专项练习：第十九章生活用电 实验题2024-2025学年人教版物理九年级全一册

专项练习：第十九章 生活用电的实验题 1．（1）如图是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，电路熔断器中的熔丝应该选用熔点 的材料做成，增加一根导线，并将导线接在 两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断； （2）如图所示，大功率家用电器要使用三孔插座，用于接地的导线应该接在插座的 孔（选填三个孔的代号）。    2．如图所示，使用测电笔的方法中正确的是 （甲/乙）。丙图是小明家的一个插座，他用测电笔测试插座的A孔，氖管发光，则A孔接的是 线。 3．小明买了蜡烛做以下物理小实验： （1）如图甲，小明在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜发出声音，烛焰晃动，说明声音 。 （2）如图乙，小明用该蜡烛“探究平面镜成像的特点”时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，能看到玻璃板后面有它的像，小明拿一只与A完全相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是 （选填“转换法”、“控制变量法”或“等效替代法”）；小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气，他将看到A烛焰的像向 （选填“左”或“右”）偏。 （3）如图所示是使用测电笔时的情况：图甲测电笔的笔尖应该是 （选填“导体”或“绝缘体”）；在图乙和图丙中，表示正确使用测电笔的是图 ；若测电笔氖管发光放电时的电流为0.4mA，人体的安全电压为不高于36V，则当测电笔的笔尖接触家庭电路的火线时要使人能处于安全状态，测电笔内电阻至少需 。（只考虑人体和测电笔的电阻） 4．认识短路的危害和保险丝的作用 【设计实验】 目的：认识短路的危害 器材：低压电源（直流6V）、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、导线、电流表（演示电流表，0～5A） 【进行实验】 （1）在图中，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其它部分如图所示连接好电路； （2）当开关闭合时，灯泡 （填“发光”或“不发光”），电流表 （填“有”或“无”）示数； （3）断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到 。 A．电流表没有读数，灯泡也不亮 B．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，灯泡变得非常亮 C．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，AB间导线也随即熔断 D．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断 5．为了节约用电，很多楼房楼梯上方的过道灯是由光控开关和声控开关同时控制的．光控开关受到光照时断开，声控开关接收到声音时闭合，请将图中的原理图连接完整，要求满足：在夜晚天黑时，用力拍巴掌，灯就发光；在白天无论怎样用力拍掌，灯都不亮。 ( ) 6．为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常需要安装保险丝。通常保险丝电阻比较大、熔点比较低，当电路中通过保险丝的电流达到或超过其熔断电流时保险丝就会熔断，从而切断电路，保险丝安装在玻璃管中，称为保险管。 实验室有熔断电流分别为1A和4A的两种保险管，保险管上印刷的文字已经模糊不清，但小明知道：熔断电流较大的保险丝，其电阻较小，因此，小明设计了如图甲所示实验电路图，想通过比较它们的电阻大小来区别这两种保险管。 （1）根据图甲电路图，在图乙的实物图中，用笔代替导线把电源接入电路；( ) （2）连接好电路之前，开关应保持 （选填“闭合”或“断开”）； （3）若想用此电路测出各保险管的具体电阻值，还缺一实验仪器： ； （4）在图甲中，若电压表V2的读数为2.7V，电压表Vl读数如图丙所示，则保险管A两端的电压为 V，保险管B两端的电压为 V； （5）根据测量数据可知：保险管A的熔断电流为 A； （6）将这两个保险管并联接入某一电路中，当电路中的电流达到 A时，保险管将熔断。 7．探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置如图，两个相同的透明容器中密封着等量空气。 （1）实验中，通过观察 来反映电阻产生热量的多少，这种研究方法是 法； （2）探究电流产生的热量与电流的关系时，应选择 （填“甲”或“乙”）图装置进行实验。通电一段时间后， 填“左”或“右”）侧容器U形管液面高度差较大，这表明 ； （3）电炉子接入电路中工作时，为什么电炉丝很烫，而与其相连的导线却不怎么热?答：导线和电炉子串联在电路中，流过它们的 相同，而电炉子的电阻比导线的大，根据焦耳定律 可知，电流和通电时间定时，电流通过导体产生的热量与导体的 成正比。所以，电炉丝很烫，而与其相连的导线却不怎么热； （4）学习过家庭电路以后，小明了解了使用电炉子要用三孔插座，房间里还有由一个开关控制的两盏灯，请你将以下电路元件连接好 。 8．家庭电路触电事故都是人体直接或间接接触 线造成的.带有金属外壳的家用电器，都要使用三孔插座，这样做的目的是为了让金属外壳与 相连，家庭电路中“超负荷”是指电路中的电流过大，出现上述情况时，电路中的空气开关(如图所示)会因电流的 效应自动切断电路． 9．（1）小明爷爷想要买一个电热水壶，小明观察到爷爷家电能表如图所示，了解到爷爷家有以下电器：2盏电灯 （50W），1个电视机 （200W），1个电吹风 （800W），爷爷要求电热水壶能与以上的用电器能同时使用，一个为“220V，1000W”的电热水壶，一个为“220V，1500W”的电热水壶，以上两个电热水壶，小明应该选 （选填“220V，1000W”，“220V，1500W”或“两个都可以”）。 （2）小明把一个电热水壶插进插座，闭合开关的瞬间，家里的用电器都不工作了，他检查一下，发现空气开关“跳闸”了，请写出可能的两个原因：① ；② ； （3）实验：将质量 m=1kg水加热至沸腾，探究电热水壶的效率。求：设计实验方案并写出效率表达式。（已知水的比热容c，热水壶额定功率P） 实验方案（应说明测量道具、物理量） 效率表达式（用题目所给或测量的物理量表示）：η= （4）比较电热水壶和电炉的加热效率，应选择下图 的电炉。 10．亲爱的同学，请利用你所掌握的实验技能回答下列问题。 （1）如图甲，这是一种家用电力检测仪的部分截图，它当前测量的是 （填物理量），示数是 ； （2）如图乙所示，这是某试电笔的结构图，其外壳为透明绝缘体，安装时 ，（选填“能”或“不能”）调换氖管与电阻的位置，使用时，手的 （选填“要”或“不要”）接触笔卡； （3）家庭电路中，检测电路故障时，电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡），放在保险丝位置上，并且断开保险丝，来检查家庭电路中每个支路的情况，如图丙所示，当S闭合时，再逐一闭合S1、S2、S3（每次只闭合其中的一个开关）可能出现下列几种现象，请你根据所提供的现象判断电路的状态（选填“短路”“断路”或“正常”） ①L0不亮，说明该支路 ； ②L0正常发光，说明该支路 ； ③L0发光呈暗红色，说明该支路 。 11．指出下列操作的错误。 A．使用前调节横梁平衡时 B．测量长度读数时 C．使用测电笔时 A B C 12．测量标有“2.5V 0.3A”字样小灯泡的电功率 （1）将实验表格补充完整； 次数 1 2 3 U/V 1.5 2.5 3 I/A 0.2 0.3 0.32 P/W 0.3 0.96 亮度 暗 正常发光 亮 （2）画出实验所需电路图； （3）现象：在图中标明第2次测量的电流值 ，并将灯泡的额定功率填入空格。从第1次到第3次实验，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值变 ； （4）分析实验数据发现： 越大，小灯泡越亮。小红进一步发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，这是因为灯丝电阻值受 的影响发生了变化； （5）家庭电路中同时使用大功率用电器容易引起“跳闸”，这是为什么？ 答：根据公式 可知：在 一定时。电流与电功率成 比，所以同时使用大功率用电器，造成家庭电路的 过大，从而使总电流过大，造成跳闸。 13．瑞瑞同学有一辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图所示是该玩具电动车的简化电路图。目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，上面的动物不能旋转。对此，瑞瑞同学提出了猜想： [猜想与假设] （1）可能是旋转开关有故障； （2）可能是旋转定时器有故障； （3）可能是 有故障。 瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置。 [进行实验] （1）将玩具电动车装上四只新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器； （2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表示数。 [分析与论证] （1）如果另一端接在点时电压表有示数，接在点时无示数，说明旋转开关 （选填“断路”、“短路”或“正常”）； （2）如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然有示数，且，说明 和 正常， 有故障。 [交流评估] 瑞瑞将他的检修方法与小明和小华进行了交流。 （1）小明说，在[进行实验]的第（2）步，只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，方法是：如果旋转电动机 ，就表明它是好的。 （2）小华说，在[进行实验]的第（2）步，也可以用电流表检测旋转开关和旋转定时器是否损坏，方法是：将电流表接、，如果旋转电动机仍不转，表明旋转开关可能是 （好的/坏的）；再将电流表接、，判断旋转定时器的好坏；但绝对不能将电流表接到、之间，否则有可能 。 14．“在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中，小东设计了下面甲乙两个电路图。 (1)你认为图 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是 。 (2)选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论，依据是 。 (3)为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，小红设计了如图丙所示的电路进行实验： ①他多次收集的证据有灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，还应该有 ； ②根据收集到的实验证据，得出“同一个灯泡实际功率越大，灯泡的亮度越亮”的结论。实验中，小东还发现：小灯泡越亮，它两端的电压与电流的比值越大。请你给予解释。( ) 15．三位同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行探究．(灯丝阻值不变) (1)小柯设想借用实验室量程为0～15 V的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压进行比较．仅从量程考虑，因为0～15 V的电压表 ，所以小柯的设想无法实现． (2)小雪设想利用如图所示电路模拟家庭电路进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝．如果用电压表测量两灯泡两端的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压 ． (3)小妍参照小雪的电路图进行了实验，导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大．小妍发现规格完全相同的灯泡L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论．她的依据是：规格相同的灯泡亮度不同，是由于灯泡两端的 ，导致实际功率不同． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 低 BD E 【详解】（1）[1][2]熔丝一般是用电阻率大、熔点低的材料制成的；短路时电路中电流很大，引起熔丝熔断，故BD两个接线柱之间接入一根导线后，会发生电源短路，C、D间的熔丝将会熔断； （2）[3]三孔插座中多出一个专门用于接地的孔E，目的是为了让金属外壳与大地相连。 2． 乙 火 【详解】[1]正确使用测电笔：手接触笔尾金属体，笔尖接触导线，故乙图正确； [2]用测电笔来鉴别火线与零线，使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光，故A孔接的是火线。 3． 能传递能量 等效替代法 左 导体 丙 4.6×105Ω 【详解】（1）[1]小明在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜发出声音，烛焰晃动，烛焰的状态发生了改变，说明声音能传递能量。 （2）[2]两支蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，这种确定像与物大小的方法是等效替代法。 [3]小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气，吹气引起烛焰左侧空气流速大，压强变小，在两侧压力差的作用下，烛焰向左侧偏，由于像与物关于镜面对称，所以他将看到A烛焰的像向左偏。 （3）[4]测电笔的用途是辨别火线和零线，容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，笔尖金属体属于导体。 [5]测电笔的使用方法是使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线，故在图乙和图丙中，正确使用试电笔的是图丙。 [6]人体接触安全电压最大为36V，家庭电路的电压为220V，由于串联电路中总电压等于各分电压之和，故测电笔内电阻两端的电压最小为 在串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得，测电笔内电阻的最小值 4． 发光 有 D 【详解】（2）[1][2]由图知道，当开关闭合时，这是一个正常连接的电路，灯泡与保险丝串联，所以灯泡发光，电流表有示数。 （3）[3]断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，此时灯泡被短路，电流通过保险丝后，直接经电流表回到电源负极，所以当闭合开关的瞬间，将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断，灯泡不发光，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5． 【详解】在夜晚天黑时，用力拍掌，灯就发光；在白天无论怎样用力拍掌，灯都不亮，根据要求可知，两个开关要串联接入电路，且开关要接在火线上，故作图如下： 6． 断开 电流表 0.6 2.1 4 4.5 【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示： （2）[2]连接好电路之前，为了保护电路，开关应保持断开。 （3）[3]根据欧姆定律，若想用此电路测出各保险管的具体电阻值，还需用电流表测出通过保险管的电流值。 （4）[4][5]由电路图知，两保险管串联，V2测量A、B两端的总电压，V1测量A两端的电压，由题意知，两个保险管两端的总电压为2.7V，所以V1的量程为0～3V，示数为0.6V，则保险管A两端的电压为0.6V，保险管B两端的电压为2.1V。 （5）[6]根据串联分压的知识可知，A两端的电压小于B两端的电压，A的电阻小于B的电阻，则A的熔断电流大于B的熔断电流，可知保险管A的熔断电流为4A，B的熔断电流为1A。 （6）[7]由串联分压规律可知，B的电阻是A的3.5倍，当保险管并联时，通过A的电流与B的电流之比为3.5：1。由于B的熔断电流为1A，当B的电流为1A时，通过A的电流为3.5A，此时A、B都完好，此时干路中的电流已到最大是4.5A。 7． U形管液面高度差 转换 乙 左 见解析 电流 Q=I2Rt 电阻 【详解】（1）[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气盒内温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，用到转换法。 （2）[3][4][5]电流通过导体时产生的热量与电流的关系必须控制电阻相同、通电时间相同，改变电流大小，图乙中两个容器中两电阻阻值相同，通电时间相同，根据并联分流，容器内电阻通过的电流不同，可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；通电一段时间后，左侧U形管液面高度差较大，可以得到当电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体时产生的热量越多。 （3）[6][7][8]导线和电炉子串联连接在电路里，电炉子工作时，流过它们的电流相同，而电炉子的电阻远大于导线的电阻，根据Q=I2Rt可知：电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比，电流通过电炉丝产生的热量多，所以电炉丝已经烫得不能接触，而与其相连的导线却不怎么热。 （4）[9]三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。 灯泡的连接方法：火线首先接入开关，再入灯泡顶端的金属点，零线直接接入螺旋套；两盏灯连接方式为并联，而开关同时控制两盏灯，说明开关位于干路中，如图所示： 8． 火 大地 热 【详解】在家庭电路中，火线的电压是220V，零线的电压为0V，家庭电路触电事故都是人体直接或间接接触火线造成的；带有金属外壳的家用电器，都要使用三孔插座，这样做的目的是为了让金属外壳与大地相连，这样可保证用电安全；电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应．熔断器中的熔丝就是保险丝，它之所以被熔断是由于电流过大，通过熔丝时产生的热量过多，使得熔丝的温度升高而被熔断，所以熔丝熔断是电流的热效应引起的． 9． 220V，1000W 电热水壶内部电路短路 电热水壶功率过大 见解析 B 【详解】（1）[1]“220V，1000W”的电热水壶的额定电流为 “220V，1500W”的电热水壶的额定电流为 2盏电灯 （50W），1个电视机 （200W），1个电吹风 （800W）同时工作时，这些电器的总功率为 P总=50W×2+200W+800W=1100W 这些电器同时工作时的电流为 因为家庭最大电流为10A I1<Imax-I1=5A I2> Imax-I1=5A 故选择“220V，1000W”的电热水壶。 （2）[2][3]导致家里的用电器都不工作的原因有两个，分别是用电器内部电路短路或用电器功率过大，使得家庭电路中总电流过大导致空气开关跳闸或保险丝烧断。 （3）[4][5]①用天平和烧杯称量出1kg的水倒入电热水壶中，用温度计测量并记录此时的温度为t1； ②闭合电热水壶开关，用秒表记录加热至沸腾的时间t，用温度计测量并记录沸腾时的温度为t2。 电热水壶放出的热量为 水吸收的热量为 电热水壶的加热效率为 （4）[6]比较电热水壶和电炉的加热效率，应控制加热功率和被加热水的质量相同，故应选择B图所示电炉。 10． 电功率 790.0W 能 要 断路 短路 正常 【详解】（1）[1][2]由图片上的单位W可知，应该是测量功率的，其数值为790.0W。 （2）[3][4]氖管与电阻是串联在一起的，所以可以调换位置，试电笔使用时手指应接触笔卡金属体，使火线、测电笔、人体、大地构成闭合回路，才能使氖管发光。 （3）[5]当L0不亮时，说明电路没有电流通过，支路是断路状态。 [6]当L0能正常发光，说明L0得到了220V的电压，该支路是发生了短路。 [7]L0发光呈暗红色时，说明L0与支路灯泡串联，两个灯得到的电压都小于220V。均不能正常发光，反而说明支路是正常的。 11． 游码没有拨到“0”刻度 视线与刻度尺不垂直 手没有接触笔尾部的金属 【详解】[1]使用天平时，调节天平的横梁平衡之前，一定要使游码移到标尺左端的零刻度。图中的游码没有移到零刻度。 [2]使用刻度尺测量铅笔的长度时，刻度尺的刻度贴近被测的铅笔，读数时，视线和刻度尺不垂直。 [3]使用测电笔检测导线时，笔尖接触导线，笔尾没有和手接触，测电笔无论接触火线还是零线，氖管都不发光。 12． 0.75 小 实际功率 温度 P=UI 电压 正 总功率 【详解】（1）[1]由表中数据，第2次的功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W （2）[2]根据P=UI，电压表测灯的电压，电流表测灯的电流，滑动变阻器串联在电路中，起到调节作用。如图所示： （3）[3]由表中数据可知，第2次电流为0.3A，电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此标出0.3A指针的位置，如图所示： [4]从第1次到第3次实验，电流变大，根据欧姆定律，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值变小。 （4）[5]分析实验数据发现，从第1次到第3次实验，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。 [6]电阻是导体的一种性质，与导体的材料、横截面积、长度、温度等有关。通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，这是因为灯丝电阻值受温度的影响发生了变化。 （5）[7][8][9][10]根据公式P=UI可知，家庭电路的电压是一定的，在电压一定时，电功率越大，电流越大，即电流与电功率成正比，所以同时使用大功率用电器，造成家庭电路的总功率过大，从而使总电流过大，造成跳闸。 13． 旋转电动机 断路 旋转开关 旋转定时器 旋转电动机 转动 好的 短路 【详解】[猜想与假设] （3）[1]根据电路图可知，猜想：可能是旋转电动机有故障。 [分析与论证] （1）[2]将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在点时电压表有示数，说明电压表能测量到电源电压，接在点时无示数，说明电压表不能测量到电源电压，无示数的原因是旋转开关断路。 （2）[3][4][5]将电压表一端接在d点不动，如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然有示数，且，说明电压表能测量到电源电压，说明旋转开关和旋转定时器正常，但旋转电动机有故障。 [交流评估] （1）[6]只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，原因是导线将旋转旋转开关和旋转定时器短路了，此时，如果旋转电动机转动，就表明它是好的。 （2）[7]将电流表接、，电流表相当于是导线，将旋转开关短路了，如果旋转电动机仍不转，说明了旋转开关可能是好的。 [8]若在旋转开关和旋转定时器正常时，如果将电流表接到、之间，会把旋转电动机短路了，同时造成电流表直接接在电源的两端，造成电源电路。 14． 甲 甲是串联电路，能控制电流相等 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 相应的灯泡亮度（发光情况） 见解析 【详解】(1)[1][2]研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相等，故甲电路图可以研究小灯泡的电功率与电压的关系。 (2)[3]灯泡的亮度是由灯泡的实际电功率决定的，电压表示数越大，灯泡越亮，说明功率越大，所以电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。 (3)①[4]探究小灯泡亮度与实际功率的关系时，除了收集灯泡两端的电压和通过灯泡的电流外，还需要观察小灯泡的亮度并记录情况。 ②[5]灯越亮，灯的实际功率越大，由可知，即在相同时间内电流做的功越多，即灯丝将电能转化为内能和光能越多，内能越大，灯的温度越高，灯丝的电阻越大；由可知，灯两端的电压与电流的比值即为灯的电阻，所以小灯泡越亮，它两端的电压与电流的比值越大。 15． 量程太小 相等 实际电压不同 【详解】（1）家庭电路的电压为220V，仅从量程考虑，0～15伏的电压表量程太小，不能用该电压表测量家用电器两端的电压； （2）铜导线导线与灯泡串联，导线电阻很小，可忽略不计，两灯泡并联接入电路，所以两灯泡L1和L2两端的电压相等； （3）导线由拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大，与灯泡串联接入电路，由串联电路的电压关系可知：， 由于与灯L2串联的导线较长，所以与灯L2串联的导线的电阻较大，根据串联电路的分压原理可知，与灯L2串联的导线两端的电压较大，所以L2两端的实际电压较小，小于L1两端的电压； 再由可知，规格相同的电灯亮度不同，是由于电灯两端的实际电压不同，导致实际功率不同． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$