精品解析:山东省济宁市多校联考2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
2026-01-07
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内容正文:
2025-2026学年九年级12月学情调研
物理试题(沪科版)
一、选择题:本小题15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列用电器利用电流热效应工作的是( )
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电烤箱 D. 吸尘器
2. 为了防止脆弱文物因失水易变形损坏,科学家经常将熔化的薄荷醇喷洒到文物上,冷却后凝固形成支撑结构,待文物移至实验室后,在室温下薄荷醇升华。关于薄荷醇下列说法正确的是( )
A. 熔化过程需要放热 B. 凝固过程需要放热
C. 熔化过程内能不变 D. 升华时由液态变为气态
3. 如图所示实验:塑料瓶中留有少量水,拧紧瓶盖(图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(图c)。下列有关此实验的说法正确的是( )
A. 图b过程手对瓶内气体做功,气体内能减小
B. 图b过程与汽油机的压缩冲程能量转化相同
C. 图c过程与汽油机的排气冲程能量转化相同
D. 图c过程瓶口出现的白雾是水蒸气
4. 关于下列各图的描述正确的是( )
A. 甲图,验电器的原理是异种电荷相互吸引
B. 乙图,只有与毛皮摩擦过的橡胶棒才能把细水流变弯
C. 丙图,我国宋代沈括最早发现地理两极与地磁两极间有夹角
D. 丁图,条形磁体能把铜制的针磁化
5. 我国潜水器“奋斗者”号已突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响人员的生命安全。如图所示,可通过对水通电发生化学反应制备氧气。下列过程中与电解水时能量转化相同的是( )
A. 给手机充电 B. 使用动圈式扬声器播放音乐
C. 电磁起重机吊起废铁 D. 利用水果电池使二极管发光
6. 如图甲是我国战国时代发明的冰鉴,它是一件双层器皿,内、外层分别称为缶和鉴。图乙所示,冬季在鉴与缶之间装入热水,可用来给缶内的冷酒加热。下列说法错误的是( )
A. 冷酒升温时内能增大 B. 二者通过热传递的方式转移内能
C. 热水比冷酒含有的热量多 D. 热水的温度越低,蒸发会越慢
7. 某灯泡标有“”,假设灯丝电阻不变,当通过灯泡的电流为时,该灯泡的实际功率为( )
A. B. C. D.
8. 小奇同学想设计一个通过电表的示数来反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。已知压敏电阻的阻值随所受压力的增大而增大,以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9. 小明在探究电流与电压、电阻的关系时,利用收集的数据画出了如下两个图像,关于两个图像,下列说法正确的是( )
A. 由甲可知:实验时所选用的定值电阻为
B. 由甲可知:电阻一定时,电压与电流成正比
C. 由乙可知:电压一定时,电流与电阻成反比
D. 由乙可知:实验时所控制的电压为
10. 一台标有“”的迷你小电风扇,其电动机的线圈电阻为,使其正常工作,下列说法错误的是( )
A. 消耗的电能为 B. 因发热损失的电功率为
C. 可以转化为的机械能 D. 该电动机的效率为
11. 小明关闭家中其他所有用电器,仅接通一台空调时,观察到如图所示的电能表脉冲灯内闪烁60次,则下列有关说法错误的是( )
A. 该电能表使用时,电路中用电器的总功率可以达到
B. 该电能表现在的读数是
C. 该电能表是测量电功的仪表
D. 该空调的电功率为
12. 下列各表格中,描述错误的是( )
A.研究方法
等效替代法
模型法
用总电阻等效替代分电阻
用磁感线描述磁场
B.电路
串联电路
并联电路
只要电流相等,就一定是串联
只要电压相等,就一定是并联
C.
内燃机
汽油机
柴油机
吸气冲程吸入汽油和空气
吸气冲程吸入空气
D.
变阻器
滑动变阻器
电阻箱
能连续改变电阻,但不能读数
不能连续改变电阻,但能读数
A. A B. B C. C D. D
13. 如图甲是小明在社团课上使用的3D打印笔,有快慢两挡,其内部简化电路如图乙所示,,,两个电阻都是用于发热的电热丝。下列说法正确的是( )
A. 胶条熔化时,是机械能转化为胶条的内能
B. 两开关都闭合时,与串联
C. 两开关都闭合时,电路的总电阻最大
D. 两开关都闭合时为快挡,此时电路总功率为
14. 如图所示,将分别标有“”、“”的、两灯泡接入照明电路中,则( )
A. 两灯泡都不能正常发光,且发光比较暗
B. 、的电功率之比为
C. 此时两灯泡的总功率等于
D. 此时两灯泡的总功率小于
15. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡标有“”、滑动变阻器的规格为“”、电流表的量程为,闭合开关时下列说法正确的是( )
A. 滑片向左移动时,灯泡会变亮
B. 滑动变阻器可以连入的最小阻值为
C. 滑片位于变阻器中点时,电路的总功率为
D. 电流表的示数变化范围是
二、填空与作图题:本题共4小题,填空每空1分,作图3分,共13分。
16. 如图甲所示,将冰块和适量盐一起放入易拉罐中,搅拌后测量罐内冰与盐水的温度发现低于0℃,说明加盐可以__________(选填“升高”或“降低”)冰的熔点;同时看到罐的底部和下部有白霜,白霜是由罐_______(选填“外”或“内”)的水蒸气凝华而成的。进行如图乙所示的“泼水成冰”体验,需要在极寒环境下将滚烫的开水泼出,高温的水生成的水蒸气会________(填写物态变化名称)成小冰晶或凝结成小水滴,形成美丽的冰水雾现象。
17. 学校在举行消防演练灭火时,灭火器在使用过程中二氧化碳对外做功,内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);某单缸四冲程汽油机工作时每秒做功10次,则飞轮的转速为______;短路和_________是造成家庭电路中电流过大的原因:用磁感线表示磁场时,磁体外部的磁感线都是从_____极出发,回到另一磁极。
18. 在图甲所示的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为图乙所示,则电阻和两端的电压之比为_____;如图丙中,将和并联在电源电压为的电路中时,总电阻为_______;某扫地机器人的电池标有“”,使用时电池电压保持不变,其电量从80%降到70%的过程中消耗了__________J电能。
19. 如图所示,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
三、实验探究题:本题共4小题,共33分。
20. “爱悟理”科技小组用如图甲所示的装置进行“探究冰熔化时的特点”实验。
(1)安装实验器材时,他们应先安装____________(选填“试管夹”或“铁棒”);
(2)小组成员根据收集的数据画出了图乙中温度与加热时间的图像。由图乙可知第时试管内物质的状态为_________(选填“固态”“液态”或“固液混合态”);冰熔化时的特点为______。试管内物质在第时的内能__________(选填“大于”“等于”或“小于”)第时的内能;
(3)细心的小明发现图乙中段与段的倾斜程度不同,经过分析他得出水的吸热本领_________(选填“大于”“等于”或“小于”)冰的吸热本领;
(4)小明想利用此装置继续探究水沸腾时的特点,保持试管位置不动,他下一步的操作是___________。持续加热的过程中,小明发现烧杯内壁出现了很多水珠,这是由于水蒸气发生了______(填写物态变化名称)。试管内的水始终不能沸腾的原因是__________;
(5)下列操作中能使试管内的水沸腾的是___________(填写序号)。
A. 将试管口密封 B. 将试管周围的烧杯口密封
C. 升高酒精灯的火焰温度 D. 向烧杯内加水
21. 创新小组想探究“电流与电压、电阻的关系”,进行了下列实验。
(一)探究电流与电压的关系
(1)他们先设计了如图甲所示电路,经过分析发现该电路的缺点为____________,所以改进为乙电路;
(2)为了避免实验的偶然性以便得到普遍规律,需要获得多组数据。经过讨论他们发现乙电路可以做如下改进( )(多选)
A. 换用不同电压的电源,多次实验
B. 将电阻换为不同阻值的定值电阻,多次实验
C. 在电路中串联滑动变阻器,移动滑片多次实验
(3)改进实验后,经过正确操作可以得出:在电阻不变时,电路中电流与电压成________;
(二)探究电流与电阻的关系
利用如图丙所示电路,用两节旧的干电池进行“探究电流与电阻的关系”实验,其中滑动变阻器的规格为“”。
(4)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图丙中的与、与、与,分别显示无示数、无示数、有示数且较大,由此判断电路故障可能为__________;
(5)已知电源电压保持不变,将的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片使电压表示数为,记下对应的电流表示数;接着将电阻换成后,移动滑片时眼睛应观察______表使其示数与上次示数相等,记下电流表的示数。该次实验操作中,调节滑动变阻器的目的是____________;
(6)断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,将电阻换为的电阻,闭合开关电压表示数如图丁所示,移动滑片发现无法将电压表示数调至。为了顺利完成第三次实验,使电压表示数仍为,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于___________的滑动变阻器;
(7)综合分析探究一与探究二的结论,可得欧姆定律,其表达式为___________。
22. 小明同学利用如图甲所示的电路,测量额定电压为的小灯泡的电功率。
(1)正确连接电路后闭合开关,小明发现小灯泡不发光,且电流表和电压表有示数但都很小,其原因可能是________。
(2)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表的示数为,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________(选填“A”或“B”)端移动。
(3)他通过实验绘制出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______。
(4)小明突然想用电压表和一个已知阻值为的定值电阻,测量一只额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻,他设计出图丙所示的电路图。方法如下:
①闭合开关、,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为___________;
②保持滑动变阻器的滑片不动,_________(选填“闭合”或“断开”)开关、闭合开关,读出此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式=_____________(用已知量和所测物理量符号表示结果)。
(5)小明将规格不同的两个灯泡串联,过了一段时间,发现两个灯泡的温度不同,于是猜想到电流通过导体产生的热量与_______________(选填“电阻”“通电时间”或“电流”)有关。针对猜想设计如下实验:在甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量、初温相同的水和煤油,每个容器放入电阻丝和温度计(未画出),其关系为,实验过程中不考虑热量散失。他应该选择_________容器对其猜想进行探究。实验时通过观察_________来比较电流产生的热量多少。
23. 热爱物理的小明对有关磁的内容充满了兴趣。
(1)如图甲是一种椭球形磁铁,小明想比较磁铁两端与侧边的磁性强弱,他利用两个相同的椭球形磁铁、一盒细铁屑、铁钉等材料进行探究。
①他将两磁铁在光滑桌面相近位置任意摆放,磁铁自由运动,稳定后均呈现如图乙状态。由此小明推断:该磁铁__________(选填“侧边”或“两端”)磁性强。
②接着他将磁铁直接放入细铁屑盒后取出,发现侧边吸引铁屑比两端多,由此判断小明的推断是______(选填“正确”或“错误”)的。
(2)如图丙所示,小明将一个小铝球竖直悬挂在螺线管的左侧,将一枚可自由转动的小磁针放在了螺线管的正上方位置,小磁针涂黑的一端为N极。闭合开关后,小铝球将_____________(选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”),螺线管的左端为__________(选填“N极”或“S极”),小磁针_________(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)为了探究通电螺线管外部磁场的分布情况,在图丙实验装置的基础上他可以采取的操作是______(填序号)
①在螺线管四周放置更多的可以自由转动的小磁针
②增加螺线管中通电线圈的匝数
四、综合应用题:本题共3小题,共24分。
24. 2025年11月25日,满载物资的神舟二十二号飞船由长征二号运载火箭成功送入太空,更加保障了航天员的生活需求和太空科技研究。该火箭采用偏二甲肼为燃料、四氧化二氮为氧化剂,通过两者混合反应产生巨大推力推动火箭升空。若偏二甲肼完全燃烧释放的热量有50%用来加热水,可以将初温30℃,质量的水在1标准大气压下升高多少?[已知偏二甲肼的热值,水的比热容]
25. 如图甲所示滑动变阻器标有“”、电压表的量程为“”,电源电压恒定不变。闭合开关,在电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过滑动变阻器的电流与其阻值的关系图像,如图乙所示。求:
(1)电压表的示数变化范围:
(2)电源电压和的电阻值;
(3)整个电路电功率最大时,内消耗的电能。
26. 小明家新买了多挡位温度控制电热水壶,通过轻触不同按钮可以获得不同温度的热水。如图甲是其内部简化电路图,由控制电路和加热电路组成。控制电路电源电压恒为,电阻箱的电阻会随控制的温度改变。为热敏电阻,其阻值随水温的变化关系如图乙所示。电流鉴别器工作原理如图丙虚线框所示,它控制加热电路,加热电路电源电压为,的阻值为。电热水壶工作原理是:控制电路闭合,加热电路开始加热,当电流鉴别器中的电流增大到时,衔铁被吸下,加热电路断开;当电流鉴别器中的电流降低到时,衔铁被弹回,加热电路又开始工作;控制电路和加热电路联动可使电热水壶内的水保持一定的温度区间。求:
(1)图丙中虚线框内电流鉴别器的工作原理是_________,请根据题意连接图丙中的电路,使电流鉴别器能够实现控制加热电路_________。
(2)加热电路工作,电流通过电阻产生的热量。
(3)小明轻触60℃的水温按钮,热水壶开始工作,达到60℃时停止加热。此时连入的电阻为多大?再次加热时热水壶内的水温是多少?
(4)小明的爸爸需要泡制红茶,他轻触100℃的水温按钮时,电阻箱连入的电阻变大还是变小?请说明理由。
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2025-2026学年九年级12月学情调研
物理试题(沪科版)
一、选择题:本小题15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列用电器利用电流热效应工作的是( )
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电烤箱 D. 吸尘器
【答案】C
【解析】
【详解】A.电视机在工作时,主要将电能转化光能和声能,不是利用电流的热效应工作的,故A不符合题意;
B.电风扇在工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故B不符合题意;
C.电烤箱在工作时,主要将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故C符合题意;
D.吸尘器工作时,主要将电能转化机械能,不是利用电流的热效应工作的,故D不符合题意。
故选C。
2. 为了防止脆弱文物因失水易变形损坏,科学家经常将熔化的薄荷醇喷洒到文物上,冷却后凝固形成支撑结构,待文物移至实验室后,在室温下薄荷醇升华。关于薄荷醇下列说法正确的是( )
A. 熔化过程需要放热 B. 凝固过程需要放热
C. 熔化过程内能不变 D. 升华时由液态变为气态
【答案】B
【解析】
【详解】A.熔化过程,是固态薄荷醇变为液态薄荷醇的过程,薄荷醇吸热,故A错误;
B.凝固过程,是液态薄荷醇变为固态薄荷醇的过程,薄荷醇放热,故B正确;
C.熔化过程吸热,内能变大,故C错误;
D.升华过程,薄荷醇吸热,由固态变为气态,故D错误。
故选B。
3. 如图所示实验:塑料瓶中留有少量水,拧紧瓶盖(图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(图c)。下列有关此实验的说法正确的是( )
A. 图b过程手对瓶内气体做功,气体内能减小
B. 图b过程与汽油机的压缩冲程能量转化相同
C. 图c过程与汽油机的排气冲程能量转化相同
D. 图c过程瓶口出现的白雾是水蒸气
【答案】B
【解析】
【详解】A.图b中手扭转瓶子压缩瓶内气体,是对气体做功,根据做功改变内能的规律,对物体做功,物体的内能会增大,而非减小,故A错误;
B.图b中是机械能转化为气体的内能;汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气缸内气体,也是机械能转化为内能,二者的能量转化相同,故B正确;
C.图c中瓶内气体冲出瓶盖,是气体的内能转化为瓶盖的机械能;汽油机的排气冲程是依靠飞轮的惯性完成,没有明显的能量转化,二者能量转化不同,故C错误;
D.瓶口出现的“白雾”不是水蒸气,而是小水滴,是因为瓶内气体对外做功,内能减小、温度降低,瓶口的水蒸气遇冷液化形成的,故D错误。
故选B。
4. 关于下列各图的描述正确的是( )
A. 甲图,验电器的原理是异种电荷相互吸引
B. 乙图,只有与毛皮摩擦过的橡胶棒才能把细水流变弯
C. 丙图,我国宋代沈括最早发现地理两极与地磁两极间有夹角
D. 丁图,条形磁体能把铜制的针磁化
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲,带电体接触验电器,会使金属箔片上带同种电荷,验电器的原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B.乙图,与毛皮摩擦过的橡胶棒带电,带电体都可以吸引轻小物体,所以细水流变弯,其他带电体也可以把细水流变弯,故B错误;
C.丙图,我国宋代沈括最早发现地理两极与地磁两极不重合,之间有夹角,故C正确;
D.丁图,条形磁体不能把铜制的针磁化,只能磁化铁、钴、镍等材料,故D错误。
故选C。
5. 我国潜水器“奋斗者”号已突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响人员的生命安全。如图所示,可通过对水通电发生化学反应制备氧气。下列过程中与电解水时能量转化相同的是( )
A. 给手机充电 B. 使用动圈式扬声器播放音乐
C. 电磁起重机吊起废铁 D. 利用水果电池使二极管发光
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解水时能量转化过程为将电能转化为化学能,给手机充电时,也是将电能转化为化学能,故A符合题意;
B. 使用动圈式扬声器播放音乐时,利用通电线圈在磁场中受到力的作用使得纸盆振动发声,将电能转化为机械能,与电解水时能量转化不同,故B不符合题意;
C.电磁起重机吊起废铁,利用电流的磁效应工作,将电能转化为磁能,与电解水时能量转化不同,故C不符合题意;
D.利用水果电池使二极管发光时,将化学能转化为电能,与电解水时能量转化相反,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图甲是我国战国时代发明的冰鉴,它是一件双层器皿,内、外层分别称为缶和鉴。图乙所示,冬季在鉴与缶之间装入热水,可用来给缶内的冷酒加热。下列说法错误的是( )
A. 冷酒升温时内能增大 B. 二者通过热传递的方式转移内能
C. 热水比冷酒含有的热量多 D. 热水的温度越低,蒸发会越慢
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的内能与温度有关,同一个物体,温度升高时内能增大,故A正确,不符合题意;
B.改变内能的方法有热传递和做功,热水与冷酒之间通过热传递转移内能,故B正确,不符合题意;
C.热量是过程量,不能说“含有热量多”,要表述为“吸收”或“放出”多少热量,故C错误,符合题意;
D.影响蒸发快慢的因素有液体的表面积、液体的温度、液体表面空气流动速度,液体温度越高,液体蒸发就越快,故D正确,不符合题意。
故选C。
7. 某灯泡标有“”,假设灯丝电阻不变,当通过灯泡的电流为时,该灯泡的实际功率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由灯泡的铭牌可得:该灯泡的电阻为
当通过灯泡的电流为时,该灯泡的实际功率为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 小奇同学想设计一个通过电表的示数来反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。已知压敏电阻的阻值随所受压力的增大而增大,以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测压敏电阻的电流,当压力增大时,压敏电阻的阻值增大,由可知,通过压敏电阻的电流减小,即电流表的示数减小,故A不符合题意;
B.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测压敏电阻两端的电压;当压力增大时,压敏电阻的阻值增大,由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知,电压表的示数增大,故B符合题意;
C.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测R0支路的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以压力变化时电流表的示数不变,故C不符合题意;
D.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压;当压力增大时,压敏电阻的阻值增大,压敏电阻分得的电压增大,由串联电路的分压特点可知,R0两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选B。
9. 小明在探究电流与电压、电阻的关系时,利用收集的数据画出了如下两个图像,关于两个图像,下列说法正确的是( )
A. 由甲可知:实验时所选用的定值电阻为
B. 由甲可知:电阻一定时,电压与电流成正比
C. 由乙可知:电压一定时,电流与电阻成反比
D. 由乙可知:实验时所控制的电压为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图是探究电流与电压的关系:电阻一定时,电流与电压的关系图像。取甲图中一组数据时,,根据欧姆定律,得
故A错误;
B.电阻一定时,电流与电压成正比,甲图中电阻一定,电压变化引起电流变化,表述应为“电流与电压成正比”,故B错误;
C.乙图是探究电流与电阻的关系:电压一定时,电流与的关系图像。电流与成正比,说明“电压一定时,电流与电阻成反比”,这符合欧姆定律的规律,故C正确;
D.乙图中,取一组数据,时,,则
根据欧姆定律变形式,得实验时所控制的电压为
故D错误。
故选C。
10. 一台标有“”的迷你小电风扇,其电动机的线圈电阻为,使其正常工作,下列说法错误的是( )
A. 消耗的电能为 B. 因发热损失的电功率为
C. 可以转化为的机械能 D. 该电动机的效率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可得,小电风扇正常工作1min消耗的电能,故A正确,不符合题意;
B.小风扇正常工作时通过线圈的电流
则因发热损失的功率,故B错误,符合题意;
C.1min产生的热量
小电风扇正常工作1min产生的机械能,故C正确,不符合题意;
D.该电动机的效率,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 小明关闭家中其他所有用电器,仅接通一台空调时,观察到如图所示的电能表脉冲灯内闪烁60次,则下列有关说法错误的是( )
A. 该电能表使用时,电路中用电器的总功率可以达到
B. 该电能表现在的读数是
C. 该电能表是测量电功的仪表
D. 该空调的电功率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该电能表使用时,电路中用电器的总功率
故A错误,符合题意;
B.电能表的最后一位为小数,该电能表现在的读数是,故B正确,不符合题意;
C.电能表是测量电功的仪表,可以测量电流做功的多少,故C正确,不符合题意;
D.该空调1min内消耗的电能
则空调的电功率
故D正确,不符合题意。
故选A。
12. 下列各表格中,描述错误的是( )
A.研究方法
等效替代法
模型法
用总电阻等效替代分电阻
用磁感线描述磁场
B.电路
串联电路
并联电路
只要电流相等,就一定是串联
只要电压相等,就一定是并联
C.
内燃机
汽油机
柴油机
吸气冲程吸入汽油和空气
吸气冲程吸入空气
D.
变阻器
滑动变阻器
电阻箱
能连续改变电阻,但不能读数
不能连续改变电阻,但能读数
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.在电路中几个电阻共同作用产生的效果可以由一个电阻代替,即可以用总电阻等效替代分电阻,这种研究方法是等效替代法;研究磁场时,为了研究的方便,引入了磁感线的概念,它不是真实存在,这里应用模型法。故A正确,不符合题意;
B.只要电流相等,就一定是串联,这个结论是错误的,因为并联电路中,当用电器规格相同时,通过的电流也相等;只要电压相等,就一定是并联,这个结论也是错误的,因为串联电路中,用电器规格相同,电压也相同;故B错误,符合题意;
C.内燃机分为汽油机和柴油机,工作时,汽油机的吸气冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物,而柴油机的吸气冲程吸入的物质是空气,故C正确,不符合题意;
D.变阻器分为滑动变阻器和电阻箱,滑动变阻器的优点是能连续改变电阻;缺点是不能读数;而电阻箱的优点是能读出连入电路的电阻值;缺点是不能连续改变电阻,故D正确,不符合题意。
故选B。
13. 如图甲是小明在社团课上使用的3D打印笔,有快慢两挡,其内部简化电路如图乙所示,,,两个电阻都是用于发热的电热丝。下列说法正确的是( )
A. 胶条熔化时,是机械能转化为胶条的内能
B. 两开关都闭合时,与串联
C. 两开关都闭合时,电路的总电阻最大
D. 两开关都闭合时为快挡,此时电路总功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.胶条熔化时,从发热的电阻丝吸收热量,内能增大,因此发生的是能量的转移,故A错误;
B.两开关都闭合时,R1与R2分别在两条支路上,因此是并联的,故B错误;
C.两开关都闭合时,R1与R2并联,结合电阻的串并联特点可知,此时电路的总电阻最小,故C错误;
D.由C可知,两开关都闭合时,电路的总电阻最小,根据可知,电路中的总功率最大,为快挡,此时电路中的总功率为
故D正确。
故选D。
14. 如图所示,将分别标有“”、“”的、两灯泡接入照明电路中,则( )
A. 两灯泡都不能正常发光,且发光比较暗
B. 、的电功率之比为
C. 此时两灯泡的总功率等于
D. 此时两灯泡的总功率小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知L1、L2是两只分别标有“”、“”灯泡,由可知灯泡L1的电阻大,将两灯串联接入220V电路两端,因串联电路电流都相等,根据可知,灯泡L1的实际功率大,因灯的亮度取决于灯的实际功率,L1比L2亮,故A不符合题意;
B.两个灯泡的电阻之比为
因串联电路电流都相等,根据可知,L1、L2的电功率之比为
故B不符合题意;
CD.将两灯串联接入220V电路两端,由电阻的串联规律可知,此时电路的总电阻大于灯泡L1的电阻,由可知此时两灯泡的总功率小于灯泡L1的额定功率,故D符合题意,C不符合题意。
故选D。
15. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡标有“”、滑动变阻器的规格为“”、电流表的量程为,闭合开关时下列说法正确的是( )
A. 滑片向左移动时,灯泡会变亮
B. 滑动变阻器可以连入的最小阻值为
C. 滑片位于变阻器中点时,电路的总功率为
D. 电流表的示数变化范围是
【答案】C
【解析】
【详解】A.灯泡L与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,根据并联电路特点可得,滑动变阻器和灯L相互独立,互不影响,故滑片向左移动时,灯泡亮度不受影响,故A错误;
B.电源电压保持6V不变,小灯泡标有“ 6V 6W ”,小灯泡正常工作,则通过灯泡L的电流
电流表的量程为0 ~ 3A,根据并联电路电流特点得通过滑动变阻器的电流最大为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,,故B错误;
C.滑动变阻器在中点时,接入电路的电阻,此时滑动变阻器的功率
小灯泡正常工作,其功率为6W,则电路的总功率,故C正确;
D.滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路总电流最小,通过滑动变阻器的电流
此时干路电流最小为
所以电流表示数变化范围为1.6A-3A,故D错误。
故选C。
二、填空与作图题:本题共4小题,填空每空1分,作图3分,共13分。
16. 如图甲所示,将冰块和适量盐一起放入易拉罐中,搅拌后测量罐内冰与盐水的温度发现低于0℃,说明加盐可以__________(选填“升高”或“降低”)冰的熔点;同时看到罐的底部和下部有白霜,白霜是由罐_______(选填“外”或“内”)的水蒸气凝华而成的。进行如图乙所示的“泼水成冰”体验,需要在极寒环境下将滚烫的开水泼出,高温的水生成的水蒸气会________(填写物态变化名称)成小冰晶或凝结成小水滴,形成美丽的冰水雾现象。
【答案】 ①. 降低 ②. 外 ③. 凝华
【解析】
【详解】[1]在冰块中加盐,搅拌后变成冰水混合物的温度低于0℃,表明此时的熔点低于0℃,说明加盐会降低冰的熔点。
[2]白霜是由罐外热的水蒸气遇到冷的罐外壁凝华形成的小冰晶。
[3]水蒸气变成小冰晶,是从气态变为固态,属于凝华。
17. 学校在举行消防演练灭火时,灭火器在使用过程中二氧化碳对外做功,内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);某单缸四冲程汽油机工作时每秒做功10次,则飞轮的转速为______;短路和_________是造成家庭电路中电流过大的原因:用磁感线表示磁场时,磁体外部的磁感线都是从_____极出发,回到另一磁极。
【答案】 ①. 减小 ②. 1200 ③. 总功率过大 ④. N##北
【解析】
【详解】[1]灭火器在使用过程中二氧化碳对外做功,物体对外界做功,物体内能减小,所以二氧化碳的内能减小。
[2]某单缸四冲程汽油机工作时每秒做功10次,因为四冲程汽油机工作时1个工作循环对外做功1次,所以四冲程汽油机工作时1s完成了10个工作循环;因为四冲程汽油机工作时1个工作循环曲轴飞轮转2圈,所以四冲程汽油机工作时1s飞轮转20圈,即飞轮的转速为
[3]家庭电路电流过大,易引发家庭电路起火,电流过大的原因有短路和总功率过大。
[4]在磁体外部的磁感线都是从北极(N极)出发回到南极(S极)的。
18. 在图甲所示的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为图乙所示,则电阻和两端的电压之比为_____;如图丙中,将和并联在电源电压为的电路中时,总电阻为_______;某扫地机器人的电池标有“”,使用时电池电压保持不变,其电量从80%降到70%的过程中消耗了__________J电能。
【答案】 ①. ②. 7.5 ③.
【解析】
【详解】[1]由图甲的电路可知,当闭合开关S后,两个电阻串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量电阻R1两端电压;
根据串联电路电压特点可知,电压表V2的示数小于电压表V1的示数,由于两只电压表指针位置相同,则电压表V1选的是0~15V的量程,分度值为0.5V,根据指针位置,电压表V1读数为6V,即电源电压为U=6V。
电压表V2测量的是R1两端的电压,选的是0~3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置,电压表读数为1.2V,根据串联电路的电压关系可得,R1两端的电压为U1=1.2V,则R1与R2两端的电压之比为
[2]由丙图可知,电阻R1与R2为定值电阻。当R2两端电压为2V时,通过R2的电流为0.2A,则R2的阻值为
当R1两端电压为3V时,通过R1的电流为0.1A,则R1的阻值为
将和并联在电源电压为的电路中,总电阻为
[3]充满电时电池存储的总电能为
则电量从80%降到70%的过程中消耗的电能为
19. 如图所示,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
【答案】
【解析】
【详解】测电笔接触火线时氖管发光,则中间的线是火线,上面的线为零线。开关要控制灯泡且保证用电安全,所以开关需接在火线上,再连接灯泡顶端的金属点,灯泡的螺旋套接零线;三孔插座要遵循“左零右火上接地”的原则,如图所示:
三、实验探究题:本题共4小题,共33分。
20. “爱悟理”科技小组用如图甲所示的装置进行“探究冰熔化时的特点”实验。
(1)安装实验器材时,他们应先安装____________(选填“试管夹”或“铁棒”);
(2)小组成员根据收集的数据画出了图乙中温度与加热时间的图像。由图乙可知第时试管内物质的状态为_________(选填“固态”“液态”或“固液混合态”);冰熔化时的特点为______。试管内物质在第时的内能__________(选填“大于”“等于”或“小于”)第时的内能;
(3)细心的小明发现图乙中段与段的倾斜程度不同,经过分析他得出水的吸热本领_________(选填“大于”“等于”或“小于”)冰的吸热本领;
(4)小明想利用此装置继续探究水沸腾时的特点,保持试管位置不动,他下一步的操作是___________。持续加热的过程中,小明发现烧杯内壁出现了很多水珠,这是由于水蒸气发生了______(填写物态变化名称)。试管内的水始终不能沸腾的原因是__________;
(5)下列操作中能使试管内的水沸腾的是___________(填写序号)。
A. 将试管口密封 B. 将试管周围的烧杯口密封
C. 升高酒精灯的火焰温度 D. 向烧杯内加水
【答案】(1)试管夹
(2) ①. 液态 ②. 持续吸热,温度保持不变 ③. 大于
(3)大于 (4) ①. 再拿一支温度计放入烧杯内的水中##将试管内的温度计取出放入烧杯内水中 ②. 液化 ③. 试管内的水能达到沸点但是不能继续吸热 (5)B
【解析】
【小问1详解】
实验中为了确保使用酒精灯的外焰加热,且使温度计的玻璃泡不接触容器壁和容器底,应自下而上组装实验器材,因此应先安装试管夹。
【小问2详解】
[1][2]冰是晶体,熔化时温度不变,乙图中BC段是熔化过程,5~15min处于固液混合态;15min后熔化完成,全部变为液态,第20min在CD段,因此状态为液态。由图像可得冰(晶体)熔化的特点是继续吸热,温度保持不变。
[3]从第10min到第18min,物质持续吸收热量,内能增加,因此第18min 时的内能大于第10min时的内能。
【小问3详解】
AB段是冰的升温过程,CD段是水的升温过程。相同加热时间内,物质吸收的热量相同,但CD段升温更慢,根据,质量m、吸热Q相同时,Δt越小,比热容c越大,吸热本领越强。因此水的吸热本领大于冰的吸热本领。
【小问4详解】
[1]水沸腾条件是达到沸点且继续吸热,当前烧杯内是水,试管内也是水,烧杯内的水沸腾后,温度不变,试管内的水达到沸点后,无法继续从水中吸热,所以试管中的水无法沸腾。要探究水沸腾,需将烧杯内的水加热至沸腾并观察记录温度计示数,因此下一步操作继续加热烧杯中的水,再拿一支温度计放入烧杯内的水中或将试管内的温度计取出放入烧杯内水中。
[2]烧杯内壁水珠的物态变化: 水蒸气遇冷变成液态水珠,属于液化现象。
[3]水沸腾条件是达到沸点且继续吸热,当前烧杯内是水,试管内也是水,试管内的水达到沸点后,无法继续从烧杯中的水吸热,所以试管中的水无法沸腾。
【小问5详解】
水沸腾的条件是 “达到沸点 和继续吸热”,需让试管内的水沸点低于烧杯内水的沸点。
A.试管口密封,会增大试管内气压,使水的沸点升高,更难沸腾,故A不符合题意;
B.烧杯口密封,会增大烧杯内气压,使烧杯内水的沸点升高(高于试管内水的沸点),试管内的水达到沸点后能继续吸热,从而沸腾,故B符合题意;
C.升高酒精灯火焰温度,烧杯内水的沸点仍不变,试管内的水无法继续吸热;
D.向烧杯内加水,会降低烧杯内水的温度,更难沸腾,故C不符合题意。
故选B。
21. 创新小组想探究“电流与电压、电阻的关系”,进行了下列实验。
(一)探究电流与电压的关系
(1)他们先设计了如图甲所示电路,经过分析发现该电路的缺点为____________,所以改进为乙电路;
(2)为了避免实验的偶然性以便得到普遍规律,需要获得多组数据。经过讨论他们发现乙电路可以做如下改进( )(多选)
A. 换用不同电压的电源,多次实验
B. 将电阻换为不同阻值的定值电阻,多次实验
C. 在电路中串联滑动变阻器,移动滑片多次实验
(3)改进实验后,经过正确操作可以得出:在电阻不变时,电路中电流与电压成________;
(二)探究电流与电阻的关系
利用如图丙所示电路,用两节旧的干电池进行“探究电流与电阻的关系”实验,其中滑动变阻器的规格为“”。
(4)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图丙中的与、与、与,分别显示无示数、无示数、有示数且较大,由此判断电路故障可能为__________;
(5)已知电源电压保持不变,将的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片使电压表示数为,记下对应的电流表示数;接着将电阻换成后,移动滑片时眼睛应观察______表使其示数与上次示数相等,记下电流表的示数。该次实验操作中,调节滑动变阻器的目的是____________;
(6)断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,将电阻换为的电阻,闭合开关电压表示数如图丁所示,移动滑片发现无法将电压表示数调至。为了顺利完成第三次实验,使电压表示数仍为,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于___________的滑动变阻器;
(7)综合分析探究一与探究二的结论,可得欧姆定律,其表达式为___________。
【答案】(1)小灯泡的电阻不是定值,没有控制电阻不变
(2)AC (3)正比 (4)见解析
(5) ①. 电压 ②. 控制加在定值电阻两端的电压不变
(6)40 (7)
【解析】
【小问1详解】
甲电路中用的是灯泡,灯泡的电阻会随温度升高而变大,无法控制电阻不变,而探究 “电流与电压的关系” 需要控制电阻不变,因此甲电路的缺点是:无法控制电阻不变,所以改进为乙电路,用定值电阻R,电阻不变。
【小问2详解】
探究“电流与电压的关系”需控制电阻不变,改变电压。 换不同电压的电源,能改变定值电阻两端的电压,可多次实验;换不同阻值的定值电阻,改变了电阻,不符合 “控制电阻不变” 的要求;串联滑动变阻器,移动滑片可改变定值电阻两端的电压,能多次实验。 故AC符合题意;B不符合题意。
故选AC。
【小问3详解】
在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比例关系。
【小问4详解】
闭合开关后,电流表、电压表均无示数,说明电路断路; 用电压表测M与N、M与C均无示数,说明M和C之间没有断路(若断路,电压表将会串联在电路中,有示数),测M与D有示数且较大,说明故障是滑动变阻器(CD部分)断路或DA之间断路。
【小问5详解】
[1]探究 “电流与电阻的关系” 需控制定值电阻两端的电压不变,改变电阻。 更换电阻后,移动滑片时眼睛应观察电压表,使它的示数保持1.0V。
[2]调节滑动变阻器的目的是:通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值来控制不同定值电阻两端的电压不变。
【小问6详解】
电源电压为3V,因为当,其两端电压1.0V ,滑动变阻器电压为2V。 当,其两端电压需保持1.0V时, 滑动变阻器需分担的电压为2V,根据串联分压可知
因此此时滑动变阻器的阻值为40Ω。所以应选取最大阻值不小于40Ω 的滑动变阻器。
【小问7详解】
综合 “电阻不变时,电流与电压成正比;电压不变时,电流与电阻成反比”,可得欧姆定律:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,表达式为
22. 小明同学利用如图甲所示的电路,测量额定电压为的小灯泡的电功率。
(1)正确连接电路后闭合开关,小明发现小灯泡不发光,且电流表和电压表有示数但都很小,其原因可能是________。
(2)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表的示数为,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________(选填“A”或“B”)端移动。
(3)他通过实验绘制出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______。
(4)小明突然想用电压表和一个已知阻值为的定值电阻,测量一只额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻,他设计出图丙所示的电路图。方法如下:
①闭合开关、,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为___________;
②保持滑动变阻器的滑片不动,_________(选填“闭合”或“断开”)开关、闭合开关,读出此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式=_____________(用已知量和所测物理量符号表示结果)。
(5)小明将规格不同的两个灯泡串联,过了一段时间,发现两个灯泡的温度不同,于是猜想到电流通过导体产生的热量与_______________(选填“电阻”“通电时间”或“电流”)有关。针对猜想设计如下实验:在甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量、初温相同的水和煤油,每个容器放入电阻丝和温度计(未画出),其关系为,实验过程中不考虑热量散失。他应该选择_________容器对其猜想进行探究。实验时通过观察_________来比较电流产生的热量多少。
【答案】(1)小灯泡的实际功率太小
(2)B (3)0.625
(4) ①. ②. 断开 ③.
(5) ①. 电阻 ②. 甲、乙 ③. 温度计示数的变化
【解析】
【小问1详解】
正确连接电路后闭合开关,电流表和电压表有示数但都很小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不发光,说明小灯泡实际功率太小。
【小问2详解】
当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表的示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向B端移动。
【小问3详解】
由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则小灯泡额定功率为
【小问4详解】
[1][2][3]①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为I0R0;
②滑动变阻器的滑片不动,断开开关S1、闭合开关S2,读出此时电压表示数为U;
③在步骤①中,灯泡与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表读数为I0R0,此时通过灯泡的电流为额定电流,灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联,电压表测灯泡与R0两端的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律可知此时灯泡两端电压为
则小灯泡正常发光时电阻表达式为
【小问5详解】
[1]将规格不同的两个灯泡串联,灯泡的电阻不同,串联电路电流处处相等,过了一段时间,发现两个灯泡的温度不同,说明产生的热量不同,猜想到电流通过导体产生的热量与电阻有关。
[2]探究电流通过导体产生的热量与电阻有关,应控制电流和通电时间相同,电阻的大小不同,因此应选择甲、乙容器。
[3]根据转换法,实验时通过观察温度计示数的变化来比较电流产生的热量多少。
23. 热爱物理的小明对有关磁的内容充满了兴趣。
(1)如图甲是一种椭球形磁铁,小明想比较磁铁两端与侧边的磁性强弱,他利用两个相同的椭球形磁铁、一盒细铁屑、铁钉等材料进行探究。
①他将两磁铁在光滑桌面相近位置任意摆放,磁铁自由运动,稳定后均呈现如图乙状态。由此小明推断:该磁铁__________(选填“侧边”或“两端”)磁性强。
②接着他将磁铁直接放入细铁屑盒后取出,发现侧边吸引铁屑比两端多,由此判断小明的推断是______(选填“正确”或“错误”)的。
(2)如图丙所示,小明将一个小铝球竖直悬挂在螺线管的左侧,将一枚可自由转动的小磁针放在了螺线管的正上方位置,小磁针涂黑的一端为N极。闭合开关后,小铝球将_____________(选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”),螺线管的左端为__________(选填“N极”或“S极”),小磁针_________(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)为了探究通电螺线管外部磁场的分布情况,在图丙实验装置的基础上他可以采取的操作是______(填序号)
①在螺线管四周放置更多的可以自由转动的小磁针
②增加螺线管中通电线圈的匝数
【答案】(1) ①. 侧边 ②. 正确
(2) ①. 保持静止 ②. N极 ③. 不会
(3)①
【解析】
【小问1详解】
[1]磁体互相靠近时,磁性最强的部分之间相互吸引或排斥的力最大;在图乙中,我们看到两磁铁的两侧相互吸引,说明磁体两侧的磁性最强,也就是磁极。
[2]将磁铁直接放入细铁屑盒后取出,发现侧边吸附铁屑比两端多,说明磁体两侧的磁性较强,这就说明小明认为两侧磁性强的推断是正确的。
【小问2详解】
[1]闭合开关后,通电螺线管产生磁性,但由于铝不是磁性材料,所以铝球不会被吸引,所以铝球保持静止。
[2][3]已知电源右端为正极,左端为负极,根据安培定则,右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,大拇指指向螺线管的左端,所以螺线管的左端为N极,右端为S极。根据异名磁极相互吸引可知,小磁针不会发生偏转。
【小问3详解】
在螺线管四周放置更多的可以自由转动的小磁针,能够通过小磁针N极的指向,更全面的了解通电螺线管外部不同位置的磁场方向,从而探究其外部磁场分布情况。增加螺线管中通电线圈的匝数,只能增强磁场的强度,但不能用于探究磁场的分布情况。所以①符合题意,②不符合题意。
故选①。
四、综合应用题:本题共3小题,共24分。
24. 2025年11月25日,满载物资的神舟二十二号飞船由长征二号运载火箭成功送入太空,更加保障了航天员的生活需求和太空科技研究。该火箭采用偏二甲肼为燃料、四氧化二氮为氧化剂,通过两者混合反应产生巨大推力推动火箭升空。若偏二甲肼完全燃烧释放的热量有50%用来加热水,可以将初温30℃,质量的水在1标准大气压下升高多少?[已知偏二甲肼的热值,水的比热容]
【答案】35℃
【解析】
【详解】
偏二甲肼完全燃烧释放的总热量为
水吸收的热量为:
由,可得水升高的温度为
综上,在1标准大气压下,水初温30℃未达沸点(100℃),升高35℃后温度为65℃,符合题意。
故水温升高量为35℃。
25. 如图甲所示滑动变阻器标有“”、电压表的量程为“”,电源电压恒定不变。闭合开关,在电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过滑动变阻器的电流与其阻值的关系图像,如图乙所示。求:
(1)电压表的示数变化范围:
(2)电源电压和的电阻值;
(3)整个电路电功率最大时,内消耗的电能。
【答案】(1)6V~10V
(2)12V,
(3)216J
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电压表测量滑动变阻器R两端的电压Ur。
根据图像乙可知,在保证电路元件安全的前提下,滑动变阻器接入电路的电阻值变化范围为20Ω到100Ω。
当滑动变阻器接入电路的电阻R=20Ω时,电路中的电流I=0.3A,此时电压表示数最小。
根据欧姆定律,电压表示数为
当滑动变阻器接入电路的电阻时,电路中的电流,此时电压表示数最大。
根据欧姆定律,电压表示数为
所以,电压表的示数变化范围是6V ~ 10V。
【小问2详解】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电源电压U恒定。
根据串联电路的特点和欧姆定律,电源电压
从图像乙中取两个点的数据代入公式:
当时,,则 ①
当时,,则 ②
联立①②两式可得
将R1 =20Ω代入①式,可得电源电压为
【小问3详解】
因为电源电压U恒定,所以当电路中电流最大时,电路的总功率最大。
由图像乙可知,电路中的最大电流 Imax=0.3A
此时电路的最大电功率为
在1min内整个电路消耗的电能为
26. 小明家新买了多挡位温度控制电热水壶,通过轻触不同按钮可以获得不同温度的热水。如图甲是其内部简化电路图,由控制电路和加热电路组成。控制电路电源电压恒为,电阻箱的电阻会随控制的温度改变。为热敏电阻,其阻值随水温的变化关系如图乙所示。电流鉴别器工作原理如图丙虚线框所示,它控制加热电路,加热电路电源电压为,的阻值为。电热水壶工作原理是:控制电路闭合,加热电路开始加热,当电流鉴别器中的电流增大到时,衔铁被吸下,加热电路断开;当电流鉴别器中的电流降低到时,衔铁被弹回,加热电路又开始工作;控制电路和加热电路联动可使电热水壶内的水保持一定的温度区间。求:
(1)图丙中虚线框内电流鉴别器的工作原理是_________,请根据题意连接图丙中的电路,使电流鉴别器能够实现控制加热电路_________。
(2)加热电路工作,电流通过电阻产生的热量。
(3)小明轻触60℃的水温按钮,热水壶开始工作,达到60℃时停止加热。此时连入的电阻为多大?再次加热时热水壶内的水温是多少?
(4)小明的爸爸需要泡制红茶,他轻触100℃的水温按钮时,电阻箱连入的电阻变大还是变小?请说明理由。
【答案】(1) ①. 电流的磁效应 ②. 见解析
(2)
(3),40℃
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
[1]通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关,故电流鉴别器工作原理是电流的磁效应。
[2]加热电路的核心是让R2工作产生热量,从而加热水。根据电路的基本连接规则,用电器要正常工作,必须接入完整的闭合回路,电源提供电能,R2是消耗电能转化为内能的用电器,二者串联才能形成闭合回路,让电流通过R2,使R2产生热量。 加热电路中还需串联电磁继电器的常闭触点,电源、常闭触点、R2依次串联后,才能通过电磁继电器的衔铁吸合/弹回,控制加热电路的通断。如图所示:
【小问2详解】
加热电路工作为
电流通过电阻产生的热量为
【小问3详解】
控制电路中最大电流为时,此时水温是60℃,由乙图可知此时,与串联,电路中的总电阻为
则
控制电路中电流为时,与串联,电路中的总电阻为
由乙图可知,再次加热时热水壶内的水温为40℃。
【小问4详解】
电阻箱阻值变大,因此无论轻触哪个按钮,停止加热时控制电路中的总电阻始终不变,由乙图可知最高水温为100℃比60℃时小,根据可知连入电阻应该变大。
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