精品解析:重庆复旦中学教育集团2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题
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内容正文:
重庆复旦中学教育集团2024-2025学年度上期期中考试
初2025届物理试题
尊重自己!爱护复旦!复旦过去的光荣,将来的灿烂,全赖我们共同爱护,共同发展!同学:今天在考试的时候,不要忘记自己!不要忘记复旦!考场秩序井然,人人洁身自爱。
本试卷分为I卷和Ⅱ卷,物理、化学合堂考试,考试时间120分钟,满分80分。请将答案工整地书写在答题卡上。
I卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
【原创】
1. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人体的安全电压约为36V
B. 实验用小灯泡的电阻约为500Ω
C. 我国家庭电路电压为220V
D. 教室空调正常工作电流大约1A
【原创】
2. 下列说法正确的是( )
A. 梳头时头发会随梳子一起“飞”起来,因为梳子和头发带同种电荷
B. 陶瓷碗、玻璃花瓶都是绝缘体,所以都不能够带电
C. 金属导体容易导电,因为其内部有大量的自由电子
D. 电路中的电流方向,总是从电源正极流向负极
【原创】
3. 根据欧姆定律变形得,下列说法正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 电阻是导体本身的一种性质,它的大小与电压和电流无关
4. 2022冬奥会闭幕式,通过丰富的科技手段和艺术化诠释,以简约风格展现了中国式的浪漫。梦幻五环缓缓升起,雪花火炬台慢慢降落。当电源开关S1闭合时舞台灯亮起,当按下开关S2时,电动机才能启动控制火炬台降落;若舞台灯不亮,电动机也不能启动。下列电路设计符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【原创】
5. 如图所示,电路正常工作,开关S由断开到闭合时,电压表的示数将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【改编】
6. 如图所示的电路中,三只电流表A1、A2、A3测量电流值分别为I1、I2、I3,则下列表达式正确的是( )
A. I1=I2=I3 B. I1=I2+I3 C. I1-I2=I3 D. I1>I2>I3
【原创】
7. 在如图所示的电路中,①②③是电流表或者电压表。开关S闭合后,(不考虑温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A. 若灯泡L1、L2同时发光,则①③不能是同种电表
B. 若①③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2的电阻之比为5︰1
C. 若①③都是电压表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2的电阻之比为4︰1
D. 若②③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2都能发光
【原创】
8. 如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P滑至a端时,电流表示数为1.5A;当S断开,滑片P滑到变阻器中点时,电压表示数为9V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)下列选项正确的是( )
A. 灯泡的电阻为36Ω
B. 滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C. 断开开关S,若电流表量程换为0~0.6A,灯泡两端的最大电压为10.8V
D. 闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑至b端时,电流表示数为1A
Ⅱ卷
二、填空作图题(每空1分,14题作图2分,共12分)
9. 1826年德国物理学家___________归纳总结出了“导体中的电流与电压、电阻的关系”;后来人们为了纪念他做出的贡献,将他的名字作为物理量___________的单位。
【原创】
10. 某定值电阻接在15V的电路中,通过它的电流是0.5A,则它的阻值是___________;当两端电压降为0V时,其电阻为___________。
【原创】
11. 如图所示,两根等长镍铬合金棒AB、CD连接在一起接入同一电路中,则AB段电阻___________CD段电阻,流过AB段的电流___________流过CD段的电流(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【原创】
12. 有一只小灯泡,它的电阻为6Ω,正常发光时所需的电压为3V;若把它接在8V的电源上,要使它正常工作,则需___________联一个___________Ω的电阻。
【原创】
13. 定值电阻R1、R2规格分别是“25Ω 0.8A”、“15Ω 1A”。串联使用时,为了两个电阻的安全,总电压不能超过___________V;并联使用时,为了两个电阻的安全,干路电流不能超过___________A。
14. 根据图中的实物图,在右边虚线框内绘制出相应的电路图。
三、实验与探究题(第15题6分,第16题8分,第17题8分,每空1分,共22分)
【改编】
15. 小明在“探究串联电路电压的规律”的实验中,设计了如图甲所示的电路。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
(1)连接电路时,开关应处于___________状态,此时,小明发现电压表指针如图乙所示,分析出现这种现象的原因是电压表___________。
(2)小明完成了实验,并把数据记录在上表中。分析实验数据得出两个实验结论: A.串联电路两端的总电压等于部分元件两端电压之和;B.串联电路中,各部分元件两端的电压相等。实验结束后小明和小华互相交流讨论,小华指出结论B是错误的,造成这一结论错误的原因是___________。另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是___________。
(3)小明实验中为了节省时间,利用原来的电路图,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,并把接线改接到C接点上,这个方法不能测出L2两端的电压,理由是___________。
(4)小华直接将电压表接在电源两端,开关断开时,两只小灯泡不发光,电压表示数为3V;再将开关闭合,两只小灯泡均发光,此时电压表的示数变为2.8V,请你解释电压表示数减小的可能原因___________。
【改编】
16.
(1)探究“通过导体的电流与它两端电压关系”的实验中,在小灯泡和定值电阻中应选用___________作为实验器材,理由是___________。
(2)用笔划线完成图甲中的实物电路连接(你所选的器材在图中用“接线板”代替),并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑片,电流表均无示数,电压表示数接近电源电压,电路故障原因可能是___________。
(4)更正电路并检查无误后,小明通过实验得出了下表中的数据,请读出图乙中电压表的示数,并记录在表中最后一列的空格处。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.24
(5)分析表2中数据,可以得出结论:___________。
(6)在研究电流与电阻的关系实验时,当用10Ω电阻R1连接在接线板间测得电压为2V后,断开开关,用20Ω电阻替换接线板间电阻R1,然后闭合开关,应将滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动,直到观察到___________时,才能读出此时电流表的示数。
【改编】
17. 小涛设计出如图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。
(1)测量定值电阻Rx阻值的实验原理是___________;
(2)小涛按同一电路图连接实物图,刚连接最后一根导线时,电流表、电压表均发生明显偏转且超过其最大测量值。请你找出实验操作中不妥当之处:___________;___________;___________;
(3)改进并重新检查电路连接无误后,移动滑片,当电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为___________A,则待测电阻的阻值为___________Ω;
(4)实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,目的是___________;
(5)上述实验完成后,小林想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为I1;
②再将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电流表的示数为I2;
则滑动变阻器最大阻值Rx=___________(用I1、I2和R0表示)。
四、论述与计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共20分。解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案的不能得分。)
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。求:
(1)电源电压U为多少V?
(2)电阻R2的阻值为多少Ω?
【改编】
19. 如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的阻值范围。
(2)R0的阻值。
(3)电源电压。
20. 如图是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小重、小外的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小外测量时,滑片恰在电阻棒距离b端的位置,则根据题中提供的信息试计算:
小重
小外
A表示数
0.25
0.20
V表示数
5.0
6.0
身高
_______
1.7
(1)定值电阻的阻值大小;
(2)电阻棒ab的最大阻值;
(3)小重的身高为多少。
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重庆复旦中学教育集团2024-2025学年度上期期中考试
初2025届物理试题
尊重自己!爱护复旦!复旦过去的光荣,将来的灿烂,全赖我们共同爱护,共同发展!同学:今天在考试的时候,不要忘记自己!不要忘记复旦!考场秩序井然,人人洁身自爱。
本试卷分为I卷和Ⅱ卷,物理、化学合堂考试,考试时间120分钟,满分80分。请将答案工整地书写在答题卡上。
I卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
【原创】
1. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人体的安全电压约为36V
B. 实验用小灯泡的电阻约为500Ω
C. 我国家庭电路电压为220V
D. 教室空调正常工作电流大约1A
【答案】C
【解析】
【详解】A.经实验证明,只有不高于36V的电压对人体才是安全的,故A错误,不符合题意;
B.实验用小灯泡的规格一般为“1.5V 0.3A”,可知其电阻为5Ω,故B错误,不符合题意;
C.我国家庭电路中使用的电压是220V的交流电,故C正确,符合题意;
D.教室里所用的空调正常工作时功率约为1000W,故电流约为
故D错误,不符合题意。
故选 C。
【原创】
2. 下列说法正确的是( )
A. 梳头时头发会随梳子一起“飞”起来,因为梳子和头发带同种电荷
B. 陶瓷碗、玻璃花瓶都是绝缘体,所以都不能够带电
C. 金属导体容易导电,因为其内部有大量的自由电子
D. 电路中的电流方向,总是从电源正极流向负极
【答案】C
【解析】
【详解】A.梳头时头发会随梳子一起“飞”起来,是因为梳子和头发摩擦时带上了异种电荷,异种电荷相互吸引的缘故,故A错误;
B.不容易导电的物体叫绝缘体,容易导电的物体叫导体,陶瓷碗、玻璃花瓶都是绝缘体,但能够带电,故B错误;
C.对于金属导体,其内部存在的自由电荷就是自由电子,金属导体容易导电是因为内部有大量的自由电子,故C正确;
D.电源内部电流方向从负极流向正极,故D错误。
故选C。
【原创】
3. 根据欧姆定律变形得,下列说法正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 电阻是导体本身的一种性质,它的大小与电压和电流无关
【答案】D
【解析】
【详解】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,与导体两端的电压和通过的电流无关,故ABC错误,D正确。
故选D 。
4. 2022冬奥会闭幕式,通过丰富的科技手段和艺术化诠释,以简约风格展现了中国式的浪漫。梦幻五环缓缓升起,雪花火炬台慢慢降落。当电源开关S1闭合时舞台灯亮起,当按下开关S2时,电动机才能启动控制火炬台降落;若舞台灯不亮,电动机也不能启动。下列电路设计符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合开关S2时,会出现电源短路的情况,故A不符合题意;
B.只有同时闭合两个开关时,灯才会亮起,但题中要求电源开关S1闭合时舞台灯亮起,故B 不符合题意;
C.当电源开关S1闭合时,灯处于通路状态,舞台灯亮起,此时电动机为断路状态,不工作;S2闭合,电动机才能启动。且只闭合S2时,电动机仍为断路,即电动机不能单独工作,故C符合题意;
D.灯和电动机分别在不同的支路上,若只闭合S2电动机为通路,但题中要求若舞台灯不亮,电动机也不能启动,故D不符合题意。
故选C。
【原创】
5. 如图所示,电路正常工作,开关S由断开到闭合时,电压表的示数将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】开关S断开时,电压表由于与电源相连通,示数为电源电压;当闭合后,两灯泡串联,电压表测量L1两端电压,根据串联电路的电压特点可知,L1两端的电压小于电源电压,所以,当开关S由断开到闭合时,电压表的示数变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【改编】
6. 如图所示的电路中,三只电流表A1、A2、A3测量电流值分别为I1、I2、I3,则下列表达式正确的是( )
A. I1=I2=I3 B. I1=I2+I3 C. I1-I2=I3 D. I1>I2>I3
【答案】D
【解析】
【详解】根据电路图可知,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2、L3的电流,电流表A3测量L3的电流,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2>I3,故ABC错误,D正确。
故选D。
【原创】
7. 在如图所示的电路中,①②③是电流表或者电压表。开关S闭合后,(不考虑温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A. 若灯泡L1、L2同时发光,则①③不能是同种电表
B. 若①③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2的电阻之比为5︰1
C. 若①③都是电压表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2的电阻之比为4︰1
D. 若②③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡L1、L2都能发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果①③都是电流表,②是电压表,则灯泡L1 、L2并联,开关S闭合后,两灯同时发光;如果①③都是电压表,②是电流表,则灯泡L1 、L2串联,开关S闭合后,两灯同时发光,故①③可以是同种电表,故A错误;
B.若①③都是电流表,②是电压表,则灯泡L1 、L2并联,①测干路电流I,③测通过L2的电流I2,由于指针偏转角度相同,通过L2的电流与干路电流的比
两灯泡的电流之比
并联电路电压相同,据并联分流关系得灯泡L1、L2的电阻比
故B错误;
C.若①③都是电压表,②是电流表,①测L2两端电压U2,③测L1、L2两端电压U,由于指针偏转角度相同,L2两端电压U2与L1、L2两端电压U的比
两灯泡的电压之比
串联电路电流相同,据串联分压关系得灯泡L1、L2的电阻比
故C正确;
D.若②③都是电流表,两灯被短路,都不能发光,故D错误。
故选C。
【原创】
8. 如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P滑至a端时,电流表示数为1.5A;当S断开,滑片P滑到变阻器中点时,电压表示数为9V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)下列选项正确的是( )
A. 灯泡的电阻为36Ω
B. 滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C. 断开开关S,若电流表量程换为0~0.6A,灯泡两端的最大电压为10.8V
D. 闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑至b端时,电流表示数为1A
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P滑至a端时,灯泡L与R的最大阻值并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以根据欧姆定律,干路电流为
当S断开,滑片P滑到变阻器中点时,灯泡L与串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电压表示数为9V,正好是电源电压的一半,根据串联电路分压特点可得到灯泡的电阻和滑动变阻器电阻的一半相等,即
代入式子
中,解得:R=36Ω,RL=18Ω。故AB错误;
C.断开开关S,灯泡与滑动变阻器串联,若电流表量程换为0~0.6A,不考虑温度对灯丝电阻的影响,当电路电流最大为0.6A时,灯泡两端的电压最大,由可得为
故C正确;
D.闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑至b端时,灯泡短路,滑动变阻器以最大阻值36Ω接入电路,则电流表示数为
故D错误。
故选C。
Ⅱ卷
二、填空作图题(每空1分,14题作图2分,共12分)
9. 1826年德国物理学家___________归纳总结出了“导体中的电流与电压、电阻的关系”;后来人们为了纪念他做出的贡献,将他的名字作为物理量___________的单位。
【答案】 ①. 欧姆 ②. 电阻
【解析】
【详解】[1]归纳总结出导体中电流与电压、电阻关系:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比的是物理学家欧姆。
[2]为了纪念他,用他的名字作为电阻的单位,即电阻的单位为欧姆。
【原创】
10. 某定值电阻接在15V的电路中,通过它的电流是0.5A,则它的阻值是___________;当两端电压降为0V时,其电阻为___________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由欧姆定律得,定值电阻的阻值
[2]电阻是导体的一种特性,其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过它的电流无关,由此可知当定值电阻两端电压为0V时,其阻值仍为30Ω。
【原创】
11. 如图所示,两根等长镍铬合金棒AB、CD连接在一起接入同一电路中,则AB段电阻___________CD段电阻,流过AB段的电流___________流过CD段的电流(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 大于 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]由图可知,镍铬合金棒AB与CD是串联的,长度相同,材料相同,AB段的横截面积小,AB段电阻大,CD段电阻小。
[2]串联电路中电流处处相等,通过两段的电流相等。
【原创】
12. 有一只小灯泡,它的电阻为6Ω,正常发光时所需的电压为3V;若把它接在8V的电源上,要使它正常工作,则需___________联一个___________Ω的电阻。
【答案】 ①. 串 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]小灯泡正常工作电压为3V,根据串联电路的分压特点可知,要使小灯泡在8V的电源上正常发光应串联一个电阻分压,此时小灯泡两端的电压为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压
因串联电路各处的电流相等,所以,电路中的电流
即
解得R=10Ω。
【原创】
13. 定值电阻R1、R2规格分别是“25Ω 0.8A”、“15Ω 1A”。串联使用时,为了两个电阻的安全,总电压不能超过___________V;并联使用时,为了两个电阻的安全,干路电流不能超过___________A。
【答案】 ①. 32 ②. 1.6
【解析】
【详解】[1]因串联电路中各处的电流相等,所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I1=0.8A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的最大总电压U=I(R1+R2)=0.8A×(25Ω+15Ω)=32V
[2]两个电阻的额定电压U1=I1R1=0.8A×25Ω=20V,U2=I2R2=1A×15Ω=15V
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两只电阻并联时,电源的最大总电压U′=U2=15V
通过R1的电流
通过R2的电流是1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的最大电流I′=I′1+I2=0.6A+1A=1.6A
14. 根据图中的实物图,在右边虚线框内绘制出相应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,两个灯泡并联,开关S1在干路中,开关S2和灯泡L2在一条支路,电路图如图所示:
三、实验与探究题(第15题6分,第16题8分,第17题8分,每空1分,共22分)
【改编】
15. 小明在“探究串联电路电压的规律”的实验中,设计了如图甲所示的电路。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
(1)连接电路时,开关应处于___________状态,此时,小明发现电压表指针如图乙所示,分析出现这种现象的原因是电压表___________。
(2)小明完成了实验,并把数据记录在上表中。分析实验数据得出两个实验结论: A.串联电路两端的总电压等于部分元件两端电压之和;B.串联电路中,各部分元件两端的电压相等。实验结束后小明和小华互相交流讨论,小华指出结论B是错误的,造成这一结论错误的原因是___________。另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是___________。
(3)小明实验中为了节省时间,利用原来的电路图,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,并把接线改接到C接点上,这个方法不能测出L2两端的电压,理由是___________。
(4)小华直接将电压表接在电源两端,开关断开时,两只小灯泡不发光,电压表示数为3V;再将开关闭合,两只小灯泡均发光,此时电压表的示数变为2.8V,请你解释电压表示数减小的可能原因___________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 电压表指针未调零
(2) ①. 选用相同规格的小灯泡进行实验探究 ②. 只测了一组实验数据,实验次数太少,实验结论不具有普遍性
(3)电压表正负接线柱接反了
(4)电源内阻、导线、开关等分压。
【解析】
【小问1详解】
[1]连接电路时,开关应断开,以保护电路。
[2]未闭合开关,由图知电压表指针指在零刻度线左侧,说明电压表指针未调零。
【小问2详解】
[1]由表格数据可知,串联电路两小灯泡电压相同,是使用了相同规格的小灯泡,应当用规格不同的灯泡进行实验。
[2]实验只进行了一次,没有多次实验,实验结论存在偶然性。
【小问3详解】
[1]由图知,A点原先连接电源正极和电压表正接线柱,改接C点,将连接电源负极和电压表正接线柱,故将导致电压表反偏。
【小问4详解】
[1]电源,导线,开关均存在电阻,当开关断开,电压表测量电源总电压;当开关闭合时,电源内阻的其它元件分走部分电压,两只小灯泡的电压之和不等于电源总电压,故闭合开关,电压表示数会减小。
【改编】
16.
(1)探究“通过导体的电流与它两端电压关系”的实验中,在小灯泡和定值电阻中应选用___________作为实验器材,理由是___________。
(2)用笔划线完成图甲中的实物电路连接(你所选的器材在图中用“接线板”代替),并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑片,电流表均无示数,电压表示数接近电源电压,电路故障原因可能是___________。
(4)更正电路并检查无误后,小明通过实验得出了下表中的数据,请读出图乙中电压表的示数,并记录在表中最后一列的空格处。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.24
(5)分析表2中数据,可以得出结论:___________。
(6)在研究电流与电阻的关系实验时,当用10Ω电阻R1连接在接线板间测得电压为2V后,断开开关,用20Ω电阻替换接线板间电阻R1,然后闭合开关,应将滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动,直到观察到___________时,才能读出此时电流表的示数。
【答案】(1) ①. 定值电阻 ②. 实验需要保持电阻大小不变,而小灯泡电阻会因温度升高而变大。
(2)如图所示
(3)定值电阻断路 (4)2.4
(5)当导体电阻大小不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比。
(6) ①. 右 ②. 电压表示数为2V
【解析】
【小问1详解】
[1][2]探究“通过导体的电流与它两端电压关系”的实验中,应保持电阻大小不变,而小灯泡电阻因温度升高而发生变化,故应选择定值电阻。
【小问2详解】
由题知,滑片位于最右侧,要使滑动变阻器阻值最大,则应连接左下方接线柱,如图所示
【小问3详解】
[1]电流表无示数,说明可能断路或者阻值太大,又电压表接近电源电压,说明有电流通过电压表,故可能是定值电阻断路。
【小问4详解】
[1]由图知,电压表连接小量程,读数为2.4V。
【小问5详解】
[1]分析数据可知,电流与电压比值不变,电压增大几倍,电流就增大几倍,故结论为:当导体电阻大小不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比。
【小问6详解】
[1][2]将10Ω电阻换成20Ω时,电阻增大,分得的电压也增大,即电压表示数也增大,研究电流与电阻的关系实验时,应保持电压表示数不变,故需要减小电压表示数,根据串联电路电压规律应增大滑动变阻器两端电压,根据串联分压的规律可知,应增大滑动变阻器的阻值,故应向右移动滑动变阻器,使电压表示数减小至2V,才可以继续试验。
【改编】
17. 小涛设计出如图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。
(1)测量定值电阻Rx阻值的实验原理是___________;
(2)小涛按同一电路图连接实物图,刚连接最后一根导线时,电流表、电压表均发生明显偏转且超过其最大测量值。请你找出实验操作中不妥当之处:___________;___________;___________;
(3)改进并重新检查电路连接无误后,移动滑片,当电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为___________A,则待测电阻的阻值为___________Ω;
(4)实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,目的是___________;
(5)上述实验完成后,小林想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为I1;
②再将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电流表的示数为I2;
则滑动变阻器最大阻值Rx=___________(用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)
(2) ①. 连接电路时,开关没有断开 ②. 电路中的电阻较小,滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置 ③. 电流表、电压表量程选小了
(3) ①. 0.4 ②. 6
(4)减小误差 (5)
【解析】
【小问1详解】
测量定值电阻的阻值,需要测量电压和电流,由得到定值电阻的阻值,实验原理是。
【小问2详解】
[1][2][3]接完最后一根导线,电流表、电压表有示数,说明连接电路时,开关没有断开;电流表、电压表示数较大,超过其最大测量值,说明电路中的电阻较小,滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置,电流表、电压表量程选小了。
【小问3详解】
[1][2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A,待测电阻的阻值为
【小问4详解】
改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,从而得到多组数据,以便可以求平均值,达到减小误差的目的。
【小问5详解】
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时滑动变阻器连入电路的电阻为0,电路为定值电阻R0的简单电路,读出电流表的示数为I1,则电源电压为U=I1R0
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时滑动变阻器连入电路的电阻为最大阻值Rx,电路为滑动变阻器与定值电阻R0的串联电路,读出电流表的示数为I2,则此时电路的总电阻为
滑动变阻器最大阻值
四、论述与计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共20分。解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案的不能得分。)
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。求:
(1)电源电压U为多少V?
(2)电阻R2的阻值为多少Ω?
【答案】(1)6V;(2)12Ω
【解析】
【详解】解:(1)如图所示的电路中,电流表A1与R1串联,所以测量的是R1的电流,电流A在干路上,所以测量干路的电流,所以A1示数是0.3A,A示数是0.8A,所以电源电压为
(2)R2与R1并联,所以
根据并联电路电流的规律,通过R2的电流为
电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压U为6V;
(2)电阻R2的阻值为12Ω。
【改编】
19. 如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的阻值范围。
(2)R0的阻值。
(3)电源电压。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器从一端移动到另一端,即电阻从0移动到最大值,故电阻最大时,电流最小,由图可知电压表测量滑动变阻器电压,故滑动变阻器最大值为
故滑动变阻器R的阻值范围是。
【小问2详解】
电路是串联的,电压表测滑动变阻器的电压,当滑动变阻器在最右端时,电压表电压最大,此时电路中电流最小为0.1A,则电源电压为
当滑动变阻器在最左端时,电压表示数是0,电路中电流最大,为0.3A,此时的电压等于电源电压,则电源电压
联立以上两式解得
【小问3详解】
将代入上式可得电源电压为
20. 如图是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小重、小外的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小外测量时,滑片恰在电阻棒距离b端的位置,则根据题中提供的信息试计算:
小重
小外
A表示数
0.25
0.20
V表示数
5.0
6.0
身高
_______
1.7
(1)定值电阻的阻值大小;
(2)电阻棒ab的最大阻值;
(3)小重的身高为多少。
【答案】(1)20Ω;(2)60Ω;(3)1.62m
【解析】
【详解】解:(1)测量小外身高时,R0两端电压
U0=U-UR1=10V-6V=4V
的阻值
(2)已知小外测量时,滑片恰在电阻棒距离b端的位置,此时电阻棒的阻值
因为滑片恰在电阻棒距离b端的位置,则电阻棒最大阻值
R=2R2=2×30Ω=60Ω
(3)测量小重身高时,电阻棒接入电路的电阻
因为小外测量时,滑片恰在电阻棒距离b端的位置,即电阻棒接入电路长度为24cm,此时电阻棒接入的阻值为30Ω;则测量小重身高时,电阻棒接入电路的阻值为20Ω,此时电阻棒接入电路的长度
则小重的身高
答:(1)定值电阻的阻值为20Ω;
(2)电阻棒ab的最大阻值为60Ω;
(3)小重的身高为1.62m。
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