内容正文:
九年级物理阶段性学习评价
一、单选题(本题共12小题,每题只有一个正确选项,每题2分,共24分)
1. 下列物理学家中,将其名字命名为电阻单位的是( )
A. 安培 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 伏特
2. 下列有关电学物理量的估测符合实际的是( )
A. 一节新的干电池的电压是2V B. 教室里空调的电流约为0.1A
C. 教室中LED灯的电流约0.15A D. 我国家庭照明电路的电压为380V
3. 如图甲所示是停车场内电动汽车充电时的情景。如图乙,小卢发现只有将充电卡插入电槽中,充电桩才开始给电动汽车内的蓄电池充电。充电卡相当于该充电电路中的( )
A. 电源 B. 导线 C. 开关 D. 用电器
4. 下列关于电学中的物理量,说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大时,导体的电阻越小
B. 将一根电阻丝拉长后,电阻丝的阻值将变小
C. 通过两个电阻的电流相同,则两个电阻的阻值一定相等
D. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
5. 如图所示为三段材料相同的导体,已知a、b、c的长度之比为,横截面积之比为。根据导体电阻大小的影响因素可知,在相同温度下,它们阻值的大小关系是( )
A. B.
C. D.
6. 在如图所示的电路中闭合开关S后,电压表的测量对象是( )
A. L2两端的电压
B. L1两端的电压
C. 电源两端的电压
D. L1两端的电压加电源的电压
7. 如图所示是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,发光,不发光,造成其中不发光的原因可能是( )
A. 通过小灯泡的电流比中的小 B. 小灯泡的灯丝断了
C. 小灯泡被短路了 D. 小灯泡靠近负极
8. 电脑工作前,为了给CPU散热,要先启动风扇;CPU断电后,风扇仍工作,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动时,电表示数变化情况是( )
A. 电流表A2示数增大,电压表示数不变
B. 电流表A1示数不变,电压表示数不变
C. 电流表A2示数减小,电压表示数增大
D. 电流表A1示数增大,电压表示数增大
10. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.当开关S断开时,发现电压表的示数为6V;闭合开关S后,发现电压表的示数变为2V。则开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为8V
B. 闭合开关S后,通过的电流与通过的电流之比为2:1
C. 的电阻与的电阻之比为1:2
D. 两端的电压与两端的电压之比为3:1
11. 如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 图中曲线A表示通过定值电阻R的电流随电压变化的图像
B. 通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比
C. 若当小灯泡L与定值电阻R并联接在4V的电源两端,则干路电流表示数为0.3A
D. 若当小灯泡与定值电阻R串联接在10V的电源两端,则电路电流为0.2A
12. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片由最右端向左移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A. R2的最大阻值为12Ω
B. R1的阻值为10Ω
C. 电源电压为12V
D. R2的最小阻值为0Ω
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共30分)
13. 如图所示,两个水果组成的电池让发光二极管发光了,发光二极管具有单向导电的性质,电流只能从正极流进,从负极流出,则金属片A是水果电池______(选填“正极”或“负极”);将发光二极管正负极接线对调后,发光二极管不发光,此时水果电池的正负极之间_____(选填“有”或“没有”)电压,二极管是由________(选填“导体”、“半导体”、“绝缘体”)材料制成的。
14. 如图所示,A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,则两个铜棒的电阻RA____RB,通过A、B的电流IA____IB,A、B两端电压UA____UB(选填“>”、“<”或“=”);当通过铜棒B的电流增大时,铜棒B的电阻____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15. 当一段镍铬合金丝接入电压为3V的电源两端时,通过它的电流是0.2A,则该镍铬丝的电阻为____Ω;当它不接入电路时,电阻为____Ω,通过它的电流是____A。
16. 滑动变阻器是通过改变接入电路电阻丝的_____来改变电阻的,如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,当油箱中的油量减少时,滑动变阻器的阻值_____,电流表的示数_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),电阻的作用是_____。
17. 一只小灯泡上标“6V 0.4A”的字样,这个小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。现要将该小灯泡接入10V的电源上,为使其能够正常发光,应________(选填“串联”、“并联”)一个________Ω的电阻。
18. 如图甲所示的电路中,闭合开关S和S1,两灯泡均发光,且两个电流表A1和A2指针偏转分别如图乙、丙所示,通过L1的电流是_________A。若断开S1,电流表A1的示数是_______A,电流表A2的示数_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19. 如图是家用燃气报警器的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的增大而减小,当有燃气泄漏时,电流表的示数________(填“增大”或“减小”,下同),电压表示数________。
20. 如图所示电路,电源电压恒定,若甲、乙都是电压表,闭合开关S,,则电阻R1和R2的阻值之比是_____。若甲、乙都是电流表,要使R1和R2并联,开关S要_____(选填“闭合”或“断开”),此时______。
21. 图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”、“0~3V”,定值电阻阻值为10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体_______一定,通过导体的电流与它两端电压成_____比。向左移动滑片,______表先达到最大刻度,此时另一电表的示数为_______,滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω。
三、解答题(本大题共7小题,共46分)
22.
(1)如图所示,用笔画线代替导线,将图中元件连接成串联电路,要求:电压表测量灯泡两端的电压,滑动变阻器向右滑动小灯泡变亮;
(2)请根据电路图连接实物图(已知通过两灯泡的电流均为1A);
(3)如图所示,试在图中两个“〇”内选填“电压表”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路。
23. 跨学科实践小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后,小灯泡发光,说明盐水是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加________(选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,小灯泡逐渐变亮;这一实验过程________(选填“能”或“不能”)验证猜想B。
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把小灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方案更好的是________同学,理由是________。
(4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的________是否有关。
24. 小金与小湾同学利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电源为四节新干电池;他们依次将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)根据表格所测数据可知,R两端电压控制在______V不变;
(2)正确连接电路后,小金闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数,经检查故障只出现在电阻R或滑动变阻器上,则故障是__________;
(3)完成第一组实验,小金同学没有断开开关,就准备直接拆下5Ω的电阻,改接10Ω的电阻,小湾同学马上进行了制止,因为小金这样操作可能会损坏__________;
A. 电源 B. 电压表 C. 电流表 D. 电阻
(4)完成第一组实验,从安全和规范角度考虑,开关应____,更换定值电阻前滑动变阻器应滑片调至最____(选填“左”、“右”)端;
(5)把电阻由5Ω换成10Ω后,为使定值电阻两端电压不变,接入滑动变阻器的阻值比上一次____(选填“大”、“小”)。
(6)由表中数据我们可以得到结论:______________。
25. 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,待测小灯泡标有“2.5V”字样,电源电压为4.5V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实验电路连接完整。(要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗)
(2)连接好电路后,将滑片P移至最____(选填“左”或“右”)端,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表指针偏转角度太大,则原因是________。
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图2所示,为了完成实验,应将图1中的滑片P向_____(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)根据实验记录的数据绘制成如图3所示的图像,分析图像可知:①小灯泡正常发光时的电阻为____Ω;②造成小灯泡的I-U图像不是一条直线的原因:________。
(5)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,某同学将图1电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图1中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图1中的一个电表改装为温度显示仪,要求温度升高时,示数变大。请你分析:应将图1中的_______表改装为温度显示仪。
26. 如图甲所示的电路中,V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡L1和L2两端的电压及电源电压;
(2)若将灯泡L1和L2改接为如图丙所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,此时电流表A2的示数为1.5A,电流表A1的示数为1.2A,求此时通过灯泡L2的电流及灯泡L2两端的电压;
(3)在如图丙所示的电路中,若灯泡L2的灯丝突然断了,则电流表A1、A2的示数分别是多少?
27. 电源电压保持不变,当定值电阻R1和R2串联接入电路时,它们两端的电压之比为;当电阻R1和R2并联接入电路时,如图所示,电流表A2的示数为0.6A,已知电阻R1=20Ω。求:
(1)电源的电压;
(2)R2的电阻;
(3)电流表A1和A2的比值。
28. 如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是向右移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=15Ω。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,求电压表的示数。
(3)该电路能测试的学生最好的成绩是多少cm?
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九年级物理阶段性学习评价
一、单选题(本题共12小题,每题只有一个正确选项,每题2分,共24分)
1. 下列物理学家中,将其名字命名为电阻单位的是( )
A. 安培 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 伏特
【答案】B
【解析】
【详解】A.安培是电流的单位,故A不符合题意;
B.欧姆是电阻的单位,故B符合题意;
C.焦耳是电功和电能的单位,故C不符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列有关电学物理量的估测符合实际的是( )
A. 一节新的干电池的电压是2V B. 教室里空调的电流约为0.1A
C. 教室中LED灯的电流约0.15A D. 我国家庭照明电路的电压为380V
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电池的电压是,故A不符合实际;
B.教室里空调功率约1000–2000W,电流约 5–10A,0.1A太小,故B不符合实际;
C.教室中LED灯的电流约,0.15A在此范围内,故C符合实际;
D.我国家庭照明电路的电压为,故D不符合实际。
故选C。
3. 如图甲所示是停车场内电动汽车充电时的情景。如图乙,小卢发现只有将充电卡插入电槽中,充电桩才开始给电动汽车内的蓄电池充电。充电卡相当于该充电电路中的( )
A. 电源 B. 导线 C. 开关 D. 用电器
【答案】C
【解析】
【详解】只有将充电卡插入电槽中,充电桩才开始给电动汽车内的蓄电池充电。这说明充电卡起到了控制电路通断的作用,即当充电卡插入时,电路闭合,开始充电;当充电卡拔出时,电路断开,停止充电。因此,充电卡在这个电路中相当于开关。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 下列关于电学中的物理量,说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大时,导体的电阻越小
B. 将一根电阻丝拉长后,电阻丝的阻值将变小
C. 通过两个电阻的电流相同,则两个电阻的阻值一定相等
D. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【答案】D
【解析】
【详解】AC.导体的电阻是导体本身的属性,由材料、长度、横截面积和温度决定,与电流、电压无关。加在导体两端的电压越大时,通过导体的电流会增大,但导体的电阻不变。通过两个电阻的电流相同,两个电阻的阻值也不一定相等,故AC错误;
B.将一根电阻丝拉长后,长度增加,横截面积减小,总电阻会增大,故B错误;
D.由欧姆定律可知,导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。
故选D。
5. 如图所示为三段材料相同的导体,已知a、b、c的长度之比为,横截面积之比为。根据导体电阻大小的影响因素可知,在相同温度下,它们阻值的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】a、b、c为三段材料相同的导体,根据导体电阻大小的影响因素可知,在其他条件相同的情况下,导体长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大,已知a、b、c的长度之比为,横截面积之比为,所以Rc>Rb>Ra,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 在如图所示的电路中闭合开关S后,电压表的测量对象是( )
A. L2两端的电压
B. L1两端的电压
C. 电源两端的电压
D. L1两端的电压加电源的电压
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示,当开关闭合后,电压表与L2并联,测量L2两端电压。故选A。
7. 如图所示是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,发光,不发光,造成其中不发光的原因可能是( )
A. 通过小灯泡的电流比中的小 B. 小灯泡的灯丝断了
C. 小灯泡被短路了 D. 小灯泡靠近负极
【答案】C
【解析】
【详解】A.在串联电路中,电流处处相等,若L2发光、L1不发光,不可能是因为流过L1的电流比L2中的小,故A错误;
B.若L1灯丝断了,整个串联电路断路,L2也不会发光,故B错误;
C.若L1被短路,电流会绕过L1,使L1无电流通过而不发光,但L2仍能正常通电发光,故C正确;
D.串联电路中,小灯泡在电路中所处位置对其发光与否没有影响,故D错误。
故选C。
8. 电脑工作前,为了给CPU散热,要先启动风扇;CPU断电后,风扇仍工作,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,带动风扇的电动机要先启动;CPU断电后,风扇仍然工作散热,则风扇和CPU是并联的,且风扇工作时,CPU不一定工作;CPU工作时,风扇一定工作;所以,干路开关同时控制风扇和CPU,CPU支路有另一个开关单独控制,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动时,电表示数变化情况是( )
A. 电流表A2示数增大,电压表示数不变
B. 电流表A1示数不变,电压表示数不变
C. 电流表A2示数减小,电压表示数增大
D. 电流表A1示数增大,电压表示数增大
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,滑片P向左移动时,R2接入电路的电阻减小,根据欧姆定律,通过R2支路的电流(A1示数)增大,在并联电路中,各支路互不影响,所以通过R1支路的电流不变,故干路电流(A2示数)增大;在并联电路中各支路电压相等且等于总电压,故电压表测电源电压,电压表示数不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.当开关S断开时,发现电压表的示数为6V;闭合开关S后,发现电压表的示数变为2V。则开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为8V
B. 闭合开关S后,通过的电流与通过的电流之比为2:1
C. 的电阻与的电阻之比为1:2
D. 两端的电压与两端的电压之比为3:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.当开关S断开时,电压表与电阻R2串联,电压表测量电源电压,发现电压表的示数为6V,则电源电压,故A错误;
BCD.闭合开关S后,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电压表的示数变为2V,则,根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压
两端的电压与两端的电压之比为
由串联电路中电流处处相等,通过的电流与通过的电流之比
根据欧姆定律可知,的电阻与的电阻之比为
故C正确,AD错误。
故选C。
11. 如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 图中曲线A表示通过定值电阻R的电流随电压变化的图像
B. 通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比
C. 若当小灯泡L与定值电阻R并联接在4V的电源两端,则干路电流表示数为0.3A
D. 若当小灯泡与定值电阻R串联接在10V的电源两端,则电路电流为0.2A
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,A为曲线,表示的是小灯泡的电流随电压变化的图像,故A错误;
B.由于A为曲线,根据数学知识可知,通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比,故B错误;
C.若当小灯泡L与定值电阻R并联接在4V的电源两端,小灯泡两端电压等于定值电阻两端电压等于电源电压为,在图像中可以找到此时通过小灯泡的电流为,通过定值电阻的电流为,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为
故C错误;
D.若当小灯泡与定值电阻R串联,如果此时电路中电流为,可以在图像中找到此时小灯泡两端的电压为,定值电阻两端的电压为,在串联电路中,电源电压等于各部分电压之和,所以电源电压为
故D正确。
故选D。
12. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片由最右端向左移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A. R2的最大阻值为12Ω
B. R1的阻值为10Ω
C. 电源电压为12V
D. R2的最小阻值为0Ω
【答案】B
【解析】
【分析】通过串联分压和图乙中的数据,得到滑动变阻器接入电路中的电阻最大时、电阻最小时对应的电压和电流,根据可得出滑动变阻器的最大阻值与接入电路的最小阻值,同时利用串联电路电压规律和,列出关于电源电压与定值电阻的方程组,从而解出R1与电源电压U。
【详解】如图甲所示,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压可知,此过程中滑动变阻器两端电压变小,则滑动变阻器的滑片在最右端时,其两端的电压最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,其两端电压最小。如图乙所示:
最大电压为12V,所以滑动变阻器的滑片在最右端时,即接入电路的电阻最大时,此时滑动变阻器两端电压为,此时通过电路的电流
最小电压为3V,所以滑动变阻器接入电路的电阻最小时,此时滑动变阻器两端电压为,此时通过电路的电流
A.滑动变阻器的最大阻值,故A错误;
BC.如图乙所示,当滑动变阻器两端电压为12V时,通过的电流为0.1A,此时电源电压U、定值电阻R1之间的关系可以表示为……(1)
当滑动变阻器两端电压为3V时,通过的电流为1.0A,此时电源电压U、定值电阻R1之间的关系可以表示为……(2)
由(1)、(2)解得、
故B正确,C错误;
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共30分)
13. 如图所示,两个水果组成的电池让发光二极管发光了,发光二极管具有单向导电的性质,电流只能从正极流进,从负极流出,则金属片A是水果电池______(选填“正极”或“负极”);将发光二极管正负极接线对调后,发光二极管不发光,此时水果电池的正负极之间_____(选填“有”或“没有”)电压,二极管是由________(选填“导体”、“半导体”、“绝缘体”)材料制成的。
【答案】 ①. 正极 ②. 有 ③. 半导体
【解析】
【详解】[1]如图所示,二极管的正极连接金属片A,此时二极管发光,说明电流方向是从A到二极管正极,再从二极管负极流回,因此水果电池的电流是从A流出,所以金属片A是水果电池的正极。
[2]水果电池的电压是由其本身的材料、结构等决定的,和外部电路的连接方式无关,即使发光二极管正负极接线对调后不发光,水果电池本身的材料、结构等没有改变,其正负极之间仍有电压。
[3]二极管是由半导体材料制成的,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,这也是二极管具有单向导电性的原因。
14. 如图所示,A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,则两个铜棒的电阻RA____RB,通过A、B的电流IA____IB,A、B两端电压UA____UB(选填“>”、“<”或“=”);当通过铜棒B的电流增大时,铜棒B的电阻____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. < ②. = ③. < ④. 不变
【解析】
【详解】[1]如图所示,A、B两个铜棒的材料、长度相同,A更粗,即A的横截面积更大,在其他条件相同时,横截面积越大电阻越小,所以。
[2]如图所示,A和B串联,根据串联电路中电流处处相等可知,通过A、B的电流相等,即。
[3]根据可知,A两端的电压比B两端的电压小,即。
[4]电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过的电流无关。当通过铜棒B的电流增大时,铜棒的材料、长度、横截面积都没有改变,温度变化可忽略,所以铜棒B的电阻不变。
15. 当一段镍铬合金丝接入电压为3V的电源两端时,通过它的电流是0.2A,则该镍铬丝的电阻为____Ω;当它不接入电路时,电阻为____Ω,通过它的电流是____A。
【答案】 ①. 15 ②. 15 ③. 0
【解析】
【详解】[1]该镍铬合金丝的电阻
[2]电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积有关,与是否接入电路、两端是否有电压无关。所以镍铬丝不接入电路时,电阻依然是15Ω。
[3]当镍铬丝不接入电路时,处于断路状态,没有形成通路,所以通过它的电流是0。
16. 滑动变阻器是通过改变接入电路电阻丝的_____来改变电阻的,如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,当油箱中的油量减少时,滑动变阻器的阻值_____,电流表的示数_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),电阻的作用是_____。
【答案】 ①. 长度 ②. 变大 ③. 变小 ④. 保护电路
【解析】
【详解】[1]滑动变阻器的工作原理就是通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻。
[2]当油箱油量减少时,油面下降,浮子随之下沉,通过杠杆带动滑杆上移,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,因此滑动变阻器阻值变大。
[3]该电路中滑动变阻器R和定值电阻串联,电源电压不变,总电阻随R变大而变大,根据欧姆定律,电路电流变小,因此电流表示数变小。
[4]当油箱油量过多时,滑动变阻器接入电路的阻值会很小,若无,电路电流会过大,烧坏电源和电流表,因此的作用是保护电路,避免电流过大损坏电路元件。
17. 一只小灯泡上标“6V 0.4A”的字样,这个小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。现要将该小灯泡接入10V的电源上,为使其能够正常发光,应________(选填“串联”、“并联”)一个________Ω的电阻。
【答案】 ①. 15 ②. 串联 ③. 10
【解析】
【详解】[1]因为小灯泡上标“6V 0.4A”的字样,所以小灯泡正常工作时的电压、电流分别为6V、0.4A,则小灯泡正常工作时的电阻
[2][3]因为电源电压为10V,大于小灯泡正常发光时的电压,所以需要另外的电阻分担多出的电压,根据串联分压可知,应串联一个电阻才能使小灯泡正常发光。
串联的电阻需分担的电压
此时通过电阻的电流
串联电阻的阻值
18. 如图甲所示的电路中,闭合开关S和S1,两灯泡均发光,且两个电流表A1和A2指针偏转分别如图乙、丙所示,通过L1的电流是_________A。若断开S1,电流表A1的示数是_______A,电流表A2的示数_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1.0 ②. 0.5 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]闭合、时,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流,并联电路中干路电流大于支路电流,故;
电流表,量程为,分度值为0.1A,指针示数为1.5A,即;
电流表,量程为,分度值为0.02A,指针示数为0.5A,即;
根据并联电路电流规律
[2][3]断开后,支路断路,电路变为只有的简单电路,电流表、都测的电流,两端电压和电阻均不变,电流不变,因此的示数变小为,示数仍为。
19. 如图是家用燃气报警器的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的增大而减小,当有燃气泄漏时,电流表的示数________(填“增大”或“减小”,下同),电压表示数________。
【答案】 ①. 增大 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]如图可知,气敏电阻、定值电阻、电流表串联,电流表测整个电路的电流大小,当有燃气泄漏时,燃气浓度增大气敏电阻的阻值随之变小,电路总电阻也变小,电源电压一定,总电流增大,则电流表的示数增大。
[2]由图可知,电压表与气敏电阻并联,测气敏电阻两端的电压,燃气浓度增大,气敏电阻阻值减小,分得的电压变小,所以电压表示数减小。
20. 如图所示电路,电源电压恒定,若甲、乙都是电压表,闭合开关S,,则电阻R1和R2的阻值之比是_____。若甲、乙都是电流表,要使R1和R2并联,开关S要_____(选填“闭合”或“断开”),此时______。
【答案】 ①. ②. 断开 ③.
【解析】
【详解】[1]若甲、乙都是电压表,闭合开关S时,电阻R1和R2串联,甲电压表测量电源电压U,乙电压表测量R2两端电压U2,根据串联电路电压规律可知,
则
解得
根据串联分压与电阻的关系可知,
[2]若甲、乙都是电流表,因为电流表相当于一根导线,当闭合开关S后,电源被短路,所以开关S应断开。电流从电源正极出发,通过乙电流表后分支,分别经过R1和R2,最后回到电源负极。
[3]由图分析可知,乙电流表测干路电流,甲电流表测R2的电流,根据并联分流与电阻的关系可知,通过电阻R1和R2的电流之比为
则
21. 图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”、“0~3V”,定值电阻阻值为10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体_______一定,通过导体的电流与它两端电压成_____比。向左移动滑片,______表先达到最大刻度,此时另一电表的示数为_______,滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω。
【答案】 ①. 电阻 ②. 正 ③. 电压 ④. 0.3A ⑤. 10
【解析】
【详解】[1][2]探究电流与电压关系的实验,需控制导体电阻不变,由图像过原点的直线可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
[3][4][5]向左移动滑片,滑动变阻器接入电阻变小,电路电流变大,定值电阻两端电压(电压表示数)变大。当电压表达到最大量程3V时,电路电流
0.3A<0.6A(电流表量程最大值),因此电压表先达到最大刻度。
此时电流表示数为0.3A;滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入阻值
三、解答题(本大题共7小题,共46分)
22.
(1)如图所示,用笔画线代替导线,将图中元件连接成串联电路,要求:电压表测量灯泡两端的电压,滑动变阻器向右滑动小灯泡变亮;
(2)请根据电路图连接实物图(已知通过两灯泡的电流均为1A);
(3)如图所示,试在图中两个“〇”内选填“电压表”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
要求滑片右滑时小灯泡变亮(电流变大,总电阻变小),因此滑动变阻器接右下接线柱+任意一个上接线柱。电压表并联在小灯泡两端,保证电流正进负出,蓄电池电压大于3V,因此选量程。从电源正极出发,依次连接开关、滑动变阻器、小灯泡,最后回到电源负极,形成完整串联回路。据此作图。
【小问2详解】
由电路图可知,该电路为并联电路:与电流表串联为一条支路,单独为一条支路,开关在干路。已知支路电流为1A,因此电流表选0~3A量程,从电源正极出发,先连接开关,开关出线后分为两条支路;第一条支路电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出,之后连接,末端回到电源负极;第二条支路直接连接,末端回到电源负极即可。据此作图。
【小问3详解】
电流表相当于导线,需要串联在电路中;电压表相当于开路,并联在电路中。要使两灯并联,需要电流从正极流出后分为两条独立支路分别经过、,下方圈圈与串联,因此填电流表;上方圈圈并联在电路中,因此填电压表,最终两灯两端分别接电源正负极,符合并联要求。据此作图。
23. 跨学科实践小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后,小灯泡发光,说明盐水是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加________(选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,小灯泡逐渐变亮;这一实验过程________(选填“能”或“不能”)验证猜想B。
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把小灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方案更好的是________同学,理由是________。
(4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的________是否有关。
【答案】(1)导体 (2) ①. 盐 ②. 能
(3) ①. 乙 ②. 可以起到保护电路的作用
(4)横截面积
【解析】
【小问1详解】
向玻璃管内注满盐水,闭合开关后,小灯泡发光,表明电路已形成通路,说明盐水是导体;
【小问2详解】
[1]探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,将会向塑料管中添加盐,并搅拌均匀,观察灯泡的亮度变化,不加清水的原因是会大幅度改变盐水体积;
[2]探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,保持了横截面积不变,盐水的长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程能验证猜想B;
【小问3详解】
[1][2]将灯泡换为电流表,盐水的电阻决定电路中的电流,因此,当盐水的电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好,可以起到保护电路的作用;
【小问4详解】
因为电阻的大小与导体的材料、长度以及横截面积有关,如果倒掉一些盐水再进行测量了,相当于盐水的横截面积减小,因此可以探究盐水的大小与盐水的横截面积有关。
24. 小金与小湾同学利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电源为四节新干电池;他们依次将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)根据表格所测数据可知,R两端电压控制在______V不变;
(2)正确连接电路后,小金闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数,经检查故障只出现在电阻R或滑动变阻器上,则故障是__________;
(3)完成第一组实验,小金同学没有断开开关,就准备直接拆下5Ω的电阻,改接10Ω的电阻,小湾同学马上进行了制止,因为小金这样操作可能会损坏__________;
A. 电源 B. 电压表 C. 电流表 D. 电阻
(4)完成第一组实验,从安全和规范角度考虑,开关应____,更换定值电阻前滑动变阻器应滑片调至最____(选填“左”、“右”)端;
(5)把电阻由5Ω换成10Ω后,为使定值电阻两端电压不变,接入滑动变阻器的阻值比上一次____(选填“大”、“小”)。
(6)由表中数据我们可以得到结论:______________。
【答案】(1)2 (2)R短路 (3)B
(4) ①. 断开 ②. 左
(5)大 (6)导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
根据表格中数据可知,第1次实验中,R两端电压
第2次实验中,R两端电压
第3次实验中,R两端电压
故R两端电压保持2V不变。
【小问2详解】
电流表有示数,说明电路接通;电压表没有示数,说明电压表被短路,因为故障只在电阻R或滑动变阻器上,且电压表与电阻R并联,所以电阻R短路。
【小问3详解】
因为保持电阻R两端电压为2V不变,所以电压表选择0~3V的测量范围。没有断开开关就直接拆电阻,此时电压表仍与电源接通,测量电源电压,电源为四节新干电池,电压为6V,超出了电压表的测量范围,所以可能损坏电压表,故选B。
【小问4详解】
[1]从安全和规范角度考虑,更换电阻时,开关应断开,防止触电或损坏电路元件。
[2]更换定值电阻前,滑动变阻器接入电路的电阻最大处,即滑片移至最左端,这样在闭合开关时,电路中的电流最小,起到保护电路的作用。
【小问5详解】
把电阻由5Ω换成10Ω后,根据串联分压可知,定值电阻两端的电压会变大,为了使定值电阻两端电压保持2V不变,需要增大滑动变阻器两端的电压,因此滑动变阻器接入电路的阻值应比上一次大。
【小问6详解】
从表格数据可以看出,电压不变时,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,因此结论是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
25. 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,待测小灯泡标有“2.5V”字样,电源电压为4.5V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实验电路连接完整。(要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗)
(2)连接好电路后,将滑片P移至最____(选填“左”或“右”)端,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表指针偏转角度太大,则原因是________。
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图2所示,为了完成实验,应将图1中的滑片P向_____(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)根据实验记录的数据绘制成如图3所示的图像,分析图像可知:①小灯泡正常发光时的电阻为____Ω;②造成小灯泡的I-U图像不是一条直线的原因:________。
(5)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,某同学将图1电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图1中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图1中的一个电表改装为温度显示仪,要求温度升高时,示数变大。请你分析:应将图1中的_______表改装为温度显示仪。
【答案】(1) (2) ①. 右 ②. 小灯泡断路
(3)左 (4) ①. 12.5 ②. 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)电压
【解析】
【小问1详解】
要求闭合开关后,滑片向右移动灯泡变暗,说明滑片右移时滑动变阻器接入电阻变大,所以应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,即将滑动变阻器的左下接线柱与电源负极相连接,据此作图。
【小问2详解】
[1]连接电路后,为保护电路,滑动变阻器滑片应处于阻值最大处,即滑片应移至最右端。
[2]小灯泡不发光、电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针偏转角度太大,说明电压表与电源接通,所以故障原因可能是与电压表并联的这部分电路断路,即可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
由图1可知,图2中电压表连接0~3V的测量范围,分度值为0.1V,此时电压表的读数为2.2V,为了使电压表的示数达到2.5V,需要减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压可知,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向左端移动。
【小问4详解】
[1]当小灯泡正常发光时,两端电压为2.5V,由图3可知,此时通过小灯泡的电流为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻
[2]小灯泡发光时,灯丝温度升高,电阻变大,电流与电压不再成正比。
【小问5详解】
由(4)中可知,该电阻丝的温度升高时,电阻会变大,根据可知,电路中电流会变小,此时电路中电流表示数变小,根据串联分压可知,电阻丝两端电压会变大,电压表的示数会变大。故要让温度升高时示数变大,应选择电压表改装为温度显示仪。
26. 如图甲所示的电路中,V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡L1和L2两端的电压及电源电压;
(2)若将灯泡L1和L2改接为如图丙所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,此时电流表A2的示数为1.5A,电流表A1的示数为1.2A,求此时通过灯泡L2的电流及灯泡L2两端的电压;
(3)在如图丙所示的电路中,若灯泡L2的灯丝突然断了,则电流表A1、A2的示数分别是多少?
【答案】(1)1.2V 4.8V 6V
(2)0.3A 6V
(3)1.2A 1.2A
【解析】
【小问1详解】
分析图甲可知,灯L1和L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯L1两端电压,两只电压表的指针偏转角度相同,则电源电压U=6V;灯泡L1两端的电压U1=1.2V;根据串联电路电源电压等于各部分电压之和,得灯泡L2两端的电压U2=U-U1=6V-1.2V=4.8V
【小问2详解】
分析图丙可知,灯L1和L2并联,电流表A1测灯L1的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得通过灯泡L2的电流为I2=I-I1=1.5A-1.2A=0.3A
根据并联电路各支路电压相等,且等于电源电压,可知灯泡L2两端的电压仍为电源电压6V。
【小问3详解】
若并联电路中L2灯丝断路,此时电路中只有灯L1,且与电流表A1、A2串联;又因为在并联电路中各支路之间互不影响,则通过L1的电流与断路前相同,故电流表A1、A2示数都为1.2A。
27. 电源电压保持不变,当定值电阻R1和R2串联接入电路时,它们两端的电压之比为;当电阻R1和R2并联接入电路时,如图所示,电流表A2的示数为0.6A,已知电阻R1=20Ω。求:
(1)电源的电压;
(2)R2的电阻;
(3)电流表A1和A2的比值。
【答案】(1)6V (2)10Ω
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据串联分压可知,R1和R2的阻值之比
根据并联分流可知,当R1和R2并联后,通过R1和R2的电流之比
如图所示,当R1和R2并联后,电流表A2测量通过R2电流,其大小为
通过R1电流
则电源电压
【小问2详解】
R2的电阻
【小问3详解】
电流表A1的示数
电流表A1和A2的比值
28. 如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是向右移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=15Ω。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,求电压表的示数。
(3)该电路能测试的学生最好的成绩是多少cm?
【答案】(1)0.4A
(2)2.4V (3)30cm
【解析】
【小问1详解】
如图所示,当滑动变阻器的滑片P位于最左端时,两个电阻中只有电阻R2接入电路,此时电路中的电流,即电流表的示数
【小问2详解】
从最左端推动滑片P向右移动20cm时,滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
此时电压表的示数,即滑动变阻器两端电压
【小问3详解】
因为当滑动变阻器滑片处于最左端时,电路中的总电阻最小,电流最大,此时电路中的电流为0.4A,所以在滑片滑动过程中,电流表均能正常工作。
因为电压表量程为0~3V,则滑动变阻器两端电压最大为3V,根据串联分压可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,则此时的成绩是最好成绩。
此时定值电阻R2两端电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路电阻
该电路能测量的最好成绩为
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