九年级第一学期期末物理试卷
一、选择题(共11小题,每小题3分,共33分,请将答案填在答题卡上)
1.(3分)如图所示,烧瓶内盛有少量的水,给瓶内气体打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶内出现白雾,关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.瓶内出现白雾是汽化现象
B.本实验是用热传递的方式改变了气体内能
C.瓶塞跳起的过程,气体的内能减小,瓶内空气中的水蒸气液化成白雾
D.打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦,将内能转化为机械能
2.(3分)如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙甲丁丙
B.甲冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.丙冲程中活塞向上运动排出废气
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
3.(3分)如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动上,吸管能在水平面内自由转动,用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电,再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管,吸管两端都能与玻璃棒相互吸引。下列说法正确的是( )
A.吸管是绝缘体,其原因是吸管内几乎没有电荷
B.吸管两端都带电
C.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管失去了电子,吸管的一端带负电
D.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强
4.(3分)如图所示是校门口的智能门禁。只有当本校师生靠近时S1才闭合,且当红外测温感知体温正常时,S2闭合,电动机工作,开门放行,同时扬声器()会发出“体温正常”的声音。若扬声器损坏,电动机仍然可以单独工作将门打开。选项的四个电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)关于如图所示的电路有以下判断:①L1和L2两灯泡串联,②L1和L2两灯泡并联,③电流表A1测灯泡L1的电流,④电流表A2测电路中的总电流。其中正确的有( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
6.(3分)如图是揭阳某同学家的家庭电路的部分电路图,下列说法中正确的是( )
A.零线和地线之间电压是220V
B.丁灯的安装及开关的连接是正确的
C.两孔插座和三孔插座的连接都是正确的
D.用试电笔正确接触M和N点时,试电笔的氖管均不发光
7.(3分)中华民族有着悠久的历史,古代就有许多对自然现象的观察和记载,“司南之杓,投之于地,其柢指南”如图所示,下列说法中正确的是( )
A.“其柢指南”中“柢”是握柄,是磁体的N极
B.司南静止时能指南北,说明地球周围存在磁场
C.“其柢指南”利用了异名磁极相互排斥
D.地球是个巨大的磁体,周围的磁场方向由地理北极附近指向地理南极附近
8.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差不变
D.电压表示数变小,电压表与电流表A2示数的比值不变
9.(3分)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为5Ω
B.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C.再闭合开关S2时,电路总功率为1.6W
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量为240J
10.(3分)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中错误的是( )
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
U/V | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
I/A | 0.21 | 0.30 | 0.40 | 0.49 |
A.该同学测得此电阻的阻值约为10Ω
B.序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1
C.序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的
D.仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
11.(3分)如图所示电路,电源电压4.5V,灯泡L规格“3V,1.5W”,定值电阻R=9Ω,滑动变阻器R′标有“24Ω,0.5A”字样,电压表接0~3V量程,电流表接0~0.6A量程(忽略灯泡电阻随温度变化),保证安全的前提下下列说法正确的是( )
A.闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的取值范围是3Ω~24Ω
B.闭合S、S1,断开S2,电流表的变化范围0.15A~0.5A
C.闭合S、S2,断开S1,电路的最大功率为2.7W
D.闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的最大功率为0.5625W
二、非选择题(共37分,请将答案填在答题卡上)
12.(2分)我国汽车保有量在迅速增长,目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆,每辆汽车每年耗油1.8吨,汽车内燃机的效率平均取值29%,如果把内燃机效率提高1%,我国每年可以节约燃油 t,相当于煤炭 t。(燃油的热值为4.5×107J/kg,煤炭的热值为3.0×107J/kg)
13.(3分)某同学观察到他家里的电能表及空气开关如图所示。电能表上标识的“10(20)A”表示这个电能表的 电流为10A。他家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。该同学家的进户线是 (填序号)。
14.(4分)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体。
(2)在本实验中,通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来判断甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)实验记录的数据如表所示,结果表明 (选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
加热时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
甲的温度/℃ | 30 | 34 | 38 | 42 | 46 |
乙的温度/℃ | 10 | 18 | 26 | 34 | 42 |
(4)近海地区有一种现象:白天和夜晚,海洋和陆地间的风向是相反的。这是由于海洋和陆地间的温度差造成的,风由低温地区吹向高温地区。那么,在夏季晴好的白天,风是 (选填“从海洋吹向陆地”或“从陆地吹向海洋”)。
15.(4分)小亮利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”,电源电压4.5V,五个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样。
(1)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,小明检查发现仅导线有故障,则故障为 ;
A.导线④断路
B.导线③断路
C.导线②断路
D.导线①断路
(2)为了更好的完成实验,移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视 才能达到实验目的。
(3)本实验的结论是: 。
(4)小亮最后得到如图乙所示的图象,结合图象,可知五次实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是 Ω。
16.(6分)某同学用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,观察并记录如下数据:
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)由实验数据可知小灯泡的额定功率是 W,实验表明:小灯泡的亮度是由它的 决定的。
(3)若小灯泡的实际电压为U1,且与小灯泡额定电压的关系为U额=2U1,以下关于灯泡额定功率P额与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 。
A.P额=2P1
B.P额=3P1
C.P额=4P1
D.P额=5P1
(4)将小灯泡换成发光二极管,测量加在它再端的电压和通过它的电流。计算它的电功率,将所得的电功率与小灯泡相比,发现它们在亮度相当的时候, 的电功率较小。
17.(5分)如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
(1)两个透明容器中封闭着 ,通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过 (选填“做功”或“热传递”)方式改变的。
(2)甲装置是探究导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
(3)装置乙通电后两容器内电阻丝产生的热量之比是 。
(4)以下现象能用乙装置的实验结论解释的是 。
A.电炉丝通过导线连接到电路,电炉丝热得发红而导线几乎不发热
B.在家庭电路中,两根导线连接处往往比别处更容易发热
C.冬天在房间里使用电取暖器时,通电越久,房间里温度会越高
D.电风扇通过导线连接到电路里,导线几乎不发热,电热水壶通过同样的导线连接到电路里,导线明显发热
18.(10分)小芳为了缓解眼疲劳购买了如图甲所示的一款电加热眼罩,眼罩中可以加入水袋,让佩戴更加舒适。其相关参数如表[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
额定充电(放电)电压 | 4V | 电池容量 | 2000mAh |
充电电流 | 800mA | 水袋容积 | 100mL |
(1)当该款眼罩电池充电时电池在电路中的作用是 (选填“电源”或“用电器”),给电池充满电可以储存电能多少J?
(2)图乙是手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩简化原理图。电源电压U为4V,已知电热丝R1阻值为4Ω,电热丝R2阻值为8Ω,开关S3只接a或b,则充满电时,最多能在高温挡正常工作多少分钟?
(3)若眼罩的加热效率为70%,小芳在高温挡使用眼罩30min,对注满水的水袋加热,水温可以升高多少℃?
(4)她使用一段时间后发现眼罩不工作了,检查后发现是电池坏了,她在家里找到一个额定充电(放电)电压为6V的电池将原来的电池替换掉,若要更换电源后的高温挡的功率不变,要求只改变其中一个电热丝的阻值,请你通过分析和计算,求出该电热丝改变后的阻值应为多少Ω?
参考答案与试题解析
一、选择题
1.解:A、烧瓶内出现的白雾是水蒸气液化形成的小水滴;故A错误;
B、瓶内气体对外做功,内能减小,是通过做功的方式改变了气体内能;故B错误;
C、瓶塞跳起的过程,气体对外做功,气体的内能减小,瓶内空气中的水蒸气液化成白雾,故C正确;
D、打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦,将机械能转化为内能,故D错误。
故选:C。
2.解:A、甲图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程;乙图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;丙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;所以一个完整的工作循环顺序是:乙丁甲丙,故A错误;
B、甲冲程是做功冲程,是依靠燃气对活塞的压力完成的,其他冲程都是靠惯性运转的,故B错误;
C、丙冲程是排气冲程,此冲程活塞向上运动排出气缸内的废气,故C正确;
D、丁冲程是压缩冲程,发生的能量转化为机械能转化为内能,故D错误。
故选:C。
3.解:A、绝缘体内有电荷,只是不能自由移动,故A错误;
B、与餐巾纸摩擦的吸管一端带电,在与丝绸摩擦过的带正电的玻璃棒靠近时,相互吸引,说明吸管摩擦过的一端带负电,因为吸管是绝缘体,摩擦过的一端带的负电无法传导到另一端,所以另一端不带电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以带电的玻璃棒在靠近不带电的吸管另一端时,二者也是相互吸引,故B错误;
CD、由B中分析可知,吸管摩擦过的一端带负电,说明在与餐巾纸摩擦的过程中得到电子,吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强,故C错误,D正确。
故选:D。
4.解:由题知,只有当来访人员为本校师生时S1才闭合,只有当来访人员体温正常时S2闭合,两开关都闭合,电动机和扬声器才工作,说明两开关相互影响,即两开关串联;若扬声器损坏,电动机仍然可以单独工作将门打开,说明扬声器与电动机间互不影响,即两者并联。
所以电动机与扬声器并联再与两个开关串联,由各选项图知,A正确。
故选:A。
5.解:①开关闭合后,电流有两条路径,因此两灯泡的连接方式是并联;②电流表A2串联在干路中,测电路中的总电流;③电流表A1与灯泡L2串联,测灯泡L2的电流;所以①③错误,②④正确。
故选:D。
6.解:A、零线和地线之间电压是0V,故A错误;
B、开关控制灯泡时,开关要接在灯泡和火线之间,故丁图的接法是正确的,故B正确;
C、对于两孔插座应按照左零右火来连接,故C错误;
D、据图可知,M处于火线上,所以用试电笔正确接触M点时,氖管会发光;N处于零线上,用试电笔接触N点时,氖管不发光,故D错误。
故选:B。
7.解:
A、司南也就是指南针,其指南的一端是南极,用S表示;“其柢指南”中“柢”是握柄,是磁体的S极,故A错误;
B、司南能够指示南北,是因为地球本身是一个大磁体,周围空间存在地磁场,故B正确;
C、异名磁极相互吸引,“其柢指南”说明“柢”所对是地磁北极,故C错误;
D、地磁南极在地理北极附近,而地磁北极在地理南极附近,地球周围空间的磁场方向是由地理南极附近指向地理北极附近,故D错误。
故选:B。
8.解:由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压;
B、电源电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变,故B错误;
A、滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;因并联电路中各支路互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,两个电流表示数的差变大,故A正确;C错误;
D、电压表V的示数不变,电流表A2示数变大,其比值变小,故D错误。
故选:A。
9.解:
A、只闭合S1时,电路为小灯泡L的简单电路,L的实际功率为1W,由图像可知,当UL=2V、IL=0.5A时,灯泡的实际功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W,符合题意;
则电源电压:U=UL=2V,电流表示数为 0.5A,
根据I=可得。小灯泡L的电阻:
RL===4Ω,故A错误;
B、再闭合开关S2时,L与R并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以UR=U=2V,
由图像可知,通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以电流表示数增加了0.2A,故B正确;
C、因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,
电路的总功率P=UI=2V×0.7A=1.4W,故C错误;
D、在1min内电阻R产生的热量:
QR=WR=UIRt=2V×0.2A×60s=24J,故D错误。
故选:B。
10.解:
A、由欧姆定律,待测电阻R1==≈9.52Ω,同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果,R≈9.93Ω;即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω,故A正确;
B、序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:8V﹣4V=4V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1,故B正确;
C、变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为:R滑=﹣R1=﹣9.52Ω≈28.8Ω>20Ω,序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,故C正确;
D、探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变电阻,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,故D错误;
故选:D。
11.解:AB、由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,
由P=可知,灯泡L的电阻:RL===6Ω,
由P=UI可知,灯泡的额定电流:IL===0.5A,
因电流表量程为0~0.6A,且滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,所以电路允许的最大电流为0.5A,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时滑动变阻器两端电压:Umin=U﹣UL=4.5V﹣3V=1.5V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路的最小电阻:Rmin===3Ω;
当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端电压:UL′=U﹣Umax=4.5V﹣3V=1.5V,
忽略灯泡电阻随温度变化,此时电路最小电流:Imin===0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:Rmax===12Ω,
显然滑动变阻器的取值范围是3Ω~12Ω,电流表的变化范围0.25A~0.5A,故AB错误;
CD、由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,
电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,
电路中的电流最大为I大===0.5A,小于0.6A,故电路安全,
电路的最大功率为P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,故C错误;
由P滑=()2R′==可知,当R′=R时,滑动变阻器的功率最大,
则滑动变阻器的最大功率:Pmax===0.5625W,故D正确。
故选:D。
二、非选择题
12.解:因为内燃机效率提高1%,
所以内燃机效率变为:
η2=η1+1%=29%+1%=30%,
由于内燃机效率提高后有用功是相同的,即W1=W2,
根据η==可得η1qm1=η2qm2,
所以内燃机效率提高效率后消耗的燃料为:
m2=m1,
则每辆汽车每年节约燃油:
Δm=m1﹣m2=m1﹣m1=(1﹣)m1=(1﹣)×1.8t≈0.06t;
所以我国可以节约的燃油:
Δm总=nΔm=2.0×108×0.06t=1.2×107t;
根据Q=qm可知,如果燃油和煤炭放出相同的热量则有:q油m油=q煤m煤;
所以煤炭质量为:
m煤=m油=×1.2×107t=1.8×107t。
故答案为:1.2×107;1.8×107。
13.解:(1)“10A”表示电能表的标定电流,“20A”表示电能表的额定最大电流。
家中用电器的总功率不能超过:P大=UI=220V×20A=4400W;
(2)家庭电路中,火线和零线两条输电线进户以后先接到电能表上,电能表后接的是总开关,由图可知①②是该同学家的进户线。
故答案为:标定;4400;①②。
14.解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同),实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体。
(2)根据转换法,在本实验中,通过比较加热时间来判断甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)根据实验记录的数据可知,从34℃升高到42℃,甲、乙所用的时间分别为2分钟和1分钟,结果表明甲物质的吸热能力强。
(4)陆地多砂石,因为沙子的比热小,夏季质量相同的水和沙子吸收相同的热量,沙子升高的温度更高,陆地上方空气的气压低,海洋上方空气的气压高,夏季海陆风的风向是从海洋吹向陆地。
故答案为:(1)质量;(2)加热时间;(3)甲;(4)从海洋吹向陆地。
15.解:(1)正确连接电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,则电压表两端的导线断路,由图可知是导线③断路,故选B;
(2)探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视电压表示数;
(3)由图知,电阻两端的电压始终保持不变,
故得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U﹣UV=4.5V﹣2.5V=2V,变阻器分得的电压为电压表示数的0.8倍,根据分压原理,
当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑大=0.8×25Ω=20Ω;
当接入5Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑小=0.8×5Ω=4Ω;
在五次实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~20Ω。
故答案为:(1)B;(2)电压表;(3)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;(4)4~20。
16.解:(1)测小灯泡的功率实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中,电压表测灯泡两端电压。由图可知:电压表与灯泡串联了,电流表与灯泡串联了,所以将灯泡左边的导线接在电压表的3接线柱,如图所示:
(2)由图像可知小灯泡的额定电压为2.5V时,通过灯的电流为0.3A,则灯的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
实验表明:小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的;
(3)若小灯泡的电阻不变时且小灯泡的额定电压为实际电压的2倍,根据P=知,灯泡额定功率P0为实际功率P1的4倍,即P0=4P1
但实际小灯泡的电阻随温度的升高而变大,所以当实际电压为额定电压的时,温度低,电阻小,根据P=知,灯泡的实际功率应该大于灯泡额定功率的,即P0<4P1,
因当U0=2U1时,通过灯的实际电流和额定电流不相等,根据P=UI,故P0≠2P1;
所以只能是P0=3P1,故B正确;
(4)因发光亮度相当,所以,W有相同,根据η=×100%,即W有=ηW总=ηPt相同,由于发光二极管将电能转换成光能的效率更高;所以发光二极管消耗的电能较小,相同的时间内发光二极管电功率较小。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.75;实际功率;(3)B;(4)发光二极管。
17.解:
(1)两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路;
电流流过电阻丝时,将电能转化为电阻丝的内能,是通过做功方式改变电阻丝内能的;
(2)甲图中两电阻丝串联,通过两个电阻的电流相同,其阻值是不同的,在通电时间相等时,10Ω的电阻大,B管液面上升得更高,表明电流通过导体产生的热量多少与电阻的大小有关;
(3)探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时,应控制电阻、通电时间相同,而电流不同,故右边透明容器中应该选用阻值为5Ω的电阻丝;
由图可知,通过左边电阻的电流与通过右边两个电阻的电流之和是相等的,设通过左边电阻的电流为I,
右边的电路中,根据并联电路的电流关系可知,上下电阻之比为5Ω:5Ω=1:1,则通过电流之比为1:1,即通过下面电阻的电流为I;
根据Q=I2Rt可知在电阻和通电时间不变的条件下,产生的热量与电流的平方成正比,故左右两侧容器中产生的热量之比为4:1;
(4)图乙中的实验结论为:电流产生热量的多少与电流大小有关,在其他条件相同时,电流越大,电流通过导体产生的热量越多;
A、电炉丝通过导线连接到电路里,电炉丝和导线串联,电流是相同的,不符合题意;
B、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,因为导线连接处与导线串联在电路中,所以通过的电流相等、通电时间相等,电阻越大产生热量越多,不符合题意;
C、冬天在房间里使用电取暖器时,电流大小不变,通电越久,电流产生的热量越多,房间里温度会越高,不符合题意;
D、电风扇和电热水壶的功率不同,电热水壶的功率大,导线中的电流大,所以电热水壶的导线明显发热,符合题意;
故选:D。
故答案为:(1)等量的空气;做功;(2)电阻;(3)4:1;(4)D。
18.解:
(1)当该款眼罩电池充电时,消耗了电能,转化为化学能,此时电池相当于电路中的用电器;
根据表中电池的充电电压和容量,则给电池充满电后储存的电能:W=UIt=4V×2000×10﹣3A×1×3600s=2.88×104J;
(2)由图乙可知,当S1、S2闭合,S3接a时,只有R1工作;当S1、S2闭合,S3接b时,R1、R2并联;当S1闭合,S2断开,S3接a时,R1、R2串联;
根据串并联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻大于任一分电阻,并联电路的总电阻小于任一分电阻,
所以,S当1、S2闭合,S3接b时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,根据P=可知,电路中的总功率最大,电热眼罩处于高温挡;
高温挡的功率:P高=+=+=6W;
由P=可知,电热眼罩充满电时,最多能在高温挡正常工作的时间:t===4800s=80min;
(3)由P=可知,高温挡使用眼罩30min产生的热量:Q放=W′=P高t′=6W×30×60s=10800J,
由η=可知,水吸收的热量:Q吸=ηQ放=70%×10800J=7560J,
电热眼罩水袋内水的体积V=100mL=100cm3=1×10﹣4m3,
由ρ=可知,电热眼罩水袋内水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10﹣4m3=0.1kg,
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===18℃;
(4)若电源的电压变为6V,且高温挡的功率不变,则此时电路中的电流:I′===1A,
假设两电热丝的阻值不变,则通过两电热丝的电流分别为:I1===1.5A,I2===0.75A,
要求只改变其中一个电热丝的阻值,且I2<I′<I1,所以应改变电热丝R1的阻值,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过改变后电阻丝R1的电流:I1′=I﹣I2=1A﹣0.75A=0.25A,
则该电热丝改变后的阻值:R1′===24Ω。
答:(1)用电器;给电池充满电可以储存的电能为2.88×104J;
(2)充满电时,最多能在高温挡正常工作80min;
(3)若眼罩的加热效率为70%,小芳在高温挡使用眼罩30min,对注满水的水袋加热,水温可以升高18℃;
(4)该电热丝改变后的阻值应24Ω。