河南省平顶山汝州市2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷
一、填空题
1.(2021·长葛模拟)成都的冬天比较湿冷,有的家庭使用了如图所示的电暖气片取暖。电暖气片是利用电流的 效应来工作的,电暖气片使用水来进行加热,是利用了水的比热容 的特点(选填“较大”或“较小”)。
2.(2017·吉林)如图所示,闭合开关后小灯泡L1、L2均正常发光,它们的连接方式是 联;过一会发现有一个小灯泡熄灭,而电流表的示数不变,则电路中出现的故障是 .
3.(2023九上·汝州期末)如图7所示的电路中,R2的阻值为3Ω,闭合开关之后,电压表的示数为6V,电流表的示数为1A,则R1= Ω,电源的电压为 V;如果断开开关,电压表的读数是 V。
4.(2023九上·汝州期末)大年三十包饺子是中国的传统,在包饺子时擀好的饺子皮放在一块有时会粘在一起,这是因为分子之间存在 ,煮饺子的过程中能闻到香味,这说明分子 。
5.(2023九上·汝州期末)家庭电路中电流过大的原因可能有用电器短路和 ,为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装 。
二、实验题
6.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
7.(2021九上·汉阳月考)在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,如图所示。
(1)试管中加入的水和色拉油除初温相同外,还应保证 。(选填“体积”或“质量”)相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内 。
(2)实验中物质吸热的多少是通过 来反映的。
(3)由于没有直接测量比热容的仪器,因此这个实验是通过观察 来比较比热容的大小。
(4)根据下表中数据算出食用油的比热容是 J/(kg·℃)。(用科学记数法表示并精确到小数点后一位)
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 200 20 6 45
食用油 200 20 6 75
(5)图2中能合理反映该实验结果的图像是 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
8.(2021·锦州)小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“x”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”);
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R最大阻值为15Ω。电源电恒定其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
三、单选题
9.(2019九上·凤翔期中)下列关于物体内能的说法中正确的是( )
A.物体运动速度越大,内能越大
B.静止的物体没有动能,但有内能
C.0℃的水没有内能
D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
10.(2021九上·东莞期末)如图中,灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关S闭合,①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光,灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
11.(2021·武汉)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb= = ,横截面积关系为Sa=Sb=Sc= ,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
12.(2021·邵阳)为了纪念著名的物理学家欧姆,用他的名字作为单位的物理量是( )
A.电流 B.电阻 C.电功率 D.功
13.(2023九上·汝州期末)如图是小明设计的家庭电路的电路图,下列对此电路图的分析错误的是( )
A.保险盒接法错误,保险盒应该安装在火线上
B.二孔插座接法错误,其左端导线应该接在零线上
C.三孔插座接法正确,使用电冰箱时,插头应插在三孔插座上
D.开关和灯泡接法正确,开关接在零线上符合安全用电原则
14.(2021九上·深圳期中)关于电压、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流
B.电路中有电流时其两端一定有电压
C.电压的作用是使电路中产生自由电荷
D.导体的电阻由其两端电压和通过的电流决定
四、多选题
15.(2023九上·汝州期末)下列说法正确的是( )
A.冰水混合物的温度为0℃
B.物体放出热量时,温度一定降低
C.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧程度无关
D.汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
16.(2020九上·福田期末)下列说法中正确的是( )
A.用电器功率越大,消耗的电能就越多
B.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
C.通电时间相同时,功率大的用电器产生的热量比功率小的用电器产生的热量多
D.两个相同规格的灯泡串联在电路中有可能都正常发光
五、作图题
17.(2021·凉山)某保密室有三道门,关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内,并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。(要求:连线不能交叉,线头接在接线柱上。)
18.(2023九上·襄州期末)如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关控制,压缩机M由开关控制。根据题意,将图连接完整,并符合安全用电原则。
六、综合题
19.(2023九上·汝州期末)阅读短文,回答问题:
××系列电饼铛产品说明书
产品特点
a.上下铛可同时加热,下铛也可单独加热,加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制;
b.产品有低锅沿、高锅沿;低锅沿适合烙制大饼;高锅沿适合烙制水煎包;
c.上下铛结构严密,在烙制食品过程中基本不失水分,烙熟的食品松软适度,美味可口;
安装须知
a.额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动;
b.使用前须将锅体外壳通过导线接地,勿将接地线接在自来水管道上;
c.应配备保险装置和漏电保护器,选用相匹配的导线按要求接通电源;
注意事项
a.搬运应轻抬轻放,以免损坏内部电器元件;
b.不使用时,除关掉机上开关外,还需断开总电源,以免意外发生;
c.经常保持铛体和机箱清洁干净,以免降低电器绝缘性能,严禁用水冲刷;
常见故障和维修方法
故障现象 可能原因 排除方法 故障现象 可能原因 排除方法
接通电源,保险丝立即烧断 保险丝太细 更换适当的保险丝 不热 电路线断路 更换新线
电源引线短路 检查引线更换新线 加热器损坏 更换加热器
微量漏电 受潮 接好地线,通电加热五分钟以上 调温器触点接触不良 更换或修理调温器
(1)在用电高峰时,实际电压为210V,该电饼铛能否使用? ;
(2)使用前,需将金属箱体接地是为了防止 时发生触电事件;
(3)上下铛结构严密,烙制的食品松软适度,是因为烙制过程中减少了水分的 (填物态变化的名称),防止水分大量散失到空气中;
(4)电饼铛受潮有微量漏电,可通电加热五分钟以上进行排除,其道理是利用 。
七、计算题
20.(2023九上·汝州期末)如图所示电路,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,灯泡上标有“6V 3W”字样,R1=18Ω。(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光。(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻多大
(2)电源电压多大
21.(2021·贵州)如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少
答案解析部分
1.【答案】热;较大
【知识点】比热容;电流的热效应
【解析】【解答】电暖气片工作的时候将电能转化为内能,加热暖气片中的水,是利用电流的热效应工作的;由于水的比热容比较大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度时放出的热量多,所以在冬天,电暖气片使用水来进行加热,是利用了水的比热容大的特点。
【分析】电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,利用热效应工作的用电器例如电水壶、电暖气等;水的比热容大,相同质量的水可以吸收更多的热量,冷却效果更好;相同质量的水可以放出更多的热量,取暖效果更好。
2.【答案】并;L2断路
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电路故障的判断
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,电流从电源正极开始分支,分别经过两个灯泡再回到电源负极,因此两灯泡并联连接;(2)图中电流表测L1支路的电流,电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上;若L2短路,小灯泡L1也同时被短路,两个灯泡都不亮,所以只能是L2断路.
故答案为:并;L2断路.
【分析】(1)串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;
并联电路中有多条电流路径,各支路上的元件互不影响;(2)电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上,根据并联电路的特点分析故障.
3.【答案】6;9;9
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】电路是串联电路,电压表测R1的电压,其阻值为
R2两端的电压为
并联电路中电源电压等于各用电器电压之和,则电源电压为
当开关断开时,电压表可以通过R2测量电源电压,且因为电压表的电阻很大,由串联分压规律可知,其示数仍为9V。
【分析】利用电压和电流的比值, 计算电阻;根据电流和电阻的乘积计算电压;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和。
4.【答案】引力;在不停地做无规则运动
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】由于分子之间存在相互作用力的引力,擀好的饺子皮放在一块偶尔会粘在一起。
闻到煮饺子时散发的香味,属于扩散现象,是香味分子在运动,说明分子在永不停做无规则运动。
【分析】分子间存在引力和斥力;闻到气味,说明分子在不停的无规则运动。
5.【答案】用电器总功率过大;保险丝
【知识点】家庭电路电流过大的原因;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】家庭电路中,用电器并联,用电器工作时电压为220V,若用电器总功率过大,由 得,当电压一定时,电功率过大,电流过大。
为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装保险丝,当电流过大时,保险丝会熔断,使电路开路,起到保护电路的作用。
【分析】家庭电路中,总电功率过大或短路时,电流过大,保险丝可以防止电流过大的危害。
6.【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:在实验开始时,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;
在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变.
【分析】电流的影响因素是电压和电阻,探究其规律时要结合控制变量法,滑动变阻器在电路中可以保护电路,还可以实现电压表示数的要求.
7.【答案】(1)质量;吸收相同的热量
(2)加热时间的长短
(3)相同时间内升高的温度
(4)1.9×103
(5)乙
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法知试管中加入的水和色拉油除初温相同外,还应保证质量相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内吸收相同的热量。
(2)实验中选用同一热源加热,水和食用油在相等时间内吸收的热量相同,加热时间越长吸收热量越多,所以物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
(3)比热容不同等质量的不同物质吸收相等的热量升高温度不同,所以实验是通过观察来比较相等时间内升高的温度来比热容的大小。
(4)水和食用油加热时间相同所以吸收的热量相同,所以食用油吸收的热量为Q油吸=Q水吸
即c油m油Δt油=c水m水Δt水
c油= = =1.9×103
(5)通过以上计算可知,水的比热容比色拉油的比热容大,水和色拉油加热相同时间,吸收的热量相同,初温相同时,色拉油的温度变化比水大,所以合理的实验结果图像是乙。
【分析】(1)比较水和色拉油的吸热能力,要控制水与油的质量相等、初温相等;吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,这里运用了转换法。
(2)根据Q=cm△t可知,质量和吸收热量相同的不同物质,升高的温度越高,比热容越小。
(3)水和食用油加热时间相同所以吸收的热量相同,根据Q=cm△t求 食用油的比热容 。
(4)质量相同,吸热相同的热量,因水比热容大,根据Q=cm△t分析温度的变化。
8.【答案】(1)不发光;
(2)9.5
(3)增大;电压
(4)闭合S1、S3,断开S2;2;0.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端,则小灯泡被短路,电路整个电路处于断路,小灯泡不会发光。
要测量小灯泡的电阻,应使小灯泡和滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,故改正电路图如下:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)由图丙知,电流与电压不成正比,且灯丝的电阻随温度的升高而增大。据 知,电压的增加量应大于电流的增加量,所以图丙中的横坐标为电压。
(4)闭合开关S1、S2,断开S3,小灯泡被短路,电路中只有变阻器工作,变阻器的滑片置于最右端时,电压表测电源电压,那么电源电压为4.5V。
当开关S1、S3闭合,S2断开时,变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压,要让小灯泡正常发光,则变阻器两端的电压,即电压表示数U变=U总-UL=4.5V-2.5V=2V
保持滑片位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表测变阻器接入电路中左边部分的电压,此部分电阻与变阻器在第②步骤中接入电路的阻值相等。且此时电路的电流
步骤②中变阻器接入电路的阻值
则小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的额定功率P额=ULI2=2.5V×0.2A=0.5W
【分析】(1)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流;
(2)结合小灯泡的电流和电压,利用欧姆定律求解灯泡的电阻即可;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(4)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可。
9.【答案】B
【知识点】内能的概念
【解析】【解答】解:A、物体的内能与物体的运动速度无关,A不符合题意;
B、一切物体都有内能,一切运动的物体都有动能,所以静止的物体没有动能,但有内能,B符合题意;
C、一切物体都有内能,0℃的水也有内能,C不符合题意;
D、热量是过程量,不是状态量,不能说含有或者具有热量,因此不能说温度高的物体含有的热量比温度低的物体多,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体的内能是指组成物体的分子动能和势能的总和,物体的温度越高,分子运动越剧烈,物体的内能就越大。
10.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,它们的电阻分别为
R1阻值大于R2阻值,只闭合S1,灯泡L1、L串联,只闭合S2,灯泡L2、L串联,两种接法对比,L2、L串联时,总电阻小,电流大,L功率较大,更亮,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式,根据串联电路电阻规律可知电路①和电路②的总电阻的大小关系,根据欧姆定律可得通过两电路的电流的大小关系,根据电功率公式P=I2R可知灯泡L在②中与在①中的电功率的大小关系,灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
11.【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】a、b、c、d四根合金丝,a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝,长度关系为
横截面积关系为
A.选用a和b进行实验,a和b长度相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体材料的关系,A符合题意;
B.选用c和d进行实验,c和d长度相同,横截面不相同,材料相同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体横截面的关系,B不符合题意;
C.选用a和c进行实验,a和c长度不相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟长度的关系,C不符合题意;
D.选用b和d进行实验,b和d长度不相同,横截面不相同,材料不同,有多个变量,无法得出结果,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积有关,在研究导体的电阻与其中一个因素的关系时运用控制变量法进行判断。例如:要研究导体的电阻与导体的材料有关,则要保持长度、横截面积不变,导体的材料发生改变,从而可以探究导体电阻跟导体材料的关系 。
12.【答案】B
【知识点】电阻
【解析】【解答】A.电流的单位是安培,A不符合题意;
B.电阻的单位是欧姆,B符合题意;
C.电功率的单位是瓦特,C不符合题意;
D.功的单位是焦耳,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻的单位是欧姆,用Ω表示。
13.【答案】D
【知识点】家庭电路的连接;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】A.图中保险盒安装在零线上,电路发生故障,零线断开,但火线还是连通的,人可能接触火线发生触电事故,保险盒应该接在火线上。A正确,不符合题意;
B.图中两孔插座的左端导线接在地线上,这是错误的,应该接在零线上,B正确,不符合题意;
C.有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要通过三脚插头接地,以防用电器外壳带电,危及人身安全,C正确,不符合题意;
D.电灯开关安装在零线上,当开关断开时,灯泡与火线是连通的,人接触灯泡时容易发生触电,不符合安全常识,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】家庭电路中,保险丝连接在火线上;灯泡的开关连接在火线一侧;插座要左零右火上接地。
14.【答案】B
【知识点】电流的形成;有持续电流的条件;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A. 电荷发生定向移动才能形成电流,A不符合题意;
BC. 电压使电荷发生定向移动,电路中有电流时,两端一定有电压,B符合题意,C不符合题意;
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关,其大小与电流和电压无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电荷发生定向移动才能形成电流。
有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合。
导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关,其大小与电流和电压无关。
15.【答案】C,D
【知识点】内能的概念;燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A.标准大气压时,冰水混合物的温度是0℃,A不符合题意;
B.物体放出热量,内能减少,但温度不一定降低,如水凝固时放热,温度保持不变,B不符合题意;
C.燃料的热值是特性,和燃料的种类有关,和燃料的质量和燃烧情况无关,C符合题意;
D.汽油机在工作时,压缩冲程将机械能转化为内能,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】燃料的热值是特性,和燃料的质量和燃烧情况无关;物体放出热量,温度不一定改变;汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能。
16.【答案】B,D
【知识点】电流的方向;电功率;焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.用电器消耗电能的多少,和用电器的电功率有关,和时间有关,A不符合题意;
B.金属导体中,能自由移动的是电子,电子带负电,电流的方向和电子的定向移动方向相反,B符合题意;
C.通电时间相同时,用电器产生的热量和用电器的工作性质有关,电动类用电器将电能转化为机械能,内能减少,C不符合题意;
D.规格相同的灯泡串联时,在电路中电流到达到额定电流,都可以正常发光,D符合题意。
故答案为:BD.
【分析】用电器消耗电能的多少,和电功率、时间有关;导体中电流方向和负电荷的定向移动方向相反;电流等于额定电流时,用电器正常工作。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光,即两灯串联,开关闭合时将红灯短路,如图所示:
将电路图接成实物图,如图所示:
【分析】电路的基本连接方式有两种,一种是串联,一种是并联,两个串联的用电器相互影响,两个并联的用电器互不影响;结合题目给出的电路的要求,结合选项设计电路即可。
18.【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作,所以是并联的,冰箱内照明灯由开关控制,压缩机M由开关控制;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;冰箱有金属外壳,其外壳要接地,如图所示
【分析】各用电器可以分别工作的电路是并联电路;用电器的开关连接在火线一侧;用电器的金属外壳要接地。
19.【答案】(1)能
(2)漏电(外壳带电)
(3)汽化
(4)电流的热效应
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;实际电压;电流的热效应;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】(1)由题知,电饼铛的额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动,即U=220V+220V×10%=242V
U'=220V﹣220V×10%=198V
则电饼铛的工作电压范围为198V≤U≤242V;实际电压为210V,所以该电饼铛能使用
(2)金属箱体应接地,金属外壳用电器漏电时,人接触金属箱体,地线把人体短路,电流不会经过人体,能避免触电事故发生。
(3)食品烙制时水变成水蒸气,物质从液态变成气态,是汽化现象;上下铛结构严密,可以减少水分的汽化。
(4)导体中有电流通过时,都要产生热量,这是电流的热效应;电饼铛受潮有微量漏电,电饼铛通电时,可通电加热五分钟以上,使水分蒸发排除潮湿现象。这是电流的热效应。
【分析】(1)根据用电器工作的电压范围,判断用电器是否正常工作;
(2)用电器的金属外壳接地,可以防止漏电造成的触电事故;
(3)液体变为气体是汽化;
(4)电热器利用了电流的热效应工作。
20.【答案】(1)解:由 得,灯泡正常发光时的电阻为
答:灯泡正常发光时的电阻 ;
(2)解:(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光,此时灯泡与滑动变阻器串联,电阻R1开路。由 得,灯泡正常发光的电流为
电源电压为
(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A,此时电阻R1与滑动变阻器串联,灯泡L开路。电源电压
解得 ,
答:电源电压9V。
【知识点】串联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据用电器的电压和电功率,可以计算用电器的电阻;
(2)根据电功率和电压的比值,计算电流;利用串联电路电压规律,计算总电压;根据电源电压不变,结合已知的电流和电阻,计算未知的电阻和电源电压。
21.【答案】(1)解:当温度较低时,温控器S处于闭合状态,而R0短路,电路为R的简单电路,电路电阻较小,根据P= 可知,电水壶处于加热状态,由表中数据知加热功率为1000W,由P=UI= 得,加热电阻的阻值为R= = ==48.4Ω
即加热器的阻值是48.4Ω。
答:该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是48.4Ω;
(2)解:若正常工作时,对加热器通电10s产生的热量Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J
即加热器通电10s产生的热量是10000J。
答:该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是10000J;
(3)解:一满壶水的质量m= V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg
水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2 103J/(kg·℃)×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J
即水吸收的热量是525000J。
答:将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是525000J
(4)解:电热水壶消耗的电能W= kW·h=0.04 kW·h
电热水壶的实际功率P= = =0.8 kW
即电路消耗的实际功率是0.8 kW。
答:此时电路消耗的实际功率是0.8 kW。
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功计算公式的应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1) 电热水壶正常加热工作时,判断此时电路中只有R,电路阻值最小,已知正常工作时的电压,和电功率,可以根据 R= 求出加热器的电阻大小;
(2) 该电热水壶正常加热工作时,由 Q=W=P加热t求出加热器工作时产生的热量;
(3)已知电热水壶的初温和末温,水的比热容,水的质量,由 Q吸=cmΔt可以求出水吸收的热量多少;
(4)由电能表转速和转的圈数,可以求 电热水壶消耗的电能,然后由电能表通电时间,由P= 求 电路消耗的实际功率。
河南省平顶山汝州市2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷
一、填空题
1.(2021·长葛模拟)成都的冬天比较湿冷,有的家庭使用了如图所示的电暖气片取暖。电暖气片是利用电流的 效应来工作的,电暖气片使用水来进行加热,是利用了水的比热容 的特点(选填“较大”或“较小”)。
【答案】热;较大
【知识点】比热容;电流的热效应
【解析】【解答】电暖气片工作的时候将电能转化为内能,加热暖气片中的水,是利用电流的热效应工作的;由于水的比热容比较大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度时放出的热量多,所以在冬天,电暖气片使用水来进行加热,是利用了水的比热容大的特点。
【分析】电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,利用热效应工作的用电器例如电水壶、电暖气等;水的比热容大,相同质量的水可以吸收更多的热量,冷却效果更好;相同质量的水可以放出更多的热量,取暖效果更好。
2.(2017·吉林)如图所示,闭合开关后小灯泡L1、L2均正常发光,它们的连接方式是 联;过一会发现有一个小灯泡熄灭,而电流表的示数不变,则电路中出现的故障是 .
【答案】并;L2断路
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电路故障的判断
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,电流从电源正极开始分支,分别经过两个灯泡再回到电源负极,因此两灯泡并联连接;(2)图中电流表测L1支路的电流,电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上;若L2短路,小灯泡L1也同时被短路,两个灯泡都不亮,所以只能是L2断路.
故答案为:并;L2断路.
【分析】(1)串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;
并联电路中有多条电流路径,各支路上的元件互不影响;(2)电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上,根据并联电路的特点分析故障.
3.(2023九上·汝州期末)如图7所示的电路中,R2的阻值为3Ω,闭合开关之后,电压表的示数为6V,电流表的示数为1A,则R1= Ω,电源的电压为 V;如果断开开关,电压表的读数是 V。
【答案】6;9;9
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】电路是串联电路,电压表测R1的电压,其阻值为
R2两端的电压为
并联电路中电源电压等于各用电器电压之和,则电源电压为
当开关断开时,电压表可以通过R2测量电源电压,且因为电压表的电阻很大,由串联分压规律可知,其示数仍为9V。
【分析】利用电压和电流的比值, 计算电阻;根据电流和电阻的乘积计算电压;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和。
4.(2023九上·汝州期末)大年三十包饺子是中国的传统,在包饺子时擀好的饺子皮放在一块有时会粘在一起,这是因为分子之间存在 ,煮饺子的过程中能闻到香味,这说明分子 。
【答案】引力;在不停地做无规则运动
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】由于分子之间存在相互作用力的引力,擀好的饺子皮放在一块偶尔会粘在一起。
闻到煮饺子时散发的香味,属于扩散现象,是香味分子在运动,说明分子在永不停做无规则运动。
【分析】分子间存在引力和斥力;闻到气味,说明分子在不停的无规则运动。
5.(2023九上·汝州期末)家庭电路中电流过大的原因可能有用电器短路和 ,为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装 。
【答案】用电器总功率过大;保险丝
【知识点】家庭电路电流过大的原因;熔断器的作用及保险丝的选择
【解析】【解答】家庭电路中,用电器并联,用电器工作时电压为220V,若用电器总功率过大,由 得,当电压一定时,电功率过大,电流过大。
为了防止家庭电路中电流过大损坏电线,在家庭电路中需要安装保险丝,当电流过大时,保险丝会熔断,使电路开路,起到保护电路的作用。
【分析】家庭电路中,总电功率过大或短路时,电流过大,保险丝可以防止电流过大的危害。
二、实验题
6.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:在实验开始时,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;
在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变.
【分析】电流的影响因素是电压和电阻,探究其规律时要结合控制变量法,滑动变阻器在电路中可以保护电路,还可以实现电压表示数的要求.
7.(2021九上·汉阳月考)在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,如图所示。
(1)试管中加入的水和色拉油除初温相同外,还应保证 。(选填“体积”或“质量”)相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内 。
(2)实验中物质吸热的多少是通过 来反映的。
(3)由于没有直接测量比热容的仪器,因此这个实验是通过观察 来比较比热容的大小。
(4)根据下表中数据算出食用油的比热容是 J/(kg·℃)。(用科学记数法表示并精确到小数点后一位)
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 200 20 6 45
食用油 200 20 6 75
(5)图2中能合理反映该实验结果的图像是 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】(1)质量;吸收相同的热量
(2)加热时间的长短
(3)相同时间内升高的温度
(4)1.9×103
(5)乙
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法知试管中加入的水和色拉油除初温相同外,还应保证质量相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内吸收相同的热量。
(2)实验中选用同一热源加热,水和食用油在相等时间内吸收的热量相同,加热时间越长吸收热量越多,所以物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
(3)比热容不同等质量的不同物质吸收相等的热量升高温度不同,所以实验是通过观察来比较相等时间内升高的温度来比热容的大小。
(4)水和食用油加热时间相同所以吸收的热量相同,所以食用油吸收的热量为Q油吸=Q水吸
即c油m油Δt油=c水m水Δt水
c油= = =1.9×103
(5)通过以上计算可知,水的比热容比色拉油的比热容大,水和色拉油加热相同时间,吸收的热量相同,初温相同时,色拉油的温度变化比水大,所以合理的实验结果图像是乙。
【分析】(1)比较水和色拉油的吸热能力,要控制水与油的质量相等、初温相等;吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,这里运用了转换法。
(2)根据Q=cm△t可知,质量和吸收热量相同的不同物质,升高的温度越高,比热容越小。
(3)水和食用油加热时间相同所以吸收的热量相同,根据Q=cm△t求 食用油的比热容 。
(4)质量相同,吸热相同的热量,因水比热容大,根据Q=cm△t分析温度的变化。
8.(2021·锦州)小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“x”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”);
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R最大阻值为15Ω。电源电恒定其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)不发光;
(2)9.5
(3)增大;电压
(4)闭合S1、S3,断开S2;2;0.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端,则小灯泡被短路,电路整个电路处于断路,小灯泡不会发光。
要测量小灯泡的电阻,应使小灯泡和滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,故改正电路图如下:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)由图丙知,电流与电压不成正比,且灯丝的电阻随温度的升高而增大。据 知,电压的增加量应大于电流的增加量,所以图丙中的横坐标为电压。
(4)闭合开关S1、S2,断开S3,小灯泡被短路,电路中只有变阻器工作,变阻器的滑片置于最右端时,电压表测电源电压,那么电源电压为4.5V。
当开关S1、S3闭合,S2断开时,变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压,要让小灯泡正常发光,则变阻器两端的电压,即电压表示数U变=U总-UL=4.5V-2.5V=2V
保持滑片位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表测变阻器接入电路中左边部分的电压,此部分电阻与变阻器在第②步骤中接入电路的阻值相等。且此时电路的电流
步骤②中变阻器接入电路的阻值
则小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的额定功率P额=ULI2=2.5V×0.2A=0.5W
【分析】(1)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流;
(2)结合小灯泡的电流和电压,利用欧姆定律求解灯泡的电阻即可;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(4)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可。
三、单选题
9.(2019九上·凤翔期中)下列关于物体内能的说法中正确的是( )
A.物体运动速度越大,内能越大
B.静止的物体没有动能,但有内能
C.0℃的水没有内能
D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
【答案】B
【知识点】内能的概念
【解析】【解答】解:A、物体的内能与物体的运动速度无关,A不符合题意;
B、一切物体都有内能,一切运动的物体都有动能,所以静止的物体没有动能,但有内能,B符合题意;
C、一切物体都有内能,0℃的水也有内能,C不符合题意;
D、热量是过程量,不是状态量,不能说含有或者具有热量,因此不能说温度高的物体含有的热量比温度低的物体多,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体的内能是指组成物体的分子动能和势能的总和,物体的温度越高,分子运动越剧烈,物体的内能就越大。
10.(2021九上·东莞期末)如图中,灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关S闭合,①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光,灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,它们的电阻分别为
R1阻值大于R2阻值,只闭合S1,灯泡L1、L串联,只闭合S2,灯泡L2、L串联,两种接法对比,L2、L串联时,总电阻小,电流大,L功率较大,更亮,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式,根据串联电路电阻规律可知电路①和电路②的总电阻的大小关系,根据欧姆定律可得通过两电路的电流的大小关系,根据电功率公式P=I2R可知灯泡L在②中与在①中的电功率的大小关系,灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
11.(2021·武汉)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb= = ,横截面积关系为Sa=Sb=Sc= ,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】a、b、c、d四根合金丝,a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝,长度关系为
横截面积关系为
A.选用a和b进行实验,a和b长度相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体材料的关系,A符合题意;
B.选用c和d进行实验,c和d长度相同,横截面不相同,材料相同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体横截面的关系,B不符合题意;
C.选用a和c进行实验,a和c长度不相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟长度的关系,C不符合题意;
D.选用b和d进行实验,b和d长度不相同,横截面不相同,材料不同,有多个变量,无法得出结果,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积有关,在研究导体的电阻与其中一个因素的关系时运用控制变量法进行判断。例如:要研究导体的电阻与导体的材料有关,则要保持长度、横截面积不变,导体的材料发生改变,从而可以探究导体电阻跟导体材料的关系 。
12.(2021·邵阳)为了纪念著名的物理学家欧姆,用他的名字作为单位的物理量是( )
A.电流 B.电阻 C.电功率 D.功
【答案】B
【知识点】电阻
【解析】【解答】A.电流的单位是安培,A不符合题意;
B.电阻的单位是欧姆,B符合题意;
C.电功率的单位是瓦特,C不符合题意;
D.功的单位是焦耳,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻的单位是欧姆,用Ω表示。
13.(2023九上·汝州期末)如图是小明设计的家庭电路的电路图,下列对此电路图的分析错误的是( )
A.保险盒接法错误,保险盒应该安装在火线上
B.二孔插座接法错误,其左端导线应该接在零线上
C.三孔插座接法正确,使用电冰箱时,插头应插在三孔插座上
D.开关和灯泡接法正确,开关接在零线上符合安全用电原则
【答案】D
【知识点】家庭电路的连接;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】A.图中保险盒安装在零线上,电路发生故障,零线断开,但火线还是连通的,人可能接触火线发生触电事故,保险盒应该接在火线上。A正确,不符合题意;
B.图中两孔插座的左端导线接在地线上,这是错误的,应该接在零线上,B正确,不符合题意;
C.有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要通过三脚插头接地,以防用电器外壳带电,危及人身安全,C正确,不符合题意;
D.电灯开关安装在零线上,当开关断开时,灯泡与火线是连通的,人接触灯泡时容易发生触电,不符合安全常识,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】家庭电路中,保险丝连接在火线上;灯泡的开关连接在火线一侧;插座要左零右火上接地。
14.(2021九上·深圳期中)关于电压、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流
B.电路中有电流时其两端一定有电压
C.电压的作用是使电路中产生自由电荷
D.导体的电阻由其两端电压和通过的电流决定
【答案】B
【知识点】电流的形成;有持续电流的条件;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A. 电荷发生定向移动才能形成电流,A不符合题意;
BC. 电压使电荷发生定向移动,电路中有电流时,两端一定有电压,B符合题意,C不符合题意;
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关,其大小与电流和电压无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电荷发生定向移动才能形成电流。
有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合。
导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关,其大小与电流和电压无关。
四、多选题
15.(2023九上·汝州期末)下列说法正确的是( )
A.冰水混合物的温度为0℃
B.物体放出热量时,温度一定降低
C.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧程度无关
D.汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
【答案】C,D
【知识点】内能的概念;燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A.标准大气压时,冰水混合物的温度是0℃,A不符合题意;
B.物体放出热量,内能减少,但温度不一定降低,如水凝固时放热,温度保持不变,B不符合题意;
C.燃料的热值是特性,和燃料的种类有关,和燃料的质量和燃烧情况无关,C符合题意;
D.汽油机在工作时,压缩冲程将机械能转化为内能,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】燃料的热值是特性,和燃料的质量和燃烧情况无关;物体放出热量,温度不一定改变;汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能。
16.(2020九上·福田期末)下列说法中正确的是( )
A.用电器功率越大,消耗的电能就越多
B.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
C.通电时间相同时,功率大的用电器产生的热量比功率小的用电器产生的热量多
D.两个相同规格的灯泡串联在电路中有可能都正常发光
【答案】B,D
【知识点】电流的方向;电功率;焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.用电器消耗电能的多少,和用电器的电功率有关,和时间有关,A不符合题意;
B.金属导体中,能自由移动的是电子,电子带负电,电流的方向和电子的定向移动方向相反,B符合题意;
C.通电时间相同时,用电器产生的热量和用电器的工作性质有关,电动类用电器将电能转化为机械能,内能减少,C不符合题意;
D.规格相同的灯泡串联时,在电路中电流到达到额定电流,都可以正常发光,D符合题意。
故答案为:BD.
【分析】用电器消耗电能的多少,和电功率、时间有关;导体中电流方向和负电荷的定向移动方向相反;电流等于额定电流时,用电器正常工作。
五、作图题
17.(2021·凉山)某保密室有三道门,关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内,并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。(要求:连线不能交叉,线头接在接线柱上。)
【答案】解:如图所示:
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时,红灯会熄灭,只有绿灯会发光,即两灯串联,开关闭合时将红灯短路,如图所示:
将电路图接成实物图,如图所示:
【分析】电路的基本连接方式有两种,一种是串联,一种是并联,两个串联的用电器相互影响,两个并联的用电器互不影响;结合题目给出的电路的要求,结合选项设计电路即可。
18.(2023九上·襄州期末)如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关控制,压缩机M由开关控制。根据题意,将图连接完整,并符合安全用电原则。
【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作,所以是并联的,冰箱内照明灯由开关控制,压缩机M由开关控制;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;冰箱有金属外壳,其外壳要接地,如图所示
【分析】各用电器可以分别工作的电路是并联电路;用电器的开关连接在火线一侧;用电器的金属外壳要接地。
六、综合题
19.(2023九上·汝州期末)阅读短文,回答问题:
××系列电饼铛产品说明书
产品特点
a.上下铛可同时加热,下铛也可单独加热,加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制;
b.产品有低锅沿、高锅沿;低锅沿适合烙制大饼;高锅沿适合烙制水煎包;
c.上下铛结构严密,在烙制食品过程中基本不失水分,烙熟的食品松软适度,美味可口;
安装须知
a.额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动;
b.使用前须将锅体外壳通过导线接地,勿将接地线接在自来水管道上;
c.应配备保险装置和漏电保护器,选用相匹配的导线按要求接通电源;
注意事项
a.搬运应轻抬轻放,以免损坏内部电器元件;
b.不使用时,除关掉机上开关外,还需断开总电源,以免意外发生;
c.经常保持铛体和机箱清洁干净,以免降低电器绝缘性能,严禁用水冲刷;
常见故障和维修方法
故障现象 可能原因 排除方法 故障现象 可能原因 排除方法
接通电源,保险丝立即烧断 保险丝太细 更换适当的保险丝 不热 电路线断路 更换新线
电源引线短路 检查引线更换新线 加热器损坏 更换加热器
微量漏电 受潮 接好地线,通电加热五分钟以上 调温器触点接触不良 更换或修理调温器
(1)在用电高峰时,实际电压为210V,该电饼铛能否使用? ;
(2)使用前,需将金属箱体接地是为了防止 时发生触电事件;
(3)上下铛结构严密,烙制的食品松软适度,是因为烙制过程中减少了水分的 (填物态变化的名称),防止水分大量散失到空气中;
(4)电饼铛受潮有微量漏电,可通电加热五分钟以上进行排除,其道理是利用 。
【答案】(1)能
(2)漏电(外壳带电)
(3)汽化
(4)电流的热效应
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;实际电压;电流的热效应;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】(1)由题知,电饼铛的额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动,即U=220V+220V×10%=242V
U'=220V﹣220V×10%=198V
则电饼铛的工作电压范围为198V≤U≤242V;实际电压为210V,所以该电饼铛能使用
(2)金属箱体应接地,金属外壳用电器漏电时,人接触金属箱体,地线把人体短路,电流不会经过人体,能避免触电事故发生。
(3)食品烙制时水变成水蒸气,物质从液态变成气态,是汽化现象;上下铛结构严密,可以减少水分的汽化。
(4)导体中有电流通过时,都要产生热量,这是电流的热效应;电饼铛受潮有微量漏电,电饼铛通电时,可通电加热五分钟以上,使水分蒸发排除潮湿现象。这是电流的热效应。
【分析】(1)根据用电器工作的电压范围,判断用电器是否正常工作;
(2)用电器的金属外壳接地,可以防止漏电造成的触电事故;
(3)液体变为气体是汽化;
(4)电热器利用了电流的热效应工作。
七、计算题
20.(2023九上·汝州期末)如图所示电路,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,灯泡上标有“6V 3W”字样,R1=18Ω。(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光。(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻多大
(2)电源电压多大
【答案】(1)解:由 得,灯泡正常发光时的电阻为
答:灯泡正常发光时的电阻 ;
(2)解:(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光,此时灯泡与滑动变阻器串联,电阻R1开路。由 得,灯泡正常发光的电流为
电源电压为
(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A,此时电阻R1与滑动变阻器串联,灯泡L开路。电源电压
解得 ,
答:电源电压9V。
【知识点】串联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据用电器的电压和电功率,可以计算用电器的电阻;
(2)根据电功率和电压的比值,计算电流;利用串联电路电压规律,计算总电压;根据电源电压不变,结合已知的电流和电阻,计算未知的电阻和电源电压。
21.(2021·贵州)如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少
【答案】(1)解:当温度较低时,温控器S处于闭合状态,而R0短路,电路为R的简单电路,电路电阻较小,根据P= 可知,电水壶处于加热状态,由表中数据知加热功率为1000W,由P=UI= 得,加热电阻的阻值为R= = ==48.4Ω
即加热器的阻值是48.4Ω。
答:该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是48.4Ω;
(2)解:若正常工作时,对加热器通电10s产生的热量Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J
即加热器通电10s产生的热量是10000J。
答:该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是10000J;
(3)解:一满壶水的质量m= V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg
水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2 103J/(kg·℃)×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J
即水吸收的热量是525000J。
答:将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是525000J
(4)解:电热水壶消耗的电能W= kW·h=0.04 kW·h
电热水壶的实际功率P= = =0.8 kW
即电路消耗的实际功率是0.8 kW。
答:此时电路消耗的实际功率是0.8 kW。
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功计算公式的应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1) 电热水壶正常加热工作时,判断此时电路中只有R,电路阻值最小,已知正常工作时的电压,和电功率,可以根据 R= 求出加热器的电阻大小;
(2) 该电热水壶正常加热工作时,由 Q=W=P加热t求出加热器工作时产生的热量;
(3)已知电热水壶的初温和末温,水的比热容,水的质量,由 Q吸=cmΔt可以求出水吸收的热量多少;
(4)由电能表转速和转的圈数,可以求 电热水壶消耗的电能,然后由电能表通电时间,由P= 求 电路消耗的实际功率。