初中物理能量试题

如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压 $U=220V$ 不变，两根电热丝的电阻关系为 $R_1=2R_2$ ，通过旋转扇形开关 $S$ ，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为 $440W$ 。求：

（1） $R_1$ 和 $R_2$ 的电阻值；

（2）电热器处于高温挡时的总功率；

（3）如果在高温挡下工作 $7\mathit{min}$ 产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让 $2\mathit{kg}$ 、 ${40}^{°}\text{C}$ 的水，温度升高多少？ $[$ 水的比热容为 $c=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)]$

如图所示，电源电压保持不变，灯泡 $L$ 标有" $3V1.5W$ "的字样，滑动变阻器 $R_0$ 标有" $20\Omega 1A$ "字样， $R_1=9\Omega$ ，电流表量程为 $0~3.0A$ ，假定灯丝电阻不变。当只闭合开关 $S_2$ 时，电流表示数为 $0.3A$ ，则电源电压是 　　 $V$ ；当开关 $S_1$ 、 $S_2$ 和 $S_3$ 都闭合时，在保证电路安全前提下，滑动变阻器 $R_0$ 接入电路的阻值范围是 　　 $\Omega$ 。

如图所示，电源电压为 $6V$ 保持不变， $R_1=3\Omega$ ， $R_2=18\Omega$ ，灯泡 $L$ 标有" $6V3W$ "字样，假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是 $($ 　　 $)$

A．	灯泡 $L$ 正常工作时的电阻为 $2\Omega$
B．	当只闭合开关 $S_1$ 时，电阻 $R_1$ 消耗的功率为 $1.2W$
C．	如果开关 $S_1$ 、 $S_2$ 和 $S_3$ 同时闭合，灯泡 $L$ 短路不工作
D．	此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为 $25:12$

如图所示，电源电压为 $9V$ ， $R_1$ 的阻值为 $20\Omega$ ，滑动变阻器 $R_2$ 标有" $100\Omega 1A$ "字样，电流表接 $0~0.6A$ 的量程，在探究过程中至少有一个开关闭合，调整开关 $S_1$ 、 $S_2$ 的状态及 $R_2$ 的大小，在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是 $($ 　　 $)$

A．	干路电流的最大值为 $1.6A$
B．	$R_2$ 消耗的最大功率为 $9W$
C．	电路消耗的最小功率和最大功率之比为 $3:20$
D．	若开关 $S_1$ 、 $S_2$ 都闭合， $R_2$ 的取值范围为 $9\Omega ~100\Omega$

如图所示电路中，灯泡 $L$ 标有" $6V3W$ "字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关 $S_1$ 、 $S_2$ 均闭合，滑动变阻器的滑片 $P$ 在最左端时，电流表示数为 $1.5A$ ，并且灯泡 $L$ 正常发光；当开关 $S_1$ 闭合、 $S_2$ 断开，滑动变阻器的滑片 $P$ 在中点时，电流表的示数为 $0.25A$ 。求：

（1）电源电压；

（2）定值电阻 $R$ 的阻值；

（3）开关 $S_1$ 闭合后，电路中的最小功率。

图是一种测定油箱内油量的装置。其中 $R$ 是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴 $O$ 转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片 　　（选填"向上"或"向下" $)$ 移动，从而改变油量表的示数，此油量表实际上是一个 　　（选填"电流表"或"电压表" $)$ 。

如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯 $L$ 标有" $2.5V1.25W$ "字样，定值电阻 $R_1=10\Omega$ ，滑动变阻器 $R_0$ 标有"？ $\Omega 1A$ "字样，电流表量程为 $0~3A$ 。当闭合开关 $S$ 、 $S_3$ ，断开 $S_1$ 、 $S_2$ ，滑动变阻器滑片 $P$ 从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光， $R_0$ 连入的电阻减小了 $9\Omega$ ，电压表示数变化了 $0.5V$ 。求：

（1）灯泡的电阻。

（2） $R_0$ 的最大阻值和电源电压。

（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？

如图甲、乙所示，物体 $M$ 先后浸没在水和浓盐水中 $({\rho }_{\mathit{盐水}}>{\rho }_{水})$ ，用同一滑轮组从两种液体中将物体 $M$ 匀速提出水面，拉力 $F$ 和 $F\text{'}$ 随时间 $t$ 变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体 $M$ 不吸水、不沾水， $g=10N/\mathit{kg}$ 。

（1）图丙中 　　（选填" $A$ "" $B$ " $)$ 曲线表示拉力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图像。

（2）求物体 $M$ 浸没在水中受到的浮力。

（3）如果物体 $M$ 浸没在水中滑轮组的机械效率为 ${\eta }_1$ ，完全拉出水面滑轮组的机械效率为 ${\eta }_0$ ，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为 ${\eta }_2$ ，已知 ${\eta }_0:{\eta }_1=25:24$ ， ${\eta }_0:{\eta }_2=20:19$ ，求物体 $M$ 浸没在盐水中的浮力。

为探究导体电阻大小的影响因素，某同学利用同种合金材料制成的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验， $a$ 、 $b$ 长度相同， $b$ 、 $c$ 粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接入电阻丝 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。

（1）根据示数可以得出以下结论：

①电阻大小不仅跟导体横截面积有关，还跟导体 　　有关。

② 　　电阻丝的阻值最小（选填" $a$ "" $b$ "" $c$ " $)$ 。

（2）该同学更换了电源和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，设计了图3（甲 $)$ 所示的电路来测量电阻丝的电阻。

①图3（乙 $)$ 是根据图3（甲 $)$ 连接的实物图，请在错误的导线上打" $\times$ "并连接正确。

②闭合开关后，当滑片 $P$ 向右移动时，电压表示数 　　（选填"变大""变小""不变" $)$ ；当滑片 $P$ 移到某一位置时，电压表的示数为 $1.2V$ ，电流表的示数如图丙所示，则 $R_a=$ 　　 $\Omega$ ；接着他多次改变滑片位置测量 $a$ 电阻丝的电阻值，并求出平均值 $R_a\text{'}$ ，其目的是 　　；

③若电源电压为 $6V$ ， $R_a\text{'}=R_a$ 且保持不变，要使图3（乙 $)$ 连接方式中各电路元件安全，则滑动变阻器的最大值应不小于 　　 $\Omega$ 。

灯 $L_1$ 、 $L_2$ 分别标有" $3V0.75W$ "和" $3V1.5W$ "字样，通过 $L_1$ 、 $L_2$ 的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将 $L_1$ 、 $L_2$ 并联接在 $3V$ 电源两端，则电路消耗的总功率为 　　 $W$ ；若将 $L_1$ 、 $L_2$ 串联，要使 $L_1$ 正常发光，则电源电压应为 　　 $V$ ；若将灯 $L_1$ 与滑动变阻器串联接在 $6V$ 电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是 $L_1$ 功率的2倍时， $L_1$ 的功率为 $P_1$ ；若将灯 $L_2$ 与滑动变阻器串联接在 $6V$ 电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是 $L_2$ 功率的3倍时， $L_2$ 的功率为 $P_2$ ，则 $P_1:P_2=$ 　　。

如图所示，电源电压恒定， $R$ 是 $0~20\Omega$ 的滑动变阻器， $a$ 、 $b$ 是其两个端点。当 $S_1$ 闭合， $S_2$ 、 $S_3$ 断开，滑片 $P$ 位于 $b$ 端时，电压表示数为 $1.8V$ ；当 $S_2$ 闭合， $S_1$ 、 $S_3$ 断开， $P$ 在 $a$ 端时，电压表示数为 $1V$ ， $R_2$ 和 $R_3$ 的功率之和为 $1.6W$ 。下列选项错误的是 $($ 　　 $)$

A．	闭合 $S_1$ 、 $S_2$ 、 $S_3$ ， $P$ 在 $a$ 端时，电压表示数为 $9V$
B．	$R_1$ 的阻值为 $5\Omega$
C．	$R_2$ 和 $R_3$ 的阻值之和为 $40\Omega$
D．	整个电路消耗的最小电功率为 $1.8W$

如图所示电路，电源电压 $U=18V$ ，电流表量程 $(0~3A)$ ，电压表量程 $(0~15V)$ ，定值电阻 $R_1=20\Omega$ ， $R_2=30\Omega$ ， $R_3$ 为滑动变阻器。在确保电路安全情况下：当 $S_1$ 断开， $S_2$ 、 $S_3$ 闭合，滑片位于 $a$ 端时，电流表的示数为 $I_1$ ，电路总功率为 $P_1$ ；当 $S_2$ 断开， $S_1$ 、 $S_3$ 闭合，滑片位于 $b$ 端时，电流表的示数为 $I_2$ ，电压表的示数为 $U\text{'}$ ；当 $S_2$ 、 $S_3$ 断开， $S_1$ 闭合时，电流表的示数为 $I_3$ ；当开关都闭合，滑片位于 $a$ 端时，电流表的示数为 $I_4$ ，电路总功率为 $P_2$ 。已知 $I_1:I_2=4:1$ ，下列结果正确的是 $($ 　　 $)$

A．	$R_3$ 的最大阻值为 $10\Omega$ 或 $60\Omega$	B．	$I_4:I_3=11:1$
C．	$U\text{'}=13.5V$	D．	$P_1>P_2$

小帆在老师指导下，用如图1所示的同一个实验装置分别加热 $100g$ 的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图 $2)$ ，乙从 ${20}^{°}\text{C}$ 加热至沸腾刚好消耗了 $4g$ 酒精 $\left(q_{\mathit{酒精}}=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$ 。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，则下列说法中正确的是 $($ 　　 $)$

A．	$c_{乙}=2.4\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$
B．	乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．	$0~8\mathit{min}$ 乙吸收的热量为 $3.36\times {10}^{4}J$
D．	该酒精灯的加热效率为 $28\%$

如图所示电路，电源电压 $U=6V$ ，定值电阻 $R_1=10\Omega$ 。

（1）当开关 $S_1$ 闭合、 $S_2$ 断开，滑动变阻器 $R_2$ 的滑片位于 $a$ 端时，电流表的示数为 $0.2A$ 。求此时定值电阻 $R_3$ 的电功率。

（2）当开关 $S_1$ 、 $S_2$ 都闭合，滑动变阻器 $R_2$ 的滑片位于中点时，电流表的示数为 $0.3A$ 。求滑动变阻器 $R_2$ 的滑片从 $a$ 端移至 $b$ 端的过程中，电压表示数的变化范围。

某家用电热壶有"加热"和"保温"两个挡位，其简化电路如图所示， $R_1$ 、 $R_2$ 是电热丝， $R_1=1050\Omega$ ， $R_2=50\Omega$ 。开关 $S$ 接"1"时，电热壶为 　　挡位。开关 $S$ 接"2"时，通电 $5\mathit{min}$ ，电流通过 $R_2$ 产生的热量为 　　 $J$ 。