内容正文:
九年级物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1. 一辆正在用充电桩充电的新能源汽车,在整个充电过程中,充电电路中的用电器是( )
A. 汽车发动机 B. 汽车电池 C. 导线 D. 充电桩
2. 下面是小明同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断,其中正确的是( )
A. 充电宝可以同时给两部手机充电,此时这两部手机是串联的
B. 马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时熄,它们是串联的
C. 家里的台灯与冰箱是并联的
D. 很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的电源
3. 喜欢观察的小明发现,教室的投影仪内有一个降温风扇和一个投影灯泡,当闭合投影仪的电源开关S1时,只有风扇工作,再闭合S2时,灯泡和风扇同时工作。当只闭合S2时,风扇和灯泡都不工作,以下电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,M、N表示一个电流表的两个接线柱,a、b、c、d表示电路中的四个连接点,若想用此电流表测量小灯泡的电流,则以下连接正确的是( )
A. M接a,N接b B. M接d,N接a
C. M接c,N接d D. M接d,N接c
5. 如图,开关闭合时,电压表V1的读数为4V,电压表V2的读数为6V,电流表A的读数为0.2A.如果把电压表V1换成电流表A1,电压表V2换成电流表A2,电流表A换成电压表V,则电压表的读数为
A. 2V B. 4V C. 6V D. 10V
6. 为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A. 电线的长度引起电阻偏大 B. 电线的横截面积引起电阻偏大
C. 电线的材料引起电阻偏大 D. 电线的温度引起电阻偏大
7. 有一种叫电位器的变阻器的内部构造如图所示,图中A、B、C是三个接线柱。小明想用电位器和灯泡制作一盏可调亮度的台灯。下列说法不正确的是( )
A. 电位器与灯泡间应串联连接
B. 电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻
C. 将电位器的接线柱A、B接入电路,当滑片逆时针旋转时,灯泡的亮度变亮
D. 将电位器的接线柱A、C接入电路,当滑片顺时针旋转时,灯泡的亮度变暗
8. 用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是( )
A. 仅有甲 B. 仅有乙
C. 仅有甲、乙两种 D. 甲、乙、丙都可行
9. 如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数突然都变为零,则该电路中出现的故障可能是( )
A. 电阻R断路 B. 电阻R短路 C. 灯L断路 D. 灯L短路
10. 如图所示电路中,,,闭合开关S,电压表与的示数之比是( )
A. B. C. D.
11. 有两个电路元件A、B,把它们串联接在电路中,如图甲所示,通过元件的电流与其两端的电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则在相同时间内电流通过A、B两个元件所做的电功之比是( )
A. B. C. D.
12. 如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则该电阻的阻值和电功率变化值分别为( )
A. 40Ω,0.4W B. 40Ω,1.6W C. 10Ω,4.0W D. 10Ω,3.4W
二、填空题:本大题共13小题,共37分。
13. 如图所示是某取暖器的简化工作电路图。图中元件M是装有扇叶的电动机,元件R通电时会产生热。若只闭合开关S1时只能送风。若需要送热风需闭合开关______。为了安全起见,取暖器一般都要安装一个跌倒开关S,使取暖器倾倒时整个电路断开。则跌倒开关S应安装在图中的______(选填“a”、“b”、“c”或“d”)处。
14. 华灯初上,路灯的连接方式是______联。回到家中,按下开关,电灯亮了,开关与电灯的连接方式是______联。“充电宝”有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端连接方式是______联,用“充电宝”为手机充电时,手机相当于电路中的______。
15. 如图所示的电路中,若只需要灯L1亮,则需要闭合开关______;要使灯L1、L2 串联,则应只闭合开关______;要使灯L1、L2并联,则应只闭合开关______.
16. 在“用电流表测电流”的实验中,某同学连接成如图甲所示的电路。当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为如图乙所示,则电流表A1选用的量程是 _________,通过灯L2的电流为_________A,通过灯L1的电流为 _________A。
17. 如图甲所示,电源电压为,闭合开关,电压表测的是______________两端的电压.若电压表的示数如图乙所示,则两端的电压是______________V。如图丙所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,则甲是______________,乙是______________(均选填“电流表”或“电压表”)。
18. 如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动电位器应与灯泡______填“串联”或“并联”,它是通过改变接入电路中的电阻丝_____来改变其接入电路中的电阻。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将____选填“a和b”“a和c”或“b和c”接线柱接入电路关于电位器上电阻丝的材料,应该选用____选填“铜丝”或“镍铬合金丝”
19. 某段金属丝两端电压为6V时,通过它的电流为0.3A,则它的电阻为______Ω;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为______A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为______Ω。
20. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系图像如图乙所示,则可判断电源电压是__________V,R0=__________Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rab=__________Ω。
21. 甲、乙两灯的电流随电压变化的关系图像如图所示。若将甲、乙两灯并联接入的电路中,则两灯在内消耗的总电能为___________;若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中,则通电10s两灯消耗的总电能为___________。
22. 小明家电能表本月底示数如图所示,上月底的示数为,则他家本月消耗的电能为___________小明观察到当家里只有一台空调连续工作时,该电能表的指示灯闪了次,在这段时间内空调消耗的电能为___________,合___________。
23. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I–U关系图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W,电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
24. 将如图所示的电阻箱接入电路中,此时电阻箱接入的阻值是___________。
25. 如图所示,是一种定时课间音乐播放装置的原理图。“定时开关”是到达设定时间会自动断开的开关。闭合开关S,未到达设定时间时,播放器处于_____状态;到达设定时间时,指示灯______发光。
三、实验探究题:本大题共5小题,共29分。
26. 小明和同组的同学们一起做“探究并联电路中的电流关系”的实验,以下是他们的部分实验过程。
(1)连接电路时,开关应该处于___________状态。
(2)图甲所示为小明连接好的电路,他正想闭合开关,另一同学发现其电路有错误,提示他如果闭合开关,电路会处于___________状态。
(3)小明正确连接电路后,闭合开关前,发现电流表指针的位置如图乙所示,原因是___________;改正错误后试触,发现电流表指针的偏转仍如图乙所示,为使读数更精确,接下来的操作是___________。
(4)闭合开关进行实验,正确测出电路中的电流如图丙所示,则该处电流大小是___________A。
(5)如表所示是小亮在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据,小亮由数据得出的结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮在探究过程中的不妥之处:___________(写出一条即可)。
通过的电流
通过的电流
干路的电流
27. 在“探究并联电路的电压规律”实验中,小明使用了两个相同的灯泡,设计的电路如图甲所示。
(1)连接好电路后闭合开关,小明发现灯L1亮、灯L2不亮,她用手按一下灯L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮、L2不亮,则故障可能是___________。
(2)排除故障后,在如图甲所示的电路图中,将电压表接在a、b两点之间时,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为___________V。
(3)依次将电压表接在电路中的a和b、c和d、e和f两点之间,小明发现电压表的示数相等。由此他得到结论:并联电路中,电源电压与各支路两端的电压相等。小明得出的结论___________(选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是( )
A.更换不同规格的灯泡,多次实验
B.将L1、L2的位置交换,再次探究
C.保持电源、灯泡不变,多测量几次电路中的电压
(4)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,两灯两端的电压U客和U卧的大小关系是U客___________U卧 (选填“>”“=”或“<”)。
28. 如图所示是“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,下表给出了可供选择的几种导体:
导体
材料
长度
横截面积
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
锰铜合金
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,这种探究方法是___________;
(2)分别将导体___________和___________接入电路进行实验,可探究导体电阻大小与横截面积的关系;
(3)分别将导体A和B接入电路进行实验,发现接入导体B时,电流表的示数比接入导体A时小,说明导体电阻的大小与导体的___________有关;
(4)图甲是电动汽车“油门”示意图,脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上顺时针转动,通过改变流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图乙所示。当脚踩“油门”时汽车速度加快,应将图甲所示的A、B、C三个接点中的___________(填“AB”、“BC”或“AC”)与电路的ab接点相连。
29. 小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小;连线不得交叉)
(2)闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是___________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,则未知电阻Rx=___________Ω。
(4)小丽认为:不用电流表,只用电压表和阻值为200Ω的定值电阻R0,由图丙同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小丽设计方案如下:a。闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1;b。闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。
①电阻Rx的表达式为Rx=___________(用测量值U1、U2及R0来表示)。
②利用提供的实验器材,小丽的设计方案___________(选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值。
30. 如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);____
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值______(选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)移动;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其______(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是______。
四、计算题:本大题共2小题,共10分。
31. 如图所示的电路中,电源电压为18V不变,滑动变阻器R2上标“20Ω 2A”的字样,闭合开关S后,电流表的示数为1A,电压表的示数为4V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电路中的最小电流。
32. 如图所示,小灯泡L标有“3V 0.3A”字样。闭合开关,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.6A,求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)通过R0的电流;
(3)电阻R0消耗的电功率。
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九年级物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1. 一辆正在用充电桩充电的新能源汽车,在整个充电过程中,充电电路中的用电器是( )
A. 汽车发动机 B. 汽车电池 C. 导线 D. 充电桩
【答案】B
【解析】
【详解】A.充电时,汽车发动机不在电路中,故A不符合题意;
B.充电时,汽车电池要消耗电能,相当于用电器,故B符合题意;
C.充电时,导线起连接电路和输送电能的作用,故C不符合题意;
D.充电时,充电桩提供电能,相当于电源,故D不符合题意。
故选B。
2. 下面是小明同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断,其中正确的是( )
A. 充电宝可以同时给两部手机充电,此时这两部手机是串联的
B. 马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时熄,它们是串联的
C. 家里的台灯与冰箱是并联的
D. 很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的电源
【答案】C
【解析】
【详解】A.充电宝可以同时给两部手机充电,可以单独工作,说明它们为并联连接,故A错误;
B.马路两旁的路灯,并且当其中一个灯泡损坏时,其它灯泡仍可以正常工作,即各灯泡在工作时互不影响,所以它们是并联的,故B错误;
C.家里的台灯与冰箱在工作时互不影响,所以它们是并联的,故C正确;
D.很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的开关,故D错误。
故选C。
3. 喜欢观察的小明发现,教室的投影仪内有一个降温风扇和一个投影灯泡,当闭合投影仪的电源开关S1时,只有风扇工作,再闭合S2时,灯泡和风扇同时工作。当只闭合S2时,风扇和灯泡都不工作,以下电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中开关S2连接在干路上,当仅闭合开关S1时,风扇和灯泡均不能工作,故A不符合题意;
B.图中开关S1、开关S2、风扇和灯泡均串联在电路中,当仅闭合开关S1或仅闭合开关S2时,风扇和灯泡均不能工作,故B不符合题意;
C.图中风扇和灯泡并联,开关S1控制通过风扇的电流,开关S2控制通过灯泡的电流,当只闭合开关S2时,灯泡能工作,风扇不能工作,故C不符合题意;
D.图中风扇和灯泡并联,开关S1连接在干路上,开关S2控制通过灯泡的电流,当闭合开关S1时,只有风扇工作,再闭合S2时,灯泡和风扇同时工作,当只闭合S2时,风扇和灯泡都不工作,故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示,M、N表示一个电流表的两个接线柱,a、b、c、d表示电路中的四个连接点,若想用此电流表测量小灯泡的电流,则以下连接正确的是( )
A. M接a,N接b B. M接d,N接a
C. M接c,N接d D. M接d,N接c
【答案】C
【解析】
【详解】电流表在使用过程中接线柱遵循正进负出的原则,同时应与被测用电器串联,因此M接c,N接d,故C正确.
5. 如图,开关闭合时,电压表V1的读数为4V,电压表V2的读数为6V,电流表A的读数为0.2A.如果把电压表V1换成电流表A1,电压表V2换成电流表A2,电流表A换成电压表V,则电压表的读数为
A. 2V B. 4V C. 6V D. 10V
【答案】D
【解析】
【分析】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路中的电压特点求出电源的电压;
(2)若把电压表V1换成电流表A1,电压表换成V2电流表A2,电流表A换成电压表V,则两灯泡并联,电流表A1测L2支路的电流,A2测L1支路的电流,电压表测电源的电压,根据电源的电压得出电压表的示数.
【详解】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:
;
(2)若把电压表V1换成电流表A1,电压表换成V2电流表A2,电流表A换成电压表V,则两灯泡并联,电流表A1测L2支路的电流,A2测L1支路的电流,电压表测电源的电压,所以此时电压表的示数为10V.
故选D.
6. 为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A. 电线的长度引起电阻偏大 B. 电线的横截面积引起电阻偏大
C. 电线的材料引起电阻偏大 D. 电线的温度引起电阻偏大
【答案】B
【解析】
【详解】电阻的大小和导体的长度横截面积和材料以及温度有关.题中信息告诉我们直径偏小导致横截面积小,横截面积小电阻大,电阻大使得使用过程中发热多,温度高,有火灾隐患.B对.
7. 有一种叫电位器的变阻器的内部构造如图所示,图中A、B、C是三个接线柱。小明想用电位器和灯泡制作一盏可调亮度的台灯。下列说法不正确的是( )
A. 电位器与灯泡间应串联连接
B. 电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻
C. 将电位器的接线柱A、B接入电路,当滑片逆时针旋转时,灯泡的亮度变亮
D. 将电位器的接线柱A、C接入电路,当滑片顺时针旋转时,灯泡的亮度变暗
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了控制灯泡的亮暗,电位器应与灯泡串联接入电路中,故A正确,不符合题意;
B.由于电阻的阻值与长度有关,所以电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,故B正确,不符合题意;
C.将电位器的接线柱A、B接入电路,当滑片逆时针旋转时,接入电路中的电阻丝变短,阻值变小,电流变大,所以灯泡变亮,故C正确,不符合题意;
D.将电位器的接线柱A、C接入电路,当滑片顺时针旋转时,接入电路中的电阻丝长度不变,电流大小不变,所以灯泡亮度不变,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是( )
A. 仅有甲 B. 仅有乙
C. 仅有甲、乙两种 D. 甲、乙、丙都可行
【答案】D
【解析】
【详解】研究电流跟电压的关系时,由控制变量法知道,需要控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,故方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,当移动滑动变阻器滑片P时,可以改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,故方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,故方法可行;
综上所述,甲、乙、丙三种方案均可行.
9. 如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数突然都变为零,则该电路中出现的故障可能是( )
A. 电阻R断路 B. 电阻R短路 C. 灯L断路 D. 灯L短路
【答案】C
【解析】
【详解】A.电阻R断路,电路中无电流,电流表无示数;电压表的正负接线柱通过灯丝、导线接在电源正负极上,电压表有示数,故A不符合题意;
B.电阻R短路,电压表被短路,电路中只有电灯,电压表示数为0,电流表有示数,故B不符合题意;
C.灯L断路,电路中无电流,电流表无示数;电压表的正负接线柱不能接在电源正负极上,电压表无示数,故C符合题意;
D.灯L短路,电路中只有电阻,电压表和电流表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
10. 如图所示电路中,,,闭合开关S,电压表与的示数之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】两电阻串联,V1测R1电压,V2测电源电压,根据串联分压规律可得电压表示数比为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11. 有两个电路元件A、B,把它们串联接在电路中,如图甲所示,通过元件的电流与其两端的电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则在相同时间内电流通过A、B两个元件所做的电功之比是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,两元件串联,通过它们的电流相等,由图乙所示图像可知,电流为0.4A时,A、B两元件两端的电压分别为2.0V、2.5V,则在相同时间内电流通过A、B两个元件所做的电功之比是
故选A。
12. 如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则该电阻的阻值和电功率变化值分别为( )
A. 40Ω,0.4W B. 40Ω,1.6W C. 10Ω,4.0W D. 10Ω,3.4W
【答案】B
【解析】
【详解】电阻两端的电压变化,电阻保持不变,当电阻两端的电压为6V时,通过电阻的电流为
当电阻两端的电压为10V时,通过电阻的电流为
电流变化量为0.1A,则
解得
R=40Ω
由得该电阻的电功率变化了
故选B。
二、填空题:本大题共13小题,共37分。
13. 如图所示是某取暖器的简化工作电路图。图中元件M是装有扇叶的电动机,元件R通电时会产生热。若只闭合开关S1时只能送风。若需要送热风需闭合开关______。为了安全起见,取暖器一般都要安装一个跌倒开关S,使取暖器倾倒时整个电路断开。则跌倒开关S应安装在图中的______(选填“a”、“b”、“c”或“d”)处。
【答案】 ①. S1和S2 ②. a
【解析】
【详解】[1] 由电路图知,若只闭合开关S1,电路为电动机的简单电路,电流只经过电动机,所以电吹风只能送风;若将开关S1、S2都闭合,电动机和电热丝并联,电流分两路分别经过电动机和电热丝,则电吹风吹出的是热风。
[2]由电路图知,为了防止短路现象,在取暖器倾倒时,切断电路,故跌倒开关应位于干路上,即图中a处。
14. 华灯初上,路灯的连接方式是______联。回到家中,按下开关,电灯亮了,开关与电灯的连接方式是______联。“充电宝”有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端连接方式是______联,用“充电宝”为手机充电时,手机相当于电路中的______。
【答案】 ①. 并 ②. 串 ③. 并 ④. 用电器
【解析】
【详解】[1]路灯独立工作,互不影响,故连接方式是并联。
[2]按下开关,电灯亮了,开关与所控制的电灯是串联。
[3]通过电源线可以单独或同时为手机充电,说明这两种输出端连接方式是独立工作的,是互不影响的,故是并联。
[4]为手机充电时,消耗电能,故手机相当于电路中的用电器。
15. 如图所示的电路中,若只需要灯L1亮,则需要闭合开关______;要使灯L1、L2 串联,则应只闭合开关______;要使灯L1、L2并联,则应只闭合开关______.
【答案】 ①. S1 ②. S3 ③. S1、S2
【解析】
【详解】若只需要灯L1亮,则需要闭合开关S1,让灯L1亮通路;要使灯Ll、L2串联,则应只闭合开关S3,使灯Ll、L2逐个顺次连接起来,电路只有一条路径;要使灯L1、L2并联,则应只闭合开关S1、S2,使灯Ll、L2并列连接起来,电流有两条路径.
16. 在“用电流表测电流”的实验中,某同学连接成如图甲所示的电路。当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为如图乙所示,则电流表A1选用的量程是 _________,通过灯L2的电流为_________A,通过灯L1的电流为 _________A。
【答案】 ①. 0~3A ②. 1.28 ③. 0.32
【解析】
【详解】[1][2][3]电路图可知,灯L1和L2组成并联电路,电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过灯L2的电流,根据并联电路干路电流等于支路电流之和,且两个电流表的指针所指位置相同,所以电流表A2的量程是0∼0.6A,最小分度值是0.02A,电流表A2读数I2=0.32A;电流表A1的量程是0∼3A,最小分度值为0.1A,电流表A1示数I=1.6A;则通过灯L1的电流
I1=I−I2=1.6A−0.32A=1.28A
17. 如图甲所示,电源电压为,闭合开关,电压表测的是______________两端的电压.若电压表的示数如图乙所示,则两端的电压是______________V。如图丙所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,则甲是______________,乙是______________(均选填“电流表”或“电压表”)。
【答案】 ①. ②. 2.5 ③. 电流表 ④. 电压表
【解析】
【详解】[1]图甲知道,小灯泡L1、L2是串联连接的,电压表V与灯泡L1并联,测量的是L1两端的电压。
[2]图乙知道,电压表应该使用的是0~3V的量程,分度值是0.1V,示数是0.5V,即L1两端的电压
U1=0.5V
根据串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和知道,L2两端的电压
U2=U−U1=3V−0.5V=2.5V
[3][4]由图丙知道,闭合开关S后,两个灯泡都能发光;若乙是电流表,则灯泡L2会被短路,所以乙是电压表,甲与灯泡L2串联,为电流表,则两个灯泡组成并联电路。
18. 如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动电位器应与灯泡______填“串联”或“并联”,它是通过改变接入电路中的电阻丝_____来改变其接入电路中的电阻。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将____选填“a和b”“a和c”或“b和c”接线柱接入电路关于电位器上电阻丝的材料,应该选用____选填“铜丝”或“镍铬合金丝”
【答案】 ①. 串联 ②. 长度 ③. b和c ④. 镍铬合金丝
【解析】
【详解】[1][2]电位器应与灯泡串联,因为并联互不影响,可根据改变电阻丝接入长度,从而改变其接入阻值大小。
[3]由于顺时针旋转灯泡变量,则可知电路电流变大,即电位器接入阻值变小,则应将b和c接入电路。
[4]由于铜丝电阻太小,起不到调节的作用,故应采用阻值合适的镍铬合金丝。
19. 某段金属丝两端电压为6V时,通过它的电流为0.3A,则它的电阻为______Ω;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为______A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为______Ω。
【答案】 ①. 20 ②. 0.2 ③. 20
【解析】
【详解】[1]根据公式可得,金属丝电阻为
[2]当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为
[3]电阻是导体自身的一种特性,与加在它两端的电压无关,所以当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻仍为20Ω。
20. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系图像如图乙所示,则可判断电源电压是__________V,R0=__________Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rab=__________Ω。
【答案】 ①. 9 ②. 6 ③. 12
【解析】
【详解】[1][2][3]闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。当滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时电路为定值电阻的简单电路,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,从图乙可知,此时电路中的电流为1.5A,电压表的示数为9V,则电源电压为9V。根据欧姆定律可知定值电阻的阻值为 。当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图乙可知,此时电路中的电流为0.5A,电压表的示数为3V,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压 U滑=U-UV=9V-3V=6V
根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为
21. 甲、乙两灯的电流随电压变化的关系图像如图所示。若将甲、乙两灯并联接入的电路中,则两灯在内消耗的总电能为___________;若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中,则通电10s两灯消耗的总电能为___________。
【答案】 ①. 960 ②. 36
【解析】
【详解】[1]将甲、乙两灯并联接入4V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两灯泡两端的电压为
由图可知,当灯泡两端电压为4V时,通过两灯泡的电流分别为、,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路总电流为
则两灯在5 min内消耗的总电能为
[2]将甲、乙两灯串联接入9V的电路中时,因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电压等于名分电压之和,结合图可知,当电路中的电流时,两灯泡两端的电压分别为、,电源电压恰好为
故通电10s两灯消耗的总电能为
22. 小明家电能表本月底示数如图所示,上月底的示数为,则他家本月消耗的电能为___________小明观察到当家里只有一台空调连续工作时,该电能表的指示灯闪了次,在这段时间内空调消耗的电能为___________,合___________。
【答案】 ①. 110.3 ②. 0.02 ③. 7.2×104
【解析】
【详解】[1]电能表读数中最后一位为小数,本月底电能表的读数为248.6kW·h,他家本月消耗的电能为
[2][3]当家里只有一台空调机连续工作1min时,该电能表的指示灯闪了60次,在这段时间内空调消耗的电能为
23. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I–U关系图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W,电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
【答案】 ①. 24 ②. 12 ③. 9
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,电路中的电流最大,由图象知,电源的电压
U=UL=12V
此时电路中的电流I=2.0A,则灯泡的额定功率
P额=PL=ULI=12V×2.0A=24W
[3]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象知,灯泡两端的电压UL′=3.0V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL′=12V-3V=9V
电路中的电流I′=1.0A,滑动变阻器的最大阻值
R===9Ω
24. 将如图所示的电阻箱接入电路中,此时电阻箱接入的阻值是___________。
【答案】3608
【解析】
【详解】电阻箱接入的阻值为
25. 如图所示,是一种定时课间音乐播放装置的原理图。“定时开关”是到达设定时间会自动断开的开关。闭合开关S,未到达设定时间时,播放器处于_____状态;到达设定时间时,指示灯______发光。
【答案】 ①. 短路 ②. 会
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,电路为并联电路,播放器和定时开关并联,未到达设定时间时,定时开关处于闭合状态,会将播放器短路,播放器不能播放音乐。
[2]到达设定时间时,定时开关断开,播放器处于通路状态,开始播放音乐,因指示灯接在干路上,有电流经过指示灯,所以指示灯会发光。
三、实验探究题:本大题共5小题,共29分。
26. 小明和同组的同学们一起做“探究并联电路中的电流关系”的实验,以下是他们的部分实验过程。
(1)连接电路时,开关应该处于___________状态。
(2)图甲所示为小明连接好的电路,他正想闭合开关,另一同学发现其电路有错误,提示他如果闭合开关,电路会处于___________状态。
(3)小明正确连接电路后,闭合开关前,发现电流表指针的位置如图乙所示,原因是___________;改正错误后试触,发现电流表指针的偏转仍如图乙所示,为使读数更精确,接下来的操作是___________。
(4)闭合开关进行实验,正确测出电路中的电流如图丙所示,则该处电流大小是___________A。
(5)如表所示是小亮在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据,小亮由数据得出的结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮在探究过程中的不妥之处:___________(写出一条即可)。
通过的电流
通过的电流
干路的电流
【答案】(1)断开 (2)短路
(3) ①. 电流表没有调零 ②. 断开开关,接电流表的0~0.6 A量程
(4)0.3 (5)选用的灯泡规格相同
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为保护电路,开关应该处于断开状态。
【小问2详解】
甲图中,如果闭合开关,电流经开关、电流表不经过用电器直接回到电源的负极,会造成短路,除了两只灯都不亮以外,还有可能烧坏电源和电流表。
【小问3详解】
[1]闭合开关前,电路没有接通,电路中没有电流,电流表指针的位置如图乙所示,指针没有指在零刻度线处,说明电流表没有调零。
[2]调零后试触,发现电流表指针的偏转仍如图乙所示,则指针偏转角度过小,说明电流表量程选择过大,为使读数更精确,接下来的操作是:断开开关,接电流表的0~0.6A量程。
【小问4详解】
由图丙可知,电流表选用小量程,则分度值为0.02A,该处电流大小是0.3A。
【小问5详解】
由题意可知,小亮在此实验中选择了相同规格的两个小灯泡,得出各支路电流相等这个结论。灯泡的选择具有特殊性,他应该选择两个不同规格的灯泡进行实验;同时由表格数据看出,只做了一次实验就得出结论,因为实验次数太少,得出的结论具有偶然性。因此,为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量。
27. 在“探究并联电路的电压规律”实验中,小明使用了两个相同的灯泡,设计的电路如图甲所示。
(1)连接好电路后闭合开关,小明发现灯L1亮、灯L2不亮,她用手按一下灯L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮、L2不亮,则故障可能是___________。
(2)排除故障后,在如图甲所示的电路图中,将电压表接在a、b两点之间时,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为___________V。
(3)依次将电压表接在电路中的a和b、c和d、e和f两点之间,小明发现电压表的示数相等。由此他得到结论:并联电路中,电源电压与各支路两端的电压相等。小明得出的结论___________(选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是( )
A.更换不同规格的灯泡,多次实验
B.将L1、L2的位置交换,再次探究
C.保持电源、灯泡不变,多测量几次电路中的电压
(4)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,两灯两端的电压U客和U卧的大小关系是U客___________U卧 (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)L2接触不良
(2)2.8 (3) ①. 不科学 ②. A
(4)=
【解析】
【小问1详解】
灯L1亮、灯L2不亮,说明L1所在支路正常,L2中没有电流通过,用手按一下灯L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮、L2不亮,说明L2接触不良,并非断路。
【小问2详解】
根据图乙可知,电压表连接量程为0~3V,分度值为0.1V,可以读出示数为2.8V。
【小问3详解】
[1]小明只做了一次实验就得出结论,偶然性太大,此结论不科学。
[2]接下来的操作应该是更换不同规格的灯泡,多次实验,才能避免偶然性,得到普遍规律。故选A。
【小问4详解】
小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,因为家庭电路中各用电器之间是并联的,并联电路中各支路两端电压相等,因此U客=U卧。
28. 如图所示是“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,下表给出了可供选择的几种导体:
导体
材料
长度
横截面积
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
锰铜合金
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,这种探究方法是___________;
(2)分别将导体___________和___________接入电路进行实验,可探究导体电阻大小与横截面积的关系;
(3)分别将导体A和B接入电路进行实验,发现接入导体B时,电流表的示数比接入导体A时小,说明导体电阻的大小与导体的___________有关;
(4)图甲是电动汽车“油门”示意图,脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上顺时针转动,通过改变流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图乙所示。当脚踩“油门”时汽车速度加快,应将图甲所示的A、B、C三个接点中的___________(填“AB”、“BC”或“AC”)与电路的ab接点相连。
【答案】(1)转换法 (2) ①. A ②. C
(3)长度 (4)BC
【解析】
【小问1详解】
在这个实验里,电阻大小不能直接观察。但电阻会影响电流大小,通过观察电流表这个容易测量的物理量(电流表示数大小)来间接知晓导体电阻大小,这种把不容易观察或测量的物理量转换为容易观察或测量的物理量的方法就是转换法 。
【小问2详解】
[1][2]依据控制变量法,探究导体电阻与横截面积的关系时,要保证材料和长度相同,仅横截面积不同。观察表格可知,导体A和C材料都是镍铬合金,长度都为0.6m ,只有横截面积不一样,所以选A和C。
【小问3详解】
导体A和B材料都是镍铬合金,横截面积都是0.4mm2 ,仅长度不同。接入B时电流表示数比接入A时小,电流小说明电阻大,这就表明在材料和横截面积相同情况下,导体长度不同电阻不同,即导体电阻大小与长度有关。
【小问4详解】
根据题意可知,汽车速度加快时电流要变大。电流变大则电阻要变小。当滑片绕O点顺时针转动,要使电阻变小,应将B、C两个接点与电路的a、b接点相连,这样滑片顺时针转动时,电阻丝接入电路长度变短,电阻变小,电流变大,汽车速度加快。
29. 小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小;连线不得交叉)
(2)闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是___________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,则未知电阻Rx=___________Ω。
(4)小丽认为:不用电流表,只用电压表和阻值为200Ω的定值电阻R0,由图丙同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小丽设计方案如下:a。闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1;b。闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。
①电阻Rx的表达式为Rx=___________(用测量值U1、U2及R0来表示)。
②利用提供的实验器材,小丽的设计方案___________(选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值。
【答案】(1) (2)开关断路
(3)9 (4) ①. ②. 不能
【解析】
【小问1详解】
要求滑片向左移动电流表示数变小,即滑动变阻器接入电路中电阻变大,故应将滑动变阻器下面B接线柱接入电路中;电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω,电路中的最大电流约为,不会超过电流表小量程,故电流表的量程为0~0.6A,且与电阻串联。如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,两电表均无示数,则此电路有断路故障;在开关闭合状态下,将电压表接在变阻器两端时无示数,说明电压表与电源没连通,是变阻器以外的部分有断路;接在开关两端时有示数,说明电压表两接线柱和电源的两极连通了,即开关以外没有断路,故电路故障是开关发生断路。
【小问3详解】
排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V, 图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,Rx的阻值为
【小问4详解】
[1]当闭合S1、断开S2,R0与Rx串联,电压表测量Rx的电压,读出电压表示数为U1;当闭合S1、S2,电路为只有Rx的电路,此时电压表测量电源电压,读出电压表示数为U2。 R0两端的电压为U2﹣U1,通过R0的电流
因为串联电路电流处处相等。电阻Rx的表达式为
[2]利用提供的实验器材,小丽的设计方案不能准确测量Rx的阻值。原因是由已知条件可知,定值电阻R0的阻值约为200Ω,电源电压为3V,当只闭合S1时,两电阻串联,电路中的电流为约为
Rx两端的电压约为
此时电压表测得电阻Rx两端的电压示数略大于电压表的分度值,无法准确读取电压值。
30. 如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);____
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值______(选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)移动;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其______(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是______。
【答案】 ①. ②. 太小 ③. 0.75 ④. 右 ⑤. 实际功率 ⑥. 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率,灯泡应串联接入电路,小灯泡的额定电压为2.5V电压表并联在灯泡两端且用小量程。故连接电路图如下
(2)[2]连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,根据串联分压的原理知,滑动变阻器分得电压较小,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值太小。
(3)[3]小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表用的是小量程,分度值为0.02A,通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[4]若要使小灯泡变得更亮一些,灯泡两端电压应更大一点,滑动变阻器分得的电压应小一些。根据串联分压原理知,滑动变阻器接入电路阻值应变小,故滑动变阻器的滑片应向右移动。
(4)[5]将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡的电功率越大,小灯泡的越亮,所以小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
(5)[6]观察表中的数据发现,当小灯泡两端电压为2.2V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.8V时,小灯泡的电阻为
由上分析可知,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大。虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
四、计算题:本大题共2小题,共10分。
31. 如图所示的电路中,电源电压为18V不变,滑动变阻器R2上标“20Ω 2A”的字样,闭合开关S后,电流表的示数为1A,电压表的示数为4V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电路中的最小电流。
【答案】(1)4 Ω;
(2)0.75 A
【解析】
【小问1详解】
如图电路,两R1与R2串联,电压表测量R1的电压,电流表测量电路中的电流;电流表的示数为1A,电压表的示数为4V,则电阻R1的阻值为
【小问2详解】
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的总电阻最大,此时总电阻为R1的阻值与R2的最大阻值之和。电路中的最小电流为
32. 如图所示,小灯泡L标有“3V 0.3A”字样。闭合开关,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.6A,求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)通过R0的电流;
(3)电阻R0消耗的电功率。
【答案】(1)10Ω;
(2)0.3A; (3)0.9W
【解析】
【小问1详解】
由欧姆定律公式变形可得小灯泡正常发光时的电阻
【小问2详解】
由图可知,开关S闭合后,灯泡和电阻R0并联,电流表测干路电流。因为小灯泡正常发光,所以小灯泡两端的电压为3V,由并联电路的电压规律可知,电源电压和电阻R0两端的电压均为3V。由并联电路的电流规律可知,通过电阻R0的电流I0=I-IL=0.6A-0.3A=0.3A
【小问3详解】
由电功率公式可得,电阻R0消耗的电功率P=UI=3V×0.3A=0.9W
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