精品解析：广东省云浮市罗定市培献中学2024-2025学年九年级上学期12月月考物理试题

罗定市培献中学2024-2025学年度第一学期 九年级12月份素质检测物理科试题 一、选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 当某导体两端电压是6V时，通过它的电流是0.3A，则该导体的电阻是多少Ω；当它两端电压为0V时，该导体的电阻为多少Ω。以下答案正确的是（　　） A. 20 0 B. 20 20 C. 0 20 D. 1.8 0 2. 在“探究电流与电压的关系”实验中，分别用电阻、进行实验，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I-U关系图象，由图可知（　　） A. B. C. 通过导体的电流与导体两端的电压成反比 D. 将它们串联接到同一电路中，通过的电流较大 3. 如图所示是小刚连接的研究“电流跟电压、电阻的关系”实验电路图，电源由两节干电池组成，闭合开关，电流表、电压表可能出现的现象是（　　） A. 电流表和电压表示数均为零 B. 电流表和电压表指针迅速发生最大偏转，电表损坏 C. 电流表示数为零，电压表示数为3V D. 电流表示数为1.5A，电压表示数为3V 4. 如图所示，电源电压恒为6V，闭合开关S，电压表的示数为2V，电路中的电流为0.5A。则灯泡L2两端的电压及灯泡L2的电阻分别为（　　） A. 4V，4Ω B. 2V，4Ω C. 4V，8Ω D. 2V，8Ω 5. 我国新能源汽车智能化水平位居世界前列，驾驶员既可以通过传统的机械按键（开关）控制车窗的升降，也可以通过语音（开关）控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是（　　） A. B. C. D. 6. 将规格为“6V 3W”的灯L1和规格为“6V 6W”的灯L2串联在电压为6V的电路中，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是 A. L1与L2灯丝电阻之比为1：2 B. 两灯消耗的总功率为2W C. 两灯均不能正常发光，灯L2更亮些 D. L1灯与L2灯实际功率之比为1：2 7. 小明家4月底电能表示数如图所示，5月底电能表的示数为，当地电价为，小明使某家用电器单独工作3min，电能表转盘转了160r。下列说法中合理的是（　　） A. 5月份他家应交电费1035元 B. 这个电能表允许通过的最大电流是10A C. 这个电能表应接在220V的电路中使用 D. 该家用电器这段时间消耗的电能是 二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。 8. 一只小灯泡正常发光时的电压为6V，正常发光时通过它的电流为0.3A，现将该小灯泡接在9V的电源上，为使其正常发光，应___________联一个___________Ω的定值电阻，灯泡此时的电阻是___________Ω 9. 如图甲所示是某款电子秤，图乙是它的工作原理图，a表是_________（填“电压表”或“电流表”）。当闭合开关S，挂钩受到向下的拉力增大时，电子秤示数增大，应把_________（填“a”或“b”）表改装为显示计。R0在此电路中还可以起到_________作用。 10. 如图所示，电源电压恒定，R1=20Ω，R2=10Ω，当S1闭合，S2、S3断开时、电流表的示数为0.6A，电源电压为_________V；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为_________A；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为_________A。 11. 电路元件甲和乙中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可知，甲的电阻是______Ω。若将甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是_______A。若将甲乙串联，接到某电源两端，电路中的电流为0.2A，则电源电压为_______V。 12. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，___________灯电阻较大，1kW·h可供乙灯正常工作 ___________h。若将两灯串联接入220V电路中，实际功率较大的是 ___________灯。 13. 进入冬季，各种取暖高功率电器开始使用，其工作原理是电流的___________。若线路连接处连接不完全，容易造成该处___________变大，相同时间内该处产生的热量___________（选填“变多”“变少”或“不变”），从而加速导线老化，有火灾隐患。 14. 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。 三、作图题（3小题，共7分） 15. 小明网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗且有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭。请你在图中正确画出能够表示该灯工作原理的电路图。 16. 长距离输电的两条输电线的电阻很大。当输电线杲处发生短路时，整个输电线路的电阻会发生改变。请你利用学过的电学知识，在上面的虚线框内，利用电压表、电流表、开关和电源为检修人员设计一个检修电路，以确定输电线短路的位置，便于检修。 17. 如图所示，甲为某电饭锅，其工作电路由手动开关、温控开关及加热电阻和（，额定电压均为220V）构成，当闭合手动开关时（此时常温下的处于闭合状态），两电阻同时正常工作进行煮饭，当饭熟时，温控开关自动断开，进入极小功率的保温状态。请你将其电路图画在乙图虚线方框内（电源已画出）。 四、实验题：（3小题，第18小题6分，第19小题7分，第17小题7分，共20分）。 18. 在“探究电流与电阻的关系”时，实验器材有3节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω，2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关、导线若干。小明设计并连接了如图甲所示的电路图。 （1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整。（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小） （2）当滑片P位于滑动变阻器阻值最大处时，闭合开关S，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ___________（选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 ___________（选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持不变。 （4）如图乙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，由此图像得出的结论是 ___________。 （5）小明用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丙所示的电路图，进行如下实验操作： ①闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，此时电压表的示数为U1； ②将滑动变阻器的滑片P移到最右端，此时电压表的示数为U2； ③则未知电阻Rx阻值的表达式：Rx= ___________（用R0、U1、U2表示）。 19. 在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中，连接的电路如图甲所示，电源电压为3V。 （1）连接电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片应放到 ___________端（选填“A”或“B”），以保护电路。 （2）按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ___________。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处，电压表示数为2.6V，则小灯泡消耗的实际功率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向 ___________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为 ___________V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 ___________W。 （4）在实验中发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，从本质上讲，引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是 ___________（选填“电压”、“电流”或“温度”）。 20. 如果甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。 (1)电流产生的热量不易直接测量因此在本实验中是通过观察两个U形管中的液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用了______的研究方法。 (2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关系通电一段时间后，______(选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。 (3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系，乙装置中的电阻R3的作用主要是______。 (4)如果乙装置中R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生了断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将______。（选填“变大”“变小”“不变”） (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图______（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 五、计算题：本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分。 21. 如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0~200mA，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。在电路安全工作的前提下，求： （1）当电流表的示数为200mA时，R接入电路中的阻值是多少？ （2）当电压表示数为9V时，通过R0的电流是多少？ （3）当电压表的示数是8V，空气的湿度是多少？ 22. 图甲为某电热饮水机，有加热和保温两挡功能，其简化电路如图乙所示，已知电热饮水机的额定保温功率为44W，R1的阻值为55Ω，求： （1）饮水机加热挡的功率； （2）R2的阻值； （3）保温时R1两端的电压。 五、综合能力题：（共2小题，第23小题6分，第24小题12分，共18分）。 23. 有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小，刮水的速度会相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作，小华查阅了相关资料后，自制了如图甲所示的雨水检测金属网（以下简称检测网），并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。 （1）小华按照设计的电路图连接电路，检测网未放入水中，电流表无示数，再将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是______（选填“导体”或“绝缘体”）。小华通过观察电路中______的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出刮水器刮水速度的变化； （2）将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验，分析数据可知，金属网浸入雨水中的深度越深，电流表的示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在______（选填“变大”或“变小”），我们知道，影响导体电阻的大小的因素有：导体的材料、______、横截面积和温度，由此可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的______变化引起的； （3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，可是这样无法实现无雨时的车窗清洗，若要解决此问题，可在图乙电路中加装一个开关，此开关应与检测网______（选填“串联”或“并联”）。 24. 我国汽车工业发展迅猛，在智能驾驶等领域受到了国内外的认可。某款国产油电混合动力汽车的工作原理如图甲所示。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机就会启动，此时内燃机给蓄电池充电，蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电。 （1）智能驾驶系统所用到的芯片是由 ___________（选填“半导体”或“超导体”）制成的；冬季空气非常干燥，汽车在长途行驶过程中，车身与空气摩擦带上电荷，汽车上会吸附很多灰尘，是因为带电体具有___________的性质。图乙是某汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是 ___________（选填“串联”或“并联”）的； （2）内燃机带动发电机给蓄电池充电时，蓄电池相当于 ___________（选填“电源”“开关”或“用电器”）； （3）在该次测试中，所用燃料的热值为4.6×107J/kg，消耗4kg燃料，这些燃料完全燃烧释放的热量是 ___________J；若该次测试中，汽车牵引力做的功是5×107J，且该油电混动汽车内燃机的效率为40%，则此过程中蓄电池的电能增加了 ___________J（忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失）。 （4）在高速路入口，交通部门常用“地磅”检测车辆是否超载。为了研究地磅的工作原理，学习小组设计了模拟地磅原理的简化电路图，如图丙所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0为100Ω，电压表量程为0~3V，力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图丁所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将汽车模型静置于其上。（g取10N/kg） ①如图丙，汽车模型总重力越大，力敏电阻的阻值越 ___________，电压表示数越 ___________； ②若汽车模型重力为10N，则力敏电阻的阻值为 ___________Ω，此时电压表示数为 ___________V； ③为保障电路各元件均不被损坏，汽车模型重力达到最大时，电压表示数为 ___________V，汽车模型最大重力 ___________N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 罗定市培献中学2024-2025学年度第一学期 九年级12月份素质检测物理科试题 一、选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 当某导体两端电压是6V时，通过它的电流是0.3A，则该导体的电阻是多少Ω；当它两端电压为0V时，该导体的电阻为多少Ω。以下答案正确的是（　　） A. 20 0 B. 20 20 C. 0 20 D. 1.8 0 【答案】B 【解析】 【详解】根据可知，导体的电阻为 导体的电阻是本身的一种属性，与两端电压或通过的电流无关，当它两端电压为0V时，该导体的电阻仍为20Ω。 故选B。 2. 在“探究电流与电压的关系”实验中，分别用电阻、进行实验，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I-U关系图象，由图可知（　　） A. B. C. 通过导体的电流与导体两端的电压成反比 D. 将它们串联接到同一电路中，通过的电流较大 【答案】B 【解析】 【详解】A B．由图可知，的阻值为 的阻值为 所以，故B符合题意，A不符合题意； C．在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故C不符合题意； D．串联电路电流处处相等，将它们串联接到同一电路中，通过两电阻的电流大小一样，故D不符合题意。 故选B。 3. 如图所示是小刚连接的研究“电流跟电压、电阻的关系”实验电路图，电源由两节干电池组成，闭合开关，电流表、电压表可能出现的现象是（　　） A. 电流表和电压表示数均为零 B. 电流表和电压表指针迅速发生最大偏转，电表损坏 C. 电流表示数为零，电压表示数为3V D. 电流表示数为1.5A，电压表示数为3V 【答案】C 【解析】 【详解】如图，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中，闭合开关，由于电压表电阻很大，电路中电流很小，电流表示数为零；电压表指针迅速发生最大偏转，电压表的示数接近电源电压3V，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4. 如图所示，电源电压恒为6V，闭合开关S，电压表的示数为2V，电路中的电流为0.5A。则灯泡L2两端的电压及灯泡L2的电阻分别为（　　） A. 4V，4Ω B. 2V，4Ω C. 4V，8Ω D. 2V，8Ω 【答案】C 【解析】 【详解】由电路图可知，闭合开关S后，两灯串联，电压表测L1两灯的电压，电压表的示数为2V，所以L1两灯的电压为2V，根据串联电路电压规律可知，灯泡L2两端的电压为 U2=U-U1=6V-2V=4V 灯泡L2的电阻为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5. 我国新能源汽车智能化水平位居世界前列，驾驶员既可以通过传统的机械按键（开关）控制车窗的升降，也可以通过语音（开关）控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，传统的机械按键（开关）和语音（开关）都可独立控制车窗的升降，两个开关对电动机的控制互不影响，故两开关并联后再与电动机串联，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6. 将规格为“6V 3W”的灯L1和规格为“6V 6W”的灯L2串联在电压为6V的电路中，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是 A. L1与L2灯丝电阻之比为1：2 B. 两灯消耗的总功率为2W C. 两灯均不能正常发光，灯L2更亮些 D. L1灯与L2灯实际功率之比为1：2 【答案】B 【解析】 【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据求出两灯泡的电阻之比； （2）两灯泡串联时通过它们的电流相等，根据P=I2R比较两灯泡实际功率的大小，实际功率大的灯泡较亮； （3）根据两灯串联，根据串联电路电流特点，根据 求得两灯消耗的总功率． 【详解】A. 由可得,两灯泡的电阻之比：故A错误； B. 两灯串联,电流为额定电流较小的,则电阻为两灯泡电阻之和,则R总=12Ω+6Ω=18Ω，则两灯消耗的总功率故B正确； C. 两灯串联时，因串联电路中各处的电流相等，所以,由P=I2R可知,L1的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮，故C错误； D. L1灯与L2灯实际功率之比 ，故D错误； 故选B. 7. 小明家4月底电能表示数如图所示，5月底电能表的示数为，当地电价为，小明使某家用电器单独工作3min，电能表转盘转了160r。下列说法中合理的是（　　） A. 5月份他家应交电费1035元 B. 这个电能表允许通过的最大电流是10A C. 这个电能表应接在220V的电路中使用 D. 该家用电器这段时间消耗的电能是 【答案】C 【解析】 【详解】A．电能表显示数字中最后一位是小数，单位，该电能表此时示数为，这段时间消耗的电能是 他家应交电费为，故A错误。 B．“10(40)A”，表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为40A，故B错误； C．电能表上标有220V字样，说明电能表应接在220V的电路中使用，故C正确； D．该家用电器这段时间消耗的电能是，故D错误。 故选C。 二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。 8. 一只小灯泡正常发光时的电压为6V，正常发光时通过它的电流为0.3A，现将该小灯泡接在9V的电源上，为使其正常发光，应___________联一个___________Ω的定值电阻，灯泡此时的电阻是___________Ω 【答案】 ①. 串联 ②. 10 ③. 20 【解析】 【详解】[1][2]由题意可知，小灯泡的额定电压为，电源电压为，根据串联分压的规律可知，为使小灯泡正常发光，应串联一个定值电阻分压。根据串联电路中电压的特点可得，串联的定值电阻所分电压为 已知小灯泡正常发光时通过的电流为，根据串联电路中的电流特点可知，小灯泡正常发光时串联的定值电阻通过的电流为，则由欧姆定律公式变形可得，串联的定值电阻的阻值为 [3]由题意可知，此时小灯泡正常发光，所以，由欧姆定律公式变形可得，灯泡此时的电阻为 9. 如图甲所示是某款电子秤，图乙是它的工作原理图，a表是_________（填“电压表”或“电流表”）。当闭合开关S，挂钩受到向下的拉力增大时，电子秤示数增大，应把_________（填“a”或“b”）表改装为显示计。R0在此电路中还可以起到_________作用。 【答案】 ①. 电压表 ②. b ③. 保护电路 【解析】 【详解】[1]由电路图可知，要想电路正常工作，则定值电阻R0的与滑动变阻器R串联接入电路，a与滑动变阻器R并联接入电路中，为电压表；b串联接入电路中，为电流表。 [2]当闭合开关S，挂钩受到向下的拉力增大时，滑动变阻器滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小，电压表示数变小，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，电流表示数变大，因此为使压力增大时，压力计的示数增大，应把电流表b改装为显示计。 [3]电路在连通后，拉力过大，滑动变阻器滑片在最下端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，如果没有电阻R0，则电路短路，所以加入电阻R0起保护电路的作用。 10. 如图所示，电源电压恒定，R1=20Ω，R2=10Ω，当S1闭合，S2、S3断开时、电流表的示数为0.6A，电源电压为_________V；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为_________A；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为_________A。 【答案】 ①. 6 ②. 0.2 ③. 0.9 【解析】 【详解】[1]由图可知，当S1闭合，S2、S3断开时，只有R2连入电路中，电流表测通过R2的电流，由欧姆定律可得电源电压为U=U2=I2R2=0.6A×10Ω＝6V [2]由图可知，当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路的电流，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻为R=R1+R2＝20Ω+10Ω＝30Ω 则电流表示数为 [3]由图可知，当S1、S3闭合，S2断开时，R1与R2并联，电流表测干路电流，并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得，电流表的示数为 11. 电路元件甲和乙中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可知，甲的电阻是______Ω。若将甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是_______A。若将甲乙串联，接到某电源两端，电路中的电流为0.2A，则电源电压为_______V。 【答案】 ①. 5 ②. 0.6 ③. 3 【解析】 【详解】[1]由图可知，当U甲=3V时，I甲=0.6A，则甲的电阻为 [2]若将甲、乙并联在2V电源两端时，如下图1所示，I甲＇=0.4A，I乙=0.2A，则干路中的电流 I= I甲＇+ I乙=0.4A+0.2A=0.6A [3]若将甲、乙串联时，如下图2所示，当I串=0.2A时，U甲＇=1V，U乙=2V，则电源电压为 U串=U甲＇+U乙=1V+2V=3V 12. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，___________灯电阻较大，1kW·h可供乙灯正常工作 ___________h。若将两灯串联接入220V电路中，实际功率较大的是 ___________灯。 【答案】 ①. 甲 ②. 10 ③. 甲 【解析】 【详解】[1]由图示可知，两灯的额定电压相等，甲的额定功率小于乙的额定功率，由可得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻。 [2]由可得，1kW·h可供乙灯正常工作时间 [3]两灯串联接入220V电路中，电流I相同，根据P=I2R，因为R甲>R乙，所以P甲实>P乙实，实际功率较大的是甲灯。 13. 进入冬季，各种取暖高功率电器开始使用，其工作原理是电流的___________。若线路连接处连接不完全，容易造成该处___________变大，相同时间内该处产生的热量___________（选填“变多”“变少”或“不变”），从而加速导线老化，有火灾隐患。 【答案】 ①. 热效应 ②. 电阻 ③. 变多 【解析】 【详解】[1]由焦耳定律知，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。通电导线周围会产生“热”，即内能，此现象为电流的热效应。 [2]电阻与横截面积成反比，与长度成正比，若线路连接处连接不完全，接触不良，横截面积将减小，电阻增大。 [3]由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，根据公式可知，同一处地方且通电时间是相同，电阻大的产生的热量越多。 14. 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 三、作图题（3小题，共7分） 15. 小明网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗且有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭。请你在图中正确画出能够表示该灯工作原理的电路图。 【答案】 【解析】 【详解】这种灯只有在光线暗且有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭，说明光敏开关和人体感应器同时控制灯，光敏开关、人体感应器、灯三者应该是串联的，故作图如下： 16. 长距离输电的两条输电线的电阻很大。当输电线杲处发生短路时，整个输电线路的电阻会发生改变。请你利用学过的电学知识，在上面的虚线框内，利用电压表、电流表、开关和电源为检修人员设计一个检修电路，以确定输电线短路的位置，便于检修。 【答案】 【解析】 【详解】根据题意，当输电线杲处发生短路时，整个输电线路的电阻会发生改变，即需要测量故障位置的电阻，则将开关、电源、故障导线、电流表串联在电路中，将电压表并联在故障线路两端，用电流表测量导线的电流，设计电路如下所示： 17. 如图所示，甲为某电饭锅，其工作电路由手动开关、温控开关及加热电阻和（，额定电压均为220V）构成，当闭合手动开关时（此时常温下的处于闭合状态），两电阻同时正常工作进行煮饭，当饭熟时，温控开关自动断开，进入极小功率的保温状态。请你将其电路图画在乙图虚线方框内（电源已画出）。 【答案】 【解析】 【详解】由题意可知，加热电阻R1和R2的额定电压均为220V，当按下S1时（此时S2处于闭合状态），两加热电阻同时正常工作，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1和R2并联，当饭熟时，温控开关自动断开，为保温状态，则手动开关S1应位于干路，温控开关S2位于支路，因R1=10R2，所以由可知，R2的电功率远大于R1的电功率，则温控开关S2位于R2支路，电路图如下： 四、实验题：（3小题，第18小题6分，第19小题7分，第17小题7分，共20分）。 18. 在“探究电流与电阻的关系”时，实验器材有3节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω，2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关、导线若干。小明设计并连接了如图甲所示的电路图。 （1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整。（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小） （2）当滑片P位于滑动变阻器阻值最大处时，闭合开关S，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ___________（选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 ___________（选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持不变。 （4）如图乙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，由此图像得出的结论是 ___________。 （5）小明用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丙所示的电路图，进行如下实验操作： ①闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，此时电压表的示数为U1； ②将滑动变阻器的滑片P移到最右端，此时电压表的示数为U2； ③则未知电阻Rx阻值的表达式：Rx= ___________（用R0、U1、U2表示）。 【答案】（1） （2）短路 （3）右 （4）当电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比 （5） 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器应“一上一下”连接，要使滑片P向右移动时电流表示数变小，即电阻变大，所以应将滑动变阻器左下接线柱与定值电阻右接线柱相连。电源电压为4.5V，且从图乙可知定值电阻两端的电压为 故电压表选用大量程接入电路，如图所示： 【小问2详解】 电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数说明与电压表并联的部分短路，即电路故障的原因是定值电阻R短路。 【小问3详解】 本实验要控制定值电阻两端电压不变，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，定值电阻增大，根据串联分压原理，应将滑动变阻器阻值调大，即向右调节滑片，使电压表的示数不变。 【小问4详解】 由图乙知 即电流I与电阻R的乘积是一个定值，故得出结论：当电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 【小问5详解】 闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压。将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电路为定值电阻的简单电路，此时电压表的示数为U1；将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，滑动变阻器两端的电压为 通过滑动变阻器的电流为 未知电阻的阻值为 19. 在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中，连接的电路如图甲所示，电源电压为3V。 （1）连接电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片应放到 ___________端（选填“A”或“B”），以保护电路。 （2）按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ___________。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处，电压表示数为2.6V，则小灯泡消耗的实际功率 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向 ___________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为 ___________V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 ___________W。 （4）在实验中发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，从本质上讲，引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是 ___________（选填“电压”、“电流”或“温度”）。 【答案】（1）A （2）小灯泡断路 （3） ①. 大于 ②. A ③. 2.5 ④. 1.25 （4）温度 【解析】 【小问1详解】 为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置，即滑片移动到A端。 【小问2详解】 按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表的示数始终接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。 【小问3详解】 [1]灯在额定电压下的功率为额定功率，因实际电压2.6V大于额定电压2.5V，小灯泡消耗的实际功率大于额定功率。 [2][3]灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压2.6V大于灯的额定电压2.5V，应减小灯两端的电压，根据串联电路电压的规律可知，应增大变阻器两端的电压，由分压原理可知，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故应将滑动变阻器滑片向A端移动，使电压表示数为2.5V。 [4]此时电流表指针位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 【小问4详解】 电阻是导体的一种性质，与电流、电压无关。在实验中发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，是由于电压越大，电流就越大，灯丝的温度越高，所以引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是温度。 20. 如果甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。 (1)电流产生的热量不易直接测量因此在本实验中是通过观察两个U形管中的液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用了______的研究方法。 (2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关系通电一段时间后，______(选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。 (3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系，乙装置中的电阻R3的作用主要是______。 (4)如果乙装置中R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生了断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将______。（选填“变大”“变小”“不变”） (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图______（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 【答案】 ①. 转换法 ②. 电阻 ③. 右 ④. 电流 ⑤. 使通过R1和R2的电流不相等 ⑥. 变小 ⑦. 甲 【解析】 【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。 (2)[2][3]甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，则右侧U形管中液面的高度差大。 (3)[4][5]图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻R1的电流与通过右边容器中电阻R2的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。 (4)[6]当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，因R2的阻值大于R2与R3并联的阻值，所以此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内，电流通过电阻丝R1产生热量变少，则左侧U形管中液面的高度差将变小。 (5)[7]电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，与甲实验的原理相同。 五、计算题：本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分。 21. 如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0~200mA，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。在电路安全工作的前提下，求： （1）当电流表的示数为200mA时，R接入电路中的阻值是多少？ （2）当电压表示数为9V时，通过R0的电流是多少？ （3）当电压表的示数是8V，空气的湿度是多少？ 【答案】（1）30Ω；（2）0.1A；（3）50% 【解析】 【详解】解：（1）当电流表的示数为200mA时，电阻R0的电压是 根据串联电路的电压规律可知，电阻R的电压是 根据可知，R接入电路中的阻值是 （2）当电压表示数为9V时，R0的电压是 那么流过R0的电流是 （3）当电压表的示数是8V时，定值电阻两端的电压为 此时通过定值电阻的电流为 串联电路电流处处相等，此时敏电阻R的阻值 由图丙可知，此时空气的湿度是50%。 答：（1）当电流表的示数为200mA时，R接入电路中的阻值30Ω； （2）当电压表示数为9V时，通过R0的电流0.1A； （3）当电压表的示数是8V，空气的湿度50%。 22. 图甲为某电热饮水机，有加热和保温两挡功能，其简化电路如图乙所示，已知电热饮水机的额定保温功率为44W，R1的阻值为55Ω，求： （1）饮水机加热挡的功率； （2）R2的阻值； （3）保温时R1两端的电压。 【答案】（1）880W （2）1045Ω （3）11V 【解析】 【小问1详解】 当开关S和S0都闭合时，电路为R1的简单电路，电路总电阻最小，电路的总功率最大，为加热挡；当开关S闭合，S0断开时，R1、R2串联，电路电阻最大，为保温挡。饮水机加热挡的功率 【小问2详解】 由可知，此时电路的总电阻 所以R2的阻值 【小问3详解】 保温时，电路中的电流 由欧姆定律得，保温时R1两端的电压 五、综合能力题：（共2小题，第23小题6分，第24小题12分，共18分）。 23. 有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小，刮水的速度会相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作，小华查阅了相关资料后，自制了如图甲所示的雨水检测金属网（以下简称检测网），并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。 （1）小华按照设计的电路图连接电路，检测网未放入水中，电流表无示数，再将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是______（选填“导体”或“绝缘体”）。小华通过观察电路中______的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出刮水器刮水速度的变化； （2）将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验，分析数据可知，金属网浸入雨水中的深度越深，电流表的示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在______（选填“变大”或“变小”），我们知道，影响导体电阻的大小的因素有：导体的材料、______、横截面积和温度，由此可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的______变化引起的； （3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，可是这样无法实现无雨时的车窗清洗，若要解决此问题，可在图乙电路中加装一个开关，此开关应与检测网______（选填“串联”或“并联”）。 【答案】（1） ①. 导体 ②. 电流表示数 （2） ①. 变小 ②. 长度 ③. 横截面积 （3）并联 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意知道，按照设计的电路图连接电路，检测网未放入水中，电流表无示数；将检测网放入雨水中，电流表有示数，所以雨水是导体。 [2]在该实验中，通过观察电路中的电流表示数（电流）的变化来判断变化电动机转速的变化。 【小问2详解】 [1]根据欧姆定律知道，电压一定时，电流与电阻成反比，故电流表的示数越大，这说明a、b间接入电路的电阻变小。 [2]电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关。 [3]由图知道，当雨水变深时，金属网浸入雨水中的深度越深，接入电路中金属网的横截面积发生变化，所以a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。 【小问3详解】 图乙中，在检测网处并联一个开关，才能实现在无雨水时电动机可以工作。 24. 我国汽车工业发展迅猛，在智能驾驶等领域受到了国内外的认可。某款国产油电混合动力汽车的工作原理如图甲所示。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机就会启动，此时内燃机给蓄电池充电，蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电。 （1）智能驾驶系统所用到的芯片是由 ___________（选填“半导体”或“超导体”）制成的；冬季空气非常干燥，汽车在长途行驶过程中，车身与空气摩擦带上电荷，汽车上会吸附很多灰尘，是因为带电体具有___________的性质。图乙是某汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是 ___________（选填“串联”或“并联”）的； （2）内燃机带动发电机给蓄电池充电时，蓄电池相当于 ___________（选填“电源”“开关”或“用电器”）； （3）在该次测试中，所用燃料的热值为4.6×107J/kg，消耗4kg燃料，这些燃料完全燃烧释放的热量是 ___________J；若该次测试中，汽车牵引力做的功是5×107J，且该油电混动汽车内燃机的效率为40%，则此过程中蓄电池的电能增加了 ___________J（忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失）。 （4）在高速路入口，交通部门常用“地磅”检测车辆是否超载。为了研究地磅的工作原理，学习小组设计了模拟地磅原理的简化电路图，如图丙所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0为100Ω，电压表量程为0~3V，力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图丁所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将汽车模型静置于其上。（g取10N/kg） ①如图丙，汽车模型总重力越大，力敏电阻的阻值越 ___________，电压表示数越 ___________； ②若汽车模型重力为10N，则力敏电阻的阻值为 ___________Ω，此时电压表示数为 ___________V； ③为保障电路各元件均不被损坏，汽车模型重力达到最大时，电压表示数为 ___________V，汽车模型最大重力 ___________N。 【答案】（1） ①. 半导体 ②. 吸引轻小物体 ③. 并联 （2）用电器 （3） ①. 1.84×108 ②. 2.36×107 （4） ①. 小 ②. 大 ③. 200 ④. 2 ⑤. 3 ⑥. 20 【解析】 【小问1详解】 [1]芯片的核心元件是集成电路，而集成电路的主要材料是半导体（如硅），半导体具有单向导电性等特性，可通过掺杂实现导电性能的调控，满足芯片的功能需求。 [2]汽车长途行驶过程中，车身与空气摩擦带上电荷，电荷具有吸引轻小物体的性质。 [3]在汽车充电的过程中，为了电压相等且充电桩之间互不影响，充电桩之间并联。 【小问2详解】 内燃机带动发电机给蓄电池充电时，蓄电池组相当于用电器，蓄电池充电过程中把电能转化为化学能储存起来。 【小问3详解】 [1]燃料燃烧放出的热量 [2]蓄电池的电能增加量 【小问4详解】 [1][2]从图丁可知，汽车重力越大，对平板的压力越大，力敏电阻的阻值变小，电流变大，电压表示数根据公式可知，电压表示数变大。 [3]从图丁可知，当压力为10N时，力敏电阻的阻值为R1=200Ω [4]由串联电路中电压的分配与电阻成正比得 代入数据可得 解得U0=2V [5][6]电压表的量程是0-3V，可知汽车模型越重，电压表的示数越大，故汽车模型重力达到最大时，电压表示数为3V；此时电路中的电流 力敏电阻的阻值为 由图丁可知，此时压力F=20N，故汽车的最大重力为20N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $