内容正文:
2025-2026学年第一学期12月份月考试卷
九年级物理
一、单选题
1. 以下说法中正确的是( )
A. 内能小的物体不能把热量传递给内能大的物体
B. 温度相同的物体接触时一定不会发生热传递
C. 0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能也不变
D. 对一个物体做功,这个物体的内能一定增加
2. 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,现代汽车多数采用汽油机作为发动机,如图所示是四冲程汽油机的一个冲程,下列说法正确的是( )
A. 此冲程是吸气冲程
B. 此冲程是把内能转化为机械能
C. 此冲程是把机械能转化为内能
D. 此冲程是做功冲程
3. 以下取暖方式中,通过做功增加内能的是( )
A. 围坐篝火边 B. 双手用力对搓
C. 用嘴向手呵气 D. 冬天晒太阳
4. 2024年元旦,小明去金鹰家电查看部分家用电器的数据。他估测的有关数据最符合实际的是( )
A. 电炉丝的额定电流为500mA
B. 手机USB输出电压为220V
C. 电视机额定功率约是300W
D. 家中电冰箱连续工作1小时消耗电能1度
5. 二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体,俗称干冰。干冰被抛到空中,会迅速变为气体,促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶,实现人工降雨。下列关于上述描述中包含的物态变化的说法,正确的是( )
A. 二氧化碳气体变成干冰,是凝华吸收热量
B. 水蒸气凝结成水,是液化吸收热量
C. 干冰变成二氧化碳气体,是升华放出热量
D. 水蒸气凝结成小冰晶,是凝华放出热量
6. 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,其中是定值电阻,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表指针所指的刻度知道油面高度,则下列判断正确的是( )
A. 油量表是电压表改装而成的
B. 滑动变阻器R和定值电阻R是并联的
C. 油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D. 油面降低,R变小,油量表指针示数变大
7. 甲、乙两个物体吸收热量,温度升高,下面的说法中正确的是( )
A. 若质量相等,比热容大,吸收热量多的物体升高的温度一定多
B. 若质量相等,比热容小,吸收热量多的物体升高的温度一定多
C. 若吸收的热量相等,比热容大,质量大的物体升高的温度一定多
D. 若吸收的热量相等,比热容小,质量大的物体升高的温度一定多
8. 青少年科技创新大赛的获奖作品-5G 高铁轨道螺丝警报器,设计了检测螺丝松动的报警方案,如图所示,其主要的科学原理是:螺丝(其电阻不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而断开,此时报警灯工亮起而发出警报,及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“﹣”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同.下列说法中正确的是( )
A. 电压表V1与V2示数之比为1:5
B. 通过两电阻电流之比4:1
C. R0与R1两端电压之比为1:5
D. R0与R1的阻值之比为1:4
10. 如图所示是甲乙两定值电阻的I-U图像,根据图像信息,下列说法正确的是( )
A. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 将甲和乙串联,若电流为0.2A,则甲、乙总功率为0.6W
D. 将甲、乙两导体并联接到电压为1V的电源上时,干路中的电流为0.2A
11. 电为我们的生活带来了好多方便之处,但我们也要注意在用电过程中的安全问题.下面有关家庭安全用电的说法中,错误的是 ( )
A. 电冰箱、洗衣机、空调之类的用电器,连入电路时应使用三孔插座;
B. 电灯开关应该连在灯泡与火线之间,这样在检修灯泡时才不易发生触电事故;
C. 如果电线较粗的话,我们可以在裸露的电线上晒衣服;
D. 家里如果有较大功率的用电器,尽量不要同时使用,以免引起电线燃烧而引发火灾.
12. 如图甲所示的电路中,闭合开关,两个完全相同的电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A. 6V 1.2V B. 6V 4.8V C. 1.2V 4.8V D. 4.8V 1.2V
13. 图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,闭合开关S,温度升高时( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值不变 D. 电压表示数与电流表示数的比值变小
14. 如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A. 闭合S1、S2,通过两只灯泡的电流一定相同
B. 先闭合S1,再闭合S2,电流表、电压表示数都不变
C. 若电压表和电流表的位置对调,再闭合S1、S2,两电表都无示数
D. 若L2被短路,闭合S1、S2后,L1、L2都不亮,电流表可能被烧坏
15. 小李做“练习使用滑动变阻器”的实验,连接了如图所示电路。已知电源电压为恒定不变,滑动变阻器标有“”字样,小灯泡标有“”的字样(灯泡电阻不随温度变化),闭合开关,在确保用电器安全的前提下,则( )
A. 滑片向左滑动,灯泡变暗
B. 滑片可以滑到最左边
C. 电路中允许的最大电流是
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是
16. 如图所示,闭合开关,发现灯泡甲比灯泡乙亮.在该电路中,关于电流、电压、电阻和消耗的电能大小的判断.正确的是:( )
A. I甲=I乙 B. U甲<U乙
C. R甲=R乙 D. W甲<W乙
17. 如图所示,是甲、乙两灯的电流随两端电压变化的图像,甲灯的额定电压为6V,乙灯的额定电压为3V。在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两灯的额定功率之比为3︰5
B. 将两灯并联后接入电源为3V的电路中,甲灯更亮
C. 将两灯串联接入同一电路,该电路的最大总功率为4W
D. 将两灯串联接入同一电路,该电路允许通过的最大电流为0.6A
二、填空题(每空1分共18分)
18. 电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示.当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是_____Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是_____A,此时R1和R2的电功率之比P:P=_____.
19. 发生雷雨天气时,避雷针的尖端就能不断地向空中释放电子,则电流方向是______(“从空中指向地面”或“从地面指向空中”);丝绸与玻璃棒摩擦,毛皮与橡胶棒摩擦,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们______。(相互吸引、相互排斥、没有相互作用)
20. 如图所示是两个不同种类的物体A和B在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图,则A物体原子核束缚电子本领较______(选填“强”或“弱”),物体将______(选填“带正电”或“带负电”或“不带电”),由此可知摩擦起电的本质是______,如图所示为3个粒子①、②、③从带正电的物体旁边高速穿过的运动路线图,据此现象可以判断粒子1带______电。
21. 俗话说:“霜前冷,雪后寒”,霜是由于气温较低,空气中的水蒸气发生____现 象形成的;雪后寒是由于雪____时吸收热量,从而导致气温降低,使人感到冷(以上均填物态变化名)。
22. 如图是小华家电能表,由图中数据可知,小华家能同时使用的用电器总功率不得超过______W。小华妈妈买了某电暖设备,其铭牌上标示为“220 V 605 W”,若将他家里其他所有用电器均关闭,只留该用电器工作时,该电能表转盘在6 min 内转了100转,则实际功率为______W。
23. 有一个标有“”字样的小灯泡和规格为“”的滑动变阻器,将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是___________;将它们并联使用时,干路中的最大电流是___________A。
24. 如图所示电路,电源电压不变,调节滑动变阻器,使电压表示数从6V变化到2V,同时观察电流表示数由0.6A变为1A时,定值电阻R0=_____Ω,电源电压U=_____V。
三、作图题4分
25. 闭合开关S,灯L1和L2都能发光,请在如图电路中的“〇”内填上适当的电表符号(电流表或电压表)。
26. 请用笔线代替导线,将图中的灯泡、开关和插座正确接入家庭电路中,其中开关控制灯泡。
四、实验题(每空1分共24分)
27. 在探究甲、乙两种液体的吸热能力的实验中:
(1)如图甲,在两个相同的烧杯中分别盛有 ___________相同、温度相同的甲、乙两种液体,用两个相同规格的电加热器同时加热,加热相同时间后(液体没有沸腾),甲的温度高于乙的温度,则:这两种液体吸收的热量Q甲___________Q乙,比热容c甲___________c乙(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
(2)如图乙所示,A、B两个相同的烧杯中都装了相同质量的纯净水,用不同规格的电加热器加热,得到水温与加热时间的关系图象。由图象可知,加热器1的实际功率比加热器2的实际功率 ___________(选填“大”或“小”)。
28. 为了探究并联电路的电流特点,小明设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接实物电路时,开关应_____(选填“断开”或“闭合”)。为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行_____,以便正确选择电流表的量程。
(2)闭合开关前,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是____。
(3)图乙中电流表的连接是为了测量___________(选填“A”“B”或“C”)处的电流。若想测的电流,只需将___________(选填“a”“b”或“c”)导线的左端改接到电流表的“-”接线柱即可。
(4)实验得到的数据如表所示。
实验次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
请指出表格设计的不足之处:___________。
本实验中采用的小灯泡的规格___________(选填“相同”或“不相同”)。
分析表中数据得出的结论是:并联电路中,___________。(用文字描述)
29. 在“探究电流与电压关系”的实验中,如图甲所示是某实验小组设计的实验电路,电源电压3V保持不变。
(1)连接电路时,开关应该处于______状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“C”或“D”)端;
(2)闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是______;
(3)排除故障后,实验中测得五组数据并绘制出定值电阻R的I﹣U图像,如图丙所示。由图象可得:
实验的结论是:______;
(4)在电学实验中,下面的三个实验都用到图甲的电路,以下说法正确的是______。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
30. “测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上;_____
(2)本实验的实验原理是 _______;
(3)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 _____(选填“左”或“右”)端;
(4)试触后,选择合适量程,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,电流表示数为 __________,则Rx的阻值为 _________Ω(结果保留1位小数);
(5)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 _______(选填“偏大”或“偏小”);
(6)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 _____。
五、计算题(6+6+8共20分)
31. 某汽车发动机的能量流向如图所示,该车以一定的速度在平直公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油。,试求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)在1标准大气压下,废气带走的能量若全部被质量为、初温为20℃的水吸收,水将升高的温度。
32. 如图所示,电源电压为6V保持不变定值电阻R1的阻值为15Ω,小灯泡L上标有“3V1.8W“的字样,忽略小灯泡灯丝电阻受温度的影响.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的实际功率;
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,通电2min电流通过R2产生的热量.
33. 亮亮设计了一个如图甲所示的电子高度测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器,将电压表装成高度显示仪,电压表示数随高度变化的规律如图乙所示。已知电源电压恒定不变,电阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1Ω,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~3A”,身高为170cm的同学站上去后电压表示数为9V,电流表示数为1A,求:
(1)身高为170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的长度;
(2)身高为110cm的同学站上后,R0消耗的电功率;
(3)为保证安全,该测量仪能够测量的最大高度。
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2025-2026学年第一学期12月份月考试卷
九年级物理
一、单选题
1. 以下说法中正确的是( )
A. 内能小的物体不能把热量传递给内能大的物体
B. 温度相同的物体接触时一定不会发生热传递
C. 0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能也不变
D. 对一个物体做功,这个物体的内能一定增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.热传递的条件是两个物体有温度差,内能小的物体可能温度高,但是温度不一定相同,所以它可能将热量传递给内能大的物体,故A错误;
B.热传递的条件是两个物体有温度差,所以温度相同的物体接触时一定不会发生热传递,故B正确;
C.0℃的冰吸收热量才能熔化变成0℃的水,虽然温度不变,但内能增大,故C错误;
D.对一个物体做功不一定会使物体内能增加,例如这个物体同时还在放出热量,则该物体内能不一定增加,故D错误。
故选B。
2. 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,现代汽车多数采用汽油机作为发动机,如图所示是四冲程汽油机的一个冲程,下列说法正确的是( )
A. 此冲程是吸气冲程
B. 此冲程是把内能转化为机械能
C. 此冲程是把机械能转化为内能
D. 此冲程是做功冲程
【答案】C
【解析】
【详解】图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,活塞压缩汽缸内物质做功,机械能转化为内能,故只有C正确。
故选C。
3. 以下取暖方式中,通过做功增加内能的是( )
A. 围坐篝火边 B. 双手用力对搓
C. 用嘴向手呵气 D. 冬天晒太阳
【答案】B
【解析】
【详解】围坐火炉旁烤火、冬天晒太阳、用嘴向手呵气都属于能量的转移,即属于热传递改变物体内能;而双手用力对搓,手会感到暖和,属于做功改变内能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 2024年元旦,小明去金鹰家电查看部分家用电器的数据。他估测的有关数据最符合实际的是( )
A. 电炉丝的额定电流为500mA
B. 手机USB输出电压为220V
C. 电视机额定功率约是300W
D. 家中电冰箱连续工作1小时消耗电能1度
【答案】C
【解析】
【详解】A.电炉丝的功率约为1000W,额定电压为220V,则电炉丝的额定电流
即4500mA,故A不符合题意;
B.我国家庭电路的电压约为220V,手机USB输出电压为5V,故B不符合题意;
C.根据功率的常识可知,电视机的额定功率约为300W,故C符合题意;
D.电冰箱连续工作24小时的耗电量一般是0.5~1.5度,故D不符合题意。
故选C。
5. 二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体,俗称干冰。干冰被抛到空中,会迅速变为气体,促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶,实现人工降雨。下列关于上述描述中包含的物态变化的说法,正确的是( )
A. 二氧化碳气体变成干冰,是凝华吸收热量
B. 水蒸气凝结成水,是液化吸收热量
C. 干冰变成二氧化碳气体,是升华放出热量
D. 水蒸气凝结成小冰晶,是凝华放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化碳气体变成干冰是气态直接变为固态,属于凝华现象,此过程为放热过程,故A错误;
B.水蒸气凝结成水,是气态变为液态的过程,属于液化现象,液化放热,故B错误;
C.干冰变成二氧化碳气体,物质由固态变为气态属于升华,升华是吸热过程,故C错误;
D.水蒸气凝结成小冰晶是气态变为固态的过程,属于凝华现象,是放热过程,故D正确。
故选D。
6. 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,其中是定值电阻,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表指针所指的刻度知道油面高度,则下列判断正确的是( )
A. 油量表是电压表改装而成的
B. 滑动变阻器R和定值电阻R是并联的
C. 油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D. 油面降低,R变小,油量表指针示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,油量表串联在电路中,根据电表的使用方法可知,电流表串联在被测电路中,电压表并联在被测电路中,所以,油量表是电流表改装而成的,故A错误;
B.由题图可知,电路的电流路径只有一条,滑动变阻器R和定值电阻R是串联的,故B错误;
C.油面升高,变阻器接入电路的长度变短,R变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,油量表指针示数变大,故C正确;
D.油面降低,变阻器接入电路的长度变长,R变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路的电流变小,油量表指针示数变小,故D错误。
故选C。
7. 甲、乙两个物体吸收热量,温度升高,下面的说法中正确的是( )
A. 若质量相等,比热容大,吸收热量多的物体升高的温度一定多
B. 若质量相等,比热容小,吸收热量多的物体升高的温度一定多
C. 若吸收的热量相等,比热容大,质量大的物体升高的温度一定多
D. 若吸收的热量相等,比热容小,质量大的物体升高的温度一定多
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据热量公式Q=cmΔt可得,若质量相等,比热容大,吸收热量多的物体升高的温度可能少,故A错误;
B.根据热量公式Q=cmΔt可得,若质量相等,比热容小,吸收热量多的物体升高的温度一定多,故B正确;
C.根据热量公式Q=cmΔt可得,若吸收的热量相等,比热容大,质量大的物体升高的温度一定少,故C错误;
D.根据热量公式Q=cmΔt可得,若吸收的热量相等,比热容小,质量大的物体升高的温度不一定多,故D错误。
故选B。
8. 青少年科技创新大赛的获奖作品-5G 高铁轨道螺丝警报器,设计了检测螺丝松动的报警方案,如图所示,其主要的科学原理是:螺丝(其电阻不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而断开,此时报警灯工亮起而发出警报,及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图知,螺丝无论是否松动,闭合开关,灯都能亮,但螺丝松动,与导线分离而断开时,电阻与灯L串联在电路中,电路中的电阻较大,据欧姆定律知,电路中的电流较小,灯较暗;螺丝(电阻不计)未松动,与导线正常连接时,电阻R被短路,电路中只有灯L工作,电路的电阻较小,电路中的电流较大,灯L较亮,故A不符合题意;
B.由电路图知,螺丝松动时,电阻R与灯串联,灯亮;螺丝未松动时,灯被短路,电路中只有R工作,灯不亮,故B符合题意;
C.由电路图知,螺丝松动时,电路断开,灯不亮,螺丝未松动时,电路接通,灯亮,故C不符合题意;
D.由电路图知,螺丝松动时,螺丝与导线断开,电路中只有灯工作,灯亮;螺丝未松动时,螺丝与导线接通,灯被短路,电源也被短路,电路被损坏,故D不符合题意。
故选B。
9. 如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“﹣”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同.下列说法中正确的是( )
A. 电压表V1与V2示数之比为1:5
B. 通过两电阻电流之比4:1
C. R0与R1两端电压之比为1:5
D. R0与R1的阻值之比为1:4
【答案】D
【解析】
【分析】(1)分析电路的连接,根据串联电路电流的规律判断通过两电阻电流之比;(2)根据串联电路电压的规律,判断V1的示数与V2的示数大小关系,由两电压表指针所指位置相确定两表选用的量程,由电压表大小量程之比为5:1分析;(3)根据串联电路电压的规律,得出R1的电压,从而求出R0与 R1两端电压之比为;根据分压原理,得出R0与 R1的阻值之比为.
【详解】(1)电路中,两电阻串联,根据串联电路电流的规律,通过两电阻电流之比为1:1,B错误;(2)V2测R0的电压,V1测电源电压,根据串联电路电压的规律,V1的示数大于V2的示数,使两电压表指针所指位置相同,故V2选用大量程,V1选用小量程,根据电压表大小量程之比为,故电压表V1与V2示数之比为,A错误;(3)设R0的示数为U,则电源电压为5U,根据串联电路电压的规律,R1的电压为: 5U﹣U=4U,R0与 R1两端电压之比为,C错误;根据分压原理,R0与 R1的阻值之比为,D正确.故选D.
10. 如图所示是甲乙两定值电阻的I-U图像,根据图像信息,下列说法正确的是( )
A. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 将甲和乙串联,若电流为0.2A,则甲、乙总功率为0.6W
D. 将甲、乙两导体并联接到电压为1V的电源上时,干路中的电流为0.2A
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,当甲、乙两端电压都为2V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,由公式的变形式可知,电压一定时,电路中电流越大,导体电阻越小,所以R甲<R乙,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种特性,影响导体电阻的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度,电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻并不会也变为零,故B错误;
C.将甲、乙两导体串联,电流为0.2A,根据串联电路中电流特点可知通过甲、乙的电流均为0.2A。根据图像可知,当通过甲、乙的电流均为0.2A时,甲、乙两端的电压分别为1V和2V,根据串联电路的电压特点可知总电压为
则甲、乙总功率为
故C正确;
D.由并联电路电压的特点可知,当甲、乙两导体并联后接到电压为1V的电源上时,U甲=U乙=1V,由图像可知此时通过甲、乙两导体的电流分别为I甲=0.2A,I乙=0.1A,由并联电路中电流特点可知,干路中电流为
故D错误。
故选C。
11. 电为我们的生活带来了好多方便之处,但我们也要注意在用电过程中的安全问题.下面有关家庭安全用电的说法中,错误的是 ( )
A. 电冰箱、洗衣机、空调之类的用电器,连入电路时应使用三孔插座;
B. 电灯开关应该连在灯泡与火线之间,这样在检修灯泡时才不易发生触电事故;
C. 如果电线较粗的话,我们可以在裸露的电线上晒衣服;
D. 家里如果有较大功率的用电器,尽量不要同时使用,以免引起电线燃烧而引发火灾.
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰箱、洗衣机、空调等有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要通过三孔插座接地,以防用电器外壳带电,会危及人身安全。故A正确,不符合题意;
B.电灯开关安装在火线上,当开关断开时,灯泡与火线是断开的,这样在检修灯泡时人接触灯泡是安全的。故B正确,不符合题意;
C.在裸露的电线上撘晾衣服是非常危险的,人接触不干燥的衣服容易触电。故C错误,符合题意;
D.家里如果有较多的大功率用电器,尽量不要同时使用,以免因为电流产生的热量太多,引起电线燃烧而引发火灾。故D正确,不符合题意.
故选C。
12. 如图甲所示的电路中,闭合开关,两个完全相同的电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A. 6V 1.2V B. 6V 4.8V C. 1.2V 4.8V D. 4.8V 1.2V
【答案】D
【解析】
【详解】据甲图可知,闭合开关,电路是两电阻串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测定值电阻R2两端电压,两个完全相同的电压表指针偏转均如图乙所示,根据串联电路中电压规律可知,电压表V1选择大量程分度值是0.5V,读数为6V,电压表V2选择小量程,分度值是0.1V,读数为1.2V,即电阻R2两端电压为1.2V,电阻两端电压为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,闭合开关S,温度升高时( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值不变 D. 电压表示数与电流表示数的比值变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,闭合开关S,温度升高时,由图乙可知,热敏电阻R的阻值减小,则串联电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,热敏电阻R阻值减小,由串联电路电阻等比例分压可知,此时热敏电阻R两端电压变小,即电压表示数变小,故AB不符合题意;
CD.因电流表示数变大,电压表示数变小,故可知电压表示数与电流表示数的比值变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
14. 如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A. 闭合S1、S2,通过两只灯泡的电流一定相同
B. 先闭合S1,再闭合S2,电流表、电压表示数都不变
C. 若电压表和电流表的位置对调,再闭合S1、S2,两电表都无示数
D. 若L2被短路,闭合S1、S2后,L1、L2都不亮,电流表可能被烧坏
【答案】D
【解析】
【详解】A.同时闭合两个开关S1、S2,两灯泡并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,并联电路中各支路两端的电压相等,两只灯泡的电阻未知,由可知通过两只灯泡的电流不一定相等,故A错误;
B.先闭合S1时,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L1的电流;再闭合S2后,两灯泡并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,由电源电压保持不变可知,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过L1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表的示数变大,故B错误;
C.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,由于电压表所在电路相当于断路,则电路中无电流,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,电压表有示数,故C错误;
D.若灯L2被短路,闭合S1、S2后,会造成电源短路,此时两灯泡均不发光,电路中电流过大,电流表可能被烧坏,故D正确。
故选D。
15. 小李做“练习使用滑动变阻器”的实验,连接了如图所示电路。已知电源电压为恒定不变,滑动变阻器标有“”字样,小灯泡标有“”的字样(灯泡电阻不随温度变化),闭合开关,在确保用电器安全的前提下,则( )
A. 滑片向左滑动,灯泡变暗
B. 滑片可以滑到最左边
C. 电路中允许的最大电流是
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,根据P=UI可知灯泡的实际功率变大,故灯变亮,故A不符合题意;
B.当滑片P滑到最左边时,电路为小灯泡的简单电路,灯泡两端的实际电压等于电源电压,即为9V,大于灯泡的额定电压,则灯泡易被烧坏,所以滑片P不能滑到最左边,故B不符合题意;
C.根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流
由题知,滑动变阻器允许的最大电流为1A,电流表的量程最大值为0.6A, 由于串联电路中各处的电流相等,所以电路中允许的最大电流为0.5A,故C不符合题意;
D.小灯泡正常发光时,根据串联电路的电压规律可得,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=9V-6V=3V
此时通过滑动变阻器的电流
I滑=IL=0.5A
根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的电阻
故D符合题意。
故选D。
16. 如图所示,闭合开关,发现灯泡甲比灯泡乙亮.在该电路中,关于电流、电压、电阻和消耗的电能大小的判断.正确的是:( )
A. I甲=I乙 B. U甲<U乙
C. R甲=R乙 D. W甲<W乙
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析:从连接的电路中看出,甲乙两盏灯是串联连接,因此电流相同,A正确;甲灯亮,说明甲灯的实际功率大,甲灯的电压、电阻都大,BC错;因为灯消耗的电能与实际功率和时间有关,串联电路两灯同时工作,因此实际功率打的消耗的电能多,D错;正确选A.
考点:串联电路规律
17. 如图所示,是甲、乙两灯的电流随两端电压变化的图像,甲灯的额定电压为6V,乙灯的额定电压为3V。在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两灯的额定功率之比为3︰5
B. 将两灯并联后接入电源为3V的电路中,甲灯更亮
C. 将两灯串联接入同一电路,该电路的最大总功率为4W
D. 将两灯串联接入同一电路,该电路允许通过的最大电流为0.6A
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知甲灯的额定电压为6V,据图可知,此时甲灯的电流为0.5A,则甲灯的额定电功率为
已知乙灯的额定电压为3V,据图可知,此时乙灯的电流为0.6A,则乙灯的额定电功率为
甲、乙两灯的额定功率之比为
故A错误;
B.将两灯并联后接入电源为3V的电路中,根据并联电压规律结合图像可知,甲乙两灯的电流分别为0.3A,0.5A,灯泡的亮暗程度由实际电功率决定,两灯泡的电压相等,根据可知,电流越大,实际电功率越大,由于乙灯的电流大,则乙灯亮,故B错误;
CD.将两灯串联接入同一电路,根据串联电路电流规律和灯泡的额定电流可知,电路中最大电流为0.5A,甲灯正常工作,电压为6V,据图像可知,乙灯此时的电压为2V,电源电压为
该电路的最大总功率为
故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分共18分)
18. 电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示.当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是_____Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是_____A,此时R1和R2的电功率之比P:P=_____.
【答案】 ①. 10 ②. 0.7 ③. 5:2
【解析】
【详解】电阻的函数图象是一条过原点的曲线,所以通过的电流跟它两端所加电压不成正比.
当1.5V时,通过它的电流,由欧姆定律可得:;
电阻的函数图象是一条过原点的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.
当时,通过它的电流,由欧姆定律可得:;
将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象中可知:电流为0.2A,
通过的电流:0.5A,则通过干路的电流是0.2A+0.5A=0.7A.由图知,R1的电阻为:R1=5,当R2两端电压为2.5V时,通过的电流为0.2A,所以R2的电阻为:R2=12.5,此时R1消耗的电功率为P1=,R2消耗的电功率为P2=,即.
19. 发生雷雨天气时,避雷针的尖端就能不断地向空中释放电子,则电流方向是______(“从空中指向地面”或“从地面指向空中”);丝绸与玻璃棒摩擦,毛皮与橡胶棒摩擦,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们______。(相互吸引、相互排斥、没有相互作用)
【答案】 ①. 从空中指向地面 ②. 相互吸引
【解析】
【详解】[1]雷雨天时,避雷针的尖端不断地向空中释放电子,说明带负电荷的电子移动的方向是从地面指向空中,因为电子定向移动方向与电流方向相反,所以电流从避雷针的尖端流向大地,即:电流方向是从空中指向地面。
[2]摩擦起电的实质是电子的转移。被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是负电荷,则毛皮带的是正电荷;被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷,则丝绸带的是负电荷。根据电荷间的相互作用规律可知,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以,将摩擦过的丝绸与摩擦过的毛皮靠近,它们相互吸引。
20. 如图所示是两个不同种类的物体A和B在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图,则A物体原子核束缚电子本领较______(选填“强”或“弱”),物体将______(选填“带正电”或“带负电”或“不带电”),由此可知摩擦起电的本质是______,如图所示为3个粒子①、②、③从带正电的物体旁边高速穿过的运动路线图,据此现象可以判断粒子1带______电。
【答案】 ①. 弱 ②. 带正电 ③. 电子的转移 ④. 正
【解析】
【详解】[1][2][3]相互摩擦的两物体,束缚电子能力弱的失去电子带正电,束缚电子能力强的得到电子带负电;由图知道,物体A束缚电子的能力弱,当它与物体B摩擦后,它将失去电子带正电;也说明摩擦起电的实质是电子的转移。
[4]由图可知,粒子1远离带正电的物体,因同种电荷相互排斥,因此粒子1带正电。
21. 俗话说:“霜前冷,雪后寒”,霜是由于气温较低,空气中的水蒸气发生____现 象形成的;雪后寒是由于雪____时吸收热量,从而导致气温降低,使人感到冷(以上均填物态变化名)。
【答案】 ①. 凝华 ②. 熔化
【解析】
【详解】[1]霜的形成是由于气温较低,空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,附着在建筑物或植被表面。
[2]雪熔化为水时,吸收热量,导致气温降低。
22. 如图是小华家电能表,由图中数据可知,小华家能同时使用的用电器总功率不得超过______W。小华妈妈买了某电暖设备,其铭牌上标示为“220 V 605 W”,若将他家里其他所有用电器均关闭,只留该用电器工作时,该电能表转盘在6 min 内转了100转,则实际功率为______W。
【答案】 ①. 2200 ②. 500
【解析】
【详解】[1][2]由电能表铭牌可知电能表的工作电压U = 220V,平时允许通过的最大电流I = 10A,用电器总功率不得超过
2000r/ kW·h表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转2000r,则电能表转盘转动100r,该用电器消耗的电能
该用电器的实际功率
23. 有一个标有“”字样的小灯泡和规格为“”的滑动变阻器,将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是___________;将它们并联使用时,干路中的最大电流是___________A。
【答案】 ①. 16 ②. 0.8
【解析】
【详解】[1] 将它们串联使用时,通过它们的电流相等,串联电路中各处电流相等,所以通过它们的最大电流为0.5A,此时,小灯泡两端电压为6V,电路两端允许加的最大电压是
[2]滑动变阻器两端允许加的最大电压为
并联电路各支路两端电压相等,所以将它们并联使用时,两端最大电压为6V,此时,通过小灯泡的电流为0.5A,干路中的最大电流是
24. 如图所示电路,电源电压不变,调节滑动变阻器,使电压表示数从6V变化到2V,同时观察电流表示数由0.6A变为1A时,定值电阻R0=_____Ω,电源电压U=_____V。
【答案】 ①. 10 ②. 12
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]电压表测滑动变阻器两端电压,根据串联分压,示数为6V时,阻值大,此时电流小,对应为0.6A,当电压表示数为2V时,滑动变阻器电阻小,电流对应为1A,示数从6V变化到2V,即滑动变阻器两端电压增加4V,同时观察电流表示数由0.6A变为1A,可知,定值电阻R0两端电压减小4V,可求得R0阻值为
当电压表为6V时,电流为0.6A,电源电压可表示为
三、作图题4分
25. 闭合开关S,灯L1和L2都能发光,请在如图电路中的“〇”内填上适当的电表符号(电流表或电压表)。
【答案】
【解析】
【详解】根据电路图可知,开关S闭合后,灯泡L1直接和电源相接,要使灯L1和L2都能发光,两个灯泡一定是并联的,则根据电流流向可知,电流从电源正极经过开关后开始分支,一支经过L1,另一支经过上面圈和L2,然后两路汇合共同回到电源负极,因此中间圈为电压表,右上圈为电流表。如图所示:
26. 请用笔线代替导线,将图中的灯泡、开关和插座正确接入家庭电路中,其中开关控制灯泡。
【答案】
【解析】
【详解】灯泡与开关的接法为火线连接开关,开关的另一端连接灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样断开开关就能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,既能控制灯泡,又很安全;三孔插座的接法为上孔接地线, 左孔接零线,右孔接火线,据此作图。
四、实验题(每空1分共24分)
27. 在探究甲、乙两种液体的吸热能力的实验中:
(1)如图甲,在两个相同的烧杯中分别盛有 ___________相同、温度相同的甲、乙两种液体,用两个相同规格的电加热器同时加热,加热相同时间后(液体没有沸腾),甲的温度高于乙的温度,则:这两种液体吸收的热量Q甲___________Q乙,比热容c甲___________c乙(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
(2)如图乙所示,A、B两个相同的烧杯中都装了相同质量的纯净水,用不同规格的电加热器加热,得到水温与加热时间的关系图象。由图象可知,加热器1的实际功率比加热器2的实际功率 ___________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1) ①. 质量 ②. = ③. <
(2)小
【解析】
【小问1详解】
[1]探究不同物质的吸热能力的实验时,需控制不同物质的质量相同。
[2]用两个相同规格的电加热器实验,即可用加热时间长度反映物质吸收热量多少,加热相同时间则表示两种液体吸收热量相等。
[3]质量相同的不同物质,吸收相等热量,比热容大的温度变化小,故甲液体比热容小于乙液体比热容。
【小问2详解】
根据图乙可知,加热2min,B杯中水的温度高,表明B杯水吸收的热量大,根据W=Pt可知,B杯中电加热器的功率大,即加热器1的实际功率小于加热器2的实际功率。
28. 为了探究并联电路的电流特点,小明设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接实物电路时,开关应_____(选填“断开”或“闭合”)。为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行_____,以便正确选择电流表的量程。
(2)闭合开关前,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是____。
(3)图乙中电流表的连接是为了测量___________(选填“A”“B”或“C”)处的电流。若想测的电流,只需将___________(选填“a”“b”或“c”)导线的左端改接到电流表的“-”接线柱即可。
(4)实验得到的数据如表所示。
实验次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
请指出表格设计的不足之处:___________。
本实验中采用的小灯泡的规格___________(选填“相同”或“不相同”)。
分析表中数据得出的结论是:并联电路中,___________。(用文字描述)
【答案】(1) ①. 断开 ②. 试触
(2)电流表没有调零 (3) ①. C ②. b
(4) ①. 物理量没有单位 ②. 不相同 ③. 干路电流等于各支路电流之和
【解析】
【小问1详解】
[1]为保证电路安全,在连接电路时开关处于断开状态。
[2]为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行试触,根据电流表指针偏转情况选择电流表合适的量程。
【小问2详解】
[1]实验前,电流表的指针指向0刻度线的左侧,说明开始时电流表的指针没有在零刻度线处,需要调零。
【小问3详解】
[1]分析图乙可知,两灯泡并联,电流表在干路中,所以电流表是为了测量C处的电流。
[2]测量通过L1的电流时,电流表就要与L1串联,只需将图乙中导线b的左端改接到电流表的负接线柱上,此时电流表就和L1串联。
【小问4详解】
[1]由表可知,物理量电流没有单位。
[2]实验中为了得到普遍规律,因此选用规格不同的灯泡,进行多次实验。
[3]根据图中的第1次实验数据可得
IA+IB=0.10A+0.12A=0.22A=IC
第2次实验数据可得
IA+IB=0.22A+0.24A=0.46A=IC
第3次实验数据可得
IA+IB=0.26A+0.30A=0.56A=IC
所以得出的结论是并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
29. 在“探究电流与电压关系”的实验中,如图甲所示是某实验小组设计的实验电路,电源电压3V保持不变。
(1)连接电路时,开关应该处于______状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“C”或“D”)端;
(2)闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是______;
(3)排除故障后,实验中测得五组数据并绘制出定值电阻R的I﹣U图像,如图丙所示。由图象可得:
实验的结论是:______;
(4)在电学实验中,下面的三个实验都用到图甲的电路,以下说法正确的是______。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
【答案】 ①. 断开 ②. D ③. 电阻R断路 ④. 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,应断开开关。
[2]将变阻器滑片置于最大值D端。
(2)[3]闭合开关,发现灯泡不亮,电流表几乎无示数,说明电路可能有断路,电压表有示数,接近电源电压,说明电压表与电源连通测电源电压,则导致这种现象可能的原因是R断路,这样电压表被串联入电路中,所以移动滑片,两表示数无变化。
(3)[4]绘图丙所示电阻R的I﹣U图像为过原点的直线,据此可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[5]A.在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡,故A错误;
B.研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,所以滑动变阻器的目的是控制定值电阻两端电压不变,故B错误;
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验测出电阻,并通过求平均值来减小误差;故C正确;
D.从上面分析可知,在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是不同的,故D错误。
故选C。
30. “测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上;_____
(2)本实验的实验原理是 _______;
(3)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 _____(选填“左”或“右”)端;
(4)试触后,选择合适量程,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,电流表示数为 __________,则Rx的阻值为 _________Ω(结果保留1位小数);
(5)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 _______(选填“偏大”或“偏小”);
(6)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 _____。
【答案】 ①. ②. ③. 左 ④. 0.12 ⑤. 20.8 ⑥. 偏小 ⑦. C
【解析】
【详解】(1)[1]图甲中,电压表和变阻器串联,再与定值电阻并联,是错误的,正确的接法是,电阻与滑动变阻器串联,电压表和电阻并联,如图
(2)[2]实验中需测量定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,用计算出电阻的值,本实验的实验原理是。
(3)[3]闭合开关前,为了保护电路,滑片应滑至阻值最大处,即最左端。
(4)[4][5]由图乙可知,电流表选择小量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.12A,电压表选择小量程,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,电阻的阻值为
(5)[6]考虑到电压表中也有电流通过,电压表和电阻并联,由并联电路电流的规律可知,电流表的示数变大,电压表的示数准确,由可知,测得的Rx的测量值与真实值相比偏小。
(6)[7]AB.闭合开关S2,定值电阻和小灯泡并联,由于已知的是小灯泡的额定电压,利用电流表无法判断小灯泡是否正常发光,也无法通过测量小灯泡与定值电阻并联时通过定值电阻的电流,来间接得到小灯泡两端电压,故AB不符合题意;
C.只闭合S1,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S2,断开S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测Rx与灯的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,由串联电路电压的规律,Rx的电压
通过Rx的电流,即灯的额定电流
灯泡正常发光时的电阻为
故C符合题意;
D.定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S1,电表测定值电阻的电压;当只闭合S2时,电压表测灯与定值电阻的电压,无法确定灯是否正常发光,故D不符合题意。
故选C。
五、计算题(6+6+8共20分)
31. 某汽车发动机的能量流向如图所示,该车以一定的速度在平直公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油。,试求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)在1标准大气压下,废气带走的能量若全部被质量为、初温为20℃的水吸收,水将升高的温度。
【答案】(1)4.6×107J (2)23℃
【解析】
【小问1详解】
汽油完全燃烧放出的热量是
【小问2详解】
废气带走的能量为
这些热量被水吸收升高的温度为
故水将升高的温度是23℃。
32. 如图所示,电源电压为6V保持不变定值电阻R1的阻值为15Ω,小灯泡L上标有“3V1.8W“的字样,忽略小灯泡灯丝电阻受温度的影响.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的实际功率;
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,通电2min电流通过R2产生的热量.
【答案】(1)5Ω(2)0.45W(3)360J
【解析】
【详解】(1)由P=UI=可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL===5Ω;
(2)当开关S1、S2都断开时,R1与L串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I===0.3A,灯泡L消耗的实际功率:PL′=I2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
(3)当开关S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:I1===0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=I′﹣I1=0.9A﹣0.4A=0.5A,通电2min电流通过R2产生的热量:Q2=W2=UI2t=6V×0.5A×2×60s=360J.
33. 亮亮设计了一个如图甲所示的电子高度测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器,将电压表装成高度显示仪,电压表示数随高度变化的规律如图乙所示。已知电源电压恒定不变,电阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1Ω,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~3A”,身高为170cm的同学站上去后电压表示数为9V,电流表示数为1A,求:
(1)身高为170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的长度;
(2)身高为110cm的同学站上后,R0消耗的电功率;
(3)为保证安全,该测量仪能够测量的最大高度。
【答案】(1)90cm
(2)20.25W (3)530cm
【解析】
【小问1详解】
图甲可知,电阻R0和变阻器R串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流由欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的电阻值为
因为每1cm的阻值大小为0.1Ω,所以9Ω的长度为
【小问2详解】
由题意可知,h2=110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻R'=R-(h1-h2)×0.1Ω/cm=9Ω-(170cm-110cm)×0.1Ω/cm=3Ω
由图乙可知,此时电压表的示数为4.5V,由欧姆定律可知,此时电路中的电流
串联电路的电压特点和欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电源电压U总=UR+IR0=9V+1A×R0①
h2=110cm的同学站上后,电源电压U总=UR'+I'R0=4.5V+1.5A×R0②
由①②解得R0=9Ω,U总=18V
R0消耗的电功率P0=I'2R0=(1.5A)2×9Ω=20.25W
【小问3详解】
由串联电路的分压作用知当电压表的示数最大时分压最多,滑动变阻器的电阻最大,由于电压表的量程为0~15V,所以滑动变阻器两端的最大电压为15V,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压为U0=U总-UV大=18V-15V=3V
此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大电阻为
45Ω的长度为
当h1=170cm时,电阻丝连入电路的总长度为90cm,则滑动变阻器最下端到地面的距离h0=h1-L=170cm-90cm=80cm
所以该测量仪能够测量的最大高度为h最大=h0+L′=80cm+450cm=530cm
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