湖北省襄阳市宜城市2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷(解析版)
一、单项选择题:(每小题2分,共24分)
1.(2分)如图所示,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥( )
A.物件一定带负电
B.物件一定不带电
C.小液滴可能不带电
D.小液滴一定带同种电荷
2.(2分)中美贸易战,启发我们要重视芯片的自主研发,不能错过芯片国产替代的良机。芯片是指含有集成电路的硅片( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
3.(2分)通常情况下,下列都属于导体的一组物质是( )
A.铁、铜、大地、食盐水 B.铝、石墨、陶瓷、铅
C.水银、锡箔、橡胶、镍 D.铜、塑料、人体、黄金
4.(2分)新交通法规于2013年1月1日施行,驾驶员不系安全带记3分,罚100元。汽车上设置了“安全带指示灯”,相当于闭合开关,指示灯不亮,相当于断开开关,指示灯发光。图中符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)如图所示是一种调节收音机音量兼开关的调节器(也叫电位器)的示意图,若要使收音机工作时的音量最小( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
6.(2分)教室里装有多盏电灯,上晚自习时,我们每多开一盏电灯时( )
A.总电阻增大 B.总电阻减小
C.总电压增大 D.总电流不变
7.(2分)如图所示的几种用电器工作时,以电能转化成内能为应用目的( )
A. 电视机 B. 电动自行车
C. 抽油烟机 D. 电烤箱
8.(2分)小强利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1h内,那么这个用电器是( )
A.LED电视机 B.台式计算机
C.家用空调 D.电冰箱
9.(2分)如图所示的四个灯泡的连接方式是( )
A.四灯串联
B.L1、L2、L3并联,再与L4串联
C.四灯并联
D.L2、L3、L4并联,再与L1串联
10.(2分)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,当开关S闭合后,电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,对于此电路可能故障的判断( )
A.灯L短路 B.滑动变阻器R2断路
C.灯L断路 D.定值电阻R1断路
11.(2分)图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具,用于材料涂胶。它的内部有2只相同的PTC(正温度系数)加热元件,扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关S同时掷向A、B,松开扳机,联动开关S同时掷向B、C.单只PTC元件的电阻随温度的变化如图所示。关于PTC元件的工作情况( )
A.扣动扳机,两只PTC元件串联在电路中
B.松开扳机,只有一只PTC元件接入电路
C.松开扳机,当温度为80℃时,电路消耗的电功率为55W
D.扣动扳机,当温度为180℃时,1min电路消耗的电能为4800J
12.(2分)如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端。挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,则( )
A.不挂物体时,电压表示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
二、填空题(每空1分,共13分)
13.(2分)我国古人通过仔细观察,准确地记述了雷电对不同物质的作用。《南齐书》中有对雷击的详细记述:“雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,而窗户不异也”。“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于 ,强大的放电电流通过佛面的金属膜,金属被熔化。“而窗户不异也”是因为窗户为木制,木头属于 ,所以仍保持原样。
14.(3分)小薇在网上购得一个可变方位LED手电,如图,它由电池,工作时每粒灯珠都正常发光且电压都为1V。为探究三粒灯珠的连接方式,小薇从正在发光的手电筒中取下其中一粒灯珠,则手电筒中三粒灯珠是 联的,手电筒正常工作时通过三粒灯珠的电流 (选填“相等”或“不相等”),手电筒电池的电压为 V.
15.(1分)如图所示的电路,电源电压为U,开关闭合后,需要检测的有:电源、开关、小灯泡和3根导线。若只有一处存在故障,开关闭合时,则故障为 。
16.(4分)如图1所示为一种常见的电热油汀取暖器,工作简化电路如图2所示,它有高、中、低三个挡位,其中R1、R2、R3均为电热丝。
额定电压 220V 额定频率 50Hz
加热片数 11 挡位选择 三挡调节
额定功率2000W/1210W/800W
(1)当取暖器以高温挡工作时,开关应连接 (选填“0、1”“1、2”“2、3”或“3、4”)。
(2)取暖器处于中档时,电路中的电流为 A;电热丝R2的阻值为 Ω。
(3)某次取暖器使用高挡和低挡共消耗电能5.6kW h,已知高挡正常工作时间为1h,则低挡正常工作时间为 h。
17.(3分)如图甲所示是某电器中的一个电路,R是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,R0为定值电阻。闭合开关电路工作时,随着工作环境温度的升高,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);电路消耗的电功率的表达式P= (用题中所给字母表示);已知当温度为40℃时,定值电阻与热敏电阻的阻值相等,定值电阻R0先后消耗的电功率之比是 。
三、作图与实验探究题(每图3分,每空1分,共23分)
18.(3分)小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡),台灯开关和灯泡用S2、L2表示,当只闭合S2时,台灯不发光;当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2都闭合,台灯也能发光,在下面方框内补画出该电路的电路图。
19.(4分)如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是 的(填“相同”或“不相同”)。
(2)表是某同学实验中的二组数据:指出表格所记录的数据中,明显错误的数值是 ,造成错误的原因是 。
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光 。
A.通过灯泡的电流小
B.灯泡的灯丝断了
C.灯丝的电阻小
D.小灯泡靠近负极
20.(4分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图1所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
实验小组 L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1 1.4 3.1 4.5
2 3.0 1.3 4.4
3 1.1 1.7 2.9
4 1.8 1.2 3.0
(2)小强根据图1连接好电路,闭合开关,电压表示数如图2所示,接下来他应该 。
(3)测出L1两端的电压后,小强断开开关,准备拆下电压表,小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可 。
(4)测量完成后,进行小组交流讨论,如表选录了四个小组的数据,请说明理由。
答: 。
21.(5分)如图甲为小俊和小红在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,则电路可能出现的故障是 。
(3)排除故障后,测量出的数据如表,请在图乙的坐标纸中描点画出I﹣U图像。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.08 0.16 0.30 0.32 0.40 0.48
(4)小俊和小红分析图像后得出了结论,为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数 (选填“小俊”或“小红”)的方案。
(5)他们发现另外一组的同学画出的图像(如图丙)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。
22.(7分)小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用电源为两节干电池,小灯泡上标有“2.5V”字样。请完成下列问题:
物理量次数 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度
1 0.5 0.18 不亮
2 2.0 0.30 较亮
3 2.5 0.32 很亮
4 2.8 0.35 特别亮
(1)如图是小强同学连接的错误电路,在应改动的一根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,这个故障可能是: 。
(3)排除故障后继续实验,小强进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。请你分析第1次实验中小灯泡不亮的原因是: 。
(4)由表格中的数据可知,小灯泡的额定功率为 W;且小灯泡的亮度是由它的 决定的。
(5)通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现,即: 。
四、应用与创新题(第23题4分,第24题6分,共计10分)
23.(4分)如图甲为一只家用电吹风,它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
额定电压 220V
热风功率 1250W
冷风功率 40W
(1)如图乙为电吹风的内部电路简图,通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能,电热丝应该接在图中 (选填“A”或“B”)位置。
(2)该电吹风的部分参数如上表,电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流是多少?(保留两位小数)
24.(6分)小明对家中的豆浆机非常感兴趣,于是,他收集了如下信息:如图甲是豆浆机的工作原理图,额定功率P1=200W;R1是加热电阻。额定功率P2=1100W.图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息,请你根据信息解答以下问题;
(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流;
(2)豆浆机加热电阻的阻值;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能;
(4)一天晚上做豆浆时,小明对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑,经测算此时豆浆机两端实际电压只有198V,并分析产生这种情况的可能原因。
参考答案与试题解析
一、单项选择题:(每小题2分,共24分)
1.(2分)如图所示,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥( )
A.物件一定带负电
B.物件一定不带电
C.小液滴可能不带电
D.小液滴一定带同种电荷
【分析】(1)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)带电体能够吸引轻小物体。
【解答】解:喷枪喷出的涂料小液滴相互排斥而散开,所以带同种电荷;
涂料小液滴被喷涂的物件吸引,物件有两种可能:①与涂料小液滴带异种电荷;②不带电;
综上分析,D正确。
故选:D。
【点评】本题要求同学们知道静电喷漆的工作原理,了解物理学在实际生活中的运用。
2.(2分)中美贸易战,启发我们要重视芯片的自主研发,不能错过芯片国产替代的良机。芯片是指含有集成电路的硅片( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【分析】半导体是指导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,常见的半导体有:锗、硅、砷化镓等。
【解答】解:芯片的主要材料一一硅,它是半导体,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查半导体的应用,属于基础知识。
3.(2分)通常情况下,下列都属于导体的一组物质是( )
A.铁、铜、大地、食盐水 B.铝、石墨、陶瓷、铅
C.水银、锡箔、橡胶、镍 D.铜、塑料、人体、黄金
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解:
A、铁、铜、大地,铁和铜是金属;大地属于导体,属于导体;
B、铝、石墨、铅中;故B错误;
C、水银、橡胶,橡胶是很好的绝缘体;
D、铜、塑料、黄金中;故D错误;
故选:A。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
4.(2分)新交通法规于2013年1月1日施行,驾驶员不系安全带记3分,罚100元。汽车上设置了“安全带指示灯”,相当于闭合开关,指示灯不亮,相当于断开开关,指示灯发光。图中符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意知,未系好安全带时指示灯亮,系好安全带灯泡不亮,说明开关断开指示灯亮,否则灯泡不亮即被短路了。
【解答】解:由题意知,指示灯与S并联,即电路中必须串联一个保护电阻;
结合选项可知B符合题意,A闭合开关,C不管开关是否闭合,D指示灯与开关串联了。
故选:B。
【点评】本题利用了对用电器短路时,用电器将不工作设计电路,注意不能出现对电源短路的情况,电阻是保护电阻,可使电路对电源不被短路。
5.(2分)如图所示是一种调节收音机音量兼开关的调节器(也叫电位器)的示意图,若要使收音机工作时的音量最小( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【分析】要使音量减小,则电路中的电流变小,电路中的电阻变大,电阻线的长度应变长。
【解答】解:滑片P应置于图中的b点,电阻线被连入电路中的长度最长,电路中的电流最小、C、D的
说法不正确。
故选:B。
【点评】本题的解题关键是知道连入电路中的电阻线越长,电路中的电阻越大,电流越小,音量越小。
6.(2分)教室里装有多盏电灯,上晚自习时,我们每多开一盏电灯时( )
A.总电阻增大 B.总电阻减小
C.总电压增大 D.总电流不变
【分析】家庭电路是并联电路,并联电路中,支路越多,总电流越大,总电阻会越小,并联电路两端的电压不变。
【解答】解:A、B、每多开一盏灯,相当于增加了原来的横截面积,故A错误;
C、家庭总电压保持220V不变;
D、每多开一盏灯,增加了一个电流,总电流增大。
故选:B。
【点评】本题考查了并联电路的电压、电流、电阻特点和电功率公式的应用,知道家庭电路的连接方式和电路的电压220V不变是关键。
7.(2分)如图所示的几种用电器工作时,以电能转化成内能为应用目的( )
A. 电视机 B. 电动自行车
C. 抽油烟机 D. 电烤箱
【分析】①电流做功的过程,实际上就是个能量转化的过程,从电能转化成其它形式的能。
②知道常见的用电器的能量的转化。
【解答】解:电动自行车、抽油烟机把电能转化为机械能,电烤箱把电能转化为内能。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对:电流做功的实质的了解和掌握,是一道基础题。
8.(2分)小强利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1h内,那么这个用电器是( )
A.LED电视机 B.台式计算机
C.家用空调 D.电冰箱
【分析】由题干信息计算出电功率,根据实际选择符合的用电器。
【解答】解:已知时间t=1h,消耗的电能W=1.2kW h==1.2kW,故选C。
所以选C。
【点评】考查对电功率的理解和电功率的计算。
9.(2分)如图所示的四个灯泡的连接方式是( )
A.四灯串联
B.L1、L2、L3并联,再与L4串联
C.四灯并联
D.L2、L3、L4并联,再与L1串联
【分析】根据以下知识分析电路图,找出灯泡的连接方式答题:
(1)电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,并联的各电路元件互不影响;
(2)电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,串联的各电路元件相互影响。
【解答】解:由电路图知,图中四个灯泡中1、L2、L6先并联,
然后再与L4串联,等效电路图如图所示;
。
故选:B。
【点评】本题考查了灯泡连接方式的判断,准确判断各电路元件的连接方式是一项基本能力,是正确解电学题的前提与关键,要掌握。
10.(2分)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,当开关S闭合后,电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,对于此电路可能故障的判断( )
A.灯L短路 B.滑动变阻器R2断路
C.灯L断路 D.定值电阻R1断路
【分析】由电路图知,灯泡、滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,其中电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的总电压。
闭合开关,灯泡不亮,原因有二:灯泡短路或其它串联部分断路。
【解答】解:
A、如果灯泡短路,电压表测量电源电压指针偏转,不符合题意;
B、如果滑动变阻器断路,不能发光。此选项正确;
C、如果灯泡断路,灯泡不亮。此选项错误;
D、如果定值电阻断路,不能发光。此选项正确。
故选:C。
【点评】用电压表检验电路故障时,将电压表与用电器并联,电压表有较大示数(接近电源电压),此处用电器断路或与之串联的用电器短路;电压表无示数,此处用电器短路或与之串联的用电器断路。
11.(2分)图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具,用于材料涂胶。它的内部有2只相同的PTC(正温度系数)加热元件,扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关S同时掷向A、B,松开扳机,联动开关S同时掷向B、C.单只PTC元件的电阻随温度的变化如图所示。关于PTC元件的工作情况( )
A.扣动扳机,两只PTC元件串联在电路中
B.松开扳机,只有一只PTC元件接入电路
C.松开扳机,当温度为80℃时,电路消耗的电功率为55W
D.扣动扳机,当温度为180℃时,1min电路消耗的电能为4800J
【分析】(1)分别判断出扣动扳机和松开扳机时,两个加热元件的连接方式,就能判断A、B两个选项的正误;
(2)根据对应的连接方式,结合单只PTC元件的电阻随温度的变化的图象,根据相关的温度读出相应的电阻值,用P=计算出电功率,用W=t计算出消耗的电能。
【解答】解:(1)扣动扳机时,联动开关S同时掷向A、B
两只PTC元件并联在电路中,当温度为180℃时,R1=R2=1210Ω,
∴5min电路消耗的电能:W=t+×60s+
故A选项错误,D选项正确。
(2)松开扳机时,联动开关S同时掷向B、C
两只PTC元件串联在电路中,当温度为80℃时,R1=R2=880Ω,
∴电路消耗的电功率:P===27.5W
故B、C选项错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式的掌握和运用,能读懂电路图中开关对元件的控制作用,是解决本题的关键,考查了学生的读图分析能力。
12.(2分)如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端。挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,则( )
A.不挂物体时,电压表示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
【分析】由图知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、不挂物体时,变阻器连入电路的电阻为0,据此分析;
B、所挂物体越重,变阻器连入电路的电阻越大,总电阻越大,由欧姆定律分析电路中电流的变化;
C、所挂物体越轻,变阻器连入电路的电阻越小,总电阻越小,由欧姆定律分析电路中电流的变化,根据P=UI分析电路消耗的总功率;
D、所挂物体重量发生变化时,变阻器连入电路的电阻变化,由欧姆定律分析电压表示数与电流表示数的比值的变化。
【解答】解:
由图知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测变阻器R6两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、不挂物体时2最上端,变阻器连入电路的电阻为0,故A错误;
B、所挂物体越重,变阻器连入电路的电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流越小,故B错误;
C、同理可知,变阻器连入电路的电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,电路消耗的总功率越大;
D、所挂物体重量发生变化时;由欧姆定律可知,所以该比值会发生变化。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路的分析。
二、填空题(每空1分,共13分)
13.(2分)我国古人通过仔细观察,准确地记述了雷电对不同物质的作用。《南齐书》中有对雷击的详细记述:“雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,而窗户不异也”。“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于 导体 ,强大的放电电流通过佛面的金属膜,金属被熔化。“而窗户不异也”是因为窗户为木制,木头属于 绝缘体 ,所以仍保持原样。
【分析】容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;不容易导电的物体叫做绝缘体,如:橡胶、玻璃、塑料等。
【解答】解:金属膜容易导电,属于导体,属于绝缘体。
故答案为:导体;绝缘体。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的概念,属于基础题。
14.(3分)小薇在网上购得一个可变方位LED手电,如图,它由电池,工作时每粒灯珠都正常发光且电压都为1V。为探究三粒灯珠的连接方式,小薇从正在发光的手电筒中取下其中一粒灯珠,则手电筒中三粒灯珠是 串 联的,手电筒正常工作时通过三粒灯珠的电流 相等 (选填“相等”或“不相等”),手电筒电池的电压为 3 V.
【分析】串联电路中各用电器工作时相互影响;在串联电路中电流处处相等;根据串联电路的电压关系求出电源的电压。
【解答】解:当从正在发光的手电筒中取下其中一粒灯珠,发现另外两粒灯珠不亮,因此它们是串联连接;
由于串联电路中电流处处相等,因此手电筒正常工作时通过三粒灯珠的电流相等;
在串联电路中,电源电压等于各用电器两端的电压之和。
故答案为:串;相等;3。
【点评】本题考查学生在生活实践中物理知识的应用,应注意合理处理所给信息,灵活地选择物理规律和公式解答问题。
15.(1分)如图所示的电路,电源电压为U,开关闭合后,需要检测的有:电源、开关、小灯泡和3根导线。若只有一处存在故障,开关闭合时,则故障为 开关断路 。
【分析】在判断故障时,电压表的示数的变化很关键,若电压表有示数,说明电压表与电源能相通,若无示数,说明电压表与电源不能相通。
【解答】解:把电压表并联在5、6两端,说明开关发生了断路。
故答案为:开关断路。
【点评】本题考查了用电压表检测电路的故障。当电压表并联在某处时若有示数,说明此处开路或它处短路,若无示数,说明此处短路或它处开路。
16.(4分)如图1所示为一种常见的电热油汀取暖器,工作简化电路如图2所示,它有高、中、低三个挡位,其中R1、R2、R3均为电热丝。
额定电压 220V 额定频率 50Hz
加热片数 11 挡位选择 三挡调节
额定功率2000W/1210W/800W
(1)当取暖器以高温挡工作时,开关应连接 3、4 (选填“0、1”“1、2”“2、3”或“3、4”)。
(2)取暖器处于中档时,电路中的电流为 5.5 A;电热丝R2的阻值为 40 Ω。
(3)某次取暖器使用高挡和低挡共消耗电能5.6kW h,已知高挡正常工作时间为1h,则低挡正常工作时间为 4.5 h。
【分析】(1)分析电路图,利用串并联电路的特点和公式P=判定总功率的大小,据此判断出取暖器所处的挡位;
(2)已知中挡的额定功率,根据P=UI求出此时电路中的电流,利用P=可得电热丝R2的阻值;
(3)由P=算出高挡正常工作1h消耗的电能,用总电能减去高挡消耗的电能就是低挡正常工作时消耗的电能,由P=算出低挡正常工作的时间。
【解答】解:(1)由图知,当开关接1,R2、R3串联,总电阻最大知总功率最小;
当开关接2、5两触点时2工作,总电阻较大知总功率较小;
当开关接3、4两触点时,R1、R6并联,总电阻最小知总功率最大;
(2)由于P=UI知,取暖器处于中档时=5.6A;
由P=可得电阻R2的阻值为:
R3==40Ω;
(3)由P=得高挡正常工作5h消耗的电能为:
W高=P高t高=2000×10﹣3kW×1h=5kW h,
则低挡正常工作消耗的电能为:
W低=W总﹣W高=5.6kW h﹣4kW h=3.6kW h,
由P=可得低挡正常工作的时间为:
t低===4.5h。
故答案为:(1)3、4;(2)5.5;(3)4.5。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、电功率和电能的计算,在运用电功率公式时,要注意各物理量的单位要统一。
17.(3分)如图甲所示是某电器中的一个电路,R是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,R0为定值电阻。闭合开关电路工作时,随着工作环境温度的升高,电压表的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);电路消耗的电功率的表达式P= (用题中所给字母表示);已知当温度为40℃时,定值电阻与热敏电阻的阻值相等,定值电阻R0先后消耗的电功率之比是 9:16 。
【分析】(1)由图甲知两电阻是串联的,电压表测R两端电压。由图乙知热敏电阻的阻值随温度变化的情况,由串联电路特点和欧姆定律判断电压表示数变化,再由电功率公式表示出电路消耗的功率;
(2)由图乙读出 40℃时热敏电阻的阻值,从而得到定值电阻的阻值;再读数100℃时热敏电阻的阻值;由串联电路特点和电功率公式表示出先后R0先后消耗的电功率,从而得到功率比。
【解答】解:
(1)由图甲可知,两电阻是串联的0两端的电压。
由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关电路工作时,热敏电阻R的阻值减小;
电源电压U保持不变,欧姆定律可知电路中电流变大0两端电压变大,即电压表示数变大;
此时电路消耗的电功率:P=;
(2)由图乙知,当温度为40℃时热敏电阻的阻值R=200Ω,
由题知,此时定值电阻与热敏电阻的阻值相等0=R=200Ω,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流:
I===,
由图乙知,当温度为100℃时热敏电阻的阻值为R′=100Ω,
此时电路中的电流:
I′===,
由P=I2R可得定值电阻R3先后消耗的电功率之比:
====。
故答案为:变大;;9:16。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,能从图象中获取有用信息是解题的关键。
三、作图与实验探究题(每图3分,每空1分,共23分)
18.(3分)小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡),台灯开关和灯泡用S2、L2表示,当只闭合S2时,台灯不发光;当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2都闭合,台灯也能发光,在下面方框内补画出该电路的电路图。
【分析】根据开关的闭合情况和两灯泡的发光情况分析电路的连接方式和开关的位置,然后画出电路图。
【解答】解:由题意可知,当只闭合S2时台灯L2不发光,当闭合S2时指示灯L1发光,再闭合S2时台灯L3发光;如果指示灯L1损坏,S1和S2都闭合时台灯L2也能发光,说明指示灯和台灯工作时互不影响,且S1位于干路,S6位于L2支路,如图所示:
【点评】本题考查了串并联电路的设计,明确两灯的连接方式以及两开关的位置是关键。
19.(4分)如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是 不相同 的(填“相同”或“不相同”)。
(2)表是某同学实验中的二组数据:指出表格所记录的数据中,明显错误的数值是 1.5A ,造成错误的原因是 电流表接小量程却误按大量程读数了 。
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光 C 。
A.通过灯泡的电流小
B.灯泡的灯丝断了
C.灯丝的电阻小
D.小灯泡靠近负极
【分析】(1)为了使结果有代表性,应选用不同规格的灯泡做实验;
(2)第三个数据是错误的,是把量程读错了;
(3)串联电路中,各处电流相同,小灯泡是互相影响的,一只断路,另一只不能工作,但一只短路,另一只会更亮,从电功率过小的角度分析。
【解答】解:(1)应选用规格不相同的灯泡做几次实验,是为了让结果具有普遍性;
(2)串联电路中的电流各处应相等,故第三外数据:1.5A是错误的;
(3)A、两灯串联,故不是因为电流小。
B、若灯泡的灯丝断了,两灯应都不发光。
C、两个串联的小灯泡中,L8发光,L2不发光,说明电路是通的,根据P=UI=I2R知,可能灯丝的电阻小;
D、灯泡是否发光,故D错误。
故答案为:(1)不相同;(2)3.5A;(3)C。
【点评】本题考查了探究串联电路电流特点的实验的操作。注意电流表的量程的选择和正负接线柱要接正确,结果要有代表性,就要用不同的规格的电灯,多做几次实验。
20.(4分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图1所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
实验小组 L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1 1.4 3.1 4.5
2 3.0 1.3 4.4
3 1.1 1.7 2.9
4 1.8 1.2 3.0
(2)小强根据图1连接好电路,闭合开关,电压表示数如图2所示,接下来他应该 断开开关,将电压表换用较小量程重新做实验 。
(3)测出L1两端的电压后,小强断开开关,准备拆下电压表,小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可 不正确 。
(4)测量完成后,进行小组交流讨论,如表选录了四个小组的数据,请说明理由。
答: 合理,虽然实验数据存在差异,在每一组的电源是不同的情况下,依照每一组的测量数据在误差范围内仍然可以得出串联电路两端的电压等于各部分电压之和规律 。
【分析】(1)为了使结论具有普遍性实验中选用规格不相同的灯泡;
(2)使用电压表时,为减小误差,需选择合适的量程;
(3)根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反;
(4)根据表中数据分析得出结论。
【解答】解:(1)为使探究结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不相同的小灯泡;
(2)根据图8电压表所示情况可知,电压表指针偏转角度太小,所以接下来需要断开开关;
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,改装在B,小聪认为小明的操作太麻烦,这样做是不可以的,直接改接一端连线;
(4)用电压表分别测出L1两端电压、L2两端电压、串联总电压为U1、U2、U;根据表中数据有:
7.4V+3.2V=4.5V,
8.0V+1.8V=4.3V,
7.1V+1.2V=2.8V,
5.8V+1.7V=3.0V,
在误差允许的范围内,可得到串联电路的电压特点是串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。
故答案为:(1)不相同;(2)断开开关;(3)不正确,虽然实验数据存在差异,依照每一组的测量数据在误差范围内仍然可以得出串联电路两端的电压等于各部分电压之和规律。
【点评】该题考查学生对于“探究串联电路的电压关系”实验的理解和掌握,是中考的重点。
21.(5分)如图甲为小俊和小红在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,则电路可能出现的故障是 R断路 。
(3)排除故障后,测量出的数据如表,请在图乙的坐标纸中描点画出I﹣U图像。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.08 0.16 0.30 0.32 0.40 0.48
(4)小俊和小红分析图像后得出了结论,为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数 小红 (选填“小俊”或“小红”)的方案。
(5)他们发现另外一组的同学画出的图像(如图丙)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 电压表与滑动变阻器并联 。
【分析】(1)滑片向右滑动时电流表的示数变大,这说明电路中的总电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻变小,据此分析;
(2)根据电流表示数、电压表示数分析电路故障的原因;
(3)根据表格中的数据描点连线;
(4)实验中为了获得普遍的规律,应多次测量;
(5)根据电压表的接法、串联电路的电压规律分析。
【解答】解:(1)根据题意可知,滑片向右滑动时电流表的示数变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,如图所示:
;
(2)正确连接电路,闭合开关后,说明电路出现了断路现象,说明电压表与电源之间是接通的;
(3)根据表格中的数据描点连线,如下所示:
(4)实验中为了获得普遍的规律,应换用阻值不同的定值电阻多次测量;
(5)实验后不同小组之间进行交流时,发现有一组同学画出的I﹣U图像如图丙所示。
故答案为:(1)见解析;(2)R断路;(4)小红。
【点评】本题是探究电阻一定时电流与电压关系的实验,考查了电路图的连接、电路故障的判定、图像的作法、实验方法的利用等,难度不大。
22.(7分)小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用电源为两节干电池,小灯泡上标有“2.5V”字样。请完成下列问题:
物理量次数 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度
1 0.5 0.18 不亮
2 2.0 0.30 较亮
3 2.5 0.32 很亮
4 2.8 0.35 特别亮
(1)如图是小强同学连接的错误电路,在应改动的一根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,这个故障可能是: 灯泡短路 。
(3)排除故障后继续实验,小强进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。请你分析第1次实验中小灯泡不亮的原因是: 小灯泡消耗的实际功率太小 。
(4)由表格中的数据可知,小灯泡的额定功率为 0.8 W;且小灯泡的亮度是由它的 实际功率 决定的。
(5)通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现,即: 灯的电阻随温度的升高而变大 。
【分析】(1)实验中电压表应并联在灯泡两端,电流表应串联在电路中,由此分析解答;
(2)闭合开关后,电流表有示数,电路为通路,根据灯泡不亮,电压表无示数分析故障;
(3)根据第1次实验数据,根据P=UI求出灯的实际功率分析;
(4)灯在额定电压下正常发光,由表格中的数据可知灯在2.5V时的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率,同理,得出第2、4次灯的实际功率,据此分析;
(5)由欧姆定律得出第1次实验灯的电阻,同理求出第2、3、4次灯的电阻的大小,灯的功率越大,灯丝的温度越高,据此分析。
【解答】.解:(1)由图知,电压表串联在电路中了,这是错误的,电流表应与灯泡串联
;
(2)闭合开关后,电流表有示数,小强发现灯泡不亮,若电路中只有一处故障;
(3)根据第1次实验数据,灯的实际功率为:
P1=U5I1=0.4V×0.18A=0.09W,小灯泡不亮的原因是灯的实际功率过小;
(4)灯在额定电压下正常发光,由表格中的数据可知,小灯泡的额定功率为:PL=ULIL=7.5V×0.32A=6.8W;
同理,第2、8.98W;
(5)由欧姆定律,第1次实验灯的电阻为:
R1==≈2.6Ω、3、4次灯的电阻分别为2.7Ω、8Ω;
灯的功率越大,灯丝的温度越高,即灯的电阻随温度的升高而变大。
故答案为:(1)见解答图;(2)灯泡短路;(4)5.8;(5)灯的电阻随温度的升高而变大。
【点评】本题测量小灯泡的电功率的实验,考查电路连接、故障分析、数据分析、电阻及功率计算和影响电阻大小的因素。
四、应用与创新题(第23题4分,第24题6分,共计10分)
23.(4分)如图甲为一只家用电吹风,它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
额定电压 220V
热风功率 1250W
冷风功率 40W
(1)如图乙为电吹风的内部电路简图,通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能,电热丝应该接在图中 B (选填“A”或“B”)位置。
(2)该电吹风的部分参数如上表,电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流是多少?(保留两位小数)
【分析】(1)由图乙可知,开关S1在干路上,S2控制B中的元件,根据无论是吹冷风还是吹热风,电动机均需工作,进而分析电热丝的位置;
(2)根据P=UI求出电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流。
【解答】解:(1)由图乙可知,开关S1在干路上,S2控制B中的元件,
因为无论是吹冷风还是吹热风,电动机均需工作8控制电动机和电热丝,S2只控制电热丝,则A处应该接电动机;
(2)由P=UI可得,电吹风冷风挡正常工作时M==≈0.18A。
答:(1)B;
(2)电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流是8.18A。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用,比较简单。
24.(6分)小明对家中的豆浆机非常感兴趣,于是,他收集了如下信息:如图甲是豆浆机的工作原理图,额定功率P1=200W;R1是加热电阻。额定功率P2=1100W.图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息,请你根据信息解答以下问题;
(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流;
(2)豆浆机加热电阻的阻值;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能;
(4)一天晚上做豆浆时,小明对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑,经测算此时豆浆机两端实际电压只有198V,并分析产生这种情况的可能原因。
【分析】(1)根据P=UI求出打浆时的工作电流;
(2)根据P=求出加热电阻的阻值;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,求出打浆的时间和加热的时间,根据P=分别求出打浆和加热消耗的电能,二者之和即为总共消耗的电能;
(4)根据P=求出出实际功率,实际电压决定实际功率。
【解答】解:(1)由P=UI可得,打浆时的工作电流:
I1==≈6.91A;
(2)由P=可得R=
R7===44Ω,
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能:
W=P1t1+P6t2=200W×(1+7)×60s+1100W×(5+3+7)×60s=7.5×102J;
(4)豆浆机的实际加热电功率:
P实===891W,
实际电功率891W<1100W,可能的原因是:电压低于220V。
答:(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流为7.91A;
(2)豆浆机加热电阻的阻值为44Ω;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是7.5×105J;
(4)豆浆机的实际加热电功率为891W,小于其额定功率。
【点评】此题主要考查的是学生对电功率和电功计算公式及其变形公式的熟练运用,有一定难度,根据图像读出加热时间和打浆时间是解决此题的关键。
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