四、计算题(20题12分,21题13分,共25分)
20.(12分)如图所示,将标有“6V 3W”的小灯泡L1和标有“6V 6W”的小灯泡L2串联接入电路中,为使两灯的电压均不高于其额定电压,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)小灯泡L1、L2的电阻;
(2)电源电压的最大值;
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由P=UI=可得1的电阻:
R5===12Ω,
灯泡L2的电阻:
R2===5Ω;
(2)由P=UI可得,灯泡L1正常工作时的电流:
I1===0.5A,
灯泡L5正常发光时的电流:
I2===8A;
为使两灯的电压均不高于其额定电压,
所以,当电路中的电流I=I1=0.4A,此时L1两端的电压为6V(L4正常发光),
由I=可得2两端的电压为:
U2′=IR8=0.5A×4Ω=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压的最大值为:
U=U1+U4′=6V+3V=5V;
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率为:
P=UI=9V×0.4A=4.5W。
答:(1)小灯泡L2、L2的电阻分别为12Ω和6Ω;
(2)电源电压的最大值为5V;
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率为4.5W。
21.(13分)如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=30Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数;
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率?
【答案】(1)电压表的示数为6V;
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.6A;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为8.1W。
【解答】解:(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与电阻R5串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,
所以,由P=UI可得==0.8A,
由I=可得1=IR1=6.4A×15Ω=6V;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U3=3V+6V=4V,
当开关S,S1闭合,S2断开时,电路为R5的简单电路,电流表测电路中电流,
则电流表的示数I1===0.6A;
(3)当开关S,S6、S2都闭合时,R1与R4并联,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻R==,
整个电路消耗的电功率P===8.5W。
答:(1)电压表的示数为6V;
(2)当开关S、S1闭合,S7断开时,电流表的示数为0.6A;
(3)当开关S、S7、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为8.7W。
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