内容正文:
2024-2025学年重庆市奉节县九年级(上)期末物理试卷
一、单选题(每题3分,共45分)
1.(3分)在如图所示的生活现象中,关于物态变化及吸放热的分析都正确的是( )
A.甲图:壶嘴冒白汽﹣﹣液化放热
B.乙图:湿衣服晒干﹣﹣汽化放热
C.丙图:樟脑丸消失﹣﹣汽化吸热
D.丁图:冰雪消融﹣﹣熔化放热
2.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为0
B.温度高的物体含有的热量多
C.汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
3.(3分)甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图象如图所示,则下列分析正确的是( )
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
4.(3分)验电器A带有正电荷,金属箔张开一定角度,验电器B不带电,如图所示。现用C棒去接触两验电器的金属球,观察到A的金属箔张角变小,下列说法中正确的是( )
A.C棒可能是橡胶棒
B.A验电器金属箔张角变小是因为失去了一部分正电荷
C.C棒接触两验电器金属球的瞬间,电流方向从A到B
D.B验电器金属箔张开一定角度,说明电荷是可以创造出来的
5.(3分)下列关于电学知识说法错误的是( )
A.干电池给电路供电时将化学能转化为电能
B.熔断丝应该选用熔点低,电阻率大的合金材料制成
C.功率越大的用电器,单位时间产生的热量一定越多
D.使用测电笔辨别火线和零线时,手应该接触笔尾金属体
6.(3分)如图所示,符合安全用电原则的做法是( )
A.在高压线附近放风筝
B.电路中的灯泡和开关
C.湿手触摸电器开关
D.大功率的用电器同时使用
7.(3分)如图所示,图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,是做功冲程,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
8.(3分)如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
9.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B.马路两旁的路灯晚上同时亮早上同时灭,它们一定是串联的
C.毛皮摩擦的橡胶棒因失去电子而带正电
D.在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
10.(3分)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中( )
A.IAB<IBC,UAB>UBC B.IAB=IBC,UAB<UBC
C.IAB>IBC,RAB<RBC D.IAB=IBC,RAB>RBC
11.(3分)连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知下列说法正确的是( )
A.A导体的电阻为10Ω
B.A导体的电阻大于B导体的电阻
C.将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中,干路中的电流为0.6A
D.将A、B两导体串联在电路中,若电路中的电流为0.2A,则电源电压为1.5V
12.(3分)小江同学设计了一个智能保险箱,该智能保险箱可以通过指纹独立开锁(闭合S1),也可通过两把钥匙同时操作开锁(闭合S2、S3),该智能锁还配有24小时常亮的指示灯。图中能准确表示该智能保险箱电路的是( )
A. B.
C. D.
13.(3分)如图,闭合开关,灯泡不亮,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,第二次、第三次接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.开关断路 D.电源没电
14.(3分)如图,甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是( )
A.通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,利用了等效替代法
B.甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D.乙实验通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2:1
15.(3分)如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示( )
A.电源电压是8V
B.灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C.移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D.移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
二、填空题(每空1分,共14分)
16.(2分)体温计是根据液体的 的原理制成的,如图所示的体温计的示数是 ℃。
17.(2分)如图所示,将塑料撕成丝状,用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中,这就是“静电章鱼” (选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥,在毛皮和塑料摩擦过程中,负电荷从毛皮转移到塑料 电荷。
18.(2分)如图,月月家用“光控开关”(能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(能在有声音发出时自动闭合,无声时自动断开),设计出只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制安全电路。
19.(2分)如图甲所示电路,开关S闭合后,电流表A1的指针偏转如图乙所示,且电流表A1和A2的指针偏转角度相同,则电流表A2的示数为 A;通过灯泡L2的电流为 A。
20.(4分)滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的 来改变电阻的;输电线应选择电阻 (选填“大”或“小”)的金属材料;对人体来说,安全电压一般不高于 V;如图所示电阻箱的示数是 Ω。
21.(2分)小明利用家里的电能表研究相关问题,他计划打开热水壶(铭牌上标有”220V 2000W”)并关闭家里所有的电器 kW•h;接着小明发现测得的热水壶功率与实际功率相差太远。仔细检查发现家里仍有一样电器未关,你认为最可能是 (节能灯/电冰箱/空调)未关。
三、实验题(每空1分,共20分)
22.(5分)如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图象。
(1)由图象可知,水和食用油升高相同的温度, 的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,物理学中引入了 这个物理量。由图可知 比热容大(选填“水”、“食用油”)。
(2)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,则它的沸点是 。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要 热量。
23.(6分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合 两个开关。
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下, ,电阻越大。
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了 (选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明表所在支路的导体电阻越 。
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍合金丝A接入电路,闭合开关,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与 有关。
24.(9分)物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W
(1)本实验的实验原理是 。
(2)用笔画线代替导线将图甲的实物电路图补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是 (选填序号)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中 W。
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率 (选填“偏大”“偏小”或“相等)。
(6)仅利用图甲中实验器材 (选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系“的实验。
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是 。
四、论述与计算题(解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果)
25.(4分)如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流。
26.(4分)如图所示,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭使用的燃料中有偏二甲肼7J/kg,若完全燃烧10kg的偏二甲肼,求:
(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量能全部被水吸收,则一个标准大气压下,最多可将多少质量的水从温度为50℃烧至沸腾?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
27.(13分)如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容c茶水=4.0×103J/(kg•℃)]
2024-2025学年重庆市奉节县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
D
C
C
C
B
C
C
A
D
C
题号
12
13
14
15
答案
D
A
B
D
一、单选题(每题3分,共45分)
1.(3分)在如图所示的生活现象中,关于物态变化及吸放热的分析都正确的是( )
A.甲图:壶嘴冒白汽﹣﹣液化放热
B.乙图:湿衣服晒干﹣﹣汽化放热
C.丙图:樟脑丸消失﹣﹣汽化吸热
D.丁图:冰雪消融﹣﹣熔化放热
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:A.壶嘴冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,故A正确;
B.湿衣服晒干是水变为水蒸气,需要吸热;
C.樟脑丸消失是由固态变为气态,需要吸热;
D.冰雪消融,属于熔化现象,故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对生活中常见的物态变化的认识和了解,是一道基础题。
2.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为0
B.温度高的物体含有的热量多
C.汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
【分析】(1)内能是所有分子运动的动能和分子势能的总和,一切物体都具有内能;
(2)热量是热传递过程中,传递的内能多少,是过程量;
(3)汽油机做功冲程是将内能转化为机械能的过程;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解:A、一切物体都具有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,故B错误;
C、汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能,温度降低;
D、存在温度差的两个物体相接触发生热传递时,或者从物体的高温部分传向低温部分。
故选:D。
【点评】本题是一道热学综合题,主要考查学生对内能、热传递的条件、改变物体内能方法以及内燃机工作原理的理解,是中考的热点、热学的难点。
3.(3分)甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图象如图所示,则下列分析正确的是( )
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
【分析】(1)单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值,在图象上取某一质量,比较相应的Q值,从而比较这两种燃料的热值大小;
(2)分别燃烧甲、乙两种燃料将同一锅水加热至沸腾,则水吸收的热量相同,燃料燃烧放出的热量相同,根据m=比较燃料的质量大小;
(3)根据Q放=mq分析回答;
(4)甲燃料的热值大,由Q放=mq可知,完全燃烧相同质量的甲燃料和乙燃料相比,甲放出的热量多,但使用甲燃料的热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比不一定大,使用甲燃料的热机效率不一定高。
【解答】解:A、由图可知,Q甲>Q乙,根据q=可知,q甲>q乙,即甲燃料的热值大于乙燃料的热值,故A错误;
B、分别燃烧甲,则水吸收的热量相同,q甲>q乙,根据m=可知,故B错误;
C、完全燃烧相同质量的两种燃料,q甲>q乙,根据Q放=mq可知,甲放出的热量更多;
D、甲燃料的热值大放=mq可知,完全燃烧相同质量的甲燃料和其它燃料相比,但使用甲燃料的热机做的有用功不一定多,即热机效率不一定高(热机效率肯定小于 ,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对热值、热机效率、热机的有用功的了解与掌握,能从图中获取相应的信息是关键。
4.(3分)验电器A带有正电荷,金属箔张开一定角度,验电器B不带电,如图所示。现用C棒去接触两验电器的金属球,观察到A的金属箔张角变小,下列说法中正确的是( )
A.C棒可能是橡胶棒
B.A验电器金属箔张角变小是因为失去了一部分正电荷
C.C棒接触两验电器金属球的瞬间,电流方向从A到B
D.B验电器金属箔张开一定角度,说明电荷是可以创造出来的
【分析】利用下列知识分析判断:
(1)橡胶不容易导电,是绝缘体;
(2)正常情况下,物体内原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数,物体不带电、呈中性;当物体失去电子时,由于缺少电子而带正电;当物体得到电子时,由于多余电子而带负电;
(3)在物理学中,规定正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:A、橡胶棒是绝缘体,不会出现A的金属箔张角变小,故A错误;
B、因金属导体中能够移动的带负电的自由电子,夹角变小说明得到了一部分带负电的电荷;
C、验电器A带正电(缺少电子)。用带绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,A带的正电减少,B也带了正电,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,电流方向从A到B;
D、B验电器金属箔张开一定角度,电荷不是创造出来的。
故选:C。
【点评】本题考查了导体与绝缘体的概念、物体带电的实质、电流方向的规定,注意:在金属导体内能够自由移动的是自由电子,电流的方向与电子移动方向相反。
5.(3分)下列关于电学知识说法错误的是( )
A.干电池给电路供电时将化学能转化为电能
B.熔断丝应该选用熔点低,电阻率大的合金材料制成
C.功率越大的用电器,单位时间产生的热量一定越多
D.使用测电笔辨别火线和零线时,手应该接触笔尾金属体
【分析】(1)干电池供电时将化学能转化为电能;
(2)保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的;
(3)电功率是表示电流做功快慢(用电器消耗电能快慢)的物理量;用电器工作的过程是将电能转化为其它形式的能的过程;
(4)使用试电笔时,手只有接触笔尾金属体,测电笔才能正常工作。
【解答】解:A、干电池给灯泡供电时,故A正确;
B、熔断丝(保险丝)是用熔点低,故B正确;
C、功率越大的用电器,但这些电能不一定是转化为内能,故C错误;
D、使用测电笔时,用笔尖接触被检测的导线,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了电源的能量转化、保险丝的特点、对电功率的理解、测电笔的使用等,有一定综合性,难度不大。
6.(3分)如图所示,符合安全用电原则的做法是( )
A.在高压线附近放风筝
B.电路中的灯泡和开关
C.湿手触摸电器开关
D.大功率的用电器同时使用
【分析】(1)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(2)灯泡的接法:火线首先接开关,再接灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(3)生活用水是导体。
(4)电路中电流过大的原因有两个:一是短路;二是家中使用用电器的总功率过大。
【解答】解:A、高压输电线的电压很高,可能会发生高压触电事故;
B、火线首先接开关;零线直接接入灯泡的螺旋套;
C、开关属于带电体,生活用水属于导体,使人体触电,故C错误;
D、电路中电流过大的原因有两个:一是短路。故大功率用电器同时使用时,引起火灾。
故选:B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,要掌握安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
7.(3分)如图所示,图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,是做功冲程,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小;
(2)内燃机做功冲程,燃气推动活塞做功,燃气内能转化为机械能。
【解答】解:A、图甲中厚玻璃筒内的空气被压缩时,筒内空气温度升高,故A错误;
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,内能转化为机械能,故B错误;
C、图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,故C正确;
D、图丁中两气门关闭,火花塞点火,燃气对活塞做功,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查做功改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
8.(3分)如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
【解答】解:
用铁锤锻打工件,工件会发热;用火对铁器加热,把铁器放在水中淬火,所以加热和淬火属于热传递改变物体内能。
故选:C。
【点评】本题考查了改变物体内能有两种方式,能结合生活实际解决问题是解答的关键。
9.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B.马路两旁的路灯晚上同时亮早上同时灭,它们一定是串联的
C.毛皮摩擦的橡胶棒因失去电子而带正电
D.在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
【分析】(1)内燃机在一个工作循环中,要完成4个冲程,活塞往复运动2次,飞轮和曲轴转2周,对外做功1次;
(2)串联电路中各用电器之间相互影响,不能独立工作;并联电路中各用电器之间互不影响,能独立工作;
(3)摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移;
(4)实验室温度计在测量物体温度时不能离开被测物体读数。
【解答】解:A、单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min=40r/s,要完成4个冲程,飞轮和曲轴转2周,所以此时内燃机每秒对外做功20次;
B、马路两旁的路灯晚上同时亮,但由于其中一盏灯烧杯后,即各灯之间互不影响,故B错误;
C、毛皮摩擦的橡胶棒因得到电子而带负电;
D、在使用实验室常用温度计测量物体温度时,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查热机的相关计算、温度计的使用、摩擦起电以及串并联电路的判断,是一道基础题。
10.(3分)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中( )
A.IAB<IBC,UAB>UBC B.IAB=IBC,UAB<UBC
C.IAB>IBC,RAB<RBC D.IAB=IBC,RAB>RBC
【分析】因两电阻串联,则由串联电路的电流规律可知两导体中的电流关系;由题意可知两部分电阻的大小关系,则由欧姆定律可求得两部分导体两端的电压关系。
【解答】解:因两电阻串联,故通过两部分导体的电流相等;
由题意可知,SAB<SCD,而长度相同,故说明AB段的导体电阻大于CD段的电阻。
只有选项D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的电流规律及影响电阻大小的因素,应熟记电阻大小与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比。
11.(3分)连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知下列说法正确的是( )
A.A导体的电阻为10Ω
B.A导体的电阻大于B导体的电阻
C.将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中,干路中的电流为0.6A
D.将A、B两导体串联在电路中,若电路中的电流为0.2A,则电源电压为1.5V
【分析】(1)由图可知,通过A、B的电流均与其两端的电压成正比,故A、B的阻值不变。根据图像数据和欧姆定律求A、B的电阻,并比较A、B的电阻大小;
(2)A、B并联时,根据并联电路的电压规律可知A、B两端的电压,根据图像可知通过A、B的电流,根据并联电路的电流规律可得干路中的电流;
(3)A、B串联时,根据串联电路的电流规律可知通过A、B的电流,根据图像可知A、B两端的电压,根据串联电路的电压规律可得电源电压。
【解答】解:AB、由图可知、B的电流均与其两端的电压成正比、B的阻值不变。
由图像可知,当A,通过AA=0.4A、IB=2.2A,
根据欧姆定律可得,A的电阻为:RA===5Ω,
B的电阻为:RB===10Ω,故AB错误;
C、将A,根据并联电路的电压规律可知,
A、B两端的电压均为3.0V、B的电流为IA=0.5A、IB=0.2A,
根据并联电路的电流规律可得,干路中的电流:I=IA+IB=8.4A+0.7A=0.6A,故C正确;
D、将A,若电路中的电流为6.2A,
通过A、B的电流均为0.7A、B两端的电压分别为1.0V和8.0V,
根据串联电路的电压规律可得,电源电压:U=UA+UB=1.4V+2.0V=8.0V,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查欧姆定律和串、并联电路的电流、电压规律的应用,难度一般。
12.(3分)小江同学设计了一个智能保险箱,该智能保险箱可以通过指纹独立开锁(闭合S1),也可通过两把钥匙同时操作开锁(闭合S2、S3),该智能锁还配有24小时常亮的指示灯。图中能准确表示该智能保险箱电路的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意分析三个开关的连接方式、电动机和灯泡的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:根据题意可知,该智能保险箱可通过指纹开关S1开锁,也可通过两把钥匙S2、S3同时操作开锁,说明S2、S3串联然后与S8并联,24小时常亮的指示灯说明灯和开锁电动机是并联关系。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的设计,根据题意得出三个开关的连接方式是关键。
13.(3分)如图,闭合开关,灯泡不亮,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,第二次、第三次接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.开关断路 D.电源没电
【分析】用电压表检查电路故障时,当电路出现一处断路时,如果断路在电压表并联的两点之间,电压表串联在电路中,测电源电压,电压表示数等于电源电压;如果断路在电压表并联的两点之外,电压表并联的部分无电流,无电压,电压表示数为0。
【解答】解:由题意可知,在闭合开关且不拆开导线的情况下,N依次试触E、F,发现电压表示数第一次为零、第三次接近3V;
A、一节干电池的电压约1.2V,则电源电压是U=×1.5V=6V,将M接电源“+”极,电压表示数为零、G接线柱,电压表有示数,故A符合题意;
B、如果是灯泡短路,N试触E接线柱,电压表有示数,N试触F,电路是通路,接近3V;
C、如果是开关断路,N试触E,电路是断路,N试触G接线柱,电压表有示数,故C不符合题意;
D、如果电源没电,N依次试触E、F,电压表示数都为零。
故选:A。
【点评】本题主要考查了学生用电压表判断电路故障的方法,用电压表检验电路故障时,电压表有示数(一般等于电源电压),说明与之并联的导体发生断路或串联的导体发生短路;电压表无示数,说明与之并联的导体发生短路或串联的导体发生断路。
14.(3分)如图,甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是( )
A.通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,利用了等效替代法
B.甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D.乙实验通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2:1
【分析】(1)电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝产生热量越多,气体膨胀程度越大,故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少,采用了转换法;
(2)根据甲图结合转换法分析回答;
(3)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联、并联电路电流的规律分析;
(4)由并联电路电压的规律和欧姆定律得出通过右侧两电阻的电流相等,根据串联电路电流的规律结合并联电路电流的规律确定通过左侧容器的电流是通过右侧容器内电阻电流的2倍,由焦耳定律Q=I2Rt分析。
【解答】解:A、根据转换法,故A错误;
B、甲装置中,通过的电流和通电时间相同,根据转换法,故B正确;
C、乙装置中,容器内两电阻大小相等,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系;
D、乙实验中,由并联电路电压的规律和欧姆定律可知,根据串联电路电流的规律结合并联电路电流的规律,由焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流电阻和通电时间不变时,故通电一段时间后,故D错误。
故选:B。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
15.(3分)如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示( )
A.电源电压是8V
B.灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C.移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D.移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,滑动变阻器分得的电压最大,结合图象可知电流表示数与两电压表示数对应的关系图线;
根据图乙可知,电路中的电流最小时,电压表V1和电压表V2的示数,根据串联电路电压规律求出电源电压;
(2)当电流表示数最大时,灯泡正常发光,根据图象读出电压表V2的示数,再根据串联电路电压规律求出灯泡两端电压,利用P=UI求出正常发光时的功率;
(3)根据图象可知灯泡两端的电压变化范围,即为电压表V1的示数变化范围;
(4)根据图2可知滑动变阻器两端的电压变化范围和通过的电流变化范围,根据欧姆定律求出移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
A、当滑片位于最右端时,此时电路中的电流最小,则此时灯泡两端的电压最小,电压随着电流最大的图线是电流表示数与电压表V6示数的关系图像,电压随着电流减小的图线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像,此时电路电流为0.8A,滑动变阻器两端电压为8V;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL1+U滑=4V+8V=9V,故A错误;
B、根据题意可知,灯泡正常发光,此时电路电流为2.8A,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以正常发光时的电压:UL=U﹣U滑′=9V﹣6V=6V,
则正常发光时的功率:PL=ULI最大=6V×6.8A=4.5W,故B错误;
C、由AB可知,最小电压为1V,电压表V1示数的变化范围是4~6V,故C错误;
D、由图2可知滑=2V时,通过的电流I小=0.2A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大电阻:R滑大===40Ω,
当滑动变阻器两端的最小电压U滑′=2V时,通过的电流I大=0.8A,
则滑动变阻器接入电路的最小电阻:R滑小===8.75Ω,
因此滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断电流表示数与两电压表示数对应的关系图线是关键。
二、填空题(每空1分,共14分)
16.(2分)体温计是根据液体的 热胀冷缩 的原理制成的,如图所示的体温计的示数是 36.8 ℃。
【分析】(1)液体温度计是根据液体的热胀冷缩制成的;
(2)使用体温计时,先观察体温计的分度值,再观察液柱液面所对应示数。
【解答】解:(1)液体温度计是根据液体的热胀冷缩制成的;
(2)由图可知体温计的分度值是0.1℃,液柱液面在36.8℃。
故答案为:热胀冷缩;36.8。
【点评】本题考查温度计的制作原理以及读数,属于基础题型。
17.(2分)如图所示,将塑料撕成丝状,用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中,这就是“静电章鱼” 同种 (选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥,在毛皮和塑料摩擦过程中,负电荷从毛皮转移到塑料 正 电荷。
【分析】(1)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)摩擦起电的实质是电荷(电子)的转移。
【解答】解:“静电章鱼”,它的形成原因是塑料和PVC管分别带上了同种电荷相互排斥,负电荷从毛皮转移到塑料。
故答案为:同种;正。
【点评】理解电荷间的作用规律和摩擦起电的实质,可解答此题。
18.(2分)如图,月月家用“光控开关”(能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(能在有声音发出时自动闭合,无声时自动断开),设计出只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制安全电路。
【分析】只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,故这两个开关与灯串联,且灯接在零线与开关之间。
【解答】解:由题意知,只有当“光控开关”,所以灯泡与两个开关串联,火线要先过开关,零线接入螺旋套
【点评】本题考查了声、光控灯的接线方法,难度不大,要掌握。
19.(2分)如图甲所示电路,开关S闭合后,电流表A1的指针偏转如图乙所示,且电流表A1和A2的指针偏转角度相同,则电流表A2的示数为 1.2 A;通过灯泡L2的电流为 0.96 A。
【分析】由电路图甲可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流;根据并联电路的电流特点结合两电流表指针的偏角关系判断其量程,根据分度值读出两个电流表的示数,然后求出通过L2的电流。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联1测L1支路的电流,电流表A7测干路电流;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A1和A2的指针偏转角度相同,所以8的量程为0~0.4A,分度值为0.02A,即通过L1的电流I5=0.24A;
干路电流表A2的量程为3~3A,分度值为0.4A,即干路电流I=1.2A,
通过L8的电流为:I2=I﹣I1=6.2A﹣0.24A=8.96A。
故答案为:1.2;3.96。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和电流表的读数,正确的判断两电流表的量程是关键。
20.(4分)滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的 长度 来改变电阻的;输电线应选择电阻 小 (选填“大”或“小”)的金属材料;对人体来说,安全电压一般不高于 36 V;如图所示电阻箱的示数是 2010 Ω。
【分析】影响电阻的因素有材料、长度、横截面积以及温度,滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度改变电阻的;
根据焦耳定律分析即可;
对人体来说,安全电压一般不高于36V;
如图所示,电阻箱的读数方法:用指针所对的数字乘以下面的倍数,再相加即可求出。
【解答】解:滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度改变电阻的;
根据焦耳定律可知输电线应选择电阻较小的金属材料;
对人体来说,安全电压一般不高于36V;
如图所示,电阻箱的读数方法:用指针所对的数字乘以下面的倍数,电阻箱的示数为R=2×1000Ω+0×100Ω+4×10Ω+0×1Ω=2010Ω。
故答案为:长度;小;36。
【点评】本题考查滑动变阻器的使用、焦耳定律的运用、电阻箱的读数等。
21.(2分)小明利用家里的电能表研究相关问题,他计划打开热水壶(铭牌上标有”220V 2000W”)并关闭家里所有的电器 0.05 kW•h;接着小明发现测得的热水壶功率与实际功率相差太远。仔细检查发现家里仍有一样电器未关,你认为最可能是 空调 (节能灯/电冰箱/空调)未关。
【分析】电能表上720r/kW•h,表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过720转,根据数学知识计算36转消耗的电能即为1分钟内小明家消耗的电能;
根据P=计算电功率,减去热水壶的功率,即为未关的用电器的功率,根据生活经验判断是哪种用电器。
【解答】解:电能表上720r/kW•h,表示接在这个电能表上的用电器,电能表上的转盘转过720转,
则1分钟内小明家消耗的电能为W=kW•h=0.05kW•h;
电功率为P===3kW=3000W,
由题可知热水壶的功率P壶=2000W,则未关的用电器的功率为P′=P﹣P壶=3000W﹣2000W=1000W,根据生活经验判断可能是空调。
故答案为:7.05;空调。
【点评】本题考查了电能表参数的理解和电功率公式的应用,要求学生能够理解电能表的参数,并能结合电功率的公式进行计算。
三、实验题(每空1分,共20分)
22.(5分)如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图象。
(1)由图象可知,水和食用油升高相同的温度, 水 的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,物理学中引入了 比热容 这个物理量。由图可知 水 比热容大(选填“水”、“食用油”)。
(2)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,则它的沸点是 98℃ 。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要 吸收 热量。
【分析】(1)我们使用相同规格的电加热器,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
物理上用比热容表示物质吸热能力的大小;
(2)液体沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变。
【解答】解:(1)质量相同的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强;
吸热能力强的物质比热容大;
(2)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,示数为98℃;
取出电加热器后,水无法吸收热量,说明水在沸腾的过程中需要吸收热量。
故答案为:(1)水;比热容;水;吸收。
【点评】此题是探究物质吸热本领的实验,考查了控制变量法和转换法的应用及吸热公式的应用,解决此题的关键是能够通过图象得出物质的温度变化。
23.(6分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察 灯泡的亮度 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合 S1和S2 两个开关。
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下, 横截面积越小 ,电阻越大。
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了 电流表 (选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明表所在支路的导体电阻越 小 。
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍合金丝A接入电路,闭合开关,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与 温度 有关。
【分析】(1)灯泡串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,灯泡越暗,导体电阻越小,灯泡越亮,可以通过灯泡的亮度判断导体电阻大小。
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法;
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变;
(4)将灯泡换成电流表,电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(5)导体的电阻与温度有关。
【解答】解:(1)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应选择材料相同,只是长度不同的电阻、B两电阻丝1和S2;
(3)闭合开关S2和S3,电阻丝A、C接入电路、材料相同,观察到灯泡L1和L4发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,应将灯泡换成电流表,电源电压一定,电流表示数越小,电流表示数越大;
(5)将镍合金丝A接入电路,闭合开关,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风,这说明导体的电阻与温度有关。
故答案为:(1)灯泡的亮度;(2)S2和S2;(3)横截面积越小;(4)电流表;小。
【点评】本题是探究影响电阻大小因素的实验,考查了控制变量法和转换法。
24.(9分)物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W
(1)本实验的实验原理是 P=UI 。
(2)用笔画线代替导线将图甲的实物电路图补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是 B (选填序号)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示 2.2 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 A (选填“A”或“B”)端移动。小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中 0.65 W。
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“相等)。
(6)仅利用图甲中实验器材 不能 (选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系“的实验。
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是 B 。
【分析】(1)测量小灯泡的功率实验原理为,P=UI;
(2)滑动变阻器一上一下接入电路,注意滑片右移灯泡变暗;
(3)闭合开关后,灯泡不亮,可能是小灯泡的实际功率太小,据此分析;
(4)根据电压表的量程和分度值读数;由图乙可知,电压表的示数为2.2V,小于灯泡额定电压,因此要测量小灯泡的额定功率,需增大小灯泡两端的电压,根据串联分压原理可知滑片移动的方向,直到电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数;根据功率公式计算额定功率;
(5)灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大;
(6)探究电流与电压关系时,需控制电压不变;
(7)AB、在只有电压表的情况下,首先通过开关的转换,电压表能测灯的电压,判断灯正常发光,然后根据串联电路的规律和欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI 求出灯泡额定功率;
C、无认将S2接a(电压表测定值电阻的电压),还是将S2接b,不能确定是否正常发光,据此分析;
D、图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与变阻器串联,无法确定灯是否正常发光。
【解答】解:(1)测量小灯泡的功率实验原理为,P=UI;
(2)要求滑片右移灯泡变暗,即电阻变大,
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调到最大阻值。闭合开关后,不一定是电路连接错误,观察小灯泡是否发光,若灯泡没变化则说明电路连接错误。
(4)由图知,电压表量程为0﹣3V,所以读数为8.2V;
灯泡额定电压为2.6V,故滑动变阻器阻值需变小;
P=IU=2.5V×2.3A=0.75W;
(5)灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,故根据
可知,计算出的额定功率偏大;
(6)探究电流与电压关系时,需控制电压不变,不能充当定值电阻;
(7)A、无论将S2接1(电压表测定值电阻R5的电压),还是将接20的电压),不能确定是否正常发光
B、只S接6时,移动变阻器的滑片,则灯正常发光;
保持滑片位置不动,S接1,故B不正确:
I=,根据P=UI可求灯的额定功率;
C当开关接a时,灯泡与R0并联,电流表测R0的电流,调节变阻器使通过R7的电流I0=(此时灯泡正常发光),再使开关接b,灯泡与R2仍并联,所以灯泡仍正常发光,两次电流表示数差即为灯泡发光电流,故C能达到实验目的;
D、图中只有电流表,定值电阻与灯分别与变阻器串联,故CD选项不可行;
故选:C。
故答案为:(1)P=UI;(2)见解答图;(4)2.2;A;(5)偏大;(7)C。
【点评】本题小灯泡正常发光时的电阻,考查电路分析、影响电阻大小的因素、归纳法的运用及欧姆定律和串联电路的规律,同时考查对测功率方案的评估。
四、论述与计算题(解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果)
25.(4分)如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流。
【分析】(1)两电阻串联,电压表测R2的电压,由串联电路电压的规律求出R1的电压;
(2)由欧姆定律求出通过R1的电流为,根据串联电路电流的规律得出通过电阻R2的电流。
【解答】解:(1)两电阻串联,电压表测R2的电压,由串联电路电压的规律,R1的电压为:
U3=U﹣U2=12V﹣8V=8V;
(2)由欧姆定律,通过R1的电流为:
I1===3.2A,通过电阻R2的电流与通过R6的电流相等,也为0.2A。
答:(1)电阻R4两端的电压为4V;
(2)通过电阻R2的电流为4.2A。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,为基础题。
26.(4分)如图所示,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭使用的燃料中有偏二甲肼7J/kg,若完全燃烧10kg的偏二甲肼,求:
(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量能全部被水吸收,则一个标准大气压下,最多可将多少质量的水从温度为50℃烧至沸腾?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)利用Q放=mq求完全燃烧10kg偏二甲肼放出的热量;
(2)由题知Q吸=Q放,求出水吸收的热量;再根据Q吸=cmΔt公式变形可求得水的质量。
【解答】解:(1)完全燃烧10kg偏二甲肼放出的热量为:Q放=mq=10kg×4.2×103J/m3=4.8×108J;
(2)由题可知,天放出的热量能全部被水吸收吸=Q放=4.8×108J;
由Q吸=cmΔt可得,水的质量为:m'==5kg。
答:(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量为4.2×106J;
(2)最多可将2×103kg质量的水从温度为50℃烧至沸腾。
【点评】本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
27.(13分)如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容c茶水=4.0×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)由图乙可知,当开关S接触2,3时,电路为R 2的简单电路,由可得R 2的阻值;
(2)当开关S接触1,2时,R1、R 2串联,由P=可得茶壶低温挡功率,由W=Pt可得保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)由Q=cmΔt可得水从40℃升高到100℃吸收的热量,根据可得消耗的电能,根据W电=得电茶壶工作的实际电压值。
【解答】解:(1)当开关S接触2,3时8的简单电路,由可得2的阻值;
(2)当开关S接触5,2时1、R3串联,则茶壶低温挡功率,
保温挡正常工作100s消耗的电能:W电=Pt=242W×100s=24200J;
(3)水从40℃升高到100℃吸收的热量:Q=cmΔt=4×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100﹣40)℃=3.2×105J;
根据可得,W电=Q/η=2.5×105J,
根据W电=得,U实==200V。
答:(1)R2的阻值40Ω
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能是24200J;
(3)电茶壶工作的实际电压值是200V。
【点评】本题主要考查用电器挡位问题,涉及到电功公式、电功率公式、串并联电路的特点以及电能表参数的理解等。
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