内容正文:
2024—2025学年度实验中学教研共同体阶段性测试
初四物理
一、单项选择题
1. 19世纪20年代,一位科学家怀着强烈的好奇心和执著的探究精神,付出了十几年艰辛的劳动,通过自己设计制造仪器,找到了电流跟电阻、电压之间的关系,他就是物理学家( )
A. 焦耳 B. 伏特
C. 安培 D. 欧姆
2. 东汉时期的哲学家王充在《论衡•乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。这个词的意思就是经过摩擦的琥珀或玳瑁的甲壳(顿牟)能吸引(掇)芥菜籽、干草等轻小的物体(芥)。这一记述说明( )
A. 分子间存在相互作用的引力
B. 自然界存在正、负两种电荷
C. 摩擦后的琥珀与芥菜籽、干草等带上了同种电荷
D. 带电物体能吸引轻小物体
3. 如图所示是学校茶炉房为了方便学生打开水而设计的电路.绿灯亮、红灯不亮,表示水已烧开,此时温控开关的开闭情况是( )
A. S1断开、S2闭合月 B. S1闭合、S2断开 C. S1、S2都断开 D. S1、S2都闭合
4. 平时爸爸粗心大意,进门后总是忘记关门。为了提醒爸爸,小飞利用一段弹簧、几个铁片、1个小灯泡、1个电池组及若干根导线设计了一个提醒电路。当房门打开时,与开关相连的弹簧变形伸长,开关闭合使门框上的红灯发光,如图所示;当房门关紧后,弹簧被压缩,开关断开,红灯熄灭。则如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
5. 插排俗称延长线插座,是每个家庭必备的用品,一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是( )
A. 插排的塑料外壳 B. 导线的橡胶皮
C. 插排的金属插头 D. 按钮开关的外壳
6. 如图所示,长度相同、横截面积不同的镍铬合金棒AB和BC连接在一起,设通过AB、BC的电流分别为、;镍铬合金棒AB、BC的电阻分别为、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 下列估测与实际相符的是( )
A. 手电筒正常工作的电流约为10A B. 实验室小灯泡的电阻是300Ω
C. 华为智能手机的电池电压最接近于220V D. 人体的安全电压不高于36V
8. 一位同学用灯泡L1和L2组成了串联电路,如图所示电源由两节新干电池组成。闭合开关后,对此电路的描述正确的是( )
A. 电压表被短路,L1发光 B. 都发光电压表示数为3V
C. 电压表测L1的电压但指针反偏 D. 电压表测L2的电压但指针反偏
9. 如图所示,闭合开关,小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有明显的示数。若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A. L断路 B. R断路 C. R短路 D. 电流表断路
10. 在学习了电流和电压的概念后,老师用同一只小灯泡给大家做了如图所示的两个实验,要求大家根据实验中的现象提出一个科学问题。经过讨论,大家提出的以下四个问题中,最有探究价值且易于探究的是( )
A. 同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B. 同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C. 同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D. 导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
二、多项选择题
11. 实验室里常用验电器来检验物体是否带电。与验电器工作原理相同的现象是( )
A. 怒发冲冠 B. 静电梳子
C. 静电除尘 D. 膨胀塑料丝
12. 如图甲所示是用来调节收音机和电视机音量大小的电位器与电源、开关及一只小灯泡组成的电路,图乙是电位器的结构图,则下列说法中正确的是( )
A. 电位器实质上就是一个变阻器
B. 图甲的连接可以改变灯泡的亮度
C. 如果使用电位器的1、3接线柱,也可以改变灯泡的亮度
D. 在连接电位器时,1、3接线柱只能选择其中的一个
13. 如图所示,通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题,下列说法正确的是( )
A. 断开和,闭合时,R1和R2串联 B. 断开和,闭合时,电压表测量电源电压
C. 断开,闭合、时,R1和R2并联 D. 断开,闭合、时,被短路
14. 下列说法正确的是
A. 公式表示:在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
B. 公式表示:导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C. 一段导体中有电流通过时,该导体两端的电压一定不为零
D. 绝缘体一定有电阻,导体一定没有电阻
15. 在电现象中,有四个同学们非常熟悉的实验:a、探究电流与电压的关系;b、探究电流与电阻的关系;c、探究串联电路电压的规律;d、探究影响电阻大小的因素。关于这四个电学实验,下列说法中正确的是( )
A. a实验中可用小灯泡替代定值电阻
B. b实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C. c实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
D. d实验中需要采用控制变量法
三、填空题
16. 随着生活水平的提高,人们外出旅游住宿宾馆司空见惯。如图为某宾馆房间取电装置,房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作,房卡的作用相当于房间电路的___________,房间内的电灯、电视、空调等用电器的连接方式是___________。
17. 如图所示是某一定时炸弹的简化电路(计时器自身阻值不计),则该炸弹的原理是在计时器倒计时结束后自动______(填“闭合”或“断开”)所在电路,拆弹专家必须在倒计时结束前剪断______(填“红线”或“蓝线”)来确保炸弹不爆炸。
18. 如图所示,酸甜多汁的水果提供的电能点亮了发光二极管?其中水果相当于电路中的________,发光二极管主要由________材料制成。
19. 在如图所示的电路中,R1=R2,开关S闭合后,电路正常工作,电流表和电压表的示数分别为I0、U0,过一段时间后一个电表示数变大,一个电表示数变为0。若故障原因为电阻R1、R2上有一处短路,根据以上信息知___________短路,且电压表示数为___________。
四、作图题
20. 智能锁正在逐步走进千家万户。如图为某款智能锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门,密码正确相当于开关闭合,指纹正确相当于开关闭合,开门由电动机完成。请你在虚线框中设计出符合上述要求的智能锁电路。
21. 如图(a)是动车车站的自动检票闸机口。乘客需刷身份证同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,可检票通过。身份证系统相当于开关,人脸识别系统相当于开关,信息符合后开关自动闭合。请根据以上要求,设计出符合要求的电路
五、计算题
22. 如图(a)所示电路中,当开关S闭合时,两电流表的指针位置均如图(b)所示。
试求出:
(1)流过的电流;
(2)流过的电流。
23. 如图所示,这是调光台灯及其简化电路图,电源电压不变,不考虑灯泡L灯丝电阻随温度变化的影响。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P到b端时,灯泡L正常发光,电压表示数为10V,电流表示数为,滑动变阻器的最大阻值为。求:
(1)电源电压;
(2)灯泡L正常发光时灯丝的电阻;
(3)滑动变阻器的滑片移到中间位置时电流表的示数。
六、实验题
24. 为了探究并联电路的电流特点,小薇设计了如下图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于___________状态,
(2)请根据电路图要求,连接完成实物电路。
(3)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路存在的故障可能是___________。(选填“L1短路”或“L1断路”)
25. 小涵和她的同学用两节新电池,几个小灯泡,一个电压表,用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。
(1)按电路图甲连接电路,小涵刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明她在连接电路时___________;
(2)小涵同学同时发现电压表出现乙图所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因___________;
(3)检查无误后闭合开关,用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为得到的数据记录在表格中,得出实验结论。请对小涵的做法进行评价:___________。改进法是___________。
/V
/V
/V
1.9
1.1
3
26. 某小组在“探究导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整______(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,若电路只有一处故障,则故障原因可能是______;
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,上述实验中,小强用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向______端移动滑片,使电压表示数为______V;
(4)要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
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2024—2025学年度实验中学教研共同体阶段性测试
初四物理
一、单项选择题
1. 19世纪20年代,一位科学家怀着强烈的好奇心和执著的探究精神,付出了十几年艰辛的劳动,通过自己设计制造仪器,找到了电流跟电阻、电压之间的关系,他就是物理学家( )
A. 焦耳 B. 伏特
C. 安培 D. 欧姆
【答案】D
【解析】
【详解】德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即欧姆定律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2. 东汉时期的哲学家王充在《论衡•乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。这个词的意思就是经过摩擦的琥珀或玳瑁的甲壳(顿牟)能吸引(掇)芥菜籽、干草等轻小的物体(芥)。这一记述说明( )
A. 分子间存在相互作用的引力
B. 自然界存在正、负两种电荷
C. 摩擦后的琥珀与芥菜籽、干草等带上了同种电荷
D. 带电物体能吸引轻小物体
【答案】D
【解析】
【详解】A.琥珀或玳瑁的甲壳能吸引芥菜籽、干草等轻小物体,是由于琥珀或玳瑁的甲壳是带电体能够吸引轻小物体,不是分子间的相互作用,故A不符合题意;
B.经过摩擦的琥珀或玳瑁的甲壳(顿牟)能吸引(掇)芥菜籽、干草等轻小物体,是带电体的性质,不能说明自然界有两种电荷,故B不符合题意;
C.摩擦后的琥珀与芥菜籽、干草等发生电子的转移,则会带异种电荷,故C不符合题意;
D.带电体可以吸引轻小物体,所以经过摩擦带电的甲壳能吸引芥菜子、干草等的微小屑末,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示是学校茶炉房为了方便学生打开水而设计的电路.绿灯亮、红灯不亮,表示水已烧开,此时温控开关的开闭情况是( )
A. S1断开、S2闭合月 B. S1闭合、S2断开 C. S1、S2都断开 D. S1、S2都闭合
【答案】A
【解析】
【详解】如图如果两个开关都断开,两灯串联,都会工作,当其中一个开关闭合时,与之并联的灯被短路而不亮,另一灯仍然亮,所以当S2闭合、S1断开时,红灯不亮,绿灯亮。
选选A。
4. 平时爸爸粗心大意,进门后总是忘记关门。为了提醒爸爸,小飞利用一段弹簧、几个铁片、1个小灯泡、1个电池组及若干根导线设计了一个提醒电路。当房门打开时,与开关相连的弹簧变形伸长,开关闭合使门框上的红灯发光,如图所示;当房门关紧后,弹簧被压缩,开关断开,红灯熄灭。则如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中所示为门打开的情况,由图知,此时电路接通,灯应发光,当关闭门时,弹簧被压缩,电路断开,灯熄灭,故A符合题意;
B.图示状态应为门打开状态,此时电路断开,灯熄灭,故B不符合题意;
C.由图知,无论弹簧处于何种状态,电路都是断开的,故C不符合题意;
D.由图知,无论弹簧处于何种状态,电路都是断开的,故D不符合题意。
故选A。
5. 插排俗称延长线插座,是每个家庭必备的用品,一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是( )
A. 插排的塑料外壳 B. 导线的橡胶皮
C. 插排的金属插头 D. 按钮开关的外壳
【答案】C
【解析】
【详解】插排的塑料外壳、导线的橡胶皮、按钮开关的外壳的绝缘性能好,是常见的绝缘体;插排的金属插头具有优良的导电性,是常见的导体。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 如图所示,长度相同、横截面积不同的镍铬合金棒AB和BC连接在一起,设通过AB、BC的电流分别为、;镍铬合金棒AB、BC的电阻分别为、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,金属棒AB和BC串联,所以通过它们的电流大小关系为;镍铬合金棒AB和BC,材料相同、长度相同、横截面积,根据导体的电阻在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小,AB的电阻大于BC的电阻,即。
故选C。
7. 下列估测与实际相符的是( )
A. 手电筒正常工作的电流约为10A B. 实验室小灯泡的电阻是300Ω
C. 华为智能手机的电池电压最接近于220V D. 人体的安全电压不高于36V
【答案】D
【解析】
【详解】A.手电筒正常工作的电流约为0.2A,故A不符合题意;
B.实验室小灯泡的电阻约为10Ω,故B不符合题意;
C.华为智能手机的电池电压最接近于3.7V,故C不符合题意;
D.人体的安全电压不高于36V,根据安全用电原则,不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故D正确。
故选D。
8. 一位同学用灯泡L1和L2组成了串联电路,如图所示电源由两节新干电池组成。闭合开关后,对此电路的描述正确的是( )
A. 电压表被短路,L1发光 B. 都发光电压表示数为3V
C. 电压表测L1的电压但指针反偏 D. 电压表测L2的电压但指针反偏
【答案】D
【解析】
【详解】根据图示可知,闭合开关后,灯泡L1和L2组成了串联电路,电压表测量的是灯泡L2两端的电压,L2两端的电压小于3V;电流从电压表的负接线柱流入、正极线柱流出,所以电压表指针会反向偏转,不能读出电压表的示数,故D正确,ABC错误。
故选D。
9. 如图所示,闭合开关,小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有明显的示数。若电路只有一处故障,则故障可能是( )
A. L断路 B. R断路 C. R短路 D. 电流表断路
【答案】B
【解析】
【分析】闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,说明电路出现断路,并且电压表能与电源相通,据此分析故障所在。
【详解】根据电路图可知,R与L串联,电压表测量R两端电压,电流表测量电路中的电流;当闭合开关后,灯泡不亮,并且电流表无示数,说明电路发生了断路,而电压表有示数,说明电压表能与电源相通,故R断路。
故选B。
【点评】用电压表判断故障时,若电压表有读数,可能是所并联的地方开路或其他地方短路了,若电压表没有读数,则可能是所并联的地方短路或其他地方开路了。
10. 在学习了电流和电压的概念后,老师用同一只小灯泡给大家做了如图所示的两个实验,要求大家根据实验中的现象提出一个科学问题。经过讨论,大家提出的以下四个问题中,最有探究价值且易于探究的是( )
A. 同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B. 同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C. 同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D. 导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
【答案】B
【解析】
【详解】若此实验仅得出同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关的结论,电流的大小此实验中无法直接测量的,仅从亮度比较电流不符合易于探究的要求,故选项A不符合题意;
比较甲乙两个实验发现:乙实验中电源电压是甲实验中电源电压的2倍,乙实验中灯泡的比甲实验中灯泡的亮度大,说明乙实验中的电流大;所以实验比较直观的说明同一灯泡发光的亮度跟跟它两端的电压的关系,故选项B符合题意;
仅根据灯泡亮度的不同,并不能知道电路中电流的具体大小,不易直接得出“同一导体中电流的大小跟它两端的压的关系”这一普遍规律,选项C不符合题意;
探究导体中的电流根据电阻的关系需要控制导体两端的电压一定,不符合控制变量法探究的要求,故选项D不符合题意。
二、多项选择题
11. 实验室里常用验电器来检验物体是否带电。与验电器工作原理相同的现象是( )
A. 怒发冲冠 B. 静电梳子
C. 静电除尘 D. 膨胀塑料丝
【答案】AD
【解析】
【详解】实验室常用验电器来检验物体是否带电,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
A.人在摸静电球时,头发会带上同种电荷,同种电荷相互排斥,所以展现出怒发冲冠,故A符合题意;
B.梳子梳头后带上电荷,可以吸引轻小物体,故B不符合题意;
C.利用静电可以吸引轻小物体的特性,可以达到静电除尘的目的,故C不符合题意;
D.塑料丝在摩擦后带上同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料丝膨胀开来,故D符合题意。
故选AD。
12. 如图甲所示是用来调节收音机和电视机音量大小的电位器与电源、开关及一只小灯泡组成的电路,图乙是电位器的结构图,则下列说法中正确的是( )
A. 电位器实质上就是一个变阻器
B. 图甲的连接可以改变灯泡的亮度
C. 如果使用电位器的1、3接线柱,也可以改变灯泡的亮度
D. 在连接电位器时,1、3接线柱只能选择其中的一个
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.电位器是实验室中滑动变阻器的缩小版,实质上就是一种变阻器,故A正确;
B.电位器连接中间接线柱和一端的接线柱时,串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图甲的连接可以改变灯泡的亮度,故B正确;
C.若将图乙中1、3接入电路,则接入了全部电阻片,不能改变电阻大小,所以如果使用电位器的1、3接线柱,不可以改变灯泡的亮度,故C错误;
D.在连接电位器时,一定要连接中间接线柱和一端的某一接线柱,即1与3接线柱只能选择其中的一个,故D正确。
故选ABD。
13. 如图所示,通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题,下列说法正确的是( )
A. 断开和,闭合时,R1和R2串联 B. 断开和,闭合时,电压表测量电源电压
C. 断开,闭合、时,R1和R2并联 D. 断开,闭合、时,被短路
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.由图知道,当断开S1和S3,闭合S2时,电流只有一条路径:正极→电流表→R1→R2→S2→负极,所以R1与R2为串联;此时电压表并联在R1两端,则电压表测量R1两端电压,故A正确,B错误;
C.断开S2,闭合S1和S3时,电流从正极出发经电流表分两支:一支经过S1→R2,另一支经过R1,然后汇合经S3回到电源负极,所以R1和R2并联,故C正确;
D.由图可知,断开S1,闭合S2和S3时,电流只有一条路径:正极→电流表→R1→S3→负极,R2被短路,故D正确;
故选ACD。
14. 下列说法正确的是
A. 公式表示:在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
B. 公式表示:导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C. 一段导体中有电流通过时,该导体两端的电压一定不为零
D. 绝缘体一定有电阻,导体一定没有电阻
【答案】AC
【解析】
【详解】本题易错之处是误认为导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流大小有关.
A.根据欧姆定律可知,在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故A项正确;
B.电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和通过它的电流无关,公式只是计算电阻大小的一种方法,故B项错误;
C.一段导体中有电流通过时,根据可知,该导体的两端一定有电压,故C项正确;
D.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,它们都有电阻,故D项错误.
15. 在电现象中,有四个同学们非常熟悉的实验:a、探究电流与电压的关系;b、探究电流与电阻的关系;c、探究串联电路电压的规律;d、探究影响电阻大小的因素。关于这四个电学实验,下列说法中正确的是( )
A. a实验中可用小灯泡替代定值电阻
B. b实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C. c实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
D. d实验中需要采用控制变量法
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.探究电流与电压的关系,需要保持电阻一定,改变接入电阻两端的电压,而灯泡的电阻会随温度发生变化,故A错误;
B.探究电流与电阻的关系,需要保持电压一定,改变电阻的大小,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变,故B正确;
C.探究串联电路电压的规律,多次测量是为了寻找普遍规律,故C正确;
D.电阻与导体材料、长度和横截面积都有关系,研究其中一个物理量对电阻的影响,需要控制其它物理量,采用控制变量法,故D正确。
故选BCD。
三、填空题
16. 随着生活水平的提高,人们外出旅游住宿宾馆司空见惯。如图为某宾馆房间取电装置,房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作,房卡的作用相当于房间电路的___________,房间内的电灯、电视、空调等用电器的连接方式是___________。
【答案】 ①. 开关 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,房间内的所有用电器都不工作,插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作所以房卡相当房间电路的总开关。
[2]房间内的电灯、电视、空调等用电器可以独立工作,互不影响,它们是并联的。
17. 如图所示是某一定时炸弹的简化电路(计时器自身阻值不计),则该炸弹的原理是在计时器倒计时结束后自动______(填“闭合”或“断开”)所在电路,拆弹专家必须在倒计时结束前剪断______(填“红线”或“蓝线”)来确保炸弹不爆炸。
【答案】 ①. 断开 ②. 蓝线
【解析】
【详解】[1]由图可知,此时起爆器被红线短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作;在计时器倒计时结束后,自动断开在电路,则有电流通过引爆装置而发生爆炸。
[2]如果剪断蓝色,则电路处于断路状态,爆炸装置不工作,灯泡不发光。
18. 如图所示,酸甜多汁的水果提供的电能点亮了发光二极管?其中水果相当于电路中的________,发光二极管主要由________材料制成。
【答案】 ①. 电源 ②. 半导体
【解析】
【详解】[1]电路中,电源是提供电能的装置,水果能为电路提供电能,所以在电路中相当于电源。
[2]导电能力处于导体和绝缘体直接的材料称作半导体材料,半导体材料应用广泛,如二极管、三极管等,所以发光二极管主要由半导体材料制成。
19. 在如图所示的电路中,R1=R2,开关S闭合后,电路正常工作,电流表和电压表的示数分别为I0、U0,过一段时间后一个电表示数变大,一个电表示数变为0。若故障原因为电阻R1、R2上有一处短路,根据以上信息知___________短路,且电压表示数为___________。
【答案】 ①. R1 ②. 0
【解析】
【详解】[1][2]由题意可知,因为电路的故障是有短路,那么电路依然是通路,电流表示数不为0,则示数变为0的电表是电压表,而当电阻R1短路时,与其并联的电压表也会被短路,示数变为0,符合题意,故可知故障是R1短路,电压表示数为0。
四、作图题
20. 智能锁正在逐步走进千家万户。如图为某款智能锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门,密码正确相当于开关闭合,指纹正确相当于开关闭合,开门由电动机完成。请你在虚线框中设计出符合上述要求的智能锁电路。
【答案】
【解析】
【详解】密码正确相当于开关S1闭合,指纹正确相当于开关S2闭合,开门由电动机完成,且两种方式均能开门,所以密码开关和指纹开关并联,电动机在干路中,如下图
21. 如图(a)是动车车站的自动检票闸机口。乘客需刷身份证同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,可检票通过。身份证系统相当于开关,人脸识别系统相当于开关,信息符合后开关自动闭合。请根据以上要求,设计出符合要求的电路
【答案】
【解析】
【详解】由题意知,只有身份证和人脸信息都符合,即两个开关都闭合时,电动机才能工作,说明两个开关不能单独控制电动机,即两个开关串联后再控制电动机,即开关S1、S2、电动机串联,如图所示:
五、计算题
22. 如图(a)所示电路中,当开关S闭合时,两电流表的指针位置均如图(b)所示。
试求出:
(1)流过的电流;
(2)流过的电流。
【答案】(1)0.22A
(2)0.88A
【解析】
【小问1详解】
由电路图知道,L1与L2并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表的指针位置相同,所以,电流表A的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流
I=1.1A
电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则通过L1的电流
I1=0.22A
【小问2详解】
流过的电流
23. 如图所示,这是调光台灯及其简化电路图,电源电压不变,不考虑灯泡L灯丝电阻随温度变化的影响。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P到b端时,灯泡L正常发光,电压表示数为10V,电流表示数为,滑动变阻器的最大阻值为。求:
(1)电源电压;
(2)灯泡L正常发光时灯丝的电阻;
(3)滑动变阻器的滑片移到中间位置时电流表的示数。
【答案】(1)10V (2)20Ω
(3)0.4A
【解析】
【小问1详解】
由图可知,开关S闭合后,灯泡L与变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;当变阻器的滑片P在b端时,变阻器接入电路的电阻为0,由题知此时灯泡两端的电压为10V,则电源电压
U=UL=10V
【小问2详解】
当变阻器滑片P在b端时,通过灯泡的电流
IL=0.5A
由欧姆定律可得,灯泡L的电阻
【小问3详解】
滑动变阻器的滑片移到中间位置时接入电路中的电阻为滑动变阻器总电阻的一半,电路中的总电阻
电路中的电流
六、实验题
24. 为了探究并联电路的电流特点,小薇设计了如下图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于___________状态,
(2)请根据电路图要求,连接完成实物电路。
(3)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路存在的故障可能是___________。(选填“L1短路”或“L1断路”)
【答案】(1)断开 (2)见详解
(3)L1断路
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,开关应断开。
【小问2详解】
由图甲可知,灯L1与L2并联,电流表与L1串联,所以根据电路图连接实物图如下
【小问3详解】
灯L1与L2并联,闭合开关后,看到灯L2发光,说明L2与电源间电路正常,电路中没有短路故障;但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1这条支路有断路故障,故选L1断路。
25. 小涵和她的同学用两节新电池,几个小灯泡,一个电压表,用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。
(1)按电路图甲连接电路,小涵刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明她在连接电路时___________;
(2)小涵同学同时发现电压表出现乙图所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因___________;
(3)检查无误后闭合开关,用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为得到的数据记录在表格中,得出实验结论。请对小涵的做法进行评价:___________。改进法是___________。
/V
/V
/V
1.9
1.1
3
【答案】(1)开关未断开或开关是闭合的
(2)电压表正负接线柱接反了
(3) ①. 只测一组数据具有偶然性,不具有普遍性 ②. 换不同规格的灯泡进行多次实验
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,开关应断开,实验中连接好最后一根导线,灯就发光,说明开关未断开(或开关闭合)。
【小问2详解】
闭合开关后,发现电压表指针指在0刻度线左侧,说明电压表的正负接线柱接反了。
【小问3详解】
[1][2]小涵只测量了一组数据便得出结论,结论具有偶然性,为得到普遍规律,应换不同规格的灯泡进行多次实验。
26. 某小组在“探究导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整______(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,若电路只有一处故障,则故障原因可能是______;
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,上述实验中,小强用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向______端移动滑片,使电压表示数为______V;
(4)要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
【答案】(1) (2)开关断路
(3) ①. 右 ②. 3
(4)12.5
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器需要串联接在电路中,且一上一下,要求向右移动时,电流变大,滑动变阻器接入的阻值变小,则说明接入的是右下方接线柱,故如图所示:
【小问2详解】
正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数,说明发生断路。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,说明此时有电流经过电压表,电压表所在的电路是通路,那么只能是开关处于断路状态。
【小问3详解】
[1][2]探究电流与电阻关系,需要控制定值电阻两端的电压不变,小强用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,根据串联分压,电压表的示数变小,为了保证电压表的示数不变,滑动变阻器分担的电压需要变小,闭合开关,应向右移动。
【小问4详解】
定值电阻两端的电压为
当接入25Ω的电阻做实验时,根据串联分压原理则有
解得此时,则要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少为。
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