内容正文:
物理试卷
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共36分。)
1. 下列说法符合生活实际的是( )
A. 家庭电路电压约为110V
B. 学生实验用的一根铜导线的电阻约50Ω
C. 实验室的小灯泡正常工作电流约200mA
D. 家用电冰箱的电功率约1200W
【答案】C
【解析】
【详解】A.家庭电路电压约220V,故A错误;
B.学生用的铜导线电阻很小可以忽略不计,故B错误;
C.实验室的小灯泡正常工作的电流约为,故C正确;
D.家用电冰箱的电功率一般在之间,故D错误。
故选C。
2. 下列有关电现象说法中正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是产生了电荷
B. 两小球相互吸引,一定带了异种电荷
C. 电路两端有电压,电路中一定有电流
D. 电动车的电池在充电的过程中,电能转化成化学能
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,不同物体原子核对核外电子的束缚能力不同,在摩擦的过程中,束缚能力强的会得到电子而带负电,束缚能力弱的会失去电子而带正电,故A错误;
B.两小球相互吸引,有可能是两个小球带异种电荷相互吸引或者一个小球带电另一个小球不带电,带电物体能够吸引轻小物体,故B错误;
C.电路两端有电压,电路中不一定有电流,电路中要有电流,除了电路两端有电压外,电路还要闭合,故C错误;
D.电动车的电池在充电的过程中,将电能转化成化学能,故D正确。
故选D。
3. 关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A. 千瓦时是电功率的单位
B. 电功率是表示电流做功多少的物理量
C. 单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D. 不同种类灯泡,功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮
【答案】C
【解析】
【详解】A.kW是电功率的单位,h是时间的单位,电功率和时间的乘积是电功,所以是电功的单位,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功才是表示电流做功多少的物理量,故B错误;
C.根据电功率的定义,电功率等于单位时间内电流所做的功,单位时间内电流做功越多,电功率就越大,故C正确;
D.灯泡的亮度由实际功率决定,额定功率大的灯泡其实际功率不一定大,例如未在额定电压下工作,因此不一定比额定功率小的灯泡亮,故D错误。
故选C。
4. 近日,小巴家里的防盗锁换成了指纹密码锁,既可以通过指纹解锁开门(闭合开关S1),也可以用密码解锁开门(闭合开关S2),电动机工作代表门锁打开。电池快没电,人触碰到密码锁面板,开关S3自动闭合,电铃工作提醒更换电池。下列电路图设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,开关、任意闭合一个时,电动机都能启动,说明开关与并联控制电动机;当电池快没电时,开关自动闭合,电铃工作,说明电动机和电铃互不影响,是并联的,开关控制电铃,与电铃串联在一条支路中,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 在“探究电流与电压的关系”实验中,小蜀同学根据得到的实验数据绘制了电阻RA和RB的I-U图像。如图所示。下列说法正确的是( )
A. 当电压为0V、电流为0A时,A、B的电阻值均为0Ω
B. 通过图像可以推得两电阻的大小关系为RA<RB
C. 将RA和RB串联接在3V电路中,电路中的电流为0.3A
D. 将RA和RB并联接在3V电路中,A和B的功率之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】A.导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与电压、电流无关,故A错误;
B.由图像可知,当时,,,由得,
所以导体A和B的电阻关系为,故B正确;
C.由图像可得,当导体A和B串联,时,
故C错误;
D.当在导体A、B并联,两端加上3V的电压时,A和B的功率之比
故D错误。
故选B。
6. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B. 两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
C. 将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
D. 若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
【答案】B
【解析】
【详解】A.两灯均正常发光时,甲灯的电功率为25W,乙灯的电功率为100W。根据电能公式可知,由于没有给定通电时间t,无法比较两灯消耗电能的多少,故A错误;
B.根据电功率公式可得,,则甲灯的电阻
乙灯的电阻
所以。当灯丝的材料和长度相同时,电阻R与横截面积S成反比,所以甲灯灯丝的横截面积较小,即甲灯的灯丝较细,故B正确;
C.乙灯的电阻,将乙灯接入110V电路中,它的实际功率
故C错误;
D.若两灯串联在220V的电路中,根据串联电路的特点,通过两灯的电流I相等。灯泡的亮度取决于其实际功率。根据公式,因为,所以甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,因此,甲灯比乙灯更亮,故D错误。
故选B。
7. 图甲是坐位体前屈测量仪。图乙是同学们设计的模拟电路,闭合开关,可以利用示数增大的电表来反映测量成绩。在测试过程中绝缘柄向左推时,下列分析正确的是( )
A. 可用电流表示数反映测量成绩 B. 滑动变阻器接入电路的阻值变小
C. 电压表与电流表示数的比值变大 D. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电压表相当于断路,滑动变阻器接入电路的阻值不变,滑动变阻器的全部电阻丝接入电路中,即滑片移动过程中电路的总电阻不变,根据欧姆定律知电流表的示数不变,不可以反映成绩,故A、B错误。
CD.电流表的示数不变,电压表测量滑片右侧电阻丝两端的电压。绝缘柄向左推时,所测部分的电阻变大,根据知,电压表的示数变大,故电压表与电流表示数的比值变大,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示电路,电阻R2的阻值为10Ω,先闭合开关S1,电流表A1的示数为0.3A;接着再闭合开关S2,电流表A1的示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 电阻R1的阻值为15Ω
C. 开关S2由闭合到断开,电流表A1示数变大
D. 开关S2由断开到闭合,电流表A2示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,先闭合开关S1时,R1断路,电路为R2的简单电路,电流表A1和A2均测通过R2的电流,此时通过R1的电流为零;通过R2的电流为I2=0.3A,由欧姆定律可,R2两端的电压为
即电源电压为3V,故A错误;
B.再闭合开关S2,R1与R2并联,电流表A2测通过R2的电流,电流表A1测干路中的电流, 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0.3A,即电流表A2的示数仍为0.3A, 此时干路中电流为I=0.5A,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据并联电路的电流规律可知,通过R1的电流
根据并联电路的电压规律结合欧姆定律可知R1的阻值
故B正确;
CD.开关S2由闭合到断开,电流表A1示数变小、开关S2由断开到闭合,电流表A2示数不变,故CD错误。
故选B。
9. 如图的实验装置来探究影响通电导体产生热量的因素,下列说法正确的( )
A. 图甲实验装置是控制电阻、通电时间一定时,探究电热与电流的关系
B. 图乙实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
C. 图乙的装置右侧容器外的电阻阻值换为10Ω时,也可完成原来的探究
D. 图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中的电路为串联电路,串联电路中电流处处相等,因此无法探究电热与电流的关系,故A错误;
B.由图乙可知,电路中的电阻阻值都相等,因此无法探究电热与电阻的关系,故B错误;
C.若将容器外电阻换为10Ω,右侧并联部分的根据分流原理得,则通过右边5Ω的电流,而通过左侧5Ω的电流,通过左右两边5Ω的电流仍然成比例,故可以完成原探究,故C正确;
D.乙实验中,右侧2个5Ω的电阻丝并联,由并联分流原理可知,右侧流过两电阻的电流相同,再与左侧5Ω的电阻丝串联,即流过左侧密闭中电阻的电流是流过右侧密闭中电阻的电流的2倍,由焦耳定律可知,图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是,故D错误。
故选C。
10. 如图甲所示是灯泡L和电阻R的图像,将灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合开关S1时,小灯泡的实际功率为2W。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 电流表示数改变了
C. 电路消耗的总功率为
D. 若将L和R串联在5V的电源上,电阻R产生的热量48J
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,只闭合S1时,电路为小灯泡的简单电路,电流表测通过L的电流。根据图甲数据,结合可知,当小灯泡两端的电压为4V、通过它的电流为时,它的实际功率
符合题意,所以电源电压为
故A错误;
B.再闭合开关S2时,小灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流。根据并联电路的电压规律可知R两端的电压等于电源电压,即
根据图甲可知此时通过R的电流为,此时L两端的电压也等于电源电压,仍为4V,通过它的电流仍为,根据并联电路的电流规律可知,电流表的示数,
则电流表的示数变化量等于通过R的电流,为,故B错误;
C.电路消耗的总功率
故C错误;
D.将L与R串联时,根据串联电路的电流、电压规律可知,当电路中的电流为时,L和R两端的电压为1V和4V,电源电压
符合题意,则电阻R产生的热量
故D正确。
故选D。
11. 如图,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”,忽略温度对灯丝电阻的影响。为保证各元件安全,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的功率变化范围是0~0.45W
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是10Ω~20Ω
C. 电压表示数变化范围1V~3V
D. 电流表示数变化范围0.3A~0.5A
【答案】D
【解析】
【详解】C.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据可得,灯泡的额定电流为
由得灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据灯泡的额定电流可知,电路中的最大电流
灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,因串联电路总电压等于各分电压之和,所以,灯泡正常发光时,电压表的示数
灯泡正常发光时,灯泡两端的电压最大,根据串联电路的电压关系可知,电压表示数是最小的,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小为
由于电压表量程为“0~3V”,则电压表的示数变化范围为2V~3V,故C错误;
D.当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小,则灯泡两端的最小电压
电路中的最小电流
所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A,故D正确。
B.滑动变阻器接入电路的电阻为
所以滑动变阻器接入电路的电阻变化范围是4Ω~10Ω,故B错误;
A.灯泡的最小功率为
所以小灯泡的功率变化范围是0.45W~1.25W,故A错误。
故选D。
12. 如图甲所示,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡参数“?V 2W”模糊不清,滑动变阻器参数为“0.5A 20Ω”。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端向左移动;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①电源电压为 3V
②小灯泡的参数为“4V 2W”
③只闭合开关S、S1,定值电阻的功率最大值与滑动变阻器的功率最大值之比为4∶1
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合开关S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ②③④
【答案】C
【解析】
【详解】第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端向左移动,定值电阻R₀与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压Uₚ,电流表测量电路中的电流I。根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压为
从上述关系式中可以看出,Uₚ与I是一次函数关系,对应图乙中的直线。从直线上取两个数据点代入关系式得到方程组
联立(1)(2)解得,,故①错误;
第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。小灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压Uₚ,电流表测量电路中的电流I。由于灯丝电阻会随温度变化,Uₚ与I的关系是非线性的,对应图乙中的曲线。电源电压为
从图乙的曲线可知,当电路中电流时,滑动变阻器两端的电压。此时,小灯泡两端的电压为
此时小灯泡的功率为
已知小灯泡的额定功率为2W,此时灯泡实际功率恰好为2W,说明此时灯泡正常发光,其额定电压为4V。所以小灯泡的参数为“4V 2W”,故②正确;
在R₀与滑动变阻器串联的电路中,定值电阻的功率为。当电流最大时,其功率最大。由滑动变阻器铭牌“0.5A 20Ω”和电流表量程可知,此时电路中的最大电流为0.5A,所以定值电阻的电功率最大值为
滑动变阻器的电功率为
由关系式可知,当时,滑动变阻器的电功率最大为
定值电阻的功率最大值与滑动变阻器的功率最大值之比为
故③错误;
在小灯泡L与滑动变阻器串联的电路中,电压表量程换为0~3V,意味着滑动变阻器两端的电压。小灯泡的功率为
当Uₚ最大为3V时,电路中的电流最小,小灯泡的功率也最小。此时,小灯泡两端的电压为
从图乙的曲线(L与Rₚ串联)可以看出,当Uₚ=3V时,对应的电流I大于0.3A。所以,小灯泡的最小功率为
因为I>0.3A,所以
在允许的范围内,小灯泡的功率一定大于0.9W,故④正确。
故选C。
二、填空题(本题共10个小题,每空1分,共20分。)
13. 学习中应有强烈的好奇心和执着的探究精神,为了纪念德国物理学家欧姆对电学的重要贡献,人们将其名字作为______的单位。另一物理学家通过近40年的实验,归纳出电流流经导体时产生的热量跟电流、电阻和时间之间的定量关系,为了纪念他的杰出贡献,人们将能量的单位命名为________。
【答案】 ①. 电阻 ②. 焦耳
【解析】
【详解】[1]欧姆是德国物理学家,电阻的单位以他的名字命名,符号为。
[2]焦耳通过近40年的实验得出了焦耳定律,明确了电流产生的热量与电流、电阻、时间的定量关系,能量(以及功、热量)的单位以他的名字命名,符号为。
14. 华为MateXT手机在2024年华为新品发布会上惊艳亮相,在处理器、屏幕、电池续航等方面都采用了顶尖配置。MateXT手机芯片的主要材料是________(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),手机电池上标有“3.7V,6000mA·h”,若打电话时电流为100mA,该电池充满电时最长可供手机通话________h。
【答案】 ①.
半导体 ②.
60
【解析】
【详解】[1]半导体具有单向导电性,手机芯片的主要材料是半导体。
[2]电池的电荷量
手机一次充满电可储存的电能
根据公式可知,电池充满电时可供手机通话时间
15. 与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明在摩擦过程中,橡胶棒________(填“失去”或“得到”)电子。如图所示,用此橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,由于两片金属箔互相______ (选填“吸引”或“排斥”)而张开。
【答案】 ①. 得到 ②. 排斥
【解析】
【详解】[1]摩擦起电的实质是电子的转移。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个物体相互摩擦时,束缚电子本领弱的物体的一些电子会转移到束缚电子本领强的物体上。 与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明橡胶棒得到了电子,毛皮失去了电子,从而使橡胶棒有了多余的电子而带负电。
[2]当用带负电的橡胶棒接触验电器的金属球时,橡胶棒上多余的电子会转移到验电器的两片金属箔上,使两片金属箔都带上了负电荷。 根据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。由于两片金属箔都带负电,是同种电荷,所以它们会相互排斥而张开。
16. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,电压表的示数___________,电路的总功率___________。(选填“变小”、“不变”、“变大”)
【答案】 ①. 不变 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,闭合开关S后,R1与R2并联,电流表A1测通过R2的电流,电流表A2测通过R1的电流,电压表测电源电压,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,电源电压不变,故电压表的示数不变,滑动变阻器R2接入电路中的阻值变大,则通过R2的电流变小,根据并联电路电流规律可知,电路中总电流变小,根据公式可知,电路的总功率变小。
17. 一只“220V,100W”的白炽灯在室温时的电阻约为40Ω,开灯瞬间功率为________W,远大于正常工作功率,开灯瞬间灯泡更易烧坏。一只“220V,10W”的LED灯与该白炽灯正常发光时亮度相当,正常工作10小时可节约电能______度。
【答案】 ①. 1210 ②. 0.9
【解析】
【详解】[1]根据,可得开灯瞬间白炽灯的功率为
[2]已知白炽灯功率
LED灯功率
节约的电能等于白炽灯消耗的电能减去LED灯消耗的电能,根据,可得节约的电能为
即正常工作10小时可节约电能0.9度。
18. 如图所示,电源电压恒定,闭合S1。当S2闭合、甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=3:4;当S2断开、甲、乙两表为电流表时,电流通过R1、R2做功之比W1:W2=___________,两表示数之比I甲: I乙=___________。
【答案】 ①. 3∶1 ②. 4∶1
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,当两开关都闭合且甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,甲表测R2两端电压,乙表测R1和 R2两端总电压,两表示数之比U甲∶U乙=3∶4,则有
根据串联分压可知
当S2断开、甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲表测干路总电流,乙表测通过电阻R2的电流,则有
电流通过R1、R2做功之比为
则两表示数之比为
19. 两个电阻规格分别为甲“5Ω 0.3A”和乙“15Ω 0.2A”。如果把它们串联起来使用,电路两端允许加的最大电压是______V;若把它们并联起来使用,干路中允许的最大电流是______A。
【答案】 ①. 4 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]因串联电路中各处的电流相等,所以两电阻串联起来使用时,电路中的电流只能取允许通过最大电流中较小的电流,即电路中的电流最大为
根据串联电路中的电压关系,电路两端允许加的最大电压。
[2]两个电阻的额定电压分别为,,则两个电阻并联,电源电压最大为
根据并联电路中的电流关系,干路中允许的最大电流
20. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两表示数变化关系如乙图,该电阻R1的阻值为______Ω;电阻 R1消耗的电功率的变化量为______W。
【答案】 ①. 10 ②. 3.2
【解析】
【详解】[1]如图所示,R1与 R2串联,电压表测R2两端电压,当滑动变阻器滑片置于a端时,接入电阻最大,电路中电流最小,故此时R2两端电压,电流为, 电源电压为①
当滑动变阻器滑片置于b端时,接入电阻0,此时电路为只有R1的简单电路,电路中电流最大为,电源电压为②
联立①②两式可得
[2]由可得,电阻 R1消耗的电功率的变化量
21. 如图甲,电源电压恒定,当把滑片P分别移到a、b、c三个位置时,得到电流表示数I和电压表示数U的三组数据。因为粗心,记录时三组数据没有对应,如图乙。则滑片P处于c点时电压表示数为_______V;电源电压为_______V。
【答案】 ①. 6 ②. 7.5
【解析】
【详解】由电路图可知,开关S闭合后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片P处于c点时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,此时电压表的示数,电路中电流表的示数,因串联电路中总电压等于各分电压之和,根据欧姆定律可知电源的电压------①
当滑片处于a点时,变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,电压表的示数最小,由图乙可知,此时电压表的示数,电路中电流表的示数,则电源的电压------②
由①②可得:,。
22. 如图甲所示电路,电源电压为24V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,灯泡上标有“12V 6W”的字样(灯泡电阻不变),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。闭合开关S和S1且断开S2时,移动滑动变阻器的滑片P,电路中的电流I与其接入电路的电阻R的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到5R1时,定值电阻R0的功率变化了2.7W。灯泡L电阻值_____Ω;在保证电路安全的情况下,只闭合S和S2,电路的最小功率为P1,只闭合开关S和S1,电路的最小功率为P2,则_____。
【答案】 ①. 24 ②. 15:4
【解析】
【详解】[1]灯泡上标有“12V 6W”的字样,根据公式可得,灯泡的电阻为
[2]闭合开关S和S1且断开S2时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电路中的电流为2IR;当滑动变阻器接入电路的阻值为5R1时,电路中的电流为IR。因电源的电压不变,根据,可得……①
又因为当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到5R1时,定值电阻R0的功率变化了2.7W,根据,可得……②
联立①②可得,
只闭合S和S2时,L与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流
则电路的最小功率
只闭合S和S1时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表的示数15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小。此时R0两端的电压
电路中的电流
则电路的最小功率
则
三、实验探究题(本题共3个小题,第23题8分,第24题8分,第25题8分,共24分。)
23. 小巴和小蜀一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)连接电路时,开关应______;
(2)如图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流前连接的实验电路,闭合开关后将出现_____ (选填“通路”“断路”或“短路”)。要使电路中两灯并联,可以将导线1接B接线柱的一端改接到_____接线柱。
(3)再接入电流表如图丙,闭合开关前,发现电流表的指针偏转到零刻度线的左端,原因是_________;解决此问题后继续实验,此时电流表测量的是图甲电路_____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(4)测出甲图A、B、C三处电流如表格所示,由此得出初步结论_________(只写表达式,用IA、IB和IC表示)。
位置
A
B
C
电流I/A
0.30
0.24
0.54
(5)为了得出普遍规律,接下来的操作方法是∶______(只选一项)
A. 改变电流表的量程或换电流表再测几次
B. 换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
C. 整理器材,结束实验
D. 分析数据,得出结论
(6)已知电源电压恒定不变,小科利用图丙原有的实验器材,添加一个相同的单刀单掷开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出ABC三处的电流,同样可得出三处电流之间的关系,请在丁图框中画出这个电路图。
【答案】(1)断开 (2) ①. 短路 ②. A
(3) ①. 电流表没有调零 ②. C
(4) (5)B
(6)
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,在连接电路时,开关应断开。
【小问2详解】
[1]分析图乙中电流从电源正极流出后经过导线1、导线3、导线4、开关后,回到电源负极,没有经过任何用电器,则闭合开关后将出现电源短路。
[2]要使电路中两灯并联,可以将导线1接B接线柱的一端改接到A接线柱,这样电流从电源正极流出后经过导线1后,在接线柱A处分成两条支路,分别流经两个灯泡所在支路后汇集,再经过开关,流回电源负极。
【小问3详解】
[1]在闭合开关前发现电流表的指针偏转如图丙所示,原因是:电流表没有调零。
[2]分析图丙电路图可知电流表在干路上测量干路的电流,即C处的电流;
【小问4详解】
根据表格数据知:在并联电路中,干路电流等于各支路电流的和,即。
【小问5详解】
为了得出普遍结论,实验时应采用不同规格的灯泡进行多次实验,故选B。
【小问6详解】
在不更换电流表位置的情况下,在支路上各接一个开关即可完成实验要求,电路如图所示:
24. 如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为RP“40Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图乙补画完整,要求滑动变阻器向右滑时接入的阻值变大;
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是______;
(3)实验时设计并记录了表格如下,其中第______次的实验数据不可能测出,是编造的;通过分析表格中有效数据,得到电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的成______(选填“正比”或“反比”);
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
1.5
2
2.5
3
I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为______A,并记录电压表示数。再将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究,移动滑片,直到电压表示数每次均为_______V,并记录数据;
(5)这四次实验中,当电压表示数调至U时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是______。为完成这四次实验探究,应控制电压表示数U0的范围为______V。
【答案】(1) (2)定值电阻短路
(3) ①. 1 ②. 正比
(4) ①. 0.4 ②. 2
(5) ①. 4:1 ②. 2~3
【解析】
【小问1详解】
定值电阻R与滑动变阻器RP串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流;滑动变阻器向右滑时接入的阻值变大,则滑动变阻器的左下端接入电路中,如图所示:
【小问2详解】
电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则电路有电流,电路为闭合的回路,则原因可能是定值电阻短路或者电压表断路。
【小问3详解】
[1]由表格中数据与欧姆定律得,定值电阻的阻值为
第一次实验定值电阻的电压为
由串联电路电压特点得,此时滑动变阻器的电压为
此时滑动变阻器接入电路中电阻为
大于滑动变阻器的最大电阻,则第1次的实验数据不可能测出,是编造的。
[2]分析表格中的数据得,电阻一定时,电压与电流的比值为定值,由此可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
【小问4详解】
[1]由图丙得,电流表的量程为0~0.6A,电流表的分度值为0.02A,示数为0.4A。
[2]实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。由欧姆定律得,定值电阻两端的电压控制为
则再将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究,移动滑片,直到电压表示数每次均为2V,并记录数据。
【小问5详解】
[1]由串联电路电压特点得,滑动变阻器的电压为
串联电路电流处处相等,由串联电路分压原理得
这四次实验中,滑动变阻器接入电路中电阻最大为
滑动变阻器接入电路中电阻最小为
由得,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是
[2]当实验的定值电阻的阻值为20Ω时,滑动变阻器接入电路中电阻最大为40Ω,由串联电路电流的特点与欧姆定律可知,此时定值电阻的电压最小,为
由图丙可知,电流表最大可测0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流处处相等可知,电路中的最大电流应为0.6A,根据欧姆定律可得,此时对应的电阻最小为5Ω,根据欧姆定律可知,此时定值电阻的电压最大,为
由图乙可知,电压表的量程选用0~3V,则电压表示数最大为3V,满足条件,故为完成这四次实验探究,应控制电压表示数U0的范围为2~3V。
25. 小科同学用如图甲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)请用笔画线代替导线,将电路连接完整,使此时滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压其原因可能是∶_____(填选项前的字母);
A. 灯泡短路 B. 灯泡断路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图丙所示图像,则灯泡正常发光时电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。小科同学调节滑动变阻器的过程中,滑动变阻器的电阻变化量______(选填“>”、“<”或“=”)灯泡的电阻变化量;
(4)测完小灯泡的电阻后,进一步绘制出小灯泡的P-I2和P-U2图像,下列正确的是______;
A. B.
C. D.
(5)小巴想利用小科的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小巴认真思考后,利用小科实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丁所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小巴补全实验步骤。
① 先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为_____;
② 再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数U;
③ 待测电阻Rx=_____(用所测物理量和已知物理量均用符号U额、I额表示)。
(6)老师拿出一阻值约为500Ω电阻Rx,并提供以下器材∶两节新干电池、电压(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω,1A),电阻箱R2(0~999925A)一个∶开关、导线若干,小组讨论后设计了四个电路如图所示,其中能准确测出Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1) (2)B
(3) ①. 8.3 ②. > (4)B
(5) ①. U额 ②. (6)A
【解析】
【小问1详解】
该电路是用来测量小灯泡的电阻,滑动变阻器应该与小灯泡串联在电路中,根据滑动变阻器的接线方法遵循“一上一下”原则,要使其接入电阻最大,应连接左下接线柱。如图所示:
【小问2详解】
由电路图可知,电路为串联电路,电压表测小灯泡两端的电压。连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数且接近电源电压,说明可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
[1]小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时,由图丙可知此时小灯泡的电流,则小灯泡的电阻
[2]电源电压不变,电路为串联电路。刚闭合开关时,滑动变阻器的电阻最大,此时电路中的电流很小,灯泡电阻很小;正常发光时,灯泡的电阻随温度升高而增大,滑动变阻器的电阻随滑片移动而减小,由可知,电路中的电流增大,总电阻减小,则滑动变阻器的电阻变化量大于灯泡的电阻变化量。
【小问4详解】
小灯泡的电功率,已知灯泡的电阻随温度升高而增大,则P-I2图像的斜率逐渐增大,P-U2图像的斜率逐渐减小。故ACD错误,B正确;故选B。
【小问5详解】
由图丁可知,小灯泡、Rx和滑动变阻器串联,先闭合开关S、S1,电压表测小灯泡电压,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,此时电路中的电流为I额;断开开关S1,闭合开关S2,此时电压表测小灯泡和Rx两端的电压之和,保持滑动变阻器滑片位置不变,电路中的总电阻不变,电路中的电流不变,小灯泡两端电压也不变,此时Rx两端的电压
则Rx的电阻为
【小问6详解】
A.电路为Rx与R2串联,开关接在Rx右接线柱时,电压表测Rx电压,开关接在R2有接线柱时,电压表测Rx和R2总电压,根据串联电路的分压原理可以计算Rx的准确测阻值,故A符合题意;
BC.电源电压,,根据可知,电路中最大电流
远小于电流表0~0.6A的量程的分度值0.02A,电流表无法准确测量电流,因此依赖电流表的电路直接排除,故BC不符合题意;
D.R1阻值太小,根据串联电路的分压原理,R1对于电压表示数的影响太小,在测量过程中容易造成电压表读数不准确,不能准确测出Rx,故D不符合题意。
故选A。
四、论述计算题(本题共3个小题,第26题6分,第27题6分,第28题8分,共20分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
26. 在图所示的电路中,R1 =15 Ω,R2 =10 Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3 A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1工作1 min产生的热量。
【答案】(1)3V;(2)36J
【解析】
【详解】解:(1)根据欧姆定律,电源电压为
(2)通过电阻R1的电流为
根据焦耳定律,电流产生的热量为
答:(1)电源电压为3V;
(2)电阻R1工作1 min产生的热量为36J。
27. 如图甲是一款多功能养生壶,图乙是它的简化电路图,开关S2可以断开、接A或接B。下表为其铭牌,其中低温挡的额定功率已模糊不清,求∶
电源电压(V)
220
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
550
高温挡功率(W)
1100
(1)养生壶在“中温挡”下正常工作时,通过养生壶的电流;
(2)求R2的阻值;
(3)在用电高峰期,家庭电路中电压会低于220V,小蜀想知道高峰期时候的电压,于是在某周末的晚饭时,利用自家电能表(如图丙)测量家庭电路的实际电压。他关闭家中其他用电器,只让该养生壶在高温挡下工作,观察125s内电能表的转盘转了88r,则当时的实际电压为多少V。
【答案】(1)2.5A
(2)88Ω (3)176V
【解析】
【小问1详解】
养生壶在中温挡正常工作时,养生壶的额定功率,额定电压
则通过养生壶的电流
【小问2详解】
分析电路图可知,当S1闭合开,S2接A时,只有电阻R1接入电路,此时电路中电阻较大,功率较小,为中温挡;当S1闭合,S2接B时,电阻R1和R2并联,电路总电阻最小,总功率最大,为高温挡
中温挡时,只有R1工作,此时养生壶的功率
则R1的阻值
高温挡时,R1和R2并联,此时养生壶的总功率
并联电路中,总功率等于各支路功率之和,所以电阻R2的功率为
则R2的阻值
【小问3详解】
根据电能表铭牌“3600r/kW·h”可知,转盘转88r,养生壶消耗的电能为
则养生壶在高温挡下的实际功率为
高温挡时,电路的总电阻为R1和R2并联后的电阻,其阻值恒定
根据电功率公式可得,当时的实际电压
28. 如图甲所示,电源电压不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,的示数随着电流变化情况如图乙所示。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源电压和的阻值;
(3)实际电源也有电阻。电源和可以看作是一个内部电阻为的电源。电源的总功率分为两大部分,一部分被自己的内电阻消耗掉了,另外一部分输出到了外界对外做功,称之为输出功率,输出功率占电源总功率的比值叫做输出效率。求图甲中电源的输出效率为时,接入的电阻值为多少。
【答案】(1)15Ω (2)3Ω,9V
(3)12Ω
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,测量两端的电压,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,电路中总电阻逐渐变大,电流逐渐减小,由可知,两端电压逐渐减小,因此示数随着电流的减小而减小,变化如图乙中线段BC所示,同理,两端电压也逐渐减小,测量和两端的总电压,由串联电路电压规律可知,示数随着电流的减小逐渐变大,变化如图乙中线段AC所示,当滑片在最右端时,此时电路中总电阻最大,电流最小为0.2A,此时两端的电压,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
【小问2详解】
当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流为0.2A,电源电压为 ①
当滑动变阻器的阻值最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流为0.5A,电源电压为 ②
电源电压不变,由以上两式可得,。
【小问3详解】
由题意可知,电源的输出效率
解得。即图甲中电源的输出效率为时,接入的电阻值为12Ω。
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物理试卷
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共36分。)
1. 下列说法符合生活实际的是( )
A. 家庭电路电压约为110V
B. 学生实验用的一根铜导线的电阻约50Ω
C. 实验室的小灯泡正常工作电流约200mA
D. 家用电冰箱的电功率约1200W
2. 下列有关电现象说法中正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是产生了电荷
B. 两小球相互吸引,一定带了异种电荷
C. 电路两端有电压,电路中一定有电流
D. 电动车的电池在充电的过程中,电能转化成化学能
3. 关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A. 千瓦时是电功率的单位
B. 电功率是表示电流做功多少的物理量
C. 单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D. 不同种类灯泡,功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮
4. 近日,小巴家里的防盗锁换成了指纹密码锁,既可以通过指纹解锁开门(闭合开关S1),也可以用密码解锁开门(闭合开关S2),电动机工作代表门锁打开。电池快没电,人触碰到密码锁面板,开关S3自动闭合,电铃工作提醒更换电池。下列电路图设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5. 在“探究电流与电压的关系”实验中,小蜀同学根据得到的实验数据绘制了电阻RA和RB的I-U图像。如图所示。下列说法正确的是( )
A. 当电压为0V、电流为0A时,A、B的电阻值均为0Ω
B. 通过图像可以推得两电阻的大小关系为RA<RB
C. 将RA和RB串联接在3V电路中,电路中的电流为0.3A
D. 将RA和RB并联接在3V电路中,A和B的功率之比为1∶2
6. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B. 两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
C. 将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
D. 若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
7. 图甲是坐位体前屈测量仪。图乙是同学们设计的模拟电路,闭合开关,可以利用示数增大的电表来反映测量成绩。在测试过程中绝缘柄向左推时,下列分析正确的是( )
A. 可用电流表示数反映测量成绩 B. 滑动变阻器接入电路的阻值变小
C. 电压表与电流表示数的比值变大 D. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
8. 如图所示电路,电阻R2的阻值为10Ω,先闭合开关S1,电流表A1的示数为0.3A;接着再闭合开关S2,电流表A1的示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 电阻R1的阻值为15Ω
C. 开关S2由闭合到断开,电流表A1示数变大
D. 开关S2由断开到闭合,电流表A2示数变大
9. 如图的实验装置来探究影响通电导体产生热量的因素,下列说法正确的( )
A. 图甲实验装置是控制电阻、通电时间一定时,探究电热与电流的关系
B. 图乙实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
C. 图乙的装置右侧容器外的电阻阻值换为10Ω时,也可完成原来的探究
D. 图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是2∶1
10. 如图甲所示是灯泡L和电阻R的图像,将灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合开关S1时,小灯泡的实际功率为2W。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 电流表示数改变了
C. 电路消耗的总功率为
D. 若将L和R串联在5V的电源上,电阻R产生的热量48J
11. 如图,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”,忽略温度对灯丝电阻的影响。为保证各元件安全,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的功率变化范围是0~0.45W
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是10Ω~20Ω
C. 电压表示数变化范围1V~3V
D. 电流表示数变化范围0.3A~0.5A
12. 如图甲所示,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡参数“?V 2W”模糊不清,滑动变阻器参数为“0.5A 20Ω”。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端向左移动;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①电源电压为 3V
②小灯泡的参数为“4V 2W”
③只闭合开关S、S1,定值电阻的功率最大值与滑动变阻器的功率最大值之比为4∶1
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合开关S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ②③④
二、填空题(本题共10个小题,每空1分,共20分。)
13. 学习中应有强烈的好奇心和执着的探究精神,为了纪念德国物理学家欧姆对电学的重要贡献,人们将其名字作为______的单位。另一物理学家通过近40年的实验,归纳出电流流经导体时产生的热量跟电流、电阻和时间之间的定量关系,为了纪念他的杰出贡献,人们将能量的单位命名为________。
14. 华为MateXT手机在2024年华为新品发布会上惊艳亮相,在处理器、屏幕、电池续航等方面都采用了顶尖配置。MateXT手机芯片的主要材料是________(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),手机电池上标有“3.7V,6000mA·h”,若打电话时电流为100mA,该电池充满电时最长可供手机通话________h。
15. 与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明在摩擦过程中,橡胶棒________(填“失去”或“得到”)电子。如图所示,用此橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,由于两片金属箔互相______ (选填“吸引”或“排斥”)而张开。
16. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,电压表的示数___________,电路的总功率___________。(选填“变小”、“不变”、“变大”)
17. 一只“220V,100W”的白炽灯在室温时的电阻约为40Ω,开灯瞬间功率为________W,远大于正常工作功率,开灯瞬间灯泡更易烧坏。一只“220V,10W”的LED灯与该白炽灯正常发光时亮度相当,正常工作10小时可节约电能______度。
18. 如图所示,电源电压恒定,闭合S1。当S2闭合、甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=3:4;当S2断开、甲、乙两表为电流表时,电流通过R1、R2做功之比W1:W2=___________,两表示数之比I甲: I乙=___________。
19. 两个电阻规格分别为甲“5Ω 0.3A”和乙“15Ω 0.2A”。如果把它们串联起来使用,电路两端允许加的最大电压是______V;若把它们并联起来使用,干路中允许的最大电流是______A。
20. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两表示数变化关系如乙图,该电阻R1的阻值为______Ω;电阻 R1消耗的电功率的变化量为______W。
21. 如图甲,电源电压恒定,当把滑片P分别移到a、b、c三个位置时,得到电流表示数I和电压表示数U的三组数据。因为粗心,记录时三组数据没有对应,如图乙。则滑片P处于c点时电压表示数为_______V;电源电压为_______V。
22. 如图甲所示电路,电源电压为24V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,灯泡上标有“12V 6W”的字样(灯泡电阻不变),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。闭合开关S和S1且断开S2时,移动滑动变阻器的滑片P,电路中的电流I与其接入电路的电阻R的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到5R1时,定值电阻R0的功率变化了2.7W。灯泡L电阻值_____Ω;在保证电路安全的情况下,只闭合S和S2,电路的最小功率为P1,只闭合开关S和S1,电路的最小功率为P2,则_____。
三、实验探究题(本题共3个小题,第23题8分,第24题8分,第25题8分,共24分。)
23. 小巴和小蜀一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)连接电路时,开关应______;
(2)如图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流前连接的实验电路,闭合开关后将出现_____ (选填“通路”“断路”或“短路”)。要使电路中两灯并联,可以将导线1接B接线柱的一端改接到_____接线柱。
(3)再接入电流表如图丙,闭合开关前,发现电流表的指针偏转到零刻度线的左端,原因是_________;解决此问题后继续实验,此时电流表测量的是图甲电路_____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(4)测出甲图A、B、C三处电流如表格所示,由此得出初步结论_________(只写表达式,用IA、IB和IC表示)。
位置
A
B
C
电流I/A
0.30
0.24
0.54
(5)为了得出普遍规律,接下来的操作方法是∶______(只选一项)
A. 改变电流表的量程或换电流表再测几次
B. 换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
C. 整理器材,结束实验
D. 分析数据,得出结论
(6)已知电源电压恒定不变,小科利用图丙原有的实验器材,添加一个相同的单刀单掷开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出ABC三处的电流,同样可得出三处电流之间的关系,请在丁图框中画出这个电路图。
24. 如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为RP“40Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图乙补画完整,要求滑动变阻器向右滑时接入的阻值变大;
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是______;
(3)实验时设计并记录了表格如下,其中第______次的实验数据不可能测出,是编造的;通过分析表格中有效数据,得到电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的成______(选填“正比”或“反比”);
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
1.5
2
2.5
3
I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为______A,并记录电压表示数。再将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究,移动滑片,直到电压表示数每次均为_______V,并记录数据;
(5)这四次实验中,当电压表示数调至U时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是______。为完成这四次实验探究,应控制电压表示数U0的范围为______V。
25. 小科同学用如图甲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)请用笔画线代替导线,将电路连接完整,使此时滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压其原因可能是∶_____(填选项前的字母);
A. 灯泡短路 B. 灯泡断路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图丙所示图像,则灯泡正常发光时电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。小科同学调节滑动变阻器的过程中,滑动变阻器的电阻变化量______(选填“>”、“<”或“=”)灯泡的电阻变化量;
(4)测完小灯泡的电阻后,进一步绘制出小灯泡的P-I2和P-U2图像,下列正确的是______;
A. B.
C. D.
(5)小巴想利用小科的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小巴认真思考后,利用小科实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丁所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小巴补全实验步骤。
① 先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为_____;
② 再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数U;
③ 待测电阻Rx=_____(用所测物理量和已知物理量均用符号U额、I额表示)。
(6)老师拿出一阻值约为500Ω电阻Rx,并提供以下器材∶两节新干电池、电压(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω,1A),电阻箱R2(0~999925A)一个∶开关、导线若干,小组讨论后设计了四个电路如图所示,其中能准确测出Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
四、论述计算题(本题共3个小题,第26题6分,第27题6分,第28题8分,共20分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
26. 在图所示的电路中,R1 =15 Ω,R2 =10 Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3 A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1工作1 min产生的热量。
27. 如图甲是一款多功能养生壶,图乙是它的简化电路图,开关S2可以断开、接A或接B。下表为其铭牌,其中低温挡的额定功率已模糊不清,求∶
电源电压(V)
220
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
550
高温挡功率(W)
1100
(1)养生壶在“中温挡”下正常工作时,通过养生壶的电流;
(2)求R2的阻值;
(3)在用电高峰期,家庭电路中电压会低于220V,小蜀想知道高峰期时候的电压,于是在某周末的晚饭时,利用自家电能表(如图丙)测量家庭电路的实际电压。他关闭家中其他用电器,只让该养生壶在高温挡下工作,观察125s内电能表的转盘转了88r,则当时的实际电压为多少V。
28. 如图甲所示,电源电压不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,的示数随着电流变化情况如图乙所示。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源电压和的阻值;
(3)实际电源也有电阻。电源和可以看作是一个内部电阻为的电源。电源的总功率分为两大部分,一部分被自己的内电阻消耗掉了,另外一部分输出到了外界对外做功,称之为输出功率,输出功率占电源总功率的比值叫做输出效率。求图甲中电源的输出效率为时,接入的电阻值为多少。
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