2024-2025学年九年级上册物理期末复习专项训练
期末模拟卷01
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示的生活工具中,使用时省力的是( )
A.筷子 B.面包夹
C.天平 D.核桃夹
2.用摩擦力和绳重都忽略不计的定滑轮将重物匀速提起,分别沿图中所示的三个方向用力,则三个力的大小关系是( )
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
3.用注射器抽取半筒水,用手指封闭注射器的筒口,推压注射器的活塞,发现水不容易被压缩,此现象说明( )
A.物质是由分子组成的 B.分子之间存在着空隙
C.分子间存在力的作用 D.分子永不停息地运动
4.如图所示是一个正在给手机充电的充电宝,下列说法不正确的是( )
A.充电宝、手机、连接线形成通路
B.充电宝相当于用电器
C.连接线相当于导线
D.手机电池相当于用电器
5.现在社会手机作为主要信息传递工具之一,如图所示,小花爸爸正在使用华为手机打电话。下列有关华为手机正常使用时符合实际的是( )
A.电池电压约3.7V B.电池电压约220V
C.电流约10A D.手机电阻为0
6.关于欧姆定律的公式,及变形式的理解,下列说法中正确的是( )
A.当一段导体两端的电压为零时,其导体的电阻也为零
B.导体电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C.同种材料制成的长短一样的两条导线,细导线的电阻较大
D.导体电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
7.“以人为本,创建平安和谐校园”是构建和谐社会的重要组成部分,同学们在日常生活中必须注意安全,珍视生命。下列有关安全用电方面的说法,正确的是( )
A.多个大功率用电器可以同时使用一个插座
B.通常情况下更换灯泡时,先要断开灯泡所在的支路开关
C.在两线插头的插座板上,使用有金属外壳的用电器同样安全
D.穿着绝缘性很好的鞋子可以靠近高压带电体
8.不戴头盔存在安全隐患,于是张明同学设计以下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是()
A. B. C. D.
9.下列有关电阻、变阻器说法正确的是( )
A.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体中没有电流流过时,导体就没有电阻
B.电阻是导体的一种性质,与电压成正比,与电流成反比
C.将一根金属丝缓慢拉长后,其电阻变大
D.滑动变阻器是通过改变电阻丝的横截面积来改变电阻的
10.在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的甲、乙两种不同液体,用两个完全相同的电加热器对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图所示,由图像可知( )
A.甲液体比热容小
B.甲、乙的比热容之比为2:1
C.0~2min内乙液体吸收的热量多
D.升高相同的温度时,甲液体吸收的热量少
11.如图甲是小明设计的一款酒精浓度检测仪电路图。其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当酒精浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
12.大人与小孩比赛从一楼登上五楼,比比谁的功率大,为此,需要测量一些物理量:①五楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达五楼所用的时间;③大人与小孩的质量或体重;④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是( )
A.①②③ B.②③④ C.①④ D.②③
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共24分)
13.自行车下坡时,不蹬踏板速度也会越来越快,在此过程中,自行车的动能逐渐_______,自行车的重力势能逐渐_______,自行车的机械能逐渐_______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
14.如图所示,图甲中当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L1、L2均能正常发光,两个电流表的指针位置均如图乙所示,则通过灯L1的电流是_______A,通过灯L2的电流是_______A。若同时闭合开关S1、S2和S3_______(选填“会”、“不会”)有烧坏电源的可能。
15.如图所示,电源电压U=6V且保持不变,S闭合后电压表示数为3.5V,则灯L1两端的电压为 V,通过灯L1的电流_______(选填“大于”“等于”“小于”)通过灯L2的电流。
16.如图所示,电源电压为3V。闭合开关后,小灯泡L1、L2都不亮。小明同学用电压表检测后,得出L1断路的结论。其测量结果应该是:Uab=_______V,Ubc=_______V。
17.电能表是测量_______的仪表,小明家上次查看电能表的读数为,本次查看时电能表读数如图所示,则他家这段时间内消耗的电能为_______度;若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作12min,则电能表的铝盘转_______转。
18.如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人,重为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m,则机器人所受的重力做功
_______J,水平动力做的功是_______J。
19.如图所示,工人师傅用沿斜面向上1000N的推力,将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m,高1.5m,则此过程中的有用功为_______J,斜面的机械效率为_______。
20.某单缸摩托车的汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%。则完全燃烧20g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是_______J,如果发动机的转速为1800r/min,则发动机每秒钟对外做_______次功。
21.两只灯泡L1和L2分别标有“6V 3W”和“10V 10W”的字样,保证两灯泡都能安全使用(设灯丝电阻不变)。若把它们串联在电路中,_______灯较亮,两灯的实际功率之比P1:P2=_______,允许电源的最大电压是_______V。
22.如图为即热式电热水龙头,打开水龙头开关,几秒就可以流出热水。已知某品牌电热水龙头的额定功率是4400W,额定电压是220V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 Ω;不计热量损失,该水龙头正常工作10.5s,可使0.5kg的水从20℃升高到_______℃[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。
三.解答题(本题共8小题,共52分)
23.(3分)请将图中的电灯、开关和三孔插座用笔画线代替导线正确接入家庭电路中。
24.(3分)如图电路,电源是3节干电池串联,请用笔画线代替导线将如图所示的实物电路连接完整。要求:电压表测小灯泡两端的电压,且实验时滑动变阻器的阻值可以达到最小,小灯泡不会被烧坏。连完实物图后请在方框中画出它的对应电路图。
25.(5分)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,此时杠杆_______(平衡/不平衡),为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向_______调节。
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,拉力最小时,大小为_______N。
(3)探究了杠杆的平衡条件后,小明对天平进行了研究,天平实际上是一个_______杠杆。小明还对游码的质量进行了测算,标尺最大刻度为5g。如图丙所示,她用刻度尺测出标尺左端零刻度线到右端最大刻度5g之间的水平距离、两托盘中心支撑点之间的水平距离分别为L1和L2,则游码的质量为_______g(用关于L1、L2的表达式表示)。
26.(6分)小明在做“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω,2A”字样)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)各一个、开关一个、导线若干。小明设计了如图甲所示的电路图。
(1)依据图甲电路图,请你用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整;
(2)电路连接完整后,小明试触开关,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动。小明分析电路故障可能是____________________________;
(3)排除故障后实验时,先把最大的25Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,此时电流表示数如图丙所示,为_______A。然后换用较小的电阻进行实验,为完成探究,应将滑片P向_______(选填“左”或“右”)端移动;
(4)小明依次把五个定值电阻连入电路中,测得实验数据如表所示。但老师发现五次实验中 Ω的电阻接入电路时,没有控制电压表示数一定。去除错误数据后,根据表格可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______(选填“正”或“反”)比。
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.18
27.(5分)小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(2)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 发生了变化,此小灯泡的额定功率是 W;
(4)利用上述器材,在不改变电路的情况下,小华认为还可以继续探究电流与电压的关系,他的想法是 的(选填“正确”或“错误”)。
28.(8分)为了响应“节能减排”号召,我市新上线了一批以天然气为燃料的出租车。汽车在600N的牵引力作用下匀速直线行驶6km,共消耗天然气0.2kg(假设天然气完全燃烧,天然气的热值q天=6×107J/kg。)针对此次行驶过程,求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)汽车发动机的效率。
29.(10分)如图所示,R1的电阻是10Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A,A1表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
30.(12分)如图所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V?W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2标有“40Ω 2A”字样,R1是定值电阻,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。将R2的滑片P移至最右端,只闭合开关S3,断开开关S1、S2,此时电压表示数为U1,R2消耗的功率为P1,向左移动滑片至某点,此时电压表示数为U2,R2消耗的功率为P2,已知U1:U2=5:6,P1:P2=25:27,只闭合开关S1、S2,灯泡两端电压恰好为6V,此时电流表示数为0.4A,求:
(1)电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关:S1、S2,滑动变阻器的阻值变化范围;
(3)在保证电路元件安全且电路中有电流的前提下,任意闭合或断开开关,则整个电路的最小功率。
参考答案
1.D
【解答】解:A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、面包夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错误;
C、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;
D、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D正确。
故选:D。
2.D
【解答】解:使用定滑轮不省力,但是可以改变用力方向,不计摩擦力和绳重,施加的拉力等于物重,所以F1=F2=F3,故ABC错误,D正确。
故选:D。
3.C
【解答】解:用手指封闭注射器的筒口,推压注射器的活塞,筒内的水不容易被压缩,说明分子间存在斥力。
故选:C。
4.B
【解答】解:正在给手机充电的充电宝,充电宝、手机、连接线形成通路,连接线相当于导线,手机的充电宝给电路提供电能,相当于电源,手机消耗电能,相当于用电器,故B错误。
故选:B。
5.A
【解答】解:AB、手机电池电压约3.7V,故A正确,B错误;
C、工作电流很小,一般在0.1A左右,故C错误;
D、一般条件下,任何导体的电阻都不可能为0Ω,手机电阻不为0Ω,故D错误。
故选:A。
6.C
【解答】解:AB.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故AB错误;
C.材料和长度相同的导线,横截面积越小的电阻越大,所以细的电阻较大,故C正确;
D.导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故D错误。
故选:C。
7.B
【解答】解:A.多个大功率用电器同时使用一个插座,可能会造成插座上总电流过大,容易造成火灾,故A错误;
B.通常情况下更换灯泡时,先要断开灯泡所在的支路开关,以免触电,故B正确;
C.在两线插头的插座板上,使用有金属外壳的用电器同样不安全,使用有金属外壳的用电器需要用三孔插座,故C错误;
D.任何情况下都不能靠近高压带电体,可能会发生电弧触电,故D错误。
故选:B。
8.C
【解答】解:根据题意可知,骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作,这说明灯泡与电机工作时互不影响,是并联的;若只戴头盔不扫码则无法骑行,则开关S1在干路中控制整个电路,开关S2与电机在一条支路中,故C正确。
故选:C。
9.C
【解答】解:AB、电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端的电压、通过的电流无关,当导体中没有电流流过时,导体仍有电阻,故AB错误;
C、将一根金属丝缓慢拉长后,其材料不变,长度变长,横截面积变小,因此其电阻变大,故C正确;
D、滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,而不是改变电阻丝的横截面积,故D错误。
故选:C。
10.B
【解答】解:AC.质量和初温相同的两种液体,用两个完全相同的电加热器对其加热,相同时间内吸收的热量相同,根据可知,温度升高较慢的比热容较大,升温越快的物质比热容较小,由图知相同时间内甲升高的温度更慢,由此可知甲液体的比热容更大,故AC不符合题意;
B.由图可知,0~2min甲乙两种液体吸收的热量相同,加热时间相同,物质吸收的热量就相同,甲的高温升高了Δt甲=50℃﹣25℃=25℃同理可知,乙的温度升高了Δt甲=75℃﹣25℃=50℃由可得,甲乙两种液体的比热容的比值为,故B符合题意。
D.质量和初温相同的不同物质,升高相同温度时,加热时间长的物质比热容大,比热容大的吸收的热量多,故甲液体吸收的热量更多,故D不符合题意。
故选:B。
11.C
【解答】解:
由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB、由图像可知,当酒精浓度增大,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定不变,所以,R0两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
C、由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知,电压表的示数与电流表示数的比值变小,故C正确;
D、设气敏电阻所测酒精气体的浓度增大前后电路中的电流分别为I1和I2,则两次电压表的示数分别为:
UV1=U﹣I1R0,UV2=U﹣I2R0,
电压表示数的变化量:ΔU=U1﹣U2=(U﹣I1R0)﹣(U﹣I2R0)=(I2﹣I1)R0=ΔIR,即=R0,所以电压表与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选:C。
12.D
【解答】解:登楼是大人与小孩克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为P==,
大人与小孩上楼的高度相同,不需要测量楼高,需要测量的物理量是:大人与小孩的质量或体重,从一楼到达五楼所用的时间,故D正确,ABC不正确。
故选:D。
13.变大;变小;变小。
【解答】解:自行车在下坡过程中,质量不变,速度变大,所以其动能变大;
自行车在下坡过程中,质量不变,高度减小,所以其重力势能减小;
下坡过程中克服摩擦力做功,机械能变小。
故答案为:变大;变小;变小。
14.0.2;0.8;会。
【解答】解:(1)当开关S1、S2闭合,S3断开时,A2测通过L1的电流,A1测干路的电流,由于干路电流大于支路电流,且指针位置相同,A2是小量程,分度值为0.02A,示数0.2A,通过灯L1的电流是0.2A,A1测干路中的电流,是大量程,分度值为0.1A,示数为1A,故通过L2的电流是I2=I总﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A;为保证电路安全,绝不能同时闭合S1、S2、S3,因为会造成电源短路,烧坏电源。
故答案为:0.2;0.8;会。
15.2.5;等于。
【解答】解:(1)由电路图可知:灯L1与L2串联,电压表测灯L2两端的电压;
由于电压表测灯L2两端电压,S闭合时电压表示数是3.5V,即灯L2两端的电压是3.5V;
由串联电路的电压特点可知,灯L1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣3.5V=2.5V;
(2)灯L1与L2串联,根据串联电路的电流特点知,流过它们的电流相等。
故答案为:2.5;等于。
16.3;0。
【解答】解:由题意可知,闭合开关后,小灯泡L1、L2都不亮,说明电路为断路,又因为电压表可测出L1断路的结论,所以当电压表并联在断路的部分时,此时测的是电源电压,即Uab=3V,当并联在L2两端时,电路断路,Ubc=0V。
故答案为:3;0。
17.消耗的电能;15.5;500
【解答】解:(1)电能表是测量消耗电能的仪表;
(2)他家在这段时间内消耗的电能:W=931.6kW h﹣916.1kW h=15.5kW h=15.5度;
(3)2500R/(kW h)表示电路中用电器每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转过2500R,
只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作12min,其消耗的电能:
W=Pt=lkW×h=0.2kW h,
电能表的转盘转过的圈数:
n=0.2kW h×2500R/(kW h)=500R。
故答案为:消耗的电能;15.5;500。
18.0;1500。
【解答】解:机器人在水平地面上前进,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J,重力对机器人不做功;
水平动力做的功:W=Fs=300N×5m=1500J;
故答案为:0;1500。
19.3000;75%。
【解答】解:此过程所做有用功为:W有=Gh=2000N×1.5m=3000J;
所做总功为:W总=Fs=1000N×4m=4000J;
故机械效率为:η===75%;
故答案为:3000;75%。
20.2.3×105;15。
【解答】解:完全燃烧20g汽油释放的热量为Q放=mq=0.02kg×4.6×107J/kg=9.2×105J,
获得的机械能是E=(1﹣30%﹣35%﹣10%)×9.2×105J=2.3×105J,
如果发动机的转速为1800r/min=30r/s
即发动飞轮机的转速为30r/s,发动机工作一个循环,飞轮转动2圈,对外做功1次,则发动机每秒钟对外做15次。
故答案为:2.3×105;15。
21.L1;6:5;11。
【解答】解:L1的电阻为R1===12Ω;
L2的电阻为R2===10Ω;
串联时,电流相等,由P=I2R知,P1>P2,故L1灯较亮。
由P=I2R知,实际功率之比为
;
L1的额定电流为
,
L2的额定电流为
,
故电路中的最大电流为Imax=0.5A,
电源电压最大为U=Imax(R1+R2)=0.5A×(12Ω+10Ω)=11V。
故答案为:L1;6:5;11。
22.11;42。
【解答】解:由P=可知,该电热水龙头正常工作时的电阻:R===11Ω;
水龙头正常工作10.5s消耗的电能:W=Pt=4400W×10.5s=46200J,
不计热量损失,水吸收的热量:Q吸=W=46200J,
由Q吸=cm(t′﹣t0)可知,水的末温:t′=+t0=+20℃=42℃。
故答案为:11;42。
23.【解答】解:灯泡接法:火线进入开关,经灯泡连到零线。这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如下图所示:
24.解:根据题意可知,电压表测小灯泡两端的电压,则电压表与小灯泡并联,电源由3节干电池组成,电源电压为4.5V,所以电压表选用大量程;滑动变阻器应该接上方的一个接线柱和下方的一个接线柱;实物图和电路图如下所示:
25.1)平衡;右;(2)2;(3)等臂;×5。
【解答】解:(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2知要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;
在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得:3G×4l=FB×3l,
解得:最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;
(3)使用天平时,动力臂等于阻力臂,是一个等臂杠杆,不省力也不费力;
以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右,游码的质量为m,当游码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得:
m左g×L2+mg×L1=m右g×L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当游码位于最大值m大=5g时,由杠杆的平衡条件得:
(m左+m大)g×L2=mg×L1+m右g×L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
由②﹣①得,m大×L2=mL1,
解得 m=m大=×5g。
故答案为:(1)平衡;右;(2)2;(3)等臂;×5。
26.(1)见解答图;(2)定值电阻断路;(3)0.12;右;(4)20;反。
【解答】解:(1)由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器滑片向右滑动时,接入电路的阻值减小,根据一上一下的连接原则,实物图中,应将滑动变阻器的右下方接线柱与电源负极相连,如图所示:
;
(2)试触开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针迅速摆到表盘最右端,说明电压表示数较大,电压表与电源连通,则故障可能是定值电阻断路;
(3)由图丙可知,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.12A。
将25Ω的定值电阻更换为阻值较小的电阻,由串联电路的分压原理可知,定值电阻两端的电压将减小,探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压一定,因此要增大定值电阻两端电压,减小滑动变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即将滑片向右移;
(4)由表格数据可知,定值电阻两端电压为:
U=IR=5Ω×0.6A=10Ω×0.3A=15Ω×0.2A=25Ω×0.12A=3V;
当定值电阻为20Ω时,其两端电压为:
U′=IR=0.18A×20Ω=3.6V≠3V
因此五次实验中20Ω的电阻接入电路时,没有控制电压表示数一定;
根据表格数据可知,导体的电流与导体的电阻乘积为定值,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻断路;(3)0.12;右;(4)20;反。
27.(1)断路;(2)减小;(3)温度;0.75;(4)错误。
【解答】解:
(1)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障可能是小灯泡断路;
(2)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,小于灯泡额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)由图乙可知,当灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI,灯泡的功率变大,温度升高,灯泡的电阻随温度的升高而增大;
由图乙可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能用来探究电流与电压的关系,故小华的想法是错误的。
故答案为:(1)断路;(2)减小;(3)温度;0.75;(4)错误。
28.(1)汽车牵引力做的功为3.6×106J;
(2)汽车发动机的效率为30%。
【解答】解:(1)牵引力所做的功:W=Fs=600N×6×1000m=3.6×106J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=mq天=0.2kg×6×107J/kg=1.2×107J,
汽车发动机的效率:η=×100%=×100%=30%。
答:(1)汽车牵引力做的功为3.6×106J;
(2)汽车发动机的效率为30%。
29.(1)电源电压为3V。
(2)R2的阻值为30Ω。
【解答】解:由电路图可知,开关S闭合后,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端电压相等,所以由欧姆定律可知,电源电压:U=U2=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.4A﹣0.3A=0.1A,
R2的阻值:R2===30Ω。
答:(1)电源电压为3V。
(2)R2的阻值为30Ω。
30.(1)电源电压为6V;
(2)闭合开关S3,断开开关:S1、S2,滑动变阻器的阻值变化范围20~40Ω;
(3)整个电路的最小功率为0.6W。
【解答】解:(1)闭合开关S1、S2,电路为灯泡的简单电路,灯泡恰好正常发光,灯泡的额定电压为6V,则电源电压为6V;
(2)灯泡正常发光时电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得灯泡的电阻:RL===15Ω,
将R2的滑片P移至最右端,只闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,此时电压表示数为U1,R2消耗的功率为P1,设此时通过电路的电流为I1,则U1=I1R1,P1=R2,
向左移动滑片至某点,此时电压表示数为U2,R2消耗的功率为P2,设此时通过电路的电流为I2,则U2=I2R1,P2=R2′,
滑动变阻器R2标有“40Ω 2A”字样,已知U1:U2=5:6,P1:P2=25:27,即=,=联立可得=,R2′=30Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得==,解方程可得R1=20Ω;
闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由于电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电路中的最大电流为:
I大===0.15A<0.6A,
滑动变阻器的最小电阻为:
R滑小===20Ω,
所以滑动变阻器的阻值变化范围为20~40Ω;
(3)根据P=UI可知通过电路的电流最小时,电路的电功率最小,R1=20Ω,R2=40Ω,RL=15Ω,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时通过电路的电流最小,此时通过电路的电流为:
I小===0.1A,
则整个电路的最小功率为P″=UI′=6V×0.1A=0.6W。
答:(1)电源电压为6V;
(2)闭合开关S3,断开开关:S1、S2,滑动变阻器的阻值变化范围20~40Ω;
(3)整个电路的最小功率为0.6W。