江苏省苏州市吴江区苏州湾实验初级中学2024-2025学年九年级上学期12月课堂适应性练习物理试卷
2025-11-27
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27页
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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 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 苏州市 |
| 地区(区县) | 吴江区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.92 MB |
| 发布时间 | 2025-11-27 |
| 更新时间 | 2025-11-27 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55146800.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
苏州湾实验初中2024-2025学年第一学期12月课堂适应性练习
初三物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.撬棒 B.筷子 C.瓶盖起子 D.核桃夹
2.下列最接近实际情况的是( )
A.人体安全的电压为36V
B.人体电阻约为1Ω
C.手机电池的电压是380V
D.电冰箱正常工作时的电流约为1A
3.白炽灯长期使用后,钨丝会变细。变细后的钨丝与原来相比( )
A.熔点变低 B.密度变小
C.比热容变大 D.电阻变大
4.下列说法正确的是( )
A.炽热的铁水具有内能,冰冷的冰块不具有内能
B.两物体相互接触时,热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体
C.物体吸收了热量,温度一定会升高
D.10℃的水内能一定比50℃的水的内能少
5.如图,A、B、C、D中所示的为滑动变阻器的结构和连入电路情况示意图,当滑片向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
6.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,以下关于AB和BC大小关系正确的是( )
A.UAB<UBC UAB<UBC B.RAB<RBC UAB=UBC
C.UAB>UBC IAB=IBC D.UAB>UBC IAB<IBC
7.如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,A1、A2的示数比为( )
A.1:3 B.2:1 C.2:3 D.3:1
第7题 第8题 第9题 第10题
8.某款手持式电子测温仪如图甲所示,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成,在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列说法正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,定值电阻R0两端的电压越小
D.将R0换成阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪的示数将变大
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A.灯L短路 B.灯L断路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
10.在探究“电流与电阻关系”的实验中,电路如图所示,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。先在A、B间接入10Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V.接下来他仅在A、B间更换不同的定值电阻,下列说法不正确的是( )
A.下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定
B.用5Ω替换10Ω的电阻时,闭合开关,将滑片P在原位置向左滑,即可使电压表示数为2V
C.用15Ω替换10Ω的电阻时,滑片P仍在原位置,闭合开关,此时电流表示数为0.15A
D.用30Ω替换10Ω的电阻时,闭合开关,将滑片P在原位置向右滑,即可使电压表示数为2V
11.图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是( )
A.通过R1和R2的电流相等
B.R2的电阻减小
C.R1两端的电压小于R2两端的电压
D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
12.如图所示的电路中,电源电压恒定,R0是定值电阻,R为电阻箱,闭合开关后,改变电阻箱接入的阻值进行多次实验。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U,并根据记录的数据绘制出图像,则以下四图中表示该关系的图像是( )
A.B.C.D.
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共29分)
13.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,另外还与 有关。实验室中用的滑动变阻器和电阻箱都是通过改变 来改变电阻的;实验室的滑动变阻器上都标有“10Ω 1A”的字样,其中“10Ω”表示的意思是 。
14.一段导体两端电压为3V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加为6V,导体中的电流应为 A;当电压变为零时,导体中的电流为 A,导体的电阻为 Ω。
15.如图所示,将铜片和锌片分别插入橙子中,制成“水果电池”,闭合开关,发光二极管发光,电流方向如图所示,则铜片是水果电池的 极,水果电池供电时, 能转化为电能,发光二极管是由 (选填“超导体”、“绝缘体”或“半导体”)材料制成的,图中将三个橙子串联起来接入电路,目的是增大二极管两端的 。
第15题 第16题
16.如图所示装置中,空吊篮A重30N,绳子承受的最大拉力为100N。当拉力F为20N时,空吊篮以2m/s速度匀速上升,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则动滑轮的重力为 N,2s内克服动滑轮重做的额外功为 J,用此装置提升的货物最大重力为 N。
17.寒冬的夜晚,小华常用热水袋来取暖,这是利用了水的 的特性;若她在热水袋装入1kg、100℃的开水,经过两小时后水温降低为50℃,则水放出的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 g酒精放出的热量。(酒精热值q=3.0×107J/kg)
18.如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻越 (选填“大”或“小”),实验证明电阻大小和导体的 有关;保持注入的盐水量不变,只将电池增加到3节,闭合开关,观察到灯变亮,盐水电阻值 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.2A,电压表的读数为2V;当开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表的读数为6V,此时电流表示数为 A;R2的阻值为 Ω,电源电压为 V,电阻R1在前后两种电路情况下消耗的电功率之比是 。
第19题 第20题
20.在某温度下,两个电路元件A和B中的电流与电压的关系如图所示。
(1)由图可知,元件 中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律;
(2)将A和B串联后接在电源两端,测得通过电路的电流为0.2A,元件A的电阻为 Ω;
(3)将A和B并联后接在电压为2V的电源两端,通过A和B的总电流为 A。
21.如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: (甲/乙)是电压表V1示数变化的图象,电源电压是 V,滑动变阻电阻R2的最大阻值为 Ω。
三、解答题(本题共6小题,共47分,26、27题时应有公式和解题过程)
22.(1)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内,并将电路补充完整。(要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小)
(2)如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
(3)如图所示是电位器示意图,请在A、B、C三个接线柱中选择两个连入电路,要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗。
23.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入图示电路中的M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的 有关。
(4)小亮觉得原来的电路有点复杂,想去掉小灯泡,但小明不同意,理由是灯泡在电路有增大 ,减小 (选填“电流”、“电压”或“电阻”),起到 的作用。
24.用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻 路.排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中设定的定值电阻两端的电压为 V。
(3)断开开关,将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 表的示数。根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
(4)除了5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻之外,若还想增加一个25Ω的定值电阻继续进行实验,则设定的定值电阻两端的电压应不小于 V。
25.用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)电流表接入电路前,发现指针如图所示,原因是 ;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是: (选填字母);
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为 V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图象,则灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数)。灯丝电阻随温度升高而 (选填“变大”,“变小”或“不变”);
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为 A,即为Rx的电流;
②变阻器滑片位置 (选填“不变”或“改变”),只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为 V;
③Rx的阻值为 Ω。
26.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R2的阻值。
27.张彬同学为了检测空气污染的指数,设计了如图甲所示的电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气污染指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表为4V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)此时电路总电阻的阻值;
(3)当电路中电流为1.2A时,空气污染指数是多少API?
28.请根据上述材料,回答下列问题:
半导体
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(AlcoholTester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和 等多种因素有关;
(2)热敏电阻属于 ;(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)
(3)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值 (选填“变大”或“变小”);
(4)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图23甲所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,R2为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,他们查阅到相关资料如表所示。
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
①对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为 Ω;
②检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于 。
苏州湾实验初中2024-2025学年第一学期12月课堂适应性练习
初三物理答案与解析
一.选择题(共12小题)
1.如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.撬棒 B.筷子 C.瓶盖起子 D.核桃夹
【分析】结合图片和生活经验,找出支点,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:ACD.撬棒、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故ACD不正确;
B.如图筷子的支点在食指的底部,动力为手指对筷子的力,阻力为前端小球对筷子的力,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,属于费力杠杆,故B正确。
故选:B。
2.下列最接近实际情况的是( )
A.人体安全的电压为36V
B.人体电阻约为1Ω
C.手机电池的电压是380V
D.电冰箱正常工作时的电流约为1A
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、对人体的安全电压不高于36V,故A不符合实际;
B、一般情况下,人体电阻为1000﹣2000Ω,故B不符合实际;
C、手机正常工作时的电压约为3.7V,故C不符合实际;
D、根据常见用电器工作的电流可知,冰箱正常工作时的电流约为1A,故D符合实际。
故选:D。
3.白炽灯长期使用后,钨丝会变细。变细后的钨丝与原来相比( )
A.熔点变低 B.密度变小
C.比热容变大 D.电阻变大
【分析】(1)晶体在熔化时的温度叫熔点,熔点不变;
(2)密度是物质的一种特性,同种物质(状态不变)密度相同,不同物质密度一般不同,密度与物体的质量、体积无关;
(3)比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类、状态有关;
(4)导体的电阻只与材料、长度、横截面积和温度有关,且导体的长度、材料相同时,横截面积越小,电阻越大。
【解答】解:A.钨是晶体,熔点不变,故A错误;
B.同种物质密度相同,钨丝的密度不变,故B错误;
C.比热容是物质的一种特性,物质不变,状态不变,比热容不变,故C错误;
D、因灯丝的材料、长度不变时,横截面积越小,电阻越大,所以白炽灯灯泡长期使用后,钨丝会变细时,电阻变大,故D正确。
故选:D。
4.下列说法正确的是( )
A.炽热的铁水具有内能,冰冷的冰块不具有内能
B.两物体相互接触时,热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体
C.物体吸收了热量,温度一定会升高
D.10℃的水内能一定比50℃的水的内能少
【分析】一切物体都有内能,内能的大小与温度、质量和状态有关。
热传递的条件是物体之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同。物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高。
【解答】解:A、一切物体都有内能,冰冷的冰块和炽热的铁水都具有内能,故A错误;
B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,内能小的物体可能温度高,内能大的物体可能温度低,因此内能小的物体可以将热量传给内能大的物体,故B正确;
C、晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变,但其内能增加,故C错误;
D、内能的大小跟温度、质量、状态有关,10℃的水内能不一定比50℃的水的内能少,故D错误。
故选:B。
5.如图,A、B、C、D中所示的为滑动变阻器的结构和连入电路情况示意图,当滑片向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
【分析】滑动变阻器使用时,接线柱的选取要一上一下。滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,要使滑片向左滑动时连入电路的电阻变大,就要使电阻丝接入电路的长度变长,由此入手分析。
【解答】解:
A.滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变长,所以电阻变大,故A正确;
B.滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变,故B错误;
C.滑动变阻器的左下方接线柱和右上方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,所以电阻变小,故C错误;
D.滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零且不变,故D错误。
故选:A。
6.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,以下关于AB和BC大小关系正确的是( )
A.UAB<UBC UAB<UBC B.RAB<RBC UAB=UBC
C.UAB>UBC IAB=IBC D.UAB>UBC IAB<IBC
【分析】在材料和长度相同时,导体横截面积越小电阻越大;此两段电阻串联,根据串联电流处处相等的关系可知电流关系,再由U=IR可知电压大小关系。
【解答】解:
在材料和长度相同时,导体横截面积越小电阻越大,对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于AB段的横截面积小,BC段的横截面积大,故AB段的电阻大于BC段的电阻,即RAB>RBC;此两段电阻串联,根据串联电流处处相等的关系可知,这两段导体中的电流是相等的,即IAB=IBC,再由U=IR可知UAB>UBC,C正确。
故选:C。
7.如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,A1、A2的示数比为( )
A.1:3 B.2:1 C.2:3 D.3:1
【分析】分析电路图可知,两电阻并联,电流表A1测量支路R2中的电流;电流表A2测量干路中的电流;利用欧姆定律和并联电路的电流关系分析判断。
【解答】解:∵R1、R2并联,
∴U1=U2=U,
∵I,
∴I1:I2:R2:R1=10Ω:5Ω=2:1,
∵I=I1+I2,
∴I2:I=1:3。
即:电流表A1与A2读数之比为1:3。
故选:A。
8.某款手持式电子测温仪如图甲所示,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成,在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列说法正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,定值电阻R0两端的电压越小
D.将R0换成阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪的示数将变大
【分析】(1)根据电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联判断显示仪的类型;
(2)根据题意得出人的体温越高时电压表的示数变化,根据串联电路的分压特点可知R的阻值变化,从而得出热敏电阻R的阻值与温度的关系;
(3)根据人的体温越高时R的阻值变化和总电阻的变化,根据欧姆定律分析R0两端电压的变化;
(4)测相同温度时,R的阻值不变,根据R0的阻值变化可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律得出电路中电流的变化和R两端的电压变化,从而得出显示仪示数的变化。
【解答】解:
A.由电路图可知,R0与R串联,显示仪与R并联,则显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.由题意可知,人的体温越高,电压表的示数越大,由串联电路的分压特点可知,R的阻值变大,则热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C.人的体温越高时,R的阻值越大,总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压越小,故C正确;
D.测相同温度时,R的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻后,电路的总电阻变大,由I可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R两端的电压变小,即显示仪示数变小,故D错误。
故选:C。
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A.灯L短路 B.灯L断路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
【分析】(1)由图可知,灯L和电阻R串联,电压表测量电阻R两端电压,电流表测量电路电流;
(2)根据电压表和电流表示数变大分析电路中的故障所在。
【解答】解:A、如果灯L发生了短路,电流表示数变大,同时电压表相当于测量电源电压,故示数也变大,故A符合题意;
B、如果灯L发生了断路,电流表、电压表示数都变为零,故B不符合题意;
C、如果R出现断路,电流表示数变为零,电压表测量电源电压,有示数,示数变大,故C不符合题意;
D、如果R出现短路,电压表示数为0,电流表有示数,示数变大,故D不符合题意。
故选:A。
10.在探究“电流与电阻关系”的实验中,电路如图所示,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。先在A、B间接入10Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V.接下来他仅在A、B间更换不同的定值电阻,下列说法不正确的是( )
A.下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定
B.用5Ω替换10Ω的电阻时,闭合开关,将滑片P在原位置向左滑,即可使电压表示数为2V
C.用15Ω替换10Ω的电阻时,滑片P仍在原位置,闭合开关,此时电流表示数为0.15A
D.用30Ω替换10Ω的电阻时,闭合开关,将滑片P在原位置向右滑,即可使电压表示数为2V
【分析】探究电流跟电阻的关系时,要保持电阻两端的电压不变,去改变电阻,但当电阻增大时,它两端的电压也随之变化,为保证结论的准确性,要通过调节滑片使电阻两端的电压减小为原来的值,根据串联电路的分压关系去调节即可。
【解答】解:
A、在该实验中,必须保持定值电阻两端的电压不变,所以下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定,故A正确;
B、当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后,AB间的电阻变小,故其分担的电压变少,该实验要控制AB间的电压不变,所以下一步的操作是:向左滑动滑片,使滑动变阻器连入的电阻变小(分压变小),使AB间的电压增大,直到电压表的示数为2V为止,故B正确。
C、先在A、B间接入10Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,此时滑动变阻器两端的电压为U'=U﹣UR=3V﹣2V=1V;此时电路中的电流为:I0.2A;
则滑动变阻器接入电路的电阻为:R'5Ω;
当A、B两点间的电阻由15Ω更换为10Ω后,此时电阻的总电阻为:R''=5Ω+15Ω=20Ω,此时电路中的电流为I'0.15A,故C正确;
D、用30Ω替换10Ω的电阻时,应控制电压表示数为2V,则此时电路中的电流为:I''A;则滑动变阻器的阻值应为:R'15Ω,由于滑动变阻器的最大阻值为10Ω,故无法控制电压为2V,故D错误。
故选:D。
11.图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是( )
A.通过R1和R2的电流相等
B.R2的电阻减小
C.R1两端的电压小于R2两端的电压
D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
【分析】由图可知,该电路为串联电路;在串联电路中,各处的电流是相同的;导体电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,据此判定电阻的变化,根据欧姆定律判定电阻两端的电压大小关系,从而判断压力的变化情况。
【解答】解:
A、由图可知,两个电阻串联,在串联电路中,各处的电流是相同的,所以通过两个电阻的电流相同,故A正确;
B、在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即R1变长,横截面积变小,电阻变大;R2变短,横截面积变大,电阻变小,故B正确;
C、在R1和R2发生形变前是完全一样的,即R1和R2发生形变前的电阻相同,因此发生形变后,R1的电阻大于R2的电阻,通过两个电阻的电流相同,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误;
D、根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更长,R2被压缩的越短,从而说明A端受到的压力越大,故D正确。
故选:C。
12.如图所示的电路中,电源电压恒定,R0是定值电阻,R为电阻箱,闭合开关后,改变电阻箱接入的阻值进行多次实验。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U,并根据记录的数据绘制出图像,则以下四图中表示该关系的图像是( )
A.B.C.D.
【分析】由电路图知,定值电阻R0与电阻箱R串联,电压表测量电阻箱R两端的电压,电流表串联电路中的电流;应用串联电路的特点及欧姆定律求出的关系的表达式,再找出符合关系的图像。
【解答】解:由电路图知,定值电阻R0与电阻箱R串联,由欧姆定律可得,电路电流:I,
则电压表示数:UR,
则:(1+R0),
因U总、R0为定值,所以之间的关系是一次函数关系,由图像可知A正确,BCD错误。
故选:A。
二.填空题
13.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,另外还与 温度 有关。实验室中用的滑动变阻器和电阻箱都是通过改变 接入电路中的电阻线的长度 来改变电阻的;实验室的滑动变阻器上都标有“10Ω 1A”的字样,其中“10Ω”表示的意思是 最大阻值为10Ω 。
【分析】导体电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,另外还与温度有关;滑动变阻器是靠改变连入电路中的电阻丝长度来改变电阻的。
【解答】解:(1)导体的电阻除与导体的材料、长度、横截面积有关之外,还与温度有关,对于多数金属来说,电阻随着温度的升高而增大;
(2)滑动变阻器和电阻箱都是通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的,滑动变阻器上都标有“10Ω 1A”的字样,其中“10Ω”表示最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为1A。
故答案为:温度;接入电路中的电阻线的长度;最大阻值为10Ω。
14.一段导体两端电压为3V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加为6V,导体中的电流应为 1 A;当电压变为零时,导体中的电流为 0 A,导体的电阻为 6 Ω。
【分析】(1)已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出导体两端电压增加为6V时或电压变为零时导体中的电流。
【解答】解:根据欧姆定律可得,导体的电阻:
R6Ω,
∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴导体两端电压增加为6V时或电压变为零时,导体的电阻仍为6Ω不变,
则导体两端电压增加为6V时,通过导体的电流:
I′1A,
导体两端的电压为零时,通过导体的电流为0A。
故答案为:1;0;6。
15.如图所示,将铜片和锌片分别插入橙子中,制成“水果电池”,闭合开关,发光二极管发光,电流方向如图所示,则铜片是水果电池的 正 极,水果电池供电时, 化学 能转化为电能,发光二极管是由 半导体 (选填“超导体”、“绝缘体”或“半导体”)材料制成的,图中将三个橙子串联起来接入电路,目的是增大二极管两端的 电压 。
【分析】(1)发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性;
(2)橙子电池具有化学能;
(3)串联电路的电压规律:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
【解答】解:根据发光二极管具有单向导电性可知,铜片是水果电池的正极,锌片是负极;
橙子电池工作时将化学能能转化为电能;
发光二极管是由半导体材料制成的;
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,因此图中将三个橙子串联起来接入电路,目的是增大二极管两端的电压。
故答案为:正;化学;半导体;电压。
16.如图所示装置中,空吊篮A重30N,绳子承受的最大拉力为100N。当拉力F为20N时,空吊篮以2m/s速度匀速上升,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则动滑轮的重力为 10 N,2s内克服动滑轮重做的额外功为 40 J,用此装置提升的货物最大重力为 160 N。
【分析】(1)由图可知n=2,利用不计绳重和摩擦时F(G+G动)求动滑轮的重力;
(2)根据v求出动滑轮上升的高度,利用W额=G动h求克服动滑轮重做的额外功;
(3)利用不计绳重和摩擦时F(G+G篮+G动)求用此装置能提升物体的最大重力。
【解答】解:(1)由图可知n=2,因为不计绳重和摩擦时F(G+G动),
所以动滑轮的重力:G动=nF﹣GA=2×20N﹣30N=10N;
(2)由v可知,动滑轮上升的高度:h=vAt=2m/s×2s=4m,
克服动滑轮重做的额外功:W额=G动h=10N×4m=40J;
(3)因为不计绳重和摩擦时F(G+G篮+G动),
所以此装置能提升物体的最大重力:G=nF最大﹣G篮﹣G动=2×100N﹣30N﹣10N=160N,
故答案为:10;40;160。
17.寒冬的夜晚,小华常用热水袋来取暖,这是利用了水的 比热容大 的特性;若她在热水袋装入1kg、100℃的开水,经过两小时后水温降低为50℃,则水放出的热量为 2.1×105 J,这些热量相当于完全燃烧 7 g酒精放出的热量。(酒精热值q=3.0×107J/kg)
【分析】(1)水的比热容大,和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)知道水的质量、比热容、初温和末温,根据公式Q放=cm(t0﹣t)可求出水放出的热量。
(3)由题知,Q水放=Q酒精放,再利用Q酒精放=mq求出完全燃烧酒精的质量。
【解答】解:(1)因为水的比热容大,和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以冬天,人们常用热水袋取暖;
(2)水放出的热量:Q水放=c水m(t0﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣50℃)=2.1×105J;
(3)由题知,Q水放=Q酒精放=2.1×105J,
由Q酒精放=mq得,需要完全燃烧酒精的质量:m′0.007kg=7g。
故答案为:比热容大;2.1×105;7。
18.如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻越 小 (选填“大”或“小”),实验证明电阻大小和导体的 横截面积 有关;保持注入的盐水量不变,只将电池增加到3节,闭合开关,观察到灯变亮,盐水电阻值 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【分析】影响电阻大小的因素有横截面积,长度,材料和温度会影响。
【解答】解:利用此装置,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,可以探究液体电阻大小与液体的横截面积的关系,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,盐水的横截面积也变大,根据影响电阻的因素和欧姆定律可知,整个电路中的电阻变小,电流变大,灯泡变亮;说明电阻大小和横截面积有关。
保持注入的盐水量不变,其材料、横截面积和长度都不变,则盐水电阻值不变。
故答案为:小;横截面积;不变。
19.如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.2A,电压表的读数为2V;当开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表的读数为6V,此时电流表示数为 0.9 A;R2的阻值为 10 Ω,电源电压为 6 V,电阻R1在前后两种电路情况下消耗的电功率之比是 4:9 。
【分析】由电路图可知,当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联,由电压表示数可得电源电压;
当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压,由欧姆定律计算R2的阻值;再根据串联电路特点和欧姆定律计算R1的阻值。
利用并联电路电流特点和欧姆定律求出干路中的电流即此时电流表示数;
根据P=UI求出电阻R1在前后两种电路情况下消耗的功率即可得出功率之比。
【解答】解:由图知,当开关S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1、R2并联,电流表测干路中的电流,电压表测电源电压,电压表的读数为6V,即电源电压:U=6V。
当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表的读数为R2两端电压,即U2=2V,
串联电路中电流处处相等,由I可得,R2的阻值:R210Ω;
由串联电路电压特点可知,电阻R1 两端的电压:
U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V,
由欧姆定律可得,R1的阻值:
R120Ω。
当开关S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1、R2并联,干路中的电流:
I′=I1+I20.9A,
即此时电流表示数为0.9A。
两电阻串联时,电阻R1消耗的电功率:
P1=U1I=4V×0.2A=0.8W,
两电阻并联时,电阻R1消耗的电功率:
P1′1.8W,
所以电阻R1在前后两种电路情况下消耗的功率之比:
P1:P1′=0.8W:1.8W=4:9。
故答案为:0.9;10;6;4:9。
20.在某温度下,两个电路元件A和B中的电流与电压的关系如图所示。
(1)由图可知,元件 A 中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律;
(2)将A和B串联后接在电源两端,测得通过电路的电流为0.2A,元件A的电阻为 5 Ω;
(3)将A和B并联后接在电压为2V的电源两端,通过A和B的总电流为 0.7 A。
【分析】(1)根据电流与电压成正比的关系进行分析;
(2)将元件A和B串联,当通过A的电流为0.2A时,由元件A中的电流与其两端电压的关系图象可知,加在A电阻两端的电压,再根据欧姆定律算出A的电阻;
(3)从图像上读出电压为2V时A和B对应的电流值,再利用并联电路电流的规律算出通过A和B的总电流。
【解答】解:(1)欧姆定律指导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,从图像上可以看出,A是正比例函数图像,所以元件A中的电流与它两端的电压遵循欧姆定律;
(2)串联电路中,电流处处相等,将元件A和B串联,当通过电路的电流为0.2A时,IA=IB=0.2A,
由元件A和B中的电流与其两端电压的关系图象可知,UA=1V,
根据欧姆定律I知元件A的电阻为:
RA5Ω;
(3)由图中知当电压为2V时,通过A的电流为IA′=0.4A,通过B的电流为IB′=0.3A,
根据并联电路电流的规律知通过A和B的总电流为:
I=IA′+IB′=0.4A+0.3A=0.7A。
故答案为:(1)A;(2)5;(3)0.7。
21.如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: 甲 (甲/乙)是电压表V1示数变化的图象,电源电压是 6 V,滑动变阻电阻R2的最大阻值为 40 Ω。
【分析】由图a可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
由欧姆定律可知当导体的电阻一定时,通过的导体的电流与导体两端的电压成正比,据此判断定值电阻R1两端的电压与电流的关系图象,即电压表V1的示数变化图象;
当R2接入电路的阻值为0Ω时,其两端的电压为0V,即V2示数为0V,由图读出此时V1的示数,即电源电压;
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时,通过电路的电流最小,由乙可知此时滑动变阻器两端的电压和通过电路的电流,根据欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:根据电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
R1是定值电阻,所以它的电流与电压成正比,从图中信息可以看出,甲是电压表V1示数变化的图象,
图象中乙的电压值可以为零,因此乙对应的电压表为V2示数变化的图象,
当R2接入电路的阻值为0Ω时,其两端的电压为0V,即V2示数为0V,此时电路中只有R1,则V1的示数就是电源电压,由图可知电源电压为U=U1=6V;
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时,通过电路的电流最小,由乙可知R2的最大电压U2=4V,此时电路中电流最小I=0.1A,
由欧姆定律可得此时滑动变阻器的最大阻值:R240Ω。
故答案为:甲;6;40。
三、解答题(本题共6小题,共47分,26、27题时应有公式和解题过程)
22.(1)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内,并将电路补充完整。(要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小)
【分析】滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
【解答】解:
要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;
灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;
所以,电源在最左端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最右端的虚线框内;如下图所示:
(2)如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
【分析】分析清楚电路结构,明确各电路元件的连接方式,根据串联电路特点,按题目要求确定滑动变阻器的接法,然后完成电路图连接。
【解答】解:闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路的阻值变小,故将滑动变阻器左下接线柱与灯泡的右接线柱相连;
已知电源电压为3V,因此将电压表3V的接线柱与灯泡的右接线柱相连,如下图所示:
(3)如图所示是电位器示意图,请在A、B、C三个接线柱中选择两个连入电路,要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗。
【分析】当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗;而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时,电路中的电流变大,小灯泡变亮。
【解答】解:题意要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,电流变小,故应把B、C两接线柱接入电路,连接图如下:
23.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 电流表的示数 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 A、B 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入图示电路中的M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的 导体的材料 有关。
(4)小亮觉得原来的电路有点复杂,想去掉小灯泡,但小明不同意,理由是灯泡在电路有增大 电阻 ,减小 电流 (选填“电流”、“电压”或“电阻”),起到 保护电路 的作用。
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)(3)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(4)小灯泡在电路中,电路中电阻增大,电流减小,对电路起到保护电路的作用。
【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,可通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,这里用到了转换法;
(2)要验证猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体的材料与横截面积均相同,而导体的长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由于此时导体的长度、横截面积都相同,但材料不同,故得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关;
(4)小灯泡在电路中,电路中电阻增大,电流减小,对电路起到保护电路的作用。
故答案为:
(1)电流表的示数;(2)A、B;(3)导体的材料;(4)电阻;电流;保护电路。
24.用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻 短 路.排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中设定的定值电阻两端的电压为 2 V。
(3)断开开关,将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 电压 表的示数。根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 反 比。
(4)除了5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻之外,若还想增加一个25Ω的定值电阻继续进行实验,则设定的定值电阻两端的电压应不小于 1.2 V。
【分析】(1)变阻器上下接线柱各接一个接入电路中,要滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,说明向右移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由此判断滑动变阻器下端应接入的部分,据此完成电路图的连接;
(2)闭合开关,电流表有示数,电路为通路,根据电压表无示数分析;
由图乙读出电流值,根据欧姆定律求出此时定值电阻两端的电压值;
(3)探究“电流与电阻关系”时要控制电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变,据此分析;当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
由图丙,求出电流与电阻的乘积分析回答;
(4)当接入25Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,根据串联电路分压原理分析判断。
【解答】解:(1)变阻器上下接线柱各接一个接入电路中,要滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,说明向右移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则滑动变阻器右下接线柱接入电路,如下所示:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,可能是定值电阻发生了短路;
由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,所以此时此定值电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2V;
(3)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,实验中控制定值电阻两端的电压为2V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改换成20Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数仍为2V;由图丙知,电流与电阻的乘积为:
U=IR2V,故由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比;
(4)滑动变阻器取最大阻值100Ω,当定值电阻为25Ω时,由串联电路的分压原理有:,
则定值电阻两端最小电压UR。
故答案为:(1)见上图;(2)短;2;(3)左;电压;反;(4)1.2。
25.用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)电流表接入电路前,发现指针如图所示,原因是 电流表未调0 ;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是: C (选填字母);
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为 1.8 V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 2.5 V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图象,则灯泡正常发光时电阻为 8.3 Ω(结果保留一位小数)。灯丝电阻随温度升高而 变大 (选填“变大”,“变小”或“不变”);
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为 0.2 A,即为Rx的电流;
②变阻器滑片位置 不变 (选填“不变”或“改变”),只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为 1.6 V;
③Rx的阻值为 8 Ω。
【分析】(1)在使用电流表前,要观察电流表指针是否指在零刻度线处,如果没有指在零刻度线处,要对电流表进行调零;
(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,说明变阻器不能起到变阻的作用,据此分析;
(3)灯在额定电压下的电流等于额定电流,根据电压表选用小量程确定分度值读出示数,与灯泡的额定电压比较,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(4)灯泡在额定电压下正常发光,由图3中的图象得出额定电压下的电流,根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的阻值;
(5)①在没有电流表的情况下,电压表与小灯泡应起到电流表的测量作用,故应将小灯泡与未知电阻Rx串联,通过测量小灯泡两端的电压后,由图3图象读出相应的电流,由串联电路的电流特点求出通过未知电阻Rx的电流;
②保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,根据串联电路的电压特点求出未知电阻Rx两端的电压;
③因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,根据欧姆定律求出未知电阻Rx的阻值。
【解答】解:(1)由图可知,电流表指针左偏,而且在实验之前,是因为没有调零,因此应先进行调零。
(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,且电路电阻较大,产生这一现象的原因是连接变阻器时,将下端两接线柱连入了电路中,故C符合题意;
故选:C。
(3)灯在额定电压下的电流等于额定电流,图2中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(4)根据图3所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,此时灯泡的电阻
,
由图3可知,随着电压的增加电流增长的越来越慢,说明电阻在增大,此时小灯泡两端的电压、电流均增加,小灯泡变亮,温度升高,而电阻是导体的一种性质,与导体的长度、横截面积、材料、温度有关,综上可知,灯丝电阻随温度升高而变大。
(5)①只闭合S0、S1,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过Rx的电流:
Ix=IL=0.2A
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时Rx的两端的电压为:
Ux=U﹣UL=2.6V﹣1V=1.6V,
③因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,由欧姆定律可知Rx的阻值:
。
故答案为:(1)电流表未调0;(2)C;(3)1.8;B;2.5;(4)8.3;变大;(5)0.2;不变;1.6;8。
26.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R2的阻值。
【分析】(1)根据电路图可知,两个电阻并联接入电路中;电流表A1测电阻R1的支路电流,电流表A测干路电流,由并联电路的特点可求出通过电阻R2的电流;
(2)已知电阻R1的阻值、流过R1的电流,由欧姆定律可求出电阻R1两端的电压,根据并联电路电压规律可求出电源电压;
(3)已知电源电压、流过R2的电流,由欧姆定律可求出电阻R2的阻值。
【解答】解:S闭合,R1、R2并联,电流表A1测电阻R1的支路电流,电流表A测干路电流。
(1)由并联电路的特点知,通过电阻R2的电流I2=IA﹣IA1=0.5A﹣0.3A=0.2A;
(2)电源电压U=U2=U1=IA1R1=0.3A×10Ω=3V;
(3)电阻R2的阻值R215Ω;
答:(1)通过电阻R2的电流是0.2A;(2)电源电压是3V;(3)电阻R2的阻值是15Ω。
27.张彬同学为了检测空气污染的指数,设计了如图甲所示的电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气污染指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表为4V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)此时电路总电阻的阻值;
(3)当电路中电流为1.2A时,空气污染指数是多少API?
【分析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)根据欧姆定律求出当电压表示数为4V时通过R0的电流;
(2)利用欧姆定律变形公式R求出电路总电阻;
(3)当电路中电流为1.2A时,根据欧姆定律和串联电路的特点求出此时R的阻值,然后求出,根据图乙可知此时空气污染指数。
【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)当电压表示数U0=4V时,通过电阻R0的电流:
I00.8A;
(2)串联电路中,各处的电流相等,
电路电流:I=I0=0.8A,
此时电路总电阻:R串15Ω;
(3)当电路中电流I'=1.2A时,
电路中的总电阻为:R总10Ω;
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:
R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
则0.2Ω﹣1,
由图乙可知,此时空气污染指数为50API。
答:(1)通过R0的电流为0.8A;
(2)此时电路总电阻的阻值为15Ω;
(3)当电路中电流为1.2A时,空气污染指数为50API。
28.请根据上述材料,回答下列问题:
半导体
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(AlcoholTester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和 掺加杂质 等多种因素有关;
(2)热敏电阻属于 半导体 ;(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)
(3)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值 变小 (选填“变大”或“变小”);
(4)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图23甲所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,R2为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,他们查阅到相关资料如表所示。
①对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为 20 Ω;
②检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于 酒驾 。
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
【分析】(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和掺加杂质等多种因素有关;
(2)热敏电阻是由半导体材料制成的;
(3)有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强;
(4)①由图甲可知,R1和R2串联,电流表测电路中的电流;
“调零”后根据欧姆定律计算串联电路的总电阻,再由串联电阻的特点计算R2的阻值;
②已知检测时电流表的示数,根据欧姆定律计算串联电路的总电阻,再由串联电阻的特点计算R1的阻值,对应图乙曲线找到相应的呼气酒精浓度K,并计算血液酒精浓度M,判断属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
【解答】解:(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和掺加杂质等多种因素有关;
(2)热敏电阻是由半导体材料制成的;
(3)有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强,则光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值变小;
(4)①由图甲可知,R1和R2串联,电流表测电路中的电流;
“调零”后,此时电流表的示数为0.1A,根据欧姆定律可得电路中的总电阻:
R总120Ω,
由图乙可知:酒精气体为0mg/100mL时气敏电阻R1=100Ω,
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得,变阻器R2的阻值:R2=R总﹣R1=120Ω﹣100Ω=20Ω;
②检测时,当I′=0.15A,R2=20Ω时,根据欧姆定律可得电路中的总电阻:
R′总80Ω;
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得R′1的阻值为:R′1=R′总﹣R2=80Ω﹣20Ω=60Ω;
对应乙图此时K′=10×10﹣3mg/100mL,此时酒精浓度为:M′=10×10﹣3mg/100mL×2200=22mg/100mL,该司机属于酒驾。
故答案为:(1)掺加杂质;(2)半导体;(3)变小;(4)①20;②酒驾。
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