精品解析:江西省宜春市丰城市第九中学2025-2026学年九年级上学期第二次段考物理试题
2026-01-10
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内容正文:
丰城九中初三年级物理第二次质量监测考试
时间:80分钟 总分:80分
一、填空题(每空1分,共16分)
1. 手机充电时,长时间输入的某电学物理量数值过高可能会导致爆炸的产生。如图所示的USB多功能测试仪可以实时监控手机充电时的各种数据,有效避免危险产生。该测试仪上数字“5.06”显示测量的物理量是______(填写中文名称)。“0.00A”表示此时此USB所在电路处于______(选填“通路”“开路”或“短路”)状态。
2. 芯片是一种微型电子电路,能够执行特定的功能,如数据处理、信号放大、存储信息等,其核心材料是_____材料,生活中充电宝内置了芯片,当充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的_______。
3. 体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。人运动时,存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能,使人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大,肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降,体重不变,则人体的密度____(选填“增大”或“减小”),人体的电阻_____(选填“增大”或“减小”)。
4. 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。
5. 电器修理工小李需要一只60Ω的电阻,他可以选择一只40Ω的电阻和一只_____Ω的电阻串联得到;也可以选择一只120Ω的电阻和一只_____Ω的电阻并联得到。
6. 如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,台灯与电位器串联,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________来改变电阻,从而改变电路的电流,达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片,使灯泡的亮度变亮,则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。
7. 通过导体A、B的电流与其两端电压的关系如图所示。当导体A、B并联接在3V电源上,干路中的电流为_________A;当导体A、B串联接在4.5V电源上,1min内电流通过导体B做功为_________J。
8. 如图所示,电源电压不变,。当闭合,a、b都是电压表时,是______(选填“串联”或“并联”),a、b两表的示数之比为______。
二、选择题(9-12单选题,每题2分,13、14题为不定项选择,正确但不全1分,不选、错选或多选得0分,全部正确3分,共14分)
9. 当某一导体两端的电压为6V时,通过该导体的电流为0.6A,如果使该导体两端的电压再增加3V,那么这时该导体电阻和通过的电流分别为( )
A. 10Ω,0.9A B. 10Ω,0.3A C. 15Ω,0.4A D. 5Ω,0.6A
10. 如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 乙是小灯泡的图像
B. 定值电阻的阻值为
C. 定值电阻R和小灯泡L并联接在的电源上,干路中的电流是
D. 定值电阻R和小灯泡L串联接在的电源上,电路中的电流是
11. 如图所示,甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端。电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则由图像可知( )
①电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比; ②R0的电阻值是5Ω;
③电源电压为3V; ④滑动变阻器R的最大阻值是25Ω。
A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ②③④
12. 利用图示电路测量定值电阻Rx的阻值。电源电压不变,R0为阻值已知的定值电阻。闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I1;闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表示数为I2。则定值电阻Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 如图所示,电源电压恒定,的阻值为,只闭合开关时,电流表的示数为0.4A;同时闭合开关和时,电流表的示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为7.5V
B. 的阻值为
C. 、都闭合时,通过与的电流之比是
D. 、都闭合时,与两端的电压之比为
14. 如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 电流表示数最大值为0.5A
C. 电压表示数最小值为1V
D. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω
三、简答与计算题(第15题7分,第16题7分,第17题8分,共22分)
15. 如图所示,,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A;S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电流。
16. 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?
17. 如图甲所示为一款市面常见的体重秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻R(其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示)、电流表改装成的数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成。踏板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。当被测者站上体重秤后数字式仪表显示被测者体重。
(1)当滑片在最右端,踏板上不站人时,压敏电阻R两端的电压为多少;
(2)当滑片在最右端,某被测者站在体重秤时,数字式仪表P的示数为24mA,此时被测者质量为多少kg?
(3)为了保证体重秤在测量0~100kg的人的体重时,仪表指针(或数字)能均匀变化,需要调整滑动变阻器的滑片位置。若测量的质量为100kg时,数字式仪表P刚好满偏(量程为30mA),则滑动变阻器接入电路的阻值应调为多少?
四、实验题(共4小题,每题7分,共28分)
18. 在探究“电流与电压的变化关系”的实验中,小方设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,电阻R1为10Ω,滑动变阻器R0标有“20Ω,0.5A”字样。
(1)图甲是小方未完成的实验电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,要求当滑片P左移时电流表的示数变大__________;
(2)实验前开关断开时,如果发现电流表指针如图乙所示,则接下来的正确的操作是______,正确操作后,闭合开关S,小方发现电流表指针还是如图乙所示,原因是______;图丙是某次实验中电流表的示数,应该记为______A;
(3)小方在实验中应保持电路中的电阻不变,通过移动变阻器的滑片P改变电阻两端的______;
表一是记录的部分实验数据,通过分析可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
2
2.8
电流I/A
0.1
0.2
0.28
(4)小方继续思考,若用该电路研究“电流与电阻的变化关系”,要选用不同的定值电阻接入电路,实验过程中也要移动变阻器的滑片P,其主要目的是______。
19. 在测量小灯泡的电阻时,实验小组的同学们选用的器材有两节新干电池,正常工作电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个和导线若干。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则电路的故障可能是______。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡正常发光时的电阻约为______Ω(结果保留一位小数)。
(5)该小组的同学们进一步实验,利用电源(电压未知但恒定)、阻值为R的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,实验步骤如下。
①闭合开关、断开开关,读出电流表的示数。
②______,读出电流表的示数。
③被测电阻______。(用R、和表示)
20. 电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出,于是某同学为了探究影响电流做功的因素,设计了如图所示的实验,他通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。
(1)他是通过___________比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中能量转化是___________;
(2)他改变滑动变阻器接入电路中阻值的大小,当滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,物体被吊起的速度也变大了,这说明在相同的时间内,电压越高,电流越大,___________;
学习了欧姆定律后,小雅了解到两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和,于是她找来两个完全相同的小灯泡想通过实验验证该结论是否正确。实验步骤如下:
(3)小雅将其中一个小灯泡接入电路中,如图甲所示,小雅发现小灯泡发光较亮,电压表和电流表的示数如图乙所示。通过小灯泡的电流为___________A,此时小灯泡的电阻为___________Ω(保留1位小数);
(4)接下来小雅将两个小灯泡串联接入电路中,如图丙所示,闭合开关后小雅发现两个小灯泡此时都非常暗,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,求得此时两个小灯泡的总电阻为___________Ω;
(5)小雅发现串联时测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,你认为原因是___________。
A. 测量存在误差
B. 两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和的规律不适用于小灯泡
C. 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
21. 小广想测出一个热敏电阻在不同温度下的阻值,按照如题图甲所示电路,连接了实物电路,RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999),S2为单刀双掷开关。
(1)①开关S1和S2闭合前,小广将电阻箱R2的阻值调到最大,目的是__________。
②小广首先调节温控箱的温度为32℃,闭合S1,将S2接_________(选填“1”或“2”),读出电压表的示数为2.5V。
③接着将S2接另一位置,________,使电压表示数也为2.5V,读出R2的阻值,即为32℃时RT的阻值。
④逐渐升高温控箱的温度,重复操作,测量出RT在不同温度时的阻值,画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示.可得,温度越高,RT的阻值越__________。
(2)当RT的温度升至42℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为3V,则R1=_________。
(3)若将电压表改装成温度显示仪(要求温度越高,示数越大),下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
(4)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,小广还想自制模拟电子体温计,于是将开关S2始终接2,闭合开关S1后,通过电压表的示数大小显示温度高低。如果将RT用绝缘薄膜包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合开关S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近( )
A. 2.25V B. 2.45V
C. 2.65V D. 2.85V
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丰城九中初三年级物理第二次质量监测考试
时间:80分钟 总分:80分
一、填空题(每空1分,共16分)
1. 手机充电时,长时间输入的某电学物理量数值过高可能会导致爆炸的产生。如图所示的USB多功能测试仪可以实时监控手机充电时的各种数据,有效避免危险产生。该测试仪上数字“5.06”显示测量的物理量是______(填写中文名称)。“0.00A”表示此时此USB所在电路处于______(选填“通路”“开路”或“短路”)状态。
【答案】 ①. 电压 ②. 开路
【解析】
【详解】[1]由图可知,5.06后面的单位是伏特,是电压的单位,所以该测试仪上数字“5.06”显示测量的物理量是电压。
[2]“0.00A”表示电流为0,说明此时此USB所在电路处于开路状态。
2. 芯片是一种微型电子电路,能够执行特定的功能,如数据处理、信号放大、存储信息等,其核心材料是_____材料,生活中充电宝内置了芯片,当充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的_______。
【答案】 ①. 半导体 ②. 电源
【解析】
【详解】[1]常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅是各种半导体材料中、在商业应用上最具有影响力的一种。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,这种特性让芯片可以根据需要调整电流大小,从而实现各种功能,比如存储数据、处理信息等。
[2]当充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的电源。因为充电宝给手机充电时,是将自身储存的化学能转化为电能提供给手机,为手机充电,符合电源是提供电能装置的定义。
3. 体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。人运动时,存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能,使人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大,肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降,体重不变,则人体的密度____(选填“增大”或“减小”),人体的电阻_____(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ①. 增大 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]人的体脂率下降,体重不变,即总质量m不变。因为肌肉密度比脂肪密度大,体脂率下降意味着脂肪减少,肌肉等其他组织相对增多,根据可知,总体积V会减小。因为人的总质量m不变,总体积V减小,根据可知,人体的密度增大。
[2]肌肉比脂肪更容易导电,人的体脂率下降,意味着脂肪减少,肌肉相对增多,人体的导电能力增强。而电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,导电能力越强,电阻越小。所以人体的电阻减小。
4. 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
5. 电器修理工小李需要一只60Ω的电阻,他可以选择一只40Ω的电阻和一只_____Ω的电阻串联得到;也可以选择一只120Ω的电阻和一只_____Ω的电阻并联得到。
【答案】 ①. 20 ②. 120
【解析】
【详解】[1]若采用串联时,因为串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,则
R2=R-R1=60Ω-40Ω=20Ω
[2]若并联,则由
可得
解得
R2=120Ω
6. 如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,台灯与电位器串联,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________来改变电阻,从而改变电路的电流,达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片,使灯泡的亮度变亮,则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。
【答案】 ①. 长度 ②. B、C
【解析】
【详解】[1]电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流,达到改变灯泡亮度的目的。
[2]若想顺时针旋转滑片,使灯泡的亮度变亮,则顺时针旋转滑片时,电位器接入电路中的电阻变小,接入电路的电阻丝长度变小,故应该将电位器的B、C两个接线柱连入电路。
7. 通过导体A、B的电流与其两端电压的关系如图所示。当导体A、B并联接在3V电源上,干路中的电流为_________A;当导体A、B串联接在4.5V电源上,1min内电流通过导体B做功为_________J。
【答案】 ①. 0.9 ②. 27
【解析】
【详解】[1]根据题意可知,导体A、B并联在电压为3V的电源两端时,根据并联电路的电压特点可知,导体A、B两端的电压都等于3V,根据图形可知,通过导体A的电流是0.3A,通过导体B的电流是0.6A,根据并联电路电流规律可知,干路电流为
I=IA+IB=0.3A+0.6A=0.9A
[2]将导体A、B串联接在4.5V的电源上时,由于串联电路中各处的电流相等,且串联电路两端电压等于各部分电压之和,由图象可知,当电路中的电流为0.3A时,,,满足电源电压为U=4.5V,则1min内电流通过导体B做功为
8. 如图所示,电源电压不变,。当闭合,a、b都是电压表时,是______(选填“串联”或“并联”),a、b两表的示数之比为______。
【答案】 ①. 串联 ②. 2:3
【解析】
【详解】[1]当闭合,a、b都是电压表时,从电源正极流出的电流依次经过R1、R2回到电源负极,是串联。
[2]a电压表测量R2两端的电压,b电压表测量电源电压。串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律可知a、b两表的示数之比
二、选择题(9-12单选题,每题2分,13、14题为不定项选择,正确但不全1分,不选、错选或多选得0分,全部正确3分,共14分)
9. 当某一导体两端的电压为6V时,通过该导体的电流为0.6A,如果使该导体两端的电压再增加3V,那么这时该导体电阻和通过的电流分别为( )
A. 10Ω,0.9A B. 10Ω,0.3A C. 15Ω,0.4A D. 5Ω,0.6A
【答案】A
【解析】
【详解】由可得,导体的阻值为
导体的电阻是导体本身的属性,不随电压的改变而改变,当电压增加3V变为9V时,电阻仍为10Ω,此时通过导体的电流变为
故选A。
10. 如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 乙是小灯泡的图像
B. 定值电阻的阻值为
C. 定值电阻R和小灯泡L并联接在的电源上,干路中的电流是
D. 定值电阻R和小灯泡L串联接在的电源上,电路中的电流是
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图像,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,故A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻阻值为
故B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,根据并联电压规律可知此时定值电阻R和小灯泡L的电压均为4V。由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,通过定值电阻R的电流为0.4A,则干路的电流为
I总=I+IL=0.4A+0.8A=1.2A
故C不符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压恰好为
故D符合题意。
故选D。
11. 如图所示,甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端。电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则由图像可知( )
①电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比; ②R0的电阻值是5Ω;
③电源电压为3V; ④滑动变阻器R的最大阻值是25Ω。
A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ②③④
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知,电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测电阻R0两端电压,电流表测电路电流。图乙电流增大时电压也增大,所以是电阻R0的图像。
①由图乙可知,电阻R0的阻值是定值,图像是一条倾斜的直线,但电压是产生电流的原因,所以不是电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,而是通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,故①不符合题意。
②已知电阻R0的阻值是定值,由图乙可知,当R0两端电压为3V时,通过的电流为0.6A,根据可得R0的电阻为
故②符合题意。
③滑动变阻器的滑片P滑至b端时,滑动变阻器接入阻值为0,此时电路为电阻R0的简单电路,总电阻最小,电路电流最大,根据图乙可知,此时电流表和电压表的示数分别为0.6A、3.0V,故电源电压等于此时电阻R0两端电压,为3V,故③符合题意。
④滑动变阻器的滑片P滑至a端时,滑动变阻器接入阻值最大,电路电流最小,根据题意,由图乙可知最小电流为0.1A,已知电源电压,根据可得此时电路总电阻
已知电阻R0的阻值是5Ω,则滑动变阻器的最大值是
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12. 利用图示电路测量定值电阻Rx的阻值。电源电压不变,R0为阻值已知的定值电阻。闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I1;闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表示数为I2。则定值电阻Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0与Rx并联,电流表测通过R0的电流,则电源电压
闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表测干路电流,通过Rx的电流
则定值电阻Rx的阻值
故A正确,BCD错误。
故选A。
13. 如图所示,电源电压恒定,的阻值为,只闭合开关时,电流表的示数为0.4A;同时闭合开关和时,电流表的示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为7.5V
B. 的阻值为
C. 、都闭合时,通过与的电流之比是
D. 、都闭合时,与两端的电压之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,根据欧姆定律可得电源电压
故A错误;
BCD.同时闭合开关S1和S2时,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.4A,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过R2的电流
则通过R1与R2的电流之比
由于并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以R1和R2两端的电压相等,即U2=U1=U=6V,则R1与R2两端的电压之比U1∶U2=1∶1
R2的阻值
故BC正确,D错误。
故选BC。
14. 如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 电流表示数最大值为0.5A
C. 电压表示数最小值为1V
D. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图知道,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,由图像知道,当电路中电流I=0.2A时,电压表示数3V,根据串联电路电压规律结合欧姆定律知道,电源电压
故A正确;
B.为保证电路各元件安全,当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小,根据欧姆定律知道,滑动变阻器连入电路的最大阻值
串联电路各处电流相等,由滑动变阻器的规格知道,电路中的最大电流为0.4A,此时电路的总电阻最小,滑动变阻器连入电路的阻值最小,故B错误;
C.根据欧姆定律知道,滑动变阻器连入电路的最小阻值
此时电压表示数最小,最小值为
故C正确;
D.由以上分析知道,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω,故D正确。
故选ACD。
三、简答与计算题(第15题7分,第16题7分,第17题8分,共22分)
15. 如图所示,,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A;S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电流。
【答案】(1)6V (2)24Ω
(3)1.25A
【解析】
【小问1详解】
当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电源电压
【小问2详解】
当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。电路的总电阻
电阻R2的阻值
【小问3详解】
当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,根据并联电路的电压规律可知R1、R2两端的电压均等于电源电压,根据欧姆定律和并联电路的电流规律求电路的总电流
16. 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
17. 如图甲所示为一款市面常见的体重秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻R(其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示)、电流表改装成的数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成。踏板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。当被测者站上体重秤后数字式仪表显示被测者体重。
(1)当滑片在最右端,踏板上不站人时,压敏电阻R两端的电压为多少;
(2)当滑片在最右端,某被测者站在体重秤时,数字式仪表P的示数为24mA,此时被测者质量为多少kg?
(3)为了保证体重秤在测量0~100kg的人的体重时,仪表指针(或数字)能均匀变化,需要调整滑动变阻器的滑片位置。若测量的质量为100kg时,数字式仪表P刚好满偏(量程为30mA),则滑动变阻器接入电路的阻值应调为多少?
【答案】(1)4.5V
(2)100kg (3)50Ω
【解析】
【小问1详解】
当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,即,当踏板上不站人时,压敏电阻受到的压力为0,由图丙可知,当时,压敏电阻的阻值,根据串联电路的电阻特点,电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
压敏电阻R两端的电压为
【小问2详解】
当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为,此时电路中的电流
根据欧姆定律,电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点,此时压敏电阻的阻值为
由图丙可知,当时,压敏电阻受到的压力,因为体重秤水平放置,所以被测者的体重
则被测者的质量为
【小问3详解】
当测量的质量为时,被测者的体重为
此时压敏电阻受到的压力
由图丙可知,当时,压敏电阻的阻值,此时电流表示数达到满偏值,根据欧姆定律,电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点,滑动变阻器接入电路的阻值应调为
四、实验题(共4小题,每题7分,共28分)
18. 在探究“电流与电压的变化关系”的实验中,小方设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,电阻R1为10Ω,滑动变阻器R0标有“20Ω,0.5A”字样。
(1)图甲是小方未完成的实验电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,要求当滑片P左移时电流表的示数变大__________;
(2)实验前开关断开时,如果发现电流表指针如图乙所示,则接下来的正确的操作是______,正确操作后,闭合开关S,小方发现电流表指针还是如图乙所示,原因是______;图丙是某次实验中电流表的示数,应该记为______A;
(3)小方在实验中应保持电路中的电阻不变,通过移动变阻器的滑片P改变电阻两端的______;
表一是记录的部分实验数据,通过分析可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
2
2.8
电流I/A
0.1
0.2
0.28
(4)小方继续思考,若用该电路研究“电流与电阻的变化关系”,要选用不同的定值电阻接入电路,实验过程中也要移动变阻器的滑片P,其主要目的是______。
【答案】(1) (2) ①. 机械调零 ②. 电流表正负接线柱接反 ③. 0.26
(3) ①. 电压 ②. 正比
(4)保持定值电阻两端电压不变
【解析】
【小问1详解】
探究“电流与电压的变化关系”的实验中,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表串联,当滑片P左移时电流表的示数变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,如图甲,应接滑动变阻器的A接线柱。如图所示:
【小问2详解】
[1]实验前开关断开,电流表指针如图乙所示,指针不在零刻度,接下来应进行机械调零。
[2]闭合开关后指针依然如图乙,说明指针反偏,说明电流表正负接线柱接反。
[3]如图丙所示,电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,所以读数为0.26A。
【小问3详解】
[1]实验中保持电阻不变,移动滑片改变电阻两端的电压。
[2]由表中数据
,可见在误差范围内, 恒定,所以可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问4详解】
换用不同的定值电阻,要控制电阻两端的电压不变(控制变量法),所以移动滑片是为了保持定值电阻两端电压不变。
19. 在测量小灯泡的电阻时,实验小组的同学们选用的器材有两节新干电池,正常工作电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个和导线若干。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则电路的故障可能是______。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡正常发光时的电阻约为______Ω(结果保留一位小数)。
(5)该小组的同学们进一步实验,利用电源(电压未知但恒定)、阻值为R的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,实验步骤如下。
①闭合开关、断开开关,读出电流表的示数。
②______,读出电流表的示数。
③被测电阻______。(用R、和表示)
【答案】(1) (2)左
(3)小灯泡短路 (4) ①. 0.28 ②. 8.9
(5) ①. 闭合开关、 ②.
【解析】
【小问1详解】
测小灯泡电阻实验中,电压表需与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联。完整电路如图所示:
【小问2详解】
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处。由图甲可知,滑片P置于最左端时,滑动变阻器的电阻丝全部接入电路,滑动变阻器接入电路的阻值最大。
【小问3详解】
串联电路中,闭合开关,电流表有示数,说明电路接通,小灯泡不发光,电压表无示数,可能是电压表被短路,没有电流通过电压表,即相当于一根导线直接接在电压表两端,则可能是小灯泡短路。
【小问4详解】
[1]如图乙所示,电流表的测量范围是0~0.6A,分度值是0.02A,指针指在0.2A后面第四小格处,故其示数为0.28A。
[2]小灯泡正常发光时的电阻约为
【小问5详解】
[1][2]由图丙可知,闭合开关、断开开关,、串联,电流表测量电路中的电流,根据公式可知,电源电压为
接下来闭合开关,单独工作,则电源电压为
由于电源电压不变,即
则被测电阻
20. 电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出,于是某同学为了探究影响电流做功的因素,设计了如图所示的实验,他通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。
(1)他是通过___________比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中能量转化是___________;
(2)他改变滑动变阻器接入电路中阻值的大小,当滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,物体被吊起的速度也变大了,这说明在相同的时间内,电压越高,电流越大,___________;
学习了欧姆定律后,小雅了解到两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和,于是她找来两个完全相同的小灯泡想通过实验验证该结论是否正确。实验步骤如下:
(3)小雅将其中一个小灯泡接入电路中,如图甲所示,小雅发现小灯泡发光较亮,电压表和电流表的示数如图乙所示。通过小灯泡的电流为___________A,此时小灯泡的电阻为___________Ω(保留1位小数);
(4)接下来小雅将两个小灯泡串联接入电路中,如图丙所示,闭合开关后小雅发现两个小灯泡此时都非常暗,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,求得此时两个小灯泡的总电阻为___________Ω;
(5)小雅发现串联时测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,你认为原因是___________。
A. 测量存在误差
B. 两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和的规律不适用于小灯泡
C. 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
【答案】(1) ①. 观察钩码被提升的高度 ②. 电能转化为机械能 (2)电流做的功越多
(3) ①. 0.3 ②. 9.3
(4)14.5 (5)C
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电动机提升物体时,消耗电能,将物体的高度升高,即物体的机械能增加,该过程中将电能转化为被提升物体的机械能,当物体升高的高度越高,机械能越大,消耗的电能越多,电流做功越多,因此实验中是观察钩码被提升的高度比较电流在不同情况下做功多少的,在此过程中,电能转化为机械能。
【小问2详解】
当滑片向左调节时,变阻器接入电路中的阻值变小,电流表和电压表的示数都变大,物体被吊起的速度也变大了,电能转化的机械能增加,即电流做功增加,这说明在相同的时间内,电压越高,电流越大,电流做的功就越多。
【小问3详解】
[1][2]图乙中,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.8V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,根据欧姆定律得,小灯泡的电阻为
【小问4详解】
由图丙可知,电压表测灯泡L1和L2两端的电压,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律得,电路中的总电阻为
【小问5详解】
实验测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,因为小灯泡灯丝的电阻受温度影响很大,小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
21. 小广想测出一个热敏电阻在不同温度下的阻值,按照如题图甲所示电路,连接了实物电路,RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999),S2为单刀双掷开关。
(1)①开关S1和S2闭合前,小广将电阻箱R2的阻值调到最大,目的是__________。
②小广首先调节温控箱的温度为32℃,闭合S1,将S2接_________(选填“1”或“2”),读出电压表的示数为2.5V。
③接着将S2接另一位置,________,使电压表示数也为2.5V,读出R2的阻值,即为32℃时RT的阻值。
④逐渐升高温控箱的温度,重复操作,测量出RT在不同温度时的阻值,画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示.可得,温度越高,RT的阻值越__________。
(2)当RT的温度升至42℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为3V,则R1=_________。
(3)若将电压表改装成温度显示仪(要求温度越高,示数越大),下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
(4)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,小广还想自制模拟电子体温计,于是将开关S2始终接2,闭合开关S1后,通过电压表的示数大小显示温度高低。如果将RT用绝缘薄膜包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合开关S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近( )
A. 2.25V B. 2.45V
C. 2.65V D. 2.85V
【答案】(1) ①. 保护电路 ②. 2 ③. 调节电阻箱R2的阻值 ④. 小
(2)600 (3)D
(4)C
【解析】
【小问1详解】
①[1]开关S1和S2闭合前,将电阻箱R2的阻值调到最大,目的是保护电路,防止电路中电流过大损坏元件。
②[2]要测量热敏电阻RT在32℃时的阻值,首先应将S2接2,此时电路为RT与R1串联,电压表测R1两端电压。
③[3]接着将S2接1,调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数也为2.5V,根据等效替代法,此时R2的阻值就等于32℃时RT的阻值。
④[4]由图乙可知,温度越高,RT的阻值越小。
【小问2详解】
由图乙,当T=32℃时,热敏电阻RT1=600Ω,闭合S1,将S2接2时,热敏电阻RT1与R1串联,电压表测R1两端电压,电压表的示数为2.5V,则R1两端电压U1=2.5V。根据串联电路电压规律,此时热敏电阻RT1两端电压UT1=U−U1=U−2.5V
根据串联电路电流处处相等,则
又因为
则⋯⋯①
由图乙,当T=42℃时,热敏电阻RT2=400Ω,闭合S1,S2接2,热敏电阻RT2与R1串联,电压表测R1两端电压,电压表示数为3V,则R1两端电压,则RT2两端电压
此时电路电流
又因为
则⋯⋯②
①②联立,解得,
【小问3详解】
A.如图,与串联,电压表测两端电压,根据乙图可知,温度越高,的电阻越小,根据串联电路分压规律,分压越小,电压表示数越小。A选项图,温度越高,温度显示仪示数越小,不符合题干要求,故A不符合题意;
B.如图,与串联,电压表测电源电压,电源电压恒定,则温度显示仪示数恒定。温度越高,温度显示仪示数恒定,B选项图不符合题干要求,故B不符合题意;
C.如图,与电压表串联,然后与并联,电压表有示数,示数为电源电压值,电源电源恒定,电压表示数恒定,则温度显示仪示数恒定。温度越高,温度显示仪示数恒定,C选项图不符合题干要求,故C不符合题意;
D.如图,与串联,电压表测两端电压,根据乙图可知,温度越高,的电阻越小,根据串联电路分压规律,分压越小,分压越大,电压表示数越大。D选项图,温度越高,温度显示仪示数越大,符合题干要求,故D符合题意。
故选D。
【小问4详解】
由图结合数学知识,正常人腋窝中央的体温是37℃,ME为三角形的中位线,故此时,如下所示:
小广将S2始终接2,闭合S1后,R1与串联,电压表测R1的电压,由电阻的串联和欧姆定律,电路的电流
由欧姆定律,R1两端的电压
电压表示数最接近2.65V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
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