2023年12月21日发(作者:植顺)
2021-2022学年河南省南阳十三中九年级(上)第二次月考
物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)我国家庭电路的电压为 V。小强养成随手关灯的良好习惯,当他关掉家中不用的电灯后,家中电路的总电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.(2分)如图所示,当开关S、S1闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动,灯泡L的亮度
(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);电压表V的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.(2分)如图所示电路,甲,乙为两只完全相同的电表,当闭合开关S1,S2时,甲,乙两表示数之比为4:3,则两表应均为 (选填“电流”或“电压”)表,两电阻大小之比R1:R2为 。
4.(3分)如图所示,小明家电能表的示数为 kW•h;若该电能表的转盘在5min内转了300转,则这段时间内小明家中用电器消耗的电能为 J,该用电器的功率 。
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5.(2分)某款手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A。查询到使用手机电池型号如图所示。假设充电器始终以最大充电电流充电,且把电池充满,只需要 min,电池充满电后存储的电能为 J。若手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为 h。
6.(3分)若将分别标有“3V 3W”、“6V 3W”字样的甲、乙两只灯泡串联接入电路,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 V; (选填“甲”或“乙”)灯更亮;甲灯实际消耗的电功率是 W(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
二、选择题(共8题,每题2分,共16分.第7-12题选项中;有一个符合题目要求,第13-14小题的选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选得0分)
7.(2分)以下家用电器正常工作时,电功率大约为1kW的是( )
A.空调 B.电冰箱 C.电风扇 D.电视机
8.(2分)下列四种用电器,各自在额定电压下正常工作,则在相同时间内,电流做功最多的是( )
A.“220V 40W”
C.“36V 40W”
B.“220V 25W”
D.“110V 60W”
9.(2分)如图,下列有关生活用电的说法正确的是( )
A.图甲,若保险盒内熔丝熔断后,我们可以用铜线或者铁丝代替
B.图乙,试电笔在使用过程中手不能触碰金属笔尾
C.图丙,三脚插头中接外壳的那个“脚”较长,目的是将用电器金属外壳先接地
D.图丁,该电能表表盘上的示数表示该户截止目前消耗的总电能为13625kW•h
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10.(2分)下面的几种说法中,正确的是( )
A.电流通过电风扇做功时,电能全部转化为内能
B.电流通过白炽灯做功时,电能全部转化为光能
C.电流通过电风扇做功时,电能的一部分转化为机械能
D.电流通过白炽灯做功时,电能全部转化为内能
11.(2分)如图所示的各电路中,同种元件的规格相同。当开关闭合后,能利用滑动变阻器使灯泡由正常发光到渐暗,到最后熄灭,又不会造成事故的电路是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)家庭卫生间一般都要安装照明灯和换气扇。使用时,有时需要各自独立工作,有时需要同时工作。如图所示的电路中,符合上述要求的是( )
A.
B.
C.
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D.
13.(2分)如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持20Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的功率为0.8W
14.(2分)为测量小灯泡的电功率,某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验,其中小灯泡上标有“2.5V0.5W”的字样(灯丝的电阻随温度的升高而变大),电源的电压恒为4.5V,则( )
A.当小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.2A
B.当小灯泡正常发光时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为1:2
C.当小灯泡正常发光时,10min内电路消耗的总电能为300J
D.当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时,其实际功率大于0.125W
三、作图题(每题2分,共4分)
15.(2分)请用笔画线表示导线,将图中的电灯开关和插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中。
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16.(2分)按要求作图(请保留作图痕迹)。如图所示家庭电路中,请画线代替导线连接电路,要求开关同时控制两只普通照明灯,且两灯都能正常发光。
四.实验探究(17题4分,18题7分19题7分,共18分)
17.(4分)小明同学利用电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线,做测定额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验。
(1)请你根据如图所示的实物连线图,在图中的方框内画出该实验的电路图。
(2)连接电路时,应将开关断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑在 (A/B)端。
(3)小明同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是
(选填字母序号)。
a.“检查电路是否断路”
b.“更换小灯泡”
c.“移动滑动变阻器测算观察小灯泡是否发光”
(4)如表中的数据是按正确的操作测得的,根据表中的数据计算出三次小灯泡的阻值不相等,且随电压的增大而增大,其原因是 。
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实验次数
电压(V)
电流(A)
灯丝电阻(Ω)
1
2
0.22
9.09
2
2.5
0.24
10.24
3
3
0.26
11.54
18.(7分)如图甲是小明在探究“电流与电阻的关系”时设计电路图,电源电压恒为12V,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻3个,且实验时控制定值电阻两端的电压为4V,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是 。
(2)排除故障后进行实验,当每次更换电阻后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”)。保持滑动变阻器的滑片位置不便,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 为止;
(3)小明将实验数据记录在表格中,其中有一组数据是拼凑的,这组数据在第 次实验中,理由是实验中所用的滑动变阻器的最大阻值太 (填大或小)。
实验次数
电阻/Ω
电流/A
1
5
0.8
2
10
0.4
3
20
0.2
(4)在不更换滑动变阻器的情况下可以采取 方案完成这组拼凑数据所对应的实验。
A.降低定值电阻两端的电压
B.降低电源电压
C.选用更大阻值的定值电阻。
19.(7分)在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提第6页(共17页)
供了如下器材:电源电压U恒为8V,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,小灯泡的额定电压U额=2.5V,额定功率小于1.2W,两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。
(2)正确连接电路后,进行实验,记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
物理量
电压/V
电流/A
电功率/W
1.0
0.24
1.5
0.32
2.0
0.38
2.5
3.0
0.44
1 2 3 4 5
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而 。根据数据还可判断出,小聪在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ;
②滑片不动,再将开关S1,拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额= 。(用U额、U0、R0表示)
若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
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五.计算题(20题9分,21题9分,共18分)
20.(9分)如图L1、L2是规格分别为“6V 6W“、“3V 2.7W“的小灯泡,将它们连在如图的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合S时,L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的影响)
求:
(1)电源电压
(2)灯泡L1的电阻R1
(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功
21.(9分)图甲是一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。电源电压保持不变,电压表量程为0~3V,R0是15Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为10℃时,电压表的示数为1.5V。求:
(1)电源电压;
(2)电路允许的最高环境温度。
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2021-2022学年河南省南阳十三中九年级(上)第二次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.【解答】解:我国家庭电路的电压为220V;
家庭电路中各用电器是并联的,当他关掉家中不用的电灯后,家中开启的用电器减少,相当于横截面积变小,故家中电路的总电阻变大。
故答案为:220;变大。
2.【解答】解:当开关S、S1闭合时,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测电源两端的电压;
由于电源电压不变,所以电压表示数保持不变;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端分得的电压变小,灯泡两端分得的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
故答案为:变亮;不变。
3.【解答】解:(1)甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,若量表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表。
(2)当闭合S1,S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为4:3,
根据串联分压特点可知R1:R2=故答案为:电压;1:3。
4.【解答】解:(1)电能表最后一位示数是小数位,单位是kW•h,则电能表的读数为2258.6kW•h。
(2)3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转3000r,
电能表转盘转300r时,用电器消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h=0.1×3.6×106J=3.6×105J,
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===。
工作时间t=5min=该用电器的电功率:
P==h,
=1.2kW=1200W。
故答案为:2258.6;3.6×105;1200W。
5.【解答】解:(1)电池容量为:Q=4200mAh,最大充电电流为:I充=5A,
充满电的最快充电时间为:t充===0.84h=50.4min;
﹣(2)电池电压为:U=3.7V,电池充满电后存储的电能为:W=UIt=3.7V×4200×103A×3600s=55944J;
==280h。 (3)待机电流为:I待=15mA,手机最长待机时间为:t待=故答案为:50.4;55944;280。
6.【解答】解:(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===1A,I2===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===3Ω,R2===12Ω;
因串联电路中各处的电流相等,两灯泡串联时,电路中的最大电流I=0.5A,;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许加在它们两端的最高电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(3Ω+12Ω)=7.5V;
(2)由P=I2R可知,乙灯泡的实际功率大,故乙灯更亮;
甲灯实际消耗的电功率P甲=I2R甲=(0.5A)2×3Ω=0.75W。
故答案为:7.5;乙; 0.75。
二、选择题(共8题,每题2分,共16分.第7-12题选项中;有一个符合题目要求,第13-14小题的选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选得0分)
7.【解答】解:A、空调属于大功率用电器,其功率约为1000W,故A正确;
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B、电冰箱的功率约为200W,故B错误;
C、电风扇的功率约为60W,故C错误;
D、电视机的功率约为120W,故D错误。
故选:A。
8.【解答】解:因为各用电器各自在额定电压下正常工作,
所以四个用电器的实际功率等于它们的额定功率,
在各选项中“110V 60W”的用电器的额定功率最大,其实际功率也最大,
根据W=Pt可知,其在相同时间内,电流做功最多,故D符合题意。
故选:D。
9.【解答】解:
A、在其他条件相同时铜丝或铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,则铜丝或铁丝不会熔断,起不到保险的作用,所以不能用铜线或者铁丝代替保险丝,故A错误;
B、使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,才能辨别出火线或零线,但手不能接触笔尖金属体,否则会发生触电事故,故B错误;
C、当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头中较长的插脚能把用电器的金属外壳先接地;拨出时,电器的金属外壳后离开地线,可防止漏电时发生触电事故,故C正确;
D、由图丁可知,电能表表盘上的数字为13625,最后一位是小数,单位是kW•h,所以电能表的读数为1362.5kW•h,即该用户截止目前消耗的总电能为1362.5kW•h,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:电流通过电风扇做功,电能的一部分转化为机械能,所以C选项的说法是对的,A选项的说法是错的;
电流通过白炽灯做功,电能主要转化为内能和光能,所以B、D的说法都不对。
故选:C。
11.【解答】解:A、灯与滑动变阻器串联,当滑片P左右滑动时,可以改变灯泡亮度,但灯泡不会熄灭,不会造成短路,不符合题意。
B、滑动变阻器的一部分与灯泡串联,随滑片的移动可以改变灯泡的亮度,滑片在最左端时灯泡熄灭,符合题意。
C、滑动变阻器与灯泡串联,滑片使灯泡处于短路状态,无论怎样滑到滑片灯泡都不亮,第11页(共17页)
不合题意。
D、滑动变阻器与灯泡并联,当滑片P滑到左端时,会引起电源短路,不合题意。
故选:B。
12.【解答】解:要求电灯与风扇相互不影响,能独立工作,故应使电灯与风扇并联,且各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关,故B正确。
故选:B。
13.【解答】解:A、从甲图像中可得:甲的U﹣I图像是一条过原点的直线,所以甲是定值电阻,当甲的电压为6V时,对应的电流为0.3A,则甲的电阻为:R甲故A正确;
B、从乙图像中可以看出,乙的图像是一条曲线,电流与电压不成正比,即乙不是定值电阻,阻值是变化的,故B错误;
C、甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路各支路电路两端的电压相等可知电阻两端的电压为2V,由图像可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,根据干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故C正确;
D、甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路中的电流为0.2 A 时,由图可知,U甲=4V,U乙=2V,则总电压U=U甲+U乙=4V+2V=6V,则总功率为:P=UI=6V×0.2A=1.2W,故D错误。故选:AC。
14.【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当小灯泡正常发光时,其两端的电压UL=2.5V,功率PL=0.5W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I=IL===0.2A,故A正确;
==20Ω,B、因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
则U滑:UL=2V:2.5V=4:5,故B错误;
C、10min内电路消耗的总电能:
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W=UIt=4.5V×0.2A×10×60s=540J,故C错误;
D、假设灯泡的电阻不变,当灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时的实际功率:
PL′==×=PL=×0.5W=0.125W,
因灯丝的电阻随温度的升高而变大,
所以,灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时,温度低于正常发光时的温度,其阻值变小,
则此时灯泡的实际功率应大于0.125W,故D正确。
故选:AD。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.【解答】解:电灯的开关要接在火线和灯泡之间,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,螺旋套接在零线上。
插座的三孔要按照“左零右火上接地”的原则,如下图所示:
16.【解答】解:开关接火线,灯泡接零线。两只普通照明灯在家庭电路中并联才能正常工作,又因为开关同时控制两灯,所以开关在干路上,即灯泡并联后再与开关串联。如下图所示:
四.实验探究(17题4分,18题7分19题7分,共18分)
17.【解答】解:(1)先画出电源的符号,从电源正极开始,依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源的负极,然后把电压表并联画在灯泡两端,如下图所示:
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(2)为保护电路,连接电路时应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应滑在最大阻值处的B端;
(3)电流表有示数,电路是连通的,灯泡不亮,可能是电路中电流太小,也可能是灯泡短路,首先移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光来判断原因,移动滑片如果灯泡发光,是电路电流太小,如果灯泡还不亮是灯泡短路,故c正确;
(4)实验过程中,灯丝长度、横截面积、材料不变,电压不同,灯丝温度不同,灯丝电阻不同,所以三次灯泡电阻值不同是温度不同造成的。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;B;(3)C;(4)灯丝电阻与温度有关。
18.【解答】解:(1)电流表有示数,说明电路故障为短路,电压表无示数,则与电压表并联的电路短路或与电压表并联以外的电路出现了断路,综上分析,电路故障是与压表并联的电路短路,即定值电阻短路;
(2)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,实验中控制定值电阻两端的电压为4V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数仍为4V;
(4)根据表中第3组数据,由欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路的电阻应为:
R滑=﹣R3=﹣20Ω=40Ω>30Ω,第3组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太小;
(4)A、若降低定值电阻两端电压,则由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压更大,由分压原理知,需要变阻器连入电路的电阻更大,所以不可行;
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B、由串联电路电压的规律和分压原理:=,
代入数据单位,=,解之得:U=10V,
故在不更换滑动变阻器的情况下,因现有变阻器的最大电阻较小,为完成实验,电源电压最大10V,所以降低电源电压可以顺利完成实验,B可行;
C.因定值电阻两端的电压不变,故滑动变阻器两端的电压也不变,由分压原理,若选用更大阻值的定值电阻,则需要变阻器连入的电阻更大,C不可行。
故答案为:(1)定值电阻短路;(2)电压表;左;4V;(3)3;小;(4)B。
19.【解答】解:
(1)由P=UI得,小灯泡的额定电流约为:I==表选择0﹣0.6A的量程;
灯泡、R0及滑动变阻器串联,故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接,如图所示:
=0.48A<0.6A,所以,电流
(2)由(1)可知,电流表选择0﹣0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.42A,
则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W。
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,
由I=可得,第5次实验时电路总电阻:R总==≈18.2Ω<20Ω,
因R总=RL+R0+R滑,已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω,
故小聪在实验中选用的是R0=10Ω。
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,
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①闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,
电压表的示数:UV=U﹣U额=8V﹣2.5V=5.5V。
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:I额=。
③小灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额•。
将开关S1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,
根据P额=U额I额=U额•可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
故答案为:(1)如上图所示;
(2)1.05;
(3)增大; 10;
(4)①5.5V; ③U额•; 偏小。
五.计算题(20题9分,21题9分,共18分)
20.【解答】解:
(1)由图知,当只闭合S时,电路中只有L2,
因为L2正常发光,所以电源电压U=U额2=3V;
(2)由P=可得灯泡L1的电阻:
R1===6Ω;
(3)由图知,当S、S1都闭合时,L1、L2并联,
通过L1的电流:
I1===0.5A,
此时L2仍然正常发光,通过L2的电流:
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I2===0.9A,
干路电流:I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A,
10s内电流做的总功:
W=UIt=3V×1.4A×10s=42J。
答:(1)电源电压为3V;
(2)灯泡L1的电阻为6Ω;
(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功为42J。
21.【解答】解:
由电路图甲可知,R0与R1串联,电压表测R0两端的电压。
(1)由图乙可知,当环境温度为10℃时,热敏电阻R1的阻值为25Ω,此时电路电流:I=I0===0.1A,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以电源电压:U=IR=I(R1+R0)=0.1A×(25Ω+15Ω)=4V;
(2)由题意可知,电压表示数允许最大值为3V,则R0两端电压的最大值为3V,此时电路能够测量的温度最高,
因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U﹣U0大=4V﹣3V=1V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流为:I′=I0′=0.2A,
由I=可知,此时热敏电阻R1的阻值:R1′===5Ω,
==由图乙可知,热敏电阻的阻值为5Ω时,对应温度为50℃,即最高环境温度为50℃。
答:(1)电源电压为4V;
(2)电路允许的最高环境温度为50℃。
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2023年12月21日发(作者:植顺)
2021-2022学年河南省南阳十三中九年级(上)第二次月考
物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)我国家庭电路的电压为 V。小强养成随手关灯的良好习惯,当他关掉家中不用的电灯后,家中电路的总电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.(2分)如图所示,当开关S、S1闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动,灯泡L的亮度
(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);电压表V的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.(2分)如图所示电路,甲,乙为两只完全相同的电表,当闭合开关S1,S2时,甲,乙两表示数之比为4:3,则两表应均为 (选填“电流”或“电压”)表,两电阻大小之比R1:R2为 。
4.(3分)如图所示,小明家电能表的示数为 kW•h;若该电能表的转盘在5min内转了300转,则这段时间内小明家中用电器消耗的电能为 J,该用电器的功率 。
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5.(2分)某款手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A。查询到使用手机电池型号如图所示。假设充电器始终以最大充电电流充电,且把电池充满,只需要 min,电池充满电后存储的电能为 J。若手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为 h。
6.(3分)若将分别标有“3V 3W”、“6V 3W”字样的甲、乙两只灯泡串联接入电路,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 V; (选填“甲”或“乙”)灯更亮;甲灯实际消耗的电功率是 W(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
二、选择题(共8题,每题2分,共16分.第7-12题选项中;有一个符合题目要求,第13-14小题的选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选得0分)
7.(2分)以下家用电器正常工作时,电功率大约为1kW的是( )
A.空调 B.电冰箱 C.电风扇 D.电视机
8.(2分)下列四种用电器,各自在额定电压下正常工作,则在相同时间内,电流做功最多的是( )
A.“220V 40W”
C.“36V 40W”
B.“220V 25W”
D.“110V 60W”
9.(2分)如图,下列有关生活用电的说法正确的是( )
A.图甲,若保险盒内熔丝熔断后,我们可以用铜线或者铁丝代替
B.图乙,试电笔在使用过程中手不能触碰金属笔尾
C.图丙,三脚插头中接外壳的那个“脚”较长,目的是将用电器金属外壳先接地
D.图丁,该电能表表盘上的示数表示该户截止目前消耗的总电能为13625kW•h
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10.(2分)下面的几种说法中,正确的是( )
A.电流通过电风扇做功时,电能全部转化为内能
B.电流通过白炽灯做功时,电能全部转化为光能
C.电流通过电风扇做功时,电能的一部分转化为机械能
D.电流通过白炽灯做功时,电能全部转化为内能
11.(2分)如图所示的各电路中,同种元件的规格相同。当开关闭合后,能利用滑动变阻器使灯泡由正常发光到渐暗,到最后熄灭,又不会造成事故的电路是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)家庭卫生间一般都要安装照明灯和换气扇。使用时,有时需要各自独立工作,有时需要同时工作。如图所示的电路中,符合上述要求的是( )
A.
B.
C.
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D.
13.(2分)如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持20Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的功率为0.8W
14.(2分)为测量小灯泡的电功率,某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验,其中小灯泡上标有“2.5V0.5W”的字样(灯丝的电阻随温度的升高而变大),电源的电压恒为4.5V,则( )
A.当小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.2A
B.当小灯泡正常发光时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为1:2
C.当小灯泡正常发光时,10min内电路消耗的总电能为300J
D.当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时,其实际功率大于0.125W
三、作图题(每题2分,共4分)
15.(2分)请用笔画线表示导线,将图中的电灯开关和插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中。
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16.(2分)按要求作图(请保留作图痕迹)。如图所示家庭电路中,请画线代替导线连接电路,要求开关同时控制两只普通照明灯,且两灯都能正常发光。
四.实验探究(17题4分,18题7分19题7分,共18分)
17.(4分)小明同学利用电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线,做测定额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验。
(1)请你根据如图所示的实物连线图,在图中的方框内画出该实验的电路图。
(2)连接电路时,应将开关断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑在 (A/B)端。
(3)小明同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是
(选填字母序号)。
a.“检查电路是否断路”
b.“更换小灯泡”
c.“移动滑动变阻器测算观察小灯泡是否发光”
(4)如表中的数据是按正确的操作测得的,根据表中的数据计算出三次小灯泡的阻值不相等,且随电压的增大而增大,其原因是 。
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实验次数
电压(V)
电流(A)
灯丝电阻(Ω)
1
2
0.22
9.09
2
2.5
0.24
10.24
3
3
0.26
11.54
18.(7分)如图甲是小明在探究“电流与电阻的关系”时设计电路图,电源电压恒为12V,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻3个,且实验时控制定值电阻两端的电压为4V,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是 。
(2)排除故障后进行实验,当每次更换电阻后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”)。保持滑动变阻器的滑片位置不便,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 为止;
(3)小明将实验数据记录在表格中,其中有一组数据是拼凑的,这组数据在第 次实验中,理由是实验中所用的滑动变阻器的最大阻值太 (填大或小)。
实验次数
电阻/Ω
电流/A
1
5
0.8
2
10
0.4
3
20
0.2
(4)在不更换滑动变阻器的情况下可以采取 方案完成这组拼凑数据所对应的实验。
A.降低定值电阻两端的电压
B.降低电源电压
C.选用更大阻值的定值电阻。
19.(7分)在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提第6页(共17页)
供了如下器材:电源电压U恒为8V,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,小灯泡的额定电压U额=2.5V,额定功率小于1.2W,两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。
(2)正确连接电路后,进行实验,记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
物理量
电压/V
电流/A
电功率/W
1.0
0.24
1.5
0.32
2.0
0.38
2.5
3.0
0.44
1 2 3 4 5
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而 。根据数据还可判断出,小聪在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ;
②滑片不动,再将开关S1,拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额= 。(用U额、U0、R0表示)
若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
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五.计算题(20题9分,21题9分,共18分)
20.(9分)如图L1、L2是规格分别为“6V 6W“、“3V 2.7W“的小灯泡,将它们连在如图的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合S时,L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的影响)
求:
(1)电源电压
(2)灯泡L1的电阻R1
(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功
21.(9分)图甲是一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。电源电压保持不变,电压表量程为0~3V,R0是15Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为10℃时,电压表的示数为1.5V。求:
(1)电源电压;
(2)电路允许的最高环境温度。
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2021-2022学年河南省南阳十三中九年级(上)第二次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.【解答】解:我国家庭电路的电压为220V;
家庭电路中各用电器是并联的,当他关掉家中不用的电灯后,家中开启的用电器减少,相当于横截面积变小,故家中电路的总电阻变大。
故答案为:220;变大。
2.【解答】解:当开关S、S1闭合时,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测电源两端的电压;
由于电源电压不变,所以电压表示数保持不变;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端分得的电压变小,灯泡两端分得的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
故答案为:变亮;不变。
3.【解答】解:(1)甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,若量表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表。
(2)当闭合S1,S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为4:3,
根据串联分压特点可知R1:R2=故答案为:电压;1:3。
4.【解答】解:(1)电能表最后一位示数是小数位,单位是kW•h,则电能表的读数为2258.6kW•h。
(2)3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转3000r,
电能表转盘转300r时,用电器消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h=0.1×3.6×106J=3.6×105J,
第9页(共17页)
===。
工作时间t=5min=该用电器的电功率:
P==h,
=1.2kW=1200W。
故答案为:2258.6;3.6×105;1200W。
5.【解答】解:(1)电池容量为:Q=4200mAh,最大充电电流为:I充=5A,
充满电的最快充电时间为:t充===0.84h=50.4min;
﹣(2)电池电压为:U=3.7V,电池充满电后存储的电能为:W=UIt=3.7V×4200×103A×3600s=55944J;
==280h。 (3)待机电流为:I待=15mA,手机最长待机时间为:t待=故答案为:50.4;55944;280。
6.【解答】解:(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===1A,I2===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===3Ω,R2===12Ω;
因串联电路中各处的电流相等,两灯泡串联时,电路中的最大电流I=0.5A,;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许加在它们两端的最高电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(3Ω+12Ω)=7.5V;
(2)由P=I2R可知,乙灯泡的实际功率大,故乙灯更亮;
甲灯实际消耗的电功率P甲=I2R甲=(0.5A)2×3Ω=0.75W。
故答案为:7.5;乙; 0.75。
二、选择题(共8题,每题2分,共16分.第7-12题选项中;有一个符合题目要求,第13-14小题的选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得2分,只选1个且正确得1分,有错选得0分)
7.【解答】解:A、空调属于大功率用电器,其功率约为1000W,故A正确;
第10页(共17页)
B、电冰箱的功率约为200W,故B错误;
C、电风扇的功率约为60W,故C错误;
D、电视机的功率约为120W,故D错误。
故选:A。
8.【解答】解:因为各用电器各自在额定电压下正常工作,
所以四个用电器的实际功率等于它们的额定功率,
在各选项中“110V 60W”的用电器的额定功率最大,其实际功率也最大,
根据W=Pt可知,其在相同时间内,电流做功最多,故D符合题意。
故选:D。
9.【解答】解:
A、在其他条件相同时铜丝或铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,则铜丝或铁丝不会熔断,起不到保险的作用,所以不能用铜线或者铁丝代替保险丝,故A错误;
B、使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,才能辨别出火线或零线,但手不能接触笔尖金属体,否则会发生触电事故,故B错误;
C、当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头中较长的插脚能把用电器的金属外壳先接地;拨出时,电器的金属外壳后离开地线,可防止漏电时发生触电事故,故C正确;
D、由图丁可知,电能表表盘上的数字为13625,最后一位是小数,单位是kW•h,所以电能表的读数为1362.5kW•h,即该用户截止目前消耗的总电能为1362.5kW•h,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:电流通过电风扇做功,电能的一部分转化为机械能,所以C选项的说法是对的,A选项的说法是错的;
电流通过白炽灯做功,电能主要转化为内能和光能,所以B、D的说法都不对。
故选:C。
11.【解答】解:A、灯与滑动变阻器串联,当滑片P左右滑动时,可以改变灯泡亮度,但灯泡不会熄灭,不会造成短路,不符合题意。
B、滑动变阻器的一部分与灯泡串联,随滑片的移动可以改变灯泡的亮度,滑片在最左端时灯泡熄灭,符合题意。
C、滑动变阻器与灯泡串联,滑片使灯泡处于短路状态,无论怎样滑到滑片灯泡都不亮,第11页(共17页)
不合题意。
D、滑动变阻器与灯泡并联,当滑片P滑到左端时,会引起电源短路,不合题意。
故选:B。
12.【解答】解:要求电灯与风扇相互不影响,能独立工作,故应使电灯与风扇并联,且各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关,故B正确。
故选:B。
13.【解答】解:A、从甲图像中可得:甲的U﹣I图像是一条过原点的直线,所以甲是定值电阻,当甲的电压为6V时,对应的电流为0.3A,则甲的电阻为:R甲故A正确;
B、从乙图像中可以看出,乙的图像是一条曲线,电流与电压不成正比,即乙不是定值电阻,阻值是变化的,故B错误;
C、甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路各支路电路两端的电压相等可知电阻两端的电压为2V,由图像可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,根据干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故C正确;
D、甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路中的电流为0.2 A 时,由图可知,U甲=4V,U乙=2V,则总电压U=U甲+U乙=4V+2V=6V,则总功率为:P=UI=6V×0.2A=1.2W,故D错误。故选:AC。
14.【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当小灯泡正常发光时,其两端的电压UL=2.5V,功率PL=0.5W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I=IL===0.2A,故A正确;
==20Ω,B、因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
则U滑:UL=2V:2.5V=4:5,故B错误;
C、10min内电路消耗的总电能:
第12页(共17页)
W=UIt=4.5V×0.2A×10×60s=540J,故C错误;
D、假设灯泡的电阻不变,当灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时的实际功率:
PL′==×=PL=×0.5W=0.125W,
因灯丝的电阻随温度的升高而变大,
所以,灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时,温度低于正常发光时的温度,其阻值变小,
则此时灯泡的实际功率应大于0.125W,故D正确。
故选:AD。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.【解答】解:电灯的开关要接在火线和灯泡之间,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,螺旋套接在零线上。
插座的三孔要按照“左零右火上接地”的原则,如下图所示:
16.【解答】解:开关接火线,灯泡接零线。两只普通照明灯在家庭电路中并联才能正常工作,又因为开关同时控制两灯,所以开关在干路上,即灯泡并联后再与开关串联。如下图所示:
四.实验探究(17题4分,18题7分19题7分,共18分)
17.【解答】解:(1)先画出电源的符号,从电源正极开始,依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源的负极,然后把电压表并联画在灯泡两端,如下图所示:
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(2)为保护电路,连接电路时应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应滑在最大阻值处的B端;
(3)电流表有示数,电路是连通的,灯泡不亮,可能是电路中电流太小,也可能是灯泡短路,首先移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光来判断原因,移动滑片如果灯泡发光,是电路电流太小,如果灯泡还不亮是灯泡短路,故c正确;
(4)实验过程中,灯丝长度、横截面积、材料不变,电压不同,灯丝温度不同,灯丝电阻不同,所以三次灯泡电阻值不同是温度不同造成的。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;B;(3)C;(4)灯丝电阻与温度有关。
18.【解答】解:(1)电流表有示数,说明电路故障为短路,电压表无示数,则与电压表并联的电路短路或与电压表并联以外的电路出现了断路,综上分析,电路故障是与压表并联的电路短路,即定值电阻短路;
(2)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,实验中控制定值电阻两端的电压为4V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数仍为4V;
(4)根据表中第3组数据,由欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路的电阻应为:
R滑=﹣R3=﹣20Ω=40Ω>30Ω,第3组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太小;
(4)A、若降低定值电阻两端电压,则由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压更大,由分压原理知,需要变阻器连入电路的电阻更大,所以不可行;
第14页(共17页)
B、由串联电路电压的规律和分压原理:=,
代入数据单位,=,解之得:U=10V,
故在不更换滑动变阻器的情况下,因现有变阻器的最大电阻较小,为完成实验,电源电压最大10V,所以降低电源电压可以顺利完成实验,B可行;
C.因定值电阻两端的电压不变,故滑动变阻器两端的电压也不变,由分压原理,若选用更大阻值的定值电阻,则需要变阻器连入的电阻更大,C不可行。
故答案为:(1)定值电阻短路;(2)电压表;左;4V;(3)3;小;(4)B。
19.【解答】解:
(1)由P=UI得,小灯泡的额定电流约为:I==表选择0﹣0.6A的量程;
灯泡、R0及滑动变阻器串联,故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接,如图所示:
=0.48A<0.6A,所以,电流
(2)由(1)可知,电流表选择0﹣0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.42A,
则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W。
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,
由I=可得,第5次实验时电路总电阻:R总==≈18.2Ω<20Ω,
因R总=RL+R0+R滑,已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω,
故小聪在实验中选用的是R0=10Ω。
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,
第15页(共17页)
①闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,
电压表的示数:UV=U﹣U额=8V﹣2.5V=5.5V。
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:I额=。
③小灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额•。
将开关S1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,
根据P额=U额I额=U额•可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
故答案为:(1)如上图所示;
(2)1.05;
(3)增大; 10;
(4)①5.5V; ③U额•; 偏小。
五.计算题(20题9分,21题9分,共18分)
20.【解答】解:
(1)由图知,当只闭合S时,电路中只有L2,
因为L2正常发光,所以电源电压U=U额2=3V;
(2)由P=可得灯泡L1的电阻:
R1===6Ω;
(3)由图知,当S、S1都闭合时,L1、L2并联,
通过L1的电流:
I1===0.5A,
此时L2仍然正常发光,通过L2的电流:
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I2===0.9A,
干路电流:I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A,
10s内电流做的总功:
W=UIt=3V×1.4A×10s=42J。
答:(1)电源电压为3V;
(2)灯泡L1的电阻为6Ω;
(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功为42J。
21.【解答】解:
由电路图甲可知,R0与R1串联,电压表测R0两端的电压。
(1)由图乙可知,当环境温度为10℃时,热敏电阻R1的阻值为25Ω,此时电路电流:I=I0===0.1A,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以电源电压:U=IR=I(R1+R0)=0.1A×(25Ω+15Ω)=4V;
(2)由题意可知,电压表示数允许最大值为3V,则R0两端电压的最大值为3V,此时电路能够测量的温度最高,
因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U﹣U0大=4V﹣3V=1V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流为:I′=I0′=0.2A,
由I=可知,此时热敏电阻R1的阻值:R1′===5Ω,
==由图乙可知,热敏电阻的阻值为5Ω时,对应温度为50℃,即最高环境温度为50℃。
答:(1)电源电压为4V;
(2)电路允许的最高环境温度为50℃。
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