内容正文:
第17章 《电流做功与电功率》阶段测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名写在试卷上。
2.做题时,要养成认真审题的习惯,圈画出关键词语。
3.书写要字迹工整、卷面干净。
第Ⅰ卷
一、选择题:(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.历史上许多科学家因卓越的科学成就被人们铭记,他们的名字被命名为物理量的单位。下列哪个物理量的单位不是以科学家的名字命名的( )
A.电阻 B.质量 C.电压 D.能量
2.如图是一款充电式小夜灯,在它的上方有一个光敏元件,当周围环境较暗时,小夜灯发光;当周围环境较亮时,小夜灯不发光。下面关于小夜灯的说法正确的是( )
A.小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体
B.小夜灯充电时,将化学能转化为电能
C.光敏元件相当于小夜灯电路中的开关
D.铭牌上标注的mA·h是电能的单位
3.下列对电学物理量的估测最符合实际的是( )
A.家用空调的电流约为1A
B.家用电冰箱1h消耗电能约1kW•h
C.家庭节能灯正常工作时的电功率约为22W
D.家用电饭锅工作1min产生的热量是1.32×105J
4.关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”的实验,下列说法正确的是( )
A.伏安法测小灯泡电功率实验原理是
B.两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C.两个实验可使用同一组器材完成
D.伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
5.小雨晚上写作业时感觉冷,开电暖器取暖导致电路变化,以下说法正确的是
A.电路中的总电流变大
B.电路中的总电压变大
C.电路中的总电阻变大
D.电路中的总功率变小
6.自动体外除颤器又称自动体外电击器(简称AED),它可以诊断特定的心律失常,并且给予电击除颤,从而抢救心脏骤停患者。如图所示,急救人员正在对一位心脏骤停患者实施电击除颤:将AED的两个电极贴于患者身上,按下“放电”键即可帮助患者心肺复苏。此过程中,任何人都不与患者接触。下列有关分析错误的是( )
A.除颤时患者体内有电流通过
B.AED与患者之间是并联的
C.人体是导体,若有人接触患者会影响除颤效果
D.AED内部有电源
7.商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
8.将标有“2.5V,0.3A”的小灯泡接在2V的电源两端,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率将变小
B.小灯泡的额定电流将变小
C.小灯泡的额定电压将变小
D.小灯泡的额定功率不变
9.现有两个定值电阻R1和R2(R1>R2),按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙>W丁 B.W乙>W丙>W甲>W丁
C.W甲>W丙>W丁>W乙 D.W丙>W丁>W乙>W甲
10.如图所示实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,则下列说法正确的是( )
A.该实验装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.将左边电阻丝换成10Ω后,可以探究电热与电阻的关系
C.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩反映电阻丝放出热量的多少
11.如图所示是我国“华为”公司研发的“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时,不到半小时就能把手机电池容量充至一半以上,极大地方便了人们的使用。该电池铭牌标有“3.7V 4000mA·h”字样。以下说法正确的是( )
A.充电过程中,手机电池相当于电路中的用电器
B.手机电池充电过程中,把化学能转化电能
C.底座的电线比较粗,是为了减少热量的产生
D.该电池充满电所储存的电能为5.328×105J
12.如图所示电路中,R0是定值电阻,R1是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中正确的是( )
A.光敏电阻是由超导体材料制成的
B.电流表示数增大
C.电压表示数增大
D.电路中消耗的总功率变大
第Ⅱ卷
二、填空题:(每空2分,共20分)
13.充电宝几乎成为智能手机的必备配件,用充电宝为手机充电过程中是电能转化为 能,某手机品牌推出了超级快速充电器,此超级快充的充电线比普通手机充电线要粗很多,这是因为正常工作时,超级快充充电线中的 (选填“电流”“电压”或“电阻”)较大。
14.家庭电路中电能表要安装在总开关的 (选填“前面”或“后面”)。小聪家11月底和12月底电能表表盘的示数如图所示,则小聪家12月份消耗电能 ;若电费标准为0.6元/(),小聪家12月份应交电费 元。
15.如图是小明家3月末和4月末电能表表盘示数,则小明家4月份消耗的电能是 kW·h,小明观察家里只开冰箱20分钟,电能表表盘转120r,消耗的电能是 J。
16.在酷寒的冬天,很多家庭使用空调、电暖扇等用电设备取暖,导致电路火灾时有发生。究其原因基本都是电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。这里说的“超负荷”是指电路中的 (选填“电流”或“电阻”)过大,造成“超负荷”的原因是 。
17.定值电阻R和灯泡L,其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端,则R通电1min产生的热量为 J;L消耗的电功率为 W;若将R与L并联在2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
三、作图题:(每小题3分,共6分)
18.图是“测量小灯泡的功率”实验电路图,请在○中填上适当的电路元件符号。
19.图是电吹风机的部分电路元件图。为保证使用安全,只闭合S1时,只有电动机工作,吹冷风;S1和S2同时闭合,电动机和电热丝同时工作,吹热风;只闭合S2时,电动机和电热丝都不工作。请按要求将图中电路连接完整。
四、实验题:(每空2分,共20分)
20.如图甲所示是某小组用电加热器探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”:
(1)实验中电源电压相等且,使物质升高相同的温度,通过比较 来判断物质吸收的热量多少;
(2)善于观察的小明又记录了液体放热降温的数据,并绘制图像如图乙所示,则液体 的比热容大;
(3)已知,若,把两个烧杯中加入质量和初温都相同的 (选填“水”或“煤油”),如图丙所示,通过比较 ,可以探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
21.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为10Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。
(1)连接电流表时应选用 的量程;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中实物电路补充完整(导线不能交叉) ;
(3)小明连完电路并闭合开关后,发现小灯泡不发光且电压表示数为零,电流表示数为0.15A,产生这一现象的原因是 ;
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,请读出电流表的示数,并填入表格中 ;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.18
0.2
0.22
0.28
电功率P/
0.18
0.3
0.44
0.84
灯泡发光情况
很暗→暗→正常发光→很亮
(5)实验中,小明记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格仍有不完整的地方,请将表格中所缺的内容填写完整 ;
(6)小明所在的小组分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的,且 ,灯泡越亮。
五、计算题(每小题9分,共18分)
22.如图甲是低温碳纤维电热膜,常用作地暖的供热系统,它是在某种不导电的材料表面注入一根根导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,如图乙所示。现取电热膜的2根导电墨线(用R1、R2表示),接入图丙的电路中进行研究,每根良好导电墨线的电阻均为60Ω,电源电压恒为12V。闭合开关,问:
(1)通过导电墨线R1的电流多大?
(2)图丙中每根导电墨线都正常时,电路的总功率为多大?
(3)若导电墨线R2的部分导电材料脱落(如图丁),通过R2的电流为0.1A,此时R2的阻值多大?
23.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000W和400W两挡功率,档位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择1000W挡将汤煮至100℃,然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。设汤的初温为20℃,质量为3kg,汤的比热容为4.0×103J//(kg•℃)。求:
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min,在此过程中汤吸收的热量是多少?
(2)电炖锅的效率是多少?
(3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。
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第17章 《电流做功与电功率》阶段测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名写在试卷上。
2.做题时,要养成认真审题的习惯,圈画出关键词语。
3.书写要字迹工整、卷面干净。
第Ⅰ卷
一、选择题:(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.历史上许多科学家因卓越的科学成就被人们铭记,他们的名字被命名为物理量的单位。下列哪个物理量的单位不是以科学家的名字命名的( )
A.电阻 B.质量 C.电压 D.能量
【答案】B
【详解】A.电阻的单位是欧姆,欧姆是德国物理学家,故A不符合题意;
B.质量的单位是千克,早期人们规定在4℃时,一升纯水的质量为1千克,千克不是科学名字,故B符合题意;
C.电压的单位是伏特,伏特是根据世界上第一个发现用化学方法产生电流原理的意大利科学家伏特的姓氏命名的专门名称,故C不符合题意;
D.能量的单位是焦耳,焦耳是英国物理学,故D不符合题意。
故选B。
2.如图是一款充电式小夜灯,在它的上方有一个光敏元件,当周围环境较暗时,小夜灯发光;当周围环境较亮时,小夜灯不发光。下面关于小夜灯的说法正确的是( )
A.小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体
B.小夜灯充电时,将化学能转化为电能
C.光敏元件相当于小夜灯电路中的开关
D.铭牌上标注的mA·h是电能的单位
【答案】C
【详解】A.小夜灯的塑料外壳不容易导电,属于绝缘体,故A错误;
B.小夜灯充电时,消耗电能,将电能转化为化学能存储在电池内部,故B错误;
C.当周围环境较暗时,小夜灯发光;当周围环境较亮时,小夜灯不发光,光敏元件控制电阻的通断,相当于小夜灯电路中的开关,故C正确;
D.铭牌上标注的mA·h是电流与时间的乘积,称为安时容量,不是电能的单位,故D错误。
故选C。
3.下列对电学物理量的估测最符合实际的是( )
A.家用空调的电流约为1A
B.家用电冰箱1h消耗电能约1kW•h
C.家庭节能灯正常工作时的电功率约为22W
D.家用电饭锅工作1min产生的热量是1.32×105J
【答案】C
【详解】A.家庭空调的电功率约为1000W,由可知,家庭空调的电流
故A不符合题意;
B.冰箱的电功率约为200W,连续工作1h消耗的电能
故B不符合题意;
C.家庭节能灯正常工作时的电功率约为22W~40W,故C符合题意;
D.家庭电饭锅的电功率约为800W,工作1min产生的热量
故D不符合题意。
故选C。
4.关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”的实验,下列说法正确的是( )
A.伏安法测小灯泡电功率实验原理是
B.两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C.两个实验可使用同一组器材完成
D.伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
【答案】C
【详解】A.测小灯泡电功率,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据P=UI求灯泡的电功率,伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI,故A错误;
B.“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的是得到灯丝的电阻与温度的关系,“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时,实际功率和额定功率的关系,故B错误;
C.根据和P=UI可知,这两个实验可以使用同一电路,测量小灯泡两端的电压和电流,两个实验使用的实验器材完全相同,故C正确;
D.伏安法测小灯泡的电阻多次实验目的是得到灯丝的电阻与温度的关系,没有采用控制变量法,故D错误。
故选C。
5.小雨晚上写作业时感觉冷,开电暖器取暖导致电路变化,以下说法正确的是
A.电路中的总电流变大
B.电路中的总电压变大
C.电路中的总电阻变大
D.电路中的总功率变小
【答案】A
【详解】家庭电路中各用电器是并联的,根据并联电路电阻的规律,多并联一个电阻,家庭电路中总电阻变小,因为家庭电路电压为220V是不变的,由得,电路中的总电流变大;由可知,电路中的总功率也变大,故选A。
6.自动体外除颤器又称自动体外电击器(简称AED),它可以诊断特定的心律失常,并且给予电击除颤,从而抢救心脏骤停患者。如图所示,急救人员正在对一位心脏骤停患者实施电击除颤:将AED的两个电极贴于患者身上,按下“放电”键即可帮助患者心肺复苏。此过程中,任何人都不与患者接触。下列有关分析错误的是( )
A.除颤时患者体内有电流通过
B.AED与患者之间是并联的
C.人体是导体,若有人接触患者会影响除颤效果
D.AED内部有电源
【答案】B
【详解】A.除颤时,将AED的两个电极贴于患者身上,人体是导体,就会有电流通过患者体内,故A正确,不符合题意;
B.将AED的两个电极分别贴于患者身上,电流路径只有一条,AED与患者之间是串联的,故B错误,符合题意;
C.人体是导体,若有人接触患者,通过患者的电流发生变化,会影响除颤效果,故C正确,不符合题意;
D.除颤时,有电流通过患者,说明AED内部有电源,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
【答案】D
【详解】售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选D。
8.将标有“2.5V,0.3A”的小灯泡接在2V的电源两端,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率将变小
B.小灯泡的额定电流将变小
C.小灯泡的额定电压将变小
D.小灯泡的额定功率不变
【答案】D
【详解】用电器正常工作时的电压为额定电压,在额定电压下工作的电流为额定电流,标有“2.5V,0.3A”的小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A;用电器的额定电压、额定电流和额定功率是唯一的,不会发生变化,将小灯泡接在2V的电源两端,则小灯泡实际电压为2V,小灯泡的额定电压、额定电流和额定功率都不变,故D正确,ABC错误。
故选D。
9.现有两个定值电阻R1和R2(R1>R2),按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙>W丁 B.W乙>W丙>W甲>W丁
C.W甲>W丙>W丁>W乙 D.W丙>W丁>W乙>W甲
【答案】C
【详解】根据串联电路的电阻特点可知,乙图中的总电阻最大,根据并联电路的电阻特点可知,甲图中的总电阻最小,又由于R1>R2
则四个电路中的总电阻关系为R乙>R丁>R丙>R甲
因电源的电压恒为U,且工作时间相等,由可知W甲>W丙>W丁>W乙
故C正确,ABD错误。
故选C。
10.如图所示实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,则下列说法正确的是( )
A.该实验装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.将左边电阻丝换成10Ω后,可以探究电热与电阻的关系
C.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩反映电阻丝放出热量的多少
【答案】A
【详解】A.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,研究产生的热量与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。上图中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,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,而通电时间相同,故该实验装置可探究电流产生的热量与电流的关系,故A正确;
B.探究电热与电阻的关系要控制通过电阻的电流及通电时间相同,将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后,电阻不同,且通过两容器中电阻丝的电流也是不同的,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故B错误;
CD.电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,左、右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;由于左侧容器中电阻中的电流大于右侧容器中电阻的电流,根据Q=I2Rt,在电阻和通电时间相同的情况下,左侧容器中的电阻产生的电热多,由转换法以,所以左侧U形管中液面的高度差大,故CD错误。
故选A。
11.如图所示是我国“华为”公司研发的“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时,不到半小时就能把手机电池容量充至一半以上,极大地方便了人们的使用。该电池铭牌标有“3.7V 4000mA·h”字样。以下说法正确的是( )
A.充电过程中,手机电池相当于电路中的用电器
B.手机电池充电过程中,把化学能转化电能
C.底座的电线比较粗,是为了减少热量的产生
D.该电池充满电所储存的电能为5.328×105J
【答案】AC
【详解】A.充电过程中,手机电池相当于电路中的用电器,消耗电能,故A正确;
B.手机电池充电过程中,把电能转化为化学能储存起来,故B错误;
C.底座的电线比较粗,是为了减小电线的电阻,当电流与通电时间相同时,可以减少热量的产生,故C正确;
D.该电池充满电所储存的电能为
故D错误。
故选AC。
12.如图所示电路中,R0是定值电阻,R1是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中正确的是( )
A.光敏电阻是由超导体材料制成的
B.电流表示数增大
C.电压表示数增大
D.电路中消耗的总功率变大
【答案】BD
【详解】A.光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小属于半导体材料,超导体是指在一定温度下电阻为零的材料,故A错误;
BCD.分析电路可知,R0、R1串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路电流。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则R1阻值变小,则总电阻变小,总电压不变,根据可知电流表示数增大;根据可知R0两端电压增大,根据串联分压规律,则电压表示数减小;由可知,电路中消耗的的总功率变大,故C错误,BD正确。
故选BD。
第Ⅱ卷
二、填空题:(每空2分,共20分)
13.充电宝几乎成为智能手机的必备配件,用充电宝为手机充电过程中是电能转化为 能,某手机品牌推出了超级快速充电器,此超级快充的充电线比普通手机充电线要粗很多,这是因为正常工作时,超级快充充电线中的 (选填“电流”“电压”或“电阻”)较大。
【答案】 化学 电流
【详解】[1]用充电宝给手机充电的过程中,充电宝消耗电能,手机电池将获得的电能转化为化学能储存起来。给手机充电过程中的能量转化是电能转化为化学能。
[2]超级快充充电线比普通手机充电线要粗很多,是因为正常工作时,充电线的电流较大,快充充电线更粗,使电阻很小,不致因充电电流大引起充电线过热而造成安全事故。
14.家庭电路中电能表要安装在总开关的 (选填“前面”或“后面”)。小聪家11月底和12月底电能表表盘的示数如图所示,则小聪家12月份消耗电能 ;若电费标准为0.6元/(),小聪家12月份应交电费 元。
【答案】 前面 125 75
【详解】[1]按照规定,电能表要安装在总开关的前面。
[2][3]由图示电能表可知,电能表11月底示数是5588.4kW·h,12月底示数为5713.4kW·h,12月消耗电能为
W=5713.4kW·h-5588.4kW·h=125kW·h
需交纳的电费为
0.6元/(kW·h)×125kW·h=75元
15.如图是小明家3月末和4月末电能表表盘示数,则小明家4月份消耗的电能是 kW·h,小明观察家里只开冰箱20分钟,电能表表盘转120r,消耗的电能是 J。
【答案】 240 1.44×105
【详解】[1]电能表的最后一位数是小数,单位是kW·h,3月末和4月末电能表的示数分别为6022.3kW·h和6262.3kW·h;小明家4月消耗的电能为W=6262.3kW·h-6022.3kW·h=240kW·h
[2]3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转动3000r,电能表的转盘转120r时,冰箱消耗的电能
16.在酷寒的冬天,很多家庭使用空调、电暖扇等用电设备取暖,导致电路火灾时有发生。究其原因基本都是电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。这里说的“超负荷”是指电路中的 (选填“电流”或“电阻”)过大,造成“超负荷”的原因是 。
【答案】 电流 用电器总功率过大
【详解】[1]“超负荷”是由于用电器的总功率过大,导线上的电流超过允许的最大电流值就是超负荷。
[2]由于家庭使用空调、电暖扇等用电设备取暖,所以,导致电路火灾的原因是用电器的总功率过大。
17.定值电阻R和灯泡L,其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端,则R通电1min产生的热量为 J;L消耗的电功率为 W;若将R与L并联在2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
【答案】 54 0.3 1.3
【详解】[1][2]若将R与L串联在4V电源两端,通过R与L的电流相等,由图可知,此时电路中的电流为0.3A,R两端的电压为3V,L两端的电压为1V,则R通电1min产生的热量
L消耗的电功率
[3]若将R与L并联在2V的电源两端,由图可知,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.45A,则电路中的总电流为电路消耗的总功率为
三、作图题:(每小题3分,共6分)
18.图是“测量小灯泡的功率”实验电路图,请在○中填上适当的电路元件符号。
【答案】
【详解】在测量小灯泡的功率时,需用电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,所以将电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中。作图如下:
19.图是电吹风机的部分电路元件图。为保证使用安全,只闭合S1时,只有电动机工作,吹冷风;S1和S2同时闭合,电动机和电热丝同时工作,吹热风;只闭合S2时,电动机和电热丝都不工作。请按要求将图中电路连接完整。
【答案】
【详解】分析题意可知,电热丝和电动机并联,开关S1在干路上,S2在支路上控制电热丝,如图所示:
四、实验题:(每空2分,共20分)
20.如图甲所示是某小组用电加热器探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”:
(1)实验中电源电压相等且,使物质升高相同的温度,通过比较 来判断物质吸收的热量多少;
(2)善于观察的小明又记录了液体放热降温的数据,并绘制图像如图乙所示,则液体 的比热容大;
(3)已知,若,把两个烧杯中加入质量和初温都相同的 (选填“水”或“煤油”),如图丙所示,通过比较 ,可以探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
【答案】(1)加热时间的长短
(2)甲
(3) 煤油 温度计的示数
【详解】(1)实验中,电源电压相等且,通过电路的电流相同,相同时间电阻产生的热量相同,因此对液体甲、乙加热相同时间吸收的热量相同;实验中,使物质升高相同的温度,通过比较加热时间的长短来判断物质吸收的热量多少。
(2)由乙图可知,相同时间液体甲、乙放出的热量相同,乙降低的温度快,甲降低的温度慢,由可知,液体甲的比热容大。
(3)[1][2]如图丙,两个电阻串联,能够保持通过导体的电流和通电时间相同,由可知,电阻的大小不同;煤油的比热容小,和水相比,吸收同样的热量煤油的温度变化大,因此在烧杯中加入相同质量的煤油,加热一定的时间,通过比较温度计的示数(或液体升高的温度)来辨别电阻产生热量的多少,从而探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
21.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为10Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。
(1)连接电流表时应选用 的量程;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中实物电路补充完整(导线不能交叉) ;
(3)小明连完电路并闭合开关后,发现小灯泡不发光且电压表示数为零,电流表示数为0.15A,产生这一现象的原因是 ;
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,请读出电流表的示数,并填入表格中 ;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.18
0.2
0.22
0.28
电功率P/
0.18
0.3
0.44
0.84
灯泡发光情况
很暗→暗→正常发光→很亮
(5)实验中,小明记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格仍有不完整的地方,请将表格中所缺的内容填写完整 ;
(6)小明所在的小组分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的,且 ,灯泡越亮。
【答案】(1)0~0.6A
(2)
(3)灯泡短路
(4)0.24
(5)见解析
(6) 实际功率 实际功率越大
【详解】(1)小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为10Ω,灯正常发光时电流大小
电流表选用0~0.6A的量程。
(2)电流表选用0~0.6A的量程串联在电路中,如图所示:
(3)连完电路并闭合开关后,电流表示数为0.15A,说明电路为通路,发现小灯泡不发光且电压表示数为零,可能是与电压表并联的灯短路。
(4)移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图所示,因电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A。
(5)灯的额定电压为2.5V,电流表示数为0.24A,灯的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W
表格数据中电功率没有单位,补充如下:
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.2
0.22
0.24
0.28
电功率P/W
0.18
0.3
0.44
0.6
0.84
灯泡发光情况
很暗→暗→正常发光→很亮
(6)[1][2]由表中可知,灯的实际功率越大,灯越亮,故小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的,且实际功率越大,灯泡越亮。
五、计算题(每小题9分,共18分)
22.如图甲是低温碳纤维电热膜,常用作地暖的供热系统,它是在某种不导电的材料表面注入一根根导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,如图乙所示。现取电热膜的2根导电墨线(用R1、R2表示),接入图丙的电路中进行研究,每根良好导电墨线的电阻均为60Ω,电源电压恒为12V。闭合开关,问:
(1)通过导电墨线R1的电流多大?
(2)图丙中每根导电墨线都正常时,电路的总功率为多大?
(3)若导电墨线R2的部分导电材料脱落(如图丁),通过R2的电流为0.1A,此时R2的阻值多大?
【答案】(1)
(2)4.8W
(3)
【详解】(1)由图丙可知,两根导电墨线并联,根据并联电路的电压特点可知,每根导电墨线两端的电压相等,且等于电源电压,则通过导电墨线R1的电流
(2)两根导电墨线电阻一样,并联电路各支路两端的电压相同,则通过的电流相同。由并联电路的电流特点可知,干路上的电流为I=I1+I2=0.2A+0.2A=0.4A
此时电路中的总功率为P=UI=12V×0.4A =4.8W
(3)若导电墨线 R2的部分导电材料脱落(如图丁),根据可得此时R2的阻值
23.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000W和400W两挡功率,档位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择1000W挡将汤煮至100℃,然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。设汤的初温为20℃,质量为3kg,汤的比热容为4.0×103J//(kg•℃)。求:
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min,在此过程中汤吸收的热量是多少?
(2)电炖锅的效率是多少?
(3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。
【答案】(1)9.6×105J;(2)80%;(3)见详解
【详解】(1)汤吸收的热量
Q=cm(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=9.6×105J
(2)加热功率
P=1000W
加热时间
t=20min=1200s
电炖锅消耗的电能
W=Pt=1000W×1200s=1.2×106J
则电炖锅的效率
(3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“b”位置;理由是:当开关S跳至“b”位置时,电阻R1、R2串联接入电路,电路电阻较大,根据可知,电压一定时,电阻越大,电功率越小,此时电炖锅处于保温慢炖状态。
答:(1)汤吸收的热量是9.6×105J;
(2)电炖锅的效率是80%;
(3)略。
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