题目内容
20．半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大．如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象．将这种半导体材料电阻连入电路如图乙所示，定值电阻R0为10Ω，则
（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压．
（2）电流表的读数为0.4A时，求当时环境温度和半导体电阻的电功率分别是多少？
（3）电流表的读数为0.4A时通电10分钟，R0产生的热量是多少．
分析 （1）由图象找出t=20℃时半导体电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）根据欧姆定律求出电流表读数为0.4A时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出半导体的电阻，然后由图象读出环境的温度，利用P=I2R求出半导体的电功率；
（3）由Q=I2Rt求出通电10分钟R0产生的热量．
解答 解：
（1）由图象可知，温度为20℃时，半导体电阻阻值R=50Ω；
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源的电压：
U=I（R+R0）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V；
（2）当电流表的示数I′=0.4A时，由欧姆定律可得电路总电阻：
R总=$\frac{U}{I′}$=$\frac{12}{0.4A}$=30Ω，
半导体电阻的阻值：
R′=R总-R0=30Ω-10Ω=20Ω，
由图象知，半导体电阻为20Ω时，环境温度是40℃，
半导体电阻的电功率：
PR=I′2R′=（0.4A）2×20Ω=3.2W；
（3）串联电路中电流处处相等，由Q=I2Rt可得通电10分钟R0产生的热量：
Q=I2R0t=（0.4A）2×10Ω×10×60s=960J．
答：（1）电源的电压为12V．
（2）电流表的读数为0.4A时，当时环境温度40℃；半导体电阻的电功率是3.2W；
（3）电流表的读数为0.4A时通电10分钟，R0产生的热量是960J．
点评 本题考查了学生的识图能力与欧姆定律以及电功率、焦耳定律的应用，根据图象获取某温度下的电阻值是解题的前提与关键．
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| A． | 刻度尺是测量长度的仪器，在读数时不需要估读 | |
| B． | 温度计是测量温度的仪器，测量时不必将温度计始终与被测物体接触 | |
| C． | 托盘天平是测量质量仪器，使用时必须使用镊子取放砝码 | |
| D． | 弹簧测力计是测量力的仪器，必须竖直使用 |
12．
如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ）
如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ）| A． | 小灯泡的额定电流是0.6A | |
| B． | 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω | |
| C． | 电压表示数变化范围是0～3V | |
| D． | 电流表示数变化范围是0.3～0.5A |
8．
如图所示的电路中，电源电压保持不变．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是（ ）
如图所示的电路中，电源电压保持不变．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是（ ）| A． | 电流表示数变大，电压表示数变小 | |
| B． | 电流表示数变小，电压表示数变小 | |
| C． | 电流表示数变大，电压表示数变大 | |
| D． | 电流表示数变小，电压表和电流表示数之比变大 |
小明用爷爷的老花眼镜做了如下实验：
5．我省南昌市民期盼已久的地球1号钱，在2015年12月26日正式通车运行了，大大缓解了南昌市公交运输的压力．景华学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下，并且通过计算知道机车的效率比公交车的效率高：
问：（1）甲、乙两地铁站相距2.4km，地铁运行需要多少小时？
（2）地铁电力机车在甲乙两地运行时消耗了多少度电？电力机车的效率是多少？
（3）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，公交汽车热机的效率是多少？
| ××型号 地铁机车 | 地铁电力机车功率106W | 平均速度60km/h | 牵引力5×104N | 额定载客量500人 |
| ××型号 公交汽车 | 燃油热值4×107J/kg | 平均速度15km/h | 牵引力3000N | 额定载客量40人 |
（2）地铁电力机车在甲乙两地运行时消耗了多少度电？电力机车的效率是多少？
（3）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，公交汽车热机的效率是多少？
如图，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100m，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
9．
如图所示，是探究不同物质吸热升温现象的实验示意图．两个相同的易拉罐中分别装有质量、初温均相同的水和沙子，加热的两只酒精灯完全相同．
（1）用两只完全相同的酒精灯加热，目的是保证单位时间内水和沙子吸收到的热量相等 相等；此操作措施隐含着控制变量 的实验方法．
（2）分析表中的实验数据可知，质量相等的水和沙，升高相同的温度，水 （选填“水”或“沙”）吸收的热量较多；其理由是加热的时间较长．
（3）物质吸热本领的强，意味着每升高1℃，其吸收的热量较多；不断用玻璃棒对水和沙进行搅拌的作用是使水和沙受热均匀．
如图所示，是探究不同物质吸热升温现象的实验示意图．两个相同的易拉罐中分别装有质量、初温均相同的水和沙子，加热的两只酒精灯完全相同．（1）用两只完全相同的酒精灯加热，目的是保证单位时间内水和沙子吸收到的热量相等 相等；此操作措施隐含着控制变量 的实验方法．
（2）分析表中的实验数据可知，质量相等的水和沙，升高相同的温度，水 （选填“水”或“沙”）吸收的热量较多；其理由是加热的时间较长．
| 物质 | 沙 | 水 |
| 质量/g | 30 | 30 |
| 升高10℃需要的时间/s | 64 | 96 |
| 升高20℃需要的时间/s | 89 | 163 |
| 升高30℃需要的时间/s | 124 | 220 |
10．对下列四幅图的情境描述正确的是（ ）
| A． |  沿虚线将上面的部分截去，则下面的那部分将静止不动 | |
| B． |  杯子不竖直向下放置，纸片将掉落、杯中的水流出 | |
| C． |  手提袋手柄宽大是为了减小对手的压力 | |
| D． |  鱼吐出的气泡在上升时水对气泡的压强减小，浮力增大 |