精品解析:山东省烟台市芝罘区(五四制)2025-2026学年九年级上学期期末物理试题
2026-03-11
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 烟台市 |
| 地区(区县) | 芝罘区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.43 MB |
| 发布时间 | 2026-03-11 |
| 更新时间 | 2026-03-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56772943.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
初四物理
(90分钟,100分)
注意事项:写在试卷上或答题卡指定区域外的答案无效!!
一、单项选择题(1—10题,每小题的四个选项中,只有一个是正确的,每小题2分,共20分)
1. 若我们发现身边有人触电,应立即采取安全措施是( )
A. 伸手拉开 B. 剪断电线 C. 电话报警 D. 切断电源
2. 如图所示,是我国宋代的指南龟,将条形磁石装入木龟腹内,针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上,使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点,水平放置并拨动指南龟,静止后针尾指南。下列说法中正确的是( )
A. 针是铜制成的 B. 针尖接触的是磁石的N极
C. 针尾指南是受到地磁场的作用 D. 若稍倾斜木板,则指南龟静止时一定会倾斜
3. 下列装置的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示的家庭电路,闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,下列四种电路故障中:①开关处短路,②开关处断路,③灯泡处短路,④插座内左右金属片接触,会导致熔丝熔断的是( )
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ③④
5. 滑动变阻器是电学实验中重要的器材,关于滑动变阻器在不同实验中的作用,下列说法中正确的是( )
A. 在“探究电流与电压关系”实验中的主要作用是:改变通过定值电阻的电流
B. 在“探究电流与电阻关系”实验中的主要作用是:保持电阻两端的电压不变
C. 在“测量小灯泡正常发光的电阻”实验中的主要作用是:多次测量求平均值,减小测量误差
D. 在“测量小灯泡的电功率”实验中的主要作用是:测量小灯泡在不同电压下的电功率,进而求出功率的平均值,减小测量误差
6. 对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 甲图中,箭头表示白天的海陆风的风向
B. 乙图中,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热改变的
C. 丙图中,橡胶塞飞出时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
D. 丁图中,该冲程为内燃机的压缩冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
7. a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. Q点的磁场方向水平向右
B. P点没有磁场
C. 磁感线是真实存在的
D. a端磁极是S极,b端磁极是N极
8. 某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A. 热水、冰水、室温水 B. 室温水、冰水、热水
C. 冰水、室温水、热水 D. 室温水、热水、冰水
9. 为保护环境,我国已全面实施尾气排放国六标准6b阶段。图甲是小南设计的一种汽车尾气排放检测电路,R2为气敏电阻,其阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 当尾气浓度高于设定值时,灯L亮。
B. 当尾气浓度变大时,螺线管中的电流变小
C. 为使尾气浓度更低时报警,可适当减小R1的阻值
D. 尾气浓度一定时,R1的滑片向下移动,R2的功率变大
10. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
二、多项选择题(11—14题,每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全得2分,不选或选错得0分,共12分)
11. 如图甲,两个相同的容器中分别装有质量相同的液体a、b。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量全部被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. a、b为同种物质
B. a的比热容小于b的比热容
C. 相同时间内a、b吸收的热量相等
D. 的电功率小于的电功率
12. 图甲是一个常用的插线板,图乙是其内部元件连接的示意图。将一盏台灯插头插入插线板的插孔内,闭合插线板开关和台灯开关,台灯正常发光。下列说法正确的是( )
A. 若指示灯断路,台灯仍正常发光
B. 断开台灯开关,指示灯仍然发光
C 断开插线板开关,台灯仍正常发光
D. 若台灯内部短路,指示灯会被烧坏
13. 如图所示,下列做法能使电磁铁吸引更多大头针的是( )
A. 只提高电源电压 B. 只将滑片P向左移动
C. 只增加螺线管线圈的匝数 D. 只将铁芯换成同规格的铜芯
14. 某智能书桌台灯通过可变电阻R调节灯L的亮度,此电阻采用新材料,电阻值仅随光照强度增强(减弱)而增大(减小)。电路简图如图甲,电源两端电压恒为18V,灯L的I-U曲线如图乙所示。当不使用智能调光功能时,S0、S闭合,灯L正常发光。则( )
A. 小灯泡正常发光的电阻是12Ω
B. 闭合S0,断开S,当电流表是0.5A时,可变电阻的阻值R的阻值为24Ω
C. 闭合S0,断开S,当灯L功率为8.4W时,电路的总功率是12.6W
D. 闭合S0,断开S,灯L的实际功率随光照强度的增强而增大
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 现代家庭电路的智能电能表分时段计费,引导用户错峰用电。智能电能表的芯片主要用到了______材料(选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”),它的表盘如图所示,若在一段时间内指示灯闪烁了120次,则表明用电器消耗了______J的电能。在使用带有金属外壳的用电器时,应将金属外壳______,以有效地防止漏电带来的安全隐患。
16. 两根外形完全相同的条形钢棒,一根有磁性,另一根无磁性。在没有其他器材的情况下,怎样将它们区分开?写出方法:_____________(可画图辅助说明)。
17. 将强磁体靠近正在发光的白炽灯,观察到白炽灯的灯丝晃动,这说明_____________,由此原理可以制成____________。(选填“电动机”、“发电机”)。
18. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积小,电阻______。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
19. 小明注意到机场有规定:“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机。”铭牌上写着“额定电压3.7V、电池容量20000mA·h”的充电宝_____________(选填“能”或“不能”)带上飞机。小明的手机配置了标有“3.7V 4000mA·h”的大容量电池,在手机电量显示从80%降到70%的过程中,电池电压保持3.7V不变,在这个过程中消耗的电能_____________,手机消耗的电能能让手机持续通话0.8h或待机48h,则手机在通话状态下的电功率与待机状态下的电功率之比为_____________。
四、作图阅读题(20题3分、21题6分,共9分)
20. 如图甲所示是一个电磁秋千的玩具,闭合开关后,推动一下永磁体,它在电磁铁排斥力的作用下来回摆动。图乙所示是未连接完整的电磁铁电路的原理图,请画线代替导线将图中实物连接起来,要求:闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向C端移动时,电磁铁的磁性增强。
21. 请阅读下列短文,回答问题。
漏电保护器
自从人类大量使用电器以来,电给我们带来很多方便,但同时也可能给人带来潜在危险。大量经验表明,不高于36V的电压一般对人体是安全的,称为安全电压。而我国家庭电路的电压是220V,工厂和工地的动力电路电压是380V,高压输电线路的电压可达500kV,都远远高于安全电压。因此,为了使人们能够安全地利用电能,尽量避免不必要的损失,诞生了各式各样的保护装置。
漏电保护器就是其中一类。漏电保护器是当人体触电或用电器漏电时自动切断电源保护生命的设备,它在反应触电和漏电保护方面的灵敏度高且反应动作迅速,这是其他保护装置无法比拟的。漏电保护器的种类繁多,按其保护功能和用途进行分类,一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。
漏电保护开关(如图所示)被接入家庭电路的主干路中,中性线和相线同时从漏电保护开关内部穿过,推上开关后,当电路处于正常工作状态时,中性线和相线中的电流一样大,开关保持接通状态。若电路或用电器的绝缘皮受损导致火线外露,就可能发生漏电的情况,当漏电电流大于人体的安全电流(一般设定为是30mA)时,将导致漏电保护开关内部中性线中的电流小于相线中的电流,其内部的电磁铁就会在0.1s内使开关“跳闸”,切断电路,从而起到保护作用。
漏电保护器在低压供电系统中的应用,可以大幅度提高供电系统运行的安全性,对进一步保证人身和用电设备的安全具有极为重要的作用。
阅读上文,回答下列问题:
(1)当人体触电或用电器漏电时,漏电保护器会自动切断电源,其原因是__________;
(2)下列哪些情形会使漏电保护开关“跳闸”,切断电路, ;
A. 电路的总功率过大 B. 电冰箱的外壳和内部相线间的绝缘皮损坏
C. 插座短路 D. 站在地面上的人触碰到了裸露的相线
(3)在家庭电路使用的过程中,某人在拔出插座上的插头时不小心触电了,假设人的电阻为5000Ω,请通过计算说明漏电保护开关(如图所示)能否起到保护作用。
五、实验探究题(22题7分,23题10分,24题7分,共24分)
22. 探究通电螺线管外部磁场的方向:某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】
用导线将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(2)观察分析甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(3)观察分析___________两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中___________决定,而不决定于___________,也不决定于___________。
23. 某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,此时电路中的电流为0.16A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是_______(填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为________Ω,选用的电源电压约为________V。
(4)另外一组同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图乙所示。
请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,_________,记录电压表的示数U。
③闭合S1,_________,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
⑤待测电阻的阻值Rx=_________(用测量量表示)
24. 游乐室里有一种深受孩子们喜爱的设备——“跳跳乐”,如图甲所示。当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡会一闪一闪地发光。小明想对“跳跳乐”发光的原理进行探究。于是找来说明书,并根据其原理图(如图乙所示),为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图丙所示将AB铜棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB铜棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
(2)小明根据探究结论,对“跳跳乐”的发光原理进行解释:当踩踏地板时,______,从而使小灯泡发光;
(3)爱思考的小明想:
①如果小朋友站住不动,原先有光的“跳跳乐”的灯光会______(选填“变亮”“变暗”或“熄灭”);
②小朋友蹦蹦跳跳,“跳跳乐”闪烁发光,此时发生的能量转化是______转化为电能。
六、分析计算题(25题8分、26题12分共20分)
25. 电动机已广泛应用于我们的生产和生活中,它实现了电能向其它形式能的转化,如:电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数,若此电风扇正常工作1h,求:
品牌
某品牌
型号
**-35X67Bh7
额定电压
220V
额定功率
55W
送风模式
普通/睡眠/智能
控制方式
遥控/触摸按键
毛重
6.40kg
净重
5.46kg
(1)电风扇消耗的电能;
(2)电风扇的额定电流;
(3)电风扇转化的机械能(已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω)
26. 某款家用储水式电热水器额定电压为220V,额定功率为3000W,额定容量为60L,如图是其电路原理图。插上插头,电热水器储满水后,闭合开关S,温控器开关K接触点1,对水进行加热,当加热温度达到设定温度时,K跳转接触点2,保温指示灯L亮起,停止加热;当水温下降,低于设定温度时,K再次接触点1进行加热。R1、R2、R3为加热电阻,其中。该电热水器加热模式有四个挡位,选择“一挡”,S1、S2均断开。选择“二挡”,S1闭合、S2断开;选择“三挡”,S1断开、S2闭合,“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍,选择“四挡”,S1、S2均闭合,此时电热水器在额定功率下工作。求:
(1)该电热水器储满60L水后,若选择“四挡”加热,将水从30℃加热到45℃用时25分钟,储水式电热水器的加热效率;[水的比热容为,水的密度为]
(2)保温指示灯的铭牌上标有“20V 0.5W”字样,为使保温指示灯正常工作,定值电阻R的阻值;
(3)电阻R1的阻值;
(4)该电热水器在“一挡”工作时的电流(保留1位小数)。
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初四物理
(90分钟,100分)
注意事项:写在试卷上或答题卡指定区域外的答案无效!!
一、单项选择题(1—10题,每小题的四个选项中,只有一个是正确的,每小题2分,共20分)
1. 若我们发现身边有人触电,应立即采取的安全措施是( )
A. 伸手拉开 B. 剪断电线 C. 电话报警 D. 切断电源
【答案】D
【解析】
【详解】当发现有人触电时,应该立即采取的措施是:迅速切断电源或用绝缘体挑开电线,再电话报警,不能用手拉开电线,这样自己也会触电,更不能用剪刀割断导线,剪刀是导体,自己也会触电,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 如图所示,是我国宋代的指南龟,将条形磁石装入木龟腹内,针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上,使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点,水平放置并拨动指南龟,静止后针尾指南。下列说法中正确的是( )
A. 针是铜制成的 B. 针尖接触的是磁石的N极
C. 针尾指南是受到地磁场的作用 D. 若稍倾斜木板,则指南龟静止时一定会倾斜
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜不是磁性材料,不能被磁化,而针能被磁化,所以针不是铜制成的,故A错误;
B.静止后针尾指南,说明针尾是磁体的S极,针尖是N极,根据磁化的特点,针尖接触的是磁石的S极,故B错误;
C.地球本身是一个大磁体,存在地磁场,针尾指南是受到地磁场的作用,故C正确;
D.若稍倾斜木板,由于指南龟的重心在竹针尖支撑点正上方,且地磁场的作用,指南龟静止时仍会在水平面内,不会倾斜,故D错误。
故选C。
3. 下列装置的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
A.奥斯特实验说明了电流的磁效应,故A不符合题意;
B.该装置的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,与电动机的工作原理相同,故B不符合题意;
C.电磁铁原理是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.该装置是电磁感应实验装置,工作原理是导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示的家庭电路,闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,下列四种电路故障中:①开关处短路,②开关处断路,③灯泡处短路,④插座内左右金属片接触,会导致熔丝熔断的是( )
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,说明电路中电流过大。
①开关处短路,小灯泡仍然正常发光,电路中电流不变;
②开关处断路,电路断路,小灯泡不发光,干路电流减小;
③灯泡处短路,电流过大,会导致熔丝熔断;
④插座内左右金属片接触,插座内电路直接接通,相当于短路,会导致熔丝熔断,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5. 滑动变阻器是电学实验中重要的器材,关于滑动变阻器在不同实验中的作用,下列说法中正确的是( )
A. 在“探究电流与电压关系”实验中的主要作用是:改变通过定值电阻的电流
B. 在“探究电流与电阻关系”实验中的主要作用是:保持电阻两端的电压不变
C. 在“测量小灯泡正常发光的电阻”实验中的主要作用是:多次测量求平均值,减小测量误差
D. 在“测量小灯泡的电功率”实验中的主要作用是:测量小灯泡在不同电压下的电功率,进而求出功率的平均值,减小测量误差
【答案】B
【解析】
【详解】A.在“探究电流与电压关系”实验中,滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电流与电压的数据,而不是仅改变电流,故A错误;
B.在“探究电流与电阻关系”实验中,需要控制定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器的主要作用就是保持电阻两端的电压不变,故B正确;
C.在“测量小灯泡正常发光的电阻”实验中,小灯泡的电阻随温度变化而变化,不能通过多次测量求平均值来减小误差,滑动变阻器的作用是调节小灯泡两端的电压,使其达到额定电压,从而正常发光,故C错误;
D.在“测量小灯泡的电功率”实验中,不同电压下小灯泡的电功率不同,求平均值没有意义,滑动变阻器的作用是调节小灯泡两端的电压,测量小灯泡在不同电压下的电功率,故D错误。
故选B。
6. 对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 甲图中,箭头表示白天的海陆风的风向
B. 乙图中,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热改变的
C. 丙图中,橡胶塞飞出时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
D. 丁图中,该冲程为内燃机的压缩冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图甲所示,由于砂石比热容比水小,所以白天时陆地升温更快,空气膨胀上升,海洋升温慢,空气下沉,风从海洋吹向陆地,故A错误;
B.如图乙所示,玻璃筒内的空气被压缩时,活塞对空气做功,空气内能增大、温度升高,达到棉花燃点使其燃烧,故玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,是由于活塞做功改变的,故B错误;
C.如图丙所示,试管内水蒸气推动橡胶塞冲出过程中,水蒸气对塞子做功,内能转化为机械能,水蒸气内能减小,故瓶内气体内能减小,是通过做功的方式改变的,故C正确;
D.如图丁所示,进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;此内燃机一个工作循环包含4个冲程,曲轴转2圈,故曲轴每转2圈发生1次该冲程,故D错误。
故选C。
7. a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. Q点的磁场方向水平向右
B. P点没有磁场
C. 磁感线是真实存在的
D. a端磁极是S极,b端磁极是N极
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向,所以Q点的磁场方向水平向右,故A正确;
B.磁体周围的空间都存在磁场,所以P点有磁场,故B错误;
C.磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,并不是真实存在的,故C错误;
D.在磁体外部,磁感线总是从N极出发回到S极。图中磁感线从a端出发回到b端,所以a端是N极,b端是S极,故D错误。
故选A。
8. 某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A. 热水、冰水、室温水 B. 室温水、冰水、热水
C. 冰水、室温水、热水 D. 室温水、热水、冰水
【答案】D
【解析】
【详解】杯中装入热水,热水温度较高,蒸发较快,变成水蒸气,热的水蒸气遇到冷的杯壁发生液化,在杯子内壁的上部形成小水珠;杯中装入冰水,冰水温度较低,使杯壁温度也较低,空气中的水蒸气遇到冷的杯壁发生液化,在杯子外壁的下部形成小水珠;杯中装入和室温相同的水,温度相同,水蒸气不会液化,没有水珠产生,故三杯水分别是室温水、热水、冰水,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9. 为保护环境,我国已全面实施尾气排放国六标准6b阶段。图甲是小南设计的一种汽车尾气排放检测电路,R2为气敏电阻,其阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 当尾气浓度高于设定值时,灯L亮。
B. 当尾气浓度变大时,螺线管中电流变小
C. 为使尾气浓度更低时报警,可适当减小R1的阻值
D. 尾气浓度一定时,R1的滑片向下移动,R2的功率变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,尾气浓度高于设定值时,气敏电阻R2阻值减小,控制电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,吸下衔铁,灯L所在支路断开,灯L熄灭,蜂鸣器报警,故A错误;
B.当尾气浓度变大时,气敏电阻R2阻值变小,控制电路中总电阻减小,电源电压一定,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流增大,即螺线管中的电流变大,故B错误;
C.报警时控制电路电流需达到阈值。尾气浓度更低时,气敏电阻阻值更大,减小R1的阻值可使总电阻仍能让电流达到阈值,从而提前报警。故C正确;
D.尾气浓度一定时,R1的滑片向下移动,R1接入电路的阻值变大,控制电路中的电流变小。控制电路为串联电路,通过R2的电流变小,由可知,R2的功率变小,故D错误。
故选C。
10. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图知道,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于灯泡标有“”字样,由知道,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,电流表的变化范围是,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电压表的示数
则电压表示数的变化范围是,故C错误;
D.由知道,电路最小总功率
电路最大总功率
即电路总功率的变化范围是,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(11—14题,每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全得2分,不选或选错得0分,共12分)
11. 如图甲,两个相同的容器中分别装有质量相同的液体a、b。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量全部被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. a、b为同种物质
B. a的比热容小于b的比热容
C. 相同时间内a、b吸收的热量相等
D. 的电功率小于的电功率
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,a、b沸点不同,同种物质沸点一致,所以a、b不是同种物质,故A错误;
BCD.已知电热丝,且工作电压相同,根据电功率推导公式,可得,即的电功率小于的电功率;因为电热丝是纯电阻电路,所以电热丝产生的热量等于电流做的功,即,结合电功公式,可得热量公式,加热时间相同,则,题目明确电阻丝产生的热量全部被液体吸收,因此,根据比热容公式可得比热容之比
已知液体a、b质量,由图像可知,沸腾前相同时间内,结合CD的推导结论,代入可得,即,故B正确,C错误,D正确。
故选BD。
12. 图甲是一个常用的插线板,图乙是其内部元件连接的示意图。将一盏台灯插头插入插线板的插孔内,闭合插线板开关和台灯开关,台灯正常发光。下列说法正确的是( )
A. 若指示灯断路,台灯仍正常发光
B. 断开台灯开关,指示灯仍然发光
C. 断开插线板开关,台灯仍正常发光
D. 若台灯内部短路,指示灯会被烧坏
【答案】AB
【解析】
【详解】从图乙可以看出,指示灯和插孔是并联的,插线板开关在干路,控制整个电路,台灯插头插入插线板插孔后,台灯和指示灯并联,控制台灯的开关位于台灯所在支路。
A.并联电路,各支路之间互不影响,若指示灯断路,台灯仍正常发光,故A正确;
B.台灯开关只控制台灯支路,断开后不影响指示灯所在支路,指示灯仍然发光,故B正确;
C.插线板开关在干路,断开后整个电路断电,台灯不能发光,故C错误;
D.台灯内部短路会导致整个电路短路,电流过大,会触发空气开关跳闸或保险丝熔断,指示灯不会被烧坏,故D错误。
故选AB。
13. 如图所示,下列做法能使电磁铁吸引更多大头针的是( )
A. 只提高电源电压 B. 只将滑片P向左移动
C. 只增加螺线管线圈的匝数 D. 只将铁芯换成同规格的铜芯
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.只提高电源电压,通过电磁铁的电流变大,磁性增强,可以吸引更多的大头针,故A符合题意;
B.只将滑片P向左移动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,通过电磁铁的电流变大,磁性增强,可以吸引更多的大头针,故B符合题意;
C.只增加螺线管线圈的匝数,在电流一定时,电磁铁磁性增强,可以吸引更多的大头针,故C符合题意;
D.只将铁芯换成同规格的铜芯,由于铜不能被磁化,电磁铁磁性将减弱,不能吸引更多大头针,故D不符合题意。
故选ABC。
14. 某智能书桌台灯通过可变电阻R调节灯L的亮度,此电阻采用新材料,电阻值仅随光照强度增强(减弱)而增大(减小)。电路简图如图甲,电源两端电压恒为18V,灯L的I-U曲线如图乙所示。当不使用智能调光功能时,S0、S闭合,灯L正常发光。则( )
A. 小灯泡正常发光的电阻是12Ω
B. 闭合S0,断开S,当电流表是0.5A时,可变电阻阻值R的阻值为24Ω
C. 闭合S0,断开S,当灯L的功率为8.4W时,电路的总功率是12.6W
D. 闭合S0,断开S,灯L的实际功率随光照强度的增强而增大
【答案】BC
【解析】
【分析】S0、S闭合,灯L单独工作且正常发光,可知灯的额定电压等于电源电压为18V,再根据图乙。可得灯正常发光时的电流,结合欧姆定律可求出灯L正常发光时的电阻;闭合S0,断开S,L与R串联,当电流表是0.5A时,根据图乙可得此时灯L两端的电压,再由串联电路中电压规律可得此时R两端的电压,利用欧姆定律可求出此时R的电阻;由图乙可得当灯L功率为8.4W时,通过灯L的电流(串联电路中的电流),从而利用可得电路的总功率。
【详解】AD.由图甲可知,S0、S闭合,R被短路,电路中只有灯L工作且正常发光,灯L的实际功率不随光照强度而改变。其两端电压等于电源电压18V,由图乙可知,此时通过灯L的电流为0.8A。根据欧姆定律,可得灯L的电阻为,故AD错误;
B.闭合S0,断开S,L与R串联,当电流表是0.5A时,根据图乙可知此时灯L两端的电压为6V,则R两端的电压为
此时R的阻值为,故B正确;
C.闭合S0,断开S,根据图乙可知灯L两端的电压为12V,通过灯的电流为0.7A,灯L的功率为
此时电路中的电流为0.7A,电路的总功率是,故C正确。
故选BC。
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 现代家庭电路的智能电能表分时段计费,引导用户错峰用电。智能电能表的芯片主要用到了______材料(选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”),它的表盘如图所示,若在一段时间内指示灯闪烁了120次,则表明用电器消耗了______J的电能。在使用带有金属外壳的用电器时,应将金属外壳______,以有效地防止漏电带来的安全隐患。
【答案】 ①. 半导体 ②. ③. 接地
【解析】
【详解】[1]半导体材料具有独特的电学性能,可用于制造各种电子元件,智能电能表的芯片主要用到了半导体材料。
[2]由电能表参数 “1200imp/kW⋅h” 可知,每闪烁1200次消耗1kW⋅h的电能。指示灯闪烁了120次,消耗的电能
[3]在使用带有金属外壳的用电器时,应将金属外壳接地。当用电器的金属外壳漏电时,电流会通过地线导入大地,从而有效地防止漏电带来的安全隐患。
16. 两根外形完全相同的条形钢棒,一根有磁性,另一根无磁性。在没有其他器材的情况下,怎样将它们区分开?写出方法:_____________(可画图辅助说明)。
【答案】把甲的一端靠近乙的中间,如果吸引,甲有磁性,乙无磁性。如果不吸引,甲无磁性,乙有磁性。
【解析】
【详解】因为磁体两端磁强,中间磁性最弱。将甲钢棒的一端靠近乙钢棒的中间位置。如果两者相互吸引,说明甲钢棒有磁性,乙钢棒无磁性。如果两者不吸引,说明甲钢棒无磁性,乙钢棒有磁性,如图所示:
17. 将强磁体靠近正在发光的白炽灯,观察到白炽灯的灯丝晃动,这说明_____________,由此原理可以制成____________。(选填“电动机”、“发电机”)。
【答案】 ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 电动机
【解析】
【详解】[1][2]正在发光的白炽灯的灯丝中通有电流,当强磁体靠近时,灯丝晃动,说明通电导体在磁场中受到力的作用。这一原理是电动机的工作基础。
18. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积小,电阻______。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
【答案】 ①. 大 ②. 热
【解析】
【详解】[1]导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关,其他条件相同时,导体的长度越长、横截面积越小导体的电阻越大,由图可知,其他条件相同时,C处的横截面积小,故C处的电阻大。
[2] A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,说明电流通过导体产生了热量,即电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
19. 小明注意到机场有规定:“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机。”铭牌上写着“额定电压3.7V、电池容量20000mA·h”的充电宝_____________(选填“能”或“不能”)带上飞机。小明的手机配置了标有“3.7V 4000mA·h”的大容量电池,在手机电量显示从80%降到70%的过程中,电池电压保持3.7V不变,在这个过程中消耗的电能_____________,手机消耗的电能能让手机持续通话0.8h或待机48h,则手机在通话状态下的电功率与待机状态下的电功率之比为_____________。
【答案】 ①. 能 ②. 5328J ③. 60∶1
【解析】
【详解】[1]小明的充电宝的额定能量为
小于严禁携带额定能量值,因此小明的充电宝能带上飞机。
[2]根据题意,消耗的电池电量为
则消耗的电能为
[3]根据可知,电能一定时,通电时间与电功率成反比。则手机在通话状态下的电功率与待机状态下的电功率之比为
四、作图阅读题(20题3分、21题6分,共9分)
20. 如图甲所示是一个电磁秋千的玩具,闭合开关后,推动一下永磁体,它在电磁铁排斥力的作用下来回摆动。图乙所示是未连接完整的电磁铁电路的原理图,请画线代替导线将图中实物连接起来,要求:闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向C端移动时,电磁铁的磁性增强。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,电磁铁与永磁体相互排斥,所以电磁铁上端为S极,由安培定则可知,电流应该由电磁铁的上端接线柱流入,下端接线柱流出;闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向C端移动时,电磁铁的磁性增强,即电路中的电流增大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,则应接入A接线柱,如图所示:
21. 请阅读下列短文,回答问题。
漏电保护器
自从人类大量使用电器以来,电给我们带来很多方便,但同时也可能给人带来潜在危险。大量经验表明,不高于36V的电压一般对人体是安全的,称为安全电压。而我国家庭电路的电压是220V,工厂和工地的动力电路电压是380V,高压输电线路的电压可达500kV,都远远高于安全电压。因此,为了使人们能够安全地利用电能,尽量避免不必要的损失,诞生了各式各样的保护装置。
漏电保护器就是其中的一类。漏电保护器是当人体触电或用电器漏电时自动切断电源保护生命的设备,它在反应触电和漏电保护方面的灵敏度高且反应动作迅速,这是其他保护装置无法比拟的。漏电保护器的种类繁多,按其保护功能和用途进行分类,一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。
漏电保护开关(如图所示)被接入家庭电路的主干路中,中性线和相线同时从漏电保护开关内部穿过,推上开关后,当电路处于正常工作状态时,中性线和相线中的电流一样大,开关保持接通状态。若电路或用电器的绝缘皮受损导致火线外露,就可能发生漏电的情况,当漏电电流大于人体的安全电流(一般设定为是30mA)时,将导致漏电保护开关内部中性线中的电流小于相线中的电流,其内部的电磁铁就会在0.1s内使开关“跳闸”,切断电路,从而起到保护作用。
漏电保护器在低压供电系统中的应用,可以大幅度提高供电系统运行的安全性,对进一步保证人身和用电设备的安全具有极为重要的作用。
阅读上文,回答下列问题:
(1)当人体触电或用电器漏电时,漏电保护器会自动切断电源,其原因是__________;
(2)下列哪些情形会使漏电保护开关“跳闸”,切断电路, ;
A. 电路的总功率过大 B. 电冰箱的外壳和内部相线间的绝缘皮损坏
C. 插座短路 D. 站在地面上的人触碰到了裸露的相线
(3)在家庭电路使用的过程中,某人在拔出插座上的插头时不小心触电了,假设人的电阻为5000Ω,请通过计算说明漏电保护开关(如图所示)能否起到保护作用。
【答案】(1)相线和中性线中的电流不同
(2)BD (3)能
【解析】
【小问1详解】
由短文中内容可知,中性线和相线同时从漏电保护开关内部穿过,当电路处于正常工作状态时,中性线和相线中的电流一样大,开关保持接通状态。若有漏电的情况,将导致漏电保护开关内部中性线中的电流小于相线中的电流,当电流差达到设定值时,其内部的电磁铁就会切断电路,从而起到保护作用。
【小问2详解】
AC.电路的总功率过大或插座短路时,会导致电路中的电流过大,此时空气开关会跳闸保护电路,故AC不符合题意;
B.电冰箱的外壳和内部相线间的绝缘皮损坏时,会发生漏电,此时漏电保护器会切断电源,故B符合题意;
D.人站在地面触碰到了裸露的相线,电流经人体流入大地,中性线电流小于相线电流,此时漏电保护器会切断电源,故D符合题意。
故选BD。
【小问3详解】
根据欧姆定律可知,此时电路中的电流为
大于30mA,故漏电开关会自动切断电路。
五、实验探究题(22题7分,23题10分,24题7分,共24分)
22. 探究通电螺线管外部磁场的方向:某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】
用导线将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(2)观察分析甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(3)观察分析___________两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中___________决定,而不决定于___________,也不决定于___________。
【答案】(1)不同 (2)不同
(3)甲、丁(或乙、丙)
(4) ①. 电流方向 ②. 螺线管的绕向 ③. 电源正负极的接法
【解析】
【小问1详解】
分析甲、乙两图,螺线管的绕向相同,由小磁针静止时所处的位置,可知通电螺线管的同一端磁极不同。
【小问2详解】
分析甲、丙两图,电源正负极的接法相同,由小磁针静止时所处的位置,可知通电螺线管的同一端磁极不同。
【小问3详解】
观察分析甲、丁(或乙、丙)两图,螺线管中电流的方向相同,电源正负极的接法不同,由小磁针静止时所处的位置,可知通电螺线管的同一端磁极相同。
【小问4详解】
分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中电流方向决定,而不决定于螺线管的绕向,也不决定于电源正负极的接法。
23. 某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,此时电路中的电流为0.16A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是_______(填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为________Ω,选用的电源电压约为________V。
(4)另外一组同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图乙所示。
请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,_________,记录电压表的示数U。
③闭合S1,_________,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
⑤待测电阻的阻值Rx=_________(用测量量表示)
【答案】(1) (2)③
(3) ①. 20 ②. 8
(4) ①. 将S2拨到2的位置,调节滑动变阻器的滑片到适当位置 ②. 将S2拨到1的位置,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值 ③. R0
【解析】
【小问1详解】
根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,而图中电压表与电流表串联,且被导线短路,则应将定值电阻右接线柱与电流表负极相连的导线改接到电流表的正接线柱,改接的电路如下图所示:
【小问2详解】
①若定值电阻被短接,那么电压表测的是一段导线的电压,导线电阻很小,几乎不分电压,则电压表示数为零。但将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处时,则整个电路短路,电路中电流很大,会超过电流表量程,而不仅仅是增大0.24A,故①不符合题意;
②若电压表量程选大了,电压表应该有示数,只是电压表指针偏转角度较小,故②不符合题意;
③若电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路,那么电压表断路,电压表无示数,且将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,电流会变大,故③符合题意。
故选③。
【小问3详解】
[1][2]当滑片在阻值最大处时,电源电压①
当滑片在阻值最小处时,电源电压②
联立①②,可得,。
【小问4详解】
[1][2][3]闭合,接2,移动滑片P至合适位置。此时与串联,电压表测两端电压,示数为U;
闭合,接1,保持滑片P位置不动,调节电阻箱R,使电压表示数仍为U。此时与R串联,电压表仍测两端电压,示数仍为U;故此时R等效替代了,记录R示数为,故待测电阻的阻值。
24. 游乐室里有一种深受孩子们喜爱的设备——“跳跳乐”,如图甲所示。当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡会一闪一闪地发光。小明想对“跳跳乐”发光的原理进行探究。于是找来说明书,并根据其原理图(如图乙所示),为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图丙所示将AB铜棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB铜棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
(2)小明根据探究结论,对“跳跳乐”的发光原理进行解释:当踩踏地板时,______,从而使小灯泡发光;
(3)爱思考的小明想:
①如果小朋友站住不动,原先有光的“跳跳乐”的灯光会______(选填“变亮”“变暗”或“熄灭”);
②小朋友蹦蹦跳跳,“跳跳乐”闪烁发光,此时发生的能量转化是______转化为电能。
【答案】(1) ①. 切割磁感线 ②. 4、5
(2)线圈往复振动做切割磁感线运动,使闭合电路中产生电流
(3) ①. 熄灭 ②. 机械能
【解析】
【小问1详解】
[1]由表可知,AB棒只有左右运动时,灵敏电流计指针才偏转,说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流。
[2]序号为4、5的两次实验现象中,导体运动的方向不同,则灵敏电流计指针偏转的方向不同,所以据此可探究感应电流的方向是否与导体运动的方向有关。
【小问2详解】
“跳跳乐”的发光原理是电磁感应现象,当踩踏地板时,线圈往复振动做切割磁感线运动,使闭合电路中产生电流,从而使小灯泡发光。
【小问3详解】
[1]如果小朋友站住不动,线圈不再做切割磁感线运动,电路中不会产生感应电流,则原先有光的“跳跳乐”的灯光会熄灭。
[2]小朋友蹦蹦跳跳,“跳跳乐”闪烁发光时,线圈往复振动做切割磁感线运动,使闭合电路中产生电流,是将机械能转化为电能。
六、分析计算题(25题8分、26题12分共20分)
25. 电动机已广泛应用于我们的生产和生活中,它实现了电能向其它形式能的转化,如:电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数,若此电风扇正常工作1h,求:
品牌
某品牌
型号
**-35X67Bh7
额定电压
220V
额定功率
55W
送风模式
普通/睡眠/智能
控制方式
遥控/触摸按键
毛重
640kg
净重
5.46kg
(1)电风扇消耗的电能;
(2)电风扇的额定电流;
(3)电风扇转化的机械能(已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电风扇消耗的电能
【小问2详解】
由电功率公式可得,电风扇的额定电流为
【小问3详解】
电风扇消耗的电能转化为内能(热量)和机械能。根据焦耳定律,线圈产生的热量(内能)
因此,转化的机械能为
26. 某款家用储水式电热水器额定电压为220V,额定功率为3000W,额定容量为60L,如图是其电路原理图。插上插头,电热水器储满水后,闭合开关S,温控器开关K接触点1,对水进行加热,当加热温度达到设定温度时,K跳转接触点2,保温指示灯L亮起,停止加热;当水温下降,低于设定温度时,K再次接触点1进行加热。R1、R2、R3为加热电阻,其中。该电热水器的加热模式有四个挡位,选择“一挡”,S1、S2均断开。选择“二挡”,S1闭合、S2断开;选择“三挡”,S1断开、S2闭合,“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍,选择“四挡”,S1、S2均闭合,此时电热水器在额定功率下工作。求:
(1)该电热水器储满60L水后,若选择“四挡”加热,将水从30℃加热到45℃用时25分钟,储水式电热水器加热效率;[水的比热容为,水的密度为]
(2)保温指示灯的铭牌上标有“20V 0.5W”字样,为使保温指示灯正常工作,定值电阻R的阻值;
(3)电阻R1的阻值;
(4)该电热水器在“一挡”工作时的电流(保留1位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【分析】应用热效率的计算思路逐步计算出效率,利用欧姆定律和灯泡的铭牌求出定值电阻R的阻值。根据题意分析出不同挡位的电阻连接情况,结合题目告知的电阻关系,电功率的关系列出等式求出电阻的大小,从而求得一挡工作的电流。
【小问1详解】
电热水器储满水时,水的体积
根据密度公式,可得水的质量为
水吸收的热量
“四挡”加热时,此过程中消耗的电能为
该储水式电热水器的加热效率
【小问2详解】
当开关S闭合,温控器开关K接触点2时,电路处于保温状态,电阻R与保温指示灯L串联。保温指示灯正常工作时,通过指示灯的电流
根据串联电路电压特点,定值电阻R两端的电压
定值电阻R的阻值为
【小问3详解】
选择“二挡”时,S1闭合、S2断开,仅R1接入电路,其功率;选择“三挡”时,S1断开、S2闭合,仅R3接入电路,其功率,根据题意有,则可求得……①
选择“四挡”时,开关S1、S2均闭合,此时电阻R1、R2、R3并联入电路中,电热水器在额定功率下工作,即……②
因为……③
联立①②③解得
【小问4详解】
选择“一挡”时,S1、S2均断开,R1、R2、R3串联接入电路,由上面计算可得
则此时电路中的电流
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