内容正文:
2024—2025学年度上学期期中考试
九年级物理试题
注意事项:
1.答题前请将答题卡上的考生信息填写清楚,然后将试题答案认真书写在答题卡的规定位置,否则作废。
2.本试卷共8页,考试时间60分钟。
3.考试结束只交答题卡。
一、选择题(每题只有一个正确答案,多选、错选均不得分;把正确答案的序号用铅笔涂在答题卡的规定位置)
1. 下列用电器正常工作时电流接近5A的是( )
A. 家用空调 B. 家用节能灯 C. 手电筒 D. 计算器
2. 下列电学元件能检测轻质小球是否带电的是( )
A. 发光二极管 B. 电流表
C. 电压表 D. 验电器
3. 塑料管和用塑料袋剪成的“章鱼”与毛皮摩擦后靠近,会看到如图所示的现象。下列有关说法正确的是( )
A. 塑料管是导体
B. 毛皮和“章鱼”摩擦创造了电荷
C. “章鱼”和毛皮对电子的束缚本领不同
D. 摩擦后“章鱼”与毛皮带上了同种电荷
4. 一种变阻器结构如图所示,当电路连接A、C两端时,顺时针旋转滑片P,电阻值将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断
5. 下列电路中,闭合开关后,小灯泡L1能正常发光的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合S后电流表示数增大的是
A.
B.
C.
D.
7. 2024年巴黎奥运会举重项目102公斤级比赛中,我国选手拿下金牌。举重比赛有三名裁判,其中甲为主裁判手中的按钮开关,乙、丙为副裁判手中的按钮开关。当主裁判和至少一名副裁判都按下自己手中的按钮时,指示灯才发光,表明运动员举重成绩有效。以下符合这一要求的电路是( )
A. B. -
C. D.
8. 同学们利用如图所示的器材探究“导体的电阻与导体长度的关系”,将15cm长的粗细均匀的铅笔芯标记为等长的五段,改变线夹位置得到数据如表所示,则下列符合的图线是( )
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
3.6
6.0
1.6
10.0
A. B. C. D.
9. 两只规格不同灯泡按如图方式连接,将开关S1和S2闭合,则( )
A. L1和L2两端的电压不相等
B. L1和L2的电流相等
C. 若L1断路,则L2不发光
D. 断开S2后,电流表A1、A2的示数相等
10. 如图甲所示的电路中,电源电压为6V,闭合开关,移动滑动变阻器滑片到中间位置,电表指针如图乙所示。则滑动变阻器的规格可能是( )
A. “5Ω2A” B. “30Ω2A” C. “50Ω1A” D. “100Ω1A”
11. 电路与水路有许多相似之处,关于电路和水路,下列说法中( )
①电源提供电压与水泵维持水压相似②电路中的开关与水路中的水轮机相似
③电路中的电流与水路中的水流相似④灯泡反映电流与水泵反映水流相似
A 只有①③正确 B. 只有①③④正确 C. 只有②③正确 D. 只有①②④正确
12. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有一个电表示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A. 只有①②正确 B. 只有③④正确
C. 只有①③正确 D. 只有①②③正确
13. 如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
①探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
②滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:电流跟电压成反比
A. 只有①④正确 B. 只有①②正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确
14. 如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数4.5V,电流表示数为0.3A。将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数为0.1A。下列说法中( )
①电源电压为4.5V②电阻R1的阻值为30Ω
③电阻R2的阻值为15Ω④互换位置后,电压表的示数变大
A. 只有①②正确 B. 只有③④正确
C. 只有①②③正确 D. 只有②③④正确
15. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,图乙为小灯泡L的I﹣U关系图像。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L正常发光,电流表示数为,此时灯泡L的电阻为RL。已知,下列说法中( )
①②R2=6Ω③RL=12Ω④
A. 只有②④正确 B. 只有①④正确 C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
二、填空题
16. 一个小电机正常工作时,要求电源电压是6V,需要___________节新干电池串联。
17. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、断开开关S2,电压表示数为2V;闭合开关S1、S2,电压表示数为5V,电阻R1、R2的阻值之比为___________。
18. 如图所示,有一个装置将四根高压输电线并联起来,这相当于增大了导线的______,从而减小了导线的电阻。
19. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为___________Ω。
三、作图题
20. 根据实物图,请在答题卡的虚线框中画出与之对应的电路图。
21. 在如图的电路中,请完成:
(1)在答题卡A方框内按电路要求画出“电池”符号;
(2)B与C虚线框内元件一个是“灯泡”,另一个是“定值电阻”,要求闭合开关S1后,无论开关S2是否闭合,灯泡都发光,请你在答题卡B与C的虚线框内按要求画出“灯泡”和“电阻”的符号。
四、实验题
22. 小明同学在“探究串联电路中各处的电流有什么关系”的实验中,按如图所示连接电路。
(1)连接电路时,开关应处于___________(选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)小明按电路图正确连接电路后,闭合开关,取下其中一只小灯泡时,观察到另一只小灯泡___________(选填“发光”或“不发光”),此现象说明串联电路中各用电器___________(选填“相互”或“互不”)影响这一特点。
(3)小明分别测出A、B、C三处的电流,并记录在如下表格中,若只有一个数据错误,应该是___________处的电流表的示数。
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
1.0
(4)实验中,正确操作时,发现小灯泡L1很亮,小灯泡L2几乎不发光,则通过L1的电流___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L2的电流。
23. 小明用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压恒定不变,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在答题卡这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线重新画一根正确连接的导线(连线不要交叉)。
(2)改正图甲电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,造成这种现象的原因可能是小灯泡___________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙(a)所示,为了使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)端移动。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙(b)所示,则此时小灯泡的阻值为___________Ω。
(4)若将小灯泡换成未知阻值的定值电阻,利用图甲改正后的电路,能完成探究的是(填选项字母)___________
A. 探究电流与电压的关系
B. 探究电流与电阻的关系
C. 测量定值电阻的阻值
(5)小明又设计了如图丙所示的电路,利用已知阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测未知电阻Rx的阻值。请你帮助他将实验过程补充完整。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电流表的示数,记为I1;
②保持S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电流表测___________(选填“R0”或“Rx”)的电流,记为I2;
③用已知物理量和测量量的符号表示电阻Rx=___________。
五、计算题(解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤,只写出最后答案的不能得分)
24. 如图是某同学设计的一个调光电路,滑动变阻器的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。已知小灯泡L在6V电压下工作时,通过它的电流为1A(不考虑灯丝电阻变化)。
求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)当S闭合,把滑动变阻器的滑片移至中点位置时,通过灯泡的电流。
25. 某项目化学习小组自制了一套水果自动筛选装置(如图甲所示),它能将质量小于一定标准的水果自动剔除。其原理如下:传送带上的水果经过检测区间时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变。当水果的质量m<0.1kg时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能。已知:R0=20Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图乙所示。当检测点上没有水果时,电路中的电流为0.1A,g取10N/kg。求:
(1)电源电压。
(2)该装置中UAB应设定为小于多少伏?
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的。若在装置设定电压不变的情况下,只将该装置中R0更换为10Ω,则能够筛选出质量小于多少千克的水果?
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2024—2025学年度上学期期中考试
九年级物理试题
注意事项:
1.答题前请将答题卡上的考生信息填写清楚,然后将试题答案认真书写在答题卡的规定位置,否则作废。
2.本试卷共8页,考试时间60分钟。
3.考试结束只交答题卡。
一、选择题(每题只有一个正确答案,多选、错选均不得分;把正确答案的序号用铅笔涂在答题卡的规定位置)
1. 下列用电器正常工作时电流接近5A的是( )
A. 家用空调 B. 家用节能灯 C. 手电筒 D. 计算器
【答案】A
【解析】
【详解】A.电冰箱正常工作的电流约为1A,家用空调正常工作时的电流接近5A,故A符合题意;
B.家用节能灯正常工作时的电流约为0.1A左右,故B不符合题意;
C.手电筒正常工作时的电流约为0.2A左右,故C不符合题意;
D.计算器正常工作时的电流约为1×10-4A,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列电学元件能检测轻质小球是否带电的是( )
A. 发光二极管 B. 电流表
C. 电压表 D. 验电器
【答案】D
【解析】
【详解】A.发光二极管具有单向导电性,不能检测轻质小球是否带电,故A不符合题意;
BC.电流表是测量电路中电流的仪表,电压表是测量电路两端电压的仪表,不能检测轻质小球是否带电,故BC不符合题意;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,能检测轻质小球是否带电,故D符合题意。
故选D。
3. 塑料管和用塑料袋剪成的“章鱼”与毛皮摩擦后靠近,会看到如图所示的现象。下列有关说法正确的是( )
A. 塑料管是导体
B. 毛皮和“章鱼”摩擦创造了电荷
C. “章鱼”和毛皮对电子的束缚本领不同
D. 摩擦后的“章鱼”与毛皮带上了同种电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.塑料管不容易导电,属于绝缘体,故A错误;
B.毛皮和“章鱼”摩擦过程中并没有创造电荷,而是发生了电子的转移,故B错误;
CD.“章鱼”与毛皮摩擦,原子核束缚电子的本领不同,束缚本领强的得到电子带负电,束缚本领弱的失去电子带正电,“章鱼”与毛皮带异种电荷,故C正确,D错误。
故选C。
4. 一种变阻器结构如图所示,当电路连接A、C两端时,顺时针旋转滑片P,电阻值将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】当电路连接A、C两端时,整个电阻丝都接入电路,滑片移动,电阻不变。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5. 下列电路中,闭合开关后,小灯泡L1能正常发光的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.电压表与小灯泡串联,相当于电路断路,小灯泡L1不能正常发光,故A不符合题意;
B.一根导线并联在小灯泡L1两端,小灯泡L1被短路,小灯泡L1不能正常发光,故B不符合题意;
C.电流表并联在小灯泡L1两端,小灯泡L1被短路,小灯泡L1不能正常发光,故C不符合题意;
D.小灯泡L1与L3并联后再与L2串联,小灯泡L1能正常发光,故D符合题意;
故选 D。
6. 如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合S后电流表示数增大的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A图中两个电阻是并联的,互不影响,电流表示数不变;B图多了一个支路,总电阻变小,总电流变大,电流表示数变大;C图中两个电阻是并联的,互不影响,电流表示数不变;D图电流表会被短路,电流表示数变小;故应选B.
7. 2024年巴黎奥运会举重项目102公斤级比赛中,我国选手拿下金牌。举重比赛有三名裁判,其中甲为主裁判手中的按钮开关,乙、丙为副裁判手中的按钮开关。当主裁判和至少一名副裁判都按下自己手中的按钮时,指示灯才发光,表明运动员举重成绩有效。以下符合这一要求的电路是( )
A. B. -
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,主裁判和至少一个副裁判都按下自己面前的按钮开关时,指示杠铃被举起的灯泡才亮,这说明两个副裁判对应的按钮开关可以单独工作、并且互不影响,而主裁判的按钮开关与副裁判的按钮开关会相互影响,所以,两个副裁判对应的开关乙和丙并联后,再与主裁判对应的开关甲串联,然后与指示灯泡串联,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 同学们利用如图所示的器材探究“导体的电阻与导体长度的关系”,将15cm长的粗细均匀的铅笔芯标记为等长的五段,改变线夹位置得到数据如表所示,则下列符合的图线是( )
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
3.6
60
1.6
10.0
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在导体的材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与导体的长度成正比,因此线夹位置在e时,所测铅笔芯接入电阻的平均值与其他4组数据相差过大,数据有误,根据数据描点画图,对点的特征分析可以得出,是一条过原点的倾斜直线,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 两只规格不同的灯泡按如图方式连接,将开关S1和S2闭合,则( )
A. L1和L2两端的电压不相等
B. L1和L2的电流相等
C. 若L1断路,则L2不发光
D. 断开S2后,电流表A1、A2的示数相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个开关闭合后,两灯并联,A1测干路电流,A2测量L1中电流。因两灯并联,所以两灯两端电压相等。故A错误;
B.两灯两端电压相同,但它们规格不同,即电阻不等,根据欧姆定律可知,通过它们的电流不相等。故B错误;
C.因两灯并联,支路之间互不影响,一条支路断路,不影响另外一条支路。故C错误;
D.断开S2后,两个电流表与小灯L1串联,串联电路中电流处处相等,所以两个电流表的示数相等。故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示的电路中,电源电压为6V,闭合开关,移动滑动变阻器滑片到中间位置,电表指针如图乙所示。则滑动变阻器的规格可能是( )
A. “5Ω2A” B. “30Ω2A” C. “50Ω1A” D. “100Ω1A”
【答案】B
【解析】
【详解】根据电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测电路的电流,电压表测定值电阻的电压,由于电源电压为6V,如图乙所示,可知电压表的示数为2.1V,则滑动变阻器两端的电压为
如图丙所示,当电流表接入电路为小量程时,电流表的示数为0.26A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于移动滑动变阻器滑片到中间位置,则滑动变阻器的最大阻值为
当电流表接入电路为大量程时,电流表的示数为1.3A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于移动滑动变阻器滑片到中间位置,则滑动变阻器的最大阻值为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11. 电路与水路有许多相似之处,关于电路和水路,下列说法中( )
①电源提供电压与水泵维持水压相似②电路中的开关与水路中的水轮机相似
③电路中的电流与水路中的水流相似④灯泡反映电流与水泵反映水流相似
A. 只有①③正确 B. 只有①③④正确 C. 只有②③正确 D. 只有①②④正确
【答案】A
【解析】
【详解】①电源相当于水泵的作用,水泵提供了水压,电源提供了电压,①符合题意;
②电路中的开关与水路中阀门相似,起到了控制作用,②不符合题意;
③电流在电路中流动,相当于水路中的水流,③符合题意;
④灯泡反映电流与水轮机反映水流相似,④不符合题意,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有一个电表示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A. 只有①②正确 B. 只有③④正确
C. 只有①③正确 D. 只有①②③正确
【答案】A
【解析】
【详解】电路正常工作时,R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测L两端的电压。
①若灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故①正确;
②若灯泡L短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表V示数为0,电压表示数变小,故②正确;
③若电阻R断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表V与电源两极之间是断开的,没有示数,即电压表示数变小,故③错误;
④若电阻R短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故④错误。
综上所述,故A正确,BCD错误。
故选A。
13. 如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
①探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
②滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:电流跟电压成反比
A. 只有①④正确 B. 只有①②正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确
【答案】B
【解析】
【详解】①由控制变量法的原则可知,想要探究电流跟电阻的关系,需保证电阻两端的电压不变,改变电阻阻值的大小,故①正确;
②本实验中通过调节滑动变阻器接入电路中阻值的大小来改变定值电阻两端电压的作用,故②正确;
③本实验中多次测量是为了避免偶然性,得到普遍规律,而不是为了减小误差,故③错误。
④由欧姆定律可知,当电阻两端的电压一定时,通过它的电流的大小与电阻阻值的大小成反比,故④错误。故ACD错误,B正确。
故选B。
14. 如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为4.5V,电流表示数为0.3A。将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数为0.1A。下列说法中( )
①电源电压为4.5V②电阻R1的阻值为30Ω
③电阻R2的阻值为15Ω④互换位置后,电压表的示数变大
A. 只有①②正确 B. 只有③④正确
C. 只有①②③正确 D. 只有②③④正确
【答案】C
【解析】
【详解】①③.当闭合开关和时,电阻和是并联的,电压表测量的是或R1的两端电压或者电源电压,电流表测的是通过R2的电流,电压表示数为4.5V,即电源电压为4.5V;电流表示数为0.3A,则通过R2的电流为0.3A,根据欧姆定律可得,的阻值为
故①③正确;
②.将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数为0.1A,此时电阻和串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是电源电压,根据欧姆定律可得,电阻和总电阻为
的电阻为
故②正确;
④.互换位置前电压表测量的是电源电压4.5V,而互换位置后电压表测量的是和两端的电压(即电源电压),因此电压表的示数会不变,故④错误。
故选C。
15. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,图乙为小灯泡L的I﹣U关系图像。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L正常发光,电流表示数为,此时灯泡L的电阻为RL。已知,下列说法中( )
①②R2=6Ω③RL=12Ω④
A. 只有②④正确 B. 只有①④正确 C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
【答案】D
【解析】
【详解】当只闭合开关S1时,电路中只有电阻R1,电流表示数为0.2A,求电源电压为
当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡与电阻R1并联,电流表测干路电流,此时灯泡L正常发光,由图知灯泡电压为3V时,电流为0.25A,求电流表示数I3为
求此时灯泡电阻为
故③④正确;
由于
求得,故①错误;
当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,示数为,求R2阻值为
故②错误。
综上所述,①②错误;③④正确故D符合题意。
故选D。
二、填空题
16. 一个小电机正常工作时,要求电源电压是6V,需要___________节新干电池串联。
【答案】4
【解析】
【详解】干电池串联后的总电压等于串联干电池的电压之和,由于电源电压为6V,而每节新干电池电压为1.5V,所以需要串联的节数为
17. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、断开开关S2,电压表示数为2V;闭合开关S1、S2,电压表示数为5V,电阻R1、R2的阻值之比为___________。
【答案】2∶3
【解析】
【详解】由图可知,闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压已知此时电压表示数为5V,即电源电压
闭合开关S1、断开开关S2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,已知此时电压表示数为2V,即R1两端的电压
由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以R2两端的电压
根据串联电路的分压原理可得,电阻R1、R2的阻值之比为
18. 如图所示,有一个装置将四根高压输电线并联起来,这相当于增大了导线的______,从而减小了导线的电阻。
【答案】横截面积
【解析】
【详解】在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小。图示装置把四根导线固定在一起,四根导线并联,增大了导线的横截面积,从而使输电导线电阻变小。
19. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为___________Ω。
【答案】3
【解析】
【详解】由图知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流;滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联分压可知,R两端的电压变小直至0。由图像可知:当电路中的电流为0.1A时,电压表的示数为1.2V,电源电压为
①
当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为0,电源电压为
②
联立①②,解得
,
三、作图题
20. 根据实物图,请在答题卡虚线框中画出与之对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,按照电流方向,电流先经过开关S,然后经过滑动变阻器、定值电阻,最后经过电流表,然后回到电源负极,电压表并联在定值电阻的两端,滑动变阻器滑片右移时电阻变小,根据实物图,按照电流方向可画出电路图,如图所示:
21. 在如图的电路中,请完成:
(1)在答题卡A方框内按电路要求画出“电池”的符号;
(2)B与C虚线框内元件一个是“灯泡”,另一个是“定值电阻”,要求闭合开关S1后,无论开关S2是否闭合,灯泡都发光,请你在答题卡B与C的虚线框内按要求画出“灯泡”和“电阻”的符号。
【答案】
【解析】
【详解】在电源外部,电流从电源正极流出,经过用电器从电源负极流入;由图知,S断开时,B、C处的元件串联在电路中,S闭合时,B处的元件短路,电路为C元件的简单电路。根据设计要求无论开关是否闭合,灯都发光可知,B处是定值电阻,C处灯泡,电路图如下
四、实验题
22. 小明同学在“探究串联电路中各处的电流有什么关系”的实验中,按如图所示连接电路。
(1)连接电路时,开关应处于___________(选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)小明按电路图正确连接电路后,闭合开关,取下其中一只小灯泡时,观察到另一只小灯泡___________(选填“发光”或“不发光”),此现象说明串联电路中各用电器___________(选填“相互”或“互不”)影响这一特点。
(3)小明分别测出A、B、C三处的电流,并记录在如下表格中,若只有一个数据错误,应该是___________处的电流表的示数。
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
1.0
(4)实验中,正确操作时,发现小灯泡L1很亮,小灯泡L2几乎不发光,则通过L1的电流___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L2的电流。
【答案】(1)断开 (2) ①. 不发光 ②. 相互
(3)C (4)等于
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
【小问2详解】
[1][2]由电路图可知,两灯泡串联,取下其中一只小灯泡时,电路断开,观察到另一只小灯泡不发光,此现象说明串联电路中各用电器相互影响。
【小问3详解】
串联电路中,电流处处相等,所以小明测出的A、B、C三处的电流中,C点电流是错误的,应为0.2A。
【小问4详解】
由电路图可知,L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,所以通过L1的电流等于L2的电流。
23. 小明用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压恒定不变,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在答题卡这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线重新画一根正确连接的导线(连线不要交叉)。
(2)改正图甲电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,造成这种现象的原因可能是小灯泡___________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙(a)所示,为了使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)端移动。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙(b)所示,则此时小灯泡的阻值为___________Ω。
(4)若将小灯泡换成未知阻值的定值电阻,利用图甲改正后的电路,能完成探究的是(填选项字母)___________
A. 探究电流与电压的关系
B. 探究电流与电阻的关系
C. 测量定值电阻阻值
(5)小明又设计了如图丙所示的电路,利用已知阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测未知电阻Rx的阻值。请你帮助他将实验过程补充完整。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电流表的示数,记为I1;
②保持S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电流表测___________(选填“R0”或“Rx”)的电流,记为I2;
③用已知物理量和测量量的符号表示电阻Rx=___________。
【答案】(1) (2)断路
(3) ①. B ②. 12.5 (4)AC
(5) ①. Rx ②.
【解析】
【小问1详解】
电路中,灯泡应该与滑动变阻器串联,电压表应该与灯泡并联,修改如下
【小问2详解】
电流表无示数,说明电路出现断路,电压表示数接近电源电压,说明从电压表两端到电源两极是通路,则应是与电压表并联的小灯泡处发生断路。
【小问3详解】
[1]电压表选择的量程是0~3V,分度值是0.1V,故电压表读数为2.1V,小灯泡正常工作时电压为2.5V,所以需要增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律知,需要减小滑动变阻器的阻值,滑动变阻器的右下端接入电路,故需要将滑片向B端移动。
[2]当电压表示数为2.5V时,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表读数为0.2A,由欧姆定律知,小灯泡正常发光时的电阻为
【小问4详解】
将小灯泡换成未知阻值的定值电阻。探究电流与电压的关系,需要电阻是定值电阻;探究电流与电阻的关系,需要多个定值电阻;测量定值电阻的阻值,需要一个定值电阻。故B不符合题意,AC符合题意。
故选AC。
【小问5详解】
如图丙所示的电路,闭合开关S1、S3,断开开关S2,电路只有R0,电流表的示数为I1,电源电压为U=I1R0。保持S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,电路只有Rx,此时电流表测量通过Rx电流,示数是I2。电阻Rx的阻值是
五、计算题(解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤,只写出最后答案的不能得分)
24. 如图是某同学设计的一个调光电路,滑动变阻器的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。已知小灯泡L在6V电压下工作时,通过它的电流为1A(不考虑灯丝电阻变化)。
求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)当S闭合,把滑动变阻器的滑片移至中点位置时,通过灯泡的电流。
【答案】(1)6Ω (2)0.5A
【解析】
【小问1详解】
灯泡的电阻为
【小问2详解】
当滑动变阻器的滑片移至中点时
此时电路总电阻为
则电路中的电流为
25. 某项目化学习小组自制了一套水果自动筛选装置(如图甲所示),它能将质量小于一定标准的水果自动剔除。其原理如下:传送带上的水果经过检测区间时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变。当水果的质量m<0.1kg时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能。已知:R0=20Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图乙所示。当检测点上没有水果时,电路中的电流为0.1A,g取10N/kg。求:
(1)电源电压。
(2)该装置中UAB应设定为小于多少伏?
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的。若在装置设定电压不变的情况下,只将该装置中R0更换为10Ω,则能够筛选出质量小于多少千克的水果?
【答案】(1)12V (2)3V
(3)0.3kg
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,当检测点上没有水果时,R=100Ω,电源电压
【小问2详解】
当m=0.1kg时,压敏电阻受到的压力
由图乙可知,此时R′=60Ω,电路中的电流
所以该装置中UAB应设定为小于3V。
【小问3详解】
若只将该装置中R0更换为10Ω,当UAB=3V时
压敏电阻的阻值
由图乙知,此时
此时水果的质量
所以,能够筛选出质量小于0.3kg的水果。
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