一、单选题(本大题共11小题,共33.0分)
1. 为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜
芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A. 电线的长度引起电阻偏大 C. 电线的材料引起电阻偏大
B. 电线的横截面积引起电阻偏大 D. 电线的温度引起电阻偏大
2. 如图所示,公交车后门左右扶杆上各装有一个有色按钮,每一个按钮相当于一个开
关。当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯都亮,提醒司机有人要下车。电路图能实现上述目标的是( )
A.
B.
C.
D.
3. 图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当它在磁场中按箭头方向运动
时,能产生感应电流的是( )
A.
B.
C.
D.
4. 如图所示,已知𝑅1>𝑅2,将它们按以下四种方式接入同一个电路,在相同的时间内消耗电能最
少的是( )
A.
B.
C.
D.
5. 如图所示电路中,已知两个定值电阻的阻值𝑅1>𝑅2.闭合开关S后,电
流表𝐴1、𝐴2的示数分别为𝐼1、𝐼2,电压表𝑉1、𝑉2、𝑉3的示数分别为𝑈1、𝑈2、𝑈3,下列关系式正确的是( )
A. 𝐼1<𝐼2 𝑈1=𝑈2=𝑈3 C. 𝐼1>𝐼2 𝑈2=𝑈1+𝑈3
B. 𝐼1=𝐼2 𝑈1>𝑈2=𝑈3 D. 𝐼1=𝐼2 𝑈2=𝑈1+𝑈3
6. 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实
验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B. 右侧容器上方电阻的作用是使左右两侧的电阻不相等
C. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
D. 若将右侧的两个电阻并联都放入容器中,通过相同时间,容器中产生热量之比为2:1
7. 如图所示,是家庭电路的部分电路连接示意图,其中接线错误的是( )
A. 三孔插座 B. 两孔插座 C. 开关 D. 电灯
8. 下列关于电和磁的说法正确的是( )
A. 磁场看不见、摸不着,不是真实存在的
B. 地磁周围的磁感线都是从地理北极出发,回到地理南极的 C. 电磁铁磁性的强弱可以通过调节它的电流大小来控制 D. 法拉第发现了电流的磁效应
9. 如图所示电源电压保持不变,𝑅1=7𝛺,𝑅2=8𝛺,S闭合,电压表
的示数为4V,则电源电压为( )
A. 2.5𝑉 B. 7.5𝑉 C. 14V D. 3.5𝑉
10. 如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡𝐿1、𝐿2都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指
针有明显偏转,则该电路故障可能是( )
A. 灯泡𝐿1断路 B. 灯泡𝐿1短路 C. 灯泡𝐿2断路
D. 电流表断路
11. 如果将两个定值电阻𝑅1和𝑅2以某种形式连接起来,接入电路中,则电阻𝑅1消耗的电功率为12𝑊.
如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中,测得该电路的总电流为9A,此时电阻𝑅1上消耗的电功率为108𝑊.(电源电压不变)( )
A. 𝑅1与𝑅2的电阻比为2:1 C. 电源电源为12V
二、多选题(本大题共2小题,共6.0分)
B. 𝑅1中两次电流比为1:9 D. 𝑅2上两次功率比为4:9
12. 在学习电磁现象的过程中,做过如图所示的四个实验,下列描述正确的是( )
A. 甲实验研究的是电磁感应现象,揺动手柄线圈转动过程中机械能转化为电能 B. 乙实验中通电螺线管右端为S极,且螺线管的磁场由疏密不同的磁感线组成 C. 丙实验说明电流周围存在磁场,且磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断 D. 丁实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,发电机是依据此原理制成的
𝑅0为已知阻值的定值电阻,13. 如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,可以测出未知电阻𝑅𝑥阻
值的电路是( )
A. B. C.
D.
三、填空题(本大题共6小题,共24.0分)
14. 某电阻两端的电压为3V时,通过的电流为0.5𝐴,则该电阻的阻值是______ 𝛺,若该电阻两端电
压为0,其阻值是______ 𝛺.
15. 小明家的电冰箱铭牌如下表,小明控制只有冰箱工作的情况下,观察冰箱从启动到停止工作用
了6min。电能表转盘转了18圈.则该冰箱启动1次耗电______ J;工作电流是______ A。一天实际工作______ h。每消耗1度电,电能表转盘转_________ 圈。 耗电量 0.72𝑘𝑊⋅ℎ/24ℎ 额定电压 220V 冷冻量 4kg 制冷剂 R600a 输入功率 120W 气候类型 NST 16. 如图是小明家中电能表照片,小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作
时,电能表的表盘3min转了15r,则电冰箱在这段时间内消耗的电能______ J.
17. 小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实
验数据绘制成如图所示𝐼−𝑈关系图象。由图可得甲的电阻为______𝛺,甲、乙两个电阻串联后总电阻是______𝛺;这两个电阻串联后接在电压为9V的电源上,电路中的电流为______A;这两个电阻并联后接在9V电源上,干路中的电流为______A。
18. 一根阻值为50𝛺的电阻丝,通电100s,通过的电流为0.6𝐴,则电流通过电阻丝产生的热量为
______ J.
19. 图中所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S接1时,电压表
的示数为6V,电流表的示数为0.6𝐴,则电源电压为______ V;若将开关S接2时,电流表的示数变化了0.4 A,则电阻𝑅2的阻值为______𝛺。
四、实验探究题(本大题共3小题,共16.0分)
20. 小明同学在“探究小灯泡的电阻是否固定不变”的实验中,电路图如图所示,电源电压恒为4V,
小灯泡的正常发光电压为2.5𝑉。
(1)请你用笔画线代替导线,按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整,使滑片P向右端移动时灯的亮度变暗
(2)闭合开关前,滑动变阻器连入电路的阻值为______(选填“最大”或“最小”)值,这样做的目的是______。
(3)当电压表的示数为2.5𝑉时,电流表的示数如图丙所示,灯的电流为______A,此时灯丝的电阻为______𝛺(保留一位小数)。
21. 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,小灯泡的
额定电压为2.5𝑉(灯丝电阻约为12𝛺).
(1)用用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是______ .为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用______
A.“10𝛺 0.5𝐴”的滑动变阻器 𝐵.“50𝛺 0.5𝐴”的滑动变阻器
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是______ V;为了测
量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______ (选填“A”或“B”)端移动.根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图丙所示).分析图象可知:小灯泡的额定功率为______ 𝑊.实验中观察到:当小灯泡两端的电压低于0.5𝑉时,小灯泡不发光,根据图象分析其原因是______ .
22. 现有一个阻值为30𝛺的定值电阻𝑅0,一个电压约为4.5𝑉的电源,一个只有0一3V量程的电压表,
开关及导线若干,请你利用上述器材设计实验,测出一个约为20𝛺的未知电阻𝑅𝑥的阻值(电路可重组)。要求: (1)画出实验电路图
(2)写出主要实验步骤和需测量的物理量:
(3)写出待测电阻𝑅𝑥的数学表达式(用已知量和测量量表示) 五、计算题(本大题共3小题,共21.0分)
23. 有一额定功率为1800W的电热水壶,内装1.5𝑘𝑔、20℃的水,通电后持续正常加热5 min,在一
3
标准大气压下把壶内的水烧开。已知𝑐水=4.2×10𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)。
求:(1)水吸收的热量; (2)电热水壶的热效率。
24. 如图所示,已知𝑅1的阻值是10𝛺.当开关𝑆1闭合、𝑆2断开时,电流表的示
数是0.6𝐴;当开关𝑆1、𝑆2均闭合时,电流表的示数是0.9𝐴.求: (1)电源两端的电压; (2)电阻𝑅2的阻值;
(3)开关都闭合时电路消耗的总功率P。
25. 如图所示的电路,𝑅1=20𝛺,𝑈=6𝑉.若只闭合开关𝑆1、𝑆3,此时电流表的示数为0.5𝐴.求:
(1)𝑅2的电阻值;
(2)只闭合开关𝑆1、𝑆3时,通过𝑅2的电流; (3)只闭合开关𝑆2时电阻𝑅2两端的电压。
-------- 答案与解析 --------
1.答案:B
解析:
根据影响电阻大小的因素来判断.即影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积、温度。 本题考查影响电阻大小有关因素的掌握情况,注意探究电阻大小时,用控制变量法进行分析。 当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大.本题中的条件为直径小,即横截面积越小,在其它条件相同时,电阻大。会产生较大电热,可能导致火灾。 故选B。
2.答案:A
解析:解:当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯都亮,说明这两个开关可以独立工作、互不影响即为并联,且指示灯位于干路上,由图示电路图可知,A符合题意,BCD不符合题意。 故选:A。
根据“当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯都亮”结合串并联电路特点判断两个开关的连接方式,然后分析电路图答题。
根据题意得出两开关的连接方式是解决本题的关键,解决此类问题要抓住题干中有用的信息,即电路元件是否可以独立工作(并联),还是相互影响(串联)。
3.答案:C
解析:解:
C中导体做切割磁感线运动,磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,所以会产生感应电流,故C正确;
ABD中的导体运动时,导体运动方向与磁感线方向平行,都不会切割磁感线,所以不会产生感应电流,故ABD错误; 故选:C。
能否产生感应电流,就要看图示的情景能否满足①闭合电路;②部分导体切割磁感线运动这两个条件。
本题主要考查学生对电磁感应现象,以及感应电流产生的条件的了解和掌握,是一道基础题。
4.答案:A
解析:
本题考查了电功公式的应用,知道串并联电阻的特点,判断出两电阻组合时总电阻最小是正确解题的关键。
由题意可知,电源的电压不变,根据𝑊=
𝑈2𝑅
𝑡可知电阻最大时,在相同时间内电流做功越少,根据
电阻的串联特点和并联特点判断电路的电阻关系即可得出答案。 根据𝑊=
𝑈2𝑅
𝑡可知:在电压、时间相同时电阻最大的连接方式消耗的电能最小;
由图可知:A为串联,B为并联,C只有𝑅1连入电路,D只有𝑅2连入电路; 它们接入同一个电路中,则电压相同, 根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻,
电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小, 两电阻串联时,电路的总电阻最大,所以由𝑊=间内电流做功最少。 故选A。
𝑈2𝑅
𝑡可知,电压相同,两电阻串联时,在相同的时
5.答案:D
解析:解:由电路图可知,𝑅1与𝑅2串联,电流表𝐴1、𝐴2均测电路中的电流,电压表𝑉1测𝑅2两端的电压,电压表𝑉2测电源的电压,电压表𝑉3测𝑅1两端的电压。 因串联电路中各处的电流相等,
所以,两电流表的示数𝐼1=𝐼2,故AC错误; 又因𝑅1>𝑅2,
所以,由𝐼=𝑅的变形式𝑈=𝐼𝑅可知,𝑈3>𝑈1,故B错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,𝑈2=𝑈1+𝑈3,故D正确。
𝑈
故选:D。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电路串并联的不变和电表所测电路元件的判断。
6.答案:D
解析:解:
A、装置中一个5𝛺的电阻与两个5𝛺的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即𝐼右=𝐼左,两个5𝛺的电阻并联,根据并联电路的电流特点知𝐼右=𝐼1+𝐼2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,𝐼1=𝐼2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半;两容器中电阻丝的阻值相等,但通过它们的电流不同,这是探究电流产生的热量与电流的关系,不是探究电流产生的热量与电阻的关系,故A错误;
B、右侧容器上方电阻与下方的5欧姆的电阻并联,这样做的目的时控制电阻相同,通过左右两个电阻的电流不同,故B错误;
C、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化,即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少,故C错误; D、若将右侧的两个电阻并联都放入容器中,把右侧的电阻看做一个整体,根究并联电路的电阻关系可知,其电阻为5𝛺×2=2.5𝛺,此时左侧电阻和右侧电阻是串联的,则电流和通电时间都是相同的,根据焦耳定律的公式𝑄=𝐼2𝑅𝑡可知,电流、通电时间相同,热量与电阻大小成正比,则产生的热量比值为𝑄1:𝑄2=5𝛺:2.5𝛺=2:1,故D正确。 故选:D。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。 (1)探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;
(2)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但空气温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,体现的是转换思想。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用,同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握,难度较大。
1
7.答案:A
解析:解:A、三孔插座左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。图中左右孔火线和零线接反了,接线错误。
B、两孔插座,左孔接零线,右孔接火线。接线正确。 C、火线首先进开关,再入灯泡,与灯串联,接线正确。 D、电灯与控制开关串联,并接到开关与零线之间。接线正确。 故选:A。
(1)两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线。
(2)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。
(3)电灯的接法:火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。 (1)掌握家庭电路的火线、零线、地线之间的电压。 (2)掌握各用电器之间和插座之间连接方式。 (3)掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法。
8.答案:C
解析:解:A、磁场是客观存在,磁感线不是真实存在的,故A错误;
B、地磁的南北极和地理的南北极是相反的,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,存在着磁偏角,故B错误;
C、影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈的匝数,可以通过调节电流大小来控制,故C正确;
D、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现电磁感应现象,故D错误。 故选:C。
(1)磁感线是不存在的,是为了研究方便假象的一些有方向的曲线;
(2)地磁的南北极和地理的南北极是相反的,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,存在着磁偏角;
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈的匝数,电流越大,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强;
(4)奥斯特发现了电流的磁效应。
此题考查了磁场、磁感线、地磁场的理解和影响电磁铁磁性强弱的因素,电流的大小和线圈的匝数均可以影响电磁铁的磁性。
9.答案:B
解析:
从电路图可以看出,两电阻串联,电压表测量电阻𝑅2两端的电压,根据欧姆定律可求电路的电流;再利用公式𝑈=𝐼𝑅求出电源电压。
2
电路电流:𝐼=𝐼2=𝑅=8𝛺=0.5𝐴;
2
𝑈4𝑉
电源电压:𝑈=𝐼(𝑅1+𝑅2)=0.5𝐴×(7𝛺+8𝛺)=7.5𝑉; 故ACD不正确,B正确。 故选B。
10.答案:A
解析:解:读图可知,两灯泡串联,当S闭合后,两个灯不发光,电流表的指针几乎不动,说明电路是开路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为灯泡𝐿1发生了断路。 故选:A。
S闭合后,两个灯不发光,电流表的指针几乎不动,说明电路是开路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连。
本题考查了根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障,电流表示数为零说明故障是开路,电压表有示数,说明开路在电压表的两接线柱之间。
11.答案:D
解析:解:A、∵电阻𝑅1消耗的功率先后可分别写作: 𝑃1=
2𝑈1
𝑅1
=12𝑊,𝑃1′=
(𝑈1′)2𝑅1
=108𝑊,
∴𝑈1′=3𝑈1
∴电源电压𝑈=𝑈1′=3𝑈1 又∵𝑅1、𝑅2接到同一电源上,
∴第一种以串联方式连接;第2次以并联方式连接,即
∵串联方式连接;𝑈=𝑈1+𝑈2, ∴𝑈2=𝑈−𝑈1=3𝑈1−𝑈1=2𝑈1, ∵串联电路中电流处处相等, ∴根据欧姆定律得:
𝑅1𝑅2
1
=𝑈1=2𝑈=2,故A错误;
2
1
𝑈𝑈1
B、由𝑃=𝐼2𝑅可知:𝐼1:𝐼1′=√1:√
𝑅1
𝑈
𝑈
𝑃
𝑃1′𝑅1
=√𝑃1:√𝑃1′=√12𝑊:√108𝑊=1:3,故B错误;
C、并联时,总电流为𝑅+𝑅=9𝐴---------------①
1
2
电阻𝑅1消耗的功率为𝑃1′=
𝑅
1
𝑈2𝑅1
=108𝑊---------②
∵𝑅1=2,∴𝑅2=2𝑅1----------------③
2
解得:𝑅1=3𝛺,𝑅2=6𝛺,𝑈=18𝑉,故C错误; (2)第一种连接时: 𝑃2=
2𝑈2
𝑅2
=
(2𝑈1)2𝑅2
=
24𝑈1
𝑅2
,
第二种连接时: 𝑃2′=∴
𝑃2
2
𝑈2𝑅24
=
(3𝑈1)2𝑅2
=
29𝑈1
𝑅2
,
=,故D正确. 𝑃′9
故选D. (1)根据𝑃=
𝑈2𝑅
表示出两种情况下𝑅1消耗的电功率,然后求出𝑅1两端的电压关系,根据并联电路的电
压特点可知电源的电压,进一步可知两种连接方式,根据串联电路的电压特点求出串联时𝑅2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出两电阻的阻值关系,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出并联时电路中的总电流,连接等式即可求出两电阻的阻值; (2)根据两种情况下𝑅1消耗的电功率,利用𝑃=𝐼2𝑅得出𝑅1中两次电流比;
(3)根据并联时𝑅1消耗的电功率,和总电流为9A,利用𝑃=𝐼2𝑅和𝑅1与𝑅2的电阻关系即可求出电源电压;
(4)已知𝑅2两端的电压,根据𝑃=
𝑈2𝑅
表示出𝑅2消耗的电功率,进一步得出两次功率之比.
本题考查电阻和电压、电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是判断出两种情况下电路的连接,再根据电路的连接方式进行解题.
12.答案:AC
解析:解:A、甲装置中没有电源,即线圈转动时,电路中就会产生感应电流,即电磁感应现象,该过程是将机械能转化为电能的过程,故正确;
B、磁体周围存在着磁场,磁场是存在的,磁感线是假想的,是不存在的,故错误;
C、该实验是奥斯特实验,即说明通电导线周围存在着磁场,且磁场的方向与电流的方向有关,磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断,故正确;
D、丁实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是依据此原理制成的,故错误; 故选:AC。
据所学电和磁的知识,对下面的各个选项逐个分析即可判断。
物理学是以观察和实验为主的实验学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
13.答案:ABD
解析:
串联电路的电流处处相等,并联电路各支路电压相等,用电压表和电流表,直接或间接测量电压和电流,根据欧姆定律求得𝑅𝑥电阻。
利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流,然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值。
A. 开关S闭合时,𝑅0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量𝑅𝑥两端的电压; 根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出𝑅0两端的电压,根据𝐼=𝑅求出通过𝑅0的电流,根据串
𝑋
联电路电流处处相等,通过𝑅𝑥电流等于通过定值电阻电流𝐼𝑥=𝐼0,根据𝐼𝑋=𝑅可求出𝑅𝑥电阻,故A
𝑋
𝑈
𝑈
正确;
B. 由电路图可知,当S断开时,电路为𝑅0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时𝑅0、𝑅𝑥并联,电流表测干路电流,因通过𝑅0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过𝑅𝑥的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出𝑅𝑥阻值,故B正
确;
C. 开关S闭合时,𝑅𝑥短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,不能计算出𝑅𝑥的值.故C错误;
D. 由电路图可知,当开关S闭合时,电路为𝑅0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出𝑅𝑥阻值,故D正确。 故选ABD。
14.答案:6;6
解析:解:
由𝐼=𝑅可得,电阻的阻值: 𝑅=
𝑈𝐼𝑈
=
3𝑉0.5𝐴
=6𝛺,
因为电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以它两端电压变为0V,导体的电阻仍为6𝛺不变. 故答案为:6;6.
(1)已知电阻两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出电阻的阻值;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关.
本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目.
15.答案:4.32×104 0.55 6 1500
解析:
由额定功率和通电时间求出启动1次的耗电量;由额定电压和额定功率求出额定电流;由启动1次的耗电量和24h的耗电量求出24h启动的次数,次数乘以启动1次的时间得出24h内工作的时间;由启动1次表盘转动的圈数,求出电能表每消耗1度电,电能表转盘转的圈数。
(1)从冰箱铭牌上搜寻有用的额定电压、额定功率,计算额定电流,利用通电时间计算消耗的电能。 (2)利用铭牌上的24h耗电量和启动1次的耗电量求出启动次数,利用启动1次的时间求出24h内实
际工作时间。
(3)利用电能表的每消耗1度电,电能表转盘转动的圈数,求耗电量,根据耗电量和实际转动的圈数求电能表的每消耗1度电,电能表转盘转动的圈数,实质是相同的。
冰箱启动1次的时间𝑡=6𝑚𝑖𝑛=360𝑠,额定功率𝑃=120𝑊,额定电压𝑈=220𝑉, 冰箱启动1次的耗电量:𝑊=𝑃𝑡=120𝑊×360𝑠=4.32×104𝐽, 𝐼=𝑈=
𝑃
120𝑊220𝑉
≈0.55𝐴,
冰箱24h耗电量0.72𝑘𝑊⋅ℎ=2.592×106𝐽, ∴冰箱24h启动的次数:4.32×104𝐽=60次, 冰箱启动1次的时间𝑡=6𝑚𝑖𝑛=0.1ℎ, ∴冰箱24h实际工作时间为0.1ℎ/次×60次=6ℎ, ∴每消耗1度电,电能表转盘转的圈数:𝑛=1500圈。
故答案为:4.32×104;0.55;6;1500。
4.32×104𝐽18圈
2.592×106𝐽
=
3.6×106𝐽
𝑛
,
16.答案:9×104
解析:解:由600𝑟/(𝑘𝑊⋅ℎ)可知,电能表的表盘转15r消耗的电能: 𝑊=
15600
𝑘𝑊⋅ℎ=
15600
×3.6×106𝐽=9×104J.
故答案为:9×104.
600𝑟/(𝑘𝑊⋅ℎ)的含义是:电路中每消耗1𝑘𝑊⋅ℎ的电能,表盘转600r,可求出表盘转了15r消耗的电能.
本题考查了对电能表参数的意义的理解以及消耗电能的计算,关键是理解电能表参数的物理意义.
17.答案:10 15 0.6 2.7
解析:解:当𝑈=3𝑉时,𝐼甲=0.3𝐴,𝐼乙=0.6𝐴 则𝑅甲=𝐼=0.3𝐴=10𝛺,𝑅乙=𝐼=0.6𝐴=5𝛺
甲
乙
𝑈3𝑉𝑈3𝑉
𝑅总=𝑅甲+𝑅乙=10𝛺+5𝛺=15𝛺 𝐼串=
𝑈′9𝑉==0.6𝐴 𝑅总15𝛺𝐼并=
𝑈′𝑅总′
=
9𝑉
10𝛺×5𝛺10𝛺+5𝛺
=2.7𝐴。
故答案为:10,15,0.6,2.7。
从图象上读出一组电压值和电流值,根据𝑅=𝐼即可求出甲和乙的阻值;再根据串联电路总电阻和分电阻的关系即可求出总电阻;利用𝐼=𝑅即可求出电路中的电流。 知道串并联电路总电阻与分电阻的关系,会灵活应用欧姆定律进行计算。
𝑈
𝑈
18.答案:1800
解析:解:电流产生的热量:
𝑄=𝐼2𝑅𝑡=(0.6𝐴)2×50𝛺×100𝑠=1800𝐽. 故答案为:1800.
知道通过电阻丝的电流、电阻丝的阻值和通电时间,根据焦耳定律公式𝑄=𝐼2𝑅𝑡求出电流产生的热量.
本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握,只要记住公式𝑄=𝐼2𝑅𝑡即可正确解答,属于基础性题目,比较简单.
19.答案:6;20
解析:解:
(1)当开关S接1时,电路为𝑅1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流, 由电压表的示数可知,电源电压𝑈=6𝑉,此时电路中的电流𝐼=0.6𝐴, 由𝐼=𝑅可得,电阻𝑅1的阻值: 𝑅1=
𝑈𝐼𝑈
=0.6𝐴=10𝛺;
6𝑉
(2)将开关S接2时,𝑅1与𝑅2串联,电流表测电路中的电流, 此时电路中的总电阻变大,电路中的电流变小, 由电流表的示数变化了0.4𝐴可知,此时电路中的电流: 𝐼′=𝐼−0.4𝐴=0.6𝐴−0.4𝐴=0.2𝐴, 则电路中的总电阻: 𝑅=𝐼′=0.2𝐴=30𝛺,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
𝑈
6𝑉
所以,电阻𝑅2的阻值:
𝑅2=𝑅−𝑅1=30𝛺−10𝛺=20𝛺。 故答案为:6;20。
(1)当开关S接1时,电路为𝑅1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,根据电压表的示数可知电源的电压,根据欧姆定律求出电阻𝑅1的阻值;
(2)将开关S接2时,𝑅1与𝑅2串联,电流表测电路中的电流,根据电流表示数的变化求出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电阻𝑅2的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,正确的判断开关S接2时电路中的电流是关键。
20.答案:最大 保护电路 0.26 9.6
解析:解:
(1)滑片P向右端移动时灯的亮度变暗,即电流小,电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中, 灯的额定电压为2.5𝑉<3𝑉,故电压表选用小量程与灯并联,如下图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器连入电路的阻值为最大值,此时电路中的电流最小,这样做的目的是保护电路。
(3)由图丙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02𝐴,灯的电流为0.26𝐴, 由欧姆定律,此时灯丝的电阻为:𝑅=
𝑈𝐼
=0.26𝐴≈9.6𝛺。
2.5𝑉
故答案为:(1)如上;(2)最大;保护电路;(3)9.6。
(1)根据滑片P向右端移动时灯的亮度变暗确定变阻器左下接线柱连入电路中,则灯的额定电压为2.5𝑉确定电压表选用小量程与灯并联,据此连接实物图;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路的阻值为最大值; (3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出此时灯丝的电阻。
本题是探究小灯泡的电阻是否固定不变实验,考查电路连接、注意事项、电流表读数和电阻计算等,属于基础性题目,难度不大。
21.答案: ;小灯泡断路;B;2.2;A;0.625;小灯泡实际电功率太
小
解析:解:(1)灯泡正常发光时的电流𝐼=𝑅=阻器和电流表串联,如下图:
𝑈
2.5𝑉12𝛺
=0.21𝐴,所以电流表选用0~0.6𝐴量程;滑动变
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,所以出现故障的原因是小灯泡断路;
电源电压𝑈=6𝑉,灯泡正常工作时,灯泡额定电压:𝑈灯=2.5𝑉,滑动变阻器两端电压:𝑈滑=6𝑉−2.5𝑉=3.5𝑉,
滑动变阻器连入阻值𝑅滑=
𝑈滑𝐼
=
3.5𝑉0.21𝐴
≈16.7𝛺,所以应选50𝛺 0.5𝐴的滑动变阻器;
(3)由图乙,电压表使用0−3𝑉量程,分度值0.1𝑉,示数为2.2𝑉,要测量小灯泡的额定功率,需增大灯泡电压,根据串联电路的分压原理,应减小滑动变阻器连入阻值,即向A端移动;
由丙图象可知,电压为2.5𝑉时的电流为0.25𝐴,所以小灯泡的额定功率𝑃=𝑈额𝐼额=2.5𝑉×0.25𝐴=0.625𝑊;
根据灯泡的亮度由实际功率决定,由图象知,当灯泡两端电压小于0.5𝑉时,电流为0.1𝐴,由𝑃=𝑈𝐼知灯泡实际功率非常小,所以灯泡不发光.
故答案为:(1)如上图;(2)小灯泡断路;B;(3)2.2;A;0.625;小灯泡实际电功率太小. (1)实物连接注意量程的选择,正负接线柱,滑动变阻器的下接线柱的选择;
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路了;电压表的指针有示数,说明电压表通过电流表和滑动变阻器与电源两极相连,由此分析故障的原因;
由𝐼=𝑅计算灯泡正常发光的电流,滑动变阻器与灯泡串联.根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的电阻;
(3)读出电压表示数,根据串联电路的分压原理分析滑片的移动方向; 读出额定电压下的电流,根据𝑃=𝑈𝐼求出额定功率; 灯泡亮度由实际功率决定,由此分析解答.
本题考查了滑动变阻器规格的选择、实物连接、故障分析、功率计算等.利用电压表、电流表判断电路故障时,要知道电流表无示数原因:电路中有断路现象;电压表无示数原因:与电压表并联部分短路或与电压表并联以外的部分断路.
𝑈
22.答案:解:
(1)电路图如下所示:
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路,把电压表接在𝑅0两端,闭合开关,电压表的示数为𝑈0; ②断开开关,把电压表接在𝑅𝑥两端,闭合开关,电压表的示数为𝑈𝑥。
0
(3)由欧姆定律,电路中的电流:𝐼=𝑅,由欧姆定律,待测电阻表达式:
0
𝑈
𝑅𝑥=
𝑈𝑋𝐼
=
𝑈𝑋𝑈0
×𝑅0。
故答案为:(1)如上;
(2)①按照电路图连接电路,把电压表接在𝑅0两端,闭合开关,电压表的示数为𝑈0; ②断开开关,把电压表接在𝑅𝑥两端,闭合开关,电压表的示数为𝑈𝑥。 (3)𝑅𝑥=
𝑈𝑋𝑈0
×𝑅0。
解析:测电阻的原理是:𝑅=𝐼,在没有电流表条件下,电压表和定值电阻起到测量电流的作用,故将电压表分别和已知电阻和待测电阻并联,根据串联电路的规律和欧姆定律求待测电阻。 本题考查设计实验方案测电阻的能力,难度中等。
𝑈
23.答案:解:(1)水吸收的热量:
𝑄吸=𝑐𝑚(𝑡−𝑡0)=4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)×1.5𝑘𝑔×(100℃−20℃)=5.04×105𝐽; (2)由𝑃=𝑡可得,持续正常加热5 min消耗的电能: 𝑊=𝑃𝑡=1800𝑊×5×60𝑠=5.4×105𝐽, 电热水壶的热效率: 𝜂=
𝑄吸𝑊
𝑊
×100%=
5.04×105𝐽5.4×105𝐽
×100%≈93%。
答:(1)水吸收的热量为5.04×105𝐽; (2)电热水壶的热效率为93%。
解析:(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式𝑄吸=𝑐𝑚(𝑡−𝑡0)求出水吸收的热量;
(2)根据𝑊=𝑃𝑡求出消耗的电能,利用𝜂=
𝑄吸𝑊
×100%求出电热水器的热效率。
本题是一道电学与热学的综合计算题,考查了热量的计算、电功的计算、电热水器热效率的计算,要注意区分哪些是有用能量(被水吸收的)、哪些是总能量(消耗的电能)。
24.答案:解:(1)当闭合𝑆1、断开𝑆2时,电路为𝑅1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由𝐼=𝑅可得,电源两端的电压: 𝑈=𝐼1𝑅1=0.6𝐴×10𝛺=6𝑉;
(2)当𝑆1、𝑆2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流, 则电路中的总电阻: 𝑅=
𝑈𝐼𝑈
=0.9𝐴=
6𝑉203
𝛺,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,𝑅=𝑅+𝑅,即20𝛺=10𝛺+𝑅2,
1
2
3111
111
解得:𝑅2=20𝛺;
(3)当𝑆1、𝑆2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,电路消耗的总功率P: 𝑃=𝑈𝐼=6𝑉×0.9𝐴=4.5𝑊。 答:(1)电源两端的电压为6V; (2)电阻𝑅2阻值为20𝛺;
(3)电路消耗的总功率P是4.5𝑊。
解析:(1)当闭合𝑆1、断开𝑆2时,电路为𝑅1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源两端的电压;
(2)当𝑆1、𝑆2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的并联求出电阻𝑅2阻值;
(3)当𝑆1、𝑆2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据𝑃=𝑈𝐼可求电路消耗的总功率P。 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为常见的应用题。
25.答案:解:(1)由图知,只闭合开关𝑆1、𝑆3,两电阻并联,
电流表测干路电流,即𝐼=0.5𝐴,
由欧姆定律通过𝑅1的电流:𝐼1=𝑅=20𝛺=0.3𝐴,
1
𝑈6𝑉
根据并联电路的电流关系得:通过𝑅2的电流:𝐼2=𝐼−𝐼1=0.5𝐴−0.3𝐴=0.2𝐴, 由欧姆定律得:𝑅2=𝐼=0.2𝐴=30𝛺,
2
𝑈6𝑉
(2)只闭合开关𝑆1、𝑆3时,两电阻并联, 由(1)得𝐼2=0.2𝐴,
(3)由图知,只闭合开关𝑆2时,两电阻串联,电流表测电路中电流, 由串联电路的特点和欧姆定律可得,电流表的示数: 𝐼′=𝑅
𝑈
1+𝑅2
=20𝛺+30𝛺=0.12𝐴;
6𝑉
只闭合开关𝑆2时,由串联电路的电流特点知,通过电阻𝑅2的电流𝐼′2=𝐼′=0.12𝐴, 由欧姆定律可得𝑅2两端的电压: 𝑈2′=𝐼′2𝑅2=0.12𝐴×30𝛺=3.6𝑉。 答:(1)𝑅2的电阻值为30𝛺;
(2)只闭合开关𝑆1、𝑆3时,通过𝑅2的电流为0.2𝐴; (3)只闭合开关𝑆2时电阻𝑅2两端的电压为3.6𝑉。
解析:本题考查了串联、并联电路特点和欧姆定律的应用,关键是正确分析开关在不同状态电路的连接方式和电流表的作用。
(1)只闭合开关𝑆1、𝑆3,两电阻并联,电流表测干路电流,由欧姆定律计算通过𝑅1的电流,再由并联电路的电流关系计算通过𝑅2的电流,最后由欧姆定理得到𝑅2的电阻值;
(2)由(1)得只闭合开关𝑆1、𝑆3时通过𝑅2的电流;
(3)只闭合开关𝑆2时,两电阻串联,由串联电路特点和欧姆定律计算电流表的示数;由欧姆定律计算只闭合开关𝑆2时电阻𝑅2两端的电压。
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