精品解析：安徽省宿城第一初级中学2024-2025学年九年级上学期第三次综合素质评价物理试题

宿城一初中2024-2025学年度九年级第一学期第三次综合素质评价 物理试卷 一、填空题 （每空2分，共20分） 1. 近年来我国新能源智能汽车发展迅猛，某新能源智能汽车车窗采用“智能玻璃”，冬天行车过程中当车内挡风玻璃上因___________出现水雾时， “智能玻璃”会自动升高挡风玻璃及车窗温度以消除水雾。（填物态变化名称） 2. 2024年5月29日，我国谷神星一号海射型遥二运载火箭发射成功，火箭升空过程中，箭体外面的整流罩与大气剧烈摩擦发热，这是通过___________的方式增大了整流罩的内能。 3. 以下是沿海城市杭州和内陆城市宿州两地在2024年9月16日的天气情况：城市甲多云14~26℃，城市乙多云28~34℃，请根据两地的气温变化情况判断：城市___________是宿州 （选填“甲”或“乙” ） 。 4. 如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则______（选填“A”或“B”）物体将带负电。 5. 在图甲所示的电路中，当闭合开关S后，电路正常工作，两只电压表指针位置均为图乙所示，则灯泡L₁两端电压的是___________V。 6. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S断开，甲、乙均为电流表时，两表示数之比 则当S闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比 _________ 7. 在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作5min，测得家中如图所示电能表的转盘转了175r，则该热水器的实际功率为___________W。 8. 如图所示是小明家里的部分照明电路，他闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L不亮，经检查保险丝完好，把试电笔分别插入插座的两孔，氖管均发光，造成这一现象的原因可能是______。（选填“bc之间短路”、“cd之间断路”或“ed之间断路”） 9. 一个标有“6V 3.6W ”的小灯泡和一个标有“ 10Ω 0.5A ”的定值电阻的 I-U 图像如图所示。如果将 该小灯泡和定值电阻串联在电源电压为 8V 的电路中，则通电 2min 小灯泡和电阻消耗的总电能为_______ J。 10. 如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R₁为定值电阻，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，滑动变阻器R₂的最大阻值为80Ω。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片P，R₂消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，则电路消耗总功率的最小值为___________W。 二、选择题（每小题2分，共14分） 11. 关于温度、热量和内能，下列说法中不正确的是（　　） A. 温度高的物体其内能不一定多 B. 内能少的物体也可能将热量传给内能多的物体 C. 物体的内能增加，其温度不一定升高 D. 物体的质量越大、温度越高，所含的热量越多 12. 某同学在实验室进行如图所示的实验探究：用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，甲、乙两种液体的质量 ，忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，已知乙液体为水，水的比热容为 ，酒精的热值为。下列说法正确的（　　） A. 前8min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 B. 甲、乙两种液体的比热容之比 C. 甲液体的比热容大小为 D. 若用酒精灯加热甲杯液体，升温60℃，消耗酒精12g，则其加热效率为80% 13. 校园内有一个学习文具售卖机，购买时可以通过硬币支付（相当于闭合“开关”），也可以通过电子支付（相当于闭合“开关”）来获取学习文具。天黑时“光控开关”会自动闭合，接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是（ ） A B. C. D. 14. 如图所示的电路中，闭合开关、，灯、均发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯、串联 B. 电流表测量通过灯的电流 C. 只断开开关，电压表示数不变，电流表示数变小 D. 若灯的灯丝烧断，灯仍发光，电压表有示数，电流表无示数 15. 下列符合家庭电路中安全用电要求的是（　　） A. 按照电路接线顺序，输电线进户后应先接总开关 B. 家庭电路中，各用电器在使用时应串联 C. 保险丝应选择电阻率大、熔点低的合金材料制成 D. 用试电笔辨别火线与零线时，手要接触笔尖 16. 酒驾易造成交通事故，利用图示电路可以检测司机是否酒驾，图中的 R1为定值电阻，R2是一个气敏传感器，它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时，喝了酒的司机对着气敏传感器吹气，则（　　） A. 电流表的示数增大，电压表的示数减小 B. 电流表示数增大，电压表的示数增大 C. 电流表的示数减小，电压表的示数减小 D. 电流表示数减小，电压表的示数增大 17. 如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A. 曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B. 电源电压为9V C. 小灯泡的额定功率为4.8W D. 滑动变阻器的最大阻值是50Ω 三、作图和实验探究题（18题题4分，19题题6分，20题题8分，共18分） 18. 如图甲是利用电位器调节亮度的台灯，如图乙是电位器的内部结构示意图，a、b、c是电位器的三个接线柱，起到调节的作用。请在丙图中用笔画线代替导线，将亮度可调台灯（螺口灯泡）接入电路，要求顺时针旋转旋钮时灯泡变亮。 19. 某物理小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rₓ的阻值，实验电路如图甲所示，（电源电压3V）； （1）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障原因可能是___________； （2）排除故障后，闭合开关，当滑片移到某一位置时，电压表指针恰好指在刻度盘正中央，电流表指针位置如图乙所示，则未知电阻Rₓ=___________Ω； （3）利用图甲实验器材还能完成___________探究实验（选填“A”、“B”或“AB”） A. 探究电流与电压的关系 B. 探究电流与电阻的关系 20. 在“测定小灯泡电功率”的实验中，小白同学想测量额定电压为3.8V、电阻约12Ω的小灯泡的额定功率，设计了如图1所示的电路，已知电源电压为6V。 （1）检查时发现有一条导线未连接，请用笔画线代替导线将实物图连接完整（导线不能交叉）； （2）为了使实验能顺利进行，他应选用规格为___________（填字母） 的滑动变阻器连入电路； A. “5Ω 0.5A” B. “10Ω 0.5A” C. “20Ω 0.1A” （3）移动滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为___________W； （4）完成实验后，小白又想测量额定电流为I₀的小灯泡L₂的额定功率，于是设计了如图3所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：①闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I₀； ②同时闭合开关S₁、S₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出电流表的示数为I； ③小灯泡L₂额定功率的表达式为P额=___________（用含U、I₀、I的最简形式表示） 。 四、计算题 （21题题4分， 22题题6分， 23题题8分， 共18分） 21. 如图所示的电路中，电源电压不变，灯泡L2的电阻为10Ω，当开关S闭合时，V1的示数为9V，V2的示数为5.4V； 当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为7V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）当开关S闭合时，L2两端的电压； （2）当开关S断开时，通过L2电流。 22. 如图所示的电路中，电源电压保持12V不变，灯泡L的电阻为50Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）当S1、S2闭合时， 通过灯泡L的电流； （2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2A， 求电压表的示数； （3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小电功率。 23. 小明根据养鸡场的要求设计了一种节能加热照明装置，其简化电路如图甲所示。其中定值电阻，为两段材料不同但横截面积相同的加热电阻（EF段、GH段）与电阻可忽略的铜导体（FG段）连接而成，加热电阻的阻值与自身长度成正比。小灯泡L标有“2.7V”的字样，其电流与电压的关系如图乙所示。闭合S、S1时装置为白天工作状态，可用电阻加热提高冬季养鸡场产蛋量，移动滑片可调节不同挡位，其工作电流与滑片P自H向左移动的距离x之间的关系如图丙所示；闭合S、S2为夜间工作状态，既可照明也可加热。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）白天工作状态下，当滑片P在G点时，R1两端的电压； （3）夜间工作状态下，移动滑动变阻器的滑片P直至灯泡L正常发光，此时滑片P距最右端H的距离x为多少cm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宿城一初中2024-2025学年度九年级第一学期第三次综合素质评价 物理试卷 一、填空题 （每空2分，共20分） 1. 近年来我国新能源智能汽车发展迅猛，某新能源智能汽车车窗采用“智能玻璃”，冬天行车过程中当车内挡风玻璃上因___________出现水雾时， “智能玻璃”会自动升高挡风玻璃及车窗温度以消除水雾。（填物态变化名称） 【答案】 液化 【解析】 【详解】冬天行车过程中，车内挡风玻璃上出现水雾是因为车内温暖的水蒸气遇到温度较低的玻璃，会放热液化形成小水珠，附着在玻璃表面。 2. 2024年5月29日，我国谷神星一号海射型遥二运载火箭发射成功，火箭升空过程中，箭体外面的整流罩与大气剧烈摩擦发热，这是通过___________的方式增大了整流罩的内能。 【答案】 做功 【解析】 【详解】火箭升空时，整流罩与大气摩擦发热，属于通过外力做功（克服摩擦力做功）使机械能转化为内能。改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。摩擦生热是典型的通过做功改变物体内能的过程，而非热传递。 3. 以下是沿海城市杭州和内陆城市宿州两地在2024年9月16日的天气情况：城市甲多云14~26℃，城市乙多云28~34℃，请根据两地的气温变化情况判断：城市___________是宿州 （选填“甲”或“乙” ） 。 【答案】 甲 【解析】 【详解】杭州是沿海城市，靠近海洋，海洋中的水多；宿州是内陆城市，水相对较少。在同样的天气条件下（吸收或放出热量情况相近），沿海城市由于水多，水的比热容大，温度变化小，昼夜温差小；内陆城市水少，沙石等比热容小，温度变化大，昼夜温差大。城市甲温差为12℃，城市乙温差为6℃。温差大的甲为内陆城市宿州。 4. 如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则______（选填“A”或“B”）物体将带负电。 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，摩擦过程中，B得到A的电子，则B带负电荷，A失去电子，A带正电荷。 5. 在图甲所示的电路中，当闭合开关S后，电路正常工作，两只电压表指针位置均为图乙所示，则灯泡L₁两端电压的是___________V。 【答案】4.8 【解析】 【详解】在图甲的电路中，当闭合开关S后，两个灯泡串联，电压表V2测量电源电压，电压表V1测量灯L2两端电压； 根据串联分压特点可知，电压表V1的示数小于电压表V2的示数，即电压表V1接入小量程，分度值为0.1V，示数为1.2V，即灯泡L2两端电压的是1.2V。 电压表V2的量程为0−15V，分度值为0.5V，其示数6V，灯泡L₁两端电压的是 6. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S断开，甲、乙均为电流表时，两表示数之比 则当S闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比 _________ 【答案】3∶5 【解析】 【详解】通过观察电路图可知，当开关S断开时，甲、乙为电流表，则电路为并联电路，甲测R1的电流，乙测R2的电流，两表示数之比 ，并联电路各支路电压相等，可得电阻之比为 则当S闭合，甲、乙两表均为电压表时，此时电路为串联电路，串联电路中电流处处相等，甲测R2两端的电压，乙测R1两端的电压，则 7. 在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作5min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了175r，则该热水器的实际功率为___________W。 【答案】2100 【解析】 【详解】1000r/kW·h表示电路中的用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过1000转；则电能表的转盘转了175r，热水器消耗的电能 电热水器的实际功率为 8. 如图所示是小明家里的部分照明电路，他闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L不亮，经检查保险丝完好，把试电笔分别插入插座的两孔，氖管均发光，造成这一现象的原因可能是______。（选填“bc之间短路”、“cd之间断路”或“ed之间断路”） 【答案】ed之间断路 【解析】 【详解】由于保险丝完好，则电路中没有短路现象；把试电笔分别插入插座的两孔，氖管均发光，则插座的两孔均与火线相连，所以白炽灯L的灯丝完好，闭合了开关S，白炽灯L不亮，所以ed之间断路。 9. 一个标有“6V 3.6W ”的小灯泡和一个标有“ 10Ω 0.5A ”的定值电阻的 I-U 图像如图所示。如果将 该小灯泡和定值电阻串联在电源电压为 8V 的电路中，则通电 2min 小灯泡和电阻消耗的总电能为_______ J。 【答案】480 【解析】 【详解】因为灯泡与 定值电阻串联，通过它们的电流相等，电压之和等于总电压8V，由图像可知，此时电路中得电流为0.5A，灯泡两端的电压为3V，电阻两端的电压为5V，电路的总功率为 通电 2min 消耗总电能为 10. 如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R₁为定值电阻，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，滑动变阻器R₂的最大阻值为80Ω。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片P，R₂消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，则电路消耗总功率的最小值为___________W。 【答案】5.4 【解析】 【详解】由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W，此时电路中的电流 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 ① 当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W，此时电路中的电流 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 ② 由①②解得R1=10Ω，U=18V。 电路消耗的总功率P总=UI，电源电压不变，要使总功率最小，需使电流最小。根据串联电路的电阻特点以及欧姆定律，当R2最大时，电路总电阻最大，电流最小。 但还要考虑电压表量程，电压表量程为 “0~15V”，当时，由图乙可知，此时电路中的电流为0.3A。此时 说明当电压表达到最大量程时，滑动变阻器接入电阻不是最大，但此时电流已经是能达到的最小电流（因为再增大R2，U2会超过电压表量程）。所以电路消耗总功率的最小值P总最小=UI=18V×0.3A=5.4W 二、选择题（每小题2分，共14分） 11. 关于温度、热量和内能，下列说法中不正确的是（　　） A. 温度高的物体其内能不一定多 B. 内能少的物体也可能将热量传给内能多的物体 C. 物体的内能增加，其温度不一定升高 D. 物体的质量越大、温度越高，所含的热量越多 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的内能和物体的质量、温度、物质种类及物态等因素有关，温度高的物体内能不一定大，故A正确，不符合题意； B．热传递方向是热量从高温物体传到低温物体，与内能大小关系无关，故内能少的物体也可能将热量传给内能多的物体，故B正确，不符合题意； C．晶体熔化或者液体沸腾时吸收热量、内能增大但温度保持不变，故C正确，不符合题意； D．热量是一个过程量，在描述热量时只能说“吸收”或“放出”不能说“含有”或“具有”，故D错误，符合题意。 故选D。 12. 某同学在实验室进行如图所示的实验探究：用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，甲、乙两种液体的质量 ，忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，已知乙液体为水，水的比热容为 ，酒精的热值为。下列说法正确的（　　） A. 前8min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 B. 甲、乙两种液体的比热容之比 C. 甲液体的比热容大小为 D. 若用酒精灯加热甲杯液体，升温60℃，消耗酒精12g，则其加热效率为80% 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，前8min，两种液体吸收的热量一样多，甲液体的温度变化量为40℃，乙液体的温度变化量为20℃，且两种液体的质量相同，甲、乙两种液体的比热容之比 已知乙液体为水，甲液体的比热容大小为 故AB错误，C正确； D．甲液体吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 加热效率，故D错误。 故选C。 13. 校园内有一个学习文具售卖机，购买时可以通过硬币支付（相当于闭合“开关”），也可以通过电子支付（相当于闭合“开关”）来获取学习文具。天黑时“光控开关”会自动闭合，接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，购买时既可以通过硬币支付(相当于闭合“开关S1”)，也可以通过电子支付(相当于闭合“开关S2”)来获取学习文具，这说明两个开关是并联的，然后与电动机串联；天黑时“光控开关”会自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡可以独立工作，与电动机是并联的，且只受开关控制，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14. 如图所示的电路中，闭合开关、，灯、均发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯、串联 B. 电流表测量通过灯的电流 C. 只断开开关，电压表示数不变，电流表示数变小 D. 若灯的灯丝烧断，灯仍发光，电压表有示数，电流表无示数 【答案】D 【解析】 【详解】A．灯泡L1与灯泡L2并列连接，故、并联在电路中，故A错误； B．电流表与灯泡L2串联，电流表测量灯泡L2的电流，故B错误； C．由图可知两个小灯泡并联，因并联电路各用电器独立工作、互不影响，只断开开关，电压表将没有示数，即电压表示数发生变化，电流表与灯泡L2串联，电流表测量灯泡L2的电流，所以电流表示数不变，故C错误； D．由图可知两个小灯泡并联，因并联电路各用电器独立工作、互不影响，若灯的灯丝烧断，电压表还是测量电源的电压，其示数不变，电流表与灯泡L2串联，电流表测量灯泡L2的电流，所以电流表无示数，故D正确。 故选D。 15. 下列符合家庭电路中安全用电要求的是（　　） A. 按照电路接线顺序，输电线进户后应先接总开关 B. 家庭电路中，各用电器在使用时应串联 C. 保险丝应选择电阻率大、熔点低的合金材料制成 D. 用试电笔辨别火线与零线时，手要接触笔尖 【答案】C 【解析】 【详解】A．输电线进户后应先接电能表，测量消耗的电能，再连接总开关，故A不符合题意； B．家庭电路中各用电器需独立工作，因此应并联，故B不符合题意； C．保险丝是在家庭电路电流过大时熔断起到保护作用，因此是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的，故C符合题意； D．试电笔的正确使用方法，手一定接触笔尾金属体，一定不要接触笔尖金属体，容易发生触电事故，故D不符合题意。 故选C。 16. 酒驾易造成交通事故，利用图示电路可以检测司机是否酒驾，图中的 R1为定值电阻，R2是一个气敏传感器，它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时，喝了酒的司机对着气敏传感器吹气，则（　　） A. 电流表的示数增大，电压表的示数减小 B. 电流表的示数增大，电压表的示数增大 C. 电流表的示数减小，电压表的示数减小 D. 电流表的示数减小，电压表的示数增大 【答案】B 【解析】 【详解】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 当喝了酒的司机对着气敏传感器吹气时，酒精气体浓度增大，气敏传感器R2的电阻值减小，电路的总电阻减小。根据，电源电压不变，总电阻减小，所以电路中的电流增大，即电流表的示数增大。又因为U=IR，R1为定值电阻，电流增大，所以R1两端的电压增大，即电压表的示数增大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 17. 如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A. 曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B. 电源电压为9V C. 小灯泡的额定功率为4.8W D. 滑动变阻器最大阻值是50Ω 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由电路图知道，闭合开关S，小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表V1测小灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压；将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中电流变大，根据串联电路分压原理可知，滑动变阻器两端电压变小，小灯泡两端电压变大，所以由图可知曲线b是电流表示数与电压表V2示数的关系图像，故A错误，符合题意； B．当滑片位于最右端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，则电路电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路电流最小为0.2A，此时滑动变阻器两端的电压最大，即电压表V2的示数最大为9V，灯泡两端的电压最小，即电压表V1的示数最小为2V，由串联电路电压规律可得，电源电压为 故B错误，符合题意； C．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此时电路中的电流最大，由图乙可知电路中的最大电流I大=0.6A，即小灯泡的额定电流为0.6A，此时滑动变阻器电压为3V，则灯泡的额定电压为 小灯泡的额定功率为 故C正确，不符合题意； D．由图知道，当滑片位于最右端时，滑动变阻器阻值最大，电路中的电流最小，由欧姆定律知道，滑动变阻器的最大阻值为 故D错误，符合题意。 故选ABD。 三、作图和实验探究题（18题题4分，19题题6分，20题题8分，共18分） 18. 如图甲是利用电位器调节亮度的台灯，如图乙是电位器的内部结构示意图，a、b、c是电位器的三个接线柱，起到调节的作用。请在丙图中用笔画线代替导线，将亮度可调台灯（螺口灯泡）接入电路，要求顺时针旋转旋钮时灯泡变亮。 【答案】 【解析】 【详解】若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，说明电路中电流变大，需要将左边两个接线柱接入电路；为了安全，调光开关要接在火线与灯之间，如图 19. 某物理小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rₓ的阻值，实验电路如图甲所示，（电源电压3V）； （1）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障原因可能是___________； （2）排除故障后，闭合开关，当滑片移到某一位置时，电压表指针恰好指在刻度盘正中央，电流表指针位置如图乙所示，则未知电阻Rₓ=___________Ω； （3）利用图甲实验器材还能完成___________探究实验（选填“A”、“B”或“AB”） A. 探究电流与电压的关系 B. 探究电流与电阻的关系 【答案】（1）Rₓ短路 （2）3 （3）A 【解析】 【小问1详解】 电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，可能是与电压表并联的部分短路，即Rₓ短路（此时电压表相当于测导线电压，示数为0，而电路仍有电流通过电流表）。 【小问2详解】 电源电压为3V，电压表指针指在刻度盘正中央，说明电压表使用的是0−3V量程，其示数U=1.5V。 电流表使用0−0.6A量程，分度值为0.02A，由图乙可知电流表示数I=0.5A。未知电阻 【小问3详解】 A．探究电流与电压的关系，需要保持电阻不变，改变定值电阻两端电压，故A符合题意； B．探究电流与电阻的关系，需要保持电压不变，改变电阻值，而实验装置中只有一块电阻，故B不符合题意。 故选A。 20. 在“测定小灯泡电功率”的实验中，小白同学想测量额定电压为3.8V、电阻约12Ω的小灯泡的额定功率，设计了如图1所示的电路，已知电源电压为6V。 （1）检查时发现有一条导线未连接，请用笔画线代替导线将实物图连接完整（导线不能交叉）； （2）为了使实验能顺利进行，他应选用规格为___________（填字母） 的滑动变阻器连入电路； A. “5Ω 0.5A” B. “10Ω 0.5A” C. “20Ω 0.1A” （3）移动滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为___________W； （4）完成实验后，小白又想测量额定电流为I₀的小灯泡L₂的额定功率，于是设计了如图3所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：①闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I₀； ②同时闭合开关S₁、S₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出电流表的示数为I； ③小灯泡L₂额定功率的表达式为P额=___________（用含U、I₀、I的最简形式表示） 。 【答案】（1） （2）B （3）1.14 （4） 【解析】 【小问1详解】 小灯泡额定电压3.8V，故电压表选用大量程，将电压表并联在灯泡两端，如下图所示： 【小问2详解】 已知小灯泡额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为12Ω，则小灯泡正常发光时的电流约为 根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 所以滑动变阻器应选用“10Ω，0.5A”，故选B。 【小问3详解】 由图2可知，电流表选小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡额定功率为 【小问4详解】 ①只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为额定电流I0，此时灯泡正常发光； ②再闭合开关S2，灯短路，电路为变阻器的简单电路，不移动滑片P位置，记下电流表示数为I，由欧姆定律，则此时滑动变阻器的阻值 在第一次操作中，根据欧姆定律，则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压 根据串联电路电压的规律，灯泡的额定电压 则灯泡的额定功率 四、计算题 （21题题4分， 22题题6分， 23题题8分， 共18分） 21. 如图所示的电路中，电源电压不变，灯泡L2的电阻为10Ω，当开关S闭合时，V1的示数为9V，V2的示数为5.4V； 当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为7V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）当开关S闭合时，L2两端的电压； （2）当开关S断开时，通过L2的电流。 【答案】（1） 3.6V （2） 0.2A 【解析】 【小问1详解】 当开关S闭合时，L3被短路，L1与L2串联。电压表V1测L1与L2的总电压（即电源电压），所以电源电压U=9V；电压表V2测L1两端的电压，即U1=5.4V。由串联电路中电压的规律知，L2两端的电压U2=U−U1=9V−5.4V=3.6V 【小问2详解】 当开关S断开时，L1、L2、L3串联。电压表V1测L1与L2的总电压，即U12=5V；电压表V2测L1与L3的总电压，即U13=7V。因为电源电压U=9V，L2两端的电压U′2=U−U13=9V−7V=2V 已知L2的电阻R2=10Ω，通过L2的电流 22. 如图所示的电路中，电源电压保持12V不变，灯泡L的电阻为50Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）当S1、S2闭合时， 通过灯泡L的电流； （2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2A， 求电压表示数； （3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小电功率。 【答案】（1） 0.24A （2） 2V （3） 2.16W 【解析】 【小问1详解】 当S1、S2闭合时，滑动变阻器R被短路，只有灯泡L接入电路。通过灯泡的电流 【小问2详解】 只闭合S1时，电路中灯泡与滑动变阻器串联。滑片在中点时变阻器阻值为10Ω，电流表示数为0.2A， 电压表的示数 【小问3详解】 根据P=UI，电源电压不变，要使电路消耗的电功率最小，需使电路中的电流最小。灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大。但要考虑电压表量程（0~3V），当电压表的示数为3V时，灯泡两端的电压UL=U−UR大=12V−3V=9V 此时电路中的电流 滑动变阻器接入电路的电阻 在滑动变阻器的量程范围内，所以电路消耗的最小电功率P小=UI小=12V×0.18A=2.16W 23. 小明根据养鸡场的要求设计了一种节能加热照明装置，其简化电路如图甲所示。其中定值电阻，为两段材料不同但横截面积相同的加热电阻（EF段、GH段）与电阻可忽略的铜导体（FG段）连接而成，加热电阻的阻值与自身长度成正比。小灯泡L标有“2.7V”的字样，其电流与电压的关系如图乙所示。闭合S、S1时装置为白天工作状态，可用电阻加热提高冬季养鸡场产蛋量，移动滑片可调节不同挡位，其工作电流与滑片P自H向左移动的距离x之间的关系如图丙所示；闭合S、S2为夜间工作状态，既可照明也可加热。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）白天工作状态下，当滑片P在G点时，R1两端的电压； （3）夜间工作状态下，移动滑动变阻器的滑片P直至灯泡L正常发光，此时滑片P距最右端H的距离x为多少cm。 【答案】（1）9Ω （2）4V （3）9cm 【解析】 【小问1详解】 小灯泡标有“2.7V”，由图乙可知，小灯泡额定电压为2.7V时，其正常发光时电流为0.3A，根据欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电阻为 小问2详解】 白天工作时只接通 S、S1，定值电阻 R1和滑动变阻器串联，由图丙知滑片 P 移至 G 点时，电路中电流为0.4 A，根据串联电路电流处处相等，定值电阻 R1的电压为U1= IGR1=0.4A×10Ω=4V 【小问3详解】 由图丙可知，当滑片在E点时，R2接入阻值为 0，此时电路电流IE=0.6A，则U=IER1=0.6A×10Ω=6V 夜间工作时接通 S、S2，小灯泡与加热电阻串联在同一电路中，小灯泡正常发光时电压为2.7V，电流为0.3A，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U2=U-UL=6V-2.7V=3.3V 根据串联电流处处相等，则此时滑动变阻器接入电路电阻 滑动触头P从H端移到E端时出现拐点，由图丙可知：HG=15cm，GF=25cm-15cm=10cm，FE=35cm-25cm=10cm 白天工作时只接通 S、S1，定值电阻 R1和滑动变阻器串联，由图丙知滑片 P 移至 G 点时，电路中电流为0.4A，由（2）可知，定值电阻 R1的电压为U1=4V，根据串联电路电压规律和欧姆定律可得，此时滑动变阻器电阻为 由于FG段电阻忽略不计，则REG=REF=5Ω 由丙图可知，当滑片P在H处时，此时电流为IH=0.2A，则R1两端的电压为 此时滑动变阻器滑片在H点时的电阻为 由题可知，REH=20Ω，由与FG段电阻忽略不计，则GH段电阻为RGH=REH-REG=20Ω-5Ω=15Ω 由丙图GH段的长度为15cm，则电阻GH段1cm长度的电阻为 夜间工作时，滑动变阻器接入电路电阻R2=11Ω，则EF段5Ω全部接入，FG段电阻忽略不计长度需要计入，则GH段电阻需要接入11Ω-5Ω=6Ω 则GH段接入的电阻丝长度为 滑片 P 应距 H 点距离为x=35cm-10cm-10cm-6cm=9cm 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $