内容正文:
梁邹实验初级中学2025-2026学年度第一学期学情调研
九年级物理试题
一、选择题(本题包括15个小题,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对得2分)
1. 塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )
A. 用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,纸片“粘”在杯口上
B. 在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C. 电视里讲解棋类比赛时,棋子可以“粘”在竖直悬挂的棋盘上
D. 两个铅杆底面削平挤压后能“粘”在一起
2. 如图所示是某同学制作的“酒精炮”,他在矿泉水瓶的侧壁安装了电火花发生器,实验时从瓶口喷入少量酒精并盖上锥形纸筒,按动发生器按钮,纸筒即刻飞出。下列分析正确的是( )
A. 酒精燃烧越充分,其热值越大
B. 酒精燃烧获得的内能全部转化为纸筒的机械能
C. 纸筒被冲开的能量转化与内燃机的压缩冲程相同
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低
3. 如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A. 电流表的示数逐渐变小 B. 电压表的示数逐渐变小
C. 电压表与电流表比值逐渐变大 D. 电路消耗的总功率逐渐变大
4. 公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图所示是某种地磅的设计原理图,显示器由电表改装而成,滑片P可以在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大。下列说法正确的是( )
A. “显示器”由电压表改装而成
B. 接线柱“1”应该与“2”连接
C. 电阻R0两端电压随车质量增大而增大
D. 为了节约电能,电阻R0可以去掉
5. 如图所示,是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是( )
A. 电阻R的电阻值是10Ω
B. 当通过L的电流是0.2A的时候,其消耗的电功率是0.8W
C. 仅把L、R并联在电压是2V的电路中,干路里的电流是0.4A
D. 仅把L、R串联在电路中,当电流是0.2A时,它们两端总电压是4V
6. 将“8V 4W”的灯泡L1和“10V 5W”的灯泡L2接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关S1,灯泡L1正常发光,再闭合开关S2。关于闭合开关S2之后,下列说法正确的是( )
A. 通过灯泡L2与L1的电流相同 B. 灯泡L2正常发光
C. 灯泡L2比L1暗 D. 灯泡L1不再正常发光
7. 小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。下列说法不正确的是( )
A. 实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少
B. 装置中的电阻丝的内能是通过做功的方法改变的
C. 想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,应该选用甲图所示的实验装置
D. 将d图中容器外的电阻换成10Ω,不能达到实验目的
8. 据报道,某地的一住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷中,导致一个小女孩因与钢管接触而发生了触电事故。如图是当时家庭电路的一部分,下列分析不正确的是( )
A. 女孩触电时,钢管可能与A连接
B. 女孩接触钢管时,与大地之间的电压为220V
C. 若断开开关S,钢管连接A点,女孩接触钢管时一定不会触电
D. 若女孩穿的鞋子是绝缘的,可能不会触电
9. 如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关S1,滑片P置于左端,电流表示数为1A;再闭合开关S2、S3,移动滑片P,电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法错误的是( )
A. a为电压表
B. 电源电压为12V
C. 只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
D. 将a与R0互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
10. 如图所示是小威设计的线圈指南针,铜片和锌片分别与线圈两端相连,铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池,铜片为正极,锌片为负极,浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是( )
A. 线圈能够指示方向是因为存在地磁场
B. 线圈右端为S极
C. 线圈匝数越多,磁性越弱
D. 线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关
11. 由,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半
C. 若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D. 无论质量多大,比热容都一样
12. 如图中有关能量转化说法正确的是
甲:蒸汽冲出活塞 乙:压缩点燃乙醚 丙:做功冲程 丁:压缩冲程
A. 甲是把机械能转为内能,内能在增加 B. 乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C. 甲与丁都是内能转化为机械能 D. 甲与丙都是内能转化为机械能
13. 某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,温度与时间关系如图,甲、乙两种液体中有一种是水,另外一种液体的比热容小于水,(提示:)则下列说法中正确的是( )
A. 甲液体的比热容为
B. 北方楼房中的“暖气”可用乙液体作为介质
C. 加热相同的时间,乙液体吸收的热量大于甲液体吸收的热量
D. 用酒精灯给液体加热过程中,酒精的热值不断减小
14. 如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 只闭合时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C. 只闭合、时,电路的总功率为6W
D. 只闭合、时,电路的总功率为3W
15. 如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡的电阻为5Ω
B. 电流表的示数变化范围是
C. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25Ω
D. 电路消耗的最大总功率为2.7W
二、填空与作图题(每空1分,作图4分,共15分)
16. 某单缸四冲程内燃机内对外做功15次,则其曲轴的转速为______。若做功冲程推动活塞一次做功,则该内燃机工作时的功率是______W。
17. 小明家用天然气烧水时,水吸收的热量为6.72×105J,这些热量可使质量为________kg的水温度从20℃升高到100℃;已知家用燃气灶的效率为50%,则需燃烧天然气______m3。[c水= 4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4×107J/m3]
18. 甲灯标有“220V、40W”,乙灯标有“220V、100W”,若它们的灯丝是用长度相同的钨丝制成,则灯丝较细的是__________灯:让两灯都在额定电压下工作,则__________灯较亮(选填“甲”或“乙”)(不考虑灯丝的电阻的变化)。
19. 现有规格为“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两电灯(不考虑温度对灯丝电阻的影响),串联时电路两端总电压最大是______V;并联时电路最大总电流是______A。
20. 如图所示的电能表,在某段时间内接在这个电能表上的用电器单独正常工作消耗的总电能是1.5 ,等于__________J,此电能表的转盘在这段时间的转数是__________r。若该用电器单独工作时间为2h,则该用电器的电功率为__________W。
21.
(1)学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动,本期活动的主题是“安全用电,珍爱生命”。如图所示是活动室的部分电路图,请你用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中。要求:①三孔插座单独工作;②电位器可以调节灯泡亮度同时具有开关功能,a、b、c是它的三个接线柱,要求顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮。
(2)如图所示,通电螺线管右上方放置一条形磁体,通电后发现条形磁体N极与通电螺线管上方相互吸引。请标出:①电源上端的极性(用“+”或“-”表示)。②磁感线的方向。
三、实验与探究题(本题共4个小题,每空1分,共23分)
22. 小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察______来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为______法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝______填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明______选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是______(填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格______选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
23. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材:电压恒为4.5V的电源,5个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R电压表(可用量程有0~3V和0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是___________;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最___________端,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为___________A;移动滑片,电压表示数如图丙,则需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为___________V;
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)中的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图丁所示,由图像可得出的结论是:当___________;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,应向___________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
24. 在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω),滑动变阻器有两种规格(R1标有“10Ω,0.5A”字样,R2标有“20Ω,0.5A”字样)。
(1)为了能顺利完成该实验探究,应选用标有_________字样的滑动变阻器;
(2)连接电路时,开关应_________,闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到_________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数和小灯泡亮度随之变化,但电流表示数始终为零,则故障可能是电流表_________(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_________(填“A”或“B”)端移动。
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知:小灯泡的额定功率为_________W。
25. 某实验小组在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,设计了图甲所示的电路。电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。
(1)连接好电路并闭合开关,记录了多组电流表A和电压表、的示数,作出如图乙的A、B两条图线,其中表示通过的电流和两端电压关系的图线是___________(填字母);
(2)由图乙数据可知,实验中所使用电源的电压为___________V;
(3)分析通过的电流和两端电压关系图线,本实验可得出结论:导体的电阻一定时,______________。
(4)实验结束后,该小组选用了5Ω、10Ω、150、20Ω四个定值电阻替换,利用原有电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。甲、乙两同学分别进行了实验,并作出定值电阻的图像如图丙所示,其中___________(选填“甲”或“乙”)同学实验操作是符合要求的;
(5)实验中发现,15Ω的定值电阻发生了断路,不能再用,你还想测量定值电阻为15Ω时的实验数据,你的方法是___________。(只能利用题中所给电阻)
四、综合应用题(共3小题,32分)
26. 商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220V,定值电阻R1和R2为发热体,其中R1=110Ω。通过开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1,S2不会同时闭合),只闭合S3时为中温挡,额定功率为440W。求:
(1)R2的电阻;
(2)低温挡的额定功率;
(3)高温挡正常工作1min,电流通过R1产生的电热;
(4)只有某空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲、图丁所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元/(kW·h)]。
27. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为,定值电阻的阻值为。湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当环境湿度为时,湿敏电阻的阻值是多少?
(2)当电流表的示数为时,电压表的示数是多少?
(3)当电压表示数为时,通过的电流是多少?空气中的湿度是多少?
28. 如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图,其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器,R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警,出厂测试时,控制电路的电源电压为3V且保持恒定,闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器R2滑片P的位置,当控制电路中的电流为0.03A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)使用燃气的场所都应安装燃气报警器,安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷),则报警器应安装在厨房(如图丙)______(选填“A”或“B”)区域;
(2)由图乙可知,当燃气浓度升高时,气敏电阻R1的阻值 ______,控制电路的总功率 ______(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);按出厂预设,当燃气浓度达到6%时报警______(选填“L1”或“L2”)亮;
(3)该报警器要达到出厂预设值,则滑动变阻器应接入电路的电阻值为______Ω;
(4)小明研究发现:调节控制电路滑动变阻器R2的阻值,就可以改变报警时设定的燃气浓度值。若想将报警时的燃气浓度值比出厂预设值调低一些,应适当 ______(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器R2的阻值。
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梁邹实验初级中学2025-2026学年度第一学期学情调研
九年级物理试题
一、选择题(本题包括15个小题,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对得2分)
1. 塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )
A. 用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,纸片“粘”在杯口上
B. 在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C. 电视里讲解棋类比赛时,棋子可以“粘”在竖直悬挂的棋盘上
D. 两个铅杆底面削平挤压后能“粘”在一起
【答案】B
【解析】
【详解】用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,是摩擦起电现象;
A.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,在大气压的作用下纸片“粘”在杯口上,此选项不符合题意;
B.在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上是摩擦起电现象,此选项符合题意;
C.电视里讲解棋类比赛用的棋子是一个小磁体,而棋盘是用磁性材料做的,所以棋子可以粘在竖直悬挂的棋盘上,此选项不符合题意;
D.两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起是分子作用力作用的结果,此选项不符合题意.
2. 如图所示是某同学制作的“酒精炮”,他在矿泉水瓶的侧壁安装了电火花发生器,实验时从瓶口喷入少量酒精并盖上锥形纸筒,按动发生器按钮,纸筒即刻飞出。下列分析正确的是( )
A. 酒精燃烧越充分,其热值越大
B. 酒精燃烧获得的内能全部转化为纸筒的机械能
C. 纸筒被冲开的能量转化与内燃机的压缩冲程相同
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧的情况无关,所以酒精的热值是不变的,故A错误;
B.由于存在能量散失,所以酒精燃烧获得的内能不可能全部转化为纸筒的机械能,故B错误;
C.燃气推动纸筒飞出的过程中,内能转化为机械能,与内燃机做功冲程的能量转化相同,故C错误;
D.纸筒飞出时,瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能,则瓶内气体的内能减小,温度降低,故D正确。
故选D。
3. 如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A. 电流表的示数逐渐变小 B. 电压表的示数逐渐变小
C. 电压表与电流表比值逐渐变大 D. 电路消耗的总功率逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,弹簧的压缩量逐渐增大,故弹簧对压力传感器的力逐渐增加,因此压力传感器的电阻值逐渐减小,因此电路的总电阻逐渐减小;根据欧姆定律可知,电压一定,总电阻减小,则电路的电流逐渐变大,即电流表的示数逐渐变大,故A错误;
B.已知电路电流变大,根据U=IR可知,定值电阻R1两端的电压逐渐变大,电压表的示数逐渐变大,故B错误;
C.由于电流表测量的是通过定值电阻的电流,电压表测量的是定值电阻R1两端的电压,故电压表与电流表比值表示的是定值电阻的电阻值,是恒定不变的,故C错误;
D.电源电压一定,电路的电流逐渐变大,故根据功率公式P=UI可知电路的总功率逐渐变大,故D正确。
故选D。
4. 公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图所示是某种地磅的设计原理图,显示器由电表改装而成,滑片P可以在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大。下列说法正确的是( )
A. “显示器”由电压表改装而成
B. 接线柱“1”应该与“2”连接
C. 电阻R0两端电压随车质量增大而增大
D. 为了节约电能,电阻R0可以去掉
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图可知,显示器相当于电流表串联在电路中,当货车质量增大时,滑片向下滑动,已知此时显示器的示数增加,即电路中的电流增大,由欧姆定律可知,电路的总电阻应变小,即滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值应变小,因此接线柱“1”应与“3”连接,故AB错误;
C.当货车质量增大时,滑片向下滑动,电流表的示数增加,根据U=IR知,R0的电阻不变,而电流变大,故电阻R0两端电压增大,即电阻R0两端电压随车质量增大而增大,故C正确;
D.当货车很重时,会把滑片P移动到最下端,变阻器的电阻为零,如果没有电阻R0就会使得电源短路,因而不能去掉,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是( )
A. 电阻R的电阻值是10Ω
B. 当通过L的电流是0.2A的时候,其消耗的电功率是0.8W
C. 仅把L、R并联在电压是2V的电路中,干路里的电流是0.4A
D. 仅把L、R串联在电路中,当电流是0.2A时,它们两端总电压是4V
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,电阻R的U-I图像为一条倾斜的直线,说明U与I成正比,即R是一个定值,大小为
故A错误;
B.由图可知,当通过L的电流是0.2A的时候,其两端的电压为1V,则其消耗的电功率是
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
故B错误;
C.仅把L、R并联在电压是2V的电路中,根据并联电路的电压特点可知,L、R两端的电压均为2V,由图可知,通过L、R的电流分别为0.3A、0.1A。根据并联电路的电流特点,干路的电流为
I干=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A
故C正确;
D.仅把L、R串联在电路中,根据串联电路的特点和图像可知,当电流是0.2A时,L、R两端的电压分别为1V、4V。根据串联电路的电压特点,它们两端总电压是
U总=UL+UR=1V+4V=5V
故D错误;
故选C。
6. 将“8V 4W”的灯泡L1和“10V 5W”的灯泡L2接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关S1,灯泡L1正常发光,再闭合开关S2。关于闭合开关S2之后,下列说法正确的是( )
A. 通过灯泡L2与L1的电流相同 B. 灯泡L2正常发光
C. 灯泡L2比L1暗 D. 灯泡L1不再正常发光
【答案】C
【解析】
【详解】由图得,只闭合开关S1,灯泡L1独自工作,灯泡L1正常发光,则电源电压为8V,再闭合开关S2,两灯泡并联;
A.由得,灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
两灯泡电压相等,电阻不同,由欧姆定律得,经过两灯泡的电流不同,故A错误;
B.并联电路中各支路两端电压相等,此时灯泡L2的电压为8V,小于灯泡L2的额定电压,灯泡L2不能正常发光,故B错误;
C.由得,灯泡L1的实际电功率大于灯泡L2的实际电功率,故灯泡L2比L1暗,故C正确;
D.由于并联电路各支路互不影响,则灯泡L1仍然正常发光,故D错误。
故选C。
7. 小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。下列说法不正确的是( )
A. 实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少
B. 装置中的电阻丝的内能是通过做功的方法改变的
C. 想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,应该选用甲图所示的实验装置
D. 将d图中容器外的电阻换成10Ω,不能达到实验目的
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流通过电阻丝产生热量的多少肉眼不能直接观察出来,可以通过对瓶内气体加热,电流通过电阻丝产生热量越多,瓶内气体压强越大,再根据相连的U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,故A正确,不符合题意;
B.当电流在电阻丝中流动时,会遇到电阻的阻碍,从而迫使电子在电阻丝内部发生碰撞和摩擦,导致电阻丝的温度升高,内能增加,因此装置中的电阻丝的内能是通过做功的方法改变的,故B正确,不符合题意;
C.如图甲所示,一个5Ω的电阻与一个10Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,流过左端电阻的电流与流过右端的电阻电流相等,想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,应控制通过a、b两容器中电阻丝的电流相同、通电时间相同,应该选用甲图所示的实验装置,故C正确,不符合题意;
D.若容器d外的电阻换成10Ω,它起分流的作用,在探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系时,容器c、d里的电阻都是5Ω,而电流不同所以能探究出电流通过导体产生热量的多少与电流的关系,所以将d图中容器外的电阻换成10Ω,也能达到实验目的,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 据报道,某地的一住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷中,导致一个小女孩因与钢管接触而发生了触电事故。如图是当时家庭电路的一部分,下列分析不正确的是( )
A. 女孩触电时,钢管可能与A连接
B. 女孩接触钢管时,与大地之间的电压为220V
C. 若断开开关S,钢管连接A点,女孩接触钢管时一定不会触电
D. 若女孩穿的鞋子是绝缘的,可能不会触电
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,插座右孔接A线,左孔接B线,根据“左零右火”原则,A为火线,B为零线,火线与大地间电压 。
A.钢管连接A(火线)时,人接触钢管,电流经人体流入大地,发生触电,故A正确;
B.女孩接触钢管时,接触的是火线,女孩与大地之间的电压为220V,故B正确;
C.若断开开关S,钢管连A点,女孩接触它,相当于女孩接触了火线,可能会造成触电事故,故C错误;
D.若女孩穿的鞋子是绝缘的,则电流不会经过人体流向大地,不会造成触电事故,故D正确。
本题选择描述不正确的,故选C。
9. 如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关S1,滑片P置于左端,电流表示数为1A;再闭合开关S2、S3,移动滑片P,电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法错误的是( )
A. a为电压表
B. 电源电压为12V
C. 只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
D. 将a与R0互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合开关S1,滑片P置于左端,电路为灯泡L的简单电路;开关都闭合,移动滑片P,电流表示数始终为1A,说明b为电流表,把滑动变阻器短路了,导致滑动变阻器失去调节作用,则a为电压表,故A正确,不符合题意;
B.灯泡额定电流为
只闭合开关S1,滑片P置于左端,则电路中只接灯泡,而电流表示数为1A,则灯泡电压为电源电压,即12V,故B正确,不符合题意;
C.只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则灯泡温度不为额定电流时的温度,电阻也不为额定电流时的电阻,为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值,故C错误,符合题意;
D.将a与R0互换,开关均闭台,则电路为滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,根据公式
可知,移动滑片P,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,功率最小。为
故D正确,不符合题意。
故选C。
10. 如图所示是小威设计的线圈指南针,铜片和锌片分别与线圈两端相连,铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池,铜片为正极,锌片为负极,浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是( )
A. 线圈能够指示方向是因为存在地磁场
B. 线圈右端为S极
C. 线圈匝数越多,磁性越弱
D. 线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关
【答案】A
【解析】
【详解】A. 线圈能够指示方向是因为通电螺线管相当于一个磁体,受地磁场作用,可以指示方向,故A正确;
B. 铜片为正极,电流从线圈右端流入,由安培定则可知线圈右端为N极,故B错误;
C. 电磁铁的磁性与线圈中电流的大小和线圈的匝数有关,匝数越多,磁性越强,故C错误;
D. 铜片为正极,锌片为负极,铜片和锌片的位置不同,电流方向不同,由安培定则可知,线圈的磁极方向发生改变,故D错误。
故选A。
11. 由,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半
C. 若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D. 无论质量多大,比热容都一样
【答案】D
【解析】
【详解】比热容是物质本身的一种特性,在状态和物质种类一定时,比热容大小与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系
故选D
12. 如图中有关能量转化说法正确的是
甲:蒸汽冲出活塞 乙:压缩点燃乙醚 丙:做功冲程 丁:压缩冲程
A. 甲是把机械能转为内能,内能在增加 B. 乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C. 甲与丁都是内能转化为机械能 D. 甲与丙都是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】甲:对试管内的水加热,使其温度升高,内能增大,当内能增大到一定程度,就把塞子推出来,即内能转化成机械能.
乙:活塞压缩棉花做功,使其内能增大,机械能转化成内能.
丙:汽油瞬间燃烧,产生高温高压燃气,燃气推动活塞做功,内能转化成机械能.
丁:对气体做功,气体内能增加,将机械能转化为内能;
故ABC错误,D正确.
故选D.
【点睛】此题结合图示实验考查了能量转化关系,知道做功可以改变物体的内能,能正确分清能量转化是关键.
13. 某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,温度与时间关系如图,甲、乙两种液体中有一种是水,另外一种液体的比热容小于水,(提示:)则下列说法中正确的是( )
A. 甲液体的比热容为
B. 北方楼房中的“暖气”可用乙液体作为介质
C. 加热相同的时间,乙液体吸收的热量大于甲液体吸收的热量
D. 用酒精灯给液体加热过程中,酒精的热值不断减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.酒精灯加热,吸收热量与时间成正比,则
由可知,质量和 相同时,比热容与吸收热量成正比,即
因一种液体是水且另一种比热容小于水,故乙为水,甲为另一种液体。即甲液体的比热容,故A错误;
B.乙液体比热容大,由可知,质量相同、降低相同温度时,乙放出的热量多,适合做暖气介质,故B正确;
C.用相同酒精灯加热相同时间,酒精灯放出热量相同,甲、乙吸收的热量相等,故C错误;
D.热值是燃料的特性,与质量无关,酒精燃烧过程中热值不变,故D错误。
故选B。
14. 如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 只闭合时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C. 只闭合、时,电路的总功率为6W
D. 只闭合、时,电路的总功率为3W
【答案】B
【解析】
【详解】甲灯电阻
乙灯电阻
A.只闭合时,甲、乙两灯串联,实际功率之比
故A错误;
B.只闭合、时,甲、乙两灯并联,实际功率之比
故B正确;
C.只闭合、时,甲灯被短路,只有乙灯工作,乙灯正常发光,电路总功率等于乙灯额定功率3W。
故C错误;
D.只闭合、时,甲、乙两灯并联,两灯均正常发光,电路总功率
故D错误。
故选B。
15. 如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡的电阻为5Ω
B. 电流表的示数变化范围是
C. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25Ω
D. 电路消耗的最大总功率为2.7W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由得灯泡电阻,故A正确,不符合题意;
B.灯泡额定电流
电路允许最大电流
滑动变阻器接入最大阻值时电路电流最小,最小电流
电流表示数变化范围是,故B正确,不符合题意;
C.电路电流最大时滑动变阻器接入阻值最小,最小总电阻
滑动变阻器最小阻值
滑动变阻器允许调节的阻值范围是,故C正确,不符合题意;
D.电路消耗的最大总功率,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空与作图题(每空1分,作图4分,共15分)
16. 某单缸四冲程内燃机内对外做功15次,则其曲轴的转速为______。若做功冲程推动活塞一次做功,则该内燃机工作时的功率是______W。
【答案】 ①. 1800 ②.
【解析】
【详解】[1]单缸四冲程内燃机ls内对外做功l5次,1min内对外做功的次数为
n=60×15次=900次
由于四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功l次,所以该内燃机曲轴每分钟转1800圈,即曲轴的转速为1800r/min。
[2]根据提意见可知,该四冲程内燃机对外做功一次需要的时间则该内燃机工作时的功率
17. 小明家用天然气烧水时,水吸收的热量为6.72×105J,这些热量可使质量为________kg的水温度从20℃升高到100℃;已知家用燃气灶的效率为50%,则需燃烧天然气______m3。[c水= 4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4×107J/m3]
【答案】 ①. 2 ②. 0.0336
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量为6.72×105J,从20℃升高到100℃,则水的质量
[2]家用燃气灶的效率为50%,则需燃烧天然气
18. 甲灯标有“220V、40W”,乙灯标有“220V、100W”,若它们的灯丝是用长度相同的钨丝制成,则灯丝较细的是__________灯:让两灯都在额定电压下工作,则__________灯较亮(选填“甲”或“乙”)(不考虑灯丝的电阻的变化)。
【答案】 ①. 甲 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]甲乙额定电压相同,乙的额定功率较大,由得,甲灯的电阻较大,若它们的灯丝是用长度相同的钨丝制成,则灯丝较细的是甲。
[2]让两灯都在额定电压下工作,则乙灯的实际工作功率较大,因此乙灯较亮。
19. 现有规格为“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两电灯(不考虑温度对灯丝电阻的影响),串联时电路两端总电压最大是______V;并联时电路最大总电流是______A。
【答案】 ①.
9 ②.
1.5
【解析】
【详解】甲灯“6V 6W”:额定电流
电阻
乙灯“6V 3W”:额定电流
电阻
串联电路中电流处处相等,为保证两灯都不烧坏,电路最大电流只能取两灯额定电流的较小值,也就是(若电流超过0.5A,乙灯就会超过额定电流损坏)。 串联总电阻
根据欧姆定律,最大总电压
并联电路中各支路电压相等,为保证两灯都不烧坏,电路最大电压只能取两灯额定电压的较小值,也就是 ,此时两灯都在额定电压下正常工作。 并联总电流等于各支路电流之和,即
20. 如图所示的电能表,在某段时间内接在这个电能表上的用电器单独正常工作消耗的总电能是1.5 ,等于__________J,此电能表的转盘在这段时间的转数是__________r。若该用电器单独工作时间为2h,则该用电器的电功率为__________W。
【答案】 ①. ②. 4500 ③. 750
【解析】
【详解】[1] 在某段时间内接在这个电能表上的用电器单独正常工作消耗的总电能
[2]电能表每消耗1的电能,转3000r,则消耗1.5,转动
[3]该用电器的电功率
21.
(1)学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动,本期活动的主题是“安全用电,珍爱生命”。如图所示是活动室的部分电路图,请你用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中。要求:①三孔插座单独工作;②电位器可以调节灯泡亮度同时具有开关功能,a、b、c是它的三个接线柱,要求顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮。
(2)如图所示,通电螺线管右上方放置一条形磁体,通电后发现条形磁体N极与通电螺线管上方相互吸引。请标出:①电源上端的极性(用“+”或“-”表示)。②磁感线的方向。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线;根据题意,顺时针旋转电位器旋钮时,灯泡变亮,说明电位器接入电路的电阻变小,所以应该是b、c接入电路,为了保证电路安全,c接火线,螺旋口接零线,如下图所示:
【小问2详解】
异名磁极相互吸引,条形磁体N极被螺线管上端吸引,说明:通电螺线管上端为S极,下端为N极,由安培定则可判断:电流从螺线管下端流入,上端流出。电源外部电流从正极流出,流入螺线管,所以:电源下端为正极(+),上端为负极(−)。磁体外部磁感线总是从N极出发,回到S极,作图如下:
三、实验与探究题(本题共4个小题,每空1分,共23分)
22. 小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察______来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为______法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝______填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明______选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是______(填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格______选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
【答案】(1) ①. 电流表的示数 ②. 转换 ③. 1、3 ④. 能
(2) ①. C ②. 不同
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在实验中,电阻的大小通过电流表的读数来反映。电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。这种通过易观测的量(电流)来反映不易直接观测的量(电阻)的方法称为转换法。
[3]要探究电阻与横截面积的关系,需要选择材料相同、长度相同,但横截面积不同的导体。根据表格,导体1和3都是镍铬合金,长度都是1.0 m,横截面积分别为0.5 mm²和1.0 mm²满足这一条件。应将电阻丝1、3先后接入图中电路、两点间进行实验。
[4]根据所给器材,小明可以选同一条导体,改变夹子的位置,从而改变接入电路的长度,即能探究电阻大小跟导体长度的关系。
【小问2详解】
小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
[1]实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表串联在干路上,且图乙中点位于干路,因此测量的是处的电流。
[2]小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,为了让实验结论具有普遍性,还应该选用规格不同的灯泡进行多次实验,避免实验结果的偶然性。
23. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材:电压恒为4.5V的电源,5个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R电压表(可用量程有0~3V和0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是___________;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最___________端,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为___________A;移动滑片,电压表示数如图丙,则需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为___________V;
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)中的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图丁所示,由图像可得出的结论是:当___________;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,应向___________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
【答案】(1)定值电阻短路
(2) ①. 右 ②. 0.06 ③. 2.5
(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)右
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。由于该电路为串联电路,电流表有示数,说明电路中有电流通过,只能是发生了短路,根据电压表无示数,可知与电压表并联的定值电阻R1短路。
【小问2详解】
[1]排除电路故障后,为保护电路,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
[2]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则示数为0.06A。
[3]由图丙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,则示数为2.2V,则探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压一定,由图丁可知,定值电阻两端电压为
因此应需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为2.5V。
【小问3详解】
根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像知,电流与电阻之积为一定值,故由图像可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大,要使电压表示数保持不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,即增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片P向右端移动。
24. 在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω),滑动变阻器有两种规格(R1标有“10Ω,0.5A”字样,R2标有“20Ω,0.5A”字样)。
(1)为了能顺利完成该实验探究,应选用标有_________字样的滑动变阻器;
(2)连接电路时,开关应_________,闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到_________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数和小灯泡亮度随之变化,但电流表示数始终为零,则故障可能是电流表_________(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_________(填“A”或“B”)端移动。
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知:小灯泡的额定功率为_________W。
【答案】 ①. “20Ω,0.5A” ②. 断开 ③. A ④. 短路 ⑤. B ⑥. 0.5
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,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“20Ω0.5A”的滑动变阻器。
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关应断开;闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即A端。
(3)[4]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数和小灯泡亮度随之变化,则电路是通路的,但电流表示数始终为零,说明电流表短路。
(4)[5]排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为了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的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向B端移动。
(5)[6]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,小灯泡额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
25. 某实验小组在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,设计了图甲所示的电路。电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。
(1)连接好电路并闭合开关,记录了多组电流表A和电压表、的示数,作出如图乙的A、B两条图线,其中表示通过的电流和两端电压关系的图线是___________(填字母);
(2)由图乙数据可知,实验中所使用电源的电压为___________V;
(3)分析通过的电流和两端电压关系图线,本实验可得出结论:导体的电阻一定时,______________。
(4)实验结束后,该小组选用了5Ω、10Ω、150、20Ω四个定值电阻替换,利用原有电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。甲、乙两同学分别进行了实验,并作出定值电阻的图像如图丙所示,其中___________(选填“甲”或“乙”)同学实验操作是符合要求的;
(5)实验中发现,15Ω的定值电阻发生了断路,不能再用,你还想测量定值电阻为15Ω时的实验数据,你的方法是___________。(只能利用题中所给电阻)
【答案】 ①. A ②. 6 ③. 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ④. 乙 ⑤. 将5Ω的电阻和10Ω的电阻串联后代替15Ω的电阻进行实验
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲得,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1电压,电压表V2测变阻器R2电压,电流表测量电路电流。定值电阻R1的电流随电压增大而增大,变阻器R2的电流随电压减小而增大,故通过的电流和两端电压关系的图线是A。
(2)[2]由图乙得,当定值电阻R1电压为3V时,变阻器R2电压也为3V,由串联电路电压特点得,所使用电源的电压为
(3)[3]分析通过的电流和两端电压关系图线时一条倾斜向上的直线,说明导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[4]探究“通过导体的电流与电阻的关系”,要控制电阻的电压不变,由图丙得,电流与电阻的乘积不是一个定值,甲同学实验过程中,电阻两端的电压发生改变;乙同学实验过程中,电流与电阻的乘积是一个定值,说明电阻两端的电压不变,则乙同学实验操作是符合要求的。
(5)[5]将5Ω的电阻和10Ω的电阻串联后,总电阻为
则15Ω的定值电阻发生了断路,可以将5Ω的电阻和10Ω的电阻串联后代替15Ω的电阻进行实验。
四、综合应用题(共3小题,32分)
26. 商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220V,定值电阻R1和R2为发热体,其中R1=110Ω。通过开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1,S2不会同时闭合),只闭合S3时为中温挡,额定功率为440W。求:
(1)R2的电阻;
(2)低温挡的额定功率;
(3)高温挡正常工作1min,电流通过R1产生的电热;
(4)只有某空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲、图丁所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元/(kW·h)]。
【答案】(1)
(2)220W (3)
(4)400W
【解析】
【小问1详解】
由电路图分析可知只闭合S3时,只有R2接入电路,根据,则R2的电阻为
【小问2详解】
由电路图分析可知当开关S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,总电阻最大,根据,此时电功率最小,为低温档。则低温挡的额定功率为
【小问3详解】
由电路图分析可知当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,总电阻最小,根据,此时电功率最大,为高温档。此时通过电流为
则电流通过R1产生的电热为
【小问4详解】
该空气炸锅消耗的电能为
时间为
则该空气炸锅消耗的电功率为
27. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为,定值电阻的阻值为。湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当环境湿度为时,湿敏电阻的阻值是多少?
(2)当电流表的示数为时,电压表的示数是多少?
(3)当电压表示数为时,通过的电流是多少?空气中的湿度是多少?
【答案】(1)30Ω;(2)8V;(3)0.15A,50%。
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可如,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;由图丙可知,当环境湿度为20%时,湿敏电阻R的阻值是30Ω。
(2)当电流表的示数为0.2A时,电路总电阻为
湿敏电阻R的阻值为
电压表的示数是
(3)当电压表示数为9V时,电路中的电流为
湿敏电阻R的阻值为
由丙图可知,空气中的湿度是50%。
答:(1)当环境湿度为20%时,湿敏电阻R的阻值是30Ω;
(2)当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数是8V;
(3)当电压表示数为9V时,通过R0的电流是0.15A,空气中的湿度是50%。
28. 如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图,其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器,R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警,出厂测试时,控制电路的电源电压为3V且保持恒定,闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器R2滑片P的位置,当控制电路中的电流为0.03A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)使用燃气的场所都应安装燃气报警器,安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷),则报警器应安装在厨房(如图丙)______(选填“A”或“B”)区域;
(2)由图乙可知,当燃气浓度升高时,气敏电阻R1的阻值 ______,控制电路的总功率 ______(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);按出厂预设,当燃气浓度达到6%时报警______(选填“L1”或“L2”)亮;
(3)该报警器要达到出厂预设值,则滑动变阻器应接入电路的电阻值为______Ω;
(4)小明研究发现:调节控制电路滑动变阻器R2的阻值,就可以改变报警时设定的燃气浓度值。若想将报警时的燃气浓度值比出厂预设值调低一些,应适当 ______(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器R2的阻值。
【答案】 ①. A ②. 变小 ③. 变大 ④. L2 ⑤. 70 ⑥. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]由题意可知,天然气的密度小于空气的密度,泄漏后会很快上升到室内的上方,报警器应安装在厨房的A区域。
(2)[2][3][4]由图乙可知,当燃气浓度升高时R1的阻值变小,电路的总电阻变小,电路中电流变大,根据P=UI可知;当燃气浓度达到6%时报警,电磁铁恰好能将衔铁吸下,衔铁带动动触点与下方静触点接触的工作电路连通,故灯L2亮。
(3)[5]当燃气浓度达到6%时,根据图乙可知,气敏电阻R1=30Ω,此时控制电路中的电流为I=0.03A,根据欧姆定律可知
根据电阻的串联可知,滑动变阻器接入电路的电阻
R2=R-R1=100Ω-30Ω=70Ω
(4)[6]根据图乙可知,当燃气浓度达降低时,为保证报警时电路电流仍为0.03A,由欧姆定律可知,当电压一定时,因此应适当调节滑片使滑动变阻器R2接入电路的阻值减小。
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