精品解析:上海市金山区2024-2025学年九年级上学期期末考试(一模)物理试卷
2025-02-22
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 金山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.09 MB |
| 发布时间 | 2025-02-22 |
| 更新时间 | 2026-04-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50589034.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024学年度第一学期初三期末质量调研
物理学科
一、选择题(本大题共6题,共12分)
1. 下列物理量中,可以鉴别物质的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 体积 D. 重力
2. 下列实例中,主要利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸 B. 抽水机
C. 密度计 D. 吸尘器
3. 通过大量实验研究,得出电流与电压关系的物理学家是( )
A. 托里拆利 B. 库仑 C. 安培 D. 欧姆
4. 常用电蚊拍具有灭蚊和照明功能。当只闭合开关时,电蚊拍只起到灭蚊的作用;当同时闭合开关时,电蚊拍同时起到灭蚊和照明的作用。在如图所示电路中能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,实心圆柱体A和装有液体B的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面上。现沿水平方向将柱体A截去一定的厚度,并将截去部分浸没在液体B中,液体未溢出,此过程中柱体A对水平地面的压强变化量和液体B对容器底部压强变化量相等。则密度、的关系是( )
A. B.
C. D. 以上均有可能
6. 在图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点右侧,此时电阻,的阻值均为,电流表A示数与电流表示数比值为k。现用阻值为电阻替换后,有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向右移;②将电流表A串联在支路。其中一定能使比值为k不变的操作有( )
A. 只有①可行 B. 只有②可行
C. ①②都不行 D. ①②都可行
二、填空题(本大题共7题,共24分)
7. 上海地区家庭电路的电压为___________伏,电冰箱与电灯是___________连接的,电灯与控制它的开关是___________连接的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
8. 物理知识在生活有广泛的应用:图(a)中书包背带做得较宽是为了_______;图(b)中饮料是在_______的作用下被“吸”入口中;图(c)中很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的_______。
9. 如图1所示,在“验证阿基米德原理”的实验中,小红将重为4牛的物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.5牛,则浮力的大小为_______牛,方向竖直_______。如图2所示,在远洋轮船的船舷上,都漆有几条“载重线”俗称“吃水线”。若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是线_______。(选填“a”或“c”)
10. 冰的密度为千克/米,表示1米冰的_______为千克;装有0.002米冰的容器置于水平桌面上,容器内冰的质量为_______千克;当冰熔化成水时,容器对桌面的压强将_______。(选填“变大”“不变”或“变小”)
11. 10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库,则通过该导体的电流为_______安,此时导体两端电压为6伏,则导体的电阻为_______欧。当导体两端的电压为12伏时,导体的电阻为_______欧。
12. 如图所示电路中,开关S闭合前后,电压表指针的位置不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在上(接线完好)。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.向左移动滑动变阻器的滑片
B.将电压表接到滑动变阻器两端
C.仅将导线a拆除
请选择其中一项可行的方案_______,并写出该方案对应的电压表的示数变化情况及其故障:_______。
13. 如图所示,高压锅是厨房中常见的炊具,它省时高效,深受人们欢迎。小华通过查阅资料;了解到不同气压下水的沸点,如下表:
大气压强p/×105Pa
0.44
0.71
0.98
1.01
1.48
1.80
2.05
水的沸点t/℃
80
90
99
100
111
117
121
(1)分析比较表中大气压强p、水的沸点t的变化情况,可得出的初步结论是:_______;
(2)日常生活中,用高压锅煮食物,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点_______(“升高”或“降低”),从而使食物熟得更快;
(3)请比较拉萨(海拔约3650米)和上海(海拔约2米)地区水的沸点的大小关系,并说明理由。_______
三、作图题(本大题共2题,共4分)
14. 如图所示电路,重为4牛的物体静止在水平面,用力的图示法画出地面受到的压力。
15. 在图所示的电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P过程中,电流表的示数变大。
四、综合题(本大题共5题,共30分)
16. “蛟龙号”潜水器下潜过程中,求当它排开水的体积为20米时所受到的浮力。
17. 在下图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器标有“20欧 ; 2安”将滑动变阻器的滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.4安。求:
(1)通过变阻器的电流;
(2)电路中的总电阻R的阻值。
18. 高为0.2米、底面积为米的薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器内盛有2千克的水。求:
(1)容器中水的体积;
(2)水对容器底部的压强;
(3)现将一个质量为4千克底面积为米的圆柱体竖直放入容器中,放入前后水对容器底部压强增加量等于980帕,求:
①圆柱体高度的最小值;
②容器对地面压强增加量的范围。
19. 在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为10欧,滑动变阻器(标有“1安”字样)。闭合开关,移动滑片P至某位置时,电路中电流为0.8安。
(1)求电阻两端的电压;
(2)将一电压表正确并联在电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器的滑片P的过程中,电压表示数的最大变化范围为5伏~12伏。
①请判断电压表并联的位置,并说明理由;
②求滑动变阻器的最大阻值。
20. 小红和小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他们所用滑动变阻器有A、B两个,A标有“5欧3安”字样、B标有“20欧;2安”字样,其它实验器材齐全且相同(电源电压为2伏的整数倍且保持不变)。他们各自选取一个变阻器进行实验,小红正确连接电路,操作规范,闭合开关,观察到电压表示数如图所示。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,当滑片移至某一位置时,测量得到一组实验数据记录在表一序号1中。
表一小华的实验数据
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.20
2
3
(1)画出小红实验的电路图________。
(2)小华实验中电压表并联在_______(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端。
(3)通过推理计算说明实验时所用的电源电压U和实验序号1中待测电阻的阻值_______。(需写出解答过程)
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2024学年度第一学期初三期末质量调研
物理学科
一、选择题(本大题共6题,共12分)
1. 下列物理量中,可以鉴别物质的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 体积 D. 重力
【答案】B
【解析】
【详解】因为密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般是不同的,而体积、质量和重力不是物质的特性,和物质的种类没有关系,所以可以用密度来鉴别物质的种类,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 下列实例中,主要利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸 B. 抽水机
C. 密度计 D. 吸尘器
【答案】A
【解析】
【详解】A.上端开口、下部连通的容器称为连通器,在连通器中注入同一种液体,在液体不流动时,连通器内各容器的液面总是相平的,船闸是利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.抽水机是利用大气压工作的,与连通器原理无关,故B不符合题意;
C.密度计是利用漂浮条件的原理制成的,与连通器原理无关,故C不符合题意;
D.吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,与连通器原理无关,故D不符合题意。
故选A。
3. 通过大量实验研究,得出电流与电压关系的物理学家是( )
A. 托里拆利 B. 库仑 C. 安培 D. 欧姆
【答案】D
【解析】
【详解】物理学家欧姆,利用大量的实验得出电流与电压、电阻的关系,命名为欧姆定律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4. 常用电蚊拍具有灭蚊和照明功能。当只闭合开关时,电蚊拍只起到灭蚊的作用;当同时闭合开关时,电蚊拍同时起到灭蚊和照明的作用。在如图所示电路中能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,灭蚊网和灯泡工作时互不影响,因此灭蚊网和灯泡并联;当只闭合开关S1时,电蚊拍只起到灭蚊的作用,这说明开关S1能控制灭蚊网;当同时闭合开关S1、S2时,电蚊拍同时起到灭蚊和照明的作用,这说明S2只控制灯泡,则开关S1在干路中控制整个电路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5. 如图所示,实心圆柱体A和装有液体B的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面上。现沿水平方向将柱体A截去一定的厚度,并将截去部分浸没在液体B中,液体未溢出,此过程中柱体A对水平地面的压强变化量和液体B对容器底部压强变化量相等。则密度、的关系是( )
A. B.
C. D. 以上均有可能
【答案】A
【解析】
【详解】设圆柱体A沿水平方向截取的高度为h,截取下来的部分对实心圆柱体A对地面压强的变化量
圆柱体A截取下来的体积放入甲容器的液体B中引起的液面的变化量
液体对容器底面压强的变化为
由柱体A对水平地面的压强变化量和液体B对容器底部压强变化量相等得
即
由图可知
则,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 在图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点右侧,此时电阻,的阻值均为,电流表A示数与电流表示数比值为k。现用阻值为电阻替换后,有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向右移;②将电流表A串联在支路。其中一定能使比值为k不变的操作有( )
A. 只有①可行 B. 只有②可行
C. ①②都不行 D. ①②都可行
【答案】B
【解析】
【详解】①电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过R1的电流,电阻R1、 R2的阻值均为R0,电流表A示数与电流表A1示数比值为k。现用阻值为2R0电阻替换R1后,根据欧姆定律知,电流表A1测量电流减小为一半,若电流表A示数与电流表A1示数比值为k,则两个电阻的电流之比不变,故需要减小滑动变阻器的电流变为一半,因而将滑动变阻器滑片向右移使得电阻变为2 倍,但由于滑片P位于中点右侧,不可能增大到2倍,故①不可行;
②根据欧姆定律,电压不变,电阻增大为2倍,电流表A1测量电流减小为一半,若电流表A示数与电流 表A1示数比值为k,电流表A示数必须减小为一半,由于电阻R1、 R2的阻值均为R0,即电流表原来 的示数等于滑动变阻器的电流的2倍,移动到支路中,电流表A的示数减小为一半,故此方法可行。 综上所述,只有②可行,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题(本大题共7题,共24分)
7. 上海地区家庭电路的电压为___________伏,电冰箱与电灯是___________连接的,电灯与控制它的开关是___________连接的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
【答案】 ①. 220 ②. 并联 ③. 串联
【解析】
【详解】[1]我国家庭电路的电压为220V,那么上海地区家庭电路的电压为220V。
[2]我国家庭电路的用电器是并联的,那么电冰箱与电灯是并联连接的。
[3]为了能控制电灯的工作情况,电灯与控制它的开关是串联连接的。
8. 物理知识在生活有广泛的应用:图(a)中书包背带做得较宽是为了_______;图(b)中饮料是在_______的作用下被“吸”入口中;图(c)中很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的_______。
【答案】 ①. 减小压强 ②. 气压 ③. 开关
【解析】
【详解】[1]书包背带做得较宽是通过增大受力面积来减小压强。
[2]用吸管吸饮料,先将吸管内的空气吸出,此时吸管内的气压小于瓶内上方气压,在气压的作用下将饮料压入口中。
[3]房卡控制电路的通断,相当于电路中的开关。
9. 如图1所示,在“验证阿基米德原理”的实验中,小红将重为4牛的物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.5牛,则浮力的大小为_______牛,方向竖直_______。如图2所示,在远洋轮船的船舷上,都漆有几条“载重线”俗称“吃水线”。若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是线_______。(选填“a”或“c”)
【答案】 ①. 1.5 ②. 向上 ③. a
【解析】
【详解】[1][2]根据称重法可得物体受到的浮力,即F浮=G-F示=4N-2.5N=1.5N
浮力方向竖直向上。
[3]远洋轮船在东海和淡水中均处于漂浮状态,受到的浮力等于其重力大小,且自身的重力不变,故远洋轮船受到的浮力不变。淡水的密度小于海水的密度,所以,由的变形式有,可知,远洋轮船排开淡水的体积大于海水的体积,则远洋轮船要下沉一些,即若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是a线。
10. 冰的密度为千克/米,表示1米冰的_______为千克;装有0.002米冰的容器置于水平桌面上,容器内冰的质量为_______千克;当冰熔化成水时,容器对桌面的压强将_______。(选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 ①. 质量 ②. 1.8 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]冰的密度为千克/米,表示的物理意义是:体积为1米冰的质量为千克。
[2]容器内冰的质量为
[3]当冰熔化成水时,质量不变,整个容器的重力不变,容器对桌面的压力不变,根据可知,容器对桌面的压强不变。
11. 10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库,则通过该导体的电流为_______安,此时导体两端电压为6伏,则导体的电阻为_______欧。当导体两端的电压为12伏时,导体的电阻为_______欧。
【答案】 ①. 0.3 ②. 20 ③. 20
【解析】
【详解】[1]10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库,则通过该导体的电流为
[2]此时导体两端电压为6伏,由欧姆定律可知导体的电阻为
[3]电阻是导体的性质,与材料、长度、温度和横截面积有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,因此当导体两端的电压变大时,导体的电阻不变,仍然是20Ω。
12. 如图所示电路中,开关S闭合前后,电压表指针的位置不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在上(接线完好)。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.向左移动滑动变阻器的滑片
B.将电压表接到滑动变阻器两端
C.仅将导线a拆除
请选择其中一项可行的方案_______,并写出该方案对应的电压表的示数变化情况及其故障:_______。
【答案】 ①. AC ②.
选A方案:若电压表示数不变,则R1短路;若电压表示数变大,则R2断路。选C方案:若电压表示数不变,则R2断路;若电压表示数变大,则R1短路。
【解析】
【详解】[1][2]开关S闭合前后,电压表指针的位置不变,即电压表示数为0,说明电压表可能与电源没有连通,即电压表与电源正、负极之间存在断路,即R2断路;也可能是定值电阻短路,此时电压表测量导线两端电压,几乎为0,即电压表示数也为0。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,只移动滑动变阻器的滑片无法判断电路故障。若选择方案B,将电压表接到滑动变阻器R2两端,若电压表有示数,说明与电压表并联的滑动变阻器R2断路了。若选择方案C,将导线a拆除,电压表有示数,则说明定值电阻R1短路。综上所述,我选择B方案,对应的故障及电压表示数变化情况为:若电压表有示数,说明与电压表并联的滑动变阻器R2断路了。
由图知,R1、R2串联,电压表并联在定值电阻R1两端; 开关S闭合前,整个电路断路,电压表示数为0,其指针位置在零刻度线处; 开关S闭合后,电压表指针的位置不变,其指针位置仍然在零刻度线处; 若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则可能是R1短路(同时电压表也被短路)导致电压表无示数,还可能是电压表与电源没有连通,即变阻器R2断路。
A.如果向左移动滑动变阻器R2的滑片,若R1短路,电压表始终被短路,则向左移动变阻器R2的滑片过程中,电压表始终无示数(即电压表示数不变);若R2断路,则向左移动变阻器R2的滑片过程中,当滑片“越过”断路位置时电路接通,电压表示数变大,所以能通过电压表示数的变化来判断电路故障,故A符合题意;
B.如果将电压表接到滑动变阻器R2两端,若R1短路,电路为R2的简单电路,此时电压表测电源电压,则电压表有较大示数;若R2断路,此时电压表与电阻R1串联在电路中,电压表也测电源电压,则电压表也有较大示数,所以不能通过电压表示数的变化来判断电路故障,故B不符合题意;
③如果仅将导线a拆除,此时电压表与变阻器R2串联在电路中;在导线a拆除后,若电压表示数不变,则说明R2断路;若电压表示数变大,则说明R2是完好的,说明原电路中R1短路,故C符合题意。
故选AC。
13. 如图所示,高压锅是厨房中常见的炊具,它省时高效,深受人们欢迎。小华通过查阅资料;了解到不同气压下水的沸点,如下表:
大气压强p/×105Pa
0.44
0.71
0.98
1.01
1.48
1.80
2.05
水的沸点t/℃
80
90
99
100
111
117
121
(1)分析比较表中大气压强p、水的沸点t的变化情况,可得出的初步结论是:_______;
(2)日常生活中,用高压锅煮食物,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点_______(“升高”或“降低”),从而使食物熟得更快;
(3)请比较拉萨(海拔约3650米)和上海(海拔约2米)地区水的沸点的大小关系,并说明理由。_______
【答案】(1)见解析 (2)升高 (3)见解析
【解析】
【小问1详解】
分析表格数据可知,当气压增大时,水的沸点会升高,水的沸点随上方气压的增大而升高。
【小问2详解】
水的沸点随上方气压的增大而升高,用高压锅煮食物,可以增大锅内气体的压强,水的沸点会增大,因此煮食物会更快。
【小问3详解】
拉萨(海拔约3650米)和上海(海拔约2米)地区水的沸点的大小关系是:拉萨地区水的沸点低于上海地区水的沸点,理由:大气压随高度的增加而减小,且水的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低、气压越高,沸点越高;而拉萨地区的海拔大于上海地区的海拔,气压低于上海的气压,因此拉萨地区水的沸点低于上海地区水的沸点。
三、作图题(本大题共2题,共4分)
14. 如图所示电路,重为4牛的物体静止在水平面,用力的图示法画出地面受到的压力。
【答案】
【解析】
【详解】压力的大小等于重力,为4N,方向垂直于接触面向下,作用点在地面的接触面上,如下图所示:
。
15. 在图所示的电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P过程中,电流表的示数变大。
【答案】
【解析】
【详解】有一根导线尚未连接,根据上图可知,变阻器不可能与灯串联,故变阻器与灯并联,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过灯的电流保持不变。向左移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表的示数变大,故电流表只能接在干路上,由并联电路电流的规律,说明通过变阻器的电流变大,变阻器接入电路中的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
四、综合题(本大题共5题,共30分)
16. “蛟龙号”潜水器下潜过程中,求当它排开水的体积为20米时所受到的浮力。
【答案】
【解析】
【详解】由阿基米德原理可知,它排开水的体积为20米时所受到的浮力
17. 在下图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器标有“20欧 ; 2安”将滑动变阻器的滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.4安。求:
(1)通过变阻器的电流;
(2)电路中的总电阻R的阻值。
【答案】(1)0.6A
(2)20Ω
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,两电阻并联,电流表测量R1的电流。将滑动变阻器的滑片P移到最右端,则滑动变阻器的电阻全部连入电路,则通过变阻器的电流
【小问2详解】
根据并联电路的电流特点可得总电流I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A
根据欧姆定律可得总电阻
18. 高为0.2米、底面积为米的薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器内盛有2千克的水。求:
(1)容器中水的体积;
(2)水对容器底部的压强;
(3)现将一个质量为4千克底面积为米的圆柱体竖直放入容器中,放入前后水对容器底部压强增加量等于980帕,求:
①圆柱体高度的最小值;
②容器对地面压强增加量的范围。
【答案】(1)2×10−3m3 (2)980Pa
(3)13cm,1470Pa≤Δp地≤1960Pa
【解析】
【小问1详解】
容器中水的体积为
【小问2详解】
容器中水的深度为
水对容器底部的压强为
【小问3详解】
①将一个质量为4千克底面积为米的圆柱体竖直放入容器中,放入前后水对容器底部压强增加量等于980帕可知,容器中水的高度增量为
因为容器的高度为0.2m,此时容器中水的深度为
故水没有溢出;由于圆柱体的质量和底面积一定,圆柱体密度最大时高度最小,此时圆柱体浸没,所以圆柱体的最小高度为
②当放入圆柱体后,液体未溢出时,容器对地面压强增加量为
此时容器对地面压强增加量最大;若圆柱体排开水的体积最大,容器底部对水平地面压力的增加量最小,压强的增加量最小;当圆柱体足够高会向外溢出部分水,当圆柱体的高度至少为0.2m时,圆柱体排开水的最大体积为
溢出水的质量为
容器对地面压强的增加量为
此时容器对地面压强增加量最小;则容器对地面压强增加量的范围为
19. 在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为10欧,滑动变阻器(标有“1安”字样)。闭合开关,移动滑片P至某位置时,电路中电流为0.8安。
(1)求电阻两端的电压;
(2)将一电压表正确并联在电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器的滑片P的过程中,电压表示数的最大变化范围为5伏~12伏。
①请判断电压表并联的位置,并说明理由;
②求滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)8V (2)见解析;
【解析】
【小问1详解】
闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,根据欧姆定律可得R1两端电压U1=I1R1=0.8A×10Ω=8V
【小问2详解】
①若电压表并联在电源两端,电源电压不变,电压表示数不变,不合题意;若电压表并联在R1两端,电压表示数最大为12V时,电路中电流为
超过了滑动变阻器允许的最大电流1A,不合题意;所以,电压表并联在R2两端。
②滑动变阻器接入电路的电阻越小,电路总电阻越小,电流中电流越大,根据U=IR可知,R1两端电压越大,则滑动变阻器两端电压越小;所以,当电压表示数为5V时,电路中电流为滑动变阻器允许通过的最大电流1A,此时滑动变阻器阻值为
电源电压为
当电压表示数为最大值12V时,定值电阻两端电压为
此时电路中电流为
滑动变阻器的最大阻值为
20. 小红和小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他们所用滑动变阻器有A、B两个,A标有“5欧3安”字样、B标有“20欧;2安”字样,其它实验器材齐全且相同(电源电压为2伏的整数倍且保持不变)。他们各自选取一个变阻器进行实验,小红正确连接电路,操作规范,闭合开关,观察到电压表示数如图所示。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,当滑片移至某一位置时,测量得到一组实验数据记录在表一序号1中。
表一小华的实验数据
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.20
2
3
(1)画出小红实验的电路图________。
(2)小华实验中电压表并联在_______(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端。
(3)通过推理计算说明实验时所用的电源电压U和实验序号1中待测电阻的阻值_______。(需写出解答过程)
【答案】(1) (2)滑动变阻器 (3)见解析
【解析】
【小问1详解】
用电流表、电压表测电阻,小红正确连接电路,操作规范,故电路图是伏安法测电阻的常规电路,如下所示:
【小问2详解】
上图中,电压表与电流表示数之比为一定值,故电压表示数变大(小)时,电流表示数也变大(小)。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,可知小华应该是把电压表并联在滑动变阻器两端了(因电源电压不变,不可能并联在电源两端),这样连接电路,实验过程中,当滑动变阻器阻值调大时,电压表示数变大,电流表示数变小;反之如果滑动变阻器阻值调小时,电压表示数变小,电流表示数变大。
【小问3详解】
根据表中序号1的数据,滑动变阻器连入电路的阻值为
所以,小华使用的滑动变阻器是标有“20欧 2安”字样的B,小红使用的是滑动变阻器A;小红正确连接电路,操作规范,闭合开关时,滑动变阻器连入电路的阻值应最大为RA=5Ω,小于15欧,和小华的电路对比,由分压原理可知,变阻器此时的电压小于3伏,上图中电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表示数为Ux=4.5V,电源电压U=Ux+UA<4.5V+3V
即U<7.5V,所以4.5V<U<7.5V,又因为电源电压为2伏的整数倍,所以电源电压U=6V,根据串联电路电压的规律,由小华的实验数据可得U= Ux+UB
根据欧姆定律有6V=0.2A×Rx+3V
解之得Rx =15Ω
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