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1、人教新版九年级(上)中考题单元试卷:第18章 电功率(22)一、选择题(共7小题)1以下关于物理知识的几个选项中,正确的是()A电视机的后盖有很多孔是为了防止电流的热效应带来的危害B拦河大坝的截面上窄下宽呈梯形,应用了连通器原理C原子的原子核由电子和中子构成D冬天手冷向手“哈气”是用做功的方法改变物体的内能2如图是探究电流热效应的实验装置烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍洛合金丝的长度、横截面积均相同,则()A在甲图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系B在乙图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系C在甲图中,闭合开关一段时间后,两个瓶中温度计示数相同D在乙图中,相同时间内,电流越大,温
2、度计的示数升得越多3在托盘天平的左盘垫上石棉网后放入一个打磨用的钢丝球,称出总质量,然后用电压为9伏的电池正负极轻触钢丝球,钢丝球迅速燃烧,并且左盘下降,下列叙述中,正确的是()A引起电池短路的钢丝温度骤升B钢丝的燃烧速度与粗细无关C该反应不遵循质量守恒定律D反应后的天平不是等臂杠杆4如果电视机,电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下,工作相同的时间,三个用电器产生的热量是()A电视机最多B电烙铁最多C电风扇最多D一样多5下列几种用电器,它们的额定电压和额定功率都相同,它们都正常工作1h,产生的热量最多的是()A电风扇B电脑C电冰箱D电烙铁6下列用电器利用了电流的
3、热效应来工作的是()A电风扇B电铃C洗衣机D电热毯7将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是()A三个用电器产生的热量相同B电风扇产生的热量最多C电烙铁产生的热量最多D电视机产生的热量最多二、填空题(共4小题)8电热器是利用电流的工作的:在电饭锅、电熨斗、电风扇中,不属于电热器的是9某导体电阻为10,通电5min产生的热量是1200J,当通过该导体的电流增大为原来的2倍时,在相等时间内产生的热量是J10家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,这是因为导线连接处的较大,导致能转化为内能较多11家庭电路中有时
4、会发生短路现象例如,改装电路时不小心,是火线和零线直接连通造成短路;电线绝缘皮刮破或烤焦,电线和用电器使用年限过长,绝缘皮破损或老化,也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路根据前面学过的知识可知,由于导线的电阻很小,短路时电路中的电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容阅读后,请你根据所学的物理知识解释:短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因三、解答题(共19小题)12冬季,输电线结冰容易造成倒塔(杆)断线,影响电能的输送为了保证正常供电,通常要给输电线除冰:在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通,使电路
5、,输电线中的电流,产生的增加,使冰(填物态变化名称)13在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,采用了如图所示的实验装置两个透明的容器中密闭了等量的空气U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化此实验是为了探究电流产生的热量与的关系;将此装置接到电源两端,通电一段时间后,电流在容器中产生的热量较多,在电路中串联一个滑动变阻器,再接入原电路,还可以探究 电流产生的热量与的关系该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和14在家庭电路里,有时需要把两根导线连接起来使用,但连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾,这是为什么?15如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图A、B两
6、瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内金属丝是铜丝,电阻较小;烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝,电阻较大实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量(选填“相等”或“不相等”)当开关闭合后,(选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快16在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,而连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾这是为什么?17如图为物理兴趣小组同学自制的甲乙两个电热锯,当有电流通过电阻丝ab或cd时,电阻丝就能切割塑料泡沫,请根据所学物理知识回答以下问题:(1)电热锯能切割塑料泡沫应用了什么物理知识?(2)分别用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫,哪一个切割更容易?为什么?(电源电压
7、不变,电阻丝的材料和横截面积一定)18因为忙于中考复习,小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了,进入潮湿的夏季后,爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电请你解释这样做的道理19晚上,小红来到书房,准备做作业,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭爸爸放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了”,然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释20小华的物理老师在上课之前,测定了额定电压为2.5V小灯泡的I与U的关系的数据如下表所示:实验次数123456U/V0.200.801.402.00
8、2.502.90I/A0.020.080.140.180.200.21(1)从数据可知,该小灯泡的额定电流为A,正常发光时的电阻为,额定功率为W(2)小华想亲自做一次,看能否测得同样的数据于是她设计了如题(a)图所示的电路,准备对该小灯泡进行再次测量,小华找来了实验器材并连接了部分实物电路,其中电源用的是2节干电池,滑动变阻器的铭牌标有“501A”请你用笔画线代替导线,按照题图(a)图所示电路,帮小华将题(b)图中缺少的两根导线补充连接完整闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则电路可能出现的故障是小华能通过这个实验
9、得到上述表格中的每一组实验数据吗?(填“能”或“不能”),理由是21小英在测量小灯泡的电功率实验中,所用小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压为3V(1)请你用笔画线代替导线,将如图中的实物电路图连接完整(2)小英在实验中连接好电路,并移动滑片P,依次得出以下数据:灯泡两端电压U/V电路中的电流I/A12.80.2822.50.2532.20.22分析上面表格中数据,此实验操作有何不规范之处?(3)请帮小英计算第2次实验中小灯泡的实际功率P=W;并通过以上实验数据间接计算小灯泡的额定功率,P额=W22两个小组在实验室分别做两个电学实验,可选器材有:干电池两节、开关、滑动变阻器(标有20字样)、电
10、流表(00.6A,03A两个量程)、电压表(03V,015V两个量程)、导线若干 小组一图1甲所示的实验电路,测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率 (1)闭合开关后,发现电流表和电压表示数都较小,小灯泡不发光,其原因可能是A、灯泡L短路 B、灯泡L断路 C、变阻器断路 D、变阻器接入电路的阻值过大 (2)调节滑片P的位置,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图1乙所示,该灯泡的额定功率为W 小组二连接了与小组一相似的电路,但用一个约为515电阻替换了灯泡,实验目的是用伏安法测该电阻的阻值R (3)请在图2中用笔画线将电路连接完整 (4)小组二在完成实验后,组员小宇想尝试测量从家里带
11、来的一只电阻的阻值RX(约300左右)他们使用现有器材,仍用伏安法进行测量,发现电流表示数太小,无法准确读出电流大小,没能测出RX他们经过讨论后,向老师借了一只最大阻值为R0的滑动变阻器(标有200字样),用以下方案测出了Rx 按图3连接电路,闭合开关,移动滑片P至a端,记下电压表示数为U1; 移动滑片P至b端,记下电压表示数为U2; 计算出:RX=(用字母R0、U1、U2表示)23小明测量一只额定电压为2.5V灯泡的电功率实验次数电压表示数/V电流表示数/A灯泡亮度11.50.2较暗22.5正常发光360不发光(1)实验中小明连接了如图1所示的电路同组的小林发现电路中有一根导线的一个连接点有
12、误请你帮他在图中找出并画出那条导线的正确连接点(2)接着他按照正确电路进行实验,部分实验数据和现象如上表,若小明手边有“1.5A 50”和“2.0A 20”两种规格的滑动变阻器,分析表中实验数据可知,上面实验中他选用的滑动变阻器规格为(3)由于小明粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,请你根据另一组的小雨画出的灯泡电流随其两端电压变化的关系图象(如图2),帮他计算出灯泡的额定功率为 W24下面是测量小灯泡电功率的实验报告,请你将空白项填写完整 测量小灯泡的电功率实验目的测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与不在额定电压下的功率,并观察小灯泡的亮度实验设计1原理P=UI2电路图:3器
13、材:一只额定电压为2.5V的小灯泡、两节干电池、一块电压表、一块电流表、一个最大阻值为20的滑动变阻器、一个开关、导线若干4表格:请你根据实验目的设计一个实验记录表格实验步骤1按照电路图连接电路,连接电路过程中开关断开,调整滑动变阻器的滑片的位置,使电路接通后电路中达到最小2检查连接情况,确认无误后闭合开关,然后按照实验要求进行测量,并将测量的实验数据填入表格3整理实验器材分析论证处理实验数据,分析测量结果评估交流在实验过程中曾出现不完善的甚至错误的地方,小组通过交流找到了解决问题的办法,其中一个示例如下:小芳为检查如图所示的电路就直接闭合了开关,发现电压表的指针经过认真检查,组员们发现有一条
14、导线连接错误并立即改正请你在图中连错的导线上画“×”,并把正确连线画上25在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压是4.5V,小灯泡额定电压是2.5V,电阻约为10(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑片向右移动时灯泡变暗)(2)小云同学连好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光且很快熄灭检查发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:,;(3)故障排除后,小云同学闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某点,电压表的示数如图乙所示,为V若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向(选填A或B)端移动,使电压表示数为2.5V(4)她又移动滑片,记下几组对应的电
15、压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的IU图象,根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是W(5)在她移动滑片过程中,发现电压表示数要比电流表示数增大的快,这是因为(6)另一组同学连好同样的电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是(写出一种情况即可)26如图甲是晓红设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图已知电源电压U恒为6v,小灯泡额定电压为2.5v,小灯泡正常发光时通过的电流约为0.32A(1)请用笔画线代替导线,根据甲图原理将乙图中实物电路连接完整(2)当晓红连接好所有导线时,发现小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏,请你指出晓红连接
16、电路时错误的操作:;(3)晓红更换小灯泡,正确连接电路,闭合开关后,移动滑片P,灯泡正常发光时,通过灯泡的电流如图丙所示,求小灯泡的额定功率W(4)晓红还想用原实验器材测量电阻丝R1的阻值(约1),滑动变阻器R的最大限值约为15她用电阻丝替换小灯泡,闭合开关后发现电压表已损坏,其他器材完好,还有一个开关S2可用请你在方框内画出测电阻丝R1阻值的电路图,简述主要实验步骤并写出电阻R1的最后表达式27在“测定小灯泡电功率”的实验中电源电压为3v,小灯泡的额定电压为2.5v(1)请将图甲中实物图连接补完整要求变阻器滑片向右移动时小灯炮泡变亮(2)闭合开关发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数约为电
17、源电压发生这种故障的原因可能是了(3)排除故障后进行实验,根据实验数据绘成的UI图象如图乙所示则小灯泡的额定功率为W(4)根据图乙UI图象你还可发现小灯泡电阻,原因是28孝感市某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关于是他们找来额定电流小于是0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究(1)请你用笔画线代替导线,根据上图1所示的电路图,将图2所示的实物图连接完整实验次数1234U/V1.402.002.502.80I/A0.140.180.200.21(2)上表为他们四次所测得的实验数据,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是
18、后一次都比前一次亮结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越 (3)根据实验数据可知,小灯泡的额定功率是W(4)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值,这种计算方法错误原因是忽略了对灯泡电阻的影响(5)但张飞同学按图正确连接好电路且闭合开关后,他无论怎样移动滑动变阻器,小灯泡均不亮,电流表无示数,而电压表有示数且等于电源电压,则电路中出现该故障的原因是?29小王做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压保持不变)、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干,其中待测小灯上只有所标“0.22A”(指小灯正常工作电流)字样清晰可见他正确连接电路、实验步骤正确,
19、闭合电键,移动变阻器的滑片至小灯正常发光时,变阻器连入电路恰为最大阻值的一半,但此时无法从电压表V上精确读出额定电压在上述实验过程中,电流表A示数的范围为0.200.22安经思考后,他在电路中再连接一个电压表V并按规范重新实验,发现电压表V的示数从2.0伏逐渐变大、电压表V的示数从4.0伏逐渐变小请写出小王将电压表V接在电路中的位置请根据相关信息计算出小灯的额定功率(需写出计算过程)30在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(1)如图甲所示的实验电路中,尚缺少一根导线请用笔画线代替导线,将电路连接完整(2)小科同学正确连接电路后进行实验,记录实验数据图表所示当他断开开关
20、整理器材时,才发现电表如图乙所示小科同学应重新实验,实验前他应该进行的实验操作是小科补上了这一操作后,重新实验并正确操作,他测得小灯泡的额定功率将(填“大于”、“小于”或“等于”)0.65W 实验序号123U/V2.02.53.0I/A0.220.260.30P/W小灯泡的亮度人教新版九年级(上)中考题单元试卷:第18章 电功率(22)参考答案与试题解析一、选择题(共7小题)1(2013娄底)以下关于物理知识的几个选项中,正确的是()A电视机的后盖有很多孔是为了防止电流的热效应带来的危害B拦河大坝的截面上窄下宽呈梯形,应用了连通器原理C原子的原子核由电子和中子构成D冬天手冷向手“哈气”是用做功
21、的方法改变物体的内能【分析】A、为了防止电热的危害,在电视机后盖上留有很多小孔,有助于散热;B、由液体压强公式P=gh可知,液体越深,液体压强越大,为保证安全,拦河大坝横截面建成上窄下宽的梯形;C、原子的原子核由质子与中子组成;D、改变物体内能的方法有两种:做功与热传递【解答】解:A、电视机的后盖有很多孔是为了防止电流的热效应带来的危害,故A正确;B、由于液体越深,液体产生的压强越大,因此拦河大坝的截面上窄下宽呈梯形,故B错误;C、原子核由质子与中子组成,故C错误;D、冬天手冷向手“哈气”是用热传递的方法改变物体的内能,故D错误;故选A【点评】本题考查了电热危害的防止、液体压强公式的应用、原子
22、结构、改变内能的方式,题目涉及的知识点较多,但难度不大,熟练掌握基础知识即可正确解题2(2015广西)如图是探究电流热效应的实验装置烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍洛合金丝的长度、横截面积均相同,则()A在甲图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系B在乙图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系C在甲图中,闭合开关一段时间后,两个瓶中温度计示数相同D在乙图中,相同时间内,电流越大,温度计的示数升得越多【分析】对于甲图,铜丝和镍铬合金丝串联在电路中,通过两导体的电流相同;而铜丝与镍铬合金丝的长度、横截面积相同时,铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻;对于乙图,通过滑片的移动,可以使电路中的电流发
23、生变化,但镍铬合金丝的电阻不变【解答】解:A、甲图中A、B串联,电流相同,但两导体的电阻不同,所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故A正确;B、乙图中,导体电阻不变,但滑动变阻器可以改变电路中的电流,所以探究的是电流产生的热量与电流的关系,故B错误;C、甲图中,因为B中导体电阻大于A中导体电阻,根据Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,B中的镍铬合金丝产生的热量更多,温度计的示数更高,故C错误;D、乙图中,导体电阻不变,由Q=I2Rt可知,相同时间内,电流越大,产生热量越多,温度计示数升高越多,故D正确故选:AD【点评】该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用,注意两导体串联时
24、电流相等,导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的3(2014湖州)在托盘天平的左盘垫上石棉网后放入一个打磨用的钢丝球,称出总质量,然后用电压为9伏的电池正负极轻触钢丝球,钢丝球迅速燃烧,并且左盘下降,下列叙述中,正确的是()A引起电池短路的钢丝温度骤升B钢丝的燃烧速度与粗细无关C该反应不遵循质量守恒定律D反应后的天平不是等臂杠杆【分析】钢丝球燃烧发生化学变化,根据天平偏转情况与题意分析答题【解答】解:A、用电压为9伏的电池正负极轻触钢丝球,引起电池短路,通过钢丝的电流很大,温度骤升,发生燃烧,故A正确;B、钢丝的燃烧速度与粗细有关,在质量一定时,钢丝越细,燃烧越快,故B错误;C、钢丝
25、燃烧过程发生化学反应,遵守质量守恒定律,故C错误;D、反应前后,天平的两臂长度不变,天平是等臂杠杆,故D错误;故选A【点评】本题是一道物理与化学的学科综合题,应用相关知识进行分析即可解题,难度不大4(2013西宁)如果电视机,电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下,工作相同的时间,三个用电器产生的热量是()A电视机最多B电烙铁最多C电风扇最多D一样多【分析】根据电视机、电烙铁和电风风扇这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断【解答】解:三个电器功率一样,工作相同的时间,即它们消耗的电能一样;电视机主要是把电能转化为声能和光能,电风扇主要是把电能转化为机械能,只有电
26、烙铁全部将电能转化为热量故选B【点评】本题考查热量的有关问题,这三种用电器中,只有电烙铁把电能全部转化为内能5(2013广西)下列几种用电器,它们的额定电压和额定功率都相同,它们都正常工作1h,产生的热量最多的是()A电风扇B电脑C电冰箱D电烙铁【分析】用电器正常工作时的功率和额定功率相等,根据W=Pt可知相同的时间内,额定功率相等时消耗的电能相等;再根据用电器工作时的能量转化分析它们产生热量的关系【解答】解:四个电器功率一样,正常工作时间相同,由W=Pt可知它们消耗的电能一样;电风扇工作时把电能主要转化为机械能;电视机工作时主要把电能转化为光能与声能;电冰箱工作时主要把电能转化为机械能;电烙
27、铁工作时把电能全部转化为内能,全部用来产生热量;综上可知,电烙铁工作时产生的热量最多故选D【点评】本题考查了用电器工作时能量的转化问题,知道各用电器的工作原理、知道能量转化的方向是正确解题的关键6(2015青海)下列用电器利用了电流的热效应来工作的是()A电风扇B电铃C洗衣机D电热毯【分析】当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应一方面,利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务;另一方面,电流的热效应也有一些不利因素任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应【解答】解:A、电风扇利用电动机带动工作,把电能转化机械能,没有利用电流的热效
28、应,故A错误;B、电铃中有电磁铁,利用了电流的磁效应来工作,没有利用电流的热效应,故B错误;C、洗衣机利用电动机带动工作,把电能转化机械能,没有利用电流的热效应,故C错误;D、电热毯是为了取暖,是利用电流的热效应来工作的,故D正确故选D【点评】主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例,只有认真把握它们的定义,才能真正区分它们利用的是哪一个效应体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念7(2015自贡)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是()A三个用电器产生的热量相同B电风扇产生的热量
29、最多C电烙铁产生的热量最多D电视机产生的热量最多【分析】分别接入220V的电路中,三个用电器都正常工作,实际功率相同(等于额定功率)、通电时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同,通过分析三种用电器使用时的能量转化情况,找出产生热量最多的用电器【解答】解:因为U=220V,所以三种用电器的实际功率:P=P额=100W;又因为W=Pt所以三种用电器消耗的电能相同;由于电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能则产生热量最多的是电烙铁故选C【点评】电流做功的实质:电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程,能分析三种用电器的能量转化是本题
30、的关键二、填空题(共4小题)8(2015湖北)电热器是利用电流的热效应工作的:在电饭锅、电熨斗、电风扇中,不属于电热器的是电风扇【分析】电热器是将电能转化为内能的用电器,是利用电流的热效应来工作的;根据用电器的能量转化,分析是否属于电热器【解答】解:电热器是利用电流的热效应工作的;电饭锅、电熨斗都是将电能转化为内能,为电热器;电风扇主要将电能转化为机械能,不是电热器故答案为:热效应;电风扇【点评】本题考查学生对电热器概念的理解,关键能够分析出用电器是否将电能转化为内能9(2015济宁)某导体电阻为10,通电5min产生的热量是1200J,当通过该导体的电流增大为原来的2倍时,在相等时间内产生的
31、热量是4800J【分析】已知导体的电阻和通电5min产生的热量,根据焦耳定律求出通过它的电流增大2倍时,相同时间内产生热量【解答】解:由Q=I2Rt,当通过它的电流增大为原来的2倍时,在相同的时间内产生的热量:Q=(2I)2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J故答案为:4800【点评】本题考查了求热量,应用焦耳定律即可正确解题是一道基础题目10(2015冷水江市校级模拟)家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,这是因为导线连接处的电阻较大,导致电能转化为内能较多【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比导线相互连接处因为
32、接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析【解答】解:在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,Q=I2Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾故答案为:电阻;电【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键11(2014山西)家庭电路中有时会发生短路现象例如,改装电路时不小心,是火线和零线直接连通造成短路;电线绝缘皮刮破或烤焦,电线和用电器使用
33、年限过长,绝缘皮破损或老化,也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路根据前面学过的知识可知,由于导线的电阻很小,短路时电路中的电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容阅读后,请你根据所学的物理知识解释:短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因【分析】家庭电路中电流过大的原因有两种,一是用电器短路,二是用电器总功率过大【解答】答:根据I=,因为短路时,火线与零线直接接触,电路中只有导线,导线的电阻很小,电源电压不变,所以电路中的电流非常大;再根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间一定时,导线上的电流越大,产生的电
34、热越多,使得导线的温度急剧升高,很容易造成火灾【点评】本题考查了家庭电路中电流过大的原因三、解答题(共19小题)12(2015荆门)冬季,输电线结冰容易造成倒塔(杆)断线,影响电能的输送为了保证正常供电,通常要给输电线除冰:在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通,使电路短路,输电线中的电流增大,产生的热量增加,使冰熔化(填物态变化名称)【分析】根据焦耳定律分析解答,当电阻、通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多,冰会吸热而熔化【解答】解:当输电线电阻一定,使得两输电线直接接通形成短路,电路中电流会过大,根据Q=I2Rt 可知,在短时间内电流通过导线产生的热量增大,冰由于吸收大量的热量而熔化
35、故答案为:短路;增大;热量;熔化【点评】此题主要考查学生运用焦耳定律解释实际问题的能力,将知识运用到实践中是现在物理的考查方向13(2015兰州)在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,采用了如图所示的实验装置两个透明的容器中密闭了等量的空气U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化此实验是为了探究电流产生的热量与电阻的关系;将此装置接到电源两端,通电一段时间后,电流在B容器中产生的热量较多,在电路中串联一个滑动变阻器,再接入原电路,还可以探究 电流产生的热量与电流大小的关系该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和转换法【分析】(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有
36、关,在通电时间和电流不变时,是探究电流产生热量跟电阻关系;(2)探究电流产生热量跟电流关系时,控制通电时间和电阻不变,因此需要利用滑动变阻器改变电路电流;(3)对于不容易观察到的现象采取转换法的思想,探究多因素问题时采用控制变量法的思想【解答】解:(1)由图示实验可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同,此装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系;(2)在电路中串联一个滑动变阻器,改变滑片位置可以改变电路电流,可以探究电流产生的热量与电流的关系;(3)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,要研究热量与某个因素的关系时,需要控制其它因素,只改变这一个
37、因素,采用的是控制变量法;电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示,采用的是转换法故答案为:电阻;B;电流大小;转换法【点评】本题考查了学生对焦耳定律的认识,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法,是中考物理常见题型14(2014宁夏)在家庭电路里,有时需要把两根导线连接起来使用,但连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾,这是为什么?【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析【解
38、答】答:在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,Q=I2Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键15(2013无锡)如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内金属丝是铜丝,电阻较小;烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝,电阻较大实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量相等(选填“相等”或“不相等”)当开关闭合后,B(选填“A”或“B”)瓶中温度计
39、示数上升较快【分析】电热的影响因素有电流、电阻、通电时间首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的,什么因素是不同的,再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多,即这个瓶中温度上升较快【解答】解:(1)根据控制变量法,实验中改变要研究的因素,控制不研究的因素一定;(2)根据焦耳定律Q=I2Rt,铜丝和镍铬合金丝是串联的,所以电流I和通电时间t相同,镍铬合金丝比铜比电阻大,所以产生电热多,故B瓶的温度上升较快故答案为:相等;B【点评】本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握,在研究电流产生的热量与什么因素有关时,要用好控制变量法16(2015黔东南州)在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,
40、而连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾这是为什么?【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析【解答】答:在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,Q=I2Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本
41、题的关键17(2013辽阳)如图为物理兴趣小组同学自制的甲乙两个电热锯,当有电流通过电阻丝ab或cd时,电阻丝就能切割塑料泡沫,请根据所学物理知识回答以下问题:(1)电热锯能切割塑料泡沫应用了什么物理知识?(2)分别用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫,哪一个切割更容易?为什么?(电源电压不变,电阻丝的材料和横截面积一定)【分析】电流通过导体时电能转化成热,把这种现象叫做电流热效应;导体的电阻与长度、材料、横截面积及温度有关【解答】解:(1)电阻丝是电热器,当电流通过电阻丝时,电阻丝发热,将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的;(2)ab、cd电阻丝的材料和横截面积相同,ab电阻丝长度短,电
42、阻小;由Q=I2Rt=可知,当电源电压相同时,ab电阻丝发热多,ab电阻丝更容易切割塑料泡沫故答案为:(1)电流的热效应;(2)ab电阻丝更容易切割塑料泡沫;ab电阻丝电阻小发热多【点评】本题要求能够灵活运用焦耳定律和影响导体电阻的因素解决实际问题,对能力有一定的要求18(2015贵州)因为忙于中考复习,小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了,进入潮湿的夏季后,爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电请你解释这样做的道理【分析】根据焦耳定律和影响蒸发快慢的因素(温度越高、可以加快液体的蒸发)进行解答【解答】答:在潮湿的夏季,长时间不用的电脑主机元件会附着上水汽,容易腐蚀损害电子元件,同时容易引起漏电、
43、电线短路等事故而根据焦耳定律可知,给电脑通电后,电脑元件会发热,同时也会使附着在电子元件上的水汽温度升高,蒸发加快,使电子元件变得干燥;因此,给电脑通电可以较快的去除电脑主机元件上附着的水汽,延长电脑使用寿命【点评】本题考查了焦耳定律和影响蒸发快慢的因素,体现了物理知识与生活的联系,要求我们平时生活中要多注意观察生活现象并能利用所学知识解释原因19(2013山西)晚上,小红来到书房,准备做作业,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭爸爸放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了”,然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因
44、(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释【分析】(1)灯丝电阻受温度影响,温度越低灯丝电阻越小,根据电功率公式分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因(2)从安全的角度分析评价小红爸爸的做法【解答】答:(1)刚闭合开关时,灯丝电阻温度较低,灯丝电阻R较小,电路电压U一定,由P=可知,此时灯泡实际功率较大,容易把灯丝烧坏(2)断开的灯丝被搭接在一起,电路是通路,灯泡又重新发光,此时灯丝变短,灯丝电阻变小,灯泡的实际功率变大,大于灯的额定功率,使用这种方法重新使用灯泡不安全,灯丝烧断后应重新更换新灯泡小红爸爸的手上沾有水,不能直接去接触电器,这样易引发触电事故【点评】知道灯泡电阻受温度影响、熟练应
45、用电功率公式即可正确解题20(2013淮安)小华的物理老师在上课之前,测定了额定电压为2.5V小灯泡的I与U的关系的数据如下表所示:实验次数123456U/V0.200.801.402.002.502.90I/A0.020.080.140.180.200.21(1)从数据可知,该小灯泡的额定电流为0.2A,正常发光时的电阻为12.5,额定功率为0.5W(2)小华想亲自做一次,看能否测得同样的数据于是她设计了如题(a)图所示的电路,准备对该小灯泡进行再次测量,小华找来了实验器材并连接了部分实物电路,其中电源用的是2节干电池,滑动变阻器的铭牌标有“501A”请你用笔画线代替导线,按照题图(a)图所
46、示电路,帮小华将题(b)图中缺少的两根导线补充连接完整闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到B端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则电路可能出现的故障是灯泡断路小华能通过这个实验得到上述表格中的每一组实验数据吗?不能(填“能”或“不能”),理由是滑动变阻器的最大阻值太小【分析】(1)根据灯泡的额定电压结合表格中数据确定灯泡的额定电流,根据R=计算出电阻,根据P=UI计算出功率;(2)将电流表和滑动变阻器并联在电路中,注意电流表的量程和滑动变阻器的接法;在闭合开关前,滑片应移至最大阻值处;根据灯泡不亮、电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,则与电压表
47、并联的电路断路;计算出滑动变阻器所需的最大阻值进行判断【解答】解:(1)由表格中数据知,当灯泡两端的电压为2.5V时,电流为0.2A;R=12.5,P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;(2)根据表格中数据知,电流表可选择00.6A的量程,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示:;滑动变阻器接了下面的A接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端的B处,使其阻值最大;闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表有示数,说明与其并联的灯泡断路;由实验数据知,当灯泡两端的电压为0.2V时,滑动变阻器的电压应为3V0.2V=2.8V,则滑
48、动变阻器的电阻应为R=140;而滑动变阻器的最大阻值为50,所以不能得到上述数据故答案为:(1)0.2;12.5;0.5;(2)见上图;B;灯泡断路;不能;滑动变阻器的阻值太小【点评】此题考查了实物电路的连接,考查了有关电阻、功率的计算,同时考查了滑动变阻器的使用及电路故障的分析,同时涉及到了串分压的知识21(2013长沙)小英在测量小灯泡的电功率实验中,所用小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压为3V(1)请你用笔画线代替导线,将如图中的实物电路图连接完整(2)小英在实验中连接好电路,并移动滑片P,依次得出以下数据:灯泡两端电压U/V电路中的电流I/A12.80.2822.50.2532.20
49、.22分析上面表格中数据,此实验操作有何不规范之处?闭合开关前滑动变阻器应调到阻值最大处(3)请帮小英计算第2次实验中小灯泡的实际功率P=0.625W;并通过以上实验数据间接计算小灯泡的额定功率,P额=1.444W【分析】(1)根据题目要求确定电流表的接法,把电流表串联接入电路(2)闭合开关前滑动变阻器应调到阻值最大处;(3)根据P=UI求出第2次的实际功率;根据表中数据结合欧姆定律求出小灯泡的电阻,根据P=求出其额定功率【解答】解:(1)把电流表串联接入电路,实物电路图如下图所示:(2)由上表数据可知电阻的阻值是从小变大的,说明滑动变阻器在闭合前没有调到最大处,容易照成电路电流过大而短路,所
50、以此实验操作中的不规范之处是:闭合开关前滑动变阻器应调到阻值最大处;(3)第2次实验中小灯泡的实际功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;I=灯泡的电阻:R=10,所以灯泡的额定功率:P额=1.444W故答案为:(1)电路图如上图;(2)闭合开关前滑动变阻器应调到阻值最大处;(3)0.625;1.444【点评】连接实物电路图时要注意按题意要求确定电流表的接法;能够根据电功率公式求出电功率;能够正确的分析和处理数据是解决此题的关键22(2013成都)两个小组在实验室分别做两个电学实验,可选器材有:干电池两节、开关、滑动变阻器(标有20字样)、电流表(00.6A,03A两个量程
51、)、电压表(03V,015V两个量程)、导线若干 小组一图1甲所示的实验电路,测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率 (1)闭合开关后,发现电流表和电压表示数都较小,小灯泡不发光,其原因可能是DA、灯泡L短路 B、灯泡L断路 C、变阻器断路 D、变阻器接入电路的阻值过大 (2)调节滑片P的位置,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图1乙所示,该灯泡的额定功率为0.7W 小组二连接了与小组一相似的电路,但用一个约为515电阻替换了灯泡,实验目的是用伏安法测该电阻的阻值R (3)请在图2中用笔画线将电路连接完整 (4)小组二在完成实验后,组员小宇想尝试测量从家里带来的一只电阻的阻值RX(
52、约300左右)他们使用现有器材,仍用伏安法进行测量,发现电流表示数太小,无法准确读出电流大小,没能测出RX他们经过讨论后,向老师借了一只最大阻值为R0的滑动变阻器(标有200字样),用以下方案测出了Rx 按图3连接电路,闭合开关,移动滑片P至a端,记下电压表示数为U1; 移动滑片P至b端,记下电压表示数为U2; 计算出:RX=R0(用字母R0、U1、U2表示)【分析】(1)灯泡不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或电路电流过小根据各选项对应仪表的变化选出正确选项;(2)根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出通过灯泡的额定电流,然后根据P=UI可求出灯泡的额定功率;(3)由电路图可知,开关、灯
53、泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器按一上一下的原则,电流表的量程为00.6A,连接时注意正负接线柱的连接(4)根据串联电路电压特点可知,滑片在a端时,滑动变阻器两端电压,然后利用欧姆定律求出电路中的电流,再根据R=求出被测电阻【解答】解:(1)A、灯泡短路时,电路中电流更大,即电流表示数变大,电压表示数减小,不符合题意;B、灯泡L断路时,电路中无电流,即电流表示数为零,电压表示数变大,不符合题意;C、变阻器断路,电路中无电流,并且电压表无法与电源两极相连,即电流表示数为零,电压表示数为零;不符合题意;D、变阻器接入电路的阻值过大时,电路中电流很小,并且灯泡两端分得的电压也很小,即电流表和电压表示数都较小,则灯泡的实际功率很小,因此不发光,符合题意故选D (2)当灯泡两端电压为额定电压2.5V时,灯泡正常发光,由图乙可知,电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,则此时通过灯泡的电流为0.28A,故灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W(3)电流表的负接线柱与滑动变阻器的任意上方接线柱连接,开关的右接线柱与滑动变阻器串联,如下图所示:(4)滑片在a端时,滑动变阻器两端电压U0=U2U1,此时电路中的电流:I=,则被测电阻Rx=R0故答案为:(1)D;(2)0.7;(4)R0【点评】本题考查了电路故障分析、电流表读数、实物连
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