压为20V,电流为0.2A,所以电阻值为R==1000Ω。
【点睛】1、当用电器两端的电压超过额定电压太多时,用电器将被烧坏; 2、串联电路有分压的作用。 四、实验题
16.小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度﹣时间图象,根据图象可知:
(1)冰属于晶体,由B→C的过程,冰的内能____________(不变/增大/减少);
(2)设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质共吸收了___________J的热量(c冰=2.1×103J/kg?℃,c水=4.2×103J/kg?℃);
(3)图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度﹣时间图象,老师认为他的C段数据有问题,老师做出这样的判断的依据是___________________________________________________。
3
【答案】增大4.2×10因水的比热容较大,质量相等的冰和水吸收相同热量,水升温应该比冰慢,而图C中水升温快 【解析】【详解】(1)冰属于晶体,在BC段,冰处于熔化过程,吸热收热量,内能增加,但温度不变;(2)设相同时间内物质吸收的热量相同,则AB阶段物质共吸收的热量为:Q
3
吸
=c
冰
mt=2.1×10J/kg?℃0.1kg(0-10)=
3
3
2.1×10J, BC阶段加热时间时AB段的2倍,则吸收的热量为AB段的2倍,即BC阶段物质共吸收了2.1×10J2=4.2×10J的热量。(3)因水的比热容较大,质量相等的冰和水吸收相同热量,水升温应该比冰慢,而图C中水升温快,所以老师认为他的C段数据有问题。
17.小代在复习力学实验时遇到如下问题:
(一)为验证漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理,他进行了如图所示的实验。
3
(1)分析图中提供的信息,可知图丁中木块所受浮力大小为________________N (2)进行图乙和图戊两次测量的目的是间接测量______________________。
(二)他利用弹簧测力计、一瓶苹果醋等探究“滑动摩擦力与压力大小的关系”。
(1)实验中应控制________________________不变,然后再向瓶中加水是为了改变________________
(2)他若沿水平方向由匀速直线拉动苹果醋改为加速直线拉动,苹果醋所受的摩擦力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】1.2木块排开水所受重力接触面的粗糙程度压力不变 【解析】【详解】(一)(1)因为木块漂浮,所以浮力等于重力,即弹簧测力计的示数1.2N;(2)图乙和图戊一个是空桶的重力,一个是桶与排开的水的重力,因此,通过这两步可间接测量木块排开水所受重力。(二)(1)探究滑动摩擦力与压力大小的关系,应控制接触面的粗糙程度不变,瓶中加水是为了改变压力大小。(2)滑动摩擦力由接触面的粗糙程度与物体间的压力决定,加速拉动苹果醋时,瓶子与桌面的接触面不变,瓶子对桌面的压力不变,则滑动摩擦力不变。 【点睛】(一)深刻理解阿基米德原理是解题的关键;木块的特点是漂浮在水面上,因此其所受浮力与自身重力相等;搞清实验原理,看清实验的流程,就可判断每一步骤的目的。(二)1..根据实验目的与实验步骤应用控制变量法分析答题.2.根据影响滑摩擦力大小的因素分析,加速拉动苹果醋时,摩擦力如何变化. 18.如图所示为探究电磁感应现象的实验装置。
(1)闭合开关,让悬挂着的导体棒AB__________“(选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)运动时,电流计指针会发生偏转。此过程中能量转化情况是_______________________;
(2)若保持导体运动方向不变,要改变电流计指针的偏转方向,正确的操作是_____________________; (3)在上述实验装置中,若将电流计换成电源,则可探究______________________现象。 【答案】左右机械能转化为电能磁极对调磁场对通电导体有力的作用 【解析】【详解】(1)由图知,磁感线方向在竖直方向,所以导体AB左右运动才会切割磁感线,电路中才会有感应电流;此过程中消耗机械能,得到电能,把机械能转化为电能;(2)若保持导体运动方向不变,将磁极对调,则电流方向改变,即电流计指针的偏转方向;(3)若要利用上述装置,将图中的电流计更换为电源,给导体通电,磁场会对导体产生力的作用,故可探究磁场对通电导线有力的作用。 【点睛】(1)掌握产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.(2)电流的的方向与导体运动方向、磁场方向有关.(3)“探究磁场对通电导线的作用”必须要有电源,据此判断.
19.小代用图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V保持不变,规格为“50Ω 2A”、“100Ω 2A”的滑动变阻器各一个,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个。
(1)小代闭合开关后,发现电流表无示数,经检查是由于某根导线断了造成的。他又利用图乙的电路对图甲进行故障检测。若检验灯发光说明被检测导线___________(选填“断了”或没断”)
(2)更换导线后小代将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数,此过程小代实际探究的问题是电流与_____________的关系;
(3)根据表中的数据分析,可推测,他选用的是本题中规格为“____________”的滑动变阻器;
(4)用以上数据小代分析得出了电流与电阻的关系。请你帮小代写出分析过程:_________________。
【答案】断了电压100Ω 2A电流与对应电阻的大小乘积不变即IR=10Ω×0.60A=20Ω×0.30A=×0.20A×30Ω=0.15A×40Ω=6V,可得结论:当电压不变时,电流与电阻成反比 【解析】【详解】(1)检验灯与被检测的导线并联,若检验灯发光说明被检测导线断了,其他地方完好,若检验灯不发光说明被检测导线完好,其他地方有断路。(2))小代将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数,此过程中,电阻一定,电压不断改变,故实际探究的问题是电流与电压的关系;(3)根据表二数据,根据欧姆定律的变形公式:U=IR可知,控制电压表示数为6V,根据串联电路电压的规律,变阻器分
得的电压U滑=15V-6V=9V,变阻器分得的电压是电阻电压的=1.5倍,根据分压原理,当接入40Ω的电阻时,变
阻器连入电路的电阻大小为:R滑=1.5×40Ω=60Ω,选用“100Ω 2A”的滑动变阻器.(4)分析表中的数据可知,电流与对应电阻的大小乘积不变,即IR=10Ω×0.60A=20Ω×0.30A=×0.20A×30Ω=0.15A×40Ω=6V,可得结论:当电压不变时,电流与电阻成反比。 【点睛】(1)用检验灯检测导线断路,若检验灯发光说明被检测导线断了;(2)实验中控制电阻不变,改变电阻的电压和电流,根据控制变量法分析;(3)根据串联电路电压的规律和分压原理,求出当最大定值电阻接入电路时变阻器连入电路的阻值确定变阻器的规格.(4)由表格数据分析可得结论。 五、作图题
20.小明用三个电流表和两个小灯泡做实验,要探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系,其连接的电路如图所示。这个电路中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,表示这根导线不能这样连接,然后画出正确的连接位置,并在方框中画出正确的电路图。
【答案】
【解析】【详解】由电路图可知,左侧两个电流表均测L1支路的电流,所以需通过改动L2与负极相连的导线,将负极与灯泡L2相连的导线改接左下电流表的负接线柱,如下图所示:
【点睛】要探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系,
应用一个电流表测干路电流,两个电流表分别测量两灯泡支路的电流,据此进行解答.
六、计算题
21.随着居民生活水平的不断提高,家用轿车越来越多地走进了普通百姓人家。下表为某型家用轿车的有关数据:
求:
(1)装满油时汽油的质量;(ρ汽油=0.71×103kg/m3)
(2)装满汽油的家用轿车静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?(g=10N/kg)
(3)当该小汽车在水平路面上以额定功率行驶时,小代观察速度表如图,请计算该车行驶100km牵引力所做的功。
58
【答案】(1)39.05kg;(2)1.5×10Pa;(3)1.2×10J。
【解析】【详解】(1)油箱容积55L,即装满油时汽油的体积为:V=55dm=0.055m, 汽油的质量:m=V=0.71×10kg/m
3
3
33
0.055m=39.05kg;(2)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=mg=1200kg×10N/kg=
3
1.2×10N,对地面的压强:p=
4
=1.5×10Pa;(3)由速度表知该车行驶速度v=90km/h,由v
5
得汽车
行驶100km所用时间:t=
3
8
h=4000s,汽车以额定功率匀速直线行驶4000s牵引力所做的功:W=Pt=
30×10W×4000s=1.2×10J.
22.如图甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B端向A端滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。求:
(1)电源电压和R1
(2)电路中消耗的最小功率
(3)通电1分钟,此电路能产生的最大热量。 【答案】(1)18V, 20Ω;(2)3.6W;(3)972J。 【解析】【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器接入
电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.9A,由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.9A×R1,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I2=0.2A,U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+14V,因电源的电压不变,所以,0.9A×R1=0.2A×R1+14V,解得:R1=20Ω;电源的电压:U=I1R1=0.9A×20Ω=18V;(2)当电路中的电流最小时,电路消耗电功率最小,则:P=UI2=18V×0.2A=3.6W.(3)由图可知,当R2=0时,电路中的电阻最小,功率最大,此电路1分钟能产生的最大热
量:Q=t=60s=972J.
【点睛】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据图象读出电表的示数,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值;把R1的阻值代入电源电压的表达式即可求出电源的电压;(2)电路中的电流最小时,电路消耗的电功率最小,根据P=UI求出其大小.(3) 当R2=0时,
电路中的电阻最小,功率最大,由Q=t求出通电1分钟,此电路能产生的最大热量。
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