九年级12月月考物理试题(答案解析)84104
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四川省内江市东兴区胜利初级中学【精品】九年级12月月考
物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.5月31日是世界“无烟日”,自己吸烟,旁人也被动吸二手烟,据世界卫生组织统计,每年因吸烟导致近600万人失去生命,造成他人吸二手烟是由于()
A.烟分子间存在着引力
B.烟分子间同时存在引力和斥力
C.烟分子在不停地做无规则运动
D.烟分子间存在着斥力
2.下列关于热现象的说法中,正确的是
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容更大
B.燃料的热值越大,燃料燃烧时放出的热量越多
C.火箭用氢作燃料主要是因为氢的密度小
D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
3.下列过程中,不属于做功改变物体内能的例子是
A.用砂轮磨刀,有火星迸出
B.反复锤打铁片
C.用柴火把壶中的水烧开
D.用打气筒给轮胎打气
4.如图所示,表示的是某热机的某个冲程,该热机的铭牌上标有1200r/min,则下列说法正确的是
A.此冲程是把机械能转化为内能
B.此冲程靠飞轮转动的动能来完成
C.每秒钟活塞往复运动20次
D.每秒钟此热机对外做功20次
5.三个轻质小球,任意两个接近时都能相互吸引,则下列判断中正确的是()
A.两个带正电,另一个带负电
B.两个带负电,另一个带正电
C.两个带异种电,另一个不带电
D.两个不带电,另一个带正电或带负电
6.汽车装有安全带未系提示系统,当乘客坐在副驾驶座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起,蜂鸣器工作;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭,蜂鸣器不工作.图设计的电路图正确的是
A.B.
C.D.
7.小明同学用如图所示的电路做实验时,发现电路出现了故障。
如果只有L1或L2其中一处出现电路故障,那么,以下分析中正确的是
A.若电流表无示数,电压表有示数,那么L1短路
B.若电流表无示数,电压表无示数,那么L2断路
C.若电流表有示数,电压表有示数,那么L1断路
D.若电流表有示数,电压表无示数,那么L2短路
8.甲乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2A,乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3A.则短路位置离甲地
A.18km B.15km C.12km D.10km
9.将“220V40W”和“220V100W”的两个灯泡接在合适的电源上,两个灯泡均没有烧坏,两灯相比较与实际相符的是
A.若两灯串联,两灯一样亮
B.若两灯串联,“220V40W”灯泡更亮
C.若两灯串联在220V的电源上,两灯均能正常工作
D.若两灯并联,通过“220V100W”灯泡的电流更小
10.要测量一个阻值约为600Ω的电阻R x,提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0﹣3V、0﹣15V)、学生用电流表(量程为0﹣0.6A、0﹣3A)、滑动变阻器(10Ω 2A)和电阻箱R0(0﹣9999Ω 5A)各一个,开关、导线若干.下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是()
A.B.C.
D.
11.如图所示,分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1600imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,下列选项中正确的是
A.电能表是用来测量消耗电功率的仪表
B.小明家上月消耗的电能为950kW•h
C.小明家同时使用的用电器的总功率不得超过2200W
D.当电路中只有电饭锅工作1min,指示灯闪烁32次,电饭锅的功率为600W 12.如图所示的电路中,电源电压保持不变。
R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻。
闭合开关S,将滑片P由b端向a端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化量的绝对值为ΔI。
下列判断正确的是
A .电压表V 1示数变小,V 2示数变大,电流表示数变大
B .ΔU 2小于ΔU 1
C .
2U I ∆∆与1
U I
∆∆的差值等于R 2 D .V 2表示数与A 表示数的乘积不变
二、填空题
13.英国物理学家___________做了大量的实验,于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量(电热)与电流、电阻和通电时间的关系:电流通过导体产生的热量跟________________成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
14.摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷_______;物理学中规定:__________的定向移动形成电流。
15.如图所示,用纸做成的小叶轮,燃烧燃料加热试管使水沸腾,会发现小叶轮转起来了,在这个实验中,燃料的______ 能转化为内能水沸腾变成水蒸气后,水蒸气驱动叶轮转动,内能转化成小叶轮的_____ 能.
16.有一只标有“6V 3W”的小灯泡,假设灯丝的电阻不变。
若把小灯泡接在3V 的电路中,则小灯泡的实际电功率为______W ;若把小灯泡接入电源电压为9V 的电路中,要使小灯泡正常发光,则需要串联一个_______Ω的电阻。
17.小明利用标有“6V 6W ”的灯泡L 1和“3V 3W ”的灯泡L 2进行实验,现将两个灯泡连成如图所示的电路,假设灯丝的电阻不变。
为保证电路安全且要使其中一盏灯正常发光,则电源的电压为______V ,电路中电流表的示数应为_______A 。
18.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km,消耗汽油1.5L。
已知汽油密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3,汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg。
假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,则汽油完全燃烧放出的热量为___________J,该型号汽车在以此速度行驶的过程中,受到的阻力是________N。
19.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲︰U乙=5︰3,则R1︰R2=_______;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,此时R1、R2消耗的功率之比P1︰P2=___________。
20.在如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,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的规格为“20Ω 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,滑动变阻器接入电路的阻值允许变化范围为___________Ω,电路消耗总功率允许的变化范围为__________W.
三、作图题
21.如图所示,两灯泡L1、L2在盒内的连接方式未知,但当开关S闭合后两灯均发光,若把L1取下,L2仍发光,请在虚线框内画出相对应的电路图.
22.如图所示,一个黑箱内有由几个相同阻值的电阻R组成的电路,箱外有四个接线柱1、2、3、4,已知3、4间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍,而1、2间没有明显的电阻,请画出盒内最简单的一种电路图。
(________)
四、实验题
23.同学们在探究“电功率与电流、电压关系”实验时,选择规格不同的L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”的小灯泡,其他器材如图所示。
(1)小红设计图甲所示的实验方案,她能够探究的问题是电功率跟___________的关系。
(2)小东设计如图乙所示的方案进行实验,把实验数据填入下面的表格中。
分析数据,得出结论:通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,电功率_________。
24.在用“伏安法”测量小灯泡的功率实验中(如图所示),使用下列器材进行实验:
A.电流表一个(量程0~0.6A,0~3A);B.电压表一个(量程0~3V,0~15V);C.串联的新干电池三节(4.5V);D.待测小灯泡额定电压2.5V,电阻约8Ω;E.滑动变阻器一个;F.开关一个;导线若干。
则:
(1)该实验依据的原理是___________ (用课本中的字母表示);
(2)根据题意在甲图虚线方框内画出所需要的实验电路图(其中部分已画好)。
(__________)
(3)根据题意,请用笔代替导线,将乙图中的实物电路连接完整(导线不能交叉)。
(__________)
(4)小明连接完电路,闭合开关前,检查电路时发现电压表指针如图丙图所示,则其原因可能是________________________。
(5)小明排除故障后,闭合开关,滑动变阻滑片P移到某处时,电压表示数如图丁所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向_______端(选填:“左”或“右”)移动,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图戊所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(6)小明进行了4次实验,并将数据及现象记录在表中。
分析表中信息,并计算出该实验所选用滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω.
(7)小聪利用上述实验器材测量该小灯泡“2.5V”额定功率时,发现所用电压表已损坏。
他向老师借用了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了如图所示的电路。
请根据电路图,补充完成下面的主要测量步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,调节滑动变阻器使电流表的示数为________,并记录电流表示数。
②断开开关S1,闭合开关S和S2,保持滑动变阻器滑片不动,读出电流表示数为I。
③则灯泡的额定功率为:P额=_________。
(用已知量和实验中所测物理量的字母表示)
五、计算题
25.如图所示是一款电热水壶,可以通过控制开关实现加热和保温两档,其简化电路图如图所示。
R1、R2均为电热丝,已知电热水壶的部分参数如表。
求:
(1)R2的阻值;(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)在1标准大气压下,该电热水壶要把一壶20℃的水烧开,则至少需要多少时间?
26.在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图所示是“塔吊”的示意图,假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率19kW。
在一次吊起货物时,电动机正常工作20s,把1.4t的货物吊起20m,若不计各处摩擦。
求:(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能;
(2)电动机正常工作的电流;
(3)电动机线圈的电阻.(g=10N/kg)
参考答案
1.C
【详解】
由于一切分子都在不停地做无规则运动,所以公共场合吸烟的时候,烟气会扩散到空气中,被在场的其它人吸收.故造成他人吸二手烟是由于分子在不停地做无规则运动的缘故,故C 符合题意.
2.A
【详解】
A.沿海地区昼夜温差较小是因为水的比热容大,在吸收或放出同样热量的情况下,水的温度变化较小,故A正确;
B.根据Q=mq可知,放出的热量与热值、质量有关,燃料的热值越大,燃料燃烧时放出的热量不一定越多,故B错误;
C.火箭用氢作燃料主要是因为氢的热值高,完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比,氢放出的热量更多,故C错误;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故D错误。
3.C
【详解】
A.用砂轮磨刀时,有火迸出,是机械能转化成内能,属于做功改变物体的内能,故A不合题意;
B.反复锤打铁片,是机械能转化成内能,属于做功改变物体的内能,故B不合题意;C.用柴火把壶中水烧开,水吸收热量、温度升高,属于热传递改变物体的内能,故C符合题意;
D.用打气筒给轮胎打气,是压缩空气做功,属于做功改变物体的内能,故D不合题意。
4.C
【详解】
A.此冲程火花塞点火,活塞向下移动(汽缸容积变大)两个气门都关闭,是做功冲程,把内能转化为机械能,故A错误;
B.内燃机工作时有四个冲程,只有做功冲程做功,其它的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成,此冲程不是靠飞轮转动的动能来完成,故B错误;
CD.在内燃机的一个工作循环中,飞轮转动2周,活塞往复运动2次,对外做功1次,飞
轮转速为
1200r/min=20r/s,
即飞轮1s转20r,活塞往复运动20次,对外做功10次,故C正确,D错误。
5.C
【详解】
由题可知,三个轻质小球,每两个接近时都能相互吸引,由电荷间的相互作用规律可知,三个小球不可能都带电,只能是两个小球带电,并且带异种电荷,一个小球不带电(带电体能吸引轻小物体),故C符合题意,ABD不符合题意。
6.B
【详解】
由电路图可知,
A、系上安全带时开关S2闭合,会造成电源短路,故A不符合题意;
B、当乘客坐在副驾驶座椅上时,开关S1闭合,蜂鸣器和指示灯均工作,系上安全带后开关S2闭合,蜂鸣器和指示灯被短路均不工作,此时电路安全,故B符合题意;
C、只有当乘客坐在副驾驶座椅上且系上安全带时,两开关闭合,蜂鸣器和指示灯才工作,故C不符合题意;
D、当乘客坐在副驾驶座椅上时,开关S1闭合,蜂鸣器和指示灯均工作,系上安全带后开关S2闭合,蜂鸣器和指示灯仍工作,故D不符合题意.
7.B
【详解】
A.若电流表无示数,电压表有示数,即说明该电路是断路,同时电压表有示数,即表明电压表测得是电源的电压,故说明电压表能与电源的两极相连,即只能是与电压表并联的L1断路,故A错误;
B.若电流表无示数,电压表无示数,即说明该电路是断路,且电压表无示数,即表明电压表不可能与电源相连,故此时应是电压表两接线柱与电源两极间的某一位置发生了断路,故该选项说则L2断路是有可能的,故该选项B正确;
C.若电流表有示数,电压表有示数,即说明该电路是通路,且电压表有示数,即表明电压表测得是电源的电压,故说明电压表能与电源的两极相连,因电流表有示数,即与电压表并联的L1不可能断路,故该选项C错误;
D.若电流表有示数,电压表无示数,即说明该电路是通路,电压表无示数,可能此时L1
短路,故该选项D错误。
8.A
【分析】
(1)本题是关于欧姆定律的具体应用问题,解题时需要知道短路部分和电源能够构成一个回路,导线有电阻可以看做用电器;
(2)设每km输电线的电阻为R0,据此可表示出:R AB=2sR0,R CD=2(30km-s)R0;
(3)根据欧姆定律可得:U=I AB R AB,U=I CD R CD,至此进一步计算即可得到短路位置离甲地的距离.
【详解】
已知输电线的电阻与其长度成正比,设每km输电线的电阻为R0,导线的短路位置离甲地为s,短路位置离乙地为30km−s,则R AB=2sR0,R CD=2(30km−s)R0,
由欧姆定律得:U=I AB R AB,;U=I cd R cd,
因电源电压不变,所以可得I ab R ab=I cd R cd,
代入数据有:0.2A×2sR0=0.3A×2(30km﹣s)R0,
解得:s=18km.
故选A.
9.B
【详解】
两个灯泡的额定电压相等,由R=
2
U
P
可知40W的灯泡电阻较大;
A B.两灯泡串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可知,40W灯泡的实际功率大,40W灯泡更亮,故A不符合题意,B符合题意;
C.若两灯串联在220V的电源上,由串联电路电压的规律可知,两个灯泡的实际电压小于额定电压,两个灯泡不能正常工作,故C不符合题意;
D.若两灯并联,两个灯泡两端的电压相等,40W的灯泡电阻较大,由I=U
R
可知通过40W
的电流较小,故D不符合题意。
10.D
【详解】
由A电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量未知电阻两端电压,电流表测
量通过电路的电流,滑动变阻器可以起到多次测量减小求平均值减小误差的作用;由B电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,可以先闭合开关S和S2,读出电流表示数,利用U=IR 求出电源电压,然后在闭合开关S和S1,读出电流表的示数,被测电阻两端电压等于电源电压,可利用R=U/I求出被测电阻,但不可以进行多次测量;由C电路图可知,电压表可以测量被测电阻两端电压,但无法得到通过被测电阻的电流,故C方案无法达到目的;由D 电路图可知,只闭合开关S1时,电压表测量R x两端电压;当开关S1和S2都闭合时,变阻箱被短路,电压表测量电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=U/I即可求出被测电阻,改变电阻箱的位置同样也可以起到多次测量;综合上面的分析可知,AD都属于合理方案,但由于滑动变阻器的最大阻值较小,对定值电阻两端电压的影响也较小,因此D方案更加合理.
11.C
【详解】
A.电能表是用来测量消耗电能的仪表,故A错误;
B.小明家上月消耗的电能为:
12614.6kW•h-12519.6kW•h=95kW•h,
故B错误;
C.因为电能表允许通过的最大电流为10A,因此该电能表允许同时接入的用电器总功率
P=UI=220V×10A=2200W,
故C正确;
D.指示灯闪烁32次消耗的电能:
W=
32
1600
kW•h=0.02kW•h,
电饭锅的功率:
P=
0.02kW h
1
h
60
W
t
=1.2kW=1200W,
故D错误。
12.C
【详解】
由图示电路图可知,R1、R2、R3电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1、R2两
端电压,电压表V 2测电阻R 2、R 3两端电压;
A .将滑片P 由b 端向a 端滑动一段距离后,变阻器连入电路中的电阻变大,电路总电阻变大,由欧姆定律I =U R
可知,总电流变小,即电流表示数变小;根据U =IR 可知,R 3的电压变小,R 2的电压变小,由串联电路电压的规律可知,R 2、R 3两端电压变小,即电压表V 2示数变小,R 3的电压变小,由串联电路电压的规律可知,R 1、R 2两端电压变大,即电压表V 1示数变大,故A 错误;
BC .将滑片P 由b 端向a 端滑动一段距离前后,设电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V 1示数的变化量:
ΔU 1=(U -I 2R 3)-(U -I 1R 3)=(I 1-I 2)R 3=ΔIR 3,
电压表V 2示数的变化量:
ΔU 2= I 1(R 2+R 3)- I 2(R 2+R 3)=(I 1-I 2)(R 2+R 3)=ΔI (R 2+R 3),
ΔI (R 2+R 3)>ΔIR 3,
ΔU 2>ΔU 1,
1U I
∆=∆R 3, 2U I
∆=∆R 2+R 3, 2U I ∆∆-1U I
∆∆= R 2+R 3- R 3= R 2 故B 错误,C 正确;
D .电压表V 2示数变小,电流表A 示数变小,V 2表示数与A 表示数的乘积变小,故D 错误。
13.焦耳 电流的二次方
【详解】
[1]物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出了焦耳定律;
[2]焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
14.分开 电荷
【详解】
[1]当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,束缚电子
能力弱的失去电子,所以摩擦起电实质上并不是创造了电荷。
只是使电子从一个物体转移到另一个物体,使正负电荷分开;
[2]电流是电荷的定向移动形成的。
15.化学 机械
【详解】
给试管中的水加热,燃料燃烧的过程是化学能转化为内能,这种内能传递给水,水沸腾汽化成水蒸气,高温的水蒸气可以驱动叶轮转动,水蒸气自身的温度会降低,内能会减少,转化成了叶轮的机械能.
【点睛】
(1)燃料的燃烧过程是化学变化,燃料的化学能转化为内能;(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递.
16.0.75 6
【详解】
[1]灯泡的电阻
R L =22
L L (6V)=3W
U P =12Ω; 把小灯泡接在3V 的电路中,则小灯泡的实际电功率
P =22
L (3V)=12Ω
U R 实=0.75W ; [2]灯泡正常发光时电路中的电流:
I L =L L 3W =6V
P U =0.5A , 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压:
U R =U -U L =9V-6V=3V ,
串联电阻的阻值:
R =
R L 3V =0.5A
U I =6Ω。
17.3 1.5
【详解】
[1]由图可知,两个灯泡并联,电流表测量干路中的电流,并联电路中各个支路的电压相等,
为保证电路安全且要使其中一盏灯正常发光,灯泡L1不能正常发光,灯泡L2能正常发光,电源的电压为3V;
[2]灯泡L1的电阻
R1=
22
1
1
(6V)
6W
U
P
==6Ω,
通过灯泡L1的电流
I1=1
13V 6Ω
U
R
==0.5A,通过灯泡L2的电流
I2=2
23W 3V
P
U
==1A,
电流表的示数
I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A。
18.4.725×107 3.15×103
【详解】
[1]汽油的质量:
m=ρ汽油V==0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg,汽油完全燃烧放出热量:
Q放=mq汽油=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J;
[2]牵引力做的功:
W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J,
汽车的牵引力:
F=
7
1.8910J
61000m
W
s
⨯
=
⨯
=3.15×103N,
因为汽车做匀速直线运动,牵引力和阻力是平衡力,所以阻力
f=F=3.15×103N。
19.2:3 3:2
【详解】
[1]当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U甲:U乙=5:3,所以,
R 1、R 2两端的电压之比:
125-32==33
U U U U U -=甲乙乙, 因串联电路中各处的电流相等,两电阻的阻值之比:
11122223
U R U I U R U I
===; [2]当开关S 断开,甲、乙两表都为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R 2支路的电流,电流表乙测干路中的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,此时R 1、R 2消耗的功率之比
2
11
22212
32
U P R R U P R R ===。
20.4-20Ω 0.81-2.25W
【详解】
[1]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中电流,灯的额定电流:
I L =L L 1.25W = 2.5V
P U =0.5A , 灯泡的电阻
R L =L L 2.5V =0.5A
U I =5Ω, 电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A ,所以,电路中的最大电流为0.5A ,此时电路中的总电阻:
R 总=max 4.5V 0.5A
U I ==9Ω, 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:
R 小=R 总-R L =9Ω-5Ω=4Ω,
滑动变阻器接入电路的最大阻值是20Ω,不损坏电路元件的情况下,滑动变阻器接入电路的阻值允许变化范围为4-20Ω;
[2]电路中的最大电流为0.5A,该电路的最大功率:
P max=UI max=4.5V×0.5A=2.25W,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
I min=
L max
4.5V =
5Ω+20Ω
U
R R
滑
=0.18A,
该电路的最小功率:
P min=UI min=4.5V×0.18A=0.81W,
电路消耗总功率允许的变化范围为0.81-2.25W。
21.
【详解】
由若把L1取下,L2仍发光,可知,两灯泡并联,电流从正极出发开始分支,一支流经灯泡L1,另一支流经灯泡L2,然后共同经开关S回负极,如图所示.
22.
【详解】
各个电阻的阻值相等,3、4间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍,说明3、4间有两个电阻,1、3和2、4间只有一个电阻,1、2间没有明显的电阻说明它们之间是导线,如图所示:
23.电流 越大
【详解】
(1)[1]图甲中两灯并联,两个灯泡两端的电压相同,而两灯的规格不同(电阻不同),由欧姆定律可知通过两灯的电流不同,所以可以研究电功率跟电流的关系;
(2)[2]图乙中两灯串联,通过两个灯泡的电流相同,由表格数据可知,用电器两端的电压越大,灯泡越亮,说明电功率越大。
24.P =UI 电压表没有调零 左 0.75 40 0 2.5V R
2.5V×(I -0
2.5V R ) 【详解】 (1)][1]用“伏安法”测量小灯泡的功率的原理是电功率的公式P =UI ;
(2)[2]电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,滑动变阻器与灯泡串联,如图所示:
(3)[3]待测小灯泡额定电压2.5V ,电压表的量程选择0-3V ,电阻约8Ω,通过灯泡的电流
I L =L L 2.5V 8Ω
U R =0.3125A , 电流表的量程选择0-0.6A ,电压表和灯泡并联,电流表串联在电路中,滑动变阻器一上一下连接,如图所示:
(4)[4]闭合开关前,发现电压表指针如图丙,指针偏向零刻度线的左侧,原因是电压表没有调零;
(5)[5]由图丁可知,电压表的量程选择0-3V ,分度值是0.1V ,电压表的示数是1.8V ,小于灯泡的额定电压,为使灯正常发光,应增加灯两端的电压,减小变阻器的电压,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻减小,滑动变阻器的滑片向左移动;
[6]电流表示数如图戊所示,电流表选择小量程,分度值是0.02A ,电流表的示数是0.3A ,小灯泡的额定功率
P 额=U 额I =2.5V×0.3A=0.75W ;
(6)[7]由表中第1次数据根据串联电路的规律和欧姆定律,变阻器的电阻为:
R 滑=1 4.5V-0.5V 0.1A
U I 滑=40Ω; 所以滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω;
(7)①[8]闭合开关S 和S 1,断开S 2,此时灯泡和定值电阻R 0并联,电流表测通过R 0的电流,若灯泡正常发光,则由并联电路的电压特点可知,R 0的电压也为2.5V ,此时通过R 0的电流为0
2.5V R ,需要调节滑动变阻器使电流表的示数为 I 1=0
2.5V R ; ②断开开关S 1,闭合开关S 和S 2,灯泡和定值电阻R 0仍然并联,保持变阻器的滑片位置不变,记录此时电流表的示数为I ;
③[9]在步骤②中,电流表测定值电阻和灯的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流为
I 额=I -I 1= I -0
2.5V R , 则灯的额定功率:
P 额=U 额I 额=2.5V×(I -
2.5V R )。
25.(1) 1210Ω;(2) 504s 。
【详解】
(1)当只有S1闭合时,R2单独工作,电路中电阻较大,由P=
2
U
R
可知用电器处于保温状态,
R2的阻值,
R2=
22
(220V)
=
40W
U
P
保温
=1210Ω;
(2)满壶水的体积:
V=1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3,
水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J,不计热量损失时,消耗的电能:
W=Q吸=5.04×105J,
需要的加热时间:
t=
5
5.0410J
=
1000W
W
P
⨯
加热
=504s。
答:(1)R2的阻值是1210Ω;
(2)至少需要504s。
26.(1) 3.8×105J;(2)50A;(3)2Ω。
【详解】
(1)电动机消耗的电能为:
W=Pt=19×1000W×20s=3.8×105J;
(2)电动机正常工作时的电流:
I=
3
1910W
380V
P
U
⨯
==50A;
(3)电动机对外提供的机械能
W1=Gh=mgh=1.4×103kg×10N/kg×20m=2.8×105J,线圈产生的热量
Q= W- W1=3.8×105J-2.8×105J=1×105J,
电动机线圈的电阻
R=
5
22
110J
(50A)20s
Q
I t
⨯
=
⨯
=2Ω。
答:(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能是3.8×105J;
(2)电动机正常工作的电流是50A;
(3)电动机线圈的电阻是2Ω。