专题07 电阻和欧姆定律-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编(苏科版)
2024-10-10
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2份
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55页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电阻,欧姆定律,变阻器 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.72 MB |
| 发布时间 | 2024-10-10 |
| 更新时间 | 2024-10-10 |
| 作者 | 教物理的n老师 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47846826.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题07 电阻和欧姆定律
考点一 导体、绝缘体和电阻
1.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)一般情况下,下列物体属于导体的是( )
A.竹筷子 B.铅笔芯 C.玻璃杯 D.陶瓷碗
2.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)下列每组物体在通常情况下都是导体的是( )
A.硬币、陶瓷 B.铅笔芯、糖水
C.玻璃棒、橡胶棒 D.人体、大地
3.(23-24九上·江苏南通启东·期中)下列四组中,都属于导体的一组是( )
A.玻璃棒、人体、大地 B.铅笔芯、硬币、人体
C.陶瓷、干木头、塑料 D.石墨、橡胶、酸碱盐溶液
4.(23-24九上·江苏南通海安市·期中)如图所示,白炽灯长期使用后,玻璃泡内侧会发黑,这时灯丝的电阻与出厂时相比( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判断
5.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)实验室中常用的小灯泡、电压表、电流表,它们之间的电阻相比较
A.小灯泡的电阻>电压表的电阻>电流表的电阻
B.电压表的电阻>小灯泡的电阻>电流表的电阻
C.电流表的电阻>电压表的电阻>小灯泡的电阻
D.小灯泡的电阻电压表的电阻<电流表的电阻
6.(23-24九上·江苏南通启东·期中)小明“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路,分别将A、B、C、D四根电阻丝依次接入电路的过程中,实验记录数据如下表。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)分别将电阻丝A、B接入电路,是为了探究电阻大小与导体___________的关系;根据实验数据可知,在上述两种材料中选用___________合金导线对电流的阻碍作用更小;
(2)为了探究电阻大小与长度的关系,应选择___________(填电阻丝编号)进行实验;小明将电阻丝B、C接入电路,探究电阻大小与___________的关系;
7.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)“生活”课堂学习小组进行电学实验探究:图甲中1、2、3为镍铬电阻丝,4、5为锰铜电阻丝,各电阻丝的长度L及横截面积S如图甲所示。
(1)为了研究导体的电阻大小与导体长度的关系,应将图甲中编号为___________的电阻丝先后接入图乙电路M、N两点间进行实验;为了研究导体电阻大小与导体___________的关系,应将电阻丝1和3先后接入M、N两点间进行实验;
(2)如图丙,小明把镍铬电阻丝1、2连接在电路中,探究并联电路的电流规律:
①要测量干路电流,应把电流表串联在图丙中的___________点处;闭合开关S,发现电流表的指针反向偏转如图丁(a)所示,原因是______________________________________;
②排除故障后,电流表的指针偏转如图丁(b)所示,示数为_________A;
③小华也测出了如图丙电路中三点处的电流,将数据记录在下表中,便得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流均相等。得出“各支路电流均相等”的原因是_____________________________。为了得到可信的结论,小华需要对实验的设计与操作进行优化的是:_________________________________________________________________。
A点电流
B点电流
C点电流
0.24
0.24
0.48
8.(23-24九上·江苏南通海安市·期中)小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电,他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时,提出了以下的猜想:
猜想1:食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关
猜想2:食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关
提供器材:水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置,进行探究实验。
小超认为如图所示的装置不恰当,而将小灯泡换成电流表进行实验。
次数
铜片插入深度/cm
铜片间距/cm
加盐量/勺
电流表示数/A
1
6
3
1
0.10
2
6
3
2
0.14
3
6
3
3
0.20
4
6
2
1
0.12
5
6
4
1
0.08
(1)使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是_______________________________________________;
(2)根据第___________次实验的数据可知“猜想1”___________;
(3)根据第___________次实验的数据,盐水浓度和插入深度相同时,盐水的电阻随金属片间距离的增大加而___________;
(4)根据实验现象推测,其它条件相同时电流表示数随铜片插入深度的增加而___________,推测的理由是:__________________________________________________________________________。
考点二 变阻器及其应用
9.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图所示,当线夹子在铅笔芯上滑动时,灯泡的亮度发生变化,这是通过改变铅笔芯连入电路中的_________来改变其电阻的大小,电学实验器材中的___________是就根据这一原理制成的,若将夹子从一端移动到另一端的过程中,灯泡的亮暗变化不明显,为使灯泡的亮暗变化较明显,可以换更_________(选填“粗”或“细”)的铅笔芯。
10.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)图甲为可调光台灯,乙为电位器的结构图,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器与灯泡是_________联的,当将接线柱_________接入电路时,顺时针旋转滑片灯泡变亮。该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的_________来改变电阻的。
11.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置。图中虚线框内的装置相当于简单机械中的__________,油量表用__________表来改装;当油箱中的浮标向上运动时,电表示数将__________(选填“变大”或“变小”)。
12.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示为一种自动测定油箱内油面高度的装置。
(1)虚线框内的装置属于简单机械中的_________;
(2)图中R元件在电学中叫__________________;
(3)油量表是用_________表改装的;
(4)当浮标向上运动时,电路中的电流将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),电路中安装的另一元件的作用是____________________。
13.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验,电路如图所示.
(1)连接实物时,开关应当_________,滑片P应移动最____端(选填“左”或“右”);
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是__________;乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是__________________;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是_________________.
14.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图所示的实物电路,用笔画线添加两根导线,要求:闭合开关,滑动变阻器滑片P向左移动时、灯亮度变暗、电流表示数变小,电压表只测量灯两端电压。
15.(23-24九上·江苏南通启东·期中)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表.
16.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)图是一种测定油箱内油量的部分连接电路,A、B、O是滑动变阻器R的三个接线柱,滑杆可以绕O点转动,P为金属滑片,是定值电阻。要求:当油箱内油量减少时,电流表的示数随之减小,请将电路补充完整。
考点三 探究电流和电压、电阻的关系
17.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)①探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值如表1所示。根据表1数据可得到结论:电阻一定时,______________________________________________________。
②接着实验小组又选用了另一阻值不同的定值电阻,重复了上述操作,其目的是___________________________。
A.减小误差 B.寻找结论普遍性 C.研究电流与电阻的关系
表一
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
表二
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
30
电流I/A
0.6
0.3
0.24
0.1
(2)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流,电压值如表2所示,
①由于操作不当,导致一组数据存在错误,则第_________次实验的数据存在错误,产生错误的原因是___________________________,正确的数据应该是_________。
②纠正错误以后,根据表2数据可得到结论:电压一定时,__________________________________。
18.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电源(6V),电阻箱(0-9999Ω),滑动变阻器(2001A),电压表、电流表,开关和导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小;
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是_________;
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V
(3)将电阻箱调到15Ω,闭合开关,发现电流表示数如图所示,示数为_________A,该电流值与15Ω电阻值_________(填“能”或“不能”)作为第二组数据记在表格中,此时电压表示数为0V可能发生的故障是__________________。
19.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)在探究电流与电阻的关系实验中,准备的实验器材有:阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻、电源(电压6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(30Ω,1A)、开关各一个,导线若干。
(1)小明连接的电路如图甲所示,闭合开关S后,发现_____(选填“电流表”或“电压表”)无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线;
(2)改正错误,开关闭合前,将滑动变阻器滑片P移动到最_________(选填“左”或“右”)端,正确操作后得到如表格所示数据,表格中第2组数据,电流表示数如图乙,电流表示数是_________A。请根据表格中数据,在丙图中作出电流随电阻变化的图像;
实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A
0.6
0.2
0.15
(3)由图像可得出的结论是_____________________________________________________。
20.(23-24九上·江苏泰州·期中)小明在探究“通过导体的电流与电阻的关系”,他选用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.32
2
10
0.16
3
20
0.08
(1)实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示。经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;___________
(2)调整器材后闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表均无示数,而电流表却有示数。若其他器材完好,只有定值电阻R或滑动变阻器发生故障,则故障是___________;
(3)改正错误后,将滑片调至___________(A/B)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
(4)接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数为___________,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的___________(左/右)侧;
(5)最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是___________。根据实验数据,他在如图乙所示的坐标系内绘制出图线a;
(6)小华也进行了同样的探究,她根据自己测得的数据在同一坐标系中画出了图线b,如图乙所示。图像中图线b比图线a更陡,原因可能是___________。
考点四 欧姆定律及简单应用
21.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)物理学中经常用形如x=的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情形的是( )
A. B. C. D.
22.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。则( )
A.电流表A1的示数变大 B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数变大 D.两电流表的示数差不变
23.(23-24九上·江苏泰州·期中)如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数将变大
B.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
24.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑动变阻器滑片由a向b滑动的过程中( )
A.电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变小,电流表的示数变小
B.电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
D.电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,电流表的示数变大
25.(23-24九上·江苏南通启东·期中)用如图所示电路进行实验,下列对电路故障解释正确的是( )
A.电路中只要有断路故障,电压表示数就为零
B.电路中只要有短路故障,电压表示数就为零
C.实验中将电流表和电压表位置对调,闭合开关S,电压表会损坏
D.若电流表示数为零,电压表示数为电源电压,可能是电阻R0断路
26.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)如图所示电路,闭合开关S,灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数,用电压表检测电路,当电压表分别接a、b两点和b、d两点时,电压表均无示数,接c、d两点时电压表有示数,则可判定( )
A.变阻器短路 B.灯泡短路 C.开关断路 D.电流表断路
27.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示电路中,电源电压恒为12V,电阻R1为15Ω,同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2A,求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的两端电压和通过R2的电流。
28.(23-24九上·江苏南通启东·期中)如图甲电路,电阻R1的阻值为5Ω,闭合开关后,电流表示数为2.4A。求:
(1)电源电压U;
(2)如图乙,若在电路中串联接入电阻R2,电流表的示数是0.8A,求R2的阻值;
(3)如图丙,若在电路中并联接入电阻R3,电流表的示数是3.6A,求R3的阻值。
29.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器R3标有“30Ω 0.5A”字样,只闭合开关S1,电流表的示数为1A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A.求:
(1)电源电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,求R2的阻值;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,当电流表示数0.4A,求滑动变阻器接入电路中的电阻的阻值。
30.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)合作学习小组成员小洁和小娟进行了一组电学实验,她们首先连接了一个电路,闭合开关后两灯泡都亮,但由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法1
把其中一灯泡从灯座中取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
______
方法2
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
______
小洁和小娟又利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整______(导线不允许交叉);
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像;
①由图像可以得出结论:电压一定时,______;
②上述实验中小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是______,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
③为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
31.(23-24九上·江苏南通启东·期中)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,需用导线连接图中6个接线柱 a、b、c、d、e、f 中的______两点;
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻______(选填“断路”或“短路”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为______V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成8Ω后,调整滑动变阻器的滑片P使______的示数与前一次相同,记录相关数据,并可计算获知此时接入电路的Rp=______Ω;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出 I−R 图像为曲线 A;
①由图像可得出的结论是:______;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器Rp的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线 B 与曲线 A 无交点,其原因是______。
32.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)阅读短文,口答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?
【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程
0.4~50m/s
输出电流信号范围
4~20mA
启动风速
0.4m/s
电功率
≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发,同学们设计并制作了简易风速仪,其原理如图乙所示。
电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻, R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表。
风速v/(m·s-1)
2
4
6
10
12
16
24
风压P/Pa
2.5
10
22.5
62.5
90
160
360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,记录电表示数,发现风速增大,电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是___________;
A.风吹动风杯说明风具有能量 B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成 D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗___________J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s,则输出的电流信号为___________mA;
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数0.4A,电压表示数为8V;
①R1=___________Ω,所测的风速v=___________m/s;
②恒流源提供___________A的恒定电流;
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要___________(选填“增大”或“减小”)___________m2。
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:_________________(写出一点即可)。
33.(23-24九上·江苏南通启东·期中)阅读短文,回答问题:
多功能喷洒车
二十大报告指出:推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,多功能喷洒车作为城市环保小卫士充当着重要角色。某款喷洒车的主要结构如图甲所示,配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行,还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电,然后发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电,水泵和液压泵可独立工作,机械结构上,喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心;工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处,然后被风机产生的强风喷射出去;转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转,液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动,达到有效控制喷洒射程和面积的作用。
喷洒车的部分参数如下表所示,其中最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压
380V
最大能效
___________L•m/kJ
柴油机效率
40%
发电机效率
90%
喷水最大流量
100L/min
水箱容积
8m3
(1)喷洒车在水平路面匀速前进喷水的过程中,其动能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);若一直以最大流量喷水,注满一箱水最多可喷洒___________min;
(2)下列关于雾炮机的说法正确的是___________;
A.液压泵和水泵应该并联在电路中
B.风机、转向机和发电机都是将电能转化为机械能
C.喷水时,喷出的水雾在空中飞散,水雾的机械能守恒
D.该雾炮机也可利用家中的插座直接供电工作
(3)图乙是水箱内自动测定水量的电路示意图,R是滑动变阻器,水量表是由___________(选填“电压表”或“电流表”)改装而成;若要求喷水过程中水量表示数变小,则图中电源负极应连接R的___________(选填“A”或“B”)端;
(4)某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务,柴油机以3000r/min的转速运行,提供5000N牵引力的同时还实现发电机输入功率30kW,若喷洒车工作20min,求该过程中:
①柴油机每秒完成___________个做功冲程;
②发动机牵引力做的功为___________J;
③若该雾炮机的最大射程为81m,可知该喷洒车的最大能效为___________L•m/kJ;
④若喷洒车在此期间油耗7.5L,则可知柴油热值为___________J/L。
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专题07 电阻和欧姆定律
考点一 导体、绝缘体和电阻
1.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)一般情况下,下列物体属于导体的是( )
A.竹筷子 B.铅笔芯 C.玻璃杯 D.陶瓷碗
【答案】B
【解析】
A.竹筷子不容易导电,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.铅笔芯容易导电,属于导体,故B符合题意;
C.玻璃杯不容易导电,属于绝缘体,故C不符合题意;
D.陶瓷碗不容易导电,属于绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
2.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)下列每组物体在通常情况下都是导体的是( )
A.硬币、陶瓷 B.铅笔芯、糖水
C.玻璃棒、橡胶棒 D.人体、大地
【答案】D
【解析】
容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
A.陶瓷不容易导电,是绝缘体,硬币是由金属制作的,容易导电是导体,故A不符合题意;
B.铅笔芯容易导电是导体;糖水不容易导电是绝缘体,故B不符合题意;
C.玻璃棒和橡胶棒不容易导电,是绝缘体,故C不符合题意;
D.人体和大地容易导电,是导体,故D符合题意。
故选D。
3.(23-24九上·江苏南通启东·期中)下列四组中,都属于导体的一组是( )
A.玻璃棒、人体、大地 B.铅笔芯、硬币、人体
C.陶瓷、干木头、塑料 D.石墨、橡胶、酸碱盐溶液
【答案】B
【解析】
A.人体和大地是导体,但玻璃是绝缘体,故A不符合题意;
B.铅笔芯含石墨,铅笔芯是导体,硬币是金属,属于导体,人体是导体,故B符合题意;
C.陶瓷、干木材和塑料均属于绝缘体,故C不符合题意;
D.石墨和酸碱盐溶液属于导体,但橡胶属于绝缘体,故D不符合题意
故选B。
4.(23-24九上·江苏南通海安市·期中)如图所示,白炽灯长期使用后,玻璃泡内侧会发黑,这时灯丝的电阻与出厂时相比( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判断
【答案】C
【解析】
影响导体电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,当其中某个因素发生改变时,导体的电阻就会改变。白炽灯长期使用后,由于钨丝长期处于高温下,会发生升华现象,再在玻璃泡内侧发生凝华,使玻璃泡内侧发黑,因此灯丝的横截面积变小,此时导体的电阻会变大。
故选C。
5.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)实验室中常用的小灯泡、电压表、电流表,它们之间的电阻相比较
A.小灯泡的电阻>电压表的电阻>电流表的电阻
B.电压表的电阻>小灯泡的电阻>电流表的电阻
C.电流表的电阻>电压表的电阻>小灯泡的电阻
D.小灯泡的电阻电压表的电阻<电流表的电阻
【答案】B
【解析】
电压表的电阻接近于无穷大,电流表的电阻接近于0,小灯泡的电阻即灯泡内钨丝的电阻,为定值,大于0并小于无穷大,所以三者的电阻关系为:
电压表的电阻>小灯泡的电阻>电流表的电阻,故选B.
6.(23-24九上·江苏南通启东·期中)小明“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路,分别将A、B、C、D四根电阻丝依次接入电路的过程中,实验记录数据如下表。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)分别将电阻丝A、B接入电路,是为了探究电阻大小与导体___________的关系;根据实验数据可知,在上述两种材料中选用___________合金导线对电流的阻碍作用更小;
(2)为了探究电阻大小与长度的关系,应选择___________(填电阻丝编号)进行实验;小明将电阻丝B、C接入电路,探究电阻大小与___________的关系;
【答案】 ①.材料 ②.锰铜 ③.CD ④.横截面积
【解析】
(1)[1]这两个导体长度与横截面积相同,材料不同,是为了探究电阻大小与导体材料的关系。
[2]在其他情况相同时,通过B的电流小,说明B对电流的阻碍作用大。即锰铜合金导线对电流的阻碍作用更小。
(2)[3]为了探究电阻与导体长度关系,所选择的两根导线,材料与横截面积相等,只是长度不同,故应选择CD两根导体。
[4]这两根导线,材料与长度相同,只是横截面积不同,是为了探究电阻与横截面积的关系。
7.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)“生活”课堂学习小组进行电学实验探究:图甲中1、2、3为镍铬电阻丝,4、5为锰铜电阻丝,各电阻丝的长度L及横截面积S如图甲所示。
(1)为了研究导体的电阻大小与导体长度的关系,应将图甲中编号为___________的电阻丝先后接入图乙电路M、N两点间进行实验;为了研究导体电阻大小与导体___________的关系,应将电阻丝1和3先后接入M、N两点间进行实验;
(2)如图丙,小明把镍铬电阻丝1、2连接在电路中,探究并联电路的电流规律:
①要测量干路电流,应把电流表串联在图丙中的___________点处;闭合开关S,发现电流表的指针反向偏转如图丁(a)所示,原因是______________________________________;
②排除故障后,电流表的指针偏转如图丁(b)所示,示数为_________A;
③小华也测出了如图丙电路中三点处的电流,将数据记录在下表中,便得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流均相等。得出“各支路电流均相等”的原因是_____________________________。为了得到可信的结论,小华需要对实验的设计与操作进行优化的是:_________________________________________________________________。
A点电流
B点电流
C点电流
0.24
0.24
0.48
【答案】 ①.4和5 ②.横截面积(或“粗细”) ③.C ④.电流表的正负接线柱接反了 ⑤.0.5 ⑥.见解析 ⑦.见解析
【解析】
(1)[1][2]为了研究导体的电阻大小与导体长度有关,根据控制变量法,应保持导体的材料和横截面积相同,长度不同,由题意知,应将图甲中电阻丝4、5先后接入图乙电路M、N两点间进行实验;由题意可知,电阻丝1和3的长度和材料相同,横截面积不同,因此将电阻丝1和3先后接入电路M、N两点间进行实验,这是为了研究导体电阻大小与导体的横截面积的关系。
(2)①[3][4]若要测量干路电流,电流表要串联接在干路上,故电流表应接在图丙中的C处;闭合开关S,小慕发现电流表的指针偏转如图丁(a)所示,电流表指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
②[5]排除故障后,电流表的指针偏转如图丁(b)所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.5A。
③[6][7]实验中得到各支路电流均相等,可能选用了两个相同规格的电阻丝进行实验;探究并联电路的电流规律时,为寻找普遍规律,应换用不同规格的电阻丝多次测量。
8.(23-24九上·江苏南通海安市·期中)小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电,他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时,提出了以下的猜想:
猜想1:食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关
猜想2:食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关
提供器材:水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置,进行探究实验。
小超认为如图所示的装置不恰当,而将小灯泡换成电流表进行实验。
次数
铜片插入深度/cm
铜片间距/cm
加盐量/勺
电流表示数/A
1
6
3
1
0.10
2
6
3
2
0.14
3
6
3
3
0.20
4
6
2
1
0.12
5
6
4
1
0.08
(1)使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是_______________________________________________;
(2)根据第___________次实验的数据可知“猜想1”___________;
(3)根据第___________次实验的数据,盐水浓度和插入深度相同时,盐水的电阻随金属片间距离的增大加而___________;
(4)根据实验现象推测,其它条件相同时电流表示数随铜片插入深度的增加而___________,推测的理由是:__________________________________________________________________________。
【答案】 ①.灯泡亮度不能准确反映电流大小,无法准确判断 ②.1、2、3 ③.正确 ④.1、4、5 ⑤.增大 ⑥.增大 ⑦.只增加深度相当于增加了导体的横截面积,电阻变小
【解析】
(1)[1]灯泡可以大致反映电流大小,但电阻变化较小时,灯泡的亮度变化不明显,无法比较电阻大小。所以灯泡亮度不能准确反映电流大小,无法准确判断。
(2)[2][3]猜想1为了验证食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关,在1、2和3实验中,两金属片AB间距离相同,加入的食盐量不同,即溶液的浓度不同,所以可验证食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关;由三次实验数据可知,电流不等,说明电阻不同,即猜想1正确。
(3)[4][5]根据第1、4、5次实验的数据可知,加入的食盐量(盐水浓度)和插入深度相同时,金属片间距离的增大,电路中电流减小,说明电阻增大,盐水的电阻随金属片间距离的增大而增大。
(4)[6]根据实验现象推测,插入深度增加时,相当于增大了导体的横截面积,电阻减小,因而其它条件相同时电流表示数随铜片插入深度的增加而增大,推测的理由是:只增加深度相当于增加了导体的横截面积,电阻变小。
考点二 变阻器及其应用
9.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图所示,当线夹子在铅笔芯上滑动时,灯泡的亮度发生变化,这是通过改变铅笔芯连入电路中的_________来改变其电阻的大小,电学实验器材中的___________是就根据这一原理制成的,若将夹子从一端移动到另一端的过程中,灯泡的亮暗变化不明显,为使灯泡的亮暗变化较明显,可以换更_________(选填“粗”或“细”)的铅笔芯。
【答案】 ①.长度 ②.滑动变阻器 ③.细
【解析】
[1][2]导线在铅笔芯上滑动,能改变连入电路的电阻,从而改变电路中的电流,改变灯泡的亮度,实验器材中的滑动变阻器就是利用该原理制成的。
[3]夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据欧姆定律公式可知,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。
10.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)图甲为可调光台灯,乙为电位器的结构图,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器与灯泡是_________联的,当将接线柱_________接入电路时,顺时针旋转滑片灯泡变亮。该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的_________来改变电阻的。
【答案】 ①.串 ②.B和C ③.长度
【解析】
[1]转动滑片可调节灯泡亮度,说明电位器和灯泡能够相互影响,故电位器与灯泡是串联关系。
[2]接线柱B连接滑片必须接入电路,顺时针旋转滑片灯泡变亮,接入电路的电阻变小,则应接入接线柱C,即接线柱B和C接入电路。
[3]电位器是一种变阻器,它的工作原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的。
11.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置。图中虚线框内的装置相当于简单机械中的__________,油量表用__________表来改装;当油箱中的浮标向上运动时,电表示数将__________(选填“变大”或“变小”)。
【答案】 ①.杠杆 ②.电流 ③.变大
【解析】
[1]当油面升高时,浮子上升,虚线框内的装置会在力的作用下,围绕固定点转动,所以装置相当于杠杆。
[2]油量表是串联在电路中,所以是用电流表改装的。
[3]当油箱中的浮标向上运动时,右端与R相连的部分向下移动,所以滑动变阻器连入电路的阻值减小,根据欧姆定律知:电路中的电流增大。
12.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示为一种自动测定油箱内油面高度的装置。
(1)虚线框内的装置属于简单机械中的_________;
(2)图中R元件在电学中叫__________________;
(3)油量表是用_________表改装的;
(4)当浮标向上运动时,电路中的电流将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),电路中安装的另一元件的作用是____________________。
【答案】 ①.杠杆 ②.滑动变阻器 ③.电流 ④.增大 ⑤.保护电路
【解析】
(1)[1]一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。图中虚线框内的装置可绕固定点转动,故虚线框内的装置相当于简单机械中的杠杆。
(2)[2]由图可知,当油箱内的油面高度发生变化时,电路中的电阻会发生变化,所以图中R是电学中的滑动变阻器。
(3)[3]由图可知,油量表串联在电路中,因此油量表是由电流表改装成。
(4)[4]当油箱中的浮标向上运动时,杠杆顺时针转动,R接入电路中的电阻减小,由串联电阻的规律,电路的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大。
[5]为了防止电路中因电流过大而烧毁电表或电源,所以串联一个定值电阻来保护电路。
13.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验,电路如图所示.
(1)连接实物时,开关应当_________,滑片P应移动最____端(选填“左”或“右”);
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是__________;乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是__________________;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是_________________.
【答案】 ①.断开 ②.右 ③.导线接在电阻线两端的接线柱上(或滑动变阻器接成定值电阻了) ④.导线接在金属杆两端的接线柱上(或滑动变阻器接成空导线了) ⑤.滑片处接触不良
【解析】
(1)[1][2]将滑动变阻器连入电路时,为防止发生短路,应将开关断开,并使滑动变阻器处于最大阻值状态,所以应将滑片P移动到最右端。
(2)[3][4][5]开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是滑动变阻器连接的是下面两个接线柱;乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是滑动变阻器连接的是上面两个接线柱;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是接触不良。
14.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图所示的实物电路,用笔画线添加两根导线,要求:闭合开关,滑动变阻器滑片P向左移动时、灯亮度变暗、电流表示数变小,电压表只测量灯两端电压。
【答案】
【解析】
根据题意可知,滑动变阻器能改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器应与灯泡串联;电压表只测小灯泡两端的电压,则电压表应并联在灯泡的两端。闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变暗,说明此时电路电流减小,由电阻对电流的阻碍作用可知,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故将变阻器的右下接线柱接入电路中。如图所示:
15.(23-24九上·江苏南通启东·期中)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表.
【答案】
【解析】
由图可知,与滑动变阻器并联在一起的电表应为电压表;与整个电路串联在一起的应为电流表,如图所示:
16.(23-24九上·江苏盐城滨海县·期中)图是一种测定油箱内油量的部分连接电路,A、B、O是滑动变阻器R的三个接线柱,滑杆可以绕O点转动,P为金属滑片,是定值电阻。要求:当油箱内油量减少时,电流表的示数随之减小,请将电路补充完整。
【答案】
【解析】
当油箱内油量减少时,浮子下降,带动滑杆逆时针转动,AR部分变短,BR部分变长。因电流表的示数减小,则说明电路中的总电阻增大了,滑动变阻器连入电路的电阻大小与连入电路的电阻丝长度有关,连入电路的电阻丝长度越长,连入电路的电阻越大,由此我们可以判断,滑动变阻器的BR部分连入了电路,如下图所示:
考点三 探究电流和电压、电阻的关系
17.(23-24九上·江苏泰州靖江市·期中)如图是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)①探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值如表1所示。根据表1数据可得到结论:电阻一定时,______________________________________________________。
②接着实验小组又选用了另一阻值不同的定值电阻,重复了上述操作,其目的是___________________________。
A.减小误差 B.寻找结论普遍性 C.研究电流与电阻的关系
表一
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
表二
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
30
电流I/A
0.6
0.3
0.24
0.1
(2)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流,电压值如表2所示,
①由于操作不当,导致一组数据存在错误,则第_________次实验的数据存在错误,产生错误的原因是___________________________,正确的数据应该是_________。
②纠正错误以后,根据表2数据可得到结论:电压一定时,__________________________________。
【答案】 ①.通过导体的电流与导体两端电压成正比 ②.B ③.3 ④.没有调节滑动变阻器滑片使电压表示数保持不变 ⑤.0.2 ⑥.通过导体的电流与导体电阻成反比
【解析】
(1)[1]分析表1数据可知,当电阻一定时,电压来原来的几倍,电流也变为原来的几倍,所以得出的结论,当电阻一定时,导体中电流与其两端电压成正比。
[2]接着实验小组又选用了另一阻值不同的定值电阻,重复了上述操作,其目的是寻找结论的普遍性。
故选B。
(2)[3]探究电流与电阻关系时,需要控制电压不变,由表中数据可知第1、2、4实验中电压为
第3次实验
所以第3次实验数据存在错误。
[4][5]当更换定值电阻时,电压表示数会变化,需要调整滑动变阻器使电压表示数保持不变,所以错误原因为没有调节滑动变阻器滑片使电压表示数保持不变,由(2)可知,电压应控制为3V保持不变,所以此时的正确电流大小为
[6]根据表中数据可知,电流与电阻之积定值,电阻越大,电流越小,故可得到结论,电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
18.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电源(6V),电阻箱(0-9999Ω),滑动变阻器(2001A),电压表、电流表,开关和导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小;
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是_________;
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V
(3)将电阻箱调到15Ω,闭合开关,发现电流表示数如图所示,示数为_________A,该电流值与15Ω电阻值_________(填“能”或“不能”)作为第二组数据记在表格中,此时电压表示数为0V可能发生的故障是__________________。
【答案】 ①. ②.①④②⑤③ ③.0.24 ④.不能 ⑤.电阻箱被短路
【解析】
(1)[1]滑片向左移动时电阻减小,连接变阻器左下方的接线柱,如图所示:
(2)[2]实验步骤:
①保持开关断开,连接实物电路;
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处;
②检查电路无误后闭合开关;
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V;
③读出电流表的示数,断开开关。
(3)[3]由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
[4]电阻箱调到15Ω,此时的电压表的示数为
U=IR=0.24A×15Ω=3.6V
电压表的示数没有达到4V,该电流值与15Ω电阻值不能作为第二组数据记在表格中。
[5]此时电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0V,可能电阻箱被短路。
19.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)在探究电流与电阻的关系实验中,准备的实验器材有:阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻、电源(电压6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(30Ω,1A)、开关各一个,导线若干。
(1)小明连接的电路如图甲所示,闭合开关S后,发现_____(选填“电流表”或“电压表”)无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线;
(2)改正错误,开关闭合前,将滑动变阻器滑片P移动到最_________(选填“左”或“右”)端,正确操作后得到如表格所示数据,表格中第2组数据,电流表示数如图乙,电流表示数是_________A。请根据表格中数据,在丙图中作出电流随电阻变化的图像;
实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A
0.6
0.2
0.15
(3)由图像可得出的结论是_____________________________________________________。
【答案】 ①.电流表 ②. ③.左 ④.0.3 ⑤. ⑥.在电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)[1]由图可知,此时把电压表串联在电路中,电压表示数为电源电压,电路相当于断路,电流表无示数。
[2]此时电压测定值电阻两端电压。电流表测电路中电流,电路图修正后为
(2)[3]开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻值保护电路,此时滑动变阻器接右下接线柱,则将滑动变阻器滑片P移动到最左端,阻值最大。
[4]如图乙所示,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[5]根据表格中数据,描点画出图像为
(3)[6]由数据可知
根据图像可知,导体中电流随电阻增大而减小,所以从数据和图像可知,在电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比。
20.(23-24九上·江苏泰州·期中)小明在探究“通过导体的电流与电阻的关系”,他选用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.32
2
10
0.16
3
20
0.08
(1)实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示。经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;___________
(2)调整器材后闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表均无示数,而电流表却有示数。若其他器材完好,只有定值电阻R或滑动变阻器发生故障,则故障是___________;
(3)改正错误后,将滑片调至___________(A/B)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
(4)接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数为___________,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的___________(左/右)侧;
(5)最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是___________。根据实验数据,他在如图乙所示的坐标系内绘制出图线a;
(6)小华也进行了同样的探究,她根据自己测得的数据在同一坐标系中画出了图线b,如图乙所示。图像中图线b比图线a更陡,原因可能是___________。
【答案】 ①. ②.定值电阻R短路 ③.B ④.1.6V ⑤.右 ⑥.电压一定时,电流与电阻成反比 ⑦.小华实验时定值电阻两端的电压值更大
【解析】
(1)[1]探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,定值电阻要与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,由图可知,电阻R与滑动变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,电阻R应该与滑动变阻器、电流表串联,电压表与电阻R并联,故应将连接电阻R与滑动变阻器B端的导线去掉,用导线电阻R左侧接线柱与电压表负接线柱连接,此时定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,并测量其两端电压,如图所示:
(2)[2]由题意知,当闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,若是定值电阻R或滑动变阻器发生故障,则可能是与电压表并联的支路短路,则故障是定值电阻R短路。
发现电压表无示数,电流表有示数,说明电压表与导线并联接入电路,则其故障是定值电阻短路。
(3)[3]为保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器调到阻值最大处,即将滑片滑动至B端。
(4)[4][5]探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,即电压表的示数为
UV=1.6V
将5Ω的电阻换为10Ω的电阻后,闭合开关,定值电阻变大,根据分压原理,定值电阻两端电压变大,为了使电阻的电压减小为1.6V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,故应将变阻器的滑片从M位置向B端移动,此时滑片的位置在M的右侧,直到电压表示数为1.6V,读出电流表示数。
(5)[6]分析表中数据,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,可得到的结论是:电压一定时,导体中的电流和电阻成反比。
(6)[7]由图乙可知,当相同时,通过b的电流更大,根据欧姆定律的变形式
可知,图线b对应的实验时,图像中图线b比图线a更陡,可能是因为小华实验时定值电阻两端的电压更大。
考点四 欧姆定律及简单应用
21.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)物理学中经常用形如x=的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A.根据欧姆定律可知,电流与电压成正比,与电阻成反比,表达式为,故A符合题意;
B.比热容是物质本身的一种特性,与热量、物质质量、温度改变多少无关,故B不符合题意;
C.热值在数值上等于燃料完全燃烧放出的热量与质量的比值,但热值是物质的一种特性与热量、质量的大小无关,故C不符合题意;
D.密度在数值上等于物体质量与其体积之比,但密度是物质的一种特性,与质量、体积无关,故D不符合题意;
故选A。
22.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。则( )
A.电流表A1的示数变大 B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数变大 D.两电流表的示数差不变
【答案】D
【解析】
由电路图可知,闭台开关S,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A1测干路的电流,电流表A2测滑动变阻器支路电流。
AB.将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器接入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A2的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,并联电路中各支路独立工作、互不影响,通过定值电阻的电流不变;所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故AB不符合题意;
C.因电源电压保持不变,所以,滑片移动时电压表V的示数不变,故C不符合题意;
D.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变;由电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过定值电阻的电流,可知,其差值不变,故D符合题意。
故选D。
23.(23-24九上·江苏泰州·期中)如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数将变大
B.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
【答案】D
【解析】
A.滑片P由a向b滑动,变阻器R2接入电路的阻值变大,总电阻变大,由知电路中电流变小,电流表A的示数变小,故A错误;
B.开关S闭合,当滑片P由a向b滑动时,由串联电路的电压特点可知,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两个电压表示数之和不变,故B错误;
CD.由U=IR可知,当滑片P由a向b滑动时,定值电阻Rl两端电压变小,即V1的示数变小,则V2示数就会变大;由欧姆定律可知,电压表V1与A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变。而电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,故C错误,故D正确。
故选D。
24.(23-24九上·江苏扬州宝应县·期中)如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑动变阻器滑片由a向b滑动的过程中( )
A.电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变小,电流表的示数变小
B.电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
D.电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,电流表的示数变大
【答案】C
【解析】
分析电路可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测电压,电压表V2测电压,电流表测电路电流。闭合开关S后,在滑动变阻器滑片由a向b滑动的过程中,阻值变大,则总电阻变大,根据可知电流表示数变小;根据可知定值电阻的电压变小,即电压表V1示数变小;根据串联电路的分压作用,的电压变大,即电压表V2的示数变大。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
25.(23-24九上·江苏南通启东·期中)用如图所示电路进行实验,下列对电路故障解释正确的是( )
A.电路中只要有断路故障,电压表示数就为零
B.电路中只要有短路故障,电压表示数就为零
C.实验中将电流表和电压表位置对调,闭合开关S,电压表会损坏
D.若电流表示数为零,电压表示数为电源电压,可能是电阻R0断路
【答案】D
【解析】
A.由图可知,该电路为串联电路,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流;电路定值电阻断路时,电压表是测电源电压,示数不为零,故A不符合题意;
B.图中,电压表测定值电阻两端的电压,若滑动变阻器短路,则电压表示数等于电源电压,不为零,故B不符合题意;
C.将电流表和电压表位置对调,电压表串联接入电路中,由于电压表所在电路相当于是断路,电路中没有电流,电流表不会烧坏,故C不符合题意;
D.实验中发现电流表示数为零,则电路可能出现了断路,若电压表示数为电源电压,这说明电压表与电源之间是接通的,则与电压表并联的支路断路了,所以故障可能是R0断路,故D符合题意。
故选D。
26.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)如图所示电路,闭合开关S,灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数,用电压表检测电路,当电压表分别接a、b两点和b、d两点时,电压表均无示数,接c、d两点时电压表有示数,则可判定( )
A.变阻器短路 B.灯泡短路 C.开关断路 D.电流表断路
【答案】C
【解析】
A.如果变阻器短路,灯泡发光,电流表、电压表有示数,故A不符合题意;
B.如果灯泡短路,那么灯泡不能发光,电流表有示数,故B 不符合题意;
C.如果开关断路,电压表接a、b两点和b、d两点时,没有电流通过电压表,电压表均无示数,接c、d两点时有示数,故C符合题意;
D.如果电流表断路,电压表接c、d两点时,电压表无示数,故D不符合题意。
故选B。
27.(23-24九上·江苏南通崇川区·期中)如图所示电路中,电源电压恒为12V,电阻R1为15Ω,同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2A,求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的两端电压和通过R2的电流。
【答案】(1)0.8A;(2)12V;1.2A
【解析】
解:(1)同时闭合开关S1、S2时,两电阻并联,通过电阻R1的电流为
(2)根据并联电路电压特点可知,R2两端电压等于电源电压为12V。由图可知两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路电流特点可知,通过电阻R2的电流为
答:(1)通过电阻R1的电流为0.8A;
(2)电阻R2的两端电压为12V,通过R2的电流为1.2A。
28.(23-24九上·江苏南通启东·期中)如图甲电路,电阻R1的阻值为5Ω,闭合开关后,电流表示数为2.4A。求:
(1)电源电压U;
(2)如图乙,若在电路中串联接入电阻R2,电流表的示数是0.8A,求R2的阻值;
(3)如图丙,若在电路中并联接入电阻R3,电流表的示数是3.6A,求R3的阻值。
【答案】(1)12V;(2)10Ω;(3)10Ω
【解析】
解:(1)图甲中,只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,电流表读数为I甲=2.4A,由欧姆定律可得R1两端的电压,即电源电压
U=U1=I甲R1=2.4A×5Ω=12V
(2)由乙图可知,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电流表的示数I乙=0.8A,电源电压不变,根据欧姆定律可得,电路的总电阻
由串联电路电阻规律可得,R2的阻值
R2=R乙-R1=15Ω-5Ω=10Ω
(3)由丙图可知,R1与R2并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数I丙=3.6A,根据并联电路电流规律可得,通过R3的电流
I3=I丙-I1=I丙-I甲=36A-2.4A=1.2A
由并联电路电压的规律和欧姆定律得到R3的阻值
答:(1)电源电压U是12V;
(2)R2的阻值为10Ω;
(3)R3的阻值为10Ω。
29.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器R3标有“30Ω 0.5A”字样,只闭合开关S1,电流表的示数为1A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A.求:
(1)电源电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,求R2的阻值;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,当电流表示数0.4A,求滑动变阻器接入电路中的电阻的阻值。
【答案】(1)10V;(2)20Ω;(3)15Ω
【解析】
解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,电源的电压
U=U1=I1R1=1A×10Ω=10V
(2)当S1、S2、S3均闭合时,R3被短接,R1和R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由可得,R2的阻值
(3)只闭合开关S3时,R1和R3串联,电流表测电路中的电流,当电流表示数0.4A,由可得,总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻的阻值为
R=R总-R1=25Ω-10Ω=15Ω
答:(1)电源电压为10V。
(2)R2的阻值是20Ω。
(3)滑动变阻器接入电路中的电阻的阻值为15Ω。
30.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)合作学习小组成员小洁和小娟进行了一组电学实验,她们首先连接了一个电路,闭合开关后两灯泡都亮,但由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法1
把其中一灯泡从灯座中取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
______
方法2
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
______
小洁和小娟又利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整______(导线不允许交叉);
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像;
①由图像可以得出结论:电压一定时,______;
②上述实验中小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是______,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
③为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
【答案】 ①.可行 ②.不可行 ③. ④.通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑤.断开开关 ⑥.2.5 ⑦.35
【解析】
[1]方法一:把其中一只灯泡从灯座中取下来,如果观察另一只灯泡熄灭,则亮灯一定是串联,该方法是可行的。
[2]方法二:把任意一根导线断开,如果观察两灯都熄灭,则是无法确定两灯的连接方式的。因为两灯无论是串联还是并联,当把任意一根导线断开时,都有可能造成两灯熄灭。串联电路的电流路径只有一条,一处断开则电路中就不会有电流,两灯都不发光;并联电路的电流路径虽然有多条,各用电器可以独立工作,但如果是并联电路干路上的导线断的话,则也会造成两灯都不发光,所以该方法是不可行的。
(1)[3]由图甲可知,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,实物连接如下图所示:
(2)[4]由图丙可知,定值电阻两端电压为
UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[5][6]为了保护电路,更换电阻时应断开开关;实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,故移动滑片,使电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数。
[7]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
根据分压原理,可得
因此当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=35Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
31.(23-24九上·江苏南通启东·期中)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,需用导线连接图中6个接线柱 a、b、c、d、e、f 中的______两点;
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻______(选填“断路”或“短路”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为______V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成8Ω后,调整滑动变阻器的滑片P使______的示数与前一次相同,记录相关数据,并可计算获知此时接入电路的Rp=______Ω;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出 I−R 图像为曲线 A;
①由图像可得出的结论是:______;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器Rp的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线 B 与曲线 A 无交点,其原因是______。
【答案】 ①.bd ②.短路 ③.2.4 ④.电压表 ⑤.7 ⑥.电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑦.对每一个电流值,变阻器RP的阻值与定值电阻的阻值始终不同
【解析】
(1)[1]当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,说明滑动变阻器选用右下接线柱与定值电阻串联在电路中,即需用导线连接图中6 个接线柱中的 bd 两点。
(2)[2]闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即故障可能是定值电阻R短路。
(3)[3]先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片 P 移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,其示数为 2.4 V。
[4][5]实验中,当把12Ω电阻换成8Ω后,根据分压原理,电阻两端的电压变小,研究电流与电阻关系时要控制定值电阻的电压不变,根据串联电路电压的规律,要减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要减小滑动变阻器电阻阻值,使电压表的示数与前一次相同。实验中使用的定值电阻阻值为8 Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.4 V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
U滑=U−UV=4.5 V−2.4 V=2.1 V
根据串联分压原理,当接入8 Ω电阻时,则有
解得。
(4)①[6]由图丙可知
0.6 A×4 Ω=0.4 A×6 Ω=0.3 A×8 Ω=0.2 A×12 Ω=2.4 V
对应电流与电阻的乘积为一定值,故可得出的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
②[7]因为电源电压不变,而实验中定值电阻的电压需保持不变,则滑动变阻器的电压也不变,本实验中变阻器分得的电压为2.1 V,即变阻器分得的电压始终不等于定值电阻两端的电压,根据串联分压规律知,对每一个电流值,变阻器的阻值始终不等于定值电阻的阻值,所以变阻器的I−R 图像与定值电阻的I−R 图像无交点。
32.(23-24九上·江苏南通海门校级·期中)阅读短文,口答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?
【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程
0.4~50m/s
输出电流信号范围
4~20mA
启动风速
0.4m/s
电功率
≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发,同学们设计并制作了简易风速仪,其原理如图乙所示。
电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻, R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表。
风速v/(m·s-1)
2
4
6
10
12
16
24
风压P/Pa
2.5
10
22.5
62.5
90
160
360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,记录电表示数,发现风速增大,电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是___________;
A.风吹动风杯说明风具有能量 B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成 D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗___________J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s,则输出的电流信号为___________mA;
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数0.4A,电压表示数为8V;
①R1=___________Ω,所测的风速v=___________m/s;
②恒流源提供___________A的恒定电流;
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要___________(选填“增大”或“减小”)___________m2。
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:___________(写出一点即可)。
【答案】 ① D ②.576 ③.14 ④.20 ⑤.8 ⑥.1.2 ⑦.减小 ⑧.0.025 ⑨.见解析
【解析】
(1)[1]A.受风的作用,风杯转动,说明风具有能量,故A正确,不符合题意;
B.在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小的多,所以转轴中使用轴承可减小摩擦,故B正确,不符合题意;
C.为了使风杯受到风的作用转动起来,所以用密度小的材料制成,故C正确,不符合题意;
D.由表中参数可知,杯式风速仪的量程为0.4~50m/s,所以杯式风速仪不能在60m/s风速下正常工作,故D错误,符合题意。
故选D。
(2)[2]由表中数据可知,杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W,所以正常工作20min最多消耗的电能为
W=Pt=0.48W×20×60s=576J
[3]输出电流信号范围是4~20mA,杯式风速仪的量程为0.4~50m/s,由于在测量范围内电流随风速增大而均匀增大,风速变化量与电流变化量的比值不变,设输出的电流信号为I,则
解得I=14mA。
(3)①[4]根据乙图可知,R0与R1并联。简易风速仪中电流表示数为0.4A,即通过R1的电流为0.4A,此时电压表示数为8V时,所以R1的电阻为
[5]由丙图可知,R1=20Ω时对应的压力F=6N,迎风板受到的压强为
由风压与风速的关系分析可得风压与风速的关系为,代入数据有
则,40Pa时有
解得。
②[6]乙图中,R0与R1并联。电流表示数为0.4A,电压表示数为8V,通过R0电流为
恒流源提供的恒定电流为
I=I0+I1=0.8A+0.4A=1.2A
③[7][8]用此简易风速仪测量16m/s的风速,由风压与风速的关系表可知,对应的风压为160Pa,若迎风板的面积仍为0.15m2,则迎风板受到的压力
由图丙可知,此时压敏电阻的阻值为。因电源为恒流源,且由前面解析可知电路中的电流恒为1.2A,设此时电源电压为,由欧姆定律和并联电路的电流特点可得
解得。则通过压敏电阻的电流
大于电流表的量程。因此为了保证电路的安全,测16m/s的风速时,通过压敏电阻的最大电流为0.6A,由并联电路电流特点可知,通过R0的电流
因通过两支路的电流相等,则此时压敏电阻的阻值为
由图丙可知,此时迎风板受到的压力,则此时迎风板的面积为
故面积应减小,减小值为
(4)[9]杯式风速仪的工作时质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。而制作的简易风速仪不能测量任意方向上的风速。或在读取电表读数时存在误差,不能十分准确的测测风速大小。
33.(23-24九上·江苏南通启东·期中)阅读短文,回答问题:
多功能喷洒车
二十大报告指出:推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,多功能喷洒车作为城市环保小卫士充当着重要角色。某款喷洒车的主要结构如图甲所示,配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行,还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电,然后发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电,水泵和液压泵可独立工作,机械结构上,喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心;工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处,然后被风机产生的强风喷射出去;转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转,液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动,达到有效控制喷洒射程和面积的作用。
喷洒车的部分参数如下表所示,其中最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压
380V
最大能效
___________L•m/kJ
柴油机效率
40%
发电机效率
90%
喷水最大流量
100L/min
水箱容积
8m3
(1)喷洒车在水平路面匀速前进喷水的过程中,其动能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);若一直以最大流量喷水,注满一箱水最多可喷洒___________min;
(2)下列关于雾炮机的说法正确的是___________;
A.液压泵和水泵应该并联在电路中
B.风机、转向机和发电机都是将电能转化为机械能
C.喷水时,喷出的水雾在空中飞散,水雾的机械能守恒
D.该雾炮机也可利用家中的插座直接供电工作
(3)图乙是水箱内自动测定水量的电路示意图,R是滑动变阻器,水量表是由___________(选填“电压表”或“电流表”)改装而成;若要求喷水过程中水量表示数变小,则图中电源负极应连接R的___________(选填“A”或“B”)端;
(4)某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务,柴油机以3000r/min的转速运行,提供5000N牵引力的同时还实现发电机输入功率30kW,若喷洒车工作20min,求该过程中:
①柴油机每秒完成___________个做功冲程;
②发动机牵引力做的功为___________J;
③若该雾炮机的最大射程为81m,可知该喷洒车的最大能效为___________L•m/kJ;
④若喷洒车在此期间油耗7.5L,则可知柴油热值为___________J/L。
【答案】 ①.变小 ②.80 ③.A ④.电流表 ⑤.B ⑥.25 ⑦.6×107 ⑧.4.5 ⑨.3.3×107
【解析】
(1)[1]动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大;喷洒车在水平路面匀速前进喷水的过程中,喷洒车内的水不断变少,速度不变,所以动能变小。
[2]注满一箱水的体积
8m3=8×103L
最大喷水流量为100L/min,若一直以最大流量喷水,注满一箱水最多可喷洒的时间
(2)[3] A.并联电路各支路的用电器工作互不影响;“水泵和液压泵可独立工作”说明它们是并联,故A正确;
B.“发电机给风机、水泵和液压泵供电”,风机、水泵和液压泵是将电能转化为机械能,发电机是机械能转化为电能,故B错误;
C.喷出的水雾在空中飞散,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能不守恒,故C错误;
D.由题可知,雾炮机的工作电压为发电机输出电压380V,家庭电路的供电电压为220V,所以雾炮机不能利用家中的插座直接供电工作,故D错误。
故选A。
(3)[4]由图乙可知,水量表串联在电路中,根据电流表和电压表的连接方式可知,水量表应为电流表。
[5]喷水过程中水量减小,根据杠杆的特点可知,滑动变阻器R的滑片向上滑动,要使电流表示数变小,根据欧姆定律可知电路中的电阻变大,则图中电源负极应连接R的B端。
(4)①[6]四冲程柴油机的飞轮转速3000r/min=50r/s,即飞轮每秒转50圈,由于柴油机每一个工作循环飞轮转两圈,完成四个冲程,所以该柴油机在每秒钟内完成的100个冲程,对外做功25次,完成25个做功冲程。
②[7]由得,喷洒车工作20min运动的路程为
发动机牵引力做的功为
W=Fs=5000N×12000m=6×107J
③[8]最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值,即:最大能效=最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值,喷水最大流量s,发电机输出功率
P电=30kW=3×104W
最大能效为
④[9]发电机输出功率P电=3×104W,工作时间
t=20min=1200
W电=P电t=3×104W×1200s=3.6×107J
由得,发电消耗的机械能
柴油机输出的机械能,即有用功为
W有用=W机械+W=4×107J+6×107J=1×108J
由可得,燃料燃烧放出的热量
由Q放=qV可知汽油的热值为
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