16.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
(1)图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气,并各放置一根阻值不同的电阻丝,此装置可研究电流产生的热量与的关系。
(2)图乙中通电相同时间,发现左侧U 形管内液面上升较高,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻,R5换为阻值(选填“大于”或“小于”)5Ω的电阻。
17.为了测量一标有“3.8V”小灯泡的电功率,实验室可以提供的实验器材如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整(要求:滑片向右移,灯泡变亮);
(2)小明同学认为,无需测量,也能计算出小灯泡的额定功率.他利用已经测量的其中一组数据,计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R,再根据 计算小灯泡在3.8V电压下的额定功率.那么按 此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(3)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量该小灯泡额定功率的方法,电路设计如图乙所示,其中R0为阻值已知的定值电阻,实验步骤如下:
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,断开S1,闭合S、S2 ,读出电流表的示数为I2 ;
③小灯泡的额定功率P =(用R0、I1、I2 表示)。
18.如图甲所示是小军“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验装置,所用电源电压为6V,滑动变阻器上标有“50Ω 2 A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中未完成的实物电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小灯泡不发光,且电流表无示数,但电压表的示数较大,且接近电源电压。小军检查后,发现导线完好且连接无误,则出现这种现象的原因可能是___________(填字母)。
A.滑动变阻器断路B.滑动变阻器短路C.小灯泡断路D.小灯泡短路
(3)排除故障后,继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。
(4)在实验过程中发现,当小灯泡两端的电压逐渐增大时,通过小灯泡的电流也随之增大,小灯泡的亮度变亮,说明小灯泡的亮度取决于它的。
19.小鸣同学按如图所示的电路,研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油,温度计显示煤油的温度,煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝,甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长。
(1)实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察反映出来的。
(2)实验中,可观察到(填“甲”或“乙”)瓶中温度计的示数升高得更快。
(3)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”,则他们应将烧瓶甲中煤油换成与其相等的水,并将电热丝RA换成的电热丝。测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请用提供的符号写出煤油比热容的表达式:c煤油=。(已知水的比热容为c水)
20.如图所示,在测量小灯泡的电功率的实验中,用到以下器材:额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻大约10Ω)、滑动变阻器R1“10Ω 0.5A”和R2“20Ω1A”各一个、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、学生电源(电压恒为6V)、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(连线不得交叉);
(2)本实验中小明对滑动变阻器的选择是(选填R1 或R2)。
(3)小明将电路连接好后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表指针偏转超过最大刻度,则出现的故障可能是;
(4)排除故障,闭合开关,移动滑片发现电压表示数为2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额 定功率是W;
(5)若此实验的电流表损坏,小明在原有器材基础上,增加了一个阻值为R0 的定值电阻和两个开关,设计了图丙所示的电路,顺利完成测小灯泡额定功率的实验(设小灯泡的额定电压为U0 ),实验
步骤如下:
①如图连接电路;
②闭合S1、S2 ,断开S3,移动滑动变阻器滑片P,记下;
③闭合S1、S3,断开S2,记下电压表示数U;
④断开开关,整理器材。小灯泡额定功率的表达式P =。
21.学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
(1)在A、B 两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油,RA和RB 串联是为了控制和相同,实验时2的温度大于1的温度可得结论:;如果有秒表,利用该装置(选填“可以”或“不可以”)探究电热与电流的关系;
(2)如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点,则将对实验器材作哪些改进、。
四、科普阅读题(共4 分)
22.阅读短文,回答问题。
无人机是低空经济的重要表现形式。无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
最大巡航速度/(km.h—1 ) 电池电压/V 电池容量/(mA.h) 电动机额定功率/W 拍摄速度/(帧•秒—1)
50 24 2500 20 11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mA .h 是指放电电流为1mA时能连续工作1h;帧•秒—1是指每秒拍摄的画面数)
(1)如图甲所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车的速度为km/h。
(2)如图乙所示是无人机竖直向上运动的v-t图像,由图像可知,在5~10s内,无人机受到的升力(填“大于”“等于”或“小于”)重力。(不计空气阻力)
(3)电动机是控制无人机飞行状态的动力设备,当电动机正常工作时,12s内消耗的电能是J。
(4)为增加小型无人机的巡航时间,请从研制方面,提出一条合理化建议:。
五、计算题(共8 分。每题4 分)
23.图甲为某款额定电压为220V国产智能电饭煲,其采用仿古“文武火”智能控温技术,模拟传统柴火灶“先武火煮沸,后文火慢炖”,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S 为手动开关,S1是自动控制开关。通过S1 的控制,可智能实现“武火”挡或“文火”挡,从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的
30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)R2的电阻值;
(2)30min内电饭煲消耗的电能;
(3)为保证在不同电压下,第一个“文火”阶段电饭煲产生的热量相同。求当实际电压为200V时,第一个“文火”阶段电饭煲耗时多少min。
24.如图所示是一款破壁机内部电路的简化示意图,该破壁机有两挡功率,R1、R2是加热电阻,
R1= R2=44Ω, 家庭电路电压为220V。只闭合开关S1,电动机正常工作,此时电路中的电流为2.5A。求:
(1)电动机正常工作的电功率;
(2)只闭合开关S2、S3 ,该破壁机工作2min产生的热量。
