精品解析:河南辉县市吴村镇中心学校等校2025-2026学年九年级上学期期末物理试题
2026-02-15
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内容正文:
九年级物理(BS)
测试范围:10-14章
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 现在美国总统提出要回归蒸汽弹射,放弃电磁弹射,要求后续新造航母改回蒸汽弹射器。电磁弹射轨道实质是电磁铁矩阵,电磁铁的原理是_________;电磁继电器也是利用电磁铁来工作的,它是用来控制工作电路的一种_________。
2. 如图所示电路中,若同时闭合开关_________,则会造成电源短路;若要使灯和串联,应闭合开关_________;若要使灯和并联,应闭合开关_________。
3. 有人在网上买了一个如图甲所示的电动车增程器,拆开后内部电路如图乙所示,太阳能板居然只连接了一个指示灯,即便增程器的插头插入电动车,太阳能板与电动车之间始终处于_________状态,不能起到一点增加里程的作用。如图丙所示,把试电笔插入三孔插座中,若电路连接无误,则图中试电笔的氖管_________发光(选填“会”或“不会”)。如图丁所示是小明家中电热水壶的三脚插头,他判断该插头的A脚应与电路中_________(选填“火线”、“零线”或“地线”)相连。
4. 消防安全教育中,消防员给同学们做了“面粉爆炸实验”,如图所示,在无盖小筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用筒盖盖上大筒,向小筒内鼓入空气,使面粉弥漫在大筒内,面粉迅速被点燃引发爆炸,把筒盖冲起。此过程中,混合气体燃烧产生高温高压的燃气对筒盖做功,将燃气的_________能转变为筒盖的机械能。此实验与内燃机_________冲程能量转化原理相同。
5. 如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(选填“向左”、“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用。
6. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则电源电压为_________V,定值电阻的阻值为_________Ω。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示,这是北方地区的一道美食——过油肉。关于烹制过油肉的过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 过油肉出锅时散发着香味,说明分子在温度高时才会发生热运动
B. 向炒锅里加入食材,食材的温度升高,内能增大
C. 炒锅一般用铁制造,是利用了铁的比热容较大的性质
D. 热气腾腾的过油肉比炒之前的生肉含有的热量多
8. 在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟同学将磁化后的缝衣针放在水中漂浮的树叶上,针尖指向树叶尖,待树叶静止后,树叶尖总是指向南方,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 缝衣针尖端是S极
B. 树叶周围存在磁感线
C. 若用条形磁铁N极靠近树叶尖,会相互排斥
D. 缝衣针尖端指向地磁场的南极
9. 关于图中的家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A. 图甲:两孔插座和三孔插座的左边接火线
B. 图乙:白炽灯泡的螺旋套(外壳)既可接火线,也可接零线
C. 图丙:站在绝缘凳上的人一只手接触火线,同时另一只手接触零线,人不会触电
D. 图丁:不能够用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具
10. 下列关于电流、电压的说法中,正确的是( )
A. 电路中有电压,就一定有电流
B. 电源是提供电压的装置
C. 电荷定向移动的方向就是电流方向
D. 电压表不能直接接在电源两极上
11. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨只让电热水器高温挡单独工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;电能表如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 该电能表此时示数为
B. 的含义是电能表消耗的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C. 该电热水器的实际功率为3000W
D. 该电能表应该并联在电路中
12. 如图1所示为厨房燃气报警装置,图2为其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器。当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,当电流表示数增大到警报值时,会使外部的警报器发出警报声,以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气供给等安全措施。下列说法正确的是( )
A. 当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮
B. 当可燃性气体浓度升高时,感应器R的电阻变大
C. 当可燃性气体浓度升高时,电压表示数变大
D. 可燃性气体浓度感应器是由超导材料制成
13. 用如图所示的装置探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关,两个透明容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是( )
A. 左右两侧U形管都是连通器
B. 接通电源后,右侧U形管中液面上升较快
C. 该实验装置可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 将U形管中的水换成水银,U形管中液面将上升的更明显
14. 以下关于电与磁的描述中,正确的是( )
A. 图甲实验可以演示同名磁极间作用规律为相互排斥
B. 图乙可用来演示电磁感应现象
C. 图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D. 图丁可同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中( )里分别标出磁体和小磁针的磁极。
16. 某居民楼需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯,上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯,并且两盏灯都能正常发光。请你用笔画线代替导线将题图的电路按要求补充完整。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. “探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C大,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察________比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为________的电阻丝分别接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)将编号为B、C的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与________的关系;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________工作原理中(填电学元器件名称)。
18. 测定“小灯泡的电功率”:如图甲所示电路,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为。实验中有如下器材:电源(电压恒定为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一个、导线若干、规格分别为(10Ω 1A)和(20Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个。
(1)连接电路时,开关应该处于_________状态;滑动变阻器应选_________(选填“”或“”);
(2)闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为_________V,若想继续测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向_________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)接下来移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是_________W。在多次测量中,还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大了,实验同学认真的思考了原因,认为是_________。
19. 如图甲所示,在“摇绳发电”活动中小明和小宏把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线,发现灵敏电流计的指针摆动。
(1)你认为小明和小宏沿______(选填“东西”或“南北”)方向站立最好;
(2)如图乙所示,为了让实验顺利进行,导体AB应选用______(选填“铁棒”或“铜棒”)。实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流;
(3)小明将图乙实验中观察到的现象记录在表中。
实验次序
开关
磁场方向
导体AB的运动方向
灵敏电流计的指针
1
断开
上N下S
左右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
上下运动
不偏转
3
闭合
上N下S
左右运动
偏转
①分析实验1和3可知,产生感应电流的条件之一是开关必须保持______;
②分析实验2和3可知,产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做______;
(4)小明发现当如图乙中导体AB水平左右运动时,电流计的指针也左右偏转,说明电路中产生的感应电流方向是______(选填“变化”或“不变”)的,感应电流的方向与导体运动的方向______(选填“有关”或“无关”);
(5)如果将如图乙中电流计换成______可以探究磁场对通电导体的作用,生活中利用这一原理制成了______(选填“发电机”“电动机”或“电磁起重机”)。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 如图所示的电路中,闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表的示数为0.2A,电阻消耗的电功率为1.8W。求:
(1)电路的总电流;
(2)电源两端的电压;
(3)在1min内消耗的电能。
21. 线路上的损耗,简称线损,是指电能通过输电线路传输过程中产生的能量损耗。如图是某小区向居民楼输电的示意图。供电设备提供输出的电压U保持恒定,通过输电线向较远处用户输电,输电线的电阻会造成一定的电压和能量损失,因此供电设备的输出电压一般会高于220V。若本图中输电线的总电阻等效为,闭合开关S,用户用电器两端得到的电压,所有用户用电器的总功率为110kW。求:
(1)通过输电线的电流;
(2)输电线因发热每1h损耗多少度电;
(3)供电设备提供的输出电压U。
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九年级物理(BS)
测试范围:10-14章
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 现在美国总统提出要回归蒸汽弹射,放弃电磁弹射,要求后续新造航母改回蒸汽弹射器。电磁弹射轨道实质是电磁铁矩阵,电磁铁的原理是_________;电磁继电器也是利用电磁铁来工作的,它是用来控制工作电路的一种_________。
【答案】 ①. 电流的磁效应 ②. 开关
【解析】
【详解】[1]电磁铁是利用电流的磁效应工作的,即通电导体的周围存在磁场。
[2]电磁继电器也是利用电磁铁来工作的,它是用来控制工作电路的一种开关,电磁继电器通过吸下与释放衔铁,控制工作电路的通断。
2. 如图所示电路中,若同时闭合开关_________,则会造成电源短路;若要使灯和串联,应闭合开关_________;若要使灯和并联,应闭合开关_________。
【答案】 ①. 、 ②. ③. S和
【解析】
【详解】[1]如图所示电路中,若同时闭合开关S1和S2,电流从电源正极流出,经过S1和S2回到负极,会造成电源短路。
[2]只闭合开关S2时,电流依次流过L1、L2,两灯泡首尾相连,这是串联,所以要使L1和L2串联,应闭合开关S2。
[3]闭合开关S1、S,电流从电源正极流出,分成两个支路:一个支路电流流过L1,另一部分电流流过S1,流过L2,然后两支路电流合起来经过S回负极,这样两灯泡两端分别连在一起,两灯泡是并联。
3. 有人在网上买了一个如图甲所示的电动车增程器,拆开后内部电路如图乙所示,太阳能板居然只连接了一个指示灯,即便增程器的插头插入电动车,太阳能板与电动车之间始终处于_________状态,不能起到一点增加里程的作用。如图丙所示,把试电笔插入三孔插座中,若电路连接无误,则图中试电笔的氖管_________发光(选填“会”或“不会”)。如图丁所示是小明家中电热水壶的三脚插头,他判断该插头的A脚应与电路中_________(选填“火线”、“零线”或“地线”)相连。
【答案】 ①. 断路 ②. 不会 ③. 地线
【解析】
【详解】[1]太阳能板只接指示灯、即便增程器的插头插入电动车也没法给电动车供电,核心问题是电动车与增程器之间没有电路连接,所以太阳能板与电动车之间始终处于断路状态。
[2]三孔插座的正确接法是左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。试电笔是辨别火线和零线的,接触火线时,试电笔氖管发光,图丙中试电笔接触的是三孔插座的左孔,接触零线,氖管不会发光。
[3]三脚插头与三孔插座相对应,A脚与三孔插座中的上孔相连,故A脚应与电路中地线相连。
4. 消防安全教育中,消防员给同学们做了“面粉爆炸实验”,如图所示,在无盖小筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用筒盖盖上大筒,向小筒内鼓入空气,使面粉弥漫在大筒内,面粉迅速被点燃引发爆炸,把筒盖冲起。此过程中,混合气体燃烧产生高温高压的燃气对筒盖做功,将燃气的_________能转变为筒盖的机械能。此实验与内燃机_________冲程能量转化原理相同。
【答案】 ①. 内 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]在面粉爆炸把筒盖冲起的过程中,混合气体燃烧产生高温高压的燃气,燃气对筒盖做功,将燃气的内能转变为筒盖的机械能。
[2]内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能,所以此实验与内燃机的做功冲程能量转化原理相同。
5. 如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(选填“向左”、“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用。
【答案】 ①. 左右往复 ②. 通电导体
【解析】
【详解】[1][2]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,因为音圈电流方向改变,音圈在磁场中受力的方向改变,音圈带动音膜左右往复运动;音圈之所以运动,是由于磁场对通电导体有力的作用。
6. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则电源电压为_________V,定值电阻的阻值为_________Ω。
【答案】 ①. 3 ②. 6
【解析】
【详解】[1][2]定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测变阻器两端电压。由图像可以看出,变阻器滑片在右端时,电压表示数为2.4V,电流表示数为0.1A,此时电源电压表示……①
当滑片移到左端时,变阻器连入的阻值为0,电流为0.5A,电源电压为……②
联立①②式解得,电源电压为
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示,这是北方地区的一道美食——过油肉。关于烹制过油肉的过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 过油肉出锅时散发着香味,说明分子在温度高时才会发生热运动
B. 向炒锅里加入食材,食材的温度升高,内能增大
C. 炒锅一般用铁制造,是利用了铁的比热容较大的性质
D. 热气腾腾的过油肉比炒之前的生肉含有的热量多
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据分子动理论,构成物质的分子无时无刻不在做无规则运动,故A错误;
B.物质的温度越高,分子热运动就越剧烈,物质的内能就越大,故B正确;
C.比热容越大,物体的温度越难发生变化,铁的导热性比较优良,因此炒锅一般用铁制造,故C错误;
D.热量是热传递过程中传递能量的多少,热量是一个过程量,不能称“含有的热量多”,故D错误。
故选B。
8. 在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟同学将磁化后的缝衣针放在水中漂浮的树叶上,针尖指向树叶尖,待树叶静止后,树叶尖总是指向南方,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 缝衣针尖端是S极
B. 树叶周围存在磁感线
C. 若用条形磁铁N极靠近树叶尖,会相互排斥
D. 缝衣针尖端指向地磁场的南极
【答案】A
【解析】
【详解】AD.异名磁极相互吸引,针尖指向树叶尖,待树叶静止后,树叶尖总是指向南方,南方是地磁场的N极,所以缝衣针尖端是S极,缝衣针尖端指向地磁场的北极,故A正确,D错误;
B.树叶周围存在磁场,磁感线是人为虚构的,本身并不存在,故B错误;
C.树叶尖是S极,若用条形磁铁N极靠近树叶尖,会相互吸引,故C错误。
故选A。
9. 关于图中的家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A. 图甲:两孔插座和三孔插座的左边接火线
B. 图乙:白炽灯泡的螺旋套(外壳)既可接火线,也可接零线
C. 图丙:站在绝缘凳上的人一只手接触火线,同时另一只手接触零线,人不会触电
D. 图丁:不能够用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具
【答案】D
【解析】
【详解】A.在家庭电路中,两孔插座的左右两个边都可以接火线,但三孔插座遵循“左零、右火、上地线”的规则,左边接零线,故A错误;
B.为了防止出现触电现象,在家庭电路中的白炽灯的螺旋套(外壳)应接在零线上,故B错误;
C.人一只手接触火线,同时另一只手接触零线,此时人体构成通路,会有电流流过人体,会出现触电事故,故C错误;
D.湿的物体会导电,为了防止触电,不能够用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具,故D正确。
故选D。
10. 下列关于电流、电压的说法中,正确的是( )
A. 电路中有电压,就一定有电流
B. 电源是提供电压的装置
C. 电荷定向移动的方向就是电流方向
D. 电压表不能直接接在电源两极上
【答案】B
【解析】
【详解】A.如果电路是断路,即使电路两端有电压也不会有电流,故A错误;
B.电源接入电路后,可以在用电器两端形成电压,即为用电器提供电压,故B正确;
C.物理学规定,正电荷定向移动的方向为电流方向,若负电荷定向移动,电流方向与负电荷定向移动方向相反,故C错误;
D.电压表可以直接接在电源两极上,且测电源电压,故D错误。
故选B。
11. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨只让电热水器高温挡单独工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;电能表如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 该电能表此时示数为
B. 的含义是电能表消耗的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C. 该电热水器的实际功率为3000W
D. 该电能表应该并联在电路中
【答案】C
【解析】
【详解】A.电能表计数器最后一位是小数,所以电能表此时示数为,故A错误;
B.电能表是记录电路消耗的电能仪表,电能不是电能表消耗的,故B错误;
C.根据题意可知,热水器工作,消耗的电能为
热水器在高温挡的功率为,故C正确;
D.电能表应该串联在电路中,测电路中消耗的电能,故D错误。
故选C。
12. 如图1所示为厨房燃气报警装置,图2为其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器。当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,当电流表示数增大到警报值时,会使外部的警报器发出警报声,以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气供给等安全措施。下列说法正确的是( )
A. 当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮
B. 当可燃性气体浓度升高时,感应器R的电阻变大
C. 当可燃性气体浓度升高时,电压表示数变大
D. 可燃性气体浓度感应器是由超导材料制成
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题意可知,当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,根据P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故A正确;
B.由题意可知,当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,即感应器R的电阻变小,故B错误;
C.当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知,R两端的电压变小,即电压表示数变小,故C错误;
D.超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少电能损耗,但报警器要工作,感应器必须有电阻,故D错误。
故选A。
13. 用如图所示的装置探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关,两个透明容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是( )
A. 左右两侧U形管都是连通器
B. 接通电源后,右侧U形管中液面上升较快
C. 该实验装置可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 将U形管中的水换成水银,U形管中液面将上升的更明显
【答案】BC
【解析】
【详解】A.连通器是上端开口、底部相连通的容器,该装置中U形管一端封闭,不是连通器,故A错误;
B.根据焦耳定律,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。图中右侧电阻10Ω大于左侧电阻5Ω,所以右侧电阻产生热量多,密封空气吸收热量多,空气膨胀程度大,右侧U形管中液面上升较快,故B正确;
C.此实验装置中两电阻串联,电流和通电时间相同,电阻不同,可探究电流产生的热量与电阻大小的关系,故C正确;
D.因为容器内空气受热膨胀,U形管中的液面高度发生变化,空气受热相同时,U形管中液体密度越小,液面高度将上升得越明显,水银的密度大于水的密度,所以将U形管中的水换成水银,U形管中液面上升得更不明显,故D错误。
故选BC。
14. 以下关于电与磁的描述中,正确的是( )
A. 图甲实验可以演示同名磁极间作用规律为相互排斥
B. 图乙可用来演示电磁感应现象
C. 图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D. 图丁可同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲展示的是两个同名磁极靠近的情况,可以演示同名磁极间相互排斥,故A正确;
B.图乙是奥斯特实验,可用来演示电流周围存在磁场,而不是电磁感应现象,电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象,故B错误;
C.图丙中两个电磁铁串联,通过它们的电流相等,匝数不同,吸引大头针的数目不同,可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故C正确;
D.图丁中通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关,同时对调磁极和电源正负极,即同时改变磁场方向和电流方向,通电导体受力方向不变,所以线圈的转动方向不会发生改变,故D错误。
故选AC。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中( )里分别标出磁体和小磁针的磁极。
【答案】
【解析】
【详解】磁体周围的磁感线从极出发,回到极,据此可知左侧磁极为极;同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此小磁针的上端为极,下端为极。如图所示:
16. 某居民楼需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V 20W”的楼梯灯,上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯,并且两盏灯都能正常发光。请你用笔画线代替导线将题图的电路按要求补充完整。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路的电压为220V,灯泡的额定电压为220V,若使两个灯泡都正常发光,则两个灯泡是并联的;开关控制灯泡时,开关和灯泡是串联的,开关接在灯泡与火线之间,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. “探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C大,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察________比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为________的电阻丝分别接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)将编号为B、C的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与________的关系;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________工作原理中(填电学元器件名称)。
【答案】(1)小灯泡的亮度
(2)A、B (3)横截面积
(4)滑动变阻器
【解析】
【小问1详解】
实验中通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝电阻的大小,电阻越大,电路中电流越小,灯泡越暗。
【小问2详解】
A、B电阻丝横截面积、由图可知A、B长度相同,材料不同,A是锰铜合金,B是镍铬合金,接B时灯泡更暗,说明电阻不同,因此可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
【小问3详解】
由题意,B、C是镍铬合金丝,由图可知B、C长度相同,且B的横截面积比C大,因此B、C电阻丝材料、长度相同,横截面积不同,探究的是电阻与横截面积的关系。
【小问4详解】
C、D是镍铬合金丝(材料、横截面积相同,由图可知C、D长度不同),探究的是“电阻与长度的关系”。滑动变阻器的工作原理是 “通过改变导体长度来改变电阻”,因此该结论应用到了滑动变阻器的工作原理中。
18. 测定“小灯泡的电功率”:如图甲所示电路,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为。实验中有如下器材:电源(电压恒定为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一个、导线若干、规格分别为(10Ω 1A)和(20Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个。
(1)连接电路时,开关应该处于_________状态;滑动变阻器应选_________(选填“”或“”);
(2)闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为_________V,若想继续测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向_________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)接下来移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是_________W。在多次测量中,还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大了,实验同学认真的思考了原因,认为是_________。
【答案】(1) ①. 断开 ②.
(2) ①. 2.2 ②. 左
(3) ①. 0.5 ②. 灯丝的电阻随温度的升高而变大
【解析】
【小问1详解】
[1]连接电路时,开关必须断开,防止电路连接过程中出现短路,烧坏元件,这是实验安全规则。
[2]因为电源电压6V,灯泡额定2.5V,所以滑动变阻器需要分压。而灯泡电阻约10Ω,由串联分压得,解得,但是R1最大只有10Ω,因此为了满足分压要求,所以选R2。
【小问2详解】
[1]电压表用0~3V量程,分度值0.1V,指针指在2.2V位置,因此读数为2.2V。
[2]当前电压为2.2V 小于额定电压2.5V,要让灯泡电压变大,需减小滑动变阻器接入电阻,使其分压变小,从而让灯泡分压变大。因此滑片要向左移,使得接入电阻变小。
【小问3详解】
[1]因为小灯泡的额定电压为2.5V,从丙图可以看出,2.5V所对应的电流为0.2A。小灯泡的额定功率
[2] 电压表与电流表示数的比值就是灯泡电阻。当灯泡发光越亮,电压越大,温度越高,灯丝电阻就会随温度升高而增大,所以比值变大。
19. 如图甲所示,在“摇绳发电”活动中小明和小宏把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线,发现灵敏电流计的指针摆动。
(1)你认为小明和小宏沿______(选填“东西”或“南北”)方向站立最好;
(2)如图乙所示,为了让实验顺利进行,导体AB应选用______(选填“铁棒”或“铜棒”)。实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流;
(3)小明将图乙实验中观察到的现象记录在表中。
实验次序
开关
磁场方向
导体AB的运动方向
灵敏电流计的指针
1
断开
上N下S
左右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
上下运动
不偏转
3
闭合
上N下S
左右运动
偏转
①分析实验1和3可知,产生感应电流的条件之一是开关必须保持______;
②分析实验2和3可知,产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做______;
(4)小明发现当如图乙中导体AB水平左右运动时,电流计的指针也左右偏转,说明电路中产生的感应电流方向是______(选填“变化”或“不变”)的,感应电流的方向与导体运动的方向______(选填“有关”或“无关”);
(5)如果将如图乙中电流计换成______可以探究磁场对通电导体的作用,生活中利用这一原理制成了______(选填“发电机”“电动机”或“电磁起重机”)。
【答案】(1)东西 (2) ①. 铜棒 ②. 灵敏电流计的指针是否偏转
(3) ①. 闭合 ②. 切割磁感线运动
(4) ①. 变化 ②. 有关
(5) ①. 电源 ②. 电动机
【解析】
【小问1详解】
地磁场的磁感线大致呈南北走向,小明和小宏沿东西方向站立时,摇动电线时切割磁感线更快,产生的感应电流更大,可以使实验现象更明显。
【小问2详解】
[1]因为磁体能够吸引磁性材料(铁、钴、镍等),所以导体AB不能为磁性材料,故不能选择铁棒进行实验,应选用铜棒。
[2]实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。
【小问3详解】
[1]实验1和3中,磁场方向相同,导体AB的运动方向相同,第1次实验中,开关断开,第3次实验中开关闭合,只有第3次灵敏电流计指针偏转,这说明要产生电流的条件之一是开关必须闭合,形成闭合回路。
[2]实验2和3中,电路中开关保持闭合,磁场方向相同,导体上下运动时,导体没有做切割磁感线运动时,指针不偏转,无电流产生,导体左右运动时,导体做切割磁感线运动时,指针偏转,有电流产生,故电路中要产生电流,电路中的部分导体必须做切割磁感线运动。
【小问4详解】
[1][2]电流计的指针偏转方向改变,说明产生的感应电流方向改变。小明发现当如图乙中导体AB水平左右运动时,电流计的指针也左右偏转,可知电路中产生的感应电流方向在发生改变,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。
【小问5详解】
[1][2]探究磁场对通电导体的作用,电路中应有电流,故将电流计换成电源可以探究磁场对通电导体的作用,利用这一原理制成了电动机。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 如图所示的电路中,闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表的示数为0.2A,电阻消耗的电功率为1.8W。求:
(1)电路的总电流;
(2)电源两端的电压;
(3)在1min内消耗的电能。
【答案】(1)0.5A
(2)6V (3)72J
【解析】
【小问1详解】
如图,开关S闭合时,定值电阻与并联,电流表测通过的电流,电流表测通过的电流;根据并联电路电流规律可得,电路的总电流为:
【小问2详解】
电流表的示数为0.3A,电阻消耗的电功率为1.8W,电源电压为
【小问3详解】
在1min内消耗的电能为
21. 线路上的损耗,简称线损,是指电能通过输电线路传输过程中产生的能量损耗。如图是某小区向居民楼输电的示意图。供电设备提供输出的电压U保持恒定,通过输电线向较远处用户输电,输电线的电阻会造成一定的电压和能量损失,因此供电设备的输出电压一般会高于220V。若本图中输电线的总电阻等效为,闭合开关S,用户用电器两端得到的电压,所有用户用电器的总功率为110kW。求:
(1)通过输电线的电流;
(2)输电线因发热每1h损耗多少度电;
(3)供电设备提供的输出电压U。
【答案】(1)
(2)
(3)225V
【解析】
【小问1详解】
用户用电器的总功率为
用户用电器两端的电压为,输电线与用户用电器串联,故通过输电线的电流与通过用户用电器的电流相等,故通过输电线的电流为
【小问2详解】
输电线每1h损耗的电能为
【小问3详解】
输电线上的电压损失为
则供电设备提供的输出电压为
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