精品解析:天津市第四十三中学2025-2026学年九年级上学期第二次月考物理试卷
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内容正文:
2025-2026学年第一学期阶段性检测(二)
九年级物理学科
考试时间:60分钟
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1. 下列数据与事实相接近的是( )
A. 手电筒中的电流约2A
B. 我国家庭电路电压不高于36V
C. 家用节能灯的电功率约200W
D. 家用空调正常工作一小时耗电约为1kW·h
2. 我市城区运营的公交车后门两个扶杆上均装有一个有色按钮(如图),每一个按钮相当于一个开关,当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯亮,提醒司机有人下车。下列电路图能实现上述目标的是( )
A. B.
C. D.
3. 将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A. L1的电阻比L2的小
B. L1的额定功率比L2的大
C. 两灯正常工作时L1发光要暗一些
D. 若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
4. 下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B. 家里使用电热水壶烧水
C. 小明妈妈用电熨斗熨衣服
D. 电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
5. 如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是 ( )
A. L1与L2串联
B. 电流表A1测L1的电流
C. 当开关S2断开时,通过L1的电流变小
D. 当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
6. 如图所示,是某电器内部的电路结构图,、为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是( )
A. 甲的发热功率与丙的发热功率相等 B. 丁的发热功率是丙的发热功率的倍
C. 丙的发热功率是乙的发热功率的倍 D. 丁的发热功率是乙的发热功率的倍
7. 如图所示是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 当保险丝熔断后,可以用铜丝代替
B. 电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是串联
C. 为了用电安全,应在甲处安装电灯,乙处安装开关
D. 站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
8. 如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( )
A. 用户使用的用电器两端电压为U
B. 输电线上消耗的电功率为
C. 当用户使用的用电器增多时,用电器两端的电压升高
D. 当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大
9. 小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验.如图所示,下列说法正确的是
A. 若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B. 电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C. 线圈B匝数多,所以线圈B中的电流小于线圈A中的电流
D. 要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
10. 如图所示,这是一个常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验。对滑动变阻器在此实验中的主要作用,下列描述正确的是( )
A. 测量定值电阻的阻值------多次测量的目的是避免实验的偶然性
B. 探究电流与电阻的关系------改变定值电阻两端的电压
C. 探究电流与电压的关系------改变定值电阻两端的电压
D. 测量小灯泡的电功率———改变小灯泡两端的电压,求平均电功率
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
11. 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲图中实验可用来演示电流的磁效应,应用于电磁起重机
B. 乙图中该装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为电能
C. 丙图中当水位升高到A时,红灯会发光报警
D. 丁图中模型的原理是电磁感应
12. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,下列说法正确的是( )
A. 甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等
B. 甲实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为2∶1
13. 如图甲中,电源电压为12V不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,滑动变阻器铭牌标有“?Ω,1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡“6V,0.5A”。闭合开关,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的I-U图像如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A. 虚线框内是小灯泡
B. 电路的最大总功率为7.2W
C. 虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω
D. 滑动变阻器铭牌上?处的数值为15
三、填空题:本大题共6小题,共24分。
14. 华为手机70Pro采用了国产自主研发芯片(麒麟9020)处理器,性能出色,能够提供流畅的使用体验。其主要材料是硅,该物质属于________(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”);手机充电时,手机电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
15. 某节能灯泡包装盒上标有“220 V 11 W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为____________A,连续通电1min消耗的电能是___________________J.
16. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲∶I乙=3∶5,则R1∶R2=_______;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表示数之比为_______。
17. 如图所示,闭合开关S,条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将__________(选填“伸长”或“缩短”),小磁针N极向_______(选填“上”或“下”)偏转。
18. 如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。只闭合开关时,L的电阻为___________Ω;再闭合开关后,在2min内电阻R产生的热量是___________J。
19. 如图是小津同学设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,则电铃应接在_______之间(选填“AC”或“BD”),电磁铁的上端是_______极。
四、综合题:本大题共6小题,共37分。
20. 利用所给元件,按要求连接电路:当滑片向左移动时,电磁铁的磁性增强,且小磁针静止时的指向如图所示。
21. 有一额定功率为2000W的电热水器,内装20kg的水,通电后持续正常加热1500s,水的温度从20℃升高到50℃。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量:
(2)电热水器的热效率。
22. 课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮);
(2)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用__________(选填字母);
A. “10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B. “20Ω 2A”的滑动变阻器
C. “5Ω 1A”的滑动变阻器
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是_______;
(4)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_______端移动(选填“左”或“右”);
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_______W。
23. 如图甲所示为某款电热水壶,它的简化电路原理图如图乙所示,额定电压为220V,S为感温开关,1、2是开关连接的触点,和为加热电阻,且阻值保持不变,已知电热水壶加热挡的额定功率为1100W,电热水壶保温挡正常工作时的电流为0.5A。某次将1kg初温为12℃的水加热到100℃正常工作加热了7min。求:
(1)加热挡正常工作时的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)电热水壶加热水的效率。
24. 某工厂装配车间有一个阻值未知的纯电阻元件R,其上标有“1*V,6W”字样,其中额定电压值模糊不清,大概看出在10V左右,若要正确使用这个元件,需确定它的电阻。现在实验室中有以下实验器材:一个蓄电池(电压约6V),电流表A1(量程:0~3A),电流表A2(量程:0~0.6A),两个开关,导线若干。另外,还有可供选择的定值电阻分别为R1(1Ω)、R2(30Ω)、R3(500Ω)、R4(1kΩ)。请你从上述器材中选用合适的器材,通过实验比较精确的测量,得到此元件的电阻值。要求:
(1)应选择电流表______(选填“A1”或“A2”),定值电阻选择______(选填“R1”、“R2”、“R3”、“R4”);
(2)画出实验电路图______;(电路不可重新组合)
(3)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量______;
(4)写出此元件的电阻值R的表达式(用已知量和测量量的字母表示)______。
25. 电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻。开心同学用如左图所示的电路研究某电阻式传盛器的特性,电源电压恒定,R1为定值电阻,当电阻式传感器R2的阻值从0变为最大阻值时,测得传感器消耗的电功率与通过它电流的关系图象如右图所示。求:
(1)传感器R2的最大阻值;
(2)电源电压及定值电阻R1的阻值;
(3)电路消耗的最小总功率。
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2025-2026学年第一学期阶段性检测(二)
九年级物理学科
考试时间:60分钟
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1. 下列数据与事实相接近的是( )
A. 手电筒中的电流约2A
B. 我国家庭电路电压不高于36V
C. 家用节能灯的电功率约200W
D. 家用空调正常工作一小时耗电约为1kW·h
【答案】D
【解析】
【详解】A.手电筒工作电流较小,一般在0.2A左右,故A不符合实际;
B.我国家用电器额定电压一般为220V,与之配套的家庭电路电压也是220V,故B不符合实际;
C.日光灯额定功率为40W,家用节能灯额定功率约为日光灯额定功率的一半,在20W左右,故C不符合实际;
D.家用空调额定功率一般在1000W=1kW左右,正常工作一小时消耗的电能约是
W=Pt=1kW×1h=1kW•h
故D符合实际。
故选D。
2. 我市城区运营的公交车后门两个扶杆上均装有一个有色按钮(如图),每一个按钮相当于一个开关,当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯亮,提醒司机有人下车。下列电路图能实现上述目标的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】只要按下任何一个按钮,装在驾驶台上的指示灯都会发光,说明这两个开关互不影响,两开关是并联的,灯泡串联在干路中,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A. L1的电阻比L2的小
B. L1的额定功率比L2的大
C. 两灯正常工作时L1发光要暗一些
D. 若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
【答案】C
【解析】
【详解】A.两灯串联时电流相等,L1比L2亮说明,由可得:,故A错误;
B.两灯的额定电压相等,则由可得:,即两灯正常工作时,L1要比L2暗一些,故B错误,C正确;
D.若将两灯并联,则两灯两端的电压相等,由可得:L1的实际功率要小于L2的实际功率,L1发光要暗一些,故D错误。
故选C。
4. 下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B. 家里使用电热水壶烧水
C. 小明妈妈用电熨斗熨衣服
D. 电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.用电热孵卵器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服,都是将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故ABC不符合题意;
D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温,是为了防止电热产生危害,故D符合题意。
故选D。
5. 如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是 ( )
A. L1与L2串联
B. 电流表A1测L1的电流
C. 当开关S2断开时,通过L1的电流变小
D. 当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
【答案】D
【解析】
【详解】A、A1、L2、S2三个元件在同一支路上,L1单独在一个支路上,所以是并联电路,故A错误;
B、A1、L2在同一支路上,所以A1是测L2电流,故B错误;
C、当开关S2断开时,L2所在支路断路,电流变为0,而L1所在支路电流不受影响,故C错误;
D、当开关S2断开时,L2所在支路断路,电流变为0,而L1所在支路电流不受影响,所以干路电流变小,A2测干路电流,因此电流表A2的示数变小,故D正确.
故选D.
6. 如图所示,是某电器内部的电路结构图,、为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是( )
A. 甲的发热功率与丙的发热功率相等 B. 丁的发热功率是丙的发热功率的倍
C. 丙的发热功率是乙的发热功率的倍 D. 丁的发热功率是乙的发热功率的倍
【答案】A
【解析】
【详解】由题知,、为阻值相同的电热丝,设
甲图为开路,。
乙图中两电阻串联,,电路总功率为
丙图中只有电阻工作,,电路总功率为
丁图中两电阻并联,,电路总功率为
综上所述,A.甲的发热功率与丙的发热功率不相等,故A不正确,符合题意;
B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍,故B正确,不符合题意;
C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍,故C正确,不符合题意;
D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍,故D正确,不符合题意。
故选A。
7. 如图所示是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 当保险丝熔断后,可以用铜丝代替
B. 电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是串联
C. 为了用电安全,应在甲处安装电灯,乙处安装开关
D. 站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
【答案】D
【解析】
【详解】A.当保险丝熔断后,由于铜丝的电阻小,熔点高,电流过大时不能熔断,不能用铜丝代替保险丝,故A错误;
B.家庭电路中各个用电器是互不影响的,所以电冰箱接入三孔插座后电灯与电冰箱是并联的,故B错误;
C.在家庭电路中,为了安全,开关应接在火线和用电器之间,故甲处接开关,乙处接灯,故C错误;
D.图中A点为火线,站在地上的人接触A点是会触电的,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( )
A. 用户使用的用电器两端电压为U
B. 输电线上消耗的电功率为
C. 当用户使用的用电器增多时,用电器两端的电压升高
D. 当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲地电源电压恒为U,由于导线由一定的电阻,根据可知,导线会分担一定的电压,故用户使用的用电器两端电压要小于U,故A错误;
B.由于导线的电阻r较小,其分担的电压Ur要远远小于电源电压U,根据公式,可知输电线上消耗的电功率为,故B错误;
CD.用电器并联,当用户使用的用电器增多时,总电阻减小,干路中的电流变大,根据可知,导线会分担的电压变大;根据串联电路的电压规律可知,用电器两端的电压减小;根据公式可知,导线的功率变大,故C错误,D正确。
故选D。
9. 小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验.如图所示,下列说法正确的是
A. 若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B. 电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C. 线圈B匝数多,所以线圈B中的电流小于线圈A中的电流
D. 要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
【答案】B
【解析】
【分析】(1)根据安培定则和磁极间的作用规律分析;(2)在此实验中,通过吸引大头针的多少来判读电磁铁的磁性强弱;(3)在串联电路中,各处电流都相等;(4)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯.
【详解】A. 根据安培定则,A的上方是N极,B的上方也是N极,所以若将两电磁铁上部靠近,会相互排斥.故A错误;B. 在此实验中,通过吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱;吸引的大头针越多,说明它的磁性越强.故B正确; C. AB两线圈串联,所以通过的电流相等,故C错误;D. 要使电磁铁的磁性增强,需要减小电阻来增大电流,所以变阻器的滑片要向左移动.故D错误.
故选B.
10. 如图所示,这是一个常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验。对滑动变阻器在此实验中的主要作用,下列描述正确的是( )
A. 测量定值电阻的阻值------多次测量的目的是避免实验的偶然性
B. 探究电流与电阻的关系------改变定值电阻两端的电压
C. 探究电流与电压的关系------改变定值电阻两端的电压
D. 测量小灯泡的电功率———改变小灯泡两端的电压,求平均电功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.在测量定值电阻的阻值实验中,滑动变阻器的主要作用是调节电路中电流大小,从而改变定值电阻两端的电压,以获得多组电流与电压的数据,利用计算出电阻值,多次测量的目的是减小误差,故A错误;
B.探究“电流与电阻的关系”通常是在保持电源电压不变的情况下,更换不同阻值的电阻来比较电流大小,题干说“改变定值电阻两端的电压”与此研究目的不符,故B错误;
C.探究“电流与电压的关系”时,需要在电阻R不变的条件下,通过滑动变阻器改变R两端电压,然后测量电流,观察电流随电压的变化规律,故C正确;
D.测量小灯泡的电功率可以用滑动变阻器改变灯泡两端的电压,从而达到其额定电压,并测出相应电流,求出其额定功率,“求小灯泡平均电功率”无实际意义,故D错误。
故选 C。
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
11. 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲图中实验可用来演示电流的磁效应,应用于电磁起重机
B. 乙图中该装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为电能
C. 丙图中当水位升高到A时,红灯会发光报警
D. 丁图中模型的原理是电磁感应
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.甲图中实验表明通电导体周围存在着磁场,该装置可用来演示电流的磁效应,电磁起重机就是根据电流的磁效应来工作的,故A正确;
B.乙图中该装置表明通电导体在磁场中受力而运动,根据这一原理制成了电动机,电动机将电能转化为机械能,故B错误;
C.丙图中当水位升高到A时,电磁铁电路接通,电磁铁有了磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通,红灯发光报警,故C正确;
D.丁图中模型表明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这个现象叫电磁感应,故D正确。
故选ACD。
12. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,下列说法正确的是( )
A. 甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等
B. 甲实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为2∶1
【答案】AB
【解析】
【详解】A.甲实验中两个电阻串联只是为了保证在两个电阻阻值不同的情况下流过两个电阻电流相等,故A正确;
B.甲实验中通过两电阻的电流相等,通电时间相等,R1=5Ω,R2=10Ω,根据焦耳定律Q=I2Rt可得
故B正确;
C.乙实验中密闭在容器中的两个电阻阻值相等,但一个在干路上,一个在支路上,通过它们的电流相不相等,因此乙实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系,故C错误;
D.乙实验中左侧电阻的电流是右侧电阻电流的两倍,即
I1=2I2
根据焦耳定律Q=I2Rt可得
故D错误。
故选AB。
13. 如图甲中,电源电压为12V不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,滑动变阻器铭牌标有“?Ω,1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡“6V,0.5A”。闭合开关,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的I-U图像如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A. 虚线框内是小灯泡
B. 电路的最大总功率为7.2W
C. 虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω
D. 滑动变阻器铭牌上?处的数值为15
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电路图可知,定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压U滑=U-IR。由图乙可知,滑动变阻器的I-U关系为一次函数关系,则虚线框内的元件阻值为一定值,由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,所以虚线框内是定值电阻,不是小灯泡,故A错误;
D.由于电压表最大量程大于电源电压,故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处,由图乙可知,滑动变阻器两端的电压最大为Umax=8V,通过电路的最小电流为Imin=0.4A,则滑动变阻器的最大阻值,故D错误;
B.此时定值电阻两端的电压U定=U电-Umax=12V-8V=4V
定值电阻的阻值
当滑动变阻器两端的电压最小时,电路中的电流最大,此时定值电阻两端的电压U定′=U电-Umin=12V-6V=6V
电路中的最大电流
电路的最大功率Pmax=U电Imax=12V×0.6A=7.2W
故B正确;
C.串联电路各处电流相等,当P定=P滑时,由P=UI=I2R可知,定值电阻与滑动变阻器两端的电压相等,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等,为10Ω,故C正确。
故选BC。
三、填空题:本大题共6小题,共24分。
14. 华为手机70Pro采用了国产自主研发芯片(麒麟9020)处理器,性能出色,能够提供流畅的使用体验。其主要材料是硅,该物质属于________(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”);手机充电时,手机电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 ①. 半导体 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1]硅具有单向导电性,属于半导体。
[2]手机充电时,手机电池消耗电能,相当用电器。
15. 某节能灯泡包装盒上标有“220 V 11 W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为____________A,连续通电1min消耗的电能是___________________J.
【答案】 ①. 0.05 ②. 660
【解析】
【详解】第一空.节能灯包装盒上标有的“220 V 11 W”的字样,表示的意思是,节能灯的额定电压是220V,额定功率是11W,根据P=UI得,节能灯正常发光时的电流为:
I===0.05A.
第二空.根据W=UIt,节能灯连续通电1min消耗的电能是:
W=UIt=220V×0.05A×60s=660J.
16. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲∶I乙=3∶5,则R1∶R2=_______;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表示数之比为_______。
【答案】 ①. 5∶3 ②. 3∶5
【解析】
【详解】[1]当开关S断开,甲、乙为电流表时,R1和R2并联,甲电流表测R1支路的电流,乙电流表测R2支路的电流,所以通过两电阻的电流之比
I1∶I2=I甲∶I乙=3∶5
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,两电阻的阻值之比
[2]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测R2两端的电压,乙电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以两电阻两端的电压之比
17. 如图所示,闭合开关S,条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将__________(选填“伸长”或“缩短”),小磁针N极向_______(选填“上”或“下”)偏转。
【答案】 ①. 伸长 ②. 下
【解析】
【详解】[1][2]开关闭合,根据安培定则判断电螺线管的上端为N极,下端为S极,螺线管与条形磁铁相互吸引;滑动变阻器滑片从左往右滑动的过程中,电阻减小,电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,条形磁铁的吸引力增大,所以弹簧长度会增大;由磁极间的作用规律可知,小磁针N极向下偏转。
18. 如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。只闭合开关时,L的电阻为___________Ω;再闭合开关后,在2min内电阻R产生的热量是___________J。
【答案】 ①. 4 ②. 48
【解析】
【详解】只闭合开关时,只有灯泡L接入电路,根据结合图乙可知
L的电阻为
再闭合开关后,灯泡L与电阻R并联
由图乙知,通过R的电流为0.2A,在2min内电阻R产生的热量是
19. 如图是小津同学设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,则电铃应接在_______之间(选填“AC”或“BD”),电磁铁的上端是_______极。
【答案】 ①. BD ②. N
【解析】
【详解】[1]因气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小,所以,CO浓度升高时,气敏电阻R1的阻值减小,由可知,控制电路中的电流增大,则电磁铁的磁性增强,当电路中电流增大到一定值时,电磁铁会吸引衔铁向下运动,电铃发声报警,所以,电铃应接在B和D之间。
[2]根据图中控制电路中的电流方向,利用安培定则可知电磁铁的上端为N极,下端为S极。
四、综合题:本大题共6小题,共37分。
20. 利用所给元件,按要求连接电路:当滑片向左移动时,电磁铁的磁性增强,且小磁针静止时的指向如图所示。
【答案】
【解析】
【详解】由小磁针的指向可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由安培定则可知,电流应从通电螺线管的右端的接线柱流入,左端的接线柱流出;滑动变阻器的滑片P向左移动时,通电螺线管的磁性增强,说明电路中的电流变大,串联的滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器的下端的左接线柱应接入电路。先把电源连接好,从正极出发,依次串联开关、滑动变阻器、通电螺线管、回到电源的负极,如图所示:
21. 有一额定功率为2000W的电热水器,内装20kg的水,通电后持续正常加热1500s,水的温度从20℃升高到50℃。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量:
(2)电热水器的热效率。
【答案】(1)2.52×106J (2)84%
【解析】
【详解】(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(50℃-20℃)=2.52×106J;
(2)消耗的电能:
W=Pt=2000W×1500s =3×106J,
电热水器的热效率:
。
答:(1)加热过程中水吸收的热量为2.52×106J;
(2)电热水器的热效率为84%。
22. 课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮);
(2)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用__________(选填字母);
A. “10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B. “20Ω 2A”的滑动变阻器
C. “5Ω 1A”的滑动变阻器
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是_______;
(4)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_______端移动(选填“左”或“右”);
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_______W。
【答案】(1) (2)B
(3)小灯泡断路 (4)左 (5)0.5
【解析】
【小问1详解】
根据实验,电路是串联的,灯泡的额定电压是2.5V,电压表选择小量程并联在灯泡两端,要求滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮,变阻器接入电路中的阻值变小,连接滑动变阻器的左下接线柱,如下图所示:
【小问2详解】
已知灯泡正常发光时的电压是2.5V,正常发光时电阻约为12Ω,此时电路中的电流为
此时变阻器两端电压为
变阻器的阻值为
因此选择“20Ω 2A”的滑动变阻器,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
闭合开关后,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表的示数接近于电源电压,则可能是灯泡断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
【小问4详解】
乙图中电压表的量程是0-3V,分度值是0.1V,读数为2.2V,若要测小灯泡的额定功率,灯泡两端电压需要变大,由串联电压规律,变阻器两端电压要变小,根据串联分压原理可知,变阻器的阻值需要变小,即滑片向左移动。
【小问5详解】
丙图中当灯泡电压为2.5V时,电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为
23. 如图甲所示为某款电热水壶,它的简化电路原理图如图乙所示,额定电压为220V,S为感温开关,1、2是开关连接的触点,和为加热电阻,且阻值保持不变,已知电热水壶加热挡的额定功率为1100W,电热水壶保温挡正常工作时的电流为0.5A。某次将1kg初温为12℃的水加热到100℃正常工作加热了7min。求:
(1)加热挡正常工作时的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)电热水壶加热水的效率。
【答案】(1)5A (2)396Ω
(3)80%
【解析】
【小问1详解】
加热挡正常工作时的电流为
【小问2详解】
由图可知,S接1时,R1单独工作,电路电阻较小,根据公式可知,此时功率较大,为加热挡;S接2时,两电阻串联,电路电阻较大,功率较小,为保温挡。R1的阻值为
R1、R2串联的总电阻为
电阻的阻值为
【小问3详解】
将1kg初温为12℃的水加热到100℃,水吸收的热量
电路消耗的电能为
电热水壶加热水的效率
24. 某工厂装配车间有一个阻值未知的纯电阻元件R,其上标有“1*V,6W”字样,其中额定电压值模糊不清,大概看出在10V左右,若要正确使用这个元件,需确定它的电阻。现在实验室中有以下实验器材:一个蓄电池(电压约6V),电流表A1(量程:0~3A),电流表A2(量程:0~0.6A),两个开关,导线若干。另外,还有可供选择的定值电阻分别为R1(1Ω)、R2(30Ω)、R3(500Ω)、R4(1kΩ)。请你从上述器材中选用合适的器材,通过实验比较精确的测量,得到此元件的电阻值。要求:
(1)应选择电流表______(选填“A1”或“A2”),定值电阻选择______(选填“R1”、“R2”、“R3”、“R4”);
(2)画出实验电路图______;(电路不可重新组合)
(3)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量______;
(4)写出此元件的电阻值R的表达式(用已知量和测量量的字母表示)______。
【答案】(1) ①. A2 ②. R2
(2) (3)a.根据电路图连接电路;b.闭合S1,断开S2,记下电流表示数I1;c.闭合S1和S2,记下电流表示数I;d.断开电路,整理器材。
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]由题意可知被测电阻约在十几欧姆量级,若直接接到 6 V 电源上电流约为0.3 ~ 0.4 A,这恰好在小量程电流表(0 ~ 0.6 A)的一半刻度以上,读数较准确,故应选用“A2”。
[2]电源电压约为6V,选30欧的R2,电流为
在电流表量程范围内,比较适合。
【小问2详解】
本实验中无电压表,只有电流表,需采用并联电路,且为使读数更准确,电流表应先测量纯电阻元件R通过的电流,设计如下:
【小问3详解】
本实验采用并联电路,使两电阻两端电压相等:a.根据电路图连接电路;b.闭合S1,断开S2,记下电流表示数I1;c.闭合S1和S2,记下电流表示数I;d.断开电路,整理器材。
【小问4详解】
根据上述操作,闭合S1,断开S2,只有R接入电路,电源电压为
闭合S1和S2,记下电流表示数I2,则流过R2的电流为
电源电压为
根据并联电路电压规律有
电阻值R为
25. 电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻。开心同学用如左图所示的电路研究某电阻式传盛器的特性,电源电压恒定,R1为定值电阻,当电阻式传感器R2的阻值从0变为最大阻值时,测得传感器消耗的电功率与通过它电流的关系图象如右图所示。求:
(1)传感器R2的最大阻值;
(2)电源电压及定值电阻R1的阻值;
(3)电路消耗的最小总功率。
【答案】(1);(2) ,;(3)
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,电路中的电流最小为I1,电路中定值电阻R1和传感器R2最大电阻串联,此时传感器R2最大电阻消耗的功率为P1,由可知,则传感器R2的最大阻值
(2)由图可知,当电路中总电阻最小,即电路中仅有定值电阻R1,电路中的电流最大为I2,当电路中总电阻最大,即电路中定值电阻R1和传感器R2最大电阻串联,电路中的电流最小为I1,因电源电压恒定,故有
因为
所以
因为
所以
(3)当电路中电流最小时,即I1,总功率最小为
答:(1)传感器R2的最大阻值为;
(2)电源电压及定值电阻R1的阻值分别为,;
(3)电路消耗的最小总功率为。
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