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2025-2026学年福州一中初三期末适应性练习
物理学科
(考试时间:90分钟 满分:100分)
友情提示:
1.核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号”“姓名”与本人是否一致。
2.所有答案都必须填在答题卡相应的位置上,答在本试卷上一律无效。
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 为纪念科学家的突出贡献,许多物理量的单位常以科学家的名字命名。下列物理量的国际单位不是以科学家名字命名的是( )
A. 功 B. 比热容 C. 电流 D. 电阻
2. 我国北方某地最低气温曾达到,当地多使用酒精温度计,这是利用了酒精的( )
A. 热值高 B. 比热容大 C. 沸点低 D. 凝固点低
3. 如图所示的学习用品中,通常情况下属于绝缘体的是( )
A. 钢尺 B. 绘图橡皮
C. 铅笔芯 D. 铝制铅笔盒
4. 如图所示,下列家用电器正常工作时电流最接近的是( )
A. 台灯 B. 电视机
C. 电冰箱 D. 微波炉
5. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团可燃物,压下活塞,会看到可燃物燃烧。为了让实验现象明显,对于可燃物的选择以及对活塞的操作,下列说法正确的是( )
A. 着火点高,迅速下压 B. 着火点低,迅速下压
C. 着火点高,缓慢下压 D. 着火点低,缓慢下压
6. 如图所示的物理现象,说法正确的是( )
A. 甲图中厨房蒸笼冒“白气”是汽化现象
B. 乙图中蜡烛先熔化后凝固,形成“烛泪”
C. 丙图中冬季玻璃上的“冰花”是凝固现象
D. 丁图中冬季雪人逐渐变小是凝华现象
7. 干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图,下列说法正确的是( )
A. 在完全燃烧的条件下,无烟煤放出的热量最多
B. 在质量相同的条件下,干木柴燃烧放出的热量最少
C. 焦炭的热值等于1kg焦炭的热值
D. 燃烧焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量
8. 文文家中有一个扫地机器人,扫地机器人的核心部件为电动机,其工作原理与如图中哪个实验的原理相同( )
A. B.
C. D.
9. 小明准备利用如图所示电路进行探究实验,以下能完成探究并得出定量关系的是( )
①保持滑片位置不变,移动滑片,探究电流与电压的关系
②保持滑片位置不变,移动滑片,探究电流与电阻的关系
③改变滑片位置后,移动滑片保持电压表示数不变,探究电流与电阻的关系
A. ① B. ② C. ①② D. ①③
10. 如图是汽油机的四个冲程,下列说法正确的是( )
A. 甲冲程中内能转化为机械能
B. 一个工作循环中四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
C. 汽油充分燃烧,可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值
D. 若汽油机每秒做功15次,则飞轮的转速为1800r/min
11. 白炽灯工作时只将15%左右的电能转化为光能,因此在2016年10月1日起,我国禁止,进口和销售15W及以上普通照明白炽灯。现在的家庭中广泛使用新型的LED灯和节能灯。研究发现:额定功率为3W的LED灯和额定功率为8W的节能灯正常工作时的亮度,都与额定功率为25W的白炽灯正常工作时的亮度相当。当额定功率为3W的LED灯、额定功率为8W的节能灯和额定功率为25W的白炽灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 三种灯的实际功率相同 B. LED灯消耗的电能更少
C. 白炽灯的电流做功更快 D. LED灯的亮度更大
12. 公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A. 接线柱“1”应与“2”连接
B. 货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C. 显示器由电压表改装而成
D. 为了节约电能,电阻可以去掉
13. 在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,将滑片P从右端滑到左端的过程中,电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的完整图线如图乙所示,能正确反映该过程的电压表V3示数随电流表A示数变化的图线是( )
A. B.
C. D.
14. 如图所示,电源电压恒为6V,R0=20Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“4V 2W”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A. 当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是2Ω~30Ω
B. 当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗最大功率是3W
C. 当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D. 当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是6Ω
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共14分。
15.
(1)如图所示,电阻箱的示数为___________。
(2)如图所示,电能表的示数为___________。
16. 游客借用街头的移动充电宝给手机充电时,充电宝将_________能转化为_________能;使用结束后,将其返还充电桩充电时,充电宝相当于电路中的_________。
17. 如图所示的电路中,若灯丝阻值不随温度变化,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表示数与电流表示数的比值___________,灯泡的亮度将___________(选填“变亮”或“变暗”)。
18. 如图所示为电阻A和B的图像,若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,他们两端的电压、之比是_____;若将A、B并联接入3V的电源两端,他们产生的热量、之比是_____。
19. 如图所示,小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm,小鸟身体的电阻约1000Ω,输电线上的小鸟两爪间的电压约为_________V,通过小鸟的电流约为_________A。
20. 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表的示数从6V变为2V,电压表的示数变化了9V,则的阻值为___________,的最大阻值为___________,的功率变化了___________W。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21. 如图所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。
22. 请利用图中给出的信息,在图中用箭头标出磁感线的方向和电源右端的极性。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23. 小强去看爷爷,发现爷爷使用的风扇有些脏了,于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热,扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题:
(1)风扇的电机使用时为什么会发热?
(2)为什么扇叶容易附着灰尘?
五、实验题:本题共6小题,共31分。
24. 如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)下列说法正确的是___________;
A. 比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
B. 比较不同燃料的热值,可以选择甲、丙两图
C. 比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
D. 比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
(2)为了研究不同物质的吸热升温的现象,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示:
①实验中,用___________间接反映液体吸收热量的多少;
②由图可以看出,液体a的比热容___________液体b的比热容,上述两种液体中选择液体___________作为汽车发动机的冷却剂较好;
(3)为了比较不同燃料的热值,利用其中两幅图进行实验,点燃燃料,经过相同的一段时间后,小明发现其中一只烧杯中的液体温度升高得多,___________(选填“能”或“不能”)据此判断出该烧杯下方燃料热值的大小。
25. 小云在探究焦耳定律时,分别设计了如图甲、乙所示的两个电路,其中烧瓶完全相同,电阻丝和阻值不等,电源电压保持不变。
(1)实验中,为了能将电流产生的热量Q转换为更好观察的温度计示数变化量,应该保持烧瓶中煤油的___________相同;
(2)甲图采用串联电路,是为了探究电流通过导体产生的热量与___________是否有关;
(3)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下,比较温度计D和温度计___________的示数变化量,可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关;
(4)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下,温度计___________的示数变化量最小。
26. 某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示电路,滑动变阻器上标有“”字样。
(1)连接电路时,开关必须___________。
(2)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为___________V,当电阻由更换为时,直接闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向___________端滑动;
(3)小明认为可以根据乙图中阴影面积的物理意义分析得出结论,小华为直观地表示电流与电阻的关系,改变横坐标,处理数据作出丙图的等效图像图,则丙图的横坐标应为___________。则通过分析图像可得结论___________。
(4)若实验中R的阻值分别为、、、,四个电阻都能完成实验且所有元件都安全,则电源电压应控制的最大值为___________V。
27. 如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路,实验过程中电源电压保持不变:
(1)如图甲所示,将实物连接成完整电路,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将___________;
(2)调节滑动变阻器连入电路中的阻值,记录每次对应的电流值和电压值,其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示,请计算出电阻为___________;
(3)另一小组用相同的器材连接电路并进行实验,并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是___________(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端电压,根据该图像计算出被测电阻为___________;
(4)图丁是测阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容:
①将开关接b,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值;
②将开关接a,保持滑动变阻器滑片P位置不变,___________,记下此时电阻箱R的阻值;
③则___________(用已知量和测量量表示)。
28. 在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒为3V不变。
(1)闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表有示数,电路中可能发生的故障是灯泡___________(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,通过移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的亮度,并根据记录的多组数据作出了如图乙所示的图像。实验表明:小灯泡的亮度是由它的___________决定的。由图像可知小灯泡的额定功率___________W,小灯泡变亮时,小灯泡灯丝的电阻___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明又想测某未知电阻的阻值(约),利用图甲部分器材设计了如图丙所示的电路,为已知阻值的定值电阻,请帮小明完善如下实验步骤:
A.按照丙图连接电路,的阻值应选___________(选填“”或“”);
B.只闭合,记录电压表示数为;
C.断开、闭合,记录电压表示数为;
D.利用测得数据写出待测电阻的表达式___________(定值电阻用表示)。
29. 阅读材料:完成下列问题。
欧姆表的改装
欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。如图所示,是一个简单的欧姆表电路,主要元件有电压恒定为U的电源(不计内电阻)、电流表(灵敏电流计)的电阻为、滑动变阻器为、定值电阻。电流表满偏电流为,欧姆表的总电阻为。当a、b断开时(相当于被测电阻为无穷大),灵敏电流计指针指在0;当a、b用导线直接接触时(相当于被测电阻为0),灵敏电流计指针指在最大值处,由欧姆定律可得
若已知U和的值,就可以求得。
当a、b之间接有待测电阻R时,电流表指针指在I处,由欧姆定律可得
再将上式变形得
由上式可知,电阻与电流存在一一对应的关系。因此,只要将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度,指针就能够指示出被测电阻值,R与I之间不是线性关系,所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。
(1)由文中信息推断,欧姆表刻度数值R与电流表刻度数值I的对应关系图像可能是______;
A. B. C. D.
(2)欧姆表指针所指从左到右对应电阻数值的变化是______的;(选填“由小到大”或“由大到小”)
(3)已知灵敏电流计满偏电流,电源电压,灵敏电流计内阻,定值电阻。
当在a与b之间连接导线时,调节滑动变阻器,使电流表示数为10mA(即满量程),则滑动变阻器______Ω;若保持滑动变阻器不变,在a与b之间接一阻值为450Ω电阻时,指针应对着电流表刻度示数______mA。
六、计算题:本题共3小题,共19分。
30. 用酒精炉给质量为10kg的水加热,当水的温度升高20℃时,消耗了150g酒精[水的比热容为,酒精的热值为]。
(1)10kg的水温升高20℃,需要吸收多少焦耳的热量?
(2)150g酒精完全燃烧放出多少焦耳的热量?
31. 赵妍设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图a所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表的量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=30Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图b所示。闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
(2)此电路所允许的最高环境温度是多少?
32. 图甲是一款电养生壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻R1、R2中只有R1为加热管。该壶的额定电压为220V,加热时的额定功率为1100W。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为25∶1。
(1)定值电阻R2的阻值为 ________Ω;
(2)若家庭电路中仅有该壶工作,使质量为1kg、初温为10℃的水升高60℃共用时6min,如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次,则此过程中该壶的实际功率为 _________W,加热效率为 _______%;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若要使该壶在保温时的功率提升21%,则应将电阻R2的阻值调为 ________Ω。
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2025-2026学年福州一中初三期末适应性练习
物理学科
(考试时间:90分钟 满分:100分)
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1.核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号”“姓名”与本人是否一致。
2.所有答案都必须填在答题卡相应的位置上,答在本试卷上一律无效。
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 为纪念科学家的突出贡献,许多物理量的单位常以科学家的名字命名。下列物理量的国际单位不是以科学家名字命名的是( )
A. 功 B. 比热容 C. 电流 D. 电阻
【答案】B
【解析】
【详解】A.功的单位是以科学家焦耳的名字命名的,故A不符合题意;
B.比热容的单位是一个复合单位,不是以某个科学家名字来命名的,故B符合题意;
C.电流的单位是以安培的名字命名的,故C不符合题意;
D.电阻的单位是以欧姆的名字命名的,故D不符合题意。
故选B。
2. 我国北方某地最低气温曾达到,当地多使用酒精温度计,这是利用了酒精的( )
A. 热值高 B. 比热容大 C. 沸点低 D. 凝固点低
【答案】D
【解析】
【详解】而酒精的凝固点较低,是-117℃,在-52.3℃时,酒精仍然是液态,所以当地多使用酒精温度计。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3. 如图所示的学习用品中,通常情况下属于绝缘体的是( )
A. 钢尺 B. 绘图橡皮
C. 铅笔芯 D. 铝制铅笔盒
【答案】B
【解析】
【详解】钢尺、铅笔芯、铝制铅笔盒都容易导电,属于导体,绘图橡皮属于橡胶制品,橡胶不容易导电,属于绝缘体,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,下列家用电器正常工作时电流最接近的是( )
A. 台灯 B. 电视机
C. 电冰箱 D. 微波炉
【答案】D
【解析】
【详解】A.台灯工作时的电流很小,约为0.1A,故A不符合题意;
B.电视机工作时的电流约为0.5A,故B不符合题意;
C.电冰箱工作时的电流约为1A,故C不符合题意;
D.微波炉工作时的电流约为4A,故D符合题意。
故选D。
5. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团可燃物,压下活塞,会看到可燃物燃烧。为了让实验现象明显,对于可燃物的选择以及对活塞的操作,下列说法正确的是( )
A. 着火点高,迅速下压 B. 着火点低,迅速下压
C. 着火点高,缓慢下压 D. 着火点低,缓慢下压
【答案】B
【解析】
【详解】要使可燃物容易燃烧要选择着火点低的可燃物,同时快速下压活塞,压缩气体做功,机械能转化为气体的内能,使气体温度达到或超过可燃物的着火点,可燃物会燃烧起来,故B正确,ACD错误。
故选B。
6. 如图所示的物理现象,说法正确的是( )
A. 甲图中厨房蒸笼冒“白气”是汽化现象
B. 乙图中蜡烛先熔化后凝固,形成“烛泪”
C. 丙图中冬季玻璃上的“冰花”是凝固现象
D. 丁图中冬季雪人逐渐变小是凝华现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中厨房蒸笼冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,不是汽化现象。故A错误;
B.乙图中蜡烛燃烧时,固态的蜡烛受热熔化成液态的蜡油,蜡油流下来后,温度降低又凝固成固态,形成“烛泪”,这个过程包括了熔化和凝固两个物态变化。 故B正确;
C.丙图中冬季玻璃上的“冰花”是室内空气中温度较高的水蒸气遇到温度很低的玻璃,直接凝华形成的小冰晶,附着在玻璃的内表面。 这是凝华现象,不是凝固现象。故C错误;
D.丁图中冬季雪人逐渐变小,是在温度低于0℃的情况下,固态的雪直接变成了水蒸气,这个过程是升华现象。故D错误。
故选B。
7. 干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图,下列说法正确的是( )
A. 在完全燃烧的条件下,无烟煤放出的热量最多
B. 在质量相同的条件下,干木柴燃烧放出的热量最少
C. 焦炭的热值等于1kg焦炭的热值
D. 燃烧焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、燃料的质量有关,只根据热值无法判定放出热量的多少,故A错误;
B.在质量相同的条件下,燃料燃烧放出的热量除了与热值有关外,还与是否完全燃烧有关,所以干木柴燃烧放出的热量不一定最少,故B错误;
C.热值的大小与质量无关,焦炭与1kg焦炭的热值相等,故C正确;
D.燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧有关,所以焦炭放出的热量不一定小于燃烧1kg焦炭放出的热量,故D错误。
故选C。
8. 文文家中有一个扫地机器人,扫地机器人的核心部件为电动机,其工作原理与如图中哪个实验的原理相同( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合开关,导体ab受力运动,表明通电导体在磁场中受力的作用,属于电动机原理,故A符合题意;
B.导体ab左右运动,灵敏电流表发生偏转,表明电路中产生了电流,属于电磁感应现象,是发电机的原理,故B不符合题意;
C.调节滑动变阻器可以观察到电磁铁吸引铁钉数目发生改变,表明磁性强弱与电流大小有关,故C不符合题意;
D.当磁体的N极靠近N极时会相互排斥,表明同名磁极相互排斥,故D不符合题意。
故选A。
9. 小明准备利用如图所示电路进行探究实验,以下能完成探究并得出定量关系的是( )
①保持滑片位置不变,移动滑片,探究电流与电压的关系
②保持滑片位置不变,移动滑片,探究电流与电阻的关系
③改变滑片位置后,移动滑片保持电压表示数不变,探究电流与电阻的关系
A. ① B. ② C. ①② D. ①③
【答案】A
【解析】
【详解】①研究电流与电压的关系时,应控制定值电阻的阻值不变,通过滑动变阻器改变定值电阻两端电压和通过的电流。保持滑片位置不变,即其阻值不变,改变R2的阻值时,根据串联电路的电压分配原则,R1两端的电压会改变。同时,由于电路的总电阻改变,电路中的电流也会改变。电压表测其两端电压,电流表测其通过的电流。可以探究电流与电压的定量关系,故①正确;
②研究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值。保持R2滑片位置不变,通过移动R1滑片,可以使电压表的示数保持不变,但R1、R2的阻值未知,不能定量研究电流与电阻的关系,故②错误;
③改变R1和R2滑片的位置,两个变阻器的阻值大小发生改变,不知道具体电阻值的大小,无法探究电流与电阻的定量关系,故③错误。
综上所述,只有①能完成探究并得出定量关系。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图是汽油机的四个冲程,下列说法正确的是( )
A. 甲冲程中内能转化为机械能
B. 一个工作循环中四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
C. 汽油充分燃烧,可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值
D. 若汽油机每秒做功15次,则飞轮的转速为1800r/min
【答案】D
【解析】
【详解】甲图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;乙图中进气门打开,排气门关闭.活塞由上端向下端运动,为吸气冲程;丙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动为排气冲程;丁图中进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,为做功冲程;
A.甲图冲程是压缩冲程,将机械能转化为内能,故A错误;
B. 一个工作循环中四个冲程的正确顺序是:乙、甲、丁、丙,故B错误;
C. 热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;汽油充分燃烧,可以提高热机的效率,不能提高热值,故C错误;
D.单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环飞轮转2周,活塞上下往复2次,做功1次。若汽油机每秒做功15次,每分钟做功900次,每分钟飞轮转动1800r,则飞轮的转速为1800r/min,故D正确。
故选D。
11. 白炽灯工作时只将15%左右的电能转化为光能,因此在2016年10月1日起,我国禁止,进口和销售15W及以上普通照明白炽灯。现在的家庭中广泛使用新型的LED灯和节能灯。研究发现:额定功率为3W的LED灯和额定功率为8W的节能灯正常工作时的亮度,都与额定功率为25W的白炽灯正常工作时的亮度相当。当额定功率为3W的LED灯、额定功率为8W的节能灯和额定功率为25W的白炽灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 三种灯的实际功率相同 B. LED灯消耗的电能更少
C. 白炽灯的电流做功更快 D. LED灯的亮度更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.当额定功率为3W的LED灯、额定功率为8W的节能灯和额定功率为25W的白炽灯均正常工作时,其实际功率均等于额定功率,所以三种灯的实际功率不相同,故A错误;
B.LED灯的实际功率较小,由功的公式可知,因为不知道工作时间,所以LED灯消耗的电能不一定少,故B错误;
C.功率表示电流做功的快慢,白炽灯的实际功率最大,白炽灯的电流做功更快,故C正确;
D.由题干信息可知,额定功率为3W的LED灯、额定功率为8W的节能灯和额定功率为25W的白炽灯均正常工作时,亮度相同,故D错误。
故选C。
12. 公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A. 接线柱“1”应与“2”连接
B. 货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C. 显示器由电压表改装而成
D. 为了节约电能,电阻可以去掉
【答案】B
【解析】
【详解】C.图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故C错误;
AB.当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电流表示数变大,故A错误,B正确;
D.电阻不可以去掉,因为若去掉,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
故选B。
13. 在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,将滑片P从右端滑到左端的过程中,电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的完整图线如图乙所示,能正确反映该过程的电压表V3示数随电流表A示数变化的图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知,将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据可知,电路中的电流变大;根据可知,R1两端的电压变大,所以①表示电压表V1,②表示电压表V2;当滑片位于左端时,R1、R2串联,由图象可知,R1两端的电压
通过的电流
则
电源的电压
当滑片位于右端时,R1、R2、R串联,由图可知
R两端的电压
则电源的电压
由①②两式可得
因V3测电源的电压与两端的电压之差,所以,当
时,V3的示数为
当
时,V3的示数为
结合可知,电压表V3示数随电流表A示数变化的图线是A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14. 如图所示,电源电压恒为6V,R0=20Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“4V 2W”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A. 当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是2Ω~30Ω
B. 当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗最大功率是3W
C. 当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D. 当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是6Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.当S闭合,S1、S2都断开时,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测的是电路电流,小灯泡正常发光时的电流为
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,为了保证电路安全,所以电路中的最大电流为
此时变阻器连入电路的电阻最小,根据串联电路特点和欧姆定律可得,变阻器连入电路的最小电阻为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~30Ω,故A不符合题意;
B.当S闭合,S1、S2都断开时,由A分析可知,电路的最大电流为0.5A,所以电路消耗最大功率是
故B符合题意;
C.当S、S1、S2都闭合时,此时灯泡被短路,变阻器和定值电阻R0并联,电流表在干路上,测的是干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可得,流经R0的电流为
当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则为
根据并联电路的电流特点可得,则干路上的电流最小为
电路消耗的总功率最小值为
故C不符合题意;
D.当S、S1、S2都闭合时,变阻器和定值电阻R0并联,由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,变阻器连入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,此时电路中的总电阻为
根据并联电路的电阻规律可得
即
解得R滑=20Ω,即为滑动变阻器接入电路的最小阻值。故D不符合题意。
故选B。
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共14分。
15.
(1)如图所示,电阻箱的示数为___________。
(2)如图所示,电能表的示数为___________。
【答案】(1)2035
(2)2025.1
【解析】
【小问1详解】
电阻箱的示数
【小问2详解】
电能表上的单位是,数据最后一位是小数,读数为
16. 游客借用街头的移动充电宝给手机充电时,充电宝将_________能转化为_________能;使用结束后,将其返还充电桩充电时,充电宝相当于电路中的_________。
【答案】 ①. 化学 ②. 电 ③. 用电器
【解析】
【详解】[1][2]充电宝给手机充电时,将储存起来的化学能转化为电能,给手机充电。
[3]将充电宝返还充电桩充电时,消耗电能,转化为化学能储存起来,所以此时充电宝相当于电路中的用电器。
17. 如图所示的电路中,若灯丝阻值不随温度变化,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表示数与电流表示数的比值___________,灯泡的亮度将___________(选填“变亮”或“变暗”)。
【答案】 ①. 变小 ②. 变亮
【解析】
【详解】[1]如图所示,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测的是变阻器的两端电压,电流表测的是电路中的电流。根据可知,电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻,将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器连入电路的电阻变小,所以电压表示数与电流表示数的比值变小。
[2]在滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变小,则电路中的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,所以灯泡变亮。
18. 如图所示为电阻A和B的图像,若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,他们两端的电压、之比是_____;若将A、B并联接入3V的电源两端,他们产生的热量、之比是_____。
【答案】 ①. 1∶2 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]因两电阻串联,通过两电阻的电流相等,由图知,当电流为0.2A时,两电阻两端的电压分别为1.0V、2.0V,故
[2]将A、B并联接入3V的电源两端,则两电阻两端的电压相等,等于电源电压,由图知,此时通过两电阻的电流分别为0.6A、0.3A,则它们产生的热量之比为
19. 如图所示,小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm,小鸟身体的电阻约1000Ω,输电线上的小鸟两爪间的电压约为_________V,通过小鸟的电流约为_________A。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,小鸟两爪间的距离是,这段导线的电阻
根据欧姆定律可得这段导线两端的电压
小鸟与这段导线并联,并联电路各支路两端的电压相等,则小鸟两爪间的电压,通过小鸟的电流
20. 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表的示数从6V变为2V,电压表的示数变化了9V,则的阻值为___________,的最大阻值为___________,的功率变化了___________W。
【答案】 ①. 20 ②. 90 ③. 1.6
【解析】
【详解】[1][2][3]由电路图可知,三个电阻串联在电路中,电压表V1测的是R1的两端电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2的两端电压,电流表测的是电路电流。设电源电压为U,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,R2接入电路的电阻为0,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
电压表V1的示数为
电压表V2的示数为0;当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,R2接入电路的电阻为最大电阻R2,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
此时电压表V1的示数为
电压表V2的示数为
由题意可得
联立以上式子解得,电源电压为,,滑动变阻器最大阻值,。由以上分析可得,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,电路电流为
当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,此时电路电流为
根据串联电路的电流特点和可得,R1的功率变化
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21. 如图所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。
【答案】
【解析】
【详解】灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如图所示:
22. 请利用图中给出的信息,在图中用箭头标出磁感线的方向和电源右端的极性。
【答案】
【解析】
【详解】由图知通电螺线管的右端为N极,左端为S极,在磁体外部磁感线总是从N极出发,回到S极,所以图中磁感线的方向向左。根据右手螺旋定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的右端,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端外侧流出,则电源的右端为负极。如图所示:
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23. 小强去看爷爷,发现爷爷使用的风扇有些脏了,于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热,扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题:
(1)风扇的电机使用时为什么会发热?
(2)为什么扇叶容易附着灰尘?
【答案】(1)电动机工作时,风扇在转动,部分电能转化为机械能;同时电机发热,这是电流通过电机时,部分电能转化为内能,故电动机工作时,电机会发热。
(2)扇叶与空气摩擦起电,而带电体具有吸引轻小物体的性质,从而吸引轻小的灰尘。
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
略。
【点睛】本题主要考查学生对摩擦起电的现象、电动机的原理的了解和掌握,是一道基础题。
五、实验题:本题共6小题,共31分。
24. 如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)下列说法正确的是___________;
A. 比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
B. 比较不同燃料的热值,可以选择甲、丙两图
C. 比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
D. 比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
(2)为了研究不同物质的吸热升温的现象,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示:
①实验中,用___________间接反映液体吸收热量的多少;
②由图可以看出,液体a的比热容___________液体b的比热容,上述两种液体中选择液体___________作为汽车发动机的冷却剂较好;
(3)为了比较不同燃料的热值,利用其中两幅图进行实验,点燃燃料,经过相同的一段时间后,小明发现其中一只烧杯中的液体温度升高得多,___________(选填“能”或“不能”)据此判断出该烧杯下方燃料热值的大小。
【答案】(1)C (2) ①. 加热时间 ②. 小于 ③. b
(3)不能
【解析】
【小问1详解】
AB.为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料,应加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验,故AB错误;
CD.为了比较不同液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验,故C正确,D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]该实验运用转换法,将吸收的热量转换为加热的时间;使用相同的加热方式,在相等的时间内吸收的热量相等,加热时间越长,吸收的热量就越多,所以可以通过加热时间来反映吸收热量的多少。
[2]由图示图像可知,a和b升高相同的温度,如温度都升到80℃,a需要的时间是10min,b需要的时间是20min,b需要更长的加热时间,吸收的热量更多,这也就说明了b的吸热能力强一些,a的吸热能力弱,所以b液体的比热容较大。
[3]液体b的比热容大,等质量的b和a升高相同的温度,b液体吸收的热量更多,所以使用b液体作为发动机的冷却剂较好。
【小问3详解】
燃料燃烧相同的时间无法判断已经燃烧的燃料质量是否相同,所以不能说明热值的大小。
25. 小云在探究焦耳定律时,分别设计了如图甲、乙所示的两个电路,其中烧瓶完全相同,电阻丝和阻值不等,电源电压保持不变。
(1)实验中,为了能将电流产生的热量Q转换为更好观察的温度计示数变化量,应该保持烧瓶中煤油的___________相同;
(2)甲图采用串联电路,是为了探究电流通过导体产生的热量与___________是否有关;
(3)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下,比较温度计D和温度计___________的示数变化量,可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关;
(4)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下,温度计___________的示数变化量最小。
【答案】(1)质量 (2)电阻
(3)B (4)B
【解析】
【小问1详解】
电阻丝产生的热量不易直接观察,由转换法,可使等质量初温相同的液体吸收热量,由温度变化确定产生热量的多少,故应该保持烧瓶中煤油的质量相同。
【小问2详解】
该实验采用串联电路可以控制电流相同和通电时间相同,从而探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。
【小问3详解】
本实验中是通过插入装有煤油的烧瓶中的温度计的示数变化来显示电阻丝产生热量的多少,而要探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关,就应控制通电时间和电阻丝阻值相同,仅改变通过电阻丝的电流大小,结合甲、乙两个电路可知电阻丝两端的电压不同,则经过的电流不同,可知比较温度计D和温度计B的示数变化。
【小问4详解】
乙图中,两电阻丝并联,两电阻丝的电压等于电源电压U,根据,结合可知,,甲中由串联电路电压的规律,两电阻的电压都小于U,可知,产生的热量小于小于,根据可知,产生的热量小于,综合上产生热量最少的是,在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下,温度计B的示数变化量最小。
26. 某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示电路,滑动变阻器上标有“”字样。
(1)连接电路时,开关必须___________。
(2)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为___________V,当电阻由更换为时,直接闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向___________端滑动;
(3)小明认为可以根据乙图中阴影面积的物理意义分析得出结论,小华为直观地表示电流与电阻的关系,改变横坐标,处理数据作出丙图的等效图像图,则丙图的横坐标应为___________。则通过分析图像可得结论___________。
(4)若实验中R的阻值分别为、、、,四个电阻都能完成实验且所有元件都安全,则电源电压应控制的最大值为___________V。
【答案】(1)断开 (2) ①. 3 ②. 左
(3) ①. ②. 电压一定时,电流与电阻成反比
(4)6
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时开关必须断开
【小问2详解】
[1]由图乙可知,电阻R两端的电压为
[2] 实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,需要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,需要增大滑动变阻器电阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动。
【小问3详解】
[1]根据得,表示U一定时,I与成正比,则丙图的横坐标应为电阻的倒数。
[2]乙图中阴影面积等于电流与电阻之积,根据,可知在电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问4详解】
探究电流与电阻的关系”实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验;由图甲可知,电流表选用小量程,即电路中最大电流为0.6A,当电路中电流最大,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端电压最大,故定值电阻的最大电压为
如果用电阻完成实验,由于,,根据串联电路分压原理,此时,电源电压最大
电源电压不能超过6V,如果超过6V,用电阻实验时,变阻器最大阻值为,将无法使定值电阻两端电压为3V,无法完成实验。所以,电源电压最大为6V。
27. 如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路,实验过程中电源电压保持不变:
(1)如图甲所示,将实物连接成完整电路,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将___________;
(2)调节滑动变阻器连入电路中的阻值,记录每次对应的电流值和电压值,其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示,请计算出电阻为___________;
(3)另一小组用相同的器材连接电路并进行实验,并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是___________(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端电压,根据该图像计算出被测电阻为___________;
(4)图丁是测阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容:
①将开关接b,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值;
②将开关接a,保持滑动变阻器滑片P位置不变,___________,记下此时电阻箱R的阻值;
③则___________(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)变小 (2)10
(3) ①. 滑动变阻器 ②. 10
(4) ①. 使电流表的示数仍为I ②.
【解析】
【小问1详解】
电流表测电路中的电流,滑动变阻器与电阻串联,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小。
【小问2详解】
根据图甲可知,为的串联电路,电压表测两端电压,电流表测干路电流。电流表和电压表都接小量程,电压表量程0-3V,分度值0.1V,示数为2.6V,电流表量程0-0.6A,分度值0.02A,示数为0.26A,根据可知电阻的阻值
【小问3详解】
[1]通过定值电阻的电流和电压成正比,由图像可知,电路中的电流越大,电压表的示数越小,据此可知电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。
[2]由题图丙可知,当电压表的示数为0时,电路中的电流为,根据欧姆定律可知,电源电压……①
当电压表的示数为2V时,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压……②
联立①②可得,
【小问4详解】
[1]按照题意要求,完成步骤①后,将开关接,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为,记下此时电阻箱的阻值。
[2]根据欧姆定律可知,电源电压一定,两次电路中的电流相等,则两次电路中的总电阻相等,则的阻值
28. 在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒为3V不变。
(1)闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表有示数,电路中可能发生的故障是灯泡___________(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,通过移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的亮度,并根据记录的多组数据作出了如图乙所示的图像。实验表明:小灯泡的亮度是由它的___________决定的。由图像可知小灯泡的额定功率___________W,小灯泡变亮时,小灯泡灯丝的电阻___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明又想测某未知电阻的阻值(约),利用图甲部分器材设计了如图丙所示的电路,为已知阻值的定值电阻,请帮小明完善如下实验步骤:
A.按照丙图连接电路,的阻值应选___________(选填“”或“”);
B.只闭合,记录电压表示数为;
C.断开、闭合,记录电压表示数为;
D.利用测得数据写出待测电阻的表达式___________(定值电阻用表示)。
【答案】(1)断路 (2) ①. 实际功率 ②. 0.625 ③. 变大
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电流表指针几乎不动,说明电路有断路,电压表有示数,说明与电压表并联的之外部分一定完好,说明与电压表并联的灯泡断路。
【小问2详解】
[1]移动滑动变阻器的滑片,小灯泡两端电压越大,通过小灯泡的电流越大,同时观察小灯泡的亮度,由,计算出小灯泡在不同电压时的实际功率,实验表明,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,则小灯泡的亮度由实际功率决定。
[2]由图像可知,当电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
[3]小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,灯丝温度升高,故灯丝的电阻变大。
【小问3详解】
[1]测某未知电阻的阻值(约),由图丙可知,电阻与需串联,通过改变开关、的断开或闭合的状态,电压表可以改变测量对象,由串联分压原理可知,为使电压表示数变化明显,应选择阻值差距较小的电阻,故选择。
[2]由题意,由步骤B,只闭合时,电阻与串联,电压表测两端电压;
由步骤C,断开,闭合,电阻与串联,电压表测电源电压,由串联电路电压规律,则两端的电压
由欧姆定律,通过的电流
由串联电路电流规律,则通过的电流
由欧姆定律,则
29. 阅读材料:完成下列问题。
欧姆表的改装
欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。如图所示,是一个简单的欧姆表电路,主要元件有电压恒定为U的电源(不计内电阻)、电流表(灵敏电流计)的电阻为、滑动变阻器为、定值电阻。电流表满偏电流为,欧姆表的总电阻为。当a、b断开时(相当于被测电阻为无穷大),灵敏电流计指针指在0;当a、b用导线直接接触时(相当于被测电阻为0),灵敏电流计指针指在最大值处,由欧姆定律可得
若已知U和的值,就可以求得。
当a、b之间接有待测电阻R时,电流表指针指在I处,由欧姆定律可得
再将上式变形得
由上式可知,电阻与电流存在一一对应的关系。因此,只要将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度,指针就能够指示出被测电阻值,R与I之间不是线性关系,所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。
(1)由文中信息推断,欧姆表刻度数值R与电流表刻度数值I的对应关系图像可能是______;
A. B. C. D.
(2)欧姆表指针所指从左到右对应电阻数值的变化是______的;(选填“由小到大”或“由大到小”)
(3)已知灵敏电流计满偏电流,电源电压,灵敏电流计内阻,定值电阻。
当在a与b之间连接导线时,调节滑动变阻器,使电流表示数为10mA(即满量程),则滑动变阻器______Ω;若保持滑动变阻器不变,在a与b之间接一阻值为450Ω电阻时,指针应对着电流表刻度示数______mA。
【答案】(1)D (2)由大到小
(3) ①. 100 ②. 4
【解析】
【小问1详解】
根据题意中R与I的关系可知,当I增大,R阻值越小,即成反比关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问2详解】
指针从左到右,电路中电流从小到大,代入公式可知,对应的电阻从大到小。
【小问3详解】
[1]当在a与b之间连接导线时,调节滑动变阻器,使电流表示数为10mA,则有
代入数据为
解得。
[2]若保持滑动变阻器不变,在a与b之间接一阻值为450Ω电阻时,指针应对着电流表刻度示数为
六、计算题:本题共3小题,共19分。
30. 用酒精炉给质量为10kg的水加热,当水的温度升高20℃时,消耗了150g酒精[水的比热容为,酒精的热值为]。
(1)10kg的水温升高20℃,需要吸收多少焦耳的热量?
(2)150g酒精完全燃烧放出多少焦耳的热量?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
10kg的水温升高20℃,需要吸收的热量为
【小问2详解】
150g酒精完全燃烧放出的热量为
31. 赵妍设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图a所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表的量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=30Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图b所示。闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
(2)此电路所允许的最高环境温度是多少?
【答案】(1)2.4V;(2)80℃
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,R0、R1串联,电压表测R0两端的电压。由图b知,当环境温度为40℃时,R1的阻值是20Ω,此时电路中的电流为
由得,加在R0两端的电压为
U0=IR0=0.08A×30Ω=2.4V
(2)当R0两端的电压达到3V时,此时是此电路所允许的最高环境温度,此时电路中的电流为
此时加在热敏电阻两端的电压为
U1′=U-U′=4V-3V=1V
所以此时热敏电阻的阻值为
由图b知,热敏电阻为10Ω时,对应的环境温度为80℃。
答:(1)当环境温度为40℃时,电压表的示数是2.4V;
(2)此电路所允许的最高环境温度是80℃。
32. 图甲是一款电养生壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻R1、R2中只有R1为加热管。该壶的额定电压为220V,加热时的额定功率为1100W。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为25∶1。
(1)定值电阻R2的阻值为 ________Ω;
(2)若家庭电路中仅有该壶工作,使质量为1kg、初温为10℃的水升高60℃共用时6min,如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次,则此过程中该壶的实际功率为 _________W,加热效率为 _______%;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若要使该壶在保温时的功率提升21%,则应将电阻R2的阻值调为 ________Ω。
【答案】(1)176 (2) ①. 1000 ②. 70
(3)156
【解析】
【小问1详解】
当开关S闭合、S1断开时,R1、R2串联,当开关S、S1都闭合时,只有R1工作,根据串联的电路的特点和可知,电阻不变,电功率与电压的平方成正比,已知正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为25∶1,则加热和保温时R1的电压之比为5∶1,
所以串联时加热管R1的电压为
此时R1、R2的电压之比为
由可知,R1的阻值
根据电压之比等于电阻之比,故
即
【小问2详解】
电能表上的1200imp/kW•h表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁1200次,电能表的指示灯闪烁120次,电中药壶消耗的电能
电中药壶的实际功率:
水吸收的热量
电中药壶的热效率
【小问3详解】
若要使该壶在保温时的功率提升21%,变为原来的1.21倍,根据可知,此时R1的电压变为1.1倍,即
此时R2的电压
根据串联分压规律知,电压之比等于电阻之比,则
解得:R2′=156Ω。
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