精品解析:四川省遂宁市蓬溪县2025-2026学年九年级上学期第二次学月测试物理试题
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内容正文:
2025年秋季九年级第二次学月测试
物理试卷
(时间:90分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后,监考老师将答题卡收回。
一、单选题(每小题2分,共40分)
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 一节新干电池电压是3.7V B. 小灯泡正常发光时的电阻500Ω
C. 电饭锅正常工作的电流约3A D. 家用电视机的功率2000W
2. 某科学小组完成了以下几种实践,其中说法正确的是( )
A. 甲图中,很难将玻璃拉离水面,说明分子之间存在间隙
B. 乙图中,发现沙子中的温度计示数升高快,说明沙子吸热能力比水强
C. 丙图中,看到热蒸汽使风车转动,其能量转化形式与热机的做功冲程相同
D. 丁图中,记录的沿海城市和内陆城市在某一天的气温变化图,曲线C为沿海城市的气温图
3. 关于内能、比热容和热值,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度升高时,内能一定增大
B. 在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C. 发生热传递时,温度总是从高温物传递给低温物体
D. 的某燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
4. 下列说法正确的是( )
A. 打开酒精瓶盖,能闻到酒精味,这是酒精分子不停运动引起的
B. 固体分子作用力大,故固体分子是静止的
C. 铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力
D. 用手捏面包,面包的体积缩小了,证明分子间有空隙
5. 有两个温度和质量都相同的金属球,先把a球放入盛有热水的杯中,热平衡后,水温降低了,把a球取出,再将b球放入杯中,热平衡后水温又降低了(忽略过程中的热量损失和水的质量损失),则a球的比热容和b球的比热容大小关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
6. 小亮用相同的酒精灯分别对质量均为100g的水和甲液体进行加热,8min内各消耗酒精2g,用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。若单位时间内两液体吸收的热量相等,酒精的热值为,水的比热容为,则下列说法正确的是( )
A. 升高相同温度时,水和甲液体吸收的热量相等
B. 甲液体在4min内吸收的热量为
C. 甲液体的比热容为
D. 酒精灯的加热效率为21%
7. 如图所示,甲是四冲程汽油机的某冲程示意图,乙是该汽车内燃机的能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲为做功冲程
B. 由图乙可知该内燃机的效率是35%
C. 若该汽油机的飞轮转速为1200r/min,则汽油机1s内对外做功10次
D. 冬天外界气温低,内燃机箱外散热快,内燃机的效率会提高
8. 两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中通过的电流之比为 B. 甲、乙两图中两端电压之比为
C. 甲、乙两图总电阻之比为 D. 甲、乙两图的总功率之比为
9. 如图所示电路,开关S闭合时,规格相同的两只灯泡、均能发光,图中甲、乙、丙为电表,粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字,下列说法中可能正确的是( )
A. L1和L2串联,电路中的电流为0.6A, L1、L2两端的电压分别为0.3V、1.2V
B. L1和L2串联,甲、乙、丙示数分别为0.3A、0.6V、1.2V
C. L1和L2并联,甲、乙、丙示数分别为1.2V、0.3A、0.6A
D. L1和L2并联,电源电压为1.2V,通过L1、L2的电流分别为0.3A、0.6A
10. 实验是科学探究的重要形式,下列实验情景说法不正确的是( )
A. 甲图中a带正电,b不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中电流方向是a到b
B. 乙图探究影响电阻大小的因素,电流表示数越大说明导体电阻越小
C. 丙图中将气球摩擦头发后,头发会飘向气球是因为异种电荷相互吸引
D. 丁图“测灯泡电阻”实验中,多次测量求平均值可以减小实验误差
11. 如图所示,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表均有示数。下列说法正确的是( )
A. 电流表只测量的电流
B. 短路时,会烧坏电源和两个电流表
C. 仅断开,电流表示数不变
D. 断路时,的示数大于
12. 如图所示,甲是用毛皮摩擦过的橡胶棒,乙和丙是两个泡沫小球,(甲和乙、乙和丙)相互作用时的场景分别如图所示,由此可判断( )
A. 甲一定带正电 B. 乙一定带负电
C. 丙一定带正电 D. 乙可能不带电
13. 如图所示当小台灯旋钮带着滑片顺时针旋转时,灯逐渐变亮,则电位器的连接是( )
A. 选择a、b接线柱且与灯泡串联 B. 选择b、c接线柱且与灯泡串联
C. 选择a、c接线柱且与灯泡并联 D. 选择b、c接线柱且与灯泡并联
14. 如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S, 当滑片P 向右滑动时,下列说法正确的是(假设灯丝电阻不变)( )
A. 电压表V示数变大,电流表A2示数变小
B. 电流表A1示数与电流表A2示数的差变小
C. 电压表V示数与电流表A1示数的比值变大
D. 滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变小
15. 某品牌共享电动单车,使用前先摇晃车把(闭合),电量指示灯亮起;确认电量充足后,扫码开锁(闭合),行车灯亮起,电机启动,若仅损坏仍可正常工作;若驶离规定区域,自动断开,均无法工作,但仍正常.下列电路符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
16. 如图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,电源电压4V,同时闭合开关和时,下列分析与判断正确的是( )
A. 此时小灯泡L的电阻为20Ω
B. 此时通过电阻R的电流为0.5A
C. 此时整个电路的总电阻大于8Ω
D. 若将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,则L的实际功率为0.2W
17. 如图甲是某一特殊纯电阻元件D和定值电阻R的I﹣U关系图像。小明将D和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙,若乙图中R与D的电功率之比为P1:P2=a,丙图中R与D的电功率之比P3:P4=b,则下列关系式中正确的是( )
A. ab=1 a>b B. ab<1 a<b
C. ab<1 a>b D. ab>1 a<b
18. 两个阻值相同的电热丝,并联4min可烧开一壶水,如果串联使用接在同一电路上,烧开同样的一壶水需要( )
A. 4min B. 8min C. 16min D. 12min
19. 如图甲所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端,作出U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有( )
A. 电源电压为3V
B. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
C. R0的阻值为10Ω
D. 当电压表示数为1V时,R0消耗的功率为0.4W
20. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A. 该电能表此时示数为20256kW·h
B. 1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C. 该电热水器的实际功率为2400W
D. 电阻R1的阻值等于20.2Ω
二、填空题(每空2分,共24分)
21. 质量和初温都相同的铁块和铜块,分别________(选填“吸收”或“放出”)相同的热量后立即接触,热量由铁传给铜。两台汽油机,相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍,甲的效率是25%,乙的效率是30%,那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是________。
22. 某次生产中,需要用天然气来加热水箱中的水。经测量,生产中完全燃烧了0.3m3的天然气。已知天然气的热值为;水的比热容,当地大气压为一个标准大气压。完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量____________J;若天然气燃烧放出的热量有84%被水箱中的水吸收,则水箱中20L、初温为20℃的水温度可以升高____________℃。
23. 甲、乙两只灯泡分别标有“3V 3W”和“6V 3W”的字样。(不计温度对灯丝电阻的影响)若将这两只灯泡串联,确保电路安全,电源电压最高________V,若将这两只灯泡并联在3V的电源两端,此时乙灯的实际功率为________W。
24. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,甲、乙两表的示数之比为5∶2,则定值电阻R1、R2消耗的电功率之比为__________。若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为__________。
25. 如图甲中为定值电阻,电源电压保持不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,电流表量程0~0.6A,灯泡L的额定电流是0.5A。当开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中,移动滑片P(所有元件都安全)得到了两次电流表示数与阻值变化关系的图象(如图乙所示),灯泡在工作时正常发光。灯泡L的额定功率是___________W;开关都断开与都闭合时,电路最大功率之比____________。
26. 小杜家的电水壶内部电路图如图所示,额定电压为220V。只有为加热管(放出的热量全部被水吸收),为限流电阻。调节S、S1、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,正常工作时加热管两种状态的功率分别为1210W、48.4W。正常加热时中的电流为______A;用电高峰期,电源电压为200V,电水壶在保温状态工作,假设水壶内水温保持恒定不变,水壶内的水每分钟向外界散发热量为______J。
三、实验题(每空2分,共22分)
27. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为2.5V的小灯泡L(正常发光时阻值约为10Ω),有两个规格分别为“5Ω,0.5A”“20Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是________;
(2)图甲中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最________(选填“左”或“右”)端;
(3)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像如图乙所示;由图像可知,小灯泡的额定功率为________W;
(4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为________V;
②接着调节滑动变阻器________(选填“”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式________(用U、和已知量表示)
28. 某实验小组用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验中电源电压保持4.5V不变,实验中用到的电阻R分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片P向B端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)。
(2)小伟将电路连接完整后,闭合开关,电流表、电压表都有示数,但移动滑动变阻器的滑片时发现电流表、电压表示数不变且电压表示数等于电源电压,出现问题的原因可能是:________。
(3)解决上述问题后,先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数如图乙所示,此时将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,正确操作后,滑动变阻器接入电路的阻值应该________(选填“大于”“等于”或“小于”)接入5Ω的电阻时的阻值,使电压表的示数保持________V不变,再次读取电流表的示数。
(4)把20Ω的电阻接入电路时,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制电压表的示数不低于________V。
四、计算题(第29题6分,第30题8分,共14分)
29. 图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰,它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。若某次航行时,南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行,达到目标航速后匀速直线航行,航行时的v-t图像如图乙所示。已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力为。[]。求:
(1)南昌舰在加速阶段消耗柴油,这些柴油完全燃烧放出的热量;
(2)本次航行中南昌舰的恒定推进功率;
(3)本次航行的加速阶段,南昌舰发动机的热效率。
30. 如图所示电路中,电源电压恒定不变,灯泡标有“8V;0.4A”,且灯丝电阻保持不变,电流表所选量程为0~3A,滑动变阻器Rp允许通过的最大电流为0.7A,R1为定值电阻。则:
(1)灯泡的电阻为多少Ω?
(2)若小灯泡正常发光10s,该段时间内小灯泡消耗的电能为多少J?
(3)若闭合开关S、S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时,小灯泡恰好正常发光,该过程中,电流表示数变化了0.1A,R1的功率变化了0.7W。在电路安全的情况下,通过控制开关的通断和移动滑片,可使得电路中的总功率达到最大和最小,求电路中的总功率最大值和最小值。
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2025年秋季九年级第二次学月测试
物理试卷
(时间:90分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后,监考老师将答题卡收回。
一、单选题(每小题2分,共40分)
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 一节新干电池电压是3.7V B. 小灯泡正常发光时的电阻500Ω
C. 电饭锅正常工作的电流约3A D. 家用电视机的功率2000W
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电池电压是1.5V,手机电池的电压通常是3.7V,故A不符合题意;
B.小灯泡正常发光时的电阻通常为几欧到十几欧,远小于500Ω,故B不符合题意;
C.电饭锅的功率较大,通常在600∼1000W之间,若功率为660W,根据可知,电饭锅正常工作电流为
故C符合题意;
D.家用电视机的功率通常为100W~300W,2000W过大,故D不符合题意。
故选C。
2. 某科学小组完成了以下几种实践,其中说法正确的是( )
A. 甲图中,很难将玻璃拉离水面,说明分子之间存在间隙
B. 乙图中,发现沙子中的温度计示数升高快,说明沙子吸热能力比水强
C. 丙图中,看到热蒸汽使风车转动,其能量转化形式与热机的做功冲程相同
D. 丁图中,记录的沿海城市和内陆城市在某一天的气温变化图,曲线C为沿海城市的气温图
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,很难将玻璃拉离水面,说明分子之间存在引力,故A错误;
B.乙图中,质量相等的沙子和水在用同一热源加热相同时间(即吸收相同的热量)时,发现沙子中的温度计示数升高快,根据可知,说明沙子的比热容小,即沙子的吸热能力弱,故B错误;
C.丙图中,热蒸汽使风车转动,热蒸汽的内能转化为风车的机械能,热机的做功冲程中,高温高压的燃气内能转化为机械能,与风车的原理相同,故C正确;
D.丁图中,水的比热容大于砂石的比热容,在质量和吸收相同的热量时,水升高的温度比砂石小,则沿海城市一天的气温变化小于内陆城市,故曲线D为沿海城市的气温图,曲线C是内陆城市的气温图,故D错误。
故选C。
3. 关于内能、比热容和热值,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度升高时,内能一定增大
B. 在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C. 发生热传递时,温度总是从高温物传递给低温物体
D. 的某燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
【答案】A
【解析】
【详解】A.物体的温度升高时,分子热运动越剧烈,分子动能变大,内能增大,故A正确;
B.热量是过程量,描述热传递过程中,传递能量的多少;而含有多少热量、具有多少热量是描述某个状态,这种表述是错误的,故B错误;
C.发生热传递时,热量由高温物体传递给低温物体,传递的是热量不是温度,故C错误;
D.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值,热值在数值上等于单位质量(1kg)的燃料完全燃烧所放出的热量,故D错误。
故选A。
4. 下列说法正确的是( )
A. 打开酒精瓶盖,能闻到酒精味,这是酒精分子不停运动引起的
B. 固体分子作用力大,故固体分子是静止的
C. 铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力
D. 用手捏面包,面包的体积缩小了,证明分子间有空隙
【答案】A
【解析】
【详解】A.打开酒精瓶盖,酒精分子扩散到空气中,能闻到酒精味,这是酒精分子不停运动引起的,故A正确;
B.固体分子间作用力大,但分子仍在不停地做无规则运动而非静止,故B错误;
C.分子间同时存在引力和斥力,铁块很难被压缩,是斥力主导,但并非只有斥力,故C错误;
D.面包体积缩小是宏观气孔被压缩,与分子间隙无关,故D错误。
故选A。
5. 有两个温度和质量都相同的金属球,先把a球放入盛有热水的杯中,热平衡后,水温降低了,把a球取出,再将b球放入杯中,热平衡后水温又降低了(忽略过程中的热量损失和水的质量损失),则a球的比热容和b球的比热容大小关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】假设ab球的初温为t,热水的初温为T,先把a球放入盛有热水的杯中,热平衡后,水温降低了Δt,水的末温为,a球升温
根据吸放热相等,可得
整理得
a球的比热容为
再将b球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt,水现在的末温为,b球升温
根据吸放热相等,可得
整理得
b球的比热容为
两球质量相等,
因此,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 小亮用相同的酒精灯分别对质量均为100g的水和甲液体进行加热,8min内各消耗酒精2g,用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。若单位时间内两液体吸收的热量相等,酒精的热值为,水的比热容为,则下列说法正确的是( )
A. 升高相同温度时,水和甲液体吸收的热量相等
B. 甲液体在4min内吸收的热量为
C. 甲液体的比热容为
D. 酒精灯的加热效率为21%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,水从10℃升高到40℃,甲液体从20℃升高到50℃,都升高30℃,水需要的加热8min,甲液体需要加热4min。因为使用相同的酒精灯加热,单位时间内吸收的热量相等,所以加热时间越长,吸收的热量越多。由于水加热时间大于甲液体的加热时间,所以水吸收的热量大于甲液体吸收的热量,故A错误;
B.由图像可知,在8min时间内,水升高的温度为Δt水=40℃-10℃=30℃
水吸收的热量为Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg× 30℃=1.26×104J
因为单位时间内两液体吸收的热量相等,所以甲液体在4min内吸收的热量为,故B错误;
C.由图像可知,在4min内,甲液体升高了30℃, 甲液体的质量为100g=0.1kg
甲液体的比热容为,故C错误;
D.在8min内,酒精完全燃烧放出的热量为Q放=m酒精q酒精=2×10⁻³kg×3×10⁷J/kg=6×104J
在8min内,水吸收的热量Q水吸= 1.26×104J,酒精灯的加热效率为
,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,甲是四冲程汽油机的某冲程示意图,乙是该汽车内燃机的能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲为做功冲程
B. 由图乙可知该内燃机的效率是35%
C. 若该汽油机的飞轮转速为1200r/min,则汽油机1s内对外做功10次
D. 冬天外界气温低,内燃机箱外散热快,内燃机的效率会提高
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,此过程将机械能转化为内能,故A错误;
B.根据图乙的能量流向图,燃料释放的总热量为100%,其中废气带走33%,冷却水带走30%,摩擦与辐射损失7%。根据能量守恒定律,该内燃机输出的有用功占总能量的百分比为
所以该内燃机的效率是30%,故B错误;
C.该汽油机的飞轮转速为
即飞轮每秒转动20圈。四冲程汽油机中,飞轮转动2圈,完成一个工作循环,对外做功1次。因此,该汽油机1s内对外做功的次数为次,故C正确;
D.冬天外界气温低,内燃机与外界的温差变大,导致热量损失更多,即用于散热的能量比例增加,而转化为有用功的能量比例减小,因此内燃机的效率会降低,故D错误。
故选C。
8. 两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中通过的电流之比为 B. 甲、乙两图中两端电压之比为
C. 甲、乙两图总电阻之比为 D. 甲、乙两图的总功率之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据并联电路电压的规律,在甲图中R1两端电压为U,乙图中R1两端电压为
故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1,根据欧姆定律,甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1,故A错误;
B.根据并联电路电压的规律,在甲图中R2两端电压为U,乙图中R2两端电压为
故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1,故B错误;
C.根据串并联电路总电阻的规律,甲、乙两图中R1=R2,等效电阻之比为
故C错误;
D.甲、乙两图的总功率之比为
故D正确。
故选D。
9. 如图所示电路,开关S闭合时,规格相同的两只灯泡、均能发光,图中甲、乙、丙为电表,粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字,下列说法中可能正确的是( )
A. L1和L2串联,电路中的电流为0.6A, L1、L2两端的电压分别为0.3V、1.2V
B. L1和L2串联,甲、乙、丙示数分别为0.3A、0.6V、1.2V
C. L1和L2并联,甲、乙、丙示数分别为1.2V、0.3A、0.6A
D. L1和L2并联,电源电压为1.2V,通过L1、L2的电流分别为0.3A、0.6A
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若L1和L2串联,由图可知,甲应为电流表,乙、丙分别为电压表;甲测电路中的电流,乙测L2两端的电压,丙测电源的电压,由于两灯规格相同,则L1、L2两端的电压应相等;根据串联电路电压规律可知,丙的示数应为乙的2倍,故甲表示数为0.3A,乙表示数为0.6V,丙表示数为1.2V是乙表示数的2倍,故A错误,B正确;
CD.若L1和L2并联,由图可知,甲应为电压表,乙、丙分别为电流表。由于两灯泡的规格相同,故通过两灯的电流应相等。甲测电源电压若为0.6V,乙测干路电流为1.2A,丙测L2的电流为0.3A,则此时通过L1的电流是0.9A,两灯的电流不相等,不符合题意;若电源电压为1.2V,乙测干路电流为0.6A,丙测L2的电流为0.3A,根据并联电路电流规律可得,通过L1的电流为0.6A-0.3A=0.3A,而D选项通过L1、L2的电流分别为0.3A、0.6A,错误,故CD错误。
故选B。
10. 实验是科学探究的重要形式,下列实验情景说法不正确的是( )
A. 甲图中a带正电,b不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中电流方向是a到b
B. 乙图探究影响电阻大小的因素,电流表示数越大说明导体电阻越小
C. 丙图中将气球摩擦头发后,头发会飘向气球是因为异种电荷相互吸引
D. 丁图“测灯泡电阻”实验中,多次测量求平均值可以减小实验误差
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,a带正电,b不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,b上部分电子转移到a,根据电流方向的规律,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,金属棒中瞬时电流的方向是从a到b,故A正确,不符合题意;
B.乙图是探究影响电阻大小因素的实验,实验中电源电压保持不变,电流表的示数越大,表示电路中的电流越大,说明接入的导体电阻越小,故B正确,不符合题意;
C.丙图中,气球与头发摩擦时,会发生电荷的转移,使气球和头发带上异种电荷。根据电荷间的相互作用规律“异种电荷相互吸引”,所以头发会飘向气球,故C正确,不符合题意;
D.丁图是“测小灯泡电阻”的实验,灯丝的电阻会随着温度的升高而增大。在不同电压下,灯丝的温度也不同,其电阻值是变化的。因此,多次测量是为了探究灯丝电阻与温度的关系,而不是为了求平均值来减小误差,对一个变化的物理量求平均值是没有意义的,故D不正确,符合题意。
故选D。
11. 如图所示,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表均有示数。下列说法正确的是( )
A. 电流表只测量的电流
B. 短路时,会烧坏电源和两个电流表
C. 仅断开,电流表示数不变
D. 断路时,的示数大于
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图得,闭合开关、,小灯泡和并联,电流表测量的电流,电流表测量干路的电流,故A错误;
B.短路时,会出现电源短路现象,会烧坏电源和两个电流表,故B正确;
C.仅断开,断路,电流表示数变为0,故C错误;
D.断路时,电路为的简单电路,的示数等于,故D错误。
故选B。
12. 如图所示,甲是用毛皮摩擦过的橡胶棒,乙和丙是两个泡沫小球,(甲和乙、乙和丙)相互作用时的场景分别如图所示,由此可判断( )
A. 甲一定带正电 B. 乙一定带负电
C. 丙一定带正电 D. 乙可能不带电
【答案】C
【解析】
【详解】A.用毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,所以甲一定带负电,故A不符合题意;
BCD.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质。由图可知,当甲靠近乙小球时,二者相互吸引,说明乙可能带正电,也可能不带电;乙和丙相互排斥,说明乙和丙一定带电,且带的是同种电荷,所以乙带正电,丙也带正电,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
13. 如图所示当小台灯旋钮带着滑片顺时针旋转时,灯逐渐变亮,则电位器的连接是( )
A. 选择a、b接线柱且与灯泡串联 B. 选择b、c接线柱且与灯泡串联
C. 选择a、c接线柱且与灯泡并联 D. 选择b、c接线柱且与灯泡并联
【答案】B
【解析】
【详解】A.选择a、b接线柱且与灯泡串联,当旋钮带着滑片顺时针旋转时,接入电路的电阻丝长度变长,电位器接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,电流减小,灯逐渐变暗,故A不符合题意;
B.选择b、c接线柱且与灯泡串联,当旋钮带着滑片顺时针旋转时,接入电路的电阻丝长度变短,电位器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,电流增大,灯逐渐变亮,故B符合题意;
CD.电位器与灯泡并联时,电位器的电阻变化不会影响灯泡所在支路的电流,灯泡亮度不会改变,故CD不符合题意。
故选B。
14. 如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S, 当滑片P 向右滑动时,下列说法正确的是(假设灯丝电阻不变)( )
A. 电压表V示数变大,电流表A2示数变小
B. 电流表A1示数与电流表A2示数的差变小
C. 电压表V示数与电流表A1示数的比值变大
D. 滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源两端的电压。由于电源电压不变,故滑片移动时,电压表示数不变,故A错误;
B.电流表测量通过滑动变阻器R的电流,电流表测量通过和灯泡的总电流,电流表与电流表示数之差为通过灯泡的电流,电源电压不变,灯丝电阻不变,则通过灯泡的电流不变,二者示数之差不变,故B错误;
C.当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,通过支路的电流变小,即示数变小,由并联电路的电流规律可知,电流表示数变小,电压表示数与电流表示数的比值变大,电路的总电阻变大。故C正确,D错误;
故选C。
15. 某品牌共享电动单车,使用前先摇晃车把(闭合),电量指示灯亮起;确认电量充足后,扫码开锁(闭合),行车灯亮起,电机启动,若仅损坏仍可正常工作;若驶离规定区域,自动断开,均无法工作,但仍正常.下列电路符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可得,使用前先摇晃车把(闭合S1),电量指示灯L1亮起,则开关S1控制L1;扫码开锁(闭合S2),行车灯亮起,电机启动,若仅损坏仍可正常工作,则开关S2控制行车灯L2和电机M,且行车灯L2和电机M并联;若驶离规定区域,自动断开,均无法工作,但仍正常,则S3控制行车灯L2和电机M,且L1和L2、电机M并联,故A符合题意,BCD不符合题。
故选A。
16. 如图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,电源电压4V,同时闭合开关和时,下列分析与判断正确的是( )
A. 此时小灯泡L的电阻为20Ω
B. 此时通过电阻R的电流为0.5A
C. 此时整个电路的总电阻大于8Ω
D. 若将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,则L的实际功率为0.2W
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图乙可知,闭合开关和时,灯泡L、定值电阻R并联,电流表测量干路电流。由图甲可知,当灯泡的电压、定值电阻R的电压均为4V时,通过灯泡L、定值电阻R的电流分别为0.5A、0.2A,由欧姆定律得,此时小灯泡L的电阻为
故AB错误;
C.此时干路的电流为
由欧姆定律得,此时整个电路的总电阻为
故C错误;
D.由图甲可知,若将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,当电路电流为0.2A时,灯泡L的电压、定值电阻R的电压分别为1V、4V,则小灯泡L的实际功率为
故D正确。
故选D。
17. 如图甲是某一特殊纯电阻元件D和定值电阻R的I﹣U关系图像。小明将D和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙,若乙图中R与D的电功率之比为P1:P2=a,丙图中R与D的电功率之比P3:P4=b,则下列关系式中正确的是( )
A. ab=1 a>b B. ab<1 a<b
C. ab<1 a>b D. ab>1 a<b
【答案】B
【解析】
【详解】设乙图中的电源电压为U,由乙图知R和D并联,根据并联电路电压的规律可知,R和D两端的电压相等都等于电源电压,则R与D的电功率之比为①
由丙图知R和D串联,设此时特殊纯电阻元件D的电阻为RD′,根据串联电路电流的规律可知,通过R和D的电流相等,则R和D的电功率之比为②
则③
由题意可知,乙图和丙图中的电源电压相等,当R和D串联时,由串联电路电压的规律可知,而R和D并联时它们两端的电压都等于电源电压,在甲图中作出D元件的I-U图像如下,在I-U图像中,图线越靠近电压这一端,表示元件的电阻越大,所以由下图可知④
由①④可知a<1,由②④可知b>1,则a<b,由③④可知ab<1,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18. 两个阻值相同的电热丝,并联4min可烧开一壶水,如果串联使用接在同一电路上,烧开同样的一壶水需要( )
A. 4min B. 8min C. 16min D. 12min
【答案】C
【解析】
【详解】两根完全相同的电热丝串联后的总电阻R串=2R;并联后的总电阻,所以串联的电阻是并联的电阻4倍;根据题意可知,串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为, 热量Q、电压U相等;故电阻R与时间t成正比,串联的电阻是并联的电阻4倍时,时间也是并联时的4倍,故串联时间为4min×4=16min,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
19. 如图甲所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端,作出U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有( )
A. 电源电压为3V
B. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
C. R0的阻值为10Ω
D. 当电压表示数为1V时,R0消耗的功率为0.4W
【答案】A
【解析】
【详解】AC.闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,由乙图可知通过电路的电流为时,滑动变阻器两端的电压为,通过电路的电流为时,滑动变阻器两端的电压为,在串联电路中总电压等于各部分电压之和,故电源电压
解得U=3V,R0=5Ω,故A正确,C错误;
B.由乙可知,当通过电路的电流为时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由欧姆定律可得
,故B错误;
D.由图乙可知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.4A,由串联电路电压规律可得定值电阻两端电压
则R0消耗的功率,故D错误。
故选A。
20. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A. 该电能表此时示数为20256kW·h
B. 1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C. 该电热水器的实际功率为2400W
D. 电阻R1的阻值等于20.2Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.电能表计数器最后一位是小数,所以电能表此时示数为2025.6kW·h,故A错误;
B.电能表是记录电路消耗电能的仪表,1600imp/(kW·h)的含义是电路消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,并不是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,故B错误;
C.根据题意可知,热水器在高温挡工作1min消耗的电能为
热水器在高温挡的功率为,故C正确;
D.由乙图可知,当两开关全部闭合时,两电阻并联,电阻最小,根据可知,电路处于高温挡。此时功率为2400W,又R1=R2,每个电阻消耗的功率为1200W,所以电阻,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空2分,共24分)
21. 质量和初温都相同的铁块和铜块,分别________(选填“吸收”或“放出”)相同的热量后立即接触,热量由铁传给铜。两台汽油机,相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍,甲的效率是25%,乙的效率是30%,那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是________。
【答案】 ①.
放出 ②.
9∶5
【解析】
【详解】[1]铁块和铜块质量和初温都相同,因为铁的比热容比铜的比热容大,放出相同的热量后,由可知,铜块的温度降低的多,末温低,铁块温度降低的少,末温高,接触后热量由铁传给铜。
[2]两台汽油机,相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍,甲的效率是25%,乙的效率是30%,由得,甲与乙消耗的汽油完全燃烧释放的热量比为
根据可得,由于燃料都是汽油,所以甲与乙消耗的汽油的质量之比是9∶5。
22. 某次生产中,需要用天然气来加热水箱中的水。经测量,生产中完全燃烧了0.3m3的天然气。已知天然气的热值为;水的比热容,当地大气压为一个标准大气压。完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量____________J;若天然气燃烧放出的热量有84%被水箱中的水吸收,则水箱中20L、初温为20℃的水温度可以升高____________℃。
【答案】 ①. ②. 80
【解析】
【详解】[1]完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量为
[2]水箱中水的质量为
若天然气燃烧放出的热量有84%被水箱中的水吸收,则水吸收的热量为
水可以升高的温度为
由于水的初温是20℃,此时末温为
已知标准气压下水的沸点是100℃,则实际水可以升高的温度为
23. 甲、乙两只灯泡分别标有“3V 3W”和“6V 3W”的字样。(不计温度对灯丝电阻的影响)若将这两只灯泡串联,确保电路安全,电源电压最高________V,若将这两只灯泡并联在3V的电源两端,此时乙灯的实际功率为________W。
【答案】 ①.
7.5 ②.
0.75
【解析】
【详解】[1]根据可知,
由于串联时电流处处相同,所以电路中允许的最大电流为。
根据可知,
则两只灯泡串联时总电阻
所以确保电路安全,电源电压最高为
[2]两只灯泡并联在3V的电源两端,此时乙灯的实际功率为
24. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,甲、乙两表的示数之比为5∶2,则定值电阻R1、R2消耗的电功率之比为__________。若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为__________。
【答案】 ①. 3:2 ②. 3:5
【解析】
【24题详解】
[1]若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,此时R1、R2串联,甲测两电阻的总电压,乙测R2两端电压,甲、乙两表的示数之比为5∶2,在串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和且电压与电阻成正比,即
可得
在串联电路中电阻消耗的功率与电阻成正比,即定值电阻R1、R2消耗的电功率之比
[2]若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表时,电阻R1、R2并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和且电流与电阻成反比,即
则甲乙两表的示数之比
25. 如图甲中为定值电阻,电源电压保持不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,电流表量程0~0.6A,灯泡L的额定电流是0.5A。当开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中,移动滑片P(所有元件都安全)得到了两次电流表示数与阻值变化关系的图象(如图乙所示),灯泡在工作时正常发光。灯泡L的额定功率是___________W;开关都断开与都闭合时,电路最大功率之比____________。
【答案】 ①. 3 ②. 6:11
【解析】
【详解】由甲图可知,当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R1与灯泡L并联,此时由于R1的阻值不能为零,由此可判断出图乙中的上边的曲线为S1、S2都闭合时电流表示数与R1阻值变化关系的图象,则下边的曲线为S1、S2都断开时电流表示数与R1阻值变化关系。
[1]开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R1与灯泡L并联,由图象中上边的曲线可知,当时,,电源电压
由于灯泡发光时恰好正常工作(其额定电压等于电源电压6V),且灯泡L正常工作的电流是0.5A,则灯泡L的额定功率
[2]开关S1、S2都断开时,R1与R0串联,当时,电路中只有R0连入,由图象中下边的曲线可知,,由可得,R0的阻值
开关都闭合时,变阻器R1与灯泡L并联,干路最大电流
开关都断开时,R1与R0串联,由图象中下边的曲线可知最大电流,则开关都闭合与都断开时,电路最大功率之比为
26. 小杜家的电水壶内部电路图如图所示,额定电压为220V。只有为加热管(放出的热量全部被水吸收),为限流电阻。调节S、S1、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,正常工作时加热管两种状态的功率分别为1210W、48.4W。正常加热时中的电流为______A;用电高峰期,电源电压为200V,电水壶在保温状态工作,假设水壶内水温保持恒定不变,水壶内的水每分钟向外界散发热量为______J。
【答案】 ①. 5.5. ②. 2400
【解析】
【详解】[1]如图两电阻、串联,当闭合时电路中只有加热电阻,电路电阻较小,功率较大,电热水壶处于加热状态,正常加热时中的电流为
[2]正常加热时的电阻
、闭合,断开时,电路电阻较大,功率较小,电热水壶处于保温状态,根据计算保温状态时的电流
电阻的阻值
用电高峰期,电源电压为200V,电水壶在保温状态工作,此时实际电流为
水壶内的水每分钟向外界散发热量为
三、实验题(每空2分,共22分)
27. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为2.5V的小灯泡L(正常发光时阻值约为10Ω),有两个规格分别为“5Ω,0.5A”“20Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是________;
(2)图甲中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最________(选填“左”或“右”)端;
(3)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像如图乙所示;由图像可知,小灯泡的额定功率为________W;
(4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为________V;
②接着调节滑动变阻器________(选填“”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式________(用U、和已知量表示)
【答案】(1)“20Ω,1A”
(2)右 (3)0.5
(4) ①. 2.5 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω,1A”的滑动变阻器。
【小问2详解】
为了保护电路,图甲中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处,即最右端。
【小问3详解】
由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
【小问4详解】
[1][2]闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,此时电路为灯泡、滑动变阻器R、定值电阻串联,电压表测灯泡两端电压,调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光;接着保持滑动变阻器R滑片的位置不变,调节滑动变阻器的滑片到最右端,此时电路连接方式不变,电压表测灯泡和定值电阻的总电压,读出此时电压表的示数为;根据串联电路电压规律,R0两端的电压为,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
28. 某实验小组用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验中电源电压保持4.5V不变,实验中用到的电阻R分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片P向B端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)。
(2)小伟将电路连接完整后,闭合开关,电流表、电压表都有示数,但移动滑动变阻器的滑片时发现电流表、电压表示数不变且电压表示数等于电源电压,出现问题的原因可能是:________。
(3)解决上述问题后,先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数如图乙所示,此时将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,正确操作后,滑动变阻器接入电路的阻值应该________(选填“大于”“等于”或“小于”)接入5Ω的电阻时的阻值,使电压表的示数保持________V不变,再次读取电流表的示数。
(4)把20Ω的电阻接入电路时,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制电压表的示数不低于________V。
【答案】(1) (2)滑动变阻器短路
(3) ①. 大于 ②. 2
(4)2.5
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器应按照“一上一下”的方法接入电路,为了使滑片向B端移动,电路中电流变小,由欧姆定律可知,应使滑动变阻器接入电路的电阻变大,故应把A接线柱接入电路,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,电流表、电压表都有示数,说明电路没有发生断路,移动滑动变阻器的滑片时发现电流表、电压表示数不变且电压表示数等于电源电压,说明滑动变阻器不能起到变阻的作用,而且滑动变阻器两端没有分担电压,则出现问题的原因可能是滑动变阻器短路。
【小问3详解】
[1][2]在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变。接入5Ω定值电阻时,由图乙可知,电流表连接的量程是“0~0.6A”,其示数为0.4A,由欧姆定律可知,此时定值电阻两端电压保持为
将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,此时定值电阻两端的电压将大于2V,为了保持定值电阻两端的电压仍为2V不变,应将滑动变阻器接入电路的阻值变大,以分担更多的电压,故此时变阻器接入电路的阻值应该大于接入5Ω的电阻时的阻值。
【小问4详解】
设控制定值电阻两端的电压最小为Ux,当接入25Ω时,根据串联电路的分压原理可得,,解得,故为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制电压表的示数不低于2.5V。
四、计算题(第29题6分,第30题8分,共14分)
29. 图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰,它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。若某次航行时,南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行,达到目标航速后匀速直线航行,航行时的v-t图像如图乙所示。已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力为。[]。求:
(1)南昌舰在加速阶段消耗柴油,这些柴油完全燃烧放出的热量;
(2)本次航行中南昌舰的恒定推进功率;
(3)本次航行的加速阶段,南昌舰发动机的热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)40%
【解析】
【小问1详解】
柴油完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
由图像可知,南昌舰在120s后以 的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,其受到的推进力与阻力是一对平衡力,大小相等,则
由题可知,南昌舰以恒定推进功率航行,所以加速阶段和匀速阶段的功率相同。南昌舰的恒定推进功率
【小问3详解】
由图像可知,加速阶段的时间。在加速阶段,由可知,发动机做的功
发动机的热效率
30. 如图所示电路中,电源电压恒定不变,灯泡标有“8V;0.4A”,且灯丝电阻保持不变,电流表所选量程为0~3A,滑动变阻器Rp允许通过的最大电流为0.7A,R1为定值电阻。则:
(1)灯泡的电阻为多少Ω?
(2)若小灯泡正常发光10s,该段时间内小灯泡消耗的电能为多少J?
(3)若闭合开关S、S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时,小灯泡恰好正常发光,该过程中,电流表示数变化了0.1A,R1的功率变化了0.7W。在电路安全的情况下,通过控制开关的通断和移动滑片,可使得电路中的总功率达到最大和最小,求电路中的总功率最大值和最小值。
【答案】(1)
20 Ω (2)
32 J (3)
45W、5.4W
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律可知灯泡电阻
【小问2详解】
小灯泡正常发光时的功率P=ULIL=8 V × 0.4 A=3.2 W
若小灯泡正常发光10s,该段时间内小灯泡消耗的电能W=P t=3.2 W × 10 s=32 J
【小问3详解】
若闭合开关S、S3,断开开关S1、S2,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路电流变大,小灯泡恰好正常发光,此时电路电流为0.4A,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
R1的功率
则滑片在最右端时,电路电流I=0.4A-0.1A=0.3A
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
R1的功率
R1的功率变化了0.7W,则-=0.7W
联立以上各式可知电源电压U=18V,滑动变阻器的最大阻值RP=30Ω,R1=10Ω。
当开关S3闭合,S1、S2断开,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,总电阻最大,电路的总功率最小,为
当开关S3断开,S1、S2闭合,定值电阻和滑动变阻器并联,根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流
滑动变阻器允许通过的最大电流为0.7A,干路最大电流
电路的总功率最大值为
电路中的总功率最大值和最小值分别为45W、5.4W。
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