内容正文:
九年级物理试卷
(试卷满分90分,考试时间80分钟)
一、选择题(1~8为单选,每小题2分,9~12为多选,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分,共24分)
1. 下列数据与实际相符的是( )
A. 白炽灯在不通电时灯丝的电阻为0.2
B. 汽油机的效率约为 60%
C. 教室内一只节能灯正常工作1h,消耗40kW·h电能
D. 家中液晶电视机的电功率约为100W
【答案】D
【解析】
【详解】A. 白炽灯灯丝为钨丝,不通电时(常温)电阻约为几十欧,工作时因温度升高电阻增大到几百欧,0.2Ω不符合实际,故A不符合题意;
B.汽油机的效率较低,通常在20%~30%之间,60%远高于实际值,故B不符合题意;
C.节能灯功率约20W,工作1h消耗电能
40kW·h远超出实际,故C不符合题意;
D.液晶电视机的功率通常在80W~150W之间,100W符合实际,故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示,为红外线感应式温度计,图中为其内部结构简图,下列论述正确的是( )
A. 电路工作时电池把电能转化为化学能
B. 红外探头只能起到开关作用
C. 红外线探头是由半导体材料制成的
D. 导线中电流方向就是自由电子定向移动的方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.电路工作时电池把化学能转化为电能,供用电器使用,故A错误;
B.红外探头可以接收红外线,故B错误;
C.红外线探头是由半导体材料制成的,具有单向导电性,故C正确;
D.导线中电流方向与自由电子定向移动的方向相反,故D错误。
故选C。
3. 如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光;若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A. 比正常发光亮些 B. 比正常发光暗些
C. 能正常发光 D. 灯丝将会被烧断
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光,由可知,小灯泡的电阻为
若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则小灯泡的电阻为
故,电源电压不变,R是定值电阻,当接入“3.8V 0.5A”的小灯泡时,电路中的电阻变大,不能达到正常工作电流,故比正常发光暗些。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 在如图所示的电路中,电源电压6V,且保持不变,电阻R1=8Ω,变阻器R2的最大阻值为10Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围不能超出( )
A. 0~10 B. 2~8
C. 0~2 D. 2~10
【答案】B
【解析】
【详解】当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端的电压为
U1=I1R1=0.6A×8Ω=4.8V
滑动变阻器两端的电压为
U2=U-U1=6V-4.8V=1.2V
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为
当电压表示数最大为U大=3V时,R1两端的电压为
U1′=U-U大=6V-3V=3V
电路中的电流为
滑动变阻器接入电路的电阻最大为
所以变阻器接入电路中的阻值范围是2~8Ω。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,1、2、3为接线柱,R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,P处于R的最上端。当所称水果的质量增大时,由电表(电流表或电压表)改装成的显示器示数也增大。则下列说法正确的是( )
A. 此时接线柱“1”应与“2”连接
B. 显示器是由电压表改装而成
C. 为了节约电能,可去掉电阻R0
D. 当水果质量越大时,电阻R0消耗的电功率将变大
【答案】D
【解析】
【详解】B.图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故B错误;
ACD.当所称水果的质量增大时,由电表改装成的显示器示数也增大,即电流表的示数增大,则说明变阻器接入电路的电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,由串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据可知,电流表示数变大,再由可得,电阻消耗的电功率将变大;若没有定值电阻,电流过大会损坏电流表,所以定值电阻起保护电路的作用,不能去掉,故AC错误,D正确。
故选D。
6. 甲、乙两灯的额定电压均为6V,测得两灯的电流与电压关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 甲灯正常工作时的电阻是5Ω
B. 乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是0.6V
C. 两灯发光时要发热,是通过热传递改变内能的
D. 把甲、乙两灯串联接在电压为7V的电源上时,电路的总功率为2.1W
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲灯正常发光时的电压U甲=6V,由图像可知通过甲灯的电流I甲=0.3A,由可知,甲灯正常工作时的电阻R甲的阻值为
故A错误;
B.由图乙知,当灯的电压为4V时,通过的电流为0.6A,乙灯的实际功率为
P乙'=U乙'I乙'=4V×0.6A=2.4W
所以当乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是4V,故B错误;
C.两灯发光时要发热,是通过电流做功改变内能的,故C错误;
D.把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图像可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为6V,乙灯的实际电压为1V时满足电源电压为7V,所以电路中的电流为0.3A,电路的总功率为
P=UI=7V×0.3A=2.1W
故D正确。
故选D。
7. 如图,电源电压恒定不变,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,电流表A1的示数变小。下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片向左移动了
B. 灯泡L与滑动变阻器串联
C. 电流表A2示数变大,电压表V示数不变
D. 电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关,灯泡和滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过滑动变阻器的电流。移动滑动变阻器的滑片,电流表A1的示数变小,即干路电流变小,根据可知,电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大,即总电阻变大,根据电阻并联的特点可知滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器的滑片向右移动。根据可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A2示数变小。电压表测量电源电压,电源电压恒定不变,则电压表V示数不变。故D正确,ABC错误。
故选D。
8. 如图所示,以下几个演示实验的描述正确的是( )
A. 图甲:气球在小女孩头发上摩擦后头发会飘起来,是因为气球带电,头发不带电
B. 图乙:用橡胶棒连接AB两验电器,则A验电器张角变小,B验电器张角变大
C. 图丙:丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会得到电子
D. 图丁:细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.气球与头发摩擦,双方带异种电荷。故A错误;
B.橡胶棒是绝缘体,电荷不会沿橡胶棒传导,故两个验电器的电荷数量多少不变,张角不变。故B错误;
C.玻璃棒带正电荷,说明玻璃棒失去电子。那么丝绸得到电子。故C正确;
D.如果一个带电,一个不带电,带电体会吸引轻小的不带电的物体。故D错误。
故选C。
9. 实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.闭合开关S1,断开开关S2,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,当开关都闭合,电路发生短路故障,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,开关S2接a,两电阻并联,电流表测R0所在支路电流,由可计算出R0两端电压,根据并联电路各用电器两端的电压相等都等于电源电压的特点,可以得出Rx两端的电压;闭合开关S1,开关S2接b,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以得出通过Rx所在支路的电流,根据求出电阻,故B符合题意;
C.闭合开关S,滑动变阻器滑片移最左端,电路为只有Rx的简单电路,此时Rx两端的电压等于电源电压,有 ①
闭合开关S,滑动变阻器滑片移最右端,两电阻串联,根据串联电路电流处处相等的特点,以及串联电路总电阻等于各个电阻之和,结合欧姆定律可以得到 ②
联立①②可以得到
可得
两次的电流可以通过电流表测得,所以此方法可以得出Rx的电阻,故C符合题意;
D.闭合开关S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片在合适的位置,此时电压表测Rx两端的电压,保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表测电阻箱两端的电压,调整电阻箱的阻值,使得电压表的示数与第一次的示数相同,此时电阻箱的阻值等于Rx的阻值,故D符合题意。
故选BCD。
10. 下列图示所蕴含的物理知识的说法中,错误的是( )
A. 甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片因得到正电荷互相排斥张开
B. 乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,内能不变
C. 丙图,是四冲程汽油机的做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D. 丁图,深秋夜,桔子喷水结冰防冻是利用水的比热容大这一特性为人类服务的
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片上的电子转移至带正电的物体上,金属箔片因失去电子带上正电,同种电荷相互排斥,所以金属箔片会因相互排斥而张开,故A错误,符合题意;
B.乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,吸收热量,内能增大,故B错误,符合题意;
C.图丙所示的冲程两侧气门关闭,火花塞点火,属于做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.深秋夜,桔子喷水结冰防冻,是利用水凝固时向外放热给桔子保温,防止桔子被冻坏,故D错误,符合题意。
故选ABD。
11. 图甲所示电路中,电源电压不变,R1是“20Ω 1A”的滑动变阻器,R2是定值电阻,电压表量程为0~15V。闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,滑片移动过程中,电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为12V
B. R2的阻值为10Ω
C. R1的最大功率是4.5W
D. 滑片在中点时,通电90s,电流通过变阻器R1产生的热量为400J
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.由图可知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,由串联电路特点知,在电路安全情况下,变阻器连入阻值最小时,电压表示数最大,由图像知此时电压表示数为UV=8V,变阻器连入阻值R1=4Ω,由欧姆定律可得此时电路中电流为
电源电压为
当变阻器连入阻值最大时,电压表示数最小,由图像可知此时电压表示数为
变阻器连入阻值为
此时电路中电流为
电源电压为
由于电源电压不变,所以
解得R2=8Ω;
电源电压为
故A正确,B错误;
C.电路总功率为
P=UI
定值电阻的功率为
R1的功率等于电路总功率减去定值电阻的功率,所以R1的功率为
整理得
这是一个开口向下的抛物线,当I=0.75A时,P1有最大值4.5W,故C正确;
D.滑片在中点时,变阻器连入阻值为,由串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中电流为
由焦耳定律可得,在90s内电流通过滑动变阻器R1产生的热量为
故D正确。
故选ACD。
12. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为1.2W
B. 灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小
C. 电源电压为7.5V
D. 滑动变阻器的最大阻值为45Ω
【答案】ABD
【解析】
【详解】AC.由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测灯泡两端的电压;滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,电压表测电源的电压;由图像可知,电路中的最大电流为0.2A,电压表的最大示数为6V,则电源的电压为6V;串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为灯泡的额定电流,此时灯泡两端的电压和额定电压相等时,灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,灯泡的额定功率
故A正确,C错误;
B.根据图像可知,灯泡的电阻随灯泡两端电压的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小,故B正确;
D.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,由图像可知,电路中的最小电流,灯泡两端的电压,此时滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值
故D正确。
故选ABD。
二、填空题(每空1分,共17分)
13. 东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过______的方式改变内能,锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做______。
【答案】 ①. 热传递 ②. 无规则运动
【解析】
【详解】[1] 炖煮锅内食物时,食物吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递改变内能。
[2] 锅内食物香味四溢,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
14. 定值电阻R1和R2分别标有“10Ω 1.2A”和“15Ω 1A”的字样,现将它们串联起来接在某电源两端,为了不损坏电阻,电源电压最大为___________V;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,干路上的最大电流为___________A。
【答案】 ①. 25 ②. 2
【解析】
【详解】[1]定值电阻R1和R2分别标有“10Ω 1.2A”和“15Ω 1A”字样,即允许通过两电阻的最大电流分别为
,
因为串联电路中各处电流相等,所以两电阻串联时,电流处处相等,则电路允许的最大电流为
此时电路中的总电阻为
由欧姆定律得,电源电压的最大值为
[2]由欧姆定律得,R1、R2两端各自允许加载的最大电压分别为
由于并联电路各支路两端的电压相等,所以两电阻并联时,电路两端的最大电压为
此时干路上的最大电流为
15. 电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kw•h)”字样(imp表示闪烁次数).将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min,电能表指示灯闪烁了320次,该用电器在上述时间内消耗的电能为____kw•h,该用电器的额定功率是____W.
【答案】 ①. 0.1 ②. 200
【解析】
【详解】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表.
3200imp/(kW•h)的含义是:电路中每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次.
根据题目所给条件和电功率的公式P=,进行解答.
因为电路中每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次.
所以当指示灯闪烁320次时,消耗的电能为W==0.1kw•h,
t=30min=0.5h
用电器的额定功率P===0.2kw=200W.
16. 如图所示电路,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示。当S闭合时,灯L的电阻为__________Ω,电路消耗的功率为__________W,通电1min电阻R产生的热量为__________J。
【答案】 ①. 10 ②. 1.8 ③. 54
【解析】
【详解】[1]当S闭合时,灯L与电阻并联在3V的电源上,故此时的灯泡两端的电压为3V,通过乙图可知,此时灯泡L和电阻R的电流都为0.3A,故此时灯泡的电阻为
[2]并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以总电流为
I总=I1+I2=0.3A+0.3A=0.6A
电路消耗的功率为
P总=UI总=3V×0.6A=1.8W
[3]此时电阻R两端的电压也为3V,电流为0.3A,R的电阻为
由Q=I2Rt可得通电1min电阻R产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×10Ω×60s=54J
17. 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;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. 1:2
【解析】
【详解】由P=可得,两灯的电阻分别为:R甲==6Ω,R乙==3Ω,若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲>R乙,由P=I2R可得P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯更亮;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,由P=UI=可得,两灯消耗的功率之比:P并甲:P并乙=:===.
18. 如图甲所示,电源电压恒定不变,的阻值为,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合、时,电压表示数为2V,电源电压为______V;当只闭合、时,电压表示数为4V,电路在1min内消耗的电能为______J。
【答案】 ①. 8 ②. 384
【解析】
【详解】[1]只闭合开关S1、S2时,电路等效为灯与串联,电压表测量灯两端的电压,此时电压表的示数为2V,由图乙可知,此时电路中电流为0.6A,则电源电压
[2]当只闭合开关S2、S3时,灯与串联,电压表测量灯两端的电压,电压表示数为4V,由图乙可知,电流为0.8A,电路在1min内消耗的电能为
19. 如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡上标有“12V 6W”字样,电流表量程(0~3A),当开关、、都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,灯泡正常发光,则滑动变阻器的最大阻值 _______Ω,此电路中滑动变阻器消耗的最大功率 _______W。当开关S闭合,S1、S2都断开时,移动滑片P,电流表的读数变化范围 _____________A,此过程中R1消耗的最小电功率 ________W。
【答案】 ①. 10 ②. 30 ③. ④. 3.2
【解析】
【详解】[1]当开关、、都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,灯泡和滑动变阻器并联,电流表测量干路的电流;由于并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以电源的电压
根据可得灯泡正常发光的电流为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流为
由可知
[2]电流表量程为,由串联电路电流的规律知通过滑动变阻器的最大电流为
因为此电路中滑动变阻器消耗的最大功率为
[3][4]当闭合开关,开关、都断开,电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的最小电流为
此时消耗的最小电功率为
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的最大电流为
所以电流表的读数变化范围为。
三、作图题(每图2分,共4分)
20. 如图甲是某小区的出入口,已经实现了半自动化。以入口为例,本小区的车辆驶入时,“车牌识别”(用开关表示),栏杆(用电动机符号表示)抬起;外来的车辆来时,车主在守卫室登记后,守卫按动室内开关(用开关表示)抬起栏杆。请根据上面的信息,在如图乙中将电路图补充完整。
【答案】
【解析】
【详解】电路中只有一个用电器电动机,任何一个开关都能使电动机工作,说明两个开关是并联的,电动机串联在干路上,电路如下:
21. 如图所示,电压表和电流表分别测量灯泡两端的电压和通过它的电流,滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯变亮,且通过灯的最大电流为0.3A。请你用笔画线代替导线将电路中缺少的两条导线补全。
【答案】
【解析】
【详解】电压表和电流表分别测量灯泡两端的电压和通过它的电流,所以电压表并联在灯泡两端,电流表串联接入电路;由于通过灯的最大电流为0.3A,所以电流表选择的量程是0~0.6A;电源由2节干电池串联组成,电源电压为3V,所以电压表选择的量程是0~3V。由欧姆定律分析可知,滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯变亮,是由于该过程中电路电阻减小,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,故补充完整的电路实物图如下:
四、实验探究题(每空1分,共28分)
22. 如图所示, 甲、 乙、 丙三图中的装置完全相同, 燃料的质量都是10g, 烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值, 可以选择___________两个装置;然后通过观察___________(选填“加热时间”或“物质升高的温度”)来比较两种燃料热值大小;
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用___________两个装置进行实验, 根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示;
①由图可以看出,___________液体的比热容较大;
② 如果已知b液体的比热容是 1.8×103J/(kg·℃),则a液体的比热容是_________J/(kg·℃);
(3)另一小组研究质量相等,初温不同的A、B两液体的吸热能力,所用其他装置完全相同,根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示;则A、B两液体的比热容之比为_________。
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 物质升高的温度 ③. 甲、丙 ④. b ⑤. 0.9×103 ⑥. 3∶2
【解析】
【详解】(1)[1]比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同,故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]根据转换法,同时点燃燃料后,燃料燃烧释放的热量被被加热物体吸收,可以等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小。
(2)[3]比较不同物质的吸热能力,应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同,故应甲、丙两图进行实验。
[4]由图丁可知,加热相同的时间后,发现液体a升温较多,根据比较吸热能力的方法,由此可知:液体a比热容较小,b液体的比热容较大。
[5]根据Q吸=cmΔt可知,在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比。用相同的燃料1加热时间10min,a和b吸收的热量是相同的,a的温度变化值
Δta=80℃-20℃=60℃
b的温度20min变化60℃,10min变化值为
Δtb=30℃
根据Q吸=cmΔt得,a液体吸收的热量
Qa吸=camΔta
b液体吸收的热量
Qb吸=cbmΔtb
则Qa吸=Qb吸,所以a的比热容
(3)[6]加热10min 后,A、B两液体温度变化量的比值
加热相同时间,两液体吸收热量相同,则两液体的比热容之比
23. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
(1)甲装置将两个阻值不同的电阻串联接到电路里的目的是使__________和通电时间相同,这是采用了__________法。
(2)乙装置可探究电流产生的热量与__________的关系,通电一段时间后,__________(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面高度差较大。
(3)若进行甲实验时右侧U形管液面有高度差,而左侧U形管液面几乎没有高度差,可能原因是__________。
(4)“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__________的实验结论来解释。
【答案】(1) ①. 电流 ②. 控制变量
(2) ①. 电流 ②. 左
(3)左侧电阻短路 (4)甲
【解析】
【小问1详解】
[1][2]两电阻丝串联连接的目的是:控制通电时间和通过电阻的电流相等,探究的是电流产生的热量与电阻的关系,使用了控制变量法。
【小问2详解】
[1][2]图乙右侧容器的外部,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的电流与通过右边容器中电阻的电流不同,所以右侧容器外的电阻在电路中的作用是分流,图乙是探究电流通过导体时产生热量跟电流的关系;容器右侧两个5Ω的电阻并联,再与左侧电阻串联,根据并联电路各支路两端电压相等和欧姆定律可知,支路中电流相等,即
通电时间相同,电阻大小相同,由Q=I2Rt可知,电阻和时间一定时,电阻产生热量与电流的平方成正比,故左侧容器U形管的液面高度差较大。
【小问3详解】
若左侧电阻丝短路,根据Q=I2Rt,左侧U形管的液面高度差没有变化,而通过右侧电阻丝电流增大,产生热量增大,右侧U形管的液面高度差明显变大。
【小问4详解】
电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,电炉丝的电阻大于导线的电阻,由Q=I2Rt可知,电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过导线产生的热量,即电流产生热量跟电阻有关,所以可以用甲实验解释“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不怎么热”。
24. 小明在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝,并连接了如图乙所示的电路。探究“影响导体电阻大小的因素”。
(1)为避免电路中电流过大损坏电流表,可以在电路中______联一个小灯泡;
(2)小明将金属丝A和B分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与______的关系;小明将金属丝A和C分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与______的关系;
(3)若把A导体接在M、N之间,闭合开关,读出电流表示数后,再用酒精灯对A导体加热一段时间,发现电流表示数变小,由此现象可以得出:该导体的电阻______;
(4)小明又找到一个如图丙所示的合金金属块接入电路,你认为沿______(选填“AB”“CD”或“EF”)方向接入图乙电路时,电流表示数最大。
【答案】(1)串 (2) ①. 长度 ②. 横截面积
(3)随温度升高而增大
(4)CD
【解析】
【小问1详解】
为避免电路中电流过大损坏电流表,可以在电路中串联一个小灯泡,增大电阻。
【小问2详解】
[1]金属丝A和B只有长度不同,将金属丝A和B分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与长度的关系。
[2]金属丝A和C只有横截面积不同,将金属丝A和C分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与横截面积的关系。
【小问3详解】
若把A导体接在M、N之间,闭合开关,读出电流表示数后,再用酒精灯对A导体加热一段时间后读数变小,对电流的阻碍作用增大,说明电阻随温度升高而增大。
【小问4详解】
当导体材料相同时,导体长度越短,横截面积越大,导体的电阻越小,由图丙得,沿CD方向的长度最短,横截面积最大,所以沿CD方向接入图乙电路时,导体的电阻最小,电流表示数最大。
25. 小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表各一只,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)闭合开关,小明同学发现电流表和电压表的指针均不发生偏转,则可能存在的故障是___________。
A. R短路 B. R断路
C. 变阻器的滑片接触不良 D. 滑动变阻器短路
(2)故障排除后,小明同学先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向___________端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2V;
(3)把50Ω的电阻接入电路时,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数达到2V。交流后,该小组通过更换滑动变阻器解决了这一问题,更换的滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω;
(4)小明同学再把5Ω的电阻换接入电路中,来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下,出错的是第___________次;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)实验结束后,小明同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究吗?你告诉他不可以的原因是___________。
【答案】(1)C (2)右
(3)
(4)
(5)小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是定值
【解析】
【小问1详解】
A.短路时电压表无示数,但电流表会有示数,不符合“均不偏转”,故A不符合题意;
B.断路时电压表有示数(测电源电压),电流表无示数,不符合“均不偏转”,故B不符合题意;
C.变阻器的滑片接触不良:滑片接触不良会导致电路断路,电流表、电压表均无示数,符合题意,故C符合题意;
D.滑动变阻器短路:滑动变阻器短路时电路通路,电流表、电压表均有示数,不符合“均不偏转”,故D不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
更换为20Ω电阻后,电压表示数(图丙)为2.4V(大于2V)。根据串联电路分压规律,需增大滑动变阻器接入电阻以减小的分压,故滑片应向右移动,直到电压表示数为2V。
【小问3详解】
电源电压,要求两端电压,则滑动变阻器分压
串联电路中电流相等,
滑动变阻器阻值
故更换的滑动变阻器最大阻值至少为
【小问4详解】
已知滑动变阻器 、定值电阻、电源电压为 ,由图可知,第1次实验中定值电阻两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为2.5V,电路中电流为0.1A,则此时滑动变阻器要连入电路的阻值为
25大于滑动变阻器的最大阻值,所以出错的数据是第1次数据。
【小问5详解】
小灯泡的电阻随温度升高而增大(不是定值),无法控制电阻不变,故不能用小灯泡代替定值电阻探究“电流与电压的关系”。
26. 实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是______;
(2)闭合开关前,小高发现电流表指针如图乙偏转,其原因可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻是______Ω(保留1位小数);
(5)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②______,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③则待测电阻的表达式Rx=______用(I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)
(2)未调零 (3)B
(4)9.6 (5) ①. 断开开关,将滑片移到b端 ②.
【解析】
【小问1详解】
伏安法测电阻的原理是测量待测电阻两端电压及通过待测电阻的电流,根据公式计算出待测电阻的阻值,所以实验原理是。
【小问2详解】
闭合开关前,小高发现电流表指针如图乙偏转,不在零刻度,说明电流表没有调零,需要调零。
【小问3详解】
闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为2V,而小于灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向B端移动。
【小问4详解】
当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则此时小灯泡的电阻为
【小问5详解】
[1][2]将滑片移到a端,滑动变阻器的阻值为0,闭合开关S,电流表的示数为I1,电源电压为
U=I1Rx
断开开关,将滑片移到b端,滑动变阻器的阻值为R0,闭合开关S,电流表的示数为I2,电源电压为
U=I2(Rx+R0)
由以上两式可得
I1Rx=I2(Rx+R0)
整理得待测电阻的阻值为
五、综合应用题(27题6分,28题6分,29题5分,共17分)
27. 如图所示,电源电压不变,灯L标有“6V3W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),定值电阻R0=20Ω.当S、S1都闭合滑片P在最右端时,灯L恰好正常发光。求:
(1)电源电压和灯L正常发光时的电阻。
(2)电流表示数。
(3)通电1min,电流通过定值电阻R0产生的热量为多大
(4)当S闭合,S1断开,滑片P在最左端时,电流表的示数为0.25A,求滑动变阻器R1的最大阻值。
【答案】(1)6V,12Ω
(2)0.8A (3)108J
(4)12Ω
【解析】
【小问1详解】
当、都闭合滑片P在最右端时,此时电路中定值电阻和灯泡并联,滑动变阻器短路,灯L恰好正常发光,则电源电压为
灯泡正常发光的电阻为
【小问2详解】
电流表测干路电流,即灯泡和定值电阻电流之和
【小问3详解】
通电1min,电流通过定值电阻产生的热量为
【小问4详解】
当S闭合,断开,滑片P在最左端时,此时灯泡与滑动变阻器最大值串联,电流表的示数为0.25A,滑动变阻器的最大阻值为
28. 如图甲所示是一款多挡位电热水壶,图乙是其电路简化结构图,R1、R2和R3阻值均为44Ω,具有高温、中温、低温三挡温度调节功能。求:
(1)将1kg初温为20℃的水烧开(标准大气压下),水所吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)电热水壶处于低温挡工作的电功率;
(3)若将电热水壶调至高温挡进行正常加热,它将第(1)小题中的水烧开需要170s,电热水壶的效率。
【答案】(1)3.36×105J;(2)550W;(3)89.8%
【解析】
【详解】解:(1)水所吸收的热量
(2)由电路图知,当S闭合,S1断开时,S2接b时,电阻R1、R2串联,热水壶处于低温挡,电路总电阻最大
电热水壶处于低温挡工作的电功率
(3)当S、S1闭合,S2接a时,R1、R3并联,电热水壶处于高温挡,并联电路中的总电阻
电热水壶处于高温挡工作的电功率
由可得,消耗电能
电热水壶的效率
答:(1)水所吸收的热量为3.36×105J;
(2)电热水壶处于低温挡工作的电功率为550W;
(3)电热水壶的效率为89.8%。
29. 在跨学科实践课上,某小组开展了“安全的电动自行车”的学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)如图甲是某款电动自行车的实物图,该款电动自行车拥有高、低两挡变速(内部电路如图乙所示)。
①分析图乙的内部电路可知,当开关拨到___________端时为高速挡:电动自行车的转速把手可以调节电动自行车在不同挡内的转速,转速把手相当于__________。
②电动自行车的相关参数如下表所示。该款电动自行车的电池充满电时储存的电能为___________
电动机最大功率
电池规格
整车质量
最快时速
300W
48V 50Ah
25km/h
(2)为确保充电安全,自行车配置的充电器有过热保护装置,模拟控制电路如图丙所示,电源电压U为10V,R1是定值电阻,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压增大到8V时,控制电路将切断充电电路,实现保护。此时R2=1.5Ω,则R1的电阻为___________Ω。
(3)小组同学进一步研究模拟控制电路想要在更低的温度时切断充电电路,于是他们将定值电阻R1换成滑动变阻器,要想降低切断温度,可以将滑片P向___________移动。
【答案】(1) ①. a ②. 滑动变阻器 ③.
(2)6 (3)右
【解析】
【小问1详解】
[1]根据,在电压U一定时,电路电阻R越小,电功率P越大。由图乙可知,当开关拨到a端时,电路中电阻较小,功率较大,所以为高速挡。
[2]电动自行车的转速把手能改变电路中的电阻,从而调节转速,相当于滑动变阻器。
[3]根据电能公式已知电池规格为48V、50Ah,则该款电动自行车的电池充满电时储存的电能为
【小问2详解】
由图丙可知,与串联,根据串联电路的电压特点,两端的电压
因为串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律
解得。
【小问3详解】
若要在更低的温度时切断充电电路,热敏电阻R2的阻值增大,根据分压原理可知,热敏电阻R2分得的电压增大,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器R1两端的电压减小,要使滑动变阻器R1两端的电压与原来相同,根据分压原理可 知,需要增大滑动变阻器的电阻来增大其两端的电压,所以将滑动变阻器R1的滑片向右移。
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九年级物理试卷
(试卷满分90分,考试时间80分钟)
一、选择题(1~8为单选,每小题2分,9~12为多选,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分,共24分)
1. 下列数据与实际相符的是( )
A. 白炽灯在不通电时灯丝的电阻为0.2
B. 汽油机的效率约为 60%
C. 教室内一只节能灯正常工作1h,消耗40kW·h电能
D. 家中液晶电视机的电功率约为100W
2. 如图所示,为红外线感应式温度计,图中为其内部结构简图,下列论述正确的是( )
A. 电路工作时电池把电能转化为化学能
B. 红外探头只能起到开关作用
C. 红外线探头是由半导体材料制成的
D. 导线中电流方向就是自由电子定向移动的方向
3. 如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光;若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A. 比正常发光亮些 B. 比正常发光暗些
C. 能正常发光 D. 灯丝将会被烧断
4. 在如图所示的电路中,电源电压6V,且保持不变,电阻R1=8Ω,变阻器R2的最大阻值为10Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围不能超出( )
A. 0~10 B. 2~8
C. 0~2 D. 2~10
5. 如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,1、2、3为接线柱,R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,P处于R的最上端。当所称水果的质量增大时,由电表(电流表或电压表)改装成的显示器示数也增大。则下列说法正确的是( )
A. 此时接线柱“1”应与“2”连接
B. 显示器是由电压表改装而成
C. 为了节约电能,可去掉电阻R0
D. 当水果质量越大时,电阻R0消耗的电功率将变大
6. 甲、乙两灯的额定电压均为6V,测得两灯的电流与电压关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 甲灯正常工作时的电阻是5Ω
B. 乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是0.6V
C. 两灯发光时要发热,是通过热传递改变内能的
D. 把甲、乙两灯串联接在电压为7V的电源上时,电路的总功率为2.1W
7. 如图,电源电压恒定不变,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,电流表A1的示数变小。下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片向左移动了
B. 灯泡L与滑动变阻器串联
C. 电流表A2示数变大,电压表V示数不变
D. 电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大
8. 如图所示,以下几个演示实验的描述正确的是( )
A. 图甲:气球在小女孩头发上摩擦后头发会飘起来,是因为气球带电,头发不带电
B. 图乙:用橡胶棒连接AB两验电器,则A验电器张角变小,B验电器张角变大
C. 图丙:丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会得到电子
D. 图丁:细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
9. 实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
10. 下列图示所蕴含的物理知识的说法中,错误的是( )
A. 甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片因得到正电荷互相排斥张开
B. 乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,内能不变
C. 丙图,是四冲程汽油机的做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D. 丁图,深秋夜,桔子喷水结冰防冻是利用水的比热容大这一特性为人类服务的
11. 图甲所示电路中,电源电压不变,R1是“20Ω 1A”的滑动变阻器,R2是定值电阻,电压表量程为0~15V。闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,滑片移动过程中,电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为12V
B. R2的阻值为10Ω
C. R1的最大功率是4.5W
D. 滑片在中点时,通电90s,电流通过变阻器R1产生的热量为400J
12. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为1.2W
B. 灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小
C. 电源电压为7.5V
D. 滑动变阻器的最大阻值为45Ω
二、填空题(每空1分,共17分)
13. 东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过______的方式改变内能,锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做______。
14. 定值电阻R1和R2分别标有“10Ω 1.2A”和“15Ω 1A”的字样,现将它们串联起来接在某电源两端,为了不损坏电阻,电源电压最大为___________V;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,干路上的最大电流为___________A。
15. 电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kw•h)”字样(imp表示闪烁次数).将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min,电能表指示灯闪烁了320次,该用电器在上述时间内消耗的电能为____kw•h,该用电器的额定功率是____W.
16. 如图所示电路,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示。当S闭合时,灯L的电阻为__________Ω,电路消耗的功率为__________W,通电1min电阻R产生的热量为__________J。
17. 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;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)
18. 如图甲所示,电源电压恒定不变,的阻值为,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合、时,电压表示数为2V,电源电压为______V;当只闭合、时,电压表示数为4V,电路在1min内消耗的电能为______J。
19. 如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡上标有“12V 6W”字样,电流表量程(0~3A),当开关、、都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,灯泡正常发光,则滑动变阻器的最大阻值 _______Ω,此电路中滑动变阻器消耗的最大功率 _______W。当开关S闭合,S1、S2都断开时,移动滑片P,电流表的读数变化范围 _____________A,此过程中R1消耗的最小电功率 ________W。
三、作图题(每图2分,共4分)
20. 如图甲是某小区的出入口,已经实现了半自动化。以入口为例,本小区的车辆驶入时,“车牌识别”(用开关表示),栏杆(用电动机符号表示)抬起;外来的车辆来时,车主在守卫室登记后,守卫按动室内开关(用开关表示)抬起栏杆。请根据上面的信息,在如图乙中将电路图补充完整。
21. 如图所示,电压表和电流表分别测量灯泡两端的电压和通过它的电流,滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯变亮,且通过灯的最大电流为0.3A。请你用笔画线代替导线将电路中缺少的两条导线补全。
四、实验探究题(每空1分,共28分)
22. 如图所示, 甲、 乙、 丙三图中的装置完全相同, 燃料的质量都是10g, 烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值, 可以选择___________两个装置;然后通过观察___________(选填“加热时间”或“物质升高的温度”)来比较两种燃料热值大小;
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用___________两个装置进行实验, 根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示;
①由图可以看出,___________液体的比热容较大;
② 如果已知b液体的比热容是 1.8×103J/(kg·℃),则a液体的比热容是_________J/(kg·℃);
(3)另一小组研究质量相等,初温不同的A、B两液体的吸热能力,所用其他装置完全相同,根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示;则A、B两液体的比热容之比为_________。
23. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
(1)甲装置将两个阻值不同的电阻串联接到电路里的目的是使__________和通电时间相同,这是采用了__________法。
(2)乙装置可探究电流产生的热量与__________的关系,通电一段时间后,__________(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面高度差较大。
(3)若进行甲实验时右侧U形管液面有高度差,而左侧U形管液面几乎没有高度差,可能原因是__________。
(4)“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__________的实验结论来解释。
24. 小明在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝,并连接了如图乙所示的电路。探究“影响导体电阻大小的因素”。
(1)为避免电路中电流过大损坏电流表,可以在电路中______联一个小灯泡;
(2)小明将金属丝A和B分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与______的关系;小明将金属丝A和C分别接在M、N之间,目的是探究导体电阻大小与______的关系;
(3)若把A导体接在M、N之间,闭合开关,读出电流表示数后,再用酒精灯对A导体加热一段时间,发现电流表示数变小,由此现象可以得出:该导体的电阻______;
(4)小明又找到一个如图丙所示的合金金属块接入电路,你认为沿______(选填“AB”“CD”或“EF”)方向接入图乙电路时,电流表示数最大。
25. 小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表各一只,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)闭合开关,小明同学发现电流表和电压表的指针均不发生偏转,则可能存在的故障是___________。
A. R短路 B. R断路
C. 变阻器的滑片接触不良 D. 滑动变阻器短路
(2)故障排除后,小明同学先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向___________端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2V;
(3)把50Ω的电阻接入电路时,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数达到2V。交流后,该小组通过更换滑动变阻器解决了这一问题,更换的滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω;
(4)小明同学再把5Ω的电阻换接入电路中,来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下,出错的是第___________次;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)实验结束后,小明同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究吗?你告诉他不可以的原因是___________。
26. 实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是______;
(2)闭合开关前,小高发现电流表指针如图乙偏转,其原因可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻是______Ω(保留1位小数);
(5)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②______,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③则待测电阻的表达式Rx=______用(I1、I2和R0表示)。
五、综合应用题(27题6分,28题6分,29题5分,共17分)
27. 如图所示,电源电压不变,灯L标有“6V3W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),定值电阻R0=20Ω.当S、S1都闭合滑片P在最右端时,灯L恰好正常发光。求:
(1)电源电压和灯L正常发光时的电阻。
(2)电流表示数。
(3)通电1min,电流通过定值电阻R0产生的热量为多大
(4)当S闭合,S1断开,滑片P在最左端时,电流表的示数为0.25A,求滑动变阻器R1的最大阻值。
28. 如图甲所示是一款多挡位电热水壶,图乙是其电路简化结构图,R1、R2和R3阻值均为44Ω,具有高温、中温、低温三挡温度调节功能。求:
(1)将1kg初温为20℃的水烧开(标准大气压下),水所吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)电热水壶处于低温挡工作的电功率;
(3)若将电热水壶调至高温挡进行正常加热,它将第(1)小题中的水烧开需要170s,电热水壶的效率。
29. 在跨学科实践课上,某小组开展了“安全的电动自行车”的学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)如图甲是某款电动自行车的实物图,该款电动自行车拥有高、低两挡变速(内部电路如图乙所示)。
①分析图乙的内部电路可知,当开关拨到___________端时为高速挡:电动自行车的转速把手可以调节电动自行车在不同挡内的转速,转速把手相当于__________。
②电动自行车的相关参数如下表所示。该款电动自行车的电池充满电时储存的电能为___________
电动机最大功率
电池规格
整车质量
最快时速
300W
48V 50Ah
25km/h
(2)为确保充电安全,自行车配置的充电器有过热保护装置,模拟控制电路如图丙所示,电源电压U为10V,R1是定值电阻,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压增大到8V时,控制电路将切断充电电路,实现保护。此时R2=1.5Ω,则R1的电阻为___________Ω。
(3)小组同学进一步研究模拟控制电路想要在更低的温度时切断充电电路,于是他们将定值电阻R1换成滑动变阻器,要想降低切断温度,可以将滑片P向___________移动。
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