内容正文:
2024~2025学年度第一学期
九年级物理科单元练习题
一、选择题。
1. 甲、乙两个用电器的电压之比为2∶3,电流之比为1∶2,通电时间之比为5∶2,两个用电器消耗的电能之比( )
A. 4∶5 B. 2∶5 C. 6∶5 D. 5∶6
2. 一台电风扇的功率是50 W,它表示( )
A. 1 s内做50 W的功 B. 1 s内有50 J的电能转化为机械能
C. 1 s内消耗电能50 J D. 电流在1 s内做的功是50 W/s
3. 小华同学出国旅游,将我国生产的如图所示的电热水壶带到了英国,却发现英国民用电压是240V。在没有使用变压器的情况下,此电热水壶的实际功率将( )
A. 大于1500W B. 等于1500W
C. 小于1500W D. 条件不足,无法判断
4. 标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,则下列说法中正确的是
A. 串联后,三只小灯泡都可以正常发光
B. 串联后,每只小灯泡的电阻为24Ω
C. 串联后,每只小灯泡的实际功率为0.8W
D. 串联后,每只小灯泡的实际功率为0.96W
5. 已知,,琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起,则( )
A. 图甲中R1与R2的电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比
C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比
6. 将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A. 大于3W B. 等于3W C. 小于3W D. 无法确定
7. 下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电脑 D. 电炉
8. 如图甲所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中,电流表示数随滑动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 电源电压为8V
B. R1的最小电功率为1.6W
C. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D. 当滑片P位于中点时,R1与R2的电功率之比为2∶3
二、填空题。
9. 小聪先单独把电炉接入电路,再单独把白炽灯接入电路,观察到把______(选填“电炉”或“白炽灯”)单独接入电路时,电能表转盘转动得快。电能表转盘转动的快慢不同,说明电流做功的______不同。为此引入一个新的物理量______。
10. 小明家电能表如图所示,利用电能表和停表想测量某家用电器电功率,测量原理是______,若此电能表的铝盘在3min转了30转,则说明3min电路消耗的总电能是______J,使用的用电器功率为______W。
11. 如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL=_______Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 _______(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1︰P2=_________。
12. 小华将电阻丝和分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,按如图所示接入电路,开关闭合后,通过两电阻丝的______相等,根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生______的多少,通电一段时间,发现甲瓶中温度计的示数上升______。
13. 用如图所示的装置可探究电流产生热量与___________(填“电流”或“电阻”)的关系,若通过R2的电流为1A,通电1min,R2产生的热量为___________J。若将R3更换为10Ω的电阻,___________(填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
14. 如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_______________效应实现高温封口,内产生的热量为_______________J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以_______________(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
15. 某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡,其电路如图所示。当开关S置于1时,电流表示数为5A,此时电饭锅处于_______挡,在此挡位下加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,用时100s,电饭锅的加热效率为________;当开关S置于2时,电流表的示数为0.1A,R的阻值为_______Ω。若从做饭快的角度考虑,应选择功率更________的电饭锅。【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
三、作图题。
16. 利用图中的元件测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接。
(2)请在虚线框内画出实验电路图。
四、实验题。
17. 在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中,某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用______组合,将将它们______接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,______。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这种研究物理问题的方法叫______。
18. 利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;( )
(2)连接电路时开关应处于________(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向________端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为________A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为________W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为 R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为 U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关 S、S2,此时电压表的示数为 U;
可知小灯泡的额定功率 P额 =__________(用U额、U和 R表示); 若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= __________(用U0、U额、U和R表示)。
五、计算题。
19. 图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)若不考虑能量损失,正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间;
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
六、综合能力题。
20. 如图是电阻甲和灯泡乙的U-I图象,回答下列问题:
(1)甲的电阻值保持______Ω不变;
(2)乙的额定电压为5V,则乙正常发光时的电流为______A,此时乙的电阻值为______Ω;
(3)当甲、乙并联,干路电流为0.3A时,电源电压为______V;乙的功率为______W;通电1min,甲消耗的电能为______J;
(4)当甲、乙串联,电路总电压为6V时,通过电路的电流为______A,甲的功率为______W。
21. 小明用如图甲所示的电路探究滑动变阻器的电功率与通过的电流大小间的关系,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。
(1)图甲电路中①是__________表,②是__________表。
(2)由图乙可知,滑动变阻器的电功率随着通过的电流的增大而__________。
(3)电源电压为__________V,定值电阻R0的阻值为__________Ω。
(4)整个电路消耗的最小电功率是__________W,最大电功率是__________W。
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2024~2025学年度第一学期
九年级物理科单元练习题
一、选择题。
1. 甲、乙两个用电器的电压之比为2∶3,电流之比为1∶2,通电时间之比为5∶2,两个用电器消耗的电能之比( )
A. 4∶5 B. 2∶5 C. 6∶5 D. 5∶6
【答案】D
【解析】
【详解】根据W=UIt,则两个用电器消耗的电能之比
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 一台电风扇的功率是50 W,它表示( )
A. 1 s内做50 W的功 B. 1 s内有50 J的电能转化为机械能
C. 1 s内消耗电能50 J D. 电流在1 s内做的功是50 W/s
【答案】C
【解析】
【详解】电功率是表示用电器做功快慢的物理量,电功率在数值上等于单位时间内做的功.一台电风扇的功率是50W,表示该电风扇在1s内消耗50J的电能,做功50J,把50 J的电能转化为机械能和内能,故只有C正确,故选C.
3. 小华同学出国旅游,将我国生产的如图所示的电热水壶带到了英国,却发现英国民用电压是240V。在没有使用变压器的情况下,此电热水壶的实际功率将( )
A. 大于1500W B. 等于1500W
C. 小于1500W D. 条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】由铭牌信息可知,在电压为220V下,该电热水壶的额定功率为1500W;当把电热水壶接在240V的电路中时,电热壶电阻丝的电阻不变,根据公式可知,实际电压增大,电热水壶的实际功率将增大,即大于1500W,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4. 标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,则下列说法中正确的是
A. 串联后,三只小灯泡都可以正常发光
B. 串联后,每只小灯泡的电阻为24Ω
C. 串联后,每只小灯泡的实际功率为0.8W
D. 串联后,每只小灯泡的实际功率为0.96W
【答案】C
【解析】
【详解】A.三只灯泡串联且规格相同,它们的电流和电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同,三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为4V;灯泡的额定电压是6V,三个灯泡都不能正常发光,故A错误;
B.由图可知,当灯泡两端的电压是4V时,通过它的电流是0.2A,灯泡的电阻
R==20Ω,
故B错误;
CD.小灯泡的实际电功率:
P=UI=4V×0.2A=0.8W,
故C正确,D错误。
5. 已知,,琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起,则( )
A. 图甲中R1与R2的电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比
C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中两电阻串联,根据串联电路中电流处处相等可知,通过与的电流相等,即
故A不符合题意;
B.图乙中两电阻并联,根据并联电路的电压规律可知, 与两端的电压相等,则
故B不符合题意;
CD.根据电功率的公式
可得
图甲与图乙的总功率比
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
6. 将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A. 大于3W B. 等于3W C. 小于3W D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知小灯泡的电阻为
小灯泡与一个阻值为的电阻串联,所以电路的电流为
所以小灯泡的实际功率为
故选B。
7. 下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电脑 D. 电炉
【答案】D
【解析】
【详解】A.电视机工作时电能不是主要转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B.电风扇工作时电能主要转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C.电脑工作时电能不是主要转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D.电炉工作时电能主要转化为内能,是利用电流热效应工作的,故D符合题意。
故选D。
8. 如图甲所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中,电流表示数随滑动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 电源电压为8V
B. R1的最小电功率为1.6W
C. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D. 当滑片P位于中点时,R1与R2的电功率之比为2∶3
【答案】B
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片在a端时,只有R1接入电路,此时电路中的电流最大为0.8A,R1两端的电压等于电源电压,由可得
故A正确,不符合题意;
B.当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器的电阻全部接入电路,R1、R2串联,此时电路中的电流最小为0.2A,R1的电功率最小,则
故B错误,符合题意;
C.由题意可知,当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器的电阻全部接入电路,此时R2的电阻为30Ω,故C正确,不符合题意;
D.当滑片P位于中点时,滑动变阻器接入的电阻为15Ω,由可得
故D正确,不符合题意。
故选 B。
二、填空题。
9. 小聪先单独把电炉接入电路,再单独把白炽灯接入电路,观察到把______(选填“电炉”或“白炽灯”)单独接入电路时,电能表转盘转动得快。电能表转盘转动的快慢不同,说明电流做功的______不同。为此引入一个新的物理量______。
【答案】 ①. 电炉 ②. 快慢 ③. 电功率
【解析】
【详解】[1][2][3]电能表转盘的转动反映了电能的消耗,电能表转盘转动的快慢不同,说明了消耗电能的快慢,即电流做功的快慢的不同,为此引入一个新的物理量电功率,电流做功越快,电功率越大。电炉比白炽灯的电功率大,所以,小聪先单独把电炉接入电路,再单独把白炽灯接入电路,观察到把电炉单独接入电路时,电能表转盘转动得快。
10. 小明家电能表如图所示,利用电能表和停表想测量某家用电器电功率,测量原理是______,若此电能表的铝盘在3min转了30转,则说明3min电路消耗的总电能是______J,使用的用电器功率为______W。
【答案】 ①. ②. 1.8×105 ③. 1000
【解析】
【详解】[1]用电能表测量电能,用停表测量消耗电能所用的时间,根据计算电功率。
[2]电能表转动30转消耗的电能
[3]使用用电器的总功率
11. 如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL=_______Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 _______(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1︰P2=_________。
【答案】 ①. 10 ②. 不变 ③. 26∶3
【解析】
【详解】[1]由P=UI可知,小灯泡的额定电流
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时阻值
[2]当开关S1、S2同时闭合,灯泡与滑动变阻器并联,由并联电路的特点可知,改变滑动变阻器的接入电阻时,灯泡所在支路不受影响,因此此时小灯泡的亮度将不变。
[3]由P=UI可知,电源电压一定时,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,电路中电流最大时,电流消耗的电功率最大,由并联电路的特点可知,当开关S1始终闭合,S2断开,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由欧姆定律可知,电路中的最小电流
灯泡允许通过的最大电流为
IL大=I额=0.3A
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,由并联电路的电流特点可知,电路中的最大电流
I大=IL大+IR=0.3A+1A=1.3A
由P=UI可知
12. 小华将电阻丝和分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,按如图所示接入电路,开关闭合后,通过两电阻丝的______相等,根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生______的多少,通电一段时间,发现甲瓶中温度计的示数上升______。
【答案】 ①. 电流 ②. 热量 ③. 高
【解析】
【详解】[1]如图所示,两电阻丝串联,通过的电流相等。
[2]电阻丝通电后产生热量,热量被煤油吸收,导致煤油温度升高,所以可根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生热量的多少。
[3]如图所示,两电阻丝串联,通过的电流相等,通电时间相同,且R1>R2,通电一段时间后,根据焦耳定律可知,电阻丝 R1产生的热量多,由于瓶内的煤油质量、初温相同,不考虑热量损失,甲瓶中温度计的示数上升高。
13. 用如图所示的装置可探究电流产生热量与___________(填“电流”或“电阻”)的关系,若通过R2的电流为1A,通电1min,R2产生的热量为___________J。若将R3更换为10Ω的电阻,___________(填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
【答案】 ①. 电流 ②. 300 ③. 仍能
【解析】
【详解】[1]根据控制变量法的思想,R1和R2的电阻相同,R3与R1并联进行分流,因此R1和R2的电流不同,所以可以探究电流产生热量与电流的关系。
[2]根据焦耳定律,R2产生的热量
Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×1×60s=300J
[3]若将R3更换为10Ω的电阻,R3仍与R1并联进行分流,R1和R2的电流仍然不同,因此仍能完成该实验探究。
14. 如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_______________效应实现高温封口,内产生的热量为_______________J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以_______________(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【答案】 ①. 热 ②. 75
③. 增大
【解析】
【详解】[1]塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时,电热丝能发出热量,所以利用电流的热效应实现高温封口的。
[2]电源电压为 5V ,电热丝R阻值为 1Ω ,则3s 内产生的热量
[3]使用时总把塑料袋烫坏,即产生热量过多,则需要减小电热丝的功率,由可知,电压一定时,增大电阻,可以减小电热丝的功率。
15. 某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡,其电路如图所示。当开关S置于1时,电流表示数为5A,此时电饭锅处于_______挡,在此挡位下加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,用时100s,电饭锅的加热效率为________;当开关S置于2时,电流表的示数为0.1A,R的阻值为_______Ω。若从做饭快的角度考虑,应选择功率更________的电饭锅。【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
【答案】 ①. 高温烧煮 ②. 84% ③. 2156 ④. 高
【解析】
【详解】[1]当开关S置于1挡时,电阻R短路,为R0的简单电路,当开关S置于2挡时,两电阻串联,由串联电阻总电阻大于其中任一电阻。根据可知,开关S置于1档时,电路电阻最小,电功率最大,因此电饭锅处于高温烧煮档。
[2]高温烧煮档加热100s,消耗电能
加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,吸收热量为
电饭锅的加热效率为
[3] 当开关S置于1挡时,电阻R短路,为R0的简单电路,此时电流表示数为5A,那么
当开关S置于“2”挡时,电路的为串联电路,此时电路总电阻为
那么R电阻为
[4]若从做饭快的角度考虑,其他条件一定时,电饭锅电功率大,做饭更快一些。
三、作图题。
16. 利用图中的元件测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接。
(2)请在虚线框内画出实验电路图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率时,电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关、电源串联,电压表并联在小灯泡两端,额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程,由于小灯泡的电阻未知,无法得知小灯泡的额定电流,为了电路安全,电流表选用大量程,如图所示:
【小问2详解】
由图可知,电流从电源正极流出,经过滑动变阻器、小灯泡、电流表、开关回到电源负极,电压表并联在小灯泡两端,如图所示:
四、实验题。
17. 在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中,某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用______组合,将将它们______接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,______。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这种研究物理问题的方法叫______。
【答案】(1) ①. 甲、乙 ②. 串联
(2)通过导体的电流越大,导体产生的热量越多
(3)转换法
【解析】
【小问1详解】
要探究电热与电阻的关系,需要控制电流和通电时间相同,只改变电阻的大小,所以要选甲和乙,电阻丝串联的,这样就控制了通过的电流和时间相同。
【小问2详解】
乙、丙装置中的电阻丝电阻相同,通电时间也相同,但是乙中的电流大于丙的电流,实验发现乙装置U形管中液面高度变化大,说明乙装置中的电阻丝产生的热量多。由此可得出的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多。
【小问3详解】
实验中,我们无法直接测量电阻丝产生的热量,但是可以通过观察U形管中液面高度的变化来反映密闭空气温度的变化,从而间接判断电阻丝产生的热量多少。这种将不易观察或测量的物理量转化为易于观察或测量的物理量的方法叫做转换法。
18. 利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;( )
(2)连接电路时开关应处于________(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向________端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为________A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为________W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为 R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为 U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关 S、S2,此时电压表的示数为 U;
可知小灯泡的额定功率 P额 =__________(用U额、U和 R表示); 若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= __________(用U0、U额、U和R表示)。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. A ④. 0.2 ⑤. 0.625 ⑥. 变大 ⑦. ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知,电路为串联电路,电压表测小灯泡电压,电源为两节干电池,电压表选择小量程,图中电压表和小灯泡之间缺一条导线,如下图:
(2)[2][3]为确保电路安全,连接电路时,开关需要断开,且滑动变阻器需要向阻值小的一端调节,即向A端移动使灯逐渐变亮。
(3)[4]据图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.2A。
[5]根据I-U图像可知,当灯泡处于额定电压即2.5V时,电流为0.25A,则灯泡的额定电功率为
(4)[6]直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,此时电路为断路,电压表串联接入电路,测电源电压,所以示数会变大。
(5)[7][8]根据题意可知,电路为L、R、滑动变阻器串联,灯泡的电压为U额,定制电阻和灯泡的总电压为U,可求定制电阻的电压为
电路中的电流为
灯泡的额定功率为
此时滑动变阻器的电压为
滑动变阻器接入电路中的阻值为
五、计算题。
19. 图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)若不考虑能量损失,正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间;
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
【答案】(1)2A;(2);(3)600s;(4)75%
【解析】
【详解】解:(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流
(2)由图乙可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电饭锅处于高温挡;当只闭合S1时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;R2的电功率
R2的阻值
(3)粥吸收的热量
不考虑热量损失,电饭锅消耗的电能
电饭锅工作的时间
(4)电饭锅实际消耗的电能
该电饭锅的加热效率
答:(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流为2A;
(2)电热丝R2的阻值为110Ω;
(3)若不考虑能量损失,正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s;
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率为75%。
六、综合能力题。
20. 如图是电阻甲和灯泡乙的U-I图象,回答下列问题:
(1)甲的电阻值保持______Ω不变;
(2)乙的额定电压为5V,则乙正常发光时的电流为______A,此时乙的电阻值为______Ω;
(3)当甲、乙并联,干路电流为0.3A时,电源电压为______V;乙的功率为______W;通电1min,甲消耗的电能为______J;
(4)当甲、乙串联,电路总电压为6V时,通过电路的电流为______A,甲的功率为______W。
【答案】(1)20 (2) ①. 0.25 ②. 20
(3) ①. 2 ②. 0.4 ③. 12
(4) ①. 0.2 ②. 0.8
【解析】
【小问1详解】
如图,甲图像为过原点的直线,甲是定值电阻。当其两端电压为4V时,通过甲的电流为0.2A,所以甲的阻值为
【小问2详解】
[1]如图,当乙两端电压为5V时,电流为0.25A,故乙正常发光时的电流为0.25A。
[2]此时乙的电阻为
【小问3详解】
[1]当甲、乙并联,干路电流为0.3A时,因为甲、乙两端电压相等,干路电流等于甲、乙电流之和,由图可知,通过甲、乙的电流分别为0.1A、0.2A、电源电压为2V时符合题意。
[2]乙的功率为
P乙=UI乙=2V×0.2A=0.4W
[3]通电1min,甲消耗的电能为
W=UI甲t=2V×0.1A×1×60s=12J
【小问4详解】
[1]当甲、乙串联,电路总电压为6V时,由串联电路中电流、电压的规律,结合图像可知,电路中的电流为0.2A、甲两端电压为4V、乙两端电压为2V时符合题意。
[2]甲的功率为
P甲=U甲I=4V×0.2A=0.8W
21. 小明用如图甲所示的电路探究滑动变阻器的电功率与通过的电流大小间的关系,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。
(1)图甲电路中①是__________表,②是__________表。
(2)由图乙可知,滑动变阻器的电功率随着通过的电流的增大而__________。
(3)电源电压为__________V,定值电阻R0的阻值为__________Ω。
(4)整个电路消耗的最小电功率是__________W,最大电功率是__________W。
【答案】 ①. 电流 ②. 电压 ③. 先增大后减小 ④. 12 ⑤. 10 ⑥. 2.4 ⑦. 14.4
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,②与滑动变阻器并联,①串联在电路中,因为电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联,所以①处应为电流表,②处应为电压表。
(2)[3]由图乙可知,通过滑动变阻器的电流增大时,滑动变阻器的电功率先增大后减小。
(3)[4][5]由图甲可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,由乙图可知,此时电路中的电流Ib=0.2A,滑动变阻器的电功率Pb=2W,由P=UI=I2R可知,滑动变阻器的最大阻值为
由乙图可知,当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器的电功率为3.2W,由P=UI=I2R可知,滑动变阻器接入电路的阻值为
当滑片P在b端时,电源电压为
当电路中的电流为0.4A时,电源电压为
联立解得:R0=10Ω,U=12V。
(4)[6][7]当滑片P在b端时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,最小电功率为
P最小=UIb=12V×0.2A=2.4W
当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率为
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