精品解析:山东省聊城市第六中学2024-2025学年九年级上学期第三次学情调研物理试题
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内容正文:
九年级物理第三次学情调研试题
一、单项选择题(每题3分,共36分)
1. 为了纪念著名的物理学家欧姆,用他的名字作为单位的物理量是( )
A. 电流 B. 电阻 C. 电功率 D. 功
2. 下列关于物理量的估测,最符合实际情况的是( )
A. 家庭电路的电压为110V B. 一节干电池的电压约为3V
C. 空调的电流约为0.1A D. 电视机的功率约为100W
3. 如图所示的电路中,电阻阻值。开关S闭合后,电阻、两端的电压分别为、。通过、的电流分别为、,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( )
A. I甲=I乙 U甲>U乙 B. I甲=I乙 U甲<U乙
C. I甲<I乙 U甲>U乙 D. I甲<I乙 U甲=U乙
5. 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. 灯L1断路 B. 灯L1短路 C. 灯L2断路 D. 灯L2短路
6. 如图所示的电路中,若要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,应将滑动变阻器的哪两个接线柱接到M、N之间( )
A. b、c B. b、d C. a、c D. a、b
7. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,下列判断正确的是( )
A. IAB<IBC UAB<UBC B. IAB=IBC UAB<UBC
C. IAB>IBC RAB<RBC D. IAB=IBC RAB>RBC
8. 如图所示,电源电压恒定,闭合S1,小灯泡发光,再闭合S2时,观察到的现象是( )
A. 电压表示数增大 B. 电流表示数变小
C. 小灯泡变亮 D. 小灯泡亮度不变
9. 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.
10. 如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A. 电压表示数越小 B. 电压表示数越大
C. 电路中的电流越大 D. 电路中的电流越小
11. 如图所示的电路,电源电压和灯泡L的电阻不变,闭合开关S,将滑片P向右移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
12. 某型号天然气泄漏检测仪器的电路如图甲所示,图甲中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的是
A. 天然气浓度增大时,电压表示数变小
B. 天然气浓度减小时,电流表示数变大
C. 天然气浓度增大时,电路中电流变小
D. 无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
二、多选题(每题4分,共16分,每题漏选2分,错选不给分)
13. 用如图所示,在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”时,其中关于使用滑动变阻器的目的,下列说法正确的是( )
A. 多次实验求平均值,使实验结果更加准确
B. 保证通过导体的电流不变
C. 保护电路
D. 更换定值电阻后,调节滑片使电压表的示数不变
14. 小万同学在探究电流跟电压的关系时,选用不同的电阻做了两次实验,如图是两个电阻的电流随电压变化的图像,从图中可知正确的是( )
A.
B.
C. 如果将和并联接入电路中,电路的总电阻在区域Ⅲ
D. 如果将和串联接入电路中,电路的总电阻在区域Ⅲ
15. 如图所示,R₁为定值电阻,R₂为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关,当滑动变阻器滑片向左端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大
B. V₁的示数变大,V₂的示数不变
C. 电压表 V₁示数的减少量等于 V₂示数的增加量
D. V₂示数变小,V₁示数和电流表示数之比不变
16. 关于电功,下列说法正确的是( )
A. 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能
B. 电流做功的过程就是消耗电能的过程
C. 用电能表可以测量电流做功的多少
D. 电流越大,电流做功就一定越多
三、填空题(每空1分,共10分)
17. 两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为_____;将它们并联接入电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为_____.
18. 大寒将至,小洁家用上了暖风机取暖,她想尝试测量一下新买的暖风机的实际功率。如图所示是小洁家电能表的表盘,她将家中所有其他用电器关闭,只让暖风机单独工作,观察到1min内电能表指示灯闪烁了48次,暖风机在1min内消耗的电能为______kW·h,它的实际功率是______W。
19. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片_______(选填“向上”或“向下”)移动,从而改变油量表的示数,此油量表实际上是一个_______(选填“电流表”或“电压表”)。
20. 某小灯泡上标有“6V 6W”字样,其电流随两端电压变化关系的曲线如下图所示,则当小灯泡两端的电压为2V时,此时小灯的电阻为_________Ω,此时小灯泡的实际功率为_________W。
21. 物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量,则这个电炉的电功率为______W,电阻丝工作时的电阻为______Ω。
四、实验题(每空1分,共8分)
22. 在探究“电流与电阻的关系”实验中所选器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压为6V)各一个,电流表、电压表各一块,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的实物电路。连接电路时,开关应处于__________状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到__________(选填“A”或“B”)端。
(2)小明将5Ω电阻连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片在适当位置,记下此时电流表的示数;小明继续实验,将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,此时滑片应向__________(选填“A”或“B”)端移动,眼睛同时观察__________(选填“电流表”或“电压表”)示数直至达到实验目的。
(3)小明根据实验数据绘制了I-R的图像,如图丙所示。由图丙可知小明在“探究电流与电阻的关系”的过程中电压表示数为__________V。由丙图像可以得到的实验结论是:___________________________。
(4)小明又利用上述器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,收集的实验数据填入了下表中。分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值至少为__________Ω,该实验的结论是___________。
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
五、计算题(每题10分,共30分)
23. 电路如图所示,已知电源两端电压U=15V保持不变,电阻R1=5Ω,当开关闭合时,电压表示数为5V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2;
(3)电阻R2的阻值。
24. 在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。
求:(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
25. 在如图所示的电路中,电源电压U=6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”的字样(电源电压和小灯泡的阻值均保持不变),R1为定值电阻,R2是滑动变阻器且标有“20Ω 1A”的字样,电流表A的量程为0~0.6A。求:
(1)小灯泡L的电阻RL;
(2)当开关S1闭合S2断开时,电压表的示数为3V,R1工作5分钟消耗的电能。
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九年级物理第三次学情调研试题
一、单项选择题(每题3分,共36分)
1. 为了纪念著名的物理学家欧姆,用他的名字作为单位的物理量是( )
A. 电流 B. 电阻 C. 电功率 D. 功
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.电流的单位是安培,故A不符合题意;
B.电阻的单位是欧姆,故B符合题意;
C.电功率的单位是瓦特,故C不符合题意;
D.功的单位是焦耳,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列关于物理量的估测,最符合实际情况的是( )
A. 家庭电路的电压为110V B. 一节干电池的电压约为3V
C. 空调的电流约为0.1A D. 电视机的功率约为100W
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路的电压为220V,故A不符合题意;
B.一节干电池的电压约为1.5V,故B不符合题意;
C.空调的电流约为5A,故C不符合题意;
D.电视机的功率较小,约为100W,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的电路中,电阻阻值。开关S闭合后,电阻、两端的电压分别为、。通过、的电流分别为、,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A B.并联电路,各支路的电压等于电源电压,故A错误,B正确;
C D.根据可知,电阻大的电流小,,故,故CD错误。
故选B。
4. 如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( )
A. I甲=I乙 U甲>U乙 B. I甲=I乙 U甲<U乙
C. I甲<I乙 U甲>U乙 D. I甲<I乙 U甲=U乙
【答案】B
【解析】
【详解】定值电阻甲和乙串联接入电路,由于串联电路中电流处处相等,所以甲、乙两电阻的电流大小相等,故I甲=I乙;如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,当甲和乙电流相等时,乙电阻两端的电压大于甲电阻两端的电压,故U甲<U乙。
故选B。
5. 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. 灯L1断路 B. 灯L1短路 C. 灯L2断路 D. 灯L2短路
【答案】A
【解析】
【详解】A.若灯L1断路,则没有电流经过电压表、电流表,故两个表的示数都变为了零,故A符合题意;
B.若L1短路,则电路中存在电流,电流表有示数,故B不符合题意;
C.若灯L2断路,电流表没有示数,但是电压表有示数,故C不符合题意;
D.若L2短路,则电路中存在电流,电流表有示数,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图所示的电路中,若要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,应将滑动变阻器的哪两个接线柱接到M、N之间( )
A. b、c B. b、d C. a、c D. a、b
【答案】C
【解析】
【详解】要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,则变阻器串联在电路中,且滑片P向右接入电路中的电阻变大,则变阻器的a接线柱接入电路中,变阻器的连线一上一下,上面接线柱接c或d,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,下列判断正确的是( )
A. IAB<IBC UAB<UBC B. IAB=IBC UAB<UBC
C. IAB>IBC RAB<RBC D. IAB=IBC RAB>RBC
【答案】D
【解析】
【详解】因两电阻串联,故通过两部分导体的电流相等;由题意知道,SAB<SCD,而长度相同,故说明AB段的导体电阻大于CD段的电阻;则由欧姆定律的变形公式U=IR知道,AB段的电压要大于CD段的电压。故D正确,ABC错误。
故选D。
8. 如图所示,电源电压恒定,闭合S1,小灯泡发光,再闭合S2时,观察到的现象是( )
A. 电压表示数增大 B. 电流表示数变小
C. 小灯泡变亮 D. 小灯泡亮度不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.闭合开关S2前后,电压表测的都是电源电压,所以电压表示数不变,故A错误;
B.闭合S2前电流表测的是灯的电流,闭合S2后灯和定值电阻并联,电流表测的是干路电流,所以电流表示数变大,故B错误;
CD.闭合开关S2前后,灯的电压和电阻都不变根据公式得灯的实际功率不变,所以灯的亮度不变,故C错误,D正确。
故选D。
9. 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。
10. 如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A. 电压表示数越小 B. 电压表示数越大
C. 电路中的电流越大 D. 电路中的电流越小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】如图,电压表测R2两端的电压,被测量者身高越高滑片越往上移,R1越小,R2的电阻越大,根据串联分压原理,它两端的电压越大;由于RI、R2之和不变,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变,综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11. 如图所示的电路,电源电压和灯泡L的电阻不变,闭合开关S,将滑片P向右移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】灯泡和变阻器串联,电流表测电流,电压表测变阻器电压,将滑片P向右移动时,变阻器阻值增大,根据串联分压规律可知,变阻器分压变大,电压表示数变大,根据,灯泡电阻不变,总电阻变大,电流减小,故电流表示数变小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 某型号天然气泄漏检测仪器的电路如图甲所示,图甲中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的是
A. 天然气浓度增大时,电压表示数变小
B. 天然气浓度减小时,电流表示数变大
C. 天然气浓度增大时,电路中电流变小
D. 无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知,两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
ABC、由图乙可知,当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值会减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流将变大,即电流表示数增大;由U0=IR0可知,定值电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大;故AC错误,
由图乙可知,当天然气浓度减小时,气敏电阻的阻值会增大,电路的总电阻增大,由欧姆定律可知,电路中电流将变小,即电流表示数减小,故B错误;
D、由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于R0的阻值,而R0为定值电阻,阻值不变,因此无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变,故D正确.
故选D.
二、多选题(每题4分,共16分,每题漏选2分,错选不给分)
13. 用如图所示,在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”时,其中关于使用滑动变阻器的目的,下列说法正确的是( )
A. 多次实验求平均值,使实验结果更加准确
B. 保证通过导体的电流不变
C. 保护电路
D. 更换定值电阻后,调节滑片使电压表的示数不变
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.该实验是探究电流与电阻之间的关系,根据控制变量法,实验中多次更换不同的定值电阻,在保持定值电阻两端电压不变的情况下,并测出对应的电流,从而分析得出电流与电阻的反比例关系,所以多次实验为了得到普遍规律。故AB错误;
C.实验中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置,起到保护电路的作用,故C正确;
D.实验中每次更换定值电阻后,均要通过调节滑动变阻器的滑片达到保持定值电阻两端电压不变的要求,故D正确。
故选CD。
14. 小万同学在探究电流跟电压的关系时,选用不同的电阻做了两次实验,如图是两个电阻的电流随电压变化的图像,从图中可知正确的是( )
A.
B.
C. 如果将和并联接入电路中,电路的总电阻在区域Ⅲ
D. 如果将和串联接入电路中,电路的总电阻在区域Ⅲ
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由图可知,当电阻两端的电压相同时,通过R1的电流大于通过R2的电流,由欧姆定律的变形式可知,R1的阻值小于R2的阻值,故A错误,B正确;
C.对于并联电路,总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以并联电路的总电阻一定小于R1(因为R1已经小于R2了),因此电路的总电阻在区域I,故C错误;
D.对于串联电路,总电阻等于各分电阻之和,即
R串=R1+R2
由于串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,所以串联电路的总电阻一定大于R2,因此电路的总电阻在区域Ⅲ,故D正确。
故选BD。
15. 如图所示,R₁为定值电阻,R₂为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关,当滑动变阻器滑片向左端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大
B. V₁的示数变大,V₂的示数不变
C. 电压表 V₁示数的减少量等于 V₂示数的增加量
D. V₂示数变小,V₁示数和电流表示数之比不变
【答案】AD
【解析】
【详解】S闭合,R₁、R₂为串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流。
A.当滑动变阻器滑片向左端移动时,接入电路电阻减小,则电流变大,即电流表示数变大,故A正确;
B.当滑动变阻器滑片向左端移动时,接入电路电阻减小,根据串联电路分压规律,则变阻器两端电压变小,即V2示数变小,再根据串联电路电压规律,可知定值电阻两端电压变大,即V1示数变大,故B错误;
C.电源电压恒定,根据串联电路电压规律可知,电压表 V₁示数的增大量等于 V₂示数的减小量,故C错误;
D.由前面分析可知,V2示数变小,V₁示数和电流表示数之比为定值电阻的阻值,所以不变,故D正确。
故选AD。
16. 关于电功,下列说法正确的是( )
A. 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能
B. 电流做功的过程就是消耗电能的过程
C. 用电能表可以测量电流做功的多少
D. 电流越大,电流做功就一定越多
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.电功就是电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故A正确;
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程,将电能转化为其它形式能量的过程,故B正确;
C.用电能表是计算电功的,可以测量电流做功的多少,故C正确;
D.电流越大,但是电压、通电时间未知,故电流做功的大小未知,故D错误。
故选ABC。
三、填空题(每空1分,共10分)
17. 两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为_____;将它们并联接入电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为_____.
【答案】 ①. 1:2 ②. 2:1
【解析】
【分析】在串联电路中,各处的电流是相同的;在并联电路中,各支路两端的电压相等,据此分析比值的大小.
【详解】两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,通过的电流是相同的,根据U=IR可知,其电压之比等于电阻之比,即U1:U2=R1:R2=20Ω:40Ω=1:2;将它们并联接入电路中,其两端的电压是相等的,根据I=可知,其电流与电阻成反比,即电流之比等于电阻之比的倒数,I1:I2=R2:R1=40Ω:20Ω=2:1.
18. 大寒将至,小洁家用上了暖风机取暖,她想尝试测量一下新买的暖风机的实际功率。如图所示是小洁家电能表的表盘,她将家中所有其他用电器关闭,只让暖风机单独工作,观察到1min内电能表指示灯闪烁了48次,暖风机在1min内消耗的电能为______kW·h,它的实际功率是______W。
【答案】 ①. 0.03 ②.
【解析】
【详解】[1] 观察到1min内电能表指示灯闪烁了48次,暖风机在1min内消耗的电能为
[2] 实际功率是
19. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片_______(选填“向上”或“向下”)移动,从而改变油量表的示数,此油量表实际上是一个_______(选填“电流表”或“电压表”)。
【答案】 ①. 向上 ②. 电流表
【解析】
【详解】[1]油箱中的油量减少时,油面下降,由于滑杆可以绕固定轴O转动,所以当浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动。
[2]油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,使滑动变阻器连入电路的阻值变大,串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和,所以电路中总电阻增大,而总电压不变,根据可知电路中的电流会减小,说明油量表示数减小,油量表串联在电路中,油量表应该是电流表。
20. 某小灯泡上标有“6V 6W”字样,其电流随两端电压变化关系的曲线如下图所示,则当小灯泡两端的电压为2V时,此时小灯的电阻为_________Ω,此时小灯泡的实际功率为_________W。
【答案】 ①. 4 ②. 1
【解析】
【详解】[1]由图可知,当灯泡两端的电压为2V时,流过灯泡的电流为0.5A,则此时灯泡的电阻
[2]此时小灯泡的实际功率
21. 物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量,则这个电炉的电功率为______W,电阻丝工作时的电阻为______Ω。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】
【详解】[1]这个电炉的电功率
[2]电阻丝工作时的电阻为
四、实验题(每空1分,共8分)
22. 在探究“电流与电阻的关系”实验中所选器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压为6V)各一个,电流表、电压表各一块,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的实物电路。连接电路时,开关应处于__________状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到__________(选填“A”或“B”)端。
(2)小明将5Ω电阻连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片在适当位置,记下此时电流表的示数;小明继续实验,将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,此时滑片应向__________(选填“A”或“B”)端移动,眼睛同时观察__________(选填“电流表”或“电压表”)示数直至达到实验目的。
(3)小明根据实验数据绘制了I-R的图像,如图丙所示。由图丙可知小明在“探究电流与电阻的关系”的过程中电压表示数为__________V。由丙图像可以得到的实验结论是:___________________________。
(4)小明又利用上述器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,收集的实验数据填入了下表中。分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值至少为__________Ω,该实验的结论是___________。
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【答案】(1) ①. 断开 ②. A
(2) ①. A ②. 电压表
(3) ①. 2 ②. 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4) ①. 20 ②. 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【小问1详解】
[1][2]连接电路时,为了电路元件安全,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处,即A端。
【小问2详解】
[1][2]探究电流与电阻的关系时,要保证电压不变,根据串联电路分压规律,大电阻分大电压,因此定值电阻换大之后,要保证分的电压不变,也需要将滑动变阻器连入电路中的电阻调大,因此滑片向A端移动,眼睛同时观察电压表示数。
【小问3详解】
[1][2]由图像中的点可知,当电流为0.4A时,电阻为5Ω,根据可知,电压为2V;当电流为0.2A时,电阻为10Ω,根据可知,电压为2V;当电流为0.1A时,电阻为20Ω,根据可知,电压为2V。因此小明在“探究电流与电阻的关系”的过程中电压表示数为2V。可以得到的实验结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
[1]将滑片从一端移到另一端的过程中,由表中数据可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电流最大,为0.6A,此时电压表示数即为电源电压,即U=6V。
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流I=0.2A,定值电阻的电压U1=2V,所以滑动变阻器最大阻值
[2]从表格数据可知,电阻一定时,电压增大,电流也增大,且电压与电流的比值是定值,所以实验结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
五、计算题(每题10分,共30分)
23. 电路如图所示,已知电源两端电压U=15V保持不变,电阻R1=5Ω,当开关闭合时,电压表示数为5V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】(1)1A (2)10V
(3)10Ω
【解析】
【小问1详解】
由图可知,两个电阻组成串联电路,电压表测量两端电压,电流表测电路中的电流,串联电路中电流处处相等,则电流表的示数为
【小问2详解】
串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,则电阻R2两端的电压为
【小问3详解】
电阻R2的阻值
24. 在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。
求:(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V;(2)20Ω
【解析】
【详解】解:由电路图知道,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由知道,电源的电压
U=I1R1=0.2A×30Ω=6V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
则电阻R2的阻值
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
25. 在如图所示的电路中,电源电压U=6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”的字样(电源电压和小灯泡的阻值均保持不变),R1为定值电阻,R2是滑动变阻器且标有“20Ω 1A”的字样,电流表A的量程为0~0.6A。求:
(1)小灯泡L的电阻RL;
(2)当开关S1闭合S2断开时,电压表的示数为3V,R1工作5分钟消耗的电能。
【答案】(1)10Ω (2)270J
【解析】
【小问1详解】
由小灯泡上标“4 V 1.6 W”可知,小灯泡额定电压为4 V、额定功率为1.6 W。根据得小灯泡电阻为
【小问2详解】
当S1闭合、S2断开时,R1与灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压。电压表示数为3V,可知灯泡两端电压为3V。由串联电路中电压的规律知,R1两端电压为U1=U-U'L=6V-3V=3V
电路中的电流为
R1消耗的功率P1=U1I =3V×0.3A=0.9W
故R1在5 min内消耗的电能W=P1t =0.9 W×5×60s=270J
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