【正文】 L 水的質量 m=ρV= 103kg/m3 40 10﹣ 3m3=40kg， 由圖可知，加熱過程中溫度由 22℃ 加熱到 28℃ ， 水吸收的熱量： Q 吸 =cm（ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） 40kg （ 28℃ ﹣ 22℃ ）= 106J； （ 2）加熱時間為 100min 消耗的電能： W=Pt=200W 100 60s= 106J， 電加熱棒給水加熱時的效率： η= 100%= 100%=84%． 答：（ 1）在一次加熱過程中水從 22℃ 升高到 28℃ 需要吸收 106J 的熱量； （ 2）電加熱棒給水加熱時的效率為 84%． 21．如圖所示，開關閉合后，位于螺線管附近的小磁針 N 極指向下，請在螺線第 29 頁（共 37 頁） 管上畫出導線的繞向并標明線圈中電流的方向． 【考點】 通電螺線管的極性和電流方向的判斷． 【分析】 （ 1）根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，判斷螺線管的磁極． （ 2）根據(jù)安培定則繞 出螺線管的繞法． 【解答】 解：（ 1）根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可以判斷螺線管的上端是 N 極，下端是 S 極． （ 2）用右手握住螺線管，大拇指指向 N 極，四指就是電流方向，可以判斷電流從螺線管的上端流入．如圖： 22．如圖所示，是直流電鈴的原理圖，請你完成電路連接，使得通電時電鈴能夠連續(xù)發(fā)聲． 【考點】 電磁繼電器的組成、原理和特點． 【分析】 這是一個利用電磁繼電器進行控制的電路，電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，電鈴就是利用電磁鐵的這個特性工作的． 【解答】 解：通電時，電磁鐵有電流通過，產生 了磁性，把小錘下方的彈性片吸過來，使小錘打擊電鈴發(fā)出聲音，同時電路斷開，電磁鐵失去了磁性，小錘又被彈回，電路閉合，不斷重復，電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲了．答案如圖所示： 第 30 頁（共 37 頁） 23．教室里有兩盞白熾燈和一個插座，要求：開關同時控制兩盞燈，插座單獨使用．請你在圖中連接電路圖． 【考點】 家庭電路的連接． 【分析】 先確定各用電器的連接方式，然后確定開關的接線方式，最后根據(jù)家庭電路的正確連接方法完成電路． 【解答】 解：燈泡與插座并聯(lián)，開關控制兩個燈泡，從安全角度考慮，開關與火線相連，電路圖如下： 24．如圖 所示，電源電壓為 l0V，且保持不變，已知滑動變阻器的最大阻值為 25Ω，定值電阻 R0 為 20Ω，小燈泡上標有 “6V 3W”字樣，求： （ 1）燈泡的電阻和正常工作時的電流各是多少？ （ 2）當 S 閉合， S S2 都斷開時，要使燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器連入電路中的阻值為多大？ （ 3）當 S、 S S2 都閉合時，調節(jié)滑動變阻器滑片到何處時，整個電路消耗的總功率最小？這個最小功率是多少？ 第 31 頁（共 37 頁） 【考點】 歐姆定律的應用；電功率的計算． 【分析】 （ 1）由題意知，燈泡額定電壓是 6V，額定功率是 3W，由電功率的變形公式可以求出燈泡的 電阻與燈泡正常工作時的電流． （ 2）由電路圖知，當 S 閉合， S S2 都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值． （ 3）由電路圖知，當 S、 S S2 都閉合時，定值電阻 R0 與滑動變阻器并聯(lián)，燈泡被短路，由串聯(lián)電路特點求出并聯(lián)電路的最大阻值，然后由電功率公式求出電路的最小功率． 【解答】 解：（ 1）燈泡電阻 R= = =12Ω； 燈泡正常工作時的電流 I= = =； 答：燈泡的電阻是 12Ω，燈泡正常工作時的電流是 ． （ 2）當 S 閉合， S S2 都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)， 燈泡正常發(fā)光時， UL=6V，滑動變阻器兩端的電壓 U 滑 =U﹣ UL=10V﹣ 6V=4V， 滑動變阻器接入電路的阻值 R 滑 = = =8Ω； 答：當 S 閉合， S S2 都斷開時，要使燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器連入電路中的阻值為 8Ω． （ 3）當 S、 S S2 都閉合時，定值電阻 R0 與滑動變阻器并聯(lián)，燈泡被短路， 滑動變阻器接入電路的阻值最大，即滑片在最左端時，整個電路消耗的電功率最小，此時： P 最小 =P0+P 滑 = + = + =9W； 第 32 頁（共 37 頁） 答：當 S、 S S2 都閉合時， 調節(jié)滑動變阻器滑片到最左端時，整個電路消耗的總功率最?。贿@個最小功率是 9W． 25．某實驗小組的同學用如圖所示的器材測量小燈泡的電功率，并探究小燈泡的亮度與實際功率的關系．已知待測小燈泡的額定電壓為 ，小燈泡的額定功率估計在 左右． （ 1）請用筆畫出導線完成測小燈泡額定功率時的電路的連接； （ 2）在虛線框中畫出相應的電路圖； （ 3）設計出記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的表格，并填寫測量時需要的電壓值． 【考點】 電功率的測量． 【分析】 （ 1）根據(jù) P=UI 求燈正常工作時的電流大小，確定電流表的量程，測量小燈泡的電功率時，要將燈、變阻器、電流表串聯(lián)在電路中；根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端；注意電表正負接線柱的接法；變阻器接線柱按一上一下的原則接入電路中； （ 2）根據(jù)實物圖畫出電路圖； （ 3）根據(jù)實驗的目的和要求確定表格的欄目，設計表格． 【解答】 解：（ 1）待測小燈泡的額定電壓為 ，所以電壓表選用大量程，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端； 小燈泡的額定功率估計在 左右，小燈泡正常工作時的電流大小約為I= ≈ ，所以電流表選用小量程，電流表串聯(lián)在電路中； 變阻器按 “一上一下 ”的原則接入電路中，如下圖 1 所示： 第 33 頁（共 37 頁） （ 2）根據(jù)實物圖畫出對應的電路圖，如下圖 2 所示： （ 3）探究小燈泡的亮度與實際功率的關系，要測出實際電壓分別為低于額定電壓、等于額定電壓、高于額定電壓（不超過額定電壓的五分之一）時通過的電流，求出相應的功率，并比較燈的亮度，如下表所示： 次數(shù) 電壓 /V 電流 /A 電功率 /W 燈的亮度 1 3 2 3 故答案為：（ 1）實物圖如上圖 1 所示； （ 2）電路圖如上圖 2 所示； （ 3）如上表所示． 26．小明 聽物理老師講過 “干電池內部其實是有電阻的，分析電路時可以把干電池看成是由一個電壓為 U、電阻為 0 的理想電源與一個電阻值為 r 的電阻串聯(lián)而第 34 頁（共 37 頁） 成 ”，如圖所示，老師提供給小明的器材有：一節(jié)待測的干電池（電壓未知），一個電流表，兩個開關，兩個已知阻值的定值電阻 R R2，導線若干．請你幫助小明利用提供的器材設計實驗，測量這節(jié)干電池內部的電阻 r．要求： （ 1）畫出實驗電路圖； （ 2）根據(jù)你設計的電路寫出主要的實驗步驟和需測量的物理量； （ 3）推導出電阻 r 的數(shù)學表達式（用已知量和測量量表示）． 【考點】 伏安法測電阻的探究 實驗． 【分析】 根據(jù)給出的已知器材，可以將兩個電阻分別接入電路中，測出電路中的電流，此時電路可看成接入的電阻與電源的內阻形成的串聯(lián)電路，總電壓仍為電源電壓，根據(jù)總電壓不變的特點，可以列出關系式得出結論． 【解答】 解：（ 1）可將兩個電阻并聯(lián)，分別由一個開關控制，這樣兩個電阻可分別單獨接入電路中，如圖所示： （ 2）實驗步驟： ① 按照電路圖連接實驗電路； ② 閉合開關 S1，記下電流表的示數(shù) I1； ③ 閉合開關 S2，記下電流表的示數(shù) I2； （ 3）當只閉合 S1 時，相當于 R1 與電源內阻 r 串聯(lián)，當只閉合 S2 時，相當于 R2與電源內阻 r 串聯(lián)，由 I= 得， U=IR； U=U1+Ur=I1R1+I1r U=U2+Ur′=I2R2+I2r 則 I1R1+I1r=I2R2+I2r 解得： r= ． 第 35 頁（共 37 頁） 27．如圖所示，一個最大阻值為 RL 的滑動變阻器與一個阻值為 R0 的定值電阻串聯(lián)在電壓恒為 U 的電路中． （ 1）求電路消耗的最大功率． （ 2）請你計算推導出滑動變阻器消耗的電功率最大值 PL． （溫馨提示：推導過程中需要的物理量請?zhí)崆霸O定） 【考點】 電功率的計算． 【分析】 （ 1）由 P= 分析計算出電路消耗的最大功率． （ 2）由串聯(lián)電路特點、歐姆 定律和電功率公式推導出滑動變阻器的功率，從而分析得出變阻器消耗的電功率最大值． 【解答】 解： （ 1）由圖知， RL 與 R0 串聯(lián)， 電源電壓恒定為 U，由 P= 可知，當滑片在左端時，即變阻器連入阻值為 0 時，電路中電阻最小，電路消耗的最大功率， Pmax= ； （ 2）設滑動變阻器連入電阻的阻值為 Rx， 由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得電路中電流： I= ， 由 P=I2R 則滑動變阻器消耗功率： Px=I2Rx=（ ） 2Rx= ， 若 RL≥ R0，則當 Rx=R0 時，滑動變阻器消耗功率的最大值為： PL= ； 若 RL＜ R0，則當 Rx=RL 時，滑動變阻器消耗功率的最大值為： PL=（ ） 2Rx=第 36 頁（共 37 頁） （ ） 2RL． 答：（ 1）電路消耗的最大功率為 ． （ 2）若 RL≥ R0，滑動變阻器消耗功率的最大值 PL= ； 若 RL＜ R0，滑動變阻器消耗功率的最大值為： PL=（ ） 2RL． 第 37 頁（共 37 頁） 2022 年 1 月 17 日