精品解析：重庆育才中学2024-2025学年九年级上学期第三次自主作业物理试题

重庆育才教育集团初2025届初三（上）第三次自主作业 物理模拟试题（三） 一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共24分。） 1. 下列估测数据最接近实际的是（　　） A. 一节新干电池的电压约为3V B. 人体的安全电压等于36V C. 通过手电筒小灯泡的电流约为0.2A D. 家里电冰箱一天耗电约1kW·h 2. “拔丝红薯”是很多人喜欢的菜品，刚出锅的“拔丝红薯”香气特别浓，夹起一块红薯时就会拉出很长的丝，如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A. 刚出锅时香气特别浓，是因为温度越高，分子无规则运动越剧烈 B. 夹起红薯时会拉出很长的丝，说明分子间存在引力 C. 红薯由生到熟是通过热传递的方式改变内能的 D. 已加热的红薯有内能，未加热的红薯没有内能 3. 关于家庭安全用电和磁的知识，下列说法中正确的是（　　） A. 电路发生了短路，漏电保护器将跳闸 B. 使用测电笔辨别火线、零线时，必须用手直接接触金属笔尾 C. 晚上用电高峰期，家里的白炽灯比正常发光要暗一些，原因是电路中的总电阻增大 D. 磁体和带电体一样，能吸引轻小物体 4. 下列电学知识说法中正确的是（　　） A. 电流是形成电压的原因，有电流就一定有电压 B. 导体两端电压一定时，电流与电阻成正比 C. 电能表是测量用电器电功率的仪表 D. 电热水器是利用电流的热效应工作的用电器 5. 驾乘电动自行车上路时须佩戴安全头盔。名晶同学想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号；电动自行车上的信号接收器接收到信号（相当于闭合）后，再转动电动自行车钥匙（相当于闭合），车才能正常启动。下列图片电路中符合要求的是（　　） A. B. C. D. 6. 近十年，中国高铁从追赶到领跑，实现了完美超越。如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。当激光发生器射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，光照强度减弱，下列说法正确的是（　　） A. 光敏电阻R的阻值减小 B. 电流表的示数增大 C. 电压表的示数减小 D. 电压表与电流表示数之比变大 7. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若灯丝电阻不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B. 当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率减小 C. 将乙灯两端电压为110V时，其实际功率为25W D. 将两灯串联在电压为220V的电路中，乙灯比甲灯亮 8. 如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和的图像分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡的额定功率是0.15W B. 只闭合S、S1时，电路的最小功率为2.25W C. 只闭合S、S2，R1，的滑片在a点，调节，的最大功率是3.375W D. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，电路的最小电功率是1.125W 二、填空题（本题共6个小题，每空1分，作图题每图1分，共12分） 9. 东汉学者王充在《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”，“顿牟掇芥”的意思是摩擦过的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体。琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，可以确定琥珀带的是___________电荷；我国宋代学者___________最早发现了地磁场的南北极与地理的南北极不完全重合。 10. 为了保护视力，某校将教室里的日光灯更换成如图所示的LED护眼灯。每个教室里由同一个开关控制的几盏LED护眼灯的连接方式是_________（选填“串联”或“并联”）；如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 11. 王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km，货车自身质量是6t，货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍，消耗柴油10kg，这一过程中货车牵引力所做的功是_______J，货车发动机的效率是_______（计算结果精确到1%）（g取，） 12. 如图所示，电源电压恒定，甲、乙为电流表或电压表。开关S闭合后，灯L1、L2发光，甲、乙两电表的示数之比是3︰5，则灯L1、L2的电阻之比为______，S断开后，将甲、乙两表换成另一种电表，则在相同时间内L1消耗的电能与电路消耗的总电能之比为______。（灯丝电阻不变） 13. 如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻大于10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω；1A”，小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、接1，在电路安全的情况下，变阻器允许接入电路的最大阻值为15Ω，则电源电压为________V；若闭合开关S、接2，在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，则电阻的阻值为________Ω。 14. （1）请将图示的电灯、开关接入家庭电路中。 （2）请在图中括号内标出通电螺线管的N极或S极； 三、实验探究题（共3小题，15题6分、16题8分、17题8分，共22分） 15. 为了探究并联电路电流规律，小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。 （1）连接电路时，开关应处于___________状态； （2）图乙实物图中，电流表测量图甲中___________处电流（选填“A”、“B”或“C”）； （3）图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流，请你在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线正确连接电路； （4）在测量电流的过程中，闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况，出现该现象的原因是___________； （5）在排除故障后，小星接着多次测量A、B、C三处电流并把其中一次的数据记录在表中，如下表所示电流表测量C处电流的示数如图丁所示，则电流表的示数为___________A。他结合多次数据得出结论：在并联电路中，干路电流___________各支路电流之和。（选填“大于”、“小于”或“等于”） A点的电流 B点的电流 C点的电流 测量数据 0.66 0.42 16. 如图甲所示，是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验的电路图，已知电源电压为6V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，有三种规格的滑动变阻器，分别是甲“40Ω，1A”、乙“50Ω，0.2A”、丙“60Ω，0.4A”。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.12 0.2 0.24 0.28 0.3 0.31 （1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整（要求滑片向右移灯泡变亮）； （2）正确连接电路后，且操作正确，闭合开关S后，小灯泡不发光，那么接下来恰当的实验操作应该是___________（选填序号）； A. 移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况 B. 检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡 C. 检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡 （3）实验结束后，得到了表所示的数据，小明将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡正常发光的电阻，这种数据处理方式是___________（选填“合理”或“不合理”）的，理由是___________；最终可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（除不尽的保留一位小数）； （4）由表中的数据可知选择的滑动变阻器为___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）； （5）完成电阻的测量之后，小明又从表数据中计算出小灯泡的额定功率为___________W； （6）计算结束后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示，如果将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接入电压为3V的电源两端，如图丁所示。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是___________W。 17. 重庆一中的小礼同学用如图甲所示的电路探究“电流与电阻之间的关系”。实验器材如下：电源电压恒为4.5V，电流表、电压表各一个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器三个：（30Ω，1A）、（30Ω，0.3A）、（20Ω，0.5A），开关一个，导线若干。 （1）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）； （2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数变化，而电压表示数始终为零，则可能存在的故障是______（选填序号）； A. 定值电阻短路 B. 定值电阻开路 C. 滑动变阻器短路 （3）排除故障后，小礼依次接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，并根据实验数据画出电流随电阻变化的图像，如图乙所示。通过观察发现：在误差范围内，图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等，由此可以得出a、b两点间电压为______V。 （4）若小礼用20Ω的定值电阻替换15Ω定值电阻接入a、b两点间后，直接闭合开关，电压表的示数会______（选填“变大”或“变小”），接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）移动，并观察______（选填“电流”或“电压”） 表示数； （5）小礼为顺利完成4次实验并得出结论，可知他选用的滑动变阻器是______（选填“”、“”或“”）； （6）当小礼改用30Ω的电阻做第5次实验时，仍用（5）的滑动变阻器继续实验，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，若想顺利完成这5次实验，a、b两点间设定的电压范围为______V。 四、计算题（共3小题，18题6分、19题8分、20题8分，共22分） 18. 如图所示的电路中，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为20，滑动变阻器R2上标有“50；1A”字样。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为0.3A，求： （1）此时电阻R1两端的电压U1； （2）整个电路在10秒内消耗电能是多少？ 19. 图所示的电路中，电源电压不变，R1=5Ω，灯L标有“6V；3W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2标有“45Ω；1A”字样，求： （1）灯泡正常发光时的电阻大小； （2）只闭合S1时，此时灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少； （3）闭合开关S1、S2、S3，在保证电路安全的前提下，求滑动变阻器的最大功率和最小功率之比。 20. 如图甲所示是一款家用滴滤式咖啡壶，通电后，机器将容积为500mL的水箱中的水加热到沸腾，通过喷淋装置将烧开的水喷入滤杯中，实现自动滴滤；滴滤后的咖啡流入下方的滴滤壶中，壶下有自动加热装置，能对滴滤好的咖啡进行保温或加热，简化后的电路如图乙所示，其中R、R0均是发热电阻丝，在某次“自动加热—保温”程序中，电路中的功率随时间变化的关系如图丙所示，加热和保温时，R0的功率之比为16∶1。[已知，]。 求： （1）将初温为40℃装满一箱水加热到100℃，水需要吸收的热量； （2）R0的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有咖啡壶工作，观察到标有“”的电能表转盘在如图丙中的550s内转了40转，此时家庭电路两端的实际电压。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆育才教育集团初2025届初三（上）第三次自主作业 物理模拟试题（三） 一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共24分。） 1. 下列估测数据最接近实际的是（　　） A. 一节新干电池的电压约为3V B. 人体的安全电压等于36V C. 通过手电筒小灯泡的电流约为0.2A D. 家里电冰箱一天耗电约1kW·h 【答案】C 【解析】 【详解】A. 一节新干电池的电压约为1.5V，故A不符合题意； B. 人体的安全电压是不高于36V的电压，故B不符合题意； C. 通过手电筒小灯泡的电流约为0.2~0.5A，故C符合题意； D. 家里电冰箱不是一天24小时连续工作，当冰箱内温度升高到一定温度才开始工作，新型冰箱一天耗电约0.5kW·h，故D不符合题意。 故选C。 2. “拔丝红薯”是很多人喜欢的菜品，刚出锅的“拔丝红薯”香气特别浓，夹起一块红薯时就会拉出很长的丝，如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A. 刚出锅时香气特别浓，是因为温度越高，分子无规则运动越剧烈 B. 夹起红薯时会拉出很长的丝，说明分子间存在引力 C. 红薯由生到熟是通过热传递的方式改变内能的 D. 已加热的红薯有内能，未加热的红薯没有内能 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，故A正确，不符合题意； B．分子间引力和斥力是同时存在的，夹起红薯时会拉出很长的丝，是分子间引力的作用，故B正确，不符合题意； C．红薯由生到熟，是通过高温物体给低温物体加热改变内能，即通过热传递的方式改变内能，故C正确，不符合题意； D．一切物体在任何情况下都有内能，未加热的红薯有内能，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 关于家庭安全用电和磁的知识，下列说法中正确的是（　　） A. 电路发生了短路，漏电保护器将跳闸 B. 使用测电笔辨别火线、零线时，必须用手直接接触金属笔尾 C. 晚上用电高峰期，家里的白炽灯比正常发光要暗一些，原因是电路中的总电阻增大 D. 磁体和带电体一样，能吸引轻小物体 【答案】B 【解析】 【详解】A．电路发生了短路，空气开关会自动断开，漏电保护器不会跳闸，故A错误； B．使用测电笔辨别火线、零线时，必须用手直接接触金属笔尾，若接触的是火线，火线与测电笔、人体及大地形成回路，氖管会发光，但是不能接触金属笔尖，故B正确； C．晚上用电高峰期，家里的白炽灯比正常发光要暗一些，原因是电路中的用电器过多，总电阻减小，导致输电线路分压变大，灯两端电压变小，故C错误； D．磁体只能吸引钢铁一类的物质，带电体可以吸引轻小物体，故D错误。 故选B。 4. 下列电学知识的说法中正确的是（　　） A. 电流是形成电压的原因，有电流就一定有电压 B. 导体两端电压一定时，电流与电阻成正比 C. 电能表是测量用电器电功率的仪表 D. 电热水器是利用电流的热效应工作的用电器 【答案】D 【解析】 【详解】A．电压是形成电流的原因，没有电压，就一定不会有电流；用电器中有电流通过，其两端一定有电压，电压是形成电流的必要条件，故A错误； B．导体两端的电压一定时，流过导体的电流和导体的电阻成反比，故B错误； C．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故C错误； D．电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，是将电能直接转化为内能；电热水器是利用电流的热效应工作的用电器，故D正确。 故选D。 5. 驾乘电动自行车上路时须佩戴安全头盔。名晶同学想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号；电动自行车上的信号接收器接收到信号（相当于闭合）后，再转动电动自行车钥匙（相当于闭合），车才能正常启动。下列图片电路中符合要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，当电动车上的信号接收器（）接收到信号，再转动电动车钥匙（），即只有两个开关都闭合的情况下，车才能正常启动，这说明两 个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确，符合题意；BCD错误，不符合题意； 故选A。 6. 近十年，中国高铁从追赶到领跑，实现了完美超越。如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。当激光发生器射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，光照强度减弱，下列说法正确的是（　　） A. 光敏电阻R的阻值减小 B. 电流表的示数增大 C. 电压表的示数减小 D. 电压表与电流表示数之比变大 【答案】D 【解析】 【详解】由图甲得，光敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测量光敏电阻R的电压，电流表测量电路电流；当激光发生器射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，光照强度减弱； A．由图像得，光照强度减弱，光敏电阻R阻值增大，故A错误； B．光敏电阻R的阻值增大，电路中电阻变大，由欧姆定律得，电压一定时，电路中电流减小，即电流表的示数减小，故B错误； C．电路电流减小，由得，R0两端的电压减小，由串联电路电压特点得，R两端的电压增大，则电压表示数增大，故C错误； D．电压表与电流表示数之比为R的阻值，则比值变大，故D正确。 故选D。 7. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若灯丝电阻不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B. 当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率减小 C. 将乙灯两端的电压为110V时，其实际功率为25W D. 将两灯串联在电压为220V的电路中，乙灯比甲灯亮 【答案】C 【解析】 【详解】由铭牌可知：甲灯的额定电压为220V，额定功率为25W；乙灯的额定电压为220V，额定功率为100W。 A．两灯均正常发光时，由W=Pt可知，工作时间未知，故两灯消耗的电能无法判断，故A错误； B．额定功率是指用电器正常工作时的功率，当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率不变，故B错误； C．根据得，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，若将乙灯接入110伏电路中，实际功率为额定功率的 即 故C正确； D．由题意可知，甲的额定功率小于乙的额定功率，由可知，。两灯串联在220伏的电路中，因为两灯串联，电流相等，因为甲灯的电阻大于乙灯的电阻，由可知，甲灯的实际功率大，甲灯亮，故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和的图像分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡的额定功率是0.15W B. 只闭合S、S1时，电路的最小功率为2.25W C. 只闭合S、S2，R1，的滑片在a点，调节，的最大功率是3.375W D. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，电路的最小电功率是1.125W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，电压表测灯泡两端电压，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，R1的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，由此可知：图乙中，左边的曲线为灯泡的I﹣U图像，则右边的曲线为R1的I﹣U图像；滑片在a点时R1的阻值最小（允许接入的最小阻值），电路中的电流最大，由于灯泡恰好正常发光，则根据I﹣U图像可知：小灯泡正常工作时的电压为1.5V，通过灯泡的电流为0.5A，此时R1两端的电压为3V，则灯泡的额定功率 电源电压 由图可知，电路中的最小电流为0.3A，电路的最小功率 故AB错误； C．由可得R1的滑片在a点时的电阻 由图可知，只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R1与R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；由于串联电路中各处的电流相等，电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流 由P＝UI可得R1的最大功率 故C错误； D．由于电压表采用0～3V量程，根据串联电路分压原理可知当电压表的示数 时，滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R1两端的电压 电路中的最小电流 电路的最小电功率 故D正确。 故选D 二、填空题（本题共6个小题，每空1分，作图题每图1分，共12分） 9. 东汉学者王充在《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”，“顿牟掇芥”的意思是摩擦过的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体。琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，可以确定琥珀带的是___________电荷；我国宋代学者___________最早发现了地磁场的南北极与地理的南北极不完全重合。 【答案】 ①. 负 ②. 沈括 【解析】 【详解】[1]与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，琥珀和带负电的橡胶棒相互排斥，因为同种电荷相互排斥，则琥珀带负电。 [2]在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，故他是世界上最早发现这一事实的人。 10. 为了保护视力，某校将教室里的日光灯更换成如图所示的LED护眼灯。每个教室里由同一个开关控制的几盏LED护眼灯的连接方式是_________（选填“串联”或“并联”）；如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. 并联 ②. 增大 【解析】 【详解】[1]各盏护眼灯能独立工作，连接方式是并联。 [2]打开多媒体设备，电路中用电器增多，支路个数增加，电源电压不变，干路总电流增大。 11. 王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km，货车自身质量是6t，货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍，消耗柴油10kg，这一过程中货车牵引力所做的功是_______J，货车发动机的效率是_______（计算结果精确到1%）（g取，） 【答案】 ①. ②. 42%⁠ 【解析】 【详解】[1]货车做匀速直线运动牵引力等于阻力 牵引力所做的功是 [2]根据求货车发动机的效率是 12. 如图所示，电源电压恒定，甲、乙为电流表或电压表。开关S闭合后，灯L1、L2发光，甲、乙两电表的示数之比是3︰5，则灯L1、L2的电阻之比为______，S断开后，将甲、乙两表换成另一种电表，则在相同时间内L1消耗的电能与电路消耗的总电能之比为______。（灯丝电阻不变） 【答案】 ①. 2︰3 ②. 3︰5 【解析】 【详解】[1]闭合开关后，两灯均发光，说明甲、乙均为电压表，灯L1、L2串联，电压表甲测量L1两端的电压，电压表乙测量电源电压；甲、乙两电表的示数之比是3︰5，由串联电路电压的规律可知，L1、L2两端的电压之比为2︰3，根据串联分压知，灯L1、L2的电阻之比为2︰3。 [2]S断开后，将甲、乙两表换成电流表，灯L1、L2并联，电流表甲测量干路电流，电流表乙测量通过L2的电流；由并联分流知，通过L1的电流与干路电流之比为3︰5，L1两端的电压等于电源电压，根据W＝UIt知，在相同时间内L1消耗的电能与电路消耗的总电能之比为3︰5。 13. 如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻大于10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω；1A”，小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、接1，在电路安全的情况下，变阻器允许接入电路的最大阻值为15Ω，则电源电压为________V；若闭合开关S、接2，在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，则电阻的阻值为________Ω。 【答案】 ①. 4.5 ②. 40 【解析】 【详解】[1]当闭合开关S、接1，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端电压，根据串联分压知识可知，变阻器阻值越大，分压越多，电压表量程为0～3V，则变阻器最大分压为3V，故变阻器两端电压为3V，通过变阻器的电流大小为 由图乙可知，当通过灯泡的电流为0.2A时，其两端的电压为1.5V。则电源电压为 [2]若闭合开关S、接2，定值电阻和变阻器串联，电压表测量变阻器两端电压，电流表测量串联电路的电流。当变阻器阻值最大时，电源电压可表示为 ① 当变阻器阻值最小，即阻值为0时，电路中电流最大，电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，则电源电压可表示为 ② 联立①②式可得，，，故R1的阻值为40Ω。 14. （1）请将图示的电灯、开关接入家庭电路中。 （2）请在图中括号内标出通电螺线管的N极或S极； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 电路正确接法是：火线进入开关，经灯泡到达零线，这样在断开开关就能切断火线，更换灯泡不会发生触电事故，接法如图所示 【小问2详解】 由图可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出；由安培定则可知，通电螺线管的右端为N极。如图所示 三、实验探究题（共3小题，15题6分、16题8分、17题8分，共22分） 15. 为了探究并联电路的电流规律，小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。 （1）连接电路时，开关应处于___________状态； （2）图乙实物图中，电流表测量图甲中___________处电流（选填“A”、“B”或“C”）； （3）图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流，请你在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线正确连接电路； （4）在测量电流的过程中，闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况，出现该现象的原因是___________； （5）在排除故障后，小星接着多次测量A、B、C三处电流并把其中一次的数据记录在表中，如下表所示电流表测量C处电流的示数如图丁所示，则电流表的示数为___________A。他结合多次数据得出结论：在并联电路中，干路电流___________各支路电流之和。（选填“大于”、“小于”或“等于”） A点的电流 B点的电流 C点的电流 测量数据 0.66 0.42 【答案】（1）断开 （2）A （3） （4）电流表未调零 （5） ①. 0.24 ②. 在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和 【解析】 【小问1详解】 连接电路时，为了电路安全，开关处于断开状态。 【小问2详解】 图乙电流的电流表测量的是干路中的电流，故电流表测量的是A处的电流。 【小问3详解】 要使电流表测量C处的电流，电流表应该与L2串联，在L2所在的支路，连接电路如图： 【小问4详解】 如图丙所示，在开关闭合前电流表就在零刻度左侧，出现该现象的原因是：电流表没有调零。 【小问5详解】 [1]由图丁可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，C点的电流为 0.24A。 [2]由表中的数据可得 结合多次数据得出结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。 16. 如图甲所示，是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验的电路图，已知电源电压为6V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，有三种规格的滑动变阻器，分别是甲“40Ω，1A”、乙“50Ω，0.2A”、丙“60Ω，0.4A”。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.12 0.2 024 0.28 0.3 0.31 （1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整（要求滑片向右移灯泡变亮）； （2）正确连接电路后，且操作正确，闭合开关S后，小灯泡不发光，那么接下来恰当的实验操作应该是___________（选填序号）； A. 移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况 B. 检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡 C. 检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡 （3）实验结束后，得到了表所示的数据，小明将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡正常发光的电阻，这种数据处理方式是___________（选填“合理”或“不合理”）的，理由是___________；最终可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（除不尽的保留一位小数）； （4）由表中的数据可知选择的滑动变阻器为___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）； （5）完成电阻的测量之后，小明又从表数据中计算出小灯泡的额定功率为___________W； （6）计算结束后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示，如果将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接入电压为3V的电源两端，如图丁所示。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是___________W。 【答案】（1） （2）A （3） ①. 不合理 ②. 灯泡的电阻随温度的变化而变化 ③. 8.3 （4）丙 （5）0.75 （6）0.2 【解析】 【小问1详解】 要使滑片向右移动时灯泡变亮，应该使滑片向右移动时，其阻值变小，所以应该将滑动变阻器右下端的接线柱和电源负极相连，如下图所示： 【小问2详解】 灯泡不发光，有可能是电路的总阻值过大，导致通过灯泡的电流太小，使得灯泡的实际功率过小，所以接下来的操作应该是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况。故A符合题意。 【小问3详解】 [1][2]因为灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以将算得的电阻值取平均值不合理。 [3]由欧姆定律公式变形可得，灯泡正常发光时的电阻 【小问4详解】 由第1次实验数据可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，电路中的电流为0.12A，由串联电路的电压规律可得，滑动变阻器两端的电压 U1=U-UL=6V-0.5V=5.5V 由欧姆定律公式变形可得，滑动变阻器此时电阻 所以滑动变阻器甲不符合题意，又因为实验过程中测得的最大电流为0.31A，所以滑动变阻器乙也不符合题意，故实验选择的滑动变阻器为丙。 【小问5详解】 由电功率公式可得小灯泡的额定功率 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W 【小问6详解】 由表格数据可知，通过小灯泡的电流越小，灯泡的电功率越小，所以当滑动变阻器的阻值最大时，灯泡的电功率最小。串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压，即 I′L×10Ω+U′L=3V 根据丙图可知，当通过灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端电压为1V，能够使得上式成立，此时灯泡的功率 P′L=U′LI′L=1V×0.2A=0.2W 17. 重庆一中的小礼同学用如图甲所示的电路探究“电流与电阻之间的关系”。实验器材如下：电源电压恒为4.5V，电流表、电压表各一个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器三个：（30Ω，1A）、（30Ω，0.3A）、（20Ω，0.5A），开关一个，导线若干。 （1）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）； （2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数变化，而电压表示数始终为零，则可能存在的故障是______（选填序号）； A. 定值电阻短路 B. 定值电阻开路 C. 滑动变阻器短路 （3）排除故障后，小礼依次接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，并根据实验数据画出电流随电阻变化的图像，如图乙所示。通过观察发现：在误差范围内，图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等，由此可以得出a、b两点间电压为______V。 （4）若小礼用20Ω的定值电阻替换15Ω定值电阻接入a、b两点间后，直接闭合开关，电压表的示数会______（选填“变大”或“变小”），接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）移动，并观察______（选填“电流”或“电压”） 表示数； （5）小礼为顺利完成4次实验并得出结论，可知他选用的滑动变阻器是______（选填“”、“”或“”）； （6）当小礼改用30Ω的电阻做第5次实验时，仍用（5）的滑动变阻器继续实验，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，若想顺利完成这5次实验，a、b两点间设定的电压范围为______V。 【答案】（1）A （2）A （3）2 （4） ①. 变大 ②. A ③. 电压 （5）R1 （6）2.25~3 【解析】 【小问1详解】 为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于阻值最大端，需远离下面的接线柱，即滑片置于A端。 【小问2详解】 闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数变化，说明电路是通路，而电压表示数始终为零，说明定值电阻两端的电压为零，则可能存在的故障是定值电阻短路，故选A。 【小问3详解】 在误差范围内，图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等，即U=IR不变，大小为 U=IR=0.1A×20Ω=0.2A×10Ω=0.4A×5Ω=2V 【小问4详解】 [1]根据串联分压原理可知，用20Ω的定值电阻替换15Ω定值电阻，电阻变大，其分得的电压变大，故直接闭合开关，电压表的示数会变大。 [2][3]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动， 并观察电压表示数，使电压表的示数不变，再读取电流表的示数。 【小问5详解】 当5Ω接入电路时，电流为0.4A，由于R2的额定电流为0.3A，小于0.4A，故不能选滑动变阻器R2；定值电阻两端的电压为2V，电源电压三节干电池电压为4.5V，则滑动变阻器的电压为2.5V，根据串联电压之比得 当定值电阻接入最大时，滑动变阻器阻值最大，于是有 解R滑=25Ω，故应选择“30Ω 1A”得滑动变阻器R1。 【小问6详解】 根据电流表量程，电路的最大电流为0.6A，这时对应的电阻最小，故控制的最大电压为 U大=IRmin=0.6A×5Ω=3V 根据串联电路电压的规律和分压原理有： 方程左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大为30Ω时，对应的定值电阻电阻为30Ω，此时对应的电压表示数最小，所以有 解得U定=2.25V，即控制的最小电压为2.25V。故控制定值电阻两端的电压范围为2.25~3V。 四、计算题（共3小题，18题6分、19题8分、20题8分，共22分） 18. 如图所示的电路中，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为20，滑动变阻器R2上标有“50；1A”字样。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为0.3A，求： （1）此时电阻R1两端的电压U1； （2）整个电路在10秒内消耗的电能是多少？ 【答案】（1）6V；（2）36J 【解析】 【详解】解：（1）由可知，电阻R1两端的电压 （2）整个电路在10秒内消耗的电能 答：（1）此时电阻R1两端的电压U1是6V； （2）整个电路在10秒内消耗的电能是36J。 19. 图所示的电路中，电源电压不变，R1=5Ω，灯L标有“6V；3W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2标有“45Ω；1A”字样，求： （1）灯泡正常发光时的电阻大小； （2）只闭合S1时，此时灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少； （3）闭合开关S1、S2、S3，在保证电路安全的前提下，求滑动变阻器的最大功率和最小功率之比。 【答案】（1）12Ω；（2）8.5V；（3）90:17 【解析】 【详解】解：（1）由得，灯泡正常发光时的电阻 （2）只闭合S1时，此时灯泡L恰好正常发光，灯泡L与电阻R1串联，电路中的电流为 欧姆定律得，电阻R1得电压 电源电压为 （3）当闭合开关S1、S2、S3，灯泡L被短路，电阻R1与滑动变阻器R2并联，电压表测量电源电压，电压表的量程为0~15V，电源电压8.5V，因此滑动变阻器的滑片怎么滑动，电压表始终安全，电流表量程为0~3A，理论上电路最大总电流为3A，但是滑动变阻器的规格是“45Ω；1A”，滑动变阻器的最大电流为1A，电阻R1电流为 滑动变阻器的最大电流为1A，滑动变阻器的最大功率 当滑动变阻器接入电路中电阻最大为45Ω时，滑动变阻器的功率最小，为 滑动变阻器的最大功率和最小功率之比 答：（1）灯泡正常发光时的电阻大小12Ω； （2）只闭合S1时，此时灯泡L恰好正常发光，则电源电压是8.5V； （3）滑动变阻器的最大功率和最小功率之比90:17。 20. 如图甲所示是一款家用滴滤式咖啡壶，通电后，机器将容积为500mL的水箱中的水加热到沸腾，通过喷淋装置将烧开的水喷入滤杯中，实现自动滴滤；滴滤后的咖啡流入下方的滴滤壶中，壶下有自动加热装置，能对滴滤好的咖啡进行保温或加热，简化后的电路如图乙所示，其中R、R0均是发热电阻丝，在某次“自动加热—保温”程序中，电路中的功率随时间变化的关系如图丙所示，加热和保温时，R0的功率之比为16∶1。[已知，]。 求： （1）将初温为40℃装满的一箱水加热到100℃，水需要吸收的热量； （2）R0的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有咖啡壶工作，观察到标有“”的电能表转盘在如图丙中的550s内转了40转，此时家庭电路两端的实际电压。 【答案】（1）；（2）110Ω；（3）200V 【解析】 【详解】解：（1）装满的一箱水，所以，水的质量就是水箱的容积 水吸收的热量是 （2）由电路图可知，当开关接c时，电路为R0的简单电路，根据及图乙可知，自动加热挡，功率为440W，所以，R0的阻值是 （3）“”表示电路中每消耗电能，电能表的转盘转1800转，咖啡壶工作时，电能表转盘550s内转了40转，咖啡壶消耗的实际电能是 咖啡壶在加热工作时，电路为R0的简单电路，功率为440W，即，又因为加热和保温时，R0的功率之比为16∶1，所以，R0的在保温时的功率为 当开关接b时，咖啡壶在保温工作，根据可知，整个电路中的电流为 则咖啡壶在保温工作时的总电阻为 当开关接c时，咖啡壶在加热工作时，电路为R0的简单电路，工作110s消耗的电能是 当开关接b时， R0和R串联，咖啡壶在保温工作时，，工作440s消耗的电能是 由题可知 即 解得 答：（1）将初温为40℃装满的一箱水加热到100℃，水需要吸收的热量是； （2）R0的阻值是110Ω； （3）家庭电路两端的实际电压是200V。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $