内容正文:
北师大版(郭玉英)物理九年级全一册第十二章 《欧姆定律》单元测试提升卷
一、选择题(共30分:每题3分)
1.如图所示,下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是( )
A.图甲,丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,是摩擦起电现象并创造了电荷
B.图乙,用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时,两箔片因异种电荷相互排斥而张开
C.图丙,验电器A带正电,相同的验电器B不带电。图中是用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间金属棒中的电流方向是从B到A
D.图丁,开始加热时灯泡不亮;加热到红炽状态时灯泡发光;实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化
2.下列物品中,通常情况下属于导体的是
A.玻璃杯 B.铁锅 C.陶瓷碗 D.塑料勺
3.我国科学家研究发现:在温度接近绝对零度时,当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度时,石墨烯的电阻会突然变为零。此时的石墨烯材料属于
A.超导体 B.绝缘体 C.半导体 D.导体
4.科技改变生活,如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便人们监测身体状态。下列关于智能手表的说法正确的是( )
A.手表橡胶表带是绝缘体,内部没有移动的电荷
B.手表屏幕使用的发光二极管主要是用半导体材料制成的
C.手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
D.手表工作时,电池将电能转化为化学能
5.如图所示的电路,电源电压恒定不变,当滑动变阻器滑片从中点向左移动过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表A1、A2和电压表V的示数均变大
B.电流表A1、A2示数差和电压表示数比值不变
C.电压表V和电流表A1、A2的示数均不变
D.电流表A1、A2示数差和电压表示数乘积变大
6.如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮,如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中,若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快;则接入电路中的接线柱为( )
A.a与b B.b与c C.a与c D.以上都可以
7.小兴用一个电压表和阻值为R1的电阻器测量另一个电阻器的阻值R2,设计了如图所示的电路。闭合开关S、断开开关S1时电压表的示数为U1,S和S1均闭合时电压表的示数为U2。假定电源两端电压保持不变,则待测电阻器的阻值R2为(用R1、U1和U2表示)
A. B. C. D.
8.小强要制作一个简易调光台灯,他准备了电压恒为3V的移动电源,规格为“2.5V0.3A”的小灯泡作为光源,一个阻值为1Ω的定值电阻作为保护电阻,四个最大阻值不同的机械式电位器,一个开关、导线若干。若已知小灯泡微亮时,其两端电压为0.5V,通过的电流为0.2A。为了在调节电位器旋钮过程中,小灯泡能从微亮逐渐变为正常发光,则小强应从以下四个电位器中挑选哪个串联在电路中最合适
A.0~5Ω B.0~12Ω C.0~50Ω D.0~100Ω
9.中小学生进行体能测试中有一个项目为坐位体前屈,进行身体柔韧性测试,如图甲所示,测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的挡板,挡板被推动的距离越大,仪器的示数就越大。图乙是模拟电路,电源电压恒定。下列说法正确的是
A.闭合开关不推动时,电流表示数为零
B.闭合开关不推动时,电压表示数为零
C.向前推的距离越大,电流表示数越大
D.向前推的距离越大,电压表示数越大
10.如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器的规格为“35Ω 1.5A”,小灯泡L的额定电流为0.5A,电阻恒为5Ω不变。闭合开关,判断正确的是( )
A.滑动变阻器滑片向右滑动,电压表与电流表示数比值变小
B.滑动变阻器滑片向左滑动,电压表示数变小
C.小灯泡两端最小电压是2V
D.滑动变阻器允许的调节范围是4~35Ω
二、多选题(共12分:每题3分)
11.当前材料科学领域展示出了强大发展潜力和应用价值。关于新材料,下列说法正确的是( )
A.半导体可用来制作LED灯的发光二极管
B.用半导体材料可以制成性能优良的输电线
C.绝缘体不容易导电,是因为内部没有电荷
D.电线的外皮要选用良好的绝缘体,内芯要选用良好的导体
12.图甲是热敏电阻温度计电路图,其中R1是热敏电阻,R1阻值随温度t变化的规律如图乙所示。R2为定值电阻,阻值为100Ω,电源电压可调节变化。测量温度时R1的电流始终保持为2mA。将其中一个电压表表盘改成温度表盘即可测量温度( )
A.应将电压表V2的表盘刻度改成相应的温度刻度
B.在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,通过R1的电流会减小
C.在测温过程中R1两端的电压随温度升高而减小
D.某次测温时,温度表盘上显示的温度是30℃,此时电源电压为0.76V
13.如图所示的电路中,电源电压为3V保持不变,每个灯泡的电阻均为5Ω,不考虑温度对灯丝电阻的影响,整个过程电路均无故障。下列说法正确的是( )
A.当闭合开关、,断开时,电流表A3的示数小于A1的示数
B.当闭合开关,断开、时,电压表和的示数相等
C.当闭合开关、,断开时,L1、L2、L3并联,电压表的示数为3V
D.当三个开关、、都闭合时,电压表的示数为3V
14.小铭同学根据如图所示制作简易调光灯,已知电源电压恒定,灯泡电阻·不变。下列对该电路的分析正确的是
A.若将滑动变阻器滑片向 A端移动,灯泡会变亮
B.若将滑动变阻器滑片向 B端移动,灯泡会变亮
C.若将滑动变阻器A、B两接线柱接入电路,闭合开关后向右调节滑片,灯泡亮度不变
D.若将滑动变阻器C、D两接线柱接入电路,闭合开关后向右调节滑片,灯泡会变暗
三、填空题(共12分:每空1分)
15.滑动变阻器靠改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻,从而改变电路中的电流。一个滑动变阻器上标有“30Ω 2 A”的字样,其中“30 Ω”表示 , “2 A”表示允许通过的 。
16.实验桌上备有如图所示的实验器材,其中四根电阻丝的长度、横截面积和材料标注如图,请回答下列问题:
(1)探究导体电阻大小跟导体横截面积是否有关,应选用1号和 号电阻丝。
(2)将3、4号电阻丝分别接入电路中,接入 号电阻丝时电流表的示数较大。
17.如图所示,为一身高测量仪的电路图,当方框A中为 ,方框B中为 时,被测人身高变高时电表的示数增大。(选填“电流表”、“电压表”或“定值电阻”)
18.如图所示是一款电子握力计的电路原理图,电源电压不变。M、N均为金属板,N固定不动,当握力F增大时,电压表的示数 ,电路中的电流 。
19.当某导体两端的电压为8V时,10s内通过导体横截面的电荷量为5C,则通过该导体的电流为 A,导体的电阻为 。当该导体两端的电压为6V时,它的电阻 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
四、实验探究题(共8分:每空1分)
20.小明利用题图所示电路测量小灯泡正常工作时的电阻,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将题18图电路连接完整。闭合开关前,滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,他发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查,电表和导线完好,则故障可能是小灯泡 。
(3)故障排除后,闭合开关,电压表示数为1.7V,为让小灯泡正常工作,此时应向 (选填“左”或“右”)移动滑片P,使电压表示数为 V,此时电流表示数为0.2A。由此可知,小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
(4)将小灯泡换成一个定值电阻,还可以进行的实验是 。(写出一个即可)
21.为了制作一个最大阻值为Rₘ的滑动变阻器,某同学需要购买一种电阻丝,实验室恰好有一小段同种规格电阻丝样品,长为l0,他想利用该样品估算所需电阻丝的长度L。已知该种电阻丝粗细均匀,且其阻值与长度成正比。
(1)第一步:测量长为l0的样品电阻Rₓ的阻值
利用学生电源(两端电压保持不变)、定值电阻R0、一个已调零的电流表、两个开关和导线若干设计了如图所示的电路进行实验,主要实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表的示数为I1。
②闭合开关S1、S2,记录电流表的示数为I2。
③写出样品电阻Rₓ阻值的表达式: (用R0、I1、I2表示)
(2)第二步:写出制作滑动变阻器所需电阻丝的长度L表达式: (用Rₘ、l0、Rₓ表示)
五、计算题(共18分)
22.如图甲所示,是小亮为测量击打力而设计的简易模拟电路图,闭合开关S,当击打压力应变片 R 时,可以通过电流表的示数来反映击打力的大小。已知电源两端电压为 24V且保持不变,定值电阻R0的阻值为20Ω,电流表的量程为0~0.6A,压力应变片R的电阻值与击打力 F的关系如图乙所示。求:
(1)当小亮用1000N的力击打压力应变片R时,电流表的示数。
(2)在保证电路元件安全的情况下,该电路能测量的最大击打力。
(3)为使该电路能测量3000N的击打力,需要对小亮的设计进行改进。在不改变电路连接方式、电流表的量程及压力应变片R的情况下,请你通过计算提出一种合理的改进建议。
23.在如图所示的电路中,R1的阻值为20Ω,R2的阻值为30Ω,电源电压不变。当开关S1、S3断开, S2闭合时, 电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S2、S3断开,S1闭合时,电流表的示数大小;
(3)改变开关的开闭状态后,电流表示数的最大值。
24.图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻R2的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻R1=200Ω。某次测量时,只闭合开关S1,电流表示数为100mA,再闭合开关S2,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
(3)空气中的湿度为20%时,电流表示数为多少。
六、综合题(共10分:每空1分)
25.小林最近在深南大道上看到越来越多的无人驾驶出租车投入使用。
(1)无人驾驶车辆应用5G技术在一两公里之外提前感知交通信号灯,5G芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是( )
A.超导材料 B.半导体材料 C.磁性材料 D.绝缘材料
(2)他查阅资料了解到无人驾驶汽车的感知系统由激光雷达()和视觉摄像头()两个核心部件组成,其简化电路如图甲所示,已知某一时刻,两电流表的指针均如图乙所示,则此时通过的电流为 ;
(3)小林出于好奇,又查阅了传统燃油车的工作原理,了解到燃油车主要由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分构成(如图丙)。其中,发动机负责将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,再通过底盘的传动机构,将动力传递至车轮,驱动汽车行驶。而电气设备则主要提供点火、启动及照明等功能。燃油车通常配备三缸、四缸或六缸等多缸发动机(如图丁),每个汽缸都进行着四冲程循环。由于各个汽缸 做功(选填“交替”或“同步”),所以发动机能保持相对平稳的运转。已知某四缸发动机飞轮的转速为,则该发动机每秒做功 次;
(4)了解完发动机后,小林看到一个古时候玩具“饮水鸟”,如图所示。它的神奇之处在于能不停地“点头喝水”。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气中的热量汽化后,球内气压增大,将剩余部分乙醚压入上球,“饮水鸟”的重心上移“低头喝水”,如图乙,此时上下球连通气压相同,乙醚流回下球,恢复图甲状态,如此反复。下列说法正确的是( )
A.下球中乙醚汽化的过程,是通过做功的方式改变了内能大小
B.“饮水鸟”能量转化的过程不遵循能量守恒定律
C.乙醚汽化,球内气压增大,将剩余部分乙醚压入上球的过程中,空气的内能转化为“饮水鸟”的机械能
D.即使空气温度很低,“饮水鸟”也不会停下来
26.电动车作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势,将电动车作为中国进入21世纪汽车工业的切入点,不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择,同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。如图1所示的电动车,只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,速度可大可小。
(1)这车钥匙实质相当于一个 ,给电动车充电时,电动车的蓄电池相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
(2)图2是电动车的充电插口,内有金属插脚,在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰;图3是电动车的局部电路图,其中控制器是指电动车利用蓄电池工作的所有用电器。如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚,可能会造成 (选填“蓄电池”、“控制器”或“充电插口”)损坏。
(3)电动自行车两刹车手柄(如图4)中各有一只开关S1和S2;在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,电路符合要求的是 。(选填字母)
A. B.
C. D.
(4)电动自行车的调速把手相当于一个 (选填“电流表”或“滑动变阻器”或“电压表”)。
七、科普阅读题(共10分:每空1分)
27.请阅读《智能机器人》并回答。
智能机器人
在人工智能技术飞速发展的今天,智能机器人已成为人们生活中的得力助手。
智能机器人拥有相当发达的“大脑”———中央处理器,能够处理海量信息。更重要的是,它通过多种信息传感器构建起敏锐的“感官”系统:视觉传感器如同它的“眼睛”,可以识别物体的形状、颜色和距离;听觉传感器让它能够接收语音指令;触觉和力觉传感器则赋予其“手足”以细腻的触感,从而实现轻柔抓取。所有这些信息汇集到“大脑”,经过处理和分析后,再通过“效应器”————主要是各种电动机,来驱动它的“手”“脚”等运动部件,
完成诸如搬运、送餐、清洁等复杂任务。机器人为了有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来债测障碍物信息,当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行进路线。
图甲是餐饮行业中使用的送餐智能机器人。该机器人具有过载自动保护系统,其电路原理可简化为如图乙所示的电路,此电路中的电源电压为12V,R0的阻值是10Ω,托盘上的压力传感器(可等效为可变电阻)阻值R随所受压力F变化的图像如图丙所示,触发器(不计其电阻)为电路的保护开关。当电路中的电流达到0.6A时,触发器断开,电铃会发声,提示过载。下表为机器人的部分参数,其中“电池的比能量”为电池充满电后,单位质量的电池所能输出的电能。当电池可输出的电能减为其满电状态的10%时,智能机器人进入自动回充状态,会自动寻找充电座充电。
电池的质量
2kg
减速器的减速比
30:1
电池的比能量
150 W·h/ kg
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
32.请根据上述材料,回答下列问题:
(1)关于智能机器人,下列说法正确的是____(选填选项前的字母)。
A.智能机器人的视觉传感器只能识别颜色而不能识别形状
B.智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时,是将机械能转化为电能
C.触发器未断开时,智能机器人托起的物体质量越大,电路中的电流越大
D.该智能机器人所用的电池,每1kg的电池所能输出的电能为150J
(2)为避免过载、托盘所受的压力应小于 N。
(3)若该机器人每行驶1m、消耗的电能不超过150J,机器人进入自动回充状态时,为确保其能顺利返回充电,机器人离充电座的路程不能超过 m。
28.某地区每天产生的污水量接近90万吨,污水处理厂会产生大量的沼气,沼气的主要成分甲烷(CH4)是一种无色无味的气体燃料。甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)在5%~15%范围内,遇到明火会发生爆炸。污水处理厂沼气报警系统的重要组成部分:气体传感器,它使用的材料是二氧化锡,二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度的增大而减小,使用简单电路即可将电阻的变化转换为甲烷气体浓度相对应的电信号,某只二氧化锡电阻Rx的相关信息如表所示:
甲烷气体浓度(%)
0
20
40
60
80
100
Rx (Ω)
25
20
15
10
7
5
(1)甲烷气体燃烧是 能转化为 能;
(2)小明利用如图所示电路图制作成甲烷气体浓度检测仪(电压为6V的电源,R0是阻值为15Ω的定值电阻,Rx是二氧化锡电阻),由于串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,则电流表选择 (选填“0~0.6A”或“0~3A”)的量程。当甲烷气体浓度增大时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)某污水处理厂利用该甲烷气体浓度检测仪检测甲烷气体的浓度,当电流表的示数为0.2A时,此时甲烷气体浓度大约是 ,一旦遇到明火, (选填“会”或“不会”)发生爆炸;
(4)若每吨污水能产生5.8m3的沼气,南海区每天产生的污水生成的沼气完全燃烧,沼气的利用率为50%,则可以节约 t的煤炭。(已知q沼气=2.0×107J/m3,q 煤炭=2.9×107J/kg)
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.摩擦起电发生了电子的转移,故A错误;
B.验电器的工作原理是同种电荷互相排斥,故B错误;
C.验电器A带正电,吸引一部分自由电子从B验电器转移到A验电器,电子的方向和电流方向相反,所以金属棒中的电流方向是从A到B,故C错误;
D.常温下玻璃是绝缘体,所以开始加热时灯泡不亮,加热到红炽状态时灯泡发光,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化,故D正确。
故选D。
【分析】1、验电器的工作原理:同性电荷相互排斥,当A带正电时会吸引B的负电荷到A,B失去负电荷带正电,张角变大,A得到负电荷张角变小;电流的方向:与电子定向移动的方向相反,所以形成电流方向为A向B。
2、两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电;摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子)。
2.【答案】B
【解析】【解答】导体是指容易导电的物体,金属是最常见的导体之一。
铁锅的材质是铁,属于金属,能够自由移动电子,因此是导体。
玻璃杯(玻璃)、陶瓷碗(陶瓷)、塑料勺(塑料)都属于绝缘体,它们内部几乎没有可以自由移动的电荷,不容易导电。
故答案为:B。
【分析】1、导体与绝缘体的定义
导体:容易导电的物体,内部存在大量可以自由移动的电荷(如金属中的自由电子)。
绝缘体:不容易导电的物体,内部几乎没有可以自由移动的电荷。
2、常见的导体与绝缘体
常见导体:金属(铁、铜、铝等)、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等。
常见绝缘体:玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、干燥的木材等。
3、本质区别
导体和绝缘体的本质区别在于内部自由电荷的数量,导体有大量自由电荷,而绝缘体几乎没有。
3.【答案】A
【解析】【解答】由题意,在温度接近绝对零度时,当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度时,石墨烯的电阻会突然变为零,可知此时的石墨烯是超导体,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】在特定条件下电阻为零的是超导体。
4.【答案】B
【解析】【解答】 A.橡胶表带是绝缘体,橡胶里面几乎没有自由移动的电荷,并不是没有,只是很少,故A错误;
B.发光二极管是半导体材料制成的,故B正确;
C.手表里的芯片采用超导技术,超导体是在低温下,电阻变成零的现象,故C错误。
D.手表电池属于干电池,工作时是把化学能转化为电能,故D错误。
故选:B。
【分析】
绝缘体是不容易导电,原因是内部几乎没有自由电荷;
根据半导体和超导体的应用分析即可;
手机电池属于干电池,工作时将化学能转化为电能。
5.【答案】B
【解析】【解答】根据题目描述,当开关闭合时,电路形成并联结构。电压表测量的是电源电压,电流表A1位于干路测量总电流,电流表A2位于滑动变阻器支路测量该支路的电流。
AC选项分析:当滑动变阻器的滑片从中点向左移动时,接入电路的电阻值增大。根据欧姆定律(),该支路电流减小,因此A2示数变小;定值电阻支路的电流保持不变。根据并联电路电流特性,总电流(A1示数)也随之减小;而电压表示数(电源电压)保持不变。因此AC选项错误。
BD选项分析:A1与A2的示数差即为定值电阻支路的电流,该值保持不变。电压表示数也不变,因此两者比值和乘积均保持不变。故B选项正确,D选项错误。
正确答案为B。
【分析】电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向左移动时,接入电路中的阻值变大;
欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比;
并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,电阻规律。
6.【答案】B
【解析】【解答】解:若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快,即电路中电流表变大,电位器接入电路中的电阻变小,则接入电路中的接线柱为b与c,故ACD错误、B正确。
故选:B。
【分析】 电位器的实质是滑动变阻器,与用电器串联在电路中,靠通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电流。
7.【答案】C
【解析】【解答】当闭合开关S、断开S1:R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压,示数为U1。
根据欧姆定律,电路中的电流为,当 S、S1 均闭合:R2被短路,只有R1接入电路,电压表测量电源电压,示数为U2。因此电源电压U=U2。
在串联状态下,R2两端的电压为UR2=U2-U1
由于串联电路电流处处相等,R2的电流也为I=。
根据欧姆定律R=,得。
故答案为:C。
【分析】1、串联电路的特点:串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。
2、欧姆定律:,用于计算电路中的电流和电阻。
3、短路的判断:当开关S1闭合时,R2被短路,不接入电路。
4、电源电压的测量:通过开关的通断,利用电压表间接测量电源电压。
8.【答案】B
【解析】【解答】 解:灯泡正常发光时,保护电阻两端电压U0=ILR0=0.3A×1Ω=0.3V,
电位器两端电压U2=U-UL-U0=3V-2.5V-0.3V=0.2V,
电位器接入电路的电阻,
小灯泡微亮时,其两端电压为0.5V,通过的电流为0.2A,
可知电位器两端电压U2'=U-UL-IR0=3V-0.5V-0.2A×1Ω=2.3V,
电位器接入电路的电阻,
由于电位器要求在0.67Ω~11.5Ω范围内调节,A电位器的最大电阻小于11.5Ω,不符合要求,B、C和D电位器的最大阻值大于11.5Ω,都符合要求,B电位器可利用部分大,调节更精细,更经济合算,C和D电位器无效部分较多,调节不精细且不经济合算,故B正确。
故选:B。
【分析】灯泡正常发光时,由欧姆定律得到保护电阻两端电压U0,同串联电路电压规律得到电位器两端电压U2,由欧姆定律得到电位器接入电路的电阻R2,小灯泡微亮时,其两端电压为0.5V,通过的电流为0.2A,由欧姆定律和串联电压规律得到电位器两端电压U2',由欧姆定律得到电位器接入电路的电阻R2',由于电位器要求在0.67Ω~11.5Ω范围内调节,所以0~12Ω的电位器最合适。
9.【答案】C
【解析】【解答】图中,滑动变阻器R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,
AB、闭合开关,不推动时,变阻器R1的最大电阻与R2串联,电路的电阻较大,电流较小,但不为零,变阻器R1分压最大,故AB错误;
CD、图中,向前推的距离越大,R1连入电阻越小,总电阻越小,根据,电流变大,电流表示数越大;根据U=IR,R2两端的电压越大,则滑动变阻器两端的电压越小,压夷示数械小,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】滑动变阻器R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,根据推动的距离判定滑动变阻器接入电路中电阻的变化,判定电路中电流的变化和电压变化规律。
10.【答案】B
【解析】【解答】 解:A、由题意可知,变阻器与灯泡串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值。当滑动变阻器滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,所以该比值变大,故A错误。
B、当滑动变阻器滑片向左滑动时,其接入电路的电阻变小,根据串联电路分压原理,电阻越小,分得的电压越小,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数变小,故B正确。
C、因为电压表量程为 0~3V,当电压表示数最大为3V时,根据串联电路电压规律U=U1+U2,
此时小灯泡两端的电压最小,UL小=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V,故C错误。
D、已知灯泡的额定电流为0.5A,根据欧姆定律可得灯泡正常发光时两端电压UL=ILRL=0.5A×5Ω=2.5V,
此时滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V,则滑动变阻器接入电路的最小电阻;当电压表示数最大为 3V 时,电路电流最小,,
滑动变阻器接入电路的最大电阻,
所以滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,故D错误。
故选:B。
【分析】 (1)由题意可知,变阻器与灯泡串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值。当滑动变阻器滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,所以该比值变大。
(2)当滑动变阻器滑片向左滑动时,其接入电路的电阻变小,根据串联电路分压原理,电阻越小,分得的电压越小,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数变小。
(3)因为电压表量程为 0~3V,当电压表示数最大为3V时,根据串联电路电压规律U=U1+U2,此时小灯泡两端的电压最小,UL小=U-U滑大。
(4)已知灯泡的额定电流为0.5A,根据欧姆定律可得灯泡正常发光时两端电压UL=ILRL,此时滑动变阻器两端电压U滑=U-UL,则滑动变阻器接入电路的最小电阻;当电压表示数最大为3V 时,电路电流最小,,滑动变阻器接入电路的最大电阻,求得滑动变阻器允许的调节范围。
11.【答案】A,D
【解析】【解答】A、 半导体可用来制作LED灯的发光二极管 ,故A正确;
B、半导体具有单向导电性,家庭常用电流为交流电,使用半导体会有较大电阻,故B错误;
C、绝缘体内部几乎不存在可以移动的电荷,故C错误;
D、为了用电安全, 电线的外皮要选用良好的绝缘体,内芯要选用良好的导体 ,故D正确。
综上选D。
【分析】1、半导体的应用:常用作发光二极管,
2、超导体:在特殊情况电阻为0,所以电饭锅中的电热丝不是由超导材料制成的, 用超导体材料制作输电线能够减少电能的损失;
3、家庭安全用电原则:不同时使用功率较大的电器,避免电路中功率较大导致电流较大,引发火灾、不湿手接触用电器开关、不在电线上上晾衣服,金属外壳要接地,避免发生触电。
12.【答案】C,D
【解析】【解答】 解:A、由题意知电流表的示数不变,根据U=IR知定值电阻R2两端的电压不变,由于电源电压变化,所以电压表V1的示数变化,所以应将电压表V1的表盘刻度改成相应的温度刻度,故A错误;
B、在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的温度不变,其阻值不变,通过的电流不变,故B错误;
C、从图乙可知,热敏电阻R1的电阻随温度升高而降低,由于通过R1的电流不变,由U=IR知,热敏电阻R1两端的电压随温度升高而减小,故C正确;
D、由图乙可知,温度表盘上显示的温度是30℃时,R1的电阻值为280Ω,此时的电源电压为:U=I(R1+R2)=2×10-3A×(280Ω+100Ω)=0.76V,故D正确。
故选:CD。
【分析】 (1)根据电流表示数的变化和欧姆定律判断出电压表V1示数的变化,进而得出结论;
(2)测温时,根据图乙可知热敏电阻R1的阻值随温度的变化,根据欧姆定律得出R1两端的电压与温度的关系;
(3)测温时,由图乙得出当温度表盘上显示的温度是30℃时R1的电阻值,由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出此时的电源电压。
13.【答案】B,D
【解析】【解答】A、闭合S1、S2,断开S3时,L1被短路,L2和L3串联。电流表A1、A3都测串联电路的电流,示数相等,故A错误。
B、闭合S1,断开S2、S3时,L1、L2、L3串联。电压表V2测L1和L2的总电压,V3测L2和L3的总电压。串联电路中电流,UV2=I(R1+R2)=0.2A×10=2V,UV3=I(R2+R3)=0.2A×10= 2V,示数相等,故B正确。
C、闭合S1、S3,断开S2时,L3被短路,L1和L2并联(并非三个灯并联)。电压表V1测电源电压,示数为3V,但电路连接描述错误,故C错误。
D、三个开关都闭合时,L3被短路,L1和L2并联,电压表V1测电源电压,示数为3V,故D正确。
故答案为:BD。
【分析】1、电路的串并联判断:短路(导线直接接用电器两端)、串联(用电器首尾相连)、并联(用电器两端分别相连)的识别方法。
2、电流表/电压表的使用:电流表串联测电流,电压表并联测电压;串联电路电流处处相等,并联电路各支路电压等于电源电压。
3、欧姆定律:,结合串并联电路的电阻、电流、电压规律计算电表示数。
4、串联电路规律:总电阻R总=R1+R2+…+Rn,总电压U总=U1+U2+…+Un,电流处处相等。
5、并联电路规律:各支路电压等于电源电压,总电流等于各支路电流之和。
14.【答案】B,C
【解析】【解答】A、原图中滑动变阻器采用“一上(C)一下(B)”接线,有效电阻为B到滑片的部分。若滑片向A端移动,B到滑片的电阻变长,电路总电阻变大,电流变小,灯泡会变暗,并非变亮。错误。
B、若滑片向B端移动,B到滑片的电阻变短,电路总电阻变小,电流变大,灯泡会变亮。正确。
C、若将滑动变阻器A、B两接线柱(下接线柱)接入电路,滑动变阻器的最大电阻全部接入(相当于定值电阻),滑片移动无法改变电路电阻,电流不变,灯泡亮度不变。正确。
D、若将滑动变阻器C、D两接线柱(上接线柱)接入电路,滑动变阻器相当于导线(电阻为0),滑片移动不改变电路电阻,灯泡亮度不变,并非变暗。错误。
故选BC。
【分析】本题核心考查滑动变阻器的接线方式与电阻变化规律,需明确:
滑动变阻器“一上一下”接线时,有效电阻由下接线柱到滑片的部分决定,滑片靠近下接线柱时电阻变小,远离时电阻变大;
接“两下接线柱”时,滑动变阻器为定值电阻(最大阻值),滑片移动不改变电阻;
接“两上接线柱”时,滑动变阻器相当于导线,电阻为0,滑片移动无影响。
常见易错点:
混淆滑动变阻器的有效电阻部分,误判滑片移动时的电阻变化;
忽略“两下”“两上”接线时的电阻特性。
解题关键:根据滑动变阻器的接线方式,确定有效电阻部分,再分析滑片移动或接线变化对电路电阻、电流的影响。
15.【答案】长度;滑动变阻器的最大阻值是30Ω;滑动变阻器允许通过的最大电流是2A
【解析】【解答】 滑动变阻器是靠改变接入电路电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流。
一个滑动变阻器上标有“30Ω 2 A”的字样,其中“30 Ω”表示滑动变阻器的最大阻值是30Ω,“2 A”表示允许通过的滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。
【分析】1.滑动变阻器工作原理:移动滑片改变接入电路电阻丝的长度,来改变接入电路的电阻,来改变电路中的电流。
2.滑动变阻器铭牌上标有电流值和电阻值,电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流,电阻值表示滑动变阻器的最大电阻值。
16.【答案】(1)3
(2)4
【解析】【解答】 解:(1)要探究导体电阻大小跟导体横截面积是否有关,需要控制导体的长度和材料相同,而横截面积不同,所以应选用1号和3号电阻丝;
(2)将3、4号电阻丝分别接入电路,两电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,3号电阻丝的长度长,当材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,接入3号电阻丝时电流表的示数小,接入4号电阻丝时电流表的示数较大。
故答案为:(1)3;(2)4。
【分析】 (1)影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积以及温度,根据控制变量法的要求,并结合实验目的或实验现象分析答题;
(2)当材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
17.【答案】电压表;定值电阻
【解析】【解答】解:由图可知,A处元件与滑动变阻器并联,应为电压表或定值电阻;B处元件串联在电路中,应为电流表或定值电阻。
若A处为定值电阻、B处为电流表,当被测人身高变高时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流变小,即电表的示数减小,不符合题意;
若A处为电压表、B处为定值电阻,当被测人身高变高时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,其两端电压增大,即电压表的示数增大,同时若滑动变阻器接入电路的阻值过小时,可以避免电路中的电流过大而损坏电路,故A中为电压表,B中为定值电阻。
故答案为:电压表;定值电阻。
【分析】 根据电流表和电压表的连接方式判断A处元件类型;为防止电路中的电流过大,B处应串联一个保护电阻。
18.【答案】变大;变小
【解析】【解答】定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流(因串联电路电流处处相等)。握力F增大,金属板M受压使滑动变阻器R的滑片上移,接入电路的电阻丝变长,R接入电路的阻值变大。根据欧姆定律,电源电压不变,R增大,则R总增大,所以电路中电流I变小。
定值电阻R0两端电压U0= IR0,因I变小、R0不变,所以U0变小。又因电源电压U=U0+UR(UR为R两端电压,即电压表示数),U不变、U0变小,故UR变大 ,即电压表示数变大。 故答案为:变大;变小。
【分析】1、串联电路特点:串联电路中,电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,总电阻等于各电阻之和。
2、欧姆定律应用:欧姆定律是分析动态电路的核心公式,反映电流、电压、电阻的定量关系。
3、滑动变阻器的作用:滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,进而改变电路电流和部分电路电压。
19.【答案】0.5;16;不变
【解析】【解答】解:当某导体两端的电压为8V时,10s内通过导体横截面的电荷量为5C,则通过该导体的电流为,根据欧姆定律可得导体的电阻:,
导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关,当该导体两端的电压为6V时,它的电阻不变。
故答案为:0.5;16;不变。
【分析】根据Q=It计算10s内通过导体横截面的电荷量为5C时通过该导体的电流,根据欧姆定律计算导体的电阻,
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
20.【答案】(1)左
(2)断路
(3)右;2.5;12.5
(4)通过导体的电流与导体两端电压的关系
【解析】【解答】(1)测量小灯泡正常工作时的电阻时,需用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流,而小灯泡正常工作时的电压为2.5V,所以电压表应选用小测量范围并联在灯泡两端,如所示:
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,如图所示,即滑片P应处于最左端。
(2)由图可知,电路时串联的,闭合开关后,小灯泡始终不亮,电流表几乎无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极之间是通路,是与电压表并联的小灯泡断路。
(3)故障排除后,闭合开关,电压表示数为1.7V,小于灯泡额定电压2.5V,为让小灯泡正常工作,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以应向右移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数为0.2A,则小灯泡正常工作时的电阻为:
(4)若把实验器材中的小灯泡换成一个定值电阻,即可以保持电阻的阻值不变,可以探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
【分析】(1)电压表应并联在小灯泡的两端,根据小灯泡额定电压确定电压表选用的测量范围;
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处;
(2)闭合开关,移动滑片P,他发现小灯泡始终不亮,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源之间是通路,是与电压表并联的部分电路发生了断路;
(3)根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;根据求出小灯泡正常工作时的电阻;
(4)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,应保持电阻的大小不变,据此分析。
21.【答案】(1)
(2)
【解析】【解答】(1)1、当闭合开关S1,断开开关S2时,Rx与R0串联,根据欧姆定律U=IR,此时电源电压U=I1(Rx+R0)。
2、当闭合开关S1、S2时,Rx被短路,电路中只有R0,此时电源电压U=I2R0。
3、因为电源电压不变,所以I1Rx+R0=I2R0,展开式子得到I1Rx+I1R0=I2R0,移项可得I1Rx=I2R0-I1R0=(I2-I1)R0,那么
因为该种电阻丝粗细均匀,且其阻值与长度成正比,即,通过交叉 - 相乘可得。
故答案为:(1);(2)。
【分析】1、电路通断与短路
开关S2闭合时,样品电阻Rx被短路,电路只剩R0。
2、欧姆定律
电源电压不变,通过两次电流的测量值,可计算出Rx的阻值。
3、电阻与长度的正比关系
同种规格电阻丝,阻值和长度成正比,用这个关系可以算出需要的电阻丝长度。
22.【答案】(1)解:由图甲可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流;
用1000N的力击打压力应变片R时,由图乙可得压敏电阻R=30Ω;
根据欧姆定律和串联电路的特点知,电流。
答:当小亮用1000N的力击打压力应变片R时,电流表的示数是0.48A。
(2)解:在保证电路元件安全的情况下,电流最大为0.6A;
根据欧姆定律和串联电路的特点知,,根据乙图知,最大击打力为2000N;
答:在保证电路元件安全的情况下,该电路能测量的最大击打力是2000N。
(3) 解:为使该电路能测量3000N的击打力,R''=10Ω;如果电源电压不变,故可以增大定值电阻的大小;
根据欧姆定律和串联电路的特点知,。
答:为使该电路能测量3000N的击打力,将定值电阻增大为30Ω。
【解析】【分析】由图甲可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流;
(1)由图乙可得压敏电阻的阻值,再由串联电路的特点和欧姆定律计算得到此时电流的大小;
(2)根据电流表的量程,得到电路最大电流,根据欧姆定律和串联电路的特点计算R的大小,确定力的大小。
(3)当物重越大时,R越小,为保证电流不量程,需要增大R0的电阻或减小电源电压,据此解答。
23.【答案】(1)解:由题可知,当S1、S3断开且S2闭合时,电路中只有R2接入,电流表读数为0.2 A,通过欧姆定律可计算,电源电压:
答: 电源电压 6v
(2)解:由题意可知,当S2、S3断开,S1闭合时,R1和R2串联,根据欧姆定律和串联电路电阻的特点可计算,电流:
答: 当开关S2、S3断开,S1闭合时,电流表的示数大小
(3)解: 根据公式可知,当电压一定时,电阻最小时,电路中通过的电流最大,根据并联电路电阻规律可知,只有当R1与R2并联时,总电阻最小,根据欧姆定律和并联电路电压的特点可知,电流最大为:
答: 改变开关的开闭状态后,电流表示数的最大值
【解析】【分析】本题核心考查串、并联电路的规律及欧姆定律的应用,涉及以下知识点:
电路结构判断:根据开关通断状态,确定电路是单一电阻接入、串联还是并联;
欧姆定律:利用、计算电压、电流;
串并联电路特点:串联总电阻为各电阻之和;并联各支路电压等于电源电压,总电流为各支路电流之和。
常见易错点:开关通断对应的电路结构判断错误,导致电阻或电流计算偏差;
计算并联总电流时,误将总电阻直接代入欧姆定律(忽略并联电流的叠加规律);
混淆串、并联电路的电阻/电流规律,公式应用错误。
解题关键:先根据开关状态确定电路连接方式,再结合串并联规律,用欧姆定律逐步推导物理量。
24.【答案】(1)解:只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表示数为100mA=0.1A,
根据欧姆定律可知电源电压U=I1R1=0.1A×200Ω=20V;
答:电源电压为20V;
(2)解:再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为200mA=0.2A,
根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I-I1=0.2A-0.1A=0.1A,
根据欧姆定律可知传感器电阻R2的阻值
从图中可知此时空气中的湿度为60%;
答:此时空气中的湿度为60%;
(3)解:空气中的湿度为20%时,传感器电阻R2的阻值R2'=400Ω,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流分别为:
根据并联电路的电流特点可知电流表示数为I'=I1'+I2'=0.1A+0.05A=0.15A。
答:空气中的湿度为20%时,电流表示数为0.15A。
【解析】【分析】(1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律可知电源电压;
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流,根据欧姆定律可知传感器电阻R2的阻值,从图中可知此时空气中的湿度;
(3)空气中的湿度为20%时,传感器电阻R2的阻值R2'=400Ω,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点可知电流表示数。
25.【答案】(1)B
(2)1.12
(3)交替;100
(4)C
【解析】【解答】(1)半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,制造芯片的主要材料是半导体材料。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)分析图甲所示电路可知,当闭合开关后,、并联,电流表测的电流,电流表测干路电流。两个电流表指针偏转均为图乙所示,根据并联电流规律可知,电流表选用0~3A的量程,分度值为0.1A,示数为1.4A,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,即的电流为0.28A,则通过的电流为:
(3)汽油机获得动力的是做功冲程;某轿车采用四缸发动机,每个汽缸都进行四冲程循环,由于各个汽缸交替做功,所以发动机转动的比较平稳。
已知某四缸发动机飞轮的转速为=。发动机飞轮转动2圈,完成4个冲程,对外做功1次,则该发动机每个汽缸每秒做功25次,则该四缸发动机每秒做功次数为:
25次×4=100次。
(4)A.下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),下球中乙醚吸收空气中的热量汽化,所以是通过热传递的方式改变了内能大小,不是做功,故A错误;
B.任何物体在能量转化和转移过程中都遵循能量守恒定律,故B错误;
C.乙醚汽化,球内气压增大,将剩余部分乙醚压入上球的过程中,空气对外做功将内能转化为乙醚的机械能,故C正确;
D.若空气温度很低,乙醚无法吸热汽化,“饮水鸟”会停止运动,故D错误。
故选C。
故答案为:(1)B;(2)1.12;(3)交替;100;(4)C。
【分析】(1)半导体具有独特的导电性,可快速精准控制其导电性能,满足芯片对信号处理和存储的需求。
(2)由图可知,两电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路中的电流;根据并联电路的电流规律确定两个电流表所选量程和示数大小,并求得通过R2的电流;
(3)汽油机获得动力的是做功冲程;某轿车采用四缸发动机,每个汽缸都进行四冲程循环,由于各个汽缸交替做功,所以发动机转动的比较平稳。
根据飞轮的转速3000r/min可求出每秒飞轮转动的圈数;四冲程内燃机每个工作循环,完成四个冲程,飞轮转动2周,对外做功1次;
(4)①改变内能的方式有两种,一种是做功,另一种是热传递,乙醚汽化是吸收热量,属于热传递;
②能量守恒定律是普遍适用的,任何能量转化和转移过程都遵循;
③球内气压增大将乙醚压入上球,将空气内能转化为乙醚的机械能;
④“饮水鸟”工作过程依赖乙醚汽化吸热,空气温度过低,乙醚无法汽化,“饮水鸟”会停止工作。
(1)制造芯片的主要材料是半导体材料,半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)分析图甲所示电路可知,当闭合开关后,、并联,电流表测电流,电流表测干路电流。两个电流表指针偏转均为图乙所示,根据并联电流规律可知,电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为1.4A,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,即电流为0.28A,则电流为
(3)[1]各个汽缸交替做功时,发动机获得的动力相对稳定,才能保持相对平稳的运转。
[2]已知某四缸发动机飞轮的转速为,即。发动机飞轮转动2圈,完成4个冲程,对外做功1次,则该发动机每个汽缸每秒做功25次,则该四缸发动机每秒做功100次。
(4)A.下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),下球中乙醚吸收空气中的热量汽化,所以是通过热传递的方式改变了内能大小,故A错误;
B.能量不管如何转化和转移,总量都是不变的。“饮水鸟”能量转化的过程遵循能量守恒定律,故B错误;
C.做功的实质是能量的转化。乙醚汽化,球内气压增大,对外做功,将剩余部分乙醚压入上球的过程中,空气的内能转化为“饮水鸟”的机械能,使得“饮水鸟”的重心上移“低头喝水”,故C正确;
D.若空气温度很低,下球中的乙醚汽化太慢,气压变小,很难将乙醚压入上球,饮水鸟的重心不能上移,饮水鸟会慢慢地停下来,故D错误。
故选C。
26.【答案】(1)开关;用电器
(2)蓄电池
(3)D
(4)滑动变阻器
【解析】【解答】(1) 车钥匙与蓄电池的角色
车钥匙旋转后控制电路通断,因此相当于开关;
给电动车充电时,蓄电池消耗电能(将电能转化为化学能储存),因此相当于用电器。
(2) 硬币接触充电插口的危害
硬币是导体,接触充电插口的两个金属脚时,会直接连通蓄电池的正负极,造成蓄电池短路,因此可能损坏的是蓄电池。
(3) 刹车开关的电路设计
要求“任意一只手柄的开关断开,电动机就停止工作”,说明两个开关需串联(串联电路中一个开关断开,整个电路断路)。
观察选项:
A:开关并联,断开一个开关,电动机仍能工作,不符合;
B、C:开关连接方式错误,无法实现“任意断开即停止”;
D:、串联,控制电动机,符合要求。
因此选。
(4) 调速把手的元件类型
调速把手可以改变电动车的速度(即改变电路中的电流),相当于滑动变阻器(通过改变自身电阻,调节电路电流,从而控制速度)。
【分析】这道题围绕电动车的电路相关元件与控制逻辑展开,核心是结合电路基本概念(开关、用电器)、短路危害、开关的控制方式及调速元件的作用,分析各问题对应的电路知识:
1.车钥匙通过通断控制电路,相当于开关;充电时蓄电池消耗电能,充当用电器.
2.硬币触碰充电口金属脚会造成蓄电池短路,进而损坏蓄电池
3.两个刹车开关需任一断开都能使电机停止,对应开关串联控制电机的电路结构。
4.调速把手通过改变电路电阻调节速度,相当于滑动变阻器。
总结:本题关键是利用电路的基本元件功能、短路的危害、开关的串联控制逻辑,以及滑动变阻器的调速原理对应分析电动车各部件的电路角色与控制方式。
(1)[1]车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以车钥匙是一个开关,控制电路的通断。
[2]给电动车充电时,蓄电池消耗电能,此时蓄电池相当于用电器。
(2)因为硬币是导体,将硬币碰到充电插口的两个金属插脚时,使蓄电池的正负极相连,因此会造成蓄电池短路,从而造成蓄电池损坏。
(3)在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关应串联进电路中,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)由题意可知,速度可大可小,即通过电路中的电流可大可小,当电压一定时,可以通过改变电路中的电阻来改变电路中的电流,所以调速把手相当于一个滑动变阻器,来调节电路中的电流,实现速度的调节。
27.【答案】(1)C
(2)175
(3)432
【解析】【解答】 解:(1)A.根据短文内容可知该智能机器人的视觉传感器如同它的“眼睛”,可以识别物体的形状、颜色和距离,故A错误;
B.智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时,是将电能转化为机械能,故B错误;
C.当触发器未断开时,根据图丙分析当智能机器人托起的物体质量越大时,其压力传感器的电阻R越小,则电路总电阻越小,根据欧姆定律可电路中电流的越大,故C正确;
D.根据短文内容中的电池的比能量为150W•h/kg=150W×3600s/kg=540000J/kg,即每1kg的电池所能输出的电能为540000J,故D错误。
故选:C。
(2)当电路中的电流大于0.6A时,触发器断开,发出报警,则;
根据丙图知,压力为175N;
(3)下一次自动充电前的电池能量:W2=ηW1=10%×150W•h/kg×2kg=30W•h=30W×3600s=108000J,
根据该机器人每行驶1m,消耗的电能不超过150J,可得机器人行驶过程中受到的阻力为,
驱动电机将电能转化为机械能的效率是60%,而克服阻力做功W=Fs=fs,
则108000J×60%=150N×s,解得s=432m,
为确保其能顺利返回充电,机器人离充电座的路程不能432m。
故答案为:(1)C;(2)175;(3)432。
【分析】 (1)根据短文内容“视觉传感器如同它的“眼睛”,可以识别物体的形状、颜色和距离”判断;
电动机工作时将电能转化为机械能;
根据图丙分析当智能机器人托起的物体质量增大时,其压力传感器的电阻R的变化情况,进而得出总电阻的变化情况,再结合欧姆定律分析得出电路中电流的变化;
根据短文内容中的电池的比能量分析作答;
(2)当电路中的电流大于0.6A时,触发器断开,发出报警,结合串联电路的特点和欧姆定律计算R的阻值,根据图像分析重力和质量大小;
(3)根据电池可输出的电能减为其满电状态的10%计算剩余电能,并结合电能转化效率和功的公式计算量程。
28.【答案】(1)化学;内
(2)0~0.6A;变大
(3)40%;不会
(4)1800
【解析】【解答】(1)燃料燃烧时,化学能转化为内能;
(2)根据欧姆定律计算可知,当电路中只有R0时,电流为,所以电路的电流小于0.4A,选择0-0.6A量程,甲烷气体浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,电路中电流增加;
(3)电流表的示数为0.2A时,此时总电阻,气敏电阻的阻值为30Ω-15Ω=15Ω。所以浓度为40%;甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)在5%~15%范围内才会爆炸,所以此时不会爆炸;
(4)每吨污水能产生5.8m3的沼气,能利用的热量Q=90×104×0.5×Vq=0.5×5.8m3×2.0×107J/m3=5.22×1013J,节省煤炭的质量m==1800t。
【分析】1、热值的计算:公式为Q=Vq;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
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