精品解析:河北省张家口市张北县张北成龙学校2024-2025学年九年级上学期11月期中物理试题
2024-12-10
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内容正文:
2024~2025学年第一学期学业水平测试(二)
九年级物理(人教版)
注意事项:1.本试卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答卷前将密封线左侧的项目填写清楚。
3.答案须用黑色字迹的签字笔书写。
一、单项选择题(本大题共20个小题,每小题2分,共40分)
1. 如图甲所示为某品牌的智能手机,该手机使用的充电器具有快充功能,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 充电器的输入电压约为380V
B. 充电器的输出电压约为10V
C. 充电器的输出电流约为50A
D. 充电器使用的长1m、横截面积1mm2的铜导线电阻约为10
2. 某些无法直接感知的事实可以通过相关可感知的现象推测得到,这是物理学研究问题的一种方法,下列图中根据这种方法所做出的推测不符合事实的是( )
A. 图甲中粉笔能被粉碎成粉末,推测:物质是由分子组成的
B. 图乙中将水和酒精充分混合,观察到液面位置下降了,推测:分子间存在间隙
C. 图丙中稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大,推测:分子间存在引力
D. 图丁中摔碎的手机屏难以复原,推测:分子间间距太大,分子间作用力太小
3. 夏天,很多市民在江滩游玩,烈日下江边的沙子热得烫脚,但是江水却是凉凉的,这主要是因为( )
A. 水吸收的热量 B. 水的比热容大
C. 沙子的比热容大 D. 沙子的熔点高
4. 如图所示,这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是( )
A. 加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值
B. 熔炼过程中,铜的温度不变,但内能增大
C. 浇铸过程中,铜所含热量不断减少
D. 打磨过程中,铜的内能转化为机械能
5. 光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
6. 用气筒打气时筒壁会发热,小华认为主要是活塞与筒壁摩擦导致的,小宇认为主要是活塞压缩气体做功导致的,下列实验方案中,能够验证他们猜想的是( )
A. 用同一气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
B. 用不同气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
C. 用同一气筒空打50下和向汽车轮胎内打气50下,比较筒壁的温度变化
D. 用同一气筒空打5下和向自行车轮胎内打气5下,比较筒壁的温度变化
7. 2023年12月9日7时39分,由蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥三运载火箭(如图所示)在酒泉卫星发射中心发射成功。朱雀二号也成为全球首款连续发射成功的液氧甲烷运载火箭,其技术状态成熟度和稳定性得到进一步验证.下列说法中正确的是( )
A. 朱雀二号火箭升空过程中,重力势能变小
B. 朱雀二号火箭运用了最新科技,其热机效率高达100%
C. 在火箭上升过程中,发动机中的高温燃气的机械能转化为内能
D. 甲烷燃烧过程将燃料的化学能转化为内能
8. 如图所示的四个情境,下列说法正确的是( )
A. 如图甲用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时,会相互吸引
B. 如图乙自由电子的定向移动方向为电流方向
C. 如图丙开关闭合后,两灯均发光,用导线触接两端时,发光,不发光
D. 如图丁用带有绝缘柄的金属棒MN把AB连接起来,B的金属箔不会张开
9. 如图所示,滑动变阻器的滑片P向右移时,接入电路中的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示的电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析错误的是( )
A. 电流表测量通过灯L1的电流 B. 电压表测量灯L1两端的电压
C. 灯L1与灯L2并联 D. 只断开开关S1,灯L2正常发光
11. 某自动售货机,它可通过手机扫码(闭合S1)或通过投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的( )
A. B. C. D.
12. 小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”,ab为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的镍铬合金丝电阻越小
B. 本实验主要探究方法有控制变量法和转换法
C. 利用此装置只能够探究导体电阻大小和横截面积的关系
D. 为使现象更明显,可以在电路中再串联一个电流表进行实验
13. 下列电路图中,电压、电流关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
14. 下列关于各图的说法中,正确的是( )
A. 如图甲所示的定值电阻,它是由绝缘材料制成的
B. 如图甲所示的定值电阻,没有电流通过它时,它的阻值为零
C. 如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的横截面积来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流
D. 如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流
15. 小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A. 不放重物时,小灯泡L的亮度最暗
B. 与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯
C. 重物的质量越大,电流表示数越小,电压表示数也越小
D. 重物的质量越小,电路中的电流越小
16. 在图所示的电路中,用一个电阻R3替换R1后(R1<R3),可能使电流表示数与替换R1前相同的方法是( )
A. 电源电压不变,不移动滑片P B. 电源电压不变,向左移动滑片P
C. 减小电源电压,不移动滑片P D. 增大电源电压,向右移动滑片P
17. 如图所示,A1、A2是完全相同的两个电流表,闭合开关后,发现电流表A1与的示数之比为1∶5,则( )
A. B.
C. D.
18. 小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω
19. 如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图所示,根据图像信息,下列判断正确的是( )
A. 电源电压是6V
B. 定值电阻R1的阻值是15Ω
C. 滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D. 滑片移到中点时,电路中的电流是0.3A
20. 如图所示电路,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0。当S1和S2闭合、S3断开时,电流表A1的示数为;再闭合S3,电流表A1的示数为下列说法正确的是( )
A. a为定值电阻,b为电压表
B. 电源电压为2I0R0
C. 开关均闭合,a、b互换前后,A2的示数之比为2∶1
D. 将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,滑片P从中点移到阻值最大处,电流的变化量为0.5I0
二、填空题(共5小题,每空1分,共17分)
21. 陆游的《村居书喜》中有诗句:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”其中“花气袭人知骤暖”描述的是___________现象,该现象说明:分子在___________;还说明___________越高,分子的热运动越剧烈。
22. 培培家的厨房里有很多厨房用具,如:木筷子、陶瓷碗、干的抹布、不锈钢汤勺,其中属于导体的是______;我国在1989年找到一种特殊的材料,当温度降到-141℃左右时,这种材料的电阻变为零,这种材料我们称为______材料,如果这种材料能应用于生活实际,将给人类带来很多好处,请你举出其中一个应用的例子:______。
23. 一台四冲程汽油机,已知其飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒内做功的次数是_____次,完成_____个冲程数,在做功冲程中,它把燃料燃烧放出的_____部分转化为机械能,当完全燃烧1kg汽油,则能够获得_____J的内能,用来做有用功的能量为_____J(汽油的热值为4.6×107J/kg,效率为30%).
24. 喝酒不开车,开车不喝酒。酒驾违害公共安全,我国已经立法禁止。如图甲是酒精浓度监测仪电路的原理图,电源电压不变,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,呼出的酒精浓度变大,则电流表示数________,电压表示数________,R两端电压________,电压表示数的变化量ΔU与电流表示数的变化量ΔI的比值________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
25. 共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁,如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为4.0V,为定值电阻,R为压敏电阻,阻值与所受压力F的大小关系为(Ω)。当N时电路电流A,______Ω;当A时会报警。则报警时压敏电阻受到的压力至少为______N。
三、实验探究题(共4小题,每空或每图1分,共27分)
26. 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,如图甲所示,在两个相同的烧杯中分别装入水和煤油,然后用两个相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次温度[]
(1)本实验用到的测量工具有温度计、天平和______,在两个完全相同的烧杯中分别装入______相同、初温相同的水和煤油.
(2)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,其中______吸热升温快,______的吸热能力较强.
(3)由图像乙可知,当水和煤油的温度均从68℃升高到98℃,吸收的热量之比,______,煤油的比热容为______.
27. 如图甲所示,小亮对串联电路电压规律进行了探究。
(1)实验中,小亮发现:闭合开关后,两灯都发光,且比更亮,则通过的电流______(选填“大于”、“等于”、“小于”)的电流;
(2)图甲中,突然,左边的一盏灯熄灭,更亮,且电压表无示数,则原因可能是______(选填“断路”、“短路”、“电压表断路”);
(3)在测两端的电压时,为了节省时间,小亮采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,小亮所用的方法______(选填“能”或“不能”)测出两端的电压,原因是______;
(4)方法改进后,测出电源电压U、灯泡两端的电压、灯泡两端的电压的多组电压数据记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路中,______(写出结论表达式);
/V
/V
U/V
2.4
1.4
3.8
1.5
2.2
3.7
1.2
1.3
2.5
(5)小亮所在的兴趣小组其他同学想继续探究并联电路中电流的规律。图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流,图丙是他们某次测量时连接的实物电路,此时电流表测量的是______(选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(6)要测量通过的电流,只需将图丙中导线______(选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为______A。
28. 小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”。找来些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表等。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明设计的实验电路图如图甲、乙、丙,使用图甲,不能达到实验目的的原因是______;
②最终确定用图丙电路进行实验,如图2,实验前应将滑动变阻器滑片滑到______(选填“A”或“B”)端,该电路中的滑动变阻器可以保护电路,还能起到______的作用;
③正确连接操作后,小明得到如表数据,分析数据。可得出电流与电压关系是______;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.48
0.6
(2)探究电流与电阻的关系:
小明继续用图丙的电路来探究电流与电阻的关系。第一次,他将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表示数;接着他断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,未移动滑片就直接闭合开关,电压表示数__________(选填“大于”“小于”或“等于”)2V;接下来他调节滑片,让电压表的示数再次为2V,记录电流表的示数,此时滑动变阻器接入的阻值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次滑动变阻器接入的阻值。
29. 小明同学在伏安法测定值电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在连接错误的导线上画上“×”,并用笔画线代替导线将错误改正过来________。
(2)本实验的原理是________(用字母表示)。
(3)调节滑动变阻器滑片进行多次测量,某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻________。先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是________。
(4)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,最后利用求平均值的方法求出灯丝的电阻,请从所学物理知识的角度评价这种做法:________。
(5)若实验中电压表损坏,小明想利用其他实验器材测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电流表量程符合要求,电源电压未知但不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到A端,记录电流表的示数为
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A端”或“B端”),记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式:________(用已知量和测量量符号表示)。
四、计算题(共2小题,30题7分,31题9分,共16分)
30. 如图所示的电路中,电源电压不变,当开关闭合,断开时,的示数为的示数为;当开关均闭合时,的示数为的示数为。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关闭合,断开时,两端的电压各为多少?
(3)开关均闭合时,两端的电压各为多少?
31. 在如图甲所示的电路中,电源电压为12V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电压表的示数为4.8V。
(1)求电路电流I;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后闭合开关S,电流表经过调整量程后,指针正好指在满刻度处,如图乙所示。求电阻R0的阻值。
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2024~2025学年第一学期学业水平测试(二)
九年级物理(人教版)
注意事项:1.本试卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答卷前将密封线左侧的项目填写清楚。
3.答案须用黑色字迹的签字笔书写。
一、单项选择题(本大题共20个小题,每小题2分,共40分)
1. 如图甲所示为某品牌的智能手机,该手机使用的充电器具有快充功能,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 充电器的输入电压约为380V
B. 充电器的输出电压约为10V
C. 充电器的输出电流约为50A
D. 充电器使用的长1m、横截面积1mm2的铜导线电阻约为10
【答案】B
【解析】
【详解】A.充电器的输入电压为220V,故A错误;
B.手机的充电电压约5V,快充充电器的输出电压比手机的充电电压高一些,约11V,故B正确;
C.充电器的输出电流约为6A,故C错误;
D.常温20℃时,长1m、横截面积1mm2的家用铜导线电阻远远小于1Ω,约为0.01Ω,故D错误。
故选B。
2. 某些无法直接感知的事实可以通过相关可感知的现象推测得到,这是物理学研究问题的一种方法,下列图中根据这种方法所做出的推测不符合事实的是( )
A. 图甲中粉笔能被粉碎成粉末,推测:物质是由分子组成的
B. 图乙中将水和酒精充分混合,观察到液面位置下降了,推测:分子间存在间隙
C. 图丙中稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大,推测:分子间存在引力
D. 图丁中摔碎的手机屏难以复原,推测:分子间间距太大,分子间作用力太小
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子是微观概念,粉笔被粉碎成粉末仍属于宏观角度,不能推测出物质是由分子组成的,故A符合题意;
B.图乙中将水和酒精充分混合,观察到液面位置下降了,这是因为分子之间存在间隙,酒精分子与水分子互相进入到对方的间隙中,所以体积减小,液面下降,故可以推测:分子间存在间隙,故B不符合题意;
C.图丙中稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大,根据受力分析,玻璃板还受一个向下的力,这个力是玻璃板分子和水分子间存在的引力,故可以推测:分子间存在引力,故C不符合题意;
D.图丁中摔碎的手机屏难以复原,屏幕的分子之间距离远大于10个分子直径,分子间的作用力几乎消失,无法再复原,故可以推测:分子间间距太大,作用力几乎消失,故D不符合题意。
故选A。
3. 夏天,很多市民在江滩游玩,烈日下江边的沙子热得烫脚,但是江水却是凉凉的,这主要是因为( )
A. 水吸收的热量 B. 水的比热容大
C. 沙子的比热容大 D. 沙子的熔点高
【答案】B
【解析】
【详解】由公式
Q吸=cmΔt
可知,当吸收的热量相同时,物质的比热容越大,温度的升高量越小,温度变化得越不明显,而水的比热容要比沙子大很多,所以在接受相同的阳光照射即吸收的热量大致相等时,水的温度升高量要远小于沙子的温度升高量,会出现沙子热的烫脚而江水却比较凉的情况。
故选B。
4. 如图所示,这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是( )
A. 加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值
B. 熔炼过程中,铜的温度不变,但内能增大
C. 浇铸过程中,铜所含热量不断减少
D. 打磨过程中,铜的内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃料的热值是燃料本身的一种性质,与外界环境无关,故A错误;
B.熔炼过程属于熔化,因为铜是晶体,所以在温度达到熔点后铜开始熔化,吸收热量,内能增大,温度不变,故B正确;
C.热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或放出热量,不能说含有或具有热量,故C错误;
D.打磨过程中,打磨工具对铜做功,打磨工具的机械能转化为铜的内能,故D错误。
故选B。
5. 光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】C
【解析】
【详解】活塞右移过程,气室内气体对活塞做功,将内能转化为机械能。汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。活塞右移过程相当于汽油机的做功冲程。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 用气筒打气时筒壁会发热,小华认为主要是活塞与筒壁摩擦导致的,小宇认为主要是活塞压缩气体做功导致的,下列实验方案中,能够验证他们猜想的是( )
A. 用同一气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
B. 用不同气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
C. 用同一气筒空打50下和向汽车轮胎内打气50下,比较筒壁的温度变化
D. 用同一气筒空打5下和向自行车轮胎内打气5下,比较筒壁的温度变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,都会有压缩气体和摩擦筒壁,无法比较,故A不符合题意;
B.要控制用同一气筒,并且向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,都会有压缩气体和摩擦筒壁,无法比较,故B不符合题意;
C.空打只有摩擦筒壁,无压缩气体,向汽车轮胎内打气有压缩气体,比较筒壁的温度变化可以验证猜想,故C符合题意;
D.打气5次太少,温度变化不明显,故D不符合题意。
故选C。
7. 2023年12月9日7时39分,由蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥三运载火箭(如图所示)在酒泉卫星发射中心发射成功。朱雀二号也成为全球首款连续发射成功的液氧甲烷运载火箭,其技术状态成熟度和稳定性得到进一步验证.下列说法中正确的是( )
A. 朱雀二号火箭升空过程中,重力势能变小
B. 朱雀二号火箭运用了最新科技,其热机效率高达100%
C. 在火箭上升过程中,发动机中的高温燃气的机械能转化为内能
D. 甲烷燃烧过程将燃料的化学能转化为内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.火箭升空过程中,高度变大,重力势能变大,故A错误;
B.通过技术手段可以使热机的效率提高,但热机工作过程中总存在摩擦和热散失,热机效率不可能达到100%,故B错误;
C.在火箭上升过程中,火箭发动机中的高温燃气的内能转化为机械能,故C错误;
D.甲烷燃料具有化学能,燃烧时将化学能转化为内能,故D正确。
故选D。
8. 如图所示的四个情境,下列说法正确的是( )
A. 如图甲用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时,会相互吸引
B. 如图乙自由电子的定向移动方向为电流方向
C. 如图丙开关闭合后,两灯均发光,用导线触接两端时,发光,不发光
D. 如图丁用带有绝缘柄的金属棒MN把AB连接起来,B的金属箔不会张开
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图甲用丝绸摩擦过的两根玻璃棒均带正电,靠近时,由同种电荷相排斥得,两根玻璃会相互排斥,故A错误;
B.电流的方向与负电荷的定向移动方向相反,如图乙自由电子的定向移动方向的反方向为电流方向,故B错误;
C.如图丙开关闭合后,两灯串联,两灯均发光,用导线触接两端时,L2短路,电路为L1的简单电路,发光,不发光,故C正确;
D.如图A金属盒的两金属箔张开,说明两金属箔带有同种电荷,用带有绝缘柄的金属棒MN把AB连接起来,B的金属箔带上与A金属箔带上同种电荷,由同种电荷相互排斥得,B金属箔会张开,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,滑动变阻器的滑片P向右移时,接入电路中的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】滑动变阻器应采用“一上一下”的接线方法;由题可知,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路中的阻值变小说明变阻器接入电路中电阻线的长度变短,则变阻器的右下端接入电路中,上面的接线柱不会影响变阻器接入电路中电阻的大小,则上面的接线柱接左右端均可,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 如图所示的电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析错误的是( )
A. 电流表测量通过灯L1的电流 B. 电压表测量灯L1两端的电压
C. 灯L1与灯L2并联 D. 只断开开关S1,灯L2正常发光
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.分析电路图可知,开关S2为干路开关,开关S1为灯L1所在支路开关;闭合开关S1、S2,电流分成两条支路,分别通过灯L1与L2,所以灯L1与L2并联;电流表与灯L2串联在一条支路中,则电流表测量通过灯L2的电流,电压表与灯L1并联,则电压表测量灯L1两端的电压,故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D.若只断开开关S1,则灯L1所在支路断路,由于并联电路各支路互不影响,所以则灯L2正常发光,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 某自动售货机,它可通过手机扫码(闭合S1)或通过投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1和开关S2应并联共同控制电动机;由题知,在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明,则灯泡与电动机并联能独立工作,且只由光控开关S3控制,综上结合选项可知,只有C图符合题意。
故选C。
12. 小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”,ab为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的镍铬合金丝电阻越小
B. 本实验主要探究方法有控制变量法和转换法
C. 利用此装置只能够探究导体电阻大小和横截面积的关系
D. 为使现象更明显,可以在电路中再串联一个电流表进行实验
【答案】C
【解析】
【详解】A.此实验中,小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A正确,A不符合题意;
B.两根电阻丝的材料一样,横截面积不同,运用控制变量法,可以探究导体的电阻大小和横截面积、长度的关系;运用转换法,电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断;所以,本实验主要探究方法有控制变量法和转换法,故B正确,B不符合题意;
C.因为两根电阻丝的材料一样,故运用控制变量法,控制长度相同,可以探究导体的电阻大小与横截面积的关系,控制横截面积相同,改变接入长度,探究导体的电阻大小与导体长度的关系,故C错误,C符合题意;
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故D正确,D不符合题意。
故选C。
13. 下列电路图中,电压、电流关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.串联电路中电流处处相等,故A错误;
B.串联电路中,电源电压电压各用电器的电压之和,故
故B错误;
C.并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,故C正确;
D.并联电路中,各支路两端电压相等,故D错误。
故选C。
14. 下列关于各图的说法中,正确的是( )
A. 如图甲所示的定值电阻,它是由绝缘材料制成的
B. 如图甲所示的定值电阻,没有电流通过它时,它的阻值为零
C. 如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的横截面积来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流
D. 如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流
【答案】D
【解析】
【详解】AB.甲所示的定值电阻,它是由导体材料制成的,电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,没有电流通过它时,它的阻值不变,故AB 错误;
CD.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,实质是一个滑动变阻器,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流,故C错误,D正确。
故选D。
15. 小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A. 不放重物时,小灯泡L的亮度最暗
B. 与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯
C. 重物的质量越大,电流表示数越小,电压表示数也越小
D. 重物的质量越小,电路中的电流越小
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,电阻R与L串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压。
A.不放重物时,弹簧最长,此时滑动变阻器的滑片位于最上端,R阻值最小,根据欧姆定律可得,此时电路中的电流最大,灯泡的亮度最亮,故A错误;
B.重物的质量越大,变阻器连入电路的电阻越大,电路的总电阻越大,可知电路中的电流越小,电流表的示数越小,由串联电路的分压特点可知,电压表的示数越大,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯,故B正确;
C.重物的质量越大,滑动变阻器接入电路中电阻越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压越大,电压表示数越大;此时电路的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,电流表示数越小,故C错误;
D.重物的质量越小,滑动变阻器接入电路中电阻越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,故D错误。
故选B。
16. 在图所示的电路中,用一个电阻R3替换R1后(R1<R3),可能使电流表示数与替换R1前相同的方法是( )
A. 电源电压不变,不移动滑片P B. 电源电压不变,向左移动滑片P
C. 减小电源电压,不移动滑片P D. 增大电源电压,向右移动滑片P
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测流过定值电阻R1的电流,电流表A测干路电流。
A.用一个电阻R3替换R1后,因R1<R3,电源电压不变,且不移动滑片P时,由欧姆定律可得,此时流过电阻R3的电流变小,即电流表A1示数变小,流过滑动变阻器的电流不变,则干路电流变小,即电流表A示数变小,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向左移动滑片P后,因R1<R3,故由欧姆定律可知,流过电阻R3的电流变小,即电流表A1示数变小,故B不符合题意;
C.减小电源电压,不移动滑片P,因R1<R3,且R3两端电压变小,故由欧姆定律可知,流过电阻R3的电流变小,即电流表A1示数变小,故C不符合题意;
D.增大电源电压,向右移动滑片P,因R1<R3,且R3两端电压变大,故由欧姆定律可知,流过电阻R3的电流可能不变,即电流表A1示数可能不变,因滑动变阻器两端电压变大,且滑动变阻器接入电路的阻值变大,故由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流可能不变,则干路电流可能不变,即电流表A示数可能不变,故D符合题意。
故选D。
17. 如图所示,A1、A2是完全相同的两个电流表,闭合开关后,发现电流表A1与的示数之比为1∶5,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,此时电流表A2的示数是电流表A1示数的5倍,即
I=5I1
又因为
I=I1+I2
所以
I2=I-I1=5I1-I1=4I1
则两支路的电流之比
根据并联电路电压相等,电流和电阻成反比,即
R1∶R2= I2∶I1=4∶1
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18. 小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,闭合开关、,R0、Rx并联,电流表测电流,由并联电路电流特点可知
闭合开关,断开开关,则只有R0接入电路,电流表测通过R0的电流,则通过Rx的电流为
由欧姆定律可知,R0两端的电压
由并联电路电压特点可知
则未知电阻的阻值为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19. 如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图所示,根据图像信息,下列判断正确的是( )
A. 电源电压是6V
B. 定值电阻R1的阻值是15Ω
C. 滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D. 滑片移到中点时,电路中的电流是0.3A
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知,I1=0.6A,由欧姆定律可得,电源的电压:
,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I2=0.2A,U2=3V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:
,
故C错误;
B.串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压:
,
电源的电压不变,
,
解得:R1=7.5Ω,故B错误;
A.电源的电压:
,
故A错误;
D.滑片移到中点时,电路中的电流是:
,
故D正确;
故选D。
20. 如图所示电路,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0。当S1和S2闭合、S3断开时,电流表A1的示数为;再闭合S3,电流表A1的示数为下列说法正确的是( )
A. a为定值电阻,b为电压表
B. 电源电压为2I0R0
C. 开关均闭合,a、b互换前后,A2的示数之比为2∶1
D. 将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,滑片P从中点移到阻值最大处,电流的变化量为0.5I0
【答案】A
【解析】
【详解】A.当S1和S2都闭合,S3断开,R与b并联,电流表A1测干路电流,示数为I0;再闭合S3,a、b、R并联,电流表A1测干路电流,示数为2I0,若a为电压表,因为电路电阻没有改变,所以电流表A1的示数也应不变,所以a为定值电阻。因为a的电阻和R相同,电压也相同,根据欧姆定律可知电流也相同,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和、电流表A1示数变为2I0可知,b为电压表。故A正确;
B.当S1和S2都闭合,S3断开,电路只有R,电流表A1测R的电流,电流表A1的示数为I0,电源电压即为R两端的电压,所以电源电压为
U =UR =I0R0
故B错误;
C.开关均闭合,a为定值电阻,b为电压表,此时电阻R与定值电阻并联,电压表测电源电压,A2测电阻R的电流,电流表A1测干路电流,示数为2I0,此时电流表A2的示数为I0;a、b互换后,开关均闭合,b为定值电阻,a为电压表,此时电阻R与定值电阻并联,电压表测电源电压,A2测电阻R和定值电阻的电流,定值电阻阻值与R相同均为R0,此时电流表A2的示数和电流表A1的示数相同,都为2I0,所以开关均闭合,a、b互换前后,A2的示数之比为
故C错误;
D.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,电路图如下:
当滑片从中点移到阻值最大端时,电流变化量为
故D错误。
故选A。
二、填空题(共5小题,每空1分,共17分)
21. 陆游的《村居书喜》中有诗句:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”其中“花气袭人知骤暖”描述的是___________现象,该现象说明:分子在___________;还说明___________越高,分子的热运动越剧烈。
【答案】 ①. 扩散 ②. 做无规则运动 ③. 温度
【解析】
【详解】[1][2]人能闻到花香是因为花中的花芳分子在空中做无规则运动,从而使人可以闻到花香,属于扩散现象,该现象说明了分子在做无规则运动。
[3]“花气袭人知骤暖”,说明:温度越高,分子的热运动越剧烈。
22. 培培家的厨房里有很多厨房用具,如:木筷子、陶瓷碗、干的抹布、不锈钢汤勺,其中属于导体的是______;我国在1989年找到一种特殊的材料,当温度降到-141℃左右时,这种材料的电阻变为零,这种材料我们称为______材料,如果这种材料能应用于生活实际,将给人类带来很多好处,请你举出其中一个应用的例子:______。
【答案】 ①. 不锈钢汤勺 ②. 超导体 ③. 用于远距离大功率输电
【解析】
【详解】[1]通常情况下,木筷子、陶瓷碗、干的抹布不容易导电,属于绝缘体;不锈钢汤勺容易导电,属于导体。
[2]电阻为零的导体,我们把这种导体称为超导体材料。
[3]超导体的电阻为零,电流通过时不发热,可以远距离大功率输电,输送过程没有能量损耗。
23. 一台四冲程汽油机,已知其飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒内做功的次数是_____次,完成_____个冲程数,在做功冲程中,它把燃料燃烧放出的_____部分转化为机械能,当完全燃烧1kg汽油,则能够获得_____J的内能,用来做有用功的能量为_____J(汽油的热值为4.6×107J/kg,效率为30%).
【答案】 ①. 10 ②. 40 ③. 内能 ④. 4.6×107 ⑤. 1.38×107
【解析】
【详解】[1][2]一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min,说明1min曲轴(飞轮)转1200r;则每秒钟,曲轴(飞轮)转=20转,完成=10个工作循环,做功10次,完成40个冲程。
[3]在做功冲程中,它通过燃料燃烧,将内能部分转化为机械能。
[4][5]汽油完全燃烧时放出的热量:
Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J
由得该汽油机转化的能对外做有用功
W有用=ηQ=30%×4.6×107J=1.38×107J
24. 喝酒不开车,开车不喝酒。酒驾违害公共安全,我国已经立法禁止。如图甲是酒精浓度监测仪电路的原理图,电源电压不变,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,呼出的酒精浓度变大,则电流表示数________,电压表示数________,R两端电压________,电压表示数的变化量ΔU与电流表示数的变化量ΔI的比值________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 变小 ④. 不变
【解析】
【详解】[1][2][3]由电路图可知,定值电阻与传感器电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;接通电源,当驾驶员呼出的酒精浓度变大时,由图乙可知传感器R的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知R0两端电压变大,即电压表示数变大;由串联电路电压的规律可知R两端的电压变小。
[4]由欧姆定律可知,电压表示数的变化量ΔU与电流表示数的变化量ΔI的比值等于定值电阻R0的阻值,所以该比值是不变的。
25. 共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁,如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为4.0V,为定值电阻,R为压敏电阻,阻值与所受压力F的大小关系为(Ω)。当N时电路电流A,______Ω;当A时会报警。则报警时压敏电阻受到的压力至少为______N。
【答案】 ①. 6 ②. 20
【解析】
【详解】[1] 由R=10-0.3F可得,当F=0时,R=10Ω,电路电流I=0.25A时,由可得,电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,定值电阻R0的阻值为
R0=R总-R=16Ω-10Ω=6Ω
[2]报警时,电路中的最小电流为0.4A,此时压敏电阻受到的压力最小,由可得,此时电路的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
R'=R总'-R0=10Ω-6Ω=4Ω
由R=10-0.3F 可得,F=20N。
三、实验探究题(共4小题,每空或每图1分,共27分)
26. 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,如图甲所示,在两个相同的烧杯中分别装入水和煤油,然后用两个相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次温度[]
(1)本实验用到的测量工具有温度计、天平和______,在两个完全相同的烧杯中分别装入______相同、初温相同的水和煤油.
(2)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,其中______吸热升温快,______的吸热能力较强.
(3)由图像乙可知,当水和煤油的温度均从68℃升高到98℃,吸收的热量之比,______,煤油的比热容为______.
【答案】(1) ①. 秒表 ②. 质量
(2) ①. 煤油 ②. 水
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中每隔1min记录一次温度,因此还需要的测量仪器是秒表。
[2]该实验采用控制变量法,要控制不同物质的质量和初温相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
【小问2详解】
[1]由乙图知,水升高30℃时,需要加热20分钟,而煤油升高30℃时,需要加热10分钟,因此煤油吸热升温快,
[2]升高相同的温度,水加热的时间更长,吸收的热量更多,因此水的吸热能力更强。
【小问3详解】
[1]当水和煤油的温度均从68℃升高到98℃,水需要20min,煤油需要10min,水吸收的热量是煤油的2倍,即吸收的热量之比为
[2]根据可知,在质量和升高相同温度时,吸收的热量与比热容成正比,即水和煤油比热容之比为
则
27. 如图甲所示,小亮对串联电路电压规律进行了探究。
(1)实验中,小亮发现:闭合开关后,两灯都发光,且比更亮,则通过的电流______(选填“大于”、“等于”、“小于”)的电流;
(2)图甲中,突然,左边的一盏灯熄灭,更亮,且电压表无示数,则原因可能是______(选填“断路”、“短路”、“电压表断路”);
(3)在测两端的电压时,为了节省时间,小亮采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,小亮所用的方法______(选填“能”或“不能”)测出两端的电压,原因是______;
(4)方法改进后,测出电源电压U、灯泡两端的电压、灯泡两端的电压的多组电压数据记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路中,______(写出结论表达式);
/V
/V
U/V
2.4
1.4
3.8
1.5
2.2
3.7
1.2
1.3
2.5
(5)小亮所在的兴趣小组其他同学想继续探究并联电路中电流的规律。图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流,图丙是他们某次测量时连接的实物电路,此时电流表测量的是______(选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(6)要测量通过的电流,只需将图丙中导线______(选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为______A。
【答案】(1)等于 (2)L1短路
(3) ①. 不能 ②. 电压表的正负接线柱接反了
(4)U=U1+U2 (5)C
(6) ①. a ②. 0.3
【解析】
【小问1详解】
串联电路各处电流相等,则通过L1的电流等于L2的电流。
【小问2详解】
由图甲可知,灯L1和灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压, L1熄灭,L2更亮,则电路为通路,电压表示数为零,则灯L1短路,相当于导线,所以电压表示数为零。
【小问3详解】
[1][2]在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样电压表的正负接线柱接反了,指针反向偏转,所以小亮的方法不能测出L2两端的电压。
【小问4详解】
由实验数据得
2.4V+1.4V=3.8V
1.5V+2.2V=3.7V
1.2V+1.3V=2.5V
分析表格数据可得,串联电路总电压等于各部分电压之和,即
U=U1+U2
【小问5详解】
由图乙可知,C处位于干路,A处位于灯L1支路,B处位于灯L2支路,由图丙可知,电流表位于干路,测量干路电流,此时电流表测量的是C处的电流。
【小问6详解】
[1]将图丙中导线a与灯L2左接线柱连接的一端移动到电流表的负接线柱上,此时,电流表位于灯L2支路,测量通过L2的电流。
[2]由图丁可知,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
28. 小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”。找来些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表等。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明设计的实验电路图如图甲、乙、丙,使用图甲,不能达到实验目的的原因是______;
②最终确定用图丙电路进行实验,如图2,实验前应将滑动变阻器滑片滑到______(选填“A”或“B”)端,该电路中的滑动变阻器可以保护电路,还能起到______的作用;
③正确连接操作后,小明得到如表数据,分析数据。可得出电流与电压关系是______;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.48
0.6
(2)探究电流与电阻的关系:
小明继续用图丙的电路来探究电流与电阻的关系。第一次,他将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表示数;接着他断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,未移动滑片就直接闭合开关,电压表示数__________(选填“大于”“小于”或“等于”)2V;接下来他调节滑片,让电压表的示数再次为2V,记录电流表的示数,此时滑动变阻器接入的阻值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次滑动变阻器接入的阻值。
【答案】(1) ①. 灯丝电阻受温度影响,温度越高,电阻越大 ②. B ③. 改变定值电阻两端的电压 ④. 电阻一定时,电流与电压成正比
(2) ①. 大于 ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
①[1]探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,由图1可知,图甲接入电路的是小灯泡而不是定值电阻,小灯泡的电阻会受温度影响,其阻值随温度的升高而增大,故使用图甲不能达到实验目的。
②[2][3]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到阻值最大的一端,即B端。该电路中的滑动变阻器可以保护电路,还能起到改变定值电阻两端的电压的作用。
③[4]由表格数据可知,电压增大几倍,电流随之增大几倍,故可得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
【小问2详解】
[1][2]将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,未移动滑片就直接闭合开关,根据分压原理可知,电阻变大,电阻两端的电压也会变大,故电压表示数会大于2V;为了使电阻两端的电压减小为2V不变,根据可知,需要减小电路的电流,则滑动变阻器的阻值需要变大,故此时滑动变阻器接入的阻值大于第一次滑动变阻器接入的阻值。
29. 小明同学在伏安法测定值电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在连接错误的导线上画上“×”,并用笔画线代替导线将错误改正过来________。
(2)本实验的原理是________(用字母表示)。
(3)调节滑动变阻器滑片进行多次测量,某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻________。先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是________。
(4)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,最后利用求平均值的方法求出灯丝的电阻,请从所学物理知识的角度评价这种做法:________。
(5)若实验中电压表损坏,小明想利用其他实验器材测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电流表量程符合要求,电源电压未知但不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到A端,记录电流表的示数为
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A端”或“B端”),记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式:________(用已知量和测量量符号表示)。
【答案】(1) (2)
(3) ①. 9 ②. 减小误差
(4)见解析 (5) ①. B端 ②.
【解析】
【小问1详解】
原电路图中,电流表与电阻Rx并联,电压表串联在电路中是错误的,在伏安法测电阻Rx的实验中,电阻Rx、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻Rx两端,如下图所示:
【小问2详解】
在伏安法测电阻Rx的实验中,用电压表测电阻Rx两端电压,用电流表测通过电阻Rx的电流,根据求出电阻Rx的阻值,故本实验的原理是。
【小问3详解】
[1]由乙图可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻
[2]先测得三组对应的电压值和电流值,求出电阻,然后计算三组电阻的平均值,这样做的目的减小误差。
【小问4详解】
这种做法不可行,原因是小灯泡的灯丝是非线性电阻,其电阻值随温度升高而增大。当灯泡工作时,灯丝温度升高,导致电阻发生变化。因此对小灯泡进行伏安法测量时,得到的电阻值不唯一,随电流变化而改变。直接求出平均值不能真实反映灯丝电阻的特性。
【小问5详解】
[1][2]由丙图可知,因为滑动变阻器的最大阻值已知,所以可以先将滑动变阻器滑片移动至A端,此时待测电阻Rx被短 路,滑动变阻器以最大阻值接入电路,读出电流表的读数即可通过欧姆定律求得电源电压的大小,为
U=I1R0
此时再将滑片移动至B端,待测电阻Rx与滑动变阻器的最大阻值并联接入电路,两者的电压均为电源电压,则通过滑动变阻器的电流仍是I1,则通过待测电阻Rx的电流为
由欧姆定律可得待测电阻Rx的表达式为
四、计算题(共2小题,30题7分,31题9分,共16分)
30. 如图所示的电路中,电源电压不变,当开关闭合,断开时,的示数为的示数为;当开关均闭合时,的示数为的示数为。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关闭合,断开时,两端的电压各为多少?
(3)开关均闭合时,两端的电压各为多少?
【答案】(1)9V;(2)3V,2V,4V;(3)5.4V,3.6V,0V
【分析】
【解析】
【详解】解:(1)当开关均闭合时,V1测量电源电压,故电源电压
(2)开关闭合,断开时,和串联,测量两端总电压,测量两端总电压,由串联电路电压规律知,两端电压
两端电压
两端电压
(3)开关均闭合时,与串联,被短路,测量两端电压,两端电压
两端电压
两端电压
答:(1)电源的电压为;
(2)开关闭合,断开时,两端的电压为两端的电压为两端的电压为;
(3)开关均闭合时,两端的电压为两端的电压为,L3两端的电压为。
31. 在如图甲所示的电路中,电源电压为12V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电压表的示数为4.8V。
(1)求电路电流I;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后闭合开关S,电流表经过调整量程后,指针正好指在满刻度处,如图乙所示。求电阻R0的阻值。
【答案】(1)0.48A;(2)15Ω;(4)5Ω或10Ω
【解析】
【详解】解:由图甲知,两电阻串联,电压表测电阻R1两端的电压,电流表测电路电流。
(1)电路的电流等于通过R1的电流为
(2)根据串联电路电压的规律可知,电阻R2两端的电压为
由欧姆定律可得R2的阻值为
(3)因为电源电压为12V,电流表满偏时若选择0~3A的量程,则电路总电阻为
而原电路中两电阻阻值都大于4Ω,故电流表应选0~0.6A的量程,则电路总电阻为
若用R0替换R1,则
若用R0替换R2,则
故电阻R0的阻值为5Ω或10Ω。
答:(1)求电路电流I为0.48A;
(2)求电阻R2的阻值为15Ω;
(3)电阻R0的阻值为5Ω或10Ω。
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