精品解析:甘肃省天水市逸夫实验中学2025-2026学年九年级上学期第二阶段检测物理试题
2025-12-11
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内容正文:
天水市逸夫实验中学2025-2026学年度第一学期第二阶段检测
九年级物理
一、选择题(每小题3分,共18分)
1. “墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来”。寒冬梅花香气扑鼻而来,这是因为( )
A. 分子之间存在引力 B. 分子之间存在斥力 C. 分子之间没有空隙 D. 分子不停地做无规则运动
2. 在干燥的冬季,汽车在长途行驶的过程中车身会带上电荷。为了避免人触摸车门时因放电而带来的不适感,人们通常会在车尾安装一条与大地相接触的静电带,如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 车身会带上电荷说明电荷可以被创造
B. 车身带电荷是摩擦起电现象
C. 若车身带正电荷,则说明车身得到了电子
D. 若车身带负电荷,则电流方向为从车身到大地
3. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光.一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
4. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 图乙中的电表,是用电流表改装的
B. 眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C. 眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
5. 将一个“220V100W”的电动机、一个“220V100W”的电视机、一个“220V100W”的电热水袋同时接到220V的电源上,它们都正常工作,在相同的时间内,电流通过它们产生热量最多的是( )
A. 电动机 B. 电视机
C. 电热水袋 D. 一样多
6. 如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A. 电阻R的电阻是10Ω
B. 当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大
C. 若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D. 若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
二、填空题(每空1分,共19分)
7. 千年古都传汴韵,一城秋风送菊香。走进龙亭公园,浓浓的花香扑面而来,这是______现象,因为分子______。清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,这是因为分子间存在的______(选填“引力”或“斥力”)。
8. 为了防止燃油车发动机过热,一般情况下用水来冷却,主要是利用了水的________的特点,若汽车发动机某个气缸的曲轴转速是2400r/min,则该汽油机每秒钟对外做功________次。
9. 我国新能源汽车发展迅猛,受到国内外广大消费者的青睐:给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的_______,(选填“电源”“用电器”或“开关”);如图是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是_______的;用一个充电桩给电动汽车充电时,电动汽车与该充电桩之间是_______的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
10. 当人们在台灯下看书时,如果感觉灯光太亮,有点刺眼,可以通过调光装置改变台灯的亮度。小李同学在学完变阻器的相关知识后,利用电位器,设计了一个简易调光台灯如图甲所示,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的_____来改变灯泡亮度;若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,电位器接入阻值变_____,灯泡亮度变_____。
11. 将分别标有“6V,6W”和“3V,3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端,___________灯更亮,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=___________;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=___________(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
12. 如图是小明家电能表的表盘,电能表上个月底的示数是,这个月底的示数如图所示,他家本月共用电___________度。小明将家中其他用电器关闭,只让干衣机单独工作,观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次,干衣机在这6min内消耗的电能为___________kW·h,它的实际功率是___________W。
13. 如图,电源电压恒为,滑动变阻器的规格为“,”,电阻。电压表和电流表接入电路的量程分别为和。闭合开关,的滑片从左向右滑动时,电压表的示数逐渐___________(选填“变大”“变小”或“不变”),在保证电路各元件安全的前提下,可调节的阻值范围是___________。
三、识图与作图题(14题、15题、16题各2分、17题3分,共9分)
14.
(1)如图所示电阻箱的示数为________Ω;
(2)如图所示电压表的示数为_______V。
15. 如图所示,请按照实物连接的情况将电路图画在虚线框内。
16. 按图中的电路图连接实物电路。
17. 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,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
四、实验与探究题(每空1分,共17分)
18. 某科技小组设计了一种暖手袋,它是利用液体降温时放出热量,能够较长时间为手保温。为了选择更好的工作介质(液体),他们购买了A、B两种液体,并通过实验比较出两种液体比热容的大小。实验步骤如下:
①向两个相同的烧杯里分别装入初温相同、质量相等的A、B两种液体,用相同的电加热器分别对两种液体加热,实验装置如图甲所示。
②在实验数据记录表中分别记录两种液体的加热时间t和温度T。
③根据实验数据,绘制出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。请根据实验过程,回答下列问题。
(1)选择相同电加热器的原因是:可以通过比较___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较A、B两种液体吸收热量的多少;
(2)分析图乙所示图像可知___________液体的比热容较大;
(3)若不考虑其他因素,暖手袋的工作介质应选___________(选填“A”或“B”)液体。
19. 小吉同学做“探究导体中电流跟电阻关系”的实验,实验器材有:学生电源(6V)、电流表(,)、电压表(,)、定值电阻(、、各一个)、开关、两个滑动变阻器(甲标有“”,乙标有“”)和导线若干。请你完成下列内容。
(1)如图乙,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上______;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到______端(选填“A”或“B”);
(3)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:______;
(4)上述实验中,小吉用电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
(5)为顺利完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是______(选填“甲”或“乙”)。
20. 某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最_______端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是_______。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为_______A,则未知电阻______。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的_______。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验_______(选填“A”或“B”)。
A. 探究电流与电压的关系 B. 探究电流与电阻的关系。
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S,_______,读出电压表示数为;
③待测电阻______(用已知和测量出的物理量符号表示)。
五、简答与计算题:(21题4分,22题6分、23题7分,共17分)
21. 如图所示是一款便携式封口机,使用电压为3V的电源。接通电路,发热电阻温度升高,实现高温封口。
(1)接通电路发热电阻发热的原理是什么;
(2)封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更大的还是更小的,并加以解释说明。
22. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,求:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)电源电压及电阻R1各是多少?
(3)滑动变阻器位于中点时电流表的示数是多少?
23. 如图甲所示的电水壶有加热和保温两种功能,图乙是其内部电路的简图,电源电压为220V,R₁、R₂均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为880W,保温功率为44W,求:
(1)加热状态工作时,电路中的电流;
(2)忽略温度对电阻阻值的影响,加热电阻R₁的阻值;
(3)不计热量损失,把1.1kg水从40℃加热到100℃,需要的时间。
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天水市逸夫实验中学2025-2026学年度第一学期第二阶段检测
九年级物理
一、选择题(每小题3分,共18分)
1. “墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来”。寒冬梅花香气扑鼻而来,这是因为( )
A. 分子之间存在引力 B. 分子之间存在斥力 C. 分子之间没有空隙 D. 分子不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】闻到花香味,是因为花香分子在不停的做无规则运动,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 在干燥的冬季,汽车在长途行驶的过程中车身会带上电荷。为了避免人触摸车门时因放电而带来的不适感,人们通常会在车尾安装一条与大地相接触的静电带,如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 车身会带上电荷说明电荷可以被创造
B. 车身带电荷是摩擦起电现象
C. 若车身带正电荷,则说明车身得到了电子
D. 若车身带负电荷,则电流方向为从车身到大地
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩擦起电并不是创造了电,而是电荷的转移,故A错误;
B.汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,是摩擦起电现象,故B正确;
C.若车身带正电荷,则说明车身失去了电子,故C错误;
D.若车身带负电荷,负电荷从车身流向大地,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,则电流方向为从大地流向车身,故D错误。
故选B。
3. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光.一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
【答案】A
【解析】
【详解】两盏灯为并联电路.灯L2的电流不变,说明灯L2既没有短路使电流增大也没有断路使电流变为0,答案BD错.灯L1短路的话,会造成灯L2也被短路,电流将不经过灯L2从而使灯L2也熄灭,电流变为0,不符合要求,C错.所以是A灯L1断路,电压表测电源电压所以示数不变,电流表测另外一个支路电流,没有影响.
4. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 图乙中的电表,是用电流表改装的
B. 眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C. 眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
【答案】D
【解析】
【详解】A.图乙中,电表与定值电阻R0并联,根据电表的使用规则(电压表并联、电流表串联),可知该电表是电压表改装的。故A错误;
B. 由题意可知,眼睛距离屏幕越远,R的阻值越大,总电阻越大,电路电流I越小;进而越小,电压表示数越小。故B错误;
C. 由题意可知,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,总电阻越小,电路电流越大。故C错误;
D.根据题意,电压表示数达到一定值时,会有报警提示。增大提醒距离,R的阻值变大,要想使电压表仍然达到设定值时报警提醒,就是使R0与R的电压之比不变,就是使R0与R的比值不变,R如果变大,必须增大R0的阻值。故D正确。
故选D。
5. 将一个“220V100W”的电动机、一个“220V100W”的电视机、一个“220V100W”的电热水袋同时接到220V的电源上,它们都正常工作,在相同的时间内,电流通过它们产生热量最多的是( )
A. 电动机 B. 电视机
C. 电热水袋 D. 一样多
【答案】C
【解析】
【详解】虽然三个用电器的功率相同,但电动机除了将电能转化为内能以外,还转化成了机械能,电视机将电能转化为内能外,还转化成了光能和声能,电热水袋将电能都转化为内能,因此相同的时间内,电流通过它们产生热量最多的是电热水壶。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A. 电阻R的电阻是10Ω
B. 当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大
C. 若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D. 若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,电阻R的图像是一条过原点的直线,说明其电阻是定值。当电阻R两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A。根据欧姆定律,可得,故A正确,不符合题意;
B.由灯泡L的图像可知,这是一条曲线。当灯泡两端电压为1V时,电流为0.4A,此时电阻
当灯泡两端电压为2V时,电流为0.6A,此时电阻
可见,当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大,故B正确,不符合题意;
C.若L与R串联在5V的电源上,根据串联电路的特点,电路中的电流处处相等(),总电压等于各部分电压之和,即,由图可知,当电流为0.4A时,灯泡两端电压为1V,定值电阻两端电压为4V,满足条件,故C正确,不符合题意;
D.若L与R并联,根据并联电路的特点,它们两端的电压相等,即,干路电流等于各支路电流之和,即,由图可知,电源电压为2V时,通过灯泡的电流为0.6A,通过定值电阻的电流为0.2A,此时干路电流为,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共19分)
7. 千年古都传汴韵,一城秋风送菊香。走进龙亭公园,浓浓的花香扑面而来,这是______现象,因为分子______。清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,这是因为分子间存在的______(选填“引力”或“斥力”)。
【答案】 ①. 扩散 ②. 不停地做无规则运动 ③. 引力
【解析】
【详解】[1][2]闻到花香,是因为花香分子在不停地做无规则运动,运动到了鼻端,这种现象叫做扩散现象。
[3]分子间存在着引力和斥力,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,这是因为分子间存在引力,使液体表面分子相互吸引形成表面张力,从而维持液滴形态。
8. 为了防止燃油车发动机过热,一般情况下用水来冷却,主要是利用了水的________的特点,若汽车发动机某个气缸的曲轴转速是2400r/min,则该汽油机每秒钟对外做功________次。
【答案】 ①.
比热容大 ②.
20
【解析】
【详解】[1]燃油车发动机采用循环流动的水进行冷却,这是利用水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量较多。
[2]汽车发动机某个气缸的曲轴转速为2400r/min=40r/s
即飞轮每秒转40圈,由于汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机每秒对外做功20次。
9. 我国新能源汽车发展迅猛,受到国内外广大消费者的青睐:给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的_______,(选填“电源”“用电器”或“开关”);如图是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是_______的;用一个充电桩给电动汽车充电时,电动汽车与该充电桩之间是_______的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
【答案】 ①. 用电器 ②. 并联 ③. 串联
【解析】
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器,消耗电能。
[2]充电桩之间可以独立工作,互不影响,是并联的。
[3]用一个充电桩给电动汽车充电时,电动汽车与该充电桩之间在同一回路上,充电桩断电时,电动汽车的充电进程就会中断,所以它们是串联的。
10. 当人们在台灯下看书时,如果感觉灯光太亮,有点刺眼,可以通过调光装置改变台灯的亮度。小李同学在学完变阻器的相关知识后,利用电位器,设计了一个简易调光台灯如图甲所示,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的_____来改变灯泡亮度;若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,电位器接入阻值变_____,灯泡亮度变_____。
【答案】 ①. 长度 ②. 小 ③. 亮
【解析】
【详解】[1]导体的电阻跟长度有关,该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的。
[2][3]若只将B、C接入电路,由图可知,顺时针旋转滑片,接入电路中电阻丝的长度变短,电阻变小,则电流变大,灯泡变亮。
11. 将分别标有“6V,6W”和“3V,3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端,___________灯更亮,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=___________;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=___________(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
【答案】 ①. 甲 ②. 2∶1 ③. 1∶2
【解析】
【详解】[1][2]两灯的电阻分别为
若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,因为
R甲>R乙
由P=I2R可得
P甲实>P乙实
所以甲灯比乙灯更亮;由P=I2R可得两灯消耗的功率之比
P串甲∶P串乙=R甲∶R乙=6Ω∶3Ω=2∶1
[3]若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,即U并甲=U并乙,两灯消耗的功率之比
12. 如图是小明家电能表的表盘,电能表上个月底的示数是,这个月底的示数如图所示,他家本月共用电___________度。小明将家中其他用电器关闭,只让干衣机单独工作,观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次,干衣机在这6min内消耗的电能为___________kW·h,它的实际功率是___________W。
【答案】 ①. 160 ②. 0.064 ③. 640
【解析】
【详解】[1]小明家本月共用电为
W=2012.6kW·h-1852.6kW·h=160kW·h=160度
[2]干衣机在这6min内消耗的电能为
[3]它的实际功率
13. 如图,电源电压恒为,滑动变阻器的规格为“,”,电阻。电压表和电流表接入电路的量程分别为和。闭合开关,的滑片从左向右滑动时,电压表的示数逐渐___________(选填“变大”“变小”或“不变”),在保证电路各元件安全的前提下,可调节的阻值范围是___________。
【答案】 ①. 变大 ②.
【解析】
【详解】[1]据图可知,电路是两电阻串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中的电流,当的滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,由串联分压原理可知,两端电压变大,即电压表的示数变大。
[2]根据题意可知,电路允许通过的最大电流是0.6A,此时电路中的总电阻最小,最小总电阻为
已知R2的阻值不变,则滑动变阻器接入电路中的阻值最小为
由串联分压原理可知,当接入电路中的阻值最大时,电压表的示数最大,已知电压表的量程是,即两端最大电压是3V,此时R2两端电压为
电路中的电流为
接入电路中的最大电阻为
综合上述分析可知,可调节的阻值范围是2.5~10Ω。
三、识图与作图题(14题、15题、16题各2分、17题3分,共9分)
14.
(1)如图所示电阻箱的示数为________Ω;
(2)如图所示电压表的示数为_______V。
【答案】(1)5626
(2)1.8
【解析】
【小问1详解】
由图可知,电阻箱“×1000”指示的数是5,“×100”指示的数为6,“×10”指示的数为2,“×1”指示的数为6,故电阻箱的示数为
【小问2详解】
由图可知,电压表使用的0~3V的测量范围,其分度值为0.1V,故电压表的示数为1.8V。
15. 如图所示,请按照实物连接的情况将电路图画在虚线框内。
【答案】
【解析】
【详解】分析电路可知,两灯泡并联,电流表测干路电流,开关在干路上,电压表与灯泡并联,故电路图如下:
16. 按图中的电路图连接实物电路。
【答案】
【解析】
【详解】原电路中,两灯并联,因不知电流大小,故电流表选用大量程接在干路上,S1控制整个电路,根据电路图连接实物图,如图所示
:
17. 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,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
【答案】
【解析】
【详解】要使滑动变阻器改变灯泡的亮度,电源、灯泡和电流表串联,说明通过灯泡的电流变大,而题中要求电压表示数变小;所以,且上端为负极;电压表和滑动变阻器并联;电流表和滑动变阻器串联;如图所示:
四、实验与探究题(每空1分,共17分)
18. 某科技小组设计了一种暖手袋,它是利用液体降温时放出热量,能够较长时间为手保温。为了选择更好的工作介质(液体),他们购买了A、B两种液体,并通过实验比较出两种液体比热容的大小。实验步骤如下:
①向两个相同的烧杯里分别装入初温相同、质量相等的A、B两种液体,用相同的电加热器分别对两种液体加热,实验装置如图甲所示。
②在实验数据记录表中分别记录两种液体的加热时间t和温度T。
③根据实验数据,绘制出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。请根据实验过程,回答下列问题。
(1)选择相同电加热器的原因是:可以通过比较___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较A、B两种液体吸收热量的多少;
(2)分析图乙所示图像可知___________液体的比热容较大;
(3)若不考虑其他因素,暖手袋的工作介质应选___________(选填“A”或“B”)液体。
【答案】(1)加热时间
(2)A (3)A
【解析】
【小问1详解】
物体吸收的多少不易直接测量,选择相同的电加热器,相同的时间内电加热器放出的热量相同,那么相同的时间内两种物质吸收的热量相同,加热时间越长,吸收的热量越多,故可以根据加热时间来表示吸收的热量的多少。
【小问2详解】
根据图乙可知,等质量的A和B液体,吸收相同的热量(加热相同时间),A升温慢,吸热能量强,故A液体的比热容较大。
【小问3详解】
A液体的比热容较大,质量相同的两种液体,每降低1℃时,A放出的热量多,更适合做散热剂,故A液体适合作为暖手袋的工作介质。
19. 小吉同学做“探究导体中电流跟电阻关系”的实验,实验器材有:学生电源(6V)、电流表(,)、电压表(,)、定值电阻(、、各一个)、开关、两个滑动变阻器(甲标有“”,乙标有“”)和导线若干。请你完成下列内容。
(1)如图乙,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上______;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到______端(选填“A”或“B”);
(3)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:______;
(4)上述实验中,小吉用电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
(5)为顺利完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是______(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 ①. ②. B ③. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ④. B ⑤. 2 ⑥. 甲
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,电压表应与定值电阻并联,电流表和滑动变阻器应与其串联,所以接错的导线是定值电阻右端与电流表的连线,只需要将定值电阻右端接在电压表的负接线柱上即可,如图所示:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器需要将最大阻值接入电路,由图可知,滑片应滑至B端。
(3)[3]由图丙可知,电流与电阻的乘积固定不变,这是一个反比例图像,所以可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4][5]由图丙可知,当电阻为5Ω时,电流为0.4A,根据可算出电压为2V,同理,当电阻为10Ω时,电流为0.2A,电压仍为2V,说明本实验控制定值电阻两端电压为2V不变;将定值电阻由5Ω换成10Ω,总电阻变大,总电压不变,所以电流变小,滑动变阻器电阻不变,根据,滑动变阻器两端电压变小,总电压不变,由串联电压规律可知,电阻两端电压变大,电压表示数变大;要使电压表示数仍为2V,需要将电压表示数变小,定值电阻阻值不变,根据,需要将电路中电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,由图甲可知,滑片需要向B端移动,直至电压表示数为2V为止。
(5)[6] 当定值电阻的阻值为20Ω时,电源电压不变,则电路中的电流
滑动变阻器需要接入的电阻
而题中给的乙滑动变阻器的最大阻值只有10Ω,甲滑动变阻器的最大阻值为50Ω,所以为了顺利完成实验,需要选择甲滑动变阻器。
20. 某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最_______端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是_______。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为_______A,则未知电阻______。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的_______。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验_______(选填“A”或“B”)。
A. 探究电流与电压的关系 B. 探究电流与电阻的关系。
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S,_______,读出电压表示数为;
③待测电阻______(用已知和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)右 (2)Rx断路
(3) ①. 0.16 ②. 10 ③. 误差
(4)A (5) ①. 滑片P移到b端时 ②.
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端,故应将将滑动变阻器滑片P移到阻值最大的右端。
【小问2详解】
电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,且示数接近于电源电压,说明与电压表并联的地方出现断路,则电路故障原因可能是Rx断路。
【小问3详解】
[1][2]由乙图可知,电流表选0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.16A。未知电阻的阻值为
[3]多次测量就平均值可以有效的减小误差,所以接下来测量多组实验数据,算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的误差。
【小问4详解】
未知电阻是一个定值电阻,利用滑动变阻器可以改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
【小问5详解】
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②[1]闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③[2]在①中,电压表测电源电压U1;在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
由欧姆定律,电路中的电流为
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻的阻值为
五、简答与计算题:(21题4分,22题6分、23题7分,共17分)
21. 如图所示是一款便携式封口机,使用电压为3V的电源。接通电路,发热电阻温度升高,实现高温封口。
(1)接通电路发热电阻发热的原理是什么;
(2)封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更大的还是更小的,并加以解释说明。
【答案】(1)电流的热效应
(2)封口时总是把塑料袋烫坏,是因为产生的热量太多,由公式可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值,故应将发热电阻换成阻值更大的。
【解析】
【小问1详解】
接通电路发热电阻发热是因为电流通过导体时将电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应,即接通电路发热电阻发热的原理是电流的热效应。
【小问2详解】
略。
22. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,求:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)电源电压及电阻R1各是多少?
(3)滑动变阻器位于中点时电流表的示数是多少?
【答案】(1)10Ω (2)3V,5Ω
(3)0.3A
【解析】
【小问1详解】
当滑片在b端时,R₂接入最大阻值,此时电流最小,电压表示数最大
根据欧姆定律 ,滑动变阻器的最大阻值
【小问2详解】
[1][2]电源电压为U,根据串联电路电压规律
滑片在b端时:
滑片在a端时:,则
则有
解得 ,电源电压
【小问3详解】
中点时滑动变阻器的电阻
总电阻
滑动变阻器位于中点时电流表的示数
23. 如图甲所示的电水壶有加热和保温两种功能,图乙是其内部电路的简图,电源电压为220V,R₁、R₂均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为880W,保温功率为44W,求:
(1)加热状态工作时,电路中的电流;
(2)忽略温度对电阻阻值的影响,加热电阻R₁的阻值;
(3)不计热量损失,把1.1kg水从40℃加热到100℃,需要的时间。
【答案】(1)4A (2)1045Ω
(3)315s
【解析】
【小问1详解】
加热状态工作时电路中的电流为
【小问2详解】
在开关S闭合,旋钮开关接到2时,为加热状态,根据 可得电阻R₂的阻值:
当旋钮开关切换到1时为保温状态,由 可得,电路的总电阻:
根据串联电路的电阻特点可知,R₁的阻值:
【小问3详解】
电水壶要吸收的热量
由于不计热量损失,则消耗的电能
由 可得,加热过程需要的时间:
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