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2023-2024学年第一学期12月随堂练习———九年级物理学科
满分 100 时间100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 下列数据中,最符合生活实际的是( )
A. 人体安全电压为36V
B. 普通家用灯泡正常工作时,电流约为0.15A
C. 小明将一个鸡蛋从地上拿起并缓慢举过头顶,对鸡蛋做功约为10J
D. 空调正常工作时电流约为1A
2. 由欧姆定律变形可得 ,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
B. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
C. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
D. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
3. 在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻 R1和 R2中的电流分别为( )
A. 0.96A, 0.24A B. 0.98A, 0.22A
C. 0.24A, 1.2A D. 1.2A, 0.22A
4. 如图所示的坐标图,如果可以给这个坐标图的横纵坐标加上一些适当的物理量及单位,可以用来说明( )
A. 物质的比热容与物体质量的关系 B. 燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系
C. 导体的电阻与其两端的电压的关系 D. 燃料的热值与燃料的质量的关系
5. 定值电阻 R1、R2,它们I-U图线如图所示。若R1、R2串联后的总电阻为R,并联后的总电阻为R′,则关于R、R′的I-U图线所在的区域,下列说法中正确的是( )
A. R在Ⅰ区域, R′在Ⅲ区域 B. R在III区域, R′在I 区域
C. R在Ⅰ区域, R′在Ⅱ区域 D. R在Ⅱ区域, R′在Ⅲ区域
6. 小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻R1,图乙表示电阻R2。根据图象信息可判断( )
A. 当R2两端的电压为8V时,电阻R2的阻值为8Ω
B. 当 R1 两端的电压为 2V 时,通过它的电流为0.2A
C. 当通过R2的电流为0.2A时,电阻R2的阻值为5Ω
D. 当R1和R2并联在电压为4V的电路中,总电流为0.5A
7. 如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了,电流表A示数变化了。下列说法正确的是( )
A. U1变小,U2变大,I变大 B. U1变小,U2不变,I变小
C. 与的比值不变 D. 与的比值变大
8. 下表记录了某电路中电压表和电流表的示数,电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B.
C. D.
9. 如图所示电路,当开关闭合,两灯正常发光.使用中发现两灯突然熄灭,电流表无示数,电压表示数增大,则故障可能是
A. 灯L1被短接 B. 灯L2被短接 C. 灯L1断路 D. 灯L2断路
10. 小明利用如图所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电源电压恒为,电流表量程为,电压表量程为。已知阻值可以为、、,实验时要控制两端电压为不变,则下列滑动变阻器符合要求的是( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
11. 图示电路中(R0阻值已知, 表示电阻箱,电源电压恒定),能求出Rx阻值的是( )
A. ①②④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①③④
12. 如图甲所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至a位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①表示电流表A示数与电压表V1示数的关系
B. 电源电压为9V
C. 滑片P在a位置时,灯泡L两端电压为8V
D. 滑动变阻器最大阻值为40Ω
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共26分)
13. 小明骑电动自行车下坡时重力势能将______;到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,机械能将______。刹车后很快停了下来,发现刹车片很烫,这是通过______的方式改变刹车片的内能,汽车内燃机四个工作冲程中,______冲程的能量转化情况与之相同。
14. 如图所示,斜面长s=10m,高h=4m,用沿斜面方向F=50N的拉力,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速拉到顶端B,有用功为______J,斜面的机械效率为______;整个过程中斜面对物体的支持力做功大小为 ______J。
15. 若某垃圾完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则要使100kg初温为20℃的水升高到70℃需要完全燃烧这种垃圾 ___________kg,燃烧过程中该垃圾的热值 ___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。[已知q某垃圾=1.05×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
16. 图是小明自制的简易调光灯,闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该_____(选填“变亮”、“变暗”或“不变”),但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更_____(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验,接着加热铅笔芯,发现灯泡亮度逐渐变亮,这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越_____(选填“大”或“小”)。
17. 如图所示,电源由四节新干电池串联组成,将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为 ______V。断开开关后,电压表示数变化了______V。
18. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,两表的指针如图所示,两端电压为________________V,R1∶R2=________________。
19. 如图所示电能表,把某个用电器单独接在家庭电路中,电能表转盘在 6min内转过了250转,这6min内消耗的电能为 ___________J,电能表示数变为 ___________kW·h。
20. 现有两个定值电阻R1、R2, R1上标有“10Ω, 1A ”, R2上标有“15Ω, 0.6A”。将它们并联在电路中,干路允许通过的最大电流为___________A;将它们串联在电路中,电源电压最大为___________V。
21. 小郭用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压8V不变,滑动变阻器的铭牌标有“15Ω 2A”。下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数是___________A,当接入50Ω定值电阻时,为完成实验,滑动变阻器的滑应向___________(选填“左”或“右”)端移动。
R/Ω
10
20
30
40
50
1/A
0.6
0.3
0.2
22. 如图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图,其中定值电阻R1=6Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,闭合S:
(1)当被测身高较矮时,电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)当R2接入电路中的电阻为9Ω时,电压表的示数是______V;
(3)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是______。
三、解答题:(本题有9小题,共50分)
23. 根据图中的电流流向,在图中添加电流表和电源使电路成为并联电路。
24. 如图所示是测电阻(阻值在4Ω左右)电路图,以笔画代替导线,完成电路的连接。
25. 如图是某油量表的部分电路,若油量表为电压表改装而成,且油量增加,电压表读数增加,请在图中补画出电压表及其接线,并标明正、负接线柱。
26. 如图所示,用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为90%,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求;
(1)上述过程中的有用功W:
(2)动滑轮所受的重力G。
27. 如图所示的电路中,R1=40Ω,R3=20Ω,电源电压U=12V且保持不变,当S1、S2断开时,电流表的示数为0.1A;求:
(1)R2的阻值。
(2)S1、S2闭合时电流表的示数。
28. 某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入___________mL的煤油;
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线___________。(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,300g煤油温度升高10℃吸收的热量为___________J:
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比___________(大于/等于/小于)煤油放出的热量与降低的温度之比。
29. 小聪在探究“并联电路的电流特点”时,设计的并联电路如图甲所示。
(1)小聪将电流表连接在电路中,如图乙所示,刚接好最后一根导线,灯L1、L2均发光了,其原因是______;
(2)小聪连接的如图乙所示的实物连接图中,电流表测量的是通过______(选填“灯L1”、“灯L2”或“干路”)的电流。当正确测量该处电流后,小聪要测量通过灯L2的电流,请你在图乙只改动一根导线,完成电路的连接(在需改动的导线上画“×”,再画出重新连接后的导线);______
(3)正确改动电路后,小聪闭合开关S,电流表示数如图丙所示。为使测量结果更准确,他应进行的操作是______;
(4)小聪正确实验得到的实验数据如表:
次数
通过灯L1的电流I1/A
通过灯L2的电流I2/A
干路中的电流I/A
1
0.12
0.12
0.24
2
0.16
0.20
0.36
3
0.10
0.18
0.28
分析实验数据可得出并联电路的电流特点:______(写出关系式即可)。
30. “探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm²
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 ___________比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是___________和控制变量法。
(3)分别将编号为 ___________的电阻丝分别接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的___________有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 ___________的工作原理中。
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
31. 如图甲所示是“探究电流与电压的关系”的实验电路图,其中电源为4.5V不变,定值电阻R₁有“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”四种规格,滑动变阻器R₂规格为“30Ω,1A”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数/V
1
1.4
1.8
2.2
2.6
电流表示数/A
0.1
0.14
0.18
0.22
0.26
(1)图乙是小华同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替导线完成连接___________。(要求:导线不允许交叉,滑动变阻器的滑片P向左端移动,电压表示数变大)
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表示数较大,电压表示数为零,则电路故障原因是___________。
(3)小华排除故障后继续实验,当完成第4次实验后,需要移动滑片P,使变阻器连入电路的阻值适当___________(增大/减小),才能得到第5次实验数据。将测得的数据记录在表中,分析数据可得出结论:___________。
(4)与其他组交流时,小华发现各组图像都正确,但在同一坐标纸上却明显不同(如图丙),其原因是___________。
(5)实验结束后,小华向老师提交实验报告。老师看了表格却说有一组数据是编造的,请你找出该组数据,并说明原因:___________。
32. 几组同学用如图甲所示的电路图,用不同的方法测量的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为,还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。
(1)第一组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置,在乙位置连接电流表;
②调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示;
③则___________Ω;
(2)第二组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置;
②乙位置用导线连接,将滑动变阻器调至阻值最小端,闭合开关S,读出此时电压表的示数记为;
③___________,读出此时电压表示数记为;
④则___________(用上述已知的物理量符号表示);
(3)第三组同学操作步骤如下:
①将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关拨至___________位置;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
③断开开关S,将单刀双掷开关拨至___________位置;
④闭合开关S,调节___________;
⑤读出电阻箱示数,即等于的阻值;
(4)第三组同学发现前两组的测量结果都一样,本组测量结果却比他们的大了2Ω,检查分析后发现,是在步骤④之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了___________Ω。
33. 初三实验小组同学发现实验室有一只温敏电阻 其阻值与温度关系如图甲。该小组想利用此电阻和电表制作一个体温计,设想是温度越高,电表示数越大。可用器材有电源(电压恒为6V)、电压表(量程( 电流表(量程0-0.6A) 、定值电阻R(200Ω) 、开关、导线若干。
(1)小组同学首先对使用电流表还是电压表作为温度显示仪进行了讨论,小澄同学指出使用电流表无法显示温度的变化,其主要原因是___________;
(2)小楷设计了如图乙的电路,并对该电路进行了说明,电压表示数随温度的升高而___________,且示数变化是___________(均匀/不均匀)的,R的主要作用是___________
(3)小睿将图乙中的电压表的接在R两端,来测量温度。为了在电压表上标出人体正常体温值的位置,小睿查看了正常人腋窝温度为 如果将 用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,此时R1的阻值为___________Ω,闭合S,当电压表示数稳定后,电压表示数应为___________V。小睿发现此温度计的精确度不高,在不改变电表的条件下,要增大体温计的精确度,可以适当___________定值电阻R的阻值。
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2023-2024学年第一学期12月随堂练习———九年级物理学科
满分 100 时间100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 下列数据中,最符合生活实际的是( )
A. 人体安全电压为36V
B. 普通家用灯泡正常工作时,电流约为0.15A
C. 小明将一个鸡蛋从地上拿起并缓慢举过头顶,对鸡蛋做功约为10J
D. 空调正常工作时电流约为1A
【答案】B
【解析】
【详解】A.经验表明,对人体的安全电压是不高于36V,故A不符合题意;
B.普通家用灯泡的额定功率在40W左右,正常发光时的电流大约为
故B符合题意;
C.一个鸡蛋的重力约为0.5N,从地上拿起鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,所以对鸡蛋做的功大约为
W=Gh=0.5N×2m=1J
故C不符合题意;
D.家用空调的功率约为1100W,空调正常工作时电流
故D不符合题意。
故选B。
2. 由欧姆定律变形可得 ,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
B. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
C. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
D. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
【答案】B
【解析】
【详解】电阻是导体的一种属性,只与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体两端电压及通过它的电流无关,在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流的比值,故B正确,ACD错误。
故选B。
3. 在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻 R1和 R2中的电流分别为( )
A. 0.96A, 0.24A B. 0.98A, 0.22A
C. 0.24A, 1.2A D. 1.2A, 0.22A
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表测量通过的电流;
由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以电流表选用的应该是大量程,分度值为0.1A,所以电流表的示数为1.2A,即干路电流为;
选用的是小量程;分度值是0.02A,所以电流表的示数为,即通过电阻的电流为0.24A;
则通过电阻的电流为,故选A。
4. 如图所示的坐标图,如果可以给这个坐标图的横纵坐标加上一些适当的物理量及单位,可以用来说明( )
A. 物质的比热容与物体质量的关系 B. 燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系
C. 导体的电阻与其两端的电压的关系 D. 燃料的热值与燃料的质量的关系
【答案】B
【解析】
【详解】A.比热容是物质的一种属性,与物体的质量无关,故A不符合题意;
B.由可知,燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系为过原点的直线,故B符合题意;
C.导体的电阻与材料、长度与横截面积有关,与其两端的电压无关,故C不符合题意;
D.燃料的热值是物质的属性,与燃料的质量无关,故D不符合题意。
故选B。
5. 定值电阻 R1、R2,它们I-U图线如图所示。若R1、R2串联后的总电阻为R,并联后的总电阻为R′,则关于R、R′的I-U图线所在的区域,下列说法中正确的是( )
A. R在Ⅰ区域, R′在Ⅲ区域 B. R在III区域, R′在I 区域
C. R在Ⅰ区域, R′在Ⅱ区域 D. R在Ⅱ区域, R′在Ⅲ区域
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知,当电压一定时,通过R2的电流较大,所以,两电阻的大小关系为R1>R2,所以,图像越倾斜,电阻越小;串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,所以,R在Ⅰ区域;并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以,R′在Ⅲ区域,故A正确,BCD错误。
故选A。
6. 小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻R1,图乙表示电阻R2。根据图象信息可判断( )
A. 当R2两端的电压为8V时,电阻R2的阻值为8Ω
B. 当 R1 两端的电压为 2V 时,通过它的电流为0.2A
C. 当通过R2的电流为0.2A时,电阻R2的阻值为5Ω
D. 当R1和R2并联在电压为4V的电路中,总电流为0.5A
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图象可知,当R2两端的电压为8V时,通过的电流为0.6A,由欧姆定律可得电阻R2的阻值
故A不符合题意;
B.由图象可知,当R1两端的电压为2V时,通过它的电流为0.2A,故B符合题意;
C.由图象可知,当通过R2的电流为0.2A时,其两端的电压为1V,由欧姆定律,电阻R2的阻值
故C符合题意;
D.当R1和R2并联在电压为4V的电路中,它们两端的电压均为4V,由图象可知,通过当R1和R2的电流分别为I1′=0.4A,I2″=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以总电流
I=I1′+I2″=0.4A+0.5A=0.9A
故D不符合题意。
故选BC。
7. 如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了,电流表A示数变化了。下列说法正确的是( )
A. U1变小,U2变大,I变大 B. U1变小,U2不变,I变小
C. 与的比值不变 D. 与的比值变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当S闭合时,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由可知电路中电流变小,电流表的示数变小,根据可知,R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压变大,即V2示数U2增大,故AB错误;
CD.因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有
①
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为,,R1两端电压的变化量
由上式可知,,与的比值
②
由①②可知与 的比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
8. 下表记录了某电路中电压表和电流表的示数,电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,电压表的示数减小时,电流表的示数随着变大,由欧姆定律可知,电压表测量的电阻阻值是变化的。由电路图可知,该电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,在滑片移动时电压表的示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,定值电阻与变阻器并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,电压表的示数不会改变,故B不符合题意;
C.由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与它两端的电压成正比,故C不符合题意;
D.由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。当电流表示数变大时,由可知,定值电阻两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,与表格提供的数据变化规律一致,故D符合题意。
故选D。
9. 如图所示电路,当开关闭合,两灯正常发光.使用中发现两灯突然熄灭,电流表无示数,电压表示数增大,则故障可能是
A. 灯L1被短接 B. 灯L2被短接 C. 灯L1断路 D. 灯L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】首先分析电路,此电路是串联,电压表测量灯泡L2当使用中发现两灯突然熄灭,说明是断路,电压表示数增大,则故障可能是电压表并联的L2断路了,正确选D.
10. 小明利用如图所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电源电压恒为,电流表量程为,电压表量程为。已知阻值可以为、、,实验时要控制两端电压为不变,则下列滑动变阻器符合要求的是( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。当定值电阻阻值最小时,电路中的电流最大,即
不超过电流表的量程,所以滑动变阻器允许通过的最大电流不小于0.6A;
当定值电阻阻值最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中电阻值最大,此时电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
所以滑动变阻器的最大电阻不小于30Ω ,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11. 图示电路中(R0阻值已知, 表示电阻箱,电源电压恒定),能求出Rx阻值的是( )
A. ①②④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①③④
【答案】A
【解析】
【详解】根据图①电路图,先将电阻箱接入阻值为0,则电压表示数为电源电压U,再将电阻箱接入某一阻值R0,读出电压表示数为U1,则电阻箱两端的电压为,根据串联电路电流规律及欧姆定律可得
变形可得
故①可以测出Rx的阻值;
根据图②电路图,可将单刀双掷开关先后置于1、2位置,电流表分别测得通过R0、Rx电流为I1、I2,由欧姆定律,电源电压一定,则
变形可得
故②可以测出Rx的阻值;
根据图③电路图,闭合开关,只能测出两电阻并联时的总电流,无法测量分电流,故③不能测出Rx的阻值;
根据图④电路图,先将单刀双掷开关置于1位置,移动滑动变阻器的滑片到适当的位置,读出电压表示数为,再将单刀双掷开关置于2位置,改变电阻箱接入的阻值,直到电压表的示数为不变,记下此时电阻箱接入的阻值为R,根据欧姆定律,电源电压一定,则两次接入的总电阻不变,所以,故④可以测出Rx的阻值。
综合上述分析,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12. 如图甲所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至a位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①表示电流表A示数与电压表V1示数的关系
B. 电源电压为9V
C. 滑片P在a位置时,灯泡L两端电压为8V
D. 滑动变阻器最大阻值为40Ω
【答案】C
【解析】
【详解】AC.灯与变阻器串联,电压表V1测变阻器两端的电压,电压表V2测灯L两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器的滑片从最右端滑至a的位置,变阻器连入电路的电阻变小,电路的电流变大,根据
可知,灯的电压变大,故图像①为电流表示数随V2的示数变化关系,图像②为为电流随V1的示数的变化关系,此时灯泡两端的电压为8V,故A错误,C正确;
B.当电路电流最小为0.2A时,由图可知两电压表示数分别为1V和9V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压的规律可知电源电压为
故B错误;
D.变阻器连入电路的电阻最大时,电路电流最小,由图乙知,最小电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为9V,根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值
故D错误。
故选C。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共26分)
13. 小明骑电动自行车下坡时重力势能将______;到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,机械能将______。刹车后很快停了下来,发现刹车片很烫,这是通过______的方式改变刹车片的内能,汽车内燃机四个工作冲程中,______冲程的能量转化情况与之相同。
【答案】 ①. 减小 ②. 不变 ③. 做功 ④. 压缩
【解析】
【详解】[1]小明骑电动自行车下坡时,质量不变,高度减小,所以重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,动能不变,重力势能不变,所以机械能不变。
[3][4]发现刹车片很烫,这是由于刹车片和地面摩擦生热,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变了刹车片的内能。汽车内燃机四个工作冲程中,压缩冲程是将机械能转化为内能,所以压缩冲程的能量转化情况与之相同。
14. 如图所示,斜面长s=10m,高h=4m,用沿斜面方向F=50N的拉力,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速拉到顶端B,有用功为______J,斜面的机械效率为______;整个过程中斜面对物体的支持力做功大小为 ______J。
【答案】 ①. 400 ②. 80% ③. 0
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功
[2]拉力做的总功
斜面的机械效率
[3]斜面对物体的支持力垂直斜面向上,物体在支持力的方向上没有移动距离,所以支持力不做功,即做功为0J。
15. 若某垃圾完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则要使100kg初温为20℃的水升高到70℃需要完全燃烧这种垃圾 ___________kg,燃烧过程中该垃圾的热值 ___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。[已知q某垃圾=1.05×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】 ①. 2 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J
由释放的热量全部被水吸收得
Q放=Q吸= 2.1×107J
需要完全燃烧这种垃圾
[2]热值是燃料的一种特性,与其质量、是否完全燃烧无关,因此该垃圾的热值不变。
16. 图是小明自制的简易调光灯,闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该_____(选填“变亮”、“变暗”或“不变”),但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更_____(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验,接着加热铅笔芯,发现灯泡亮度逐渐变亮,这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越_____(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 变亮 ②. 细 ③. 小
【解析】
【详解】[1]闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮。
[2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据可知,即铅笔芯电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯。
[3]加热铅笔芯,会发现灯泡逐渐亮起来(即电流增大,铅笔芯的电阻减小);这一现象说明铅笔芯的电阻随温度升高而减小。
17. 如图所示,电源由四节新干电池串联组成,将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为 ______V。断开开关后,电压表示数变化了______V。
【答案】 ①. 4 ②. 4
【解析】
【详解】[1]一节新干电池的电压为1.5V,四节新干电池串联组成的电源电压
U=4×1.5V=6V
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即U2=2V;则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知,L1两端的电压
U1=U-U2=6V-2V=4V
[2]断开开关时,电压表测量电源电压,所以电压表的示数为6V,电压表示数变化了
∆U=6V-2V=4V
18. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,两表的指针如图所示,两端电压为________________V,R1∶R2=________________。
【答案】 ①. 2 ②. 11∶4
【解析】
【详解】[1]如图,当开关S闭合时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端电压。串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和,所以,电压表甲选择的是0~15V量程,示数为7.5V,电压表乙选择的是0~3V,示数为2V,所以,R2两端电压为2V。
[2]R1两端电压为
U1=U-U2=7.5V-2V=5.5V
两电阻的阻值之比为
R1∶R2=U1∶U2=5.5V∶2V=11∶4
19. 如图所示电能表,把某个用电器单独接在家庭电路中,电能表转盘在 6min内转过了250转,这6min内消耗的电能为 ___________J,电能表示数变为 ___________kW·h。
【答案】 ①. 3.6×105 ②. 931.7
【解析】
【详解】[1]该用电器消耗的电能
[2]由图知道,电能表示数变为
931.6kW•h+0.1kW•h=931.7kW•h
20. 现有两个定值电阻R1、R2, R1上标有“10Ω, 1A ”, R2上标有“15Ω, 0.6A”。将它们并联在电路中,干路允许通过的最大电流为___________A;将它们串联在电路中,电源电压最大为___________V。
【答案】 ①. 1.5 ②. 15
【解析】
【详解】[1] R1两端最大电压为
U1 =I1 R1=1A×10Ω=10V
R2两端最大电压为
U2 =I2 R2=0.6A×15Ω=9V
因为并联电路中各支路两端电压相等,所以两电阻并联后两端最大电压为9V,此时通过R2的电流为0.6A,通过R1的电流为
干路允许通过的最大电流为
[2]将它们串联在电路中,串联电路中各处电流相等,所以电路中最大电流为0.6A,此时, R2两端电压为9V,R1两端电压为
电源电压最大为
21. 小郭用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压8V不变,滑动变阻器的铭牌标有“15Ω 2A”。下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数是___________A,当接入50Ω定值电阻时,为完成实验,滑动变阻器的滑应向___________(选填“左”或“右”)端移动。
R/Ω
10
20
30
40
50
1/A
0.6
0.3
0.2
【答案】 ①. 0.16 ②. 右
【解析】
【详解】[1]研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,定值电阻两端的电压
当定值电阻R的阻值为30Ω时,电路中的电流为0.2A,滑动变阻器接入电路中的电阻为
若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数是
[2]当接入50Ω的定值电阻时,为了保持电压表的示数(即定值电阻两端的电压)不变,我们需要调整滑动变阻器的阻值。由于电源电压不变,而定值电阻的阻值增大了,所以为了保持定值电阻两端的电压不变,我们需要增大滑动变阻器的阻值,从而减小通过定值电阻的电流,使得定值电阻两端的电压保持不变。由于滑动变阻器是左端接入电路,所以为了增大其阻值,滑片应向右端移动。
22. 如图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图,其中定值电阻R1=6Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,闭合S:
(1)当被测身高较矮时,电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)当R2接入电路中的电阻为9Ω时,电压表的示数是______V;
(3)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是______。
【答案】 ①. 变小 ②. 2.7 ③. 3Ω~12Ω
【解析】
【详解】(1)[1]由电路图可知,定值电阻R1与R2串联。电源电压不变,当被测身高较矮时,滑片向下移动,R2阻值变小,由串联电路分压原理知,R2分得的电压变小,即电压表示数变小。
(2)[2]当R2=9Ω时,电路中的电流
则电压表示数为
(3)[3]因为滑动变阻器R2的规格是“15Ω 0.5A”,电流表量程为“0~0.6A”,所以电路中允许通过的最大电流为0.5A。当I=0.5A时,电路中的总电阻为
所以此时滑动变阻器接入的电阻为
根据串联分压,R2电阻越大,其两端电压越大,但电压表量程为0~3V,所以当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入的电阻最大;此时电路中的电流
所以滑动变阻器阻值为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~12Ω。
三、解答题:(本题有9小题,共50分)
23. 根据图中的电流流向,在图中添加电流表和电源使电路成为并联电路。
【答案】
【解析】
【详解】要使两灯泡并联,则两灯泡应并列接在电源两端;若右侧为电源,中间为电流表,则闭合开关S后,灯泡L1被短路,不满足要求,所以中间为电源,右侧处为电流表,则两灯泡并联,电流表测通过灯泡L2的电流;根据电流流向可知,电源上端应为正极,如图所示:
24. 如图所示是测电阻(阻值在4Ω左右)电路图,以笔画代替导线,完成电路的连接。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器左侧电阻丝接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,因为电源为两节干电池,所以电源电压
U=2×1.5V=3V
因此电压表选用0~3V的量程,由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流最大,电路中最大电流
因此电流表选用0~3A的量程,如图所示:
25. 如图是某油量表的部分电路,若油量表为电压表改装而成,且油量增加,电压表读数增加,请在图中补画出电压表及其接线,并标明正、负接线柱。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知,R1、R2串联;当油量增加,浮标上升,在杠杆作用下,滑片下移,R2连入电路的电阻变小,由串联分压原理可知,R2两端电压变小,则R1两端电压变大,所以电压表应与R1并联,电压表连接时,电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,如下图所示:
26. 如图所示,用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为90%,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求;
(1)上述过程中的有用功W:
(2)动滑轮所受的重力G。
【答案】(1)90 (2)10
【解析】
【小问1详解】
所做的有用功为
W有=Gh=90N×1m=90J
【小问2详解】
由得,拉力所做的总功
由图知,有两段绳子提起物体,则
s=2h=2×1m=2m
由W=Fs得,绳端的拉力
不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,由动可得,动滑轮的重力
G动=nF-G=2×50N-90N=10N
27. 如图所示的电路中,R1=40Ω,R3=20Ω,电源电压U=12V且保持不变,当S1、S2断开时,电流表的示数为0.1A;求:
(1)R2的阻值。
(2)S1、S2闭合时电流表的示数。
【答案】(1)100Ω;(2)0.9A
【解析】
【详解】解:(1)当S1、S2断开时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,由可得,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值
(2)当S1、S2闭合时,R1与R3并联,R2短路,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以通过R1、R3的电流分别为
因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
答:(1)R2的阻值为100Ω;
(2)S1、S2闭合时电流表的示数为0.9A。
28. 某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入___________mL的煤油;
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线___________。(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,300g煤油温度升高10℃吸收的热量为___________J:
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比___________(大于/等于/小于)煤油放出的热量与降低的温度之比。
【答案】(1)300 (2) ①. ① ②. 6300
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
由于水和煤油的质量要相等,根据密度公式,可以得到
得需要在另一个相同烧杯 中倒入的煤油的体积为
【小问2详解】
[1]由于水的比热容大于煤油的比热容,在吸收相同热量的情况下,煤油的温度升高会更快。因此,如果图线②反映水的温度随时间的变化规律(即温度上升较慢),那么图线①(温度上升较快)就可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
[2]根据吸热公式,可以得到煤油吸收的热量为
【小问3详解】
相同质量的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化小,则水的吸热能力强;同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,放出相同的热量,水降低的温度要小于煤油降低的温度,水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
29. 小聪在探究“并联电路的电流特点”时,设计的并联电路如图甲所示。
(1)小聪将电流表连接在电路中,如图乙所示,刚接好最后一根导线,灯L1、L2均发光了,其原因是______;
(2)小聪连接的如图乙所示的实物连接图中,电流表测量的是通过______(选填“灯L1”、“灯L2”或“干路”)的电流。当正确测量该处电流后,小聪要测量通过灯L2的电流,请你在图乙只改动一根导线,完成电路的连接(在需改动的导线上画“×”,再画出重新连接后的导线);______
(3)正确改动电路后,小聪闭合开关S,电流表示数如图丙所示。为使测量结果更准确,他应进行的操作是______;
(4)小聪正确实验得到的实验数据如表:
次数
通过灯L1的电流I1/A
通过灯L2的电流I2/A
干路中的电流I/A
1
0.12
0.12
0.24
2
0.16
0.20
0.36
3
0.10
0.18
0.28
分析实验数据可得出并联电路的电流特点:______(写出关系式即可)。
【答案】 ①. 开关没有断开 ②. 干路 ③. ④. 断开开关,换小量程 ⑤. I=I1+I2
【解析】
【详解】(1)[1]小聪刚接好最后一根导线,灯L1、L2均发光了连接电路时,说明电路导通,则连接器材时,开关没有断开。
(2)[2]据电路图所示,两灯泡并联,电流表测的是通过干路的电流。
[3]小聪要测量通过灯L2的电流,电流表应与L2串联,如图所示:
(3)[4]正确改动电路后,小聪闭合开关S,由图丙可知,电流表指针偏转幅度太小,说明电流表的所选量程太大,应该断开开关,换小量程。
(4)[5]通过表格中的数据分析,通过干路的电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2
30. “探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm²
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 ___________比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是___________和控制变量法。
(3)分别将编号为 ___________的电阻丝分别接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的___________有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 ___________的工作原理中。
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
【答案】(1)小灯泡亮度
(2)转换法 (3)A、B
(4)横截面积 (5)C
【解析】
【小问1详解】
实验中通过观察小灯泡亮度比较电阻丝电阻的大小,小灯泡越亮,表明电阻越小。
【小问2详解】
把不便于测量和观察的电阻大小转换为便于观察的小灯泡亮度,这里采用了转换法。
【小问3详解】
编号为A、B的电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,分别将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,小灯泡亮度不同,则电阻丝的电阻值不同,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
【小问4详解】
编号为B、C的电阻丝材料、长度相同,横截面积不同,分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,小灯泡亮度不同,则电阻丝的电阻值不同,可得出结论:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
【小问5详解】
编号为C、D的电阻丝材料、横截面积相同,长度不同,分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,小灯泡亮度不同,则电阻丝的电阻值不同,可得出结论:导体的电阻大小与导体的长度有关;滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变接入电路的电阻值,电流表、电压表都是利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
31. 如图甲所示是“探究电流与电压的关系”的实验电路图,其中电源为4.5V不变,定值电阻R₁有“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”四种规格,滑动变阻器R₂规格为“30Ω,1A”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数/V
1
1.4
1.8
2.2
2.6
电流表示数/A
0.1
0.14
0.18
0.22
0.26
(1)图乙是小华同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替导线完成连接___________。(要求:导线不允许交叉,滑动变阻器的滑片P向左端移动,电压表示数变大)
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表示数较大,电压表示数为零,则电路故障原因是___________。
(3)小华排除故障后继续实验,当完成第4次实验后,需要移动滑片P,使变阻器连入电路的阻值适当___________(增大/减小),才能得到第5次实验数据。将测得的数据记录在表中,分析数据可得出结论:___________。
(4)与其他组交流时,小华发现各组图像都正确,但在同一坐标纸上却明显不同(如图丙),其原因是___________。
(5)实验结束后,小华向老师提交实验报告。老师看了表格却说有一组数据是编造的,请你找出该组数据,并说明原因:___________。
【答案】(1) (2)R1短路
(3) ①. 减小 ②. 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)选取的定值电阻的阻值不同
(5)故第1组数据是编造的,原因是电路的最小电流大于0.1A。
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器的滑片P向左端移动,电压表示数变大,则要求滑动变阻器电阻变小,连接实物图,如图所示:
【小问2详解】
电阻R1发生了短路,导致电流能够直接通过短路路径流动,导致电流表示数较大,而不经过电压表所测量的电阻部分,因此电压表示数为零。
【小问3详解】
[1]由表中数据可知,由第4次实验到第5次实验增加了电阻两端的电压,因为电源电压不变,由串联电路的电压特点可知,此时需要减小滑动变阻器两端的电压,由串联电路的分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻。
[2]根据表中数据可知:电压与电流的比值为一定值
故得出的结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问4详解】
根据U=IR,当电流相同时,因电阻不同,故电压不同,故相同的坐标纸上造成各小组不同图像的原因是因为选取的定值电阻的阻值不同。
【小问5详解】
滑动变阻器最大阻值为30Ω,由(2)知实验中使用的定值电阻的阻值为10Ω,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为
故第1组数据是编造的,原因是电路的最小电流大于0.1A。
32. 几组同学用如图甲所示的电路图,用不同的方法测量的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为,还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。
(1)第一组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置,在乙位置连接电流表;
②调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示;
③则___________Ω;
(2)第二组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置;
②乙位置用导线连接,将滑动变阻器调至阻值最小端,闭合开关S,读出此时电压表的示数记为;
③___________,读出此时电压表示数记为;
④则___________(用上述已知的物理量符号表示);
(3)第三组同学操作步骤如下:
①将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关拨至___________位置;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
③断开开关S,将单刀双掷开关拨至___________位置;
④闭合开关S,调节___________;
⑤读出电阻箱示数,即等于的阻值;
(4)第三组同学发现前两组的测量结果都一样,本组测量结果却比他们的大了2Ω,检查分析后发现,是在步骤④之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了___________Ω。
【答案】 ①. 5 ②. 将滑动变阻器调至阻值最大端 ③. ④. a ⑤. b ⑥. 电阻箱,使电压表示数为2V ⑦. 1
【解析】
【详解】(1)[1]如图所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,故待测电阻Rx阻值为
(2)③[2]由于本次测量时没有电流表,只能通过串联电路电流电压的规律间接测量电阻的值,滑动变阻量接入最小阻值时,待测电阻两端电压为电源电压,再在滑动变阻器接入电大阻值时测量待测电阻两端电压,即将滑动变阻器调至阻值最大端,读出此时电压表示数记为
④[3]当将滑动变阻器调至阻值最大端时,滑动变阻器两端电压为
根据串联电路电流规律及欧姆定律,可得
则待测电阻的表达式为
(3)第三组实验是等效替代法,即先测量出待测电阻的分得的电压,在滑动变阻器接入的电阻一定时,当电阻箱分得电压与待测电阻相同,表明两个电阻阻值相同。实验步骤如下 :
①[4]将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关拨至a位置。
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V。
③[5]断开开关S,将单刀双掷开关拨至b位置。
④[6]闭合开关S,调节电阻箱,使电压表示数为2V。
⑤读出电阻箱示数,即等于的阻值。
(4)[7]根据题意,,两端电压为2V,则电流为
滑动变阻器电压为
滑动变阻器接入的电阻为
若待测电阻变大了2Ω,此时待测电阻为
则电流为
此时滑动变阻器接入的电阻为
故滑动变阻器接入电路的阻值变化量为
33. 初三实验小组同学发现实验室有一只温敏电阻 其阻值与温度关系如图甲。该小组想利用此电阻和电表制作一个体温计,设想是温度越高,电表示数越大。可用器材有电源(电压恒为6V)、电压表(量程( 电流表(量程0-0.6A) 、定值电阻R(200Ω) 、开关、导线若干。
(1)小组同学首先对使用电流表还是电压表作为温度显示仪进行了讨论,小澄同学指出使用电流表无法显示温度的变化,其主要原因是___________;
(2)小楷设计了如图乙的电路,并对该电路进行了说明,电压表示数随温度的升高而___________,且示数变化是___________(均匀/不均匀)的,R的主要作用是___________
(3)小睿将图乙中的电压表的接在R两端,来测量温度。为了在电压表上标出人体正常体温值的位置,小睿查看了正常人腋窝温度为 如果将 用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,此时R1的阻值为___________Ω,闭合S,当电压表示数稳定后,电压表示数应为___________V。小睿发现此温度计的精确度不高,在不改变电表的条件下,要增大体温计的精确度,可以适当___________定值电阻R的阻值。
【答案】(1)电流变化量小于电流表分度值
(2) ①. 减小 ②. 不均匀 ③. 分压
(3) ①. 600 ②. 1.5 ③. 增大
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,温敏电阻值很大,且与温度呈线性变化关系,电源电压恒为6V,定值电阻R(200Ω),温度为42℃时,Rt的阻值最小为400Ω,电路中总阻值超过600Ω,则电路中的电流很小,故使用量程的电流表,分度值为0.02A,不能明显显示电流的变化。
【小问2详解】
[1][2]观察图乙电路图,两个电阻串联,则温敏电阻两端电压
电压表测量温敏电阻两端电压,温度升高时温敏电阻阻值变小,电路电流变大,故电压表示数随温度的升高而减小,且电压表示数随温度的变化是不均匀的。
[3]R的主要作用是分担电源电压,实现电压表示数发生变化。
【小问3详解】
[1]由甲图可推导出电阻Rt与温度t的关系式
当正常人腋窝温度为37℃时,Rt阻值
[2]闭合S,电路中的电流为
当电压表示数稳定后,电压表示数即定值电阻R两端的电压为
[3]为了增大体温计的精确度,他考虑到了在不改变电表的条件下,可以适当增大定值电阻R的阻值。这是因为增大R的阻值后,当R1的阻值变化相同时,R两端的电压变化量会更大,从而在电压表上能够更准确地显示出温度的变化。
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