内容正文:
2025——2026学年度第一学期九年级物理学科
期末质量测试
一、选择题(1-8题为单选,9,10题为多选)
1. 劳动课上同学们正在制作蛋糕,教室内弥漫着蛋糕的香气,下列现象的原理与其相同的是( )
A. 天竺山下炊烟袅袅 B. 海沧大道木棉絮飞
C. 园博苑里杉叶飘落 D. 湿地公园荷花飘香
2. 当智能手机的“电量”消耗到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”。省电模式可延长电池的供电时间,原因是( )
A. 增大了电池电压 B. 减小输出总功率
C. 减小了线路电阻 D. 增大了线路电流
3. 石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,而且它有出色的导电性及导热性,你认为石墨烯不能用来制成( )
A. 输电导线 B. 保温杯外壳 C. 坚韧的防弹衣 D. 轻型火箭外壳
4. 在用伏安法测电阻的实验中,下列注意事项中不是必要的是
A. 连接电路之前,先断开开关
B. 应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C. 在无法估计被测值的大小时,电流表、电压表应先用大量程试触
D. 将滑动变阻器连入电路时,滑片应移到阻值最大的位置
5. 中考体育学科测试在即,部分同学进行立定跳远测试时容易过线犯规。测试装置的基本原理是当有同学踏上测试垫时,开关S1、S2同时闭合,当机器感应到脚尖过线,红外感应开关S2断开,蜂鸣器发出声音提醒考生犯规,选项图中能实现上述功能的电路图是( )
A. B.
C. D.
6. 下列机器中不属于利用电流做功的是( )
A. 电风扇 B. 汽油机 C. 电脑 D. 空调
7. 如图所示,下列描绘物理现象或规律正确的是( )
A. 甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B. 乙图展示了电动机的原理
C. 丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D. 丁图用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
8. 如图所示,通电螺线管周围小磁针静止时,小磁针N极指向正确的是( )
A. a、b、c B. a、b C. a、c D. b、c
9. 如图是人体身高测量仪的电路示意图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下平移。当开关闭合,被测身高增加时( )
A. 电流表的示数变大
B. 电压表的示数变大
C. 电压表的示数与电流表的示数比值变大
D. 定值电阻R0消耗的电功率变大
10. 某家庭电路的连接如图所示,下列说法中正确的是( )
A. a点所在的电源线是相线
B. 空气开关只能安装在b点处
C. c点所在的导线与大地相连
D. L1和插座是并联的
二、非选择题(每空1分,画图2分,23题9分)
11. 同等条件下“可燃冰”完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍,说明它的_______很大。
12. 我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,若摩擦过的梳子与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时相互排斥,则可推断梳子带_______电,梳子在摩擦过程中_______电子。
13. 如图所示电路,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后,电压表的示数为1V,则灯L1两端的电压为_______V;通过灯L1和灯L2的电流之比为_______。若断开开关S,电压表的示数将_______。
14. 一电热器有“加热”和“保温”两个挡位,额定功率分别为,其简化电路如图所示,、是阻值不变的电热丝。当开关S接“1”时,电热器为______挡位;当开关S接“2”时,正常工作5min电热丝产生的总热量为______J。
15. 如图所示的A点是灯头接导线的螺丝(灯丝完好),当电路中的开关S断开时,站在地面上的人用手接触电路中的A点______(填“会”或“不会”)触电。
16. 小致家5月份的电费为50元,当地电价为。5月初他家的电能表示数如图所示,5月末电能表的示数应为_______。某电水壶单独工作5min时,电能表转盘转过200r,电水壶消耗的电能为_______。
17. 利用如图所示装置探究“不同物质吸收热量的情况”。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
200
10
30
5
沙子
200
10
90
5
(1)在安装实验装置时,应按照_______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序,通过_______反映沙子或者水吸收热量的多少。
(2)实验中用相同规格的酒精灯,如果使水和沙子升高相同的温度,则需要使_______加热更长的时间,因此_______的吸热能力更弱。
(3)实验后忘记熄灭酒精灯、此时发现烧杯中的水已经沸腾,则水在沸腾过程中温度_______液态水变成气态水蒸气的过程中,内能_______。
18. “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是锰钢合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积相同且比C大。
(1)将编号为_______的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体电阻大小与横截面积的关系。
(2)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的结论被实际应用到了( )的工作原理中。(填选项)
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
(3)实验中小致同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,为了比较电阻大小,他们接下来进行的操作是:断开开关,_______。
19. 利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。实验中电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
序号
1
2
3
①
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.30
0.40
(1)图中的虚线框内应连入_______。
(2)在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到_______端。
(3)在此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路,还可以_______。
(4)设计表格并记录数据,则表格中①处应填写_______,分析表中已测出的数据,初步得出的实验结论为:_______。
20. 在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小致提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是定值电阻_______。
(3)排除故障后,将5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,改用10Ω电阻继续实验,如果滑片仍停留在第1次实验的位置,闭合开关后,则应将滑片P向________移动至电压表示数为_______V。
(4)在实验中所选用的滑动变阻器应该是_______(选填“甲”或“乙”)。
21. 利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)实验原理是_______。
(2)闭合开关后,电流表指针指在零刻度线左侧,原因是电流表_______。
(3)修正问题后,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表的示数为0.5A,由这组数据计算出Rx的阻值为_______Ω。
(4)接下来小致继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据。小致这样多次测量的目的是_______。
(5)测出Rx后,还可以利用该实验的器材探究电流与_______的关系。
22. 在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关系”的实验装置中,相同的透明容器中密封着等量的空气。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面_______来比较的。
(2)用图甲电路来探究电流通过导体时产生的热量与_______的关系,通电一段时间后,根据实验现象可判断出Ra_______Rb。
(3)用图乙电路来探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系,则左侧容器内电阻丝的阻值Rc=_______并联电阻e的目的是_______。
23. 如图所示是某同学自制的电子秤的原理图,电源电压为12V,是阻值为10Ω的定值电阻,压力表为的电压表,R是压敏电阻,其阻值与所受压力大小的关系如下所示。(忽略踏板、直杆ABO及压杆的重力)
压力F/N
0
50
100
150
电阻R/Ω
30
25
20
15
(1)当踏板上的压力增大时,R受到压力也增大,此时R的电阻_______,压力表的示数_______。
(2)若压杆对R的压力为100N,此时R的阻值为_______Ω,压力表的示数为_______V。
(3)根据表格,压力变化过程中,电路的最小功率为多少?(请写出简单的文字叙述和计算过程)
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2025——2026学年度第一学期九年级物理学科
期末质量测试
一、选择题(1-8题为单选,9,10题为多选)
1. 劳动课上同学们正在制作蛋糕,教室内弥漫着蛋糕的香气,下列现象的原理与其相同的是( )
A. 天竺山下炊烟袅袅 B. 海沧大道木棉絮飞
C. 园博苑里杉叶飘落 D. 湿地公园荷花飘香
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.劳动课上同学们制作蛋糕时,教室内弥漫着蛋糕的香气,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;而天竺山下炊烟袅袅、海沧大道木棉絮飞、园博苑里杉叶飘落这些都能用眼睛直接看到,它们是机械运动,不属于分子运动,不属于扩散现象,故ABC不符合题意;
D.湿地公园荷花飘香,说明荷花的香气分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故D符合题意。
故选D。
2. 当智能手机的“电量”消耗到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”。省电模式可延长电池的供电时间,原因是( )
A. 增大了电池电压 B. 减小输出总功率
C. 减小了线路电阻 D. 增大了线路电流
【答案】B
【解析】
【详解】ABD.智能手机耗电达到一定量时,由可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机正常工作的电压不变,由可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故B符合题意,AD不符合题意;
C.因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以线路的电阻不变,故C不符合题意。
故选B。
3. 石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,而且它有出色的导电性及导热性,你认为石墨烯不能用来制成( )
A. 输电导线 B. 保温杯外壳 C. 坚韧的防弹衣 D. 轻型火箭外壳
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于石墨烯具有出色的导电性,则石墨烯可以用来制作输电导线,故A不符合题意;
B.由于石墨烯具有出色导热性,不能用来制成保温杯外壳,故B符合题意;
C.石墨烯是目前世上最坚硬的纳米材料,适合制作坚韧的防弹衣,故C不符合题意;
D.石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,适合制作轻型火箭外壳,故D不符合题意。
故选B。
4. 在用伏安法测电阻的实验中,下列注意事项中不是必要的是
A. 连接电路之前,先断开开关
B. 应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C. 在无法估计被测值的大小时,电流表、电压表应先用大量程试触
D. 将滑动变阻器连入电路时,滑片应移到阻值最大的位置
【答案】B
【解析】
【详解】A、为了保护电路,连接电路时,开关应断开,这样可以防止短路,故A不符合题意.
B、连接电路时,不一定要从电源的正极开始连线,且开关只要串联在电路中,其位置不影响开关的作用,故B没有必要,B符合题意.
C、在无法估计被测电压、电流的大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,可以保护电表,说明正确,故C不符合题意.
D、为了保护电路,将变阻器连入电路时,滑片应放到使电路中电流最小的位置,即阻值最大位置,说法正确,故D不符合题意.
故选B.
5. 中考体育学科测试在即,部分同学进行立定跳远测试时容易过线犯规。测试装置的基本原理是当有同学踏上测试垫时,开关S1、S2同时闭合,当机器感应到脚尖过线,红外感应开关S2断开,蜂鸣器发出声音提醒考生犯规,选项图中能实现上述功能的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当有同学踏上测试垫时,开关S1、S2同时闭合,此时电路处于正常工作状态,不过蜂鸣器不会发声,由此可知,蜂鸣器处于短路状态;当机器感应到脚尖过线,红外感应开关S2断开,蜂鸣器发出声音提醒考生犯规,由此可知,开关S2组成的电路把蜂鸣器短路了。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
6. 下列机器中不属于利用电流做功的是( )
A. 电风扇 B. 汽油机 C. 电脑 D. 空调
【答案】B
【解析】
【详解】电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。
A.电风扇工作时,将电能转化为机械能和内能,是利用电流做功,故A不符合题意;
B.汽油机工作时,是将燃料的化学能先转化为内能,再转化为机械能,整个过程没有利用电流做功,故B符合题意;
C.电脑工作时,将电能转化为光能、内能等,是利用电流做功,故C不符合题意;
D.空调工作时,将电能转化为内能、机械能等,是利用电流做功,故D不符合题意。
故选B
7. 如图所示,下列描绘物理现象或规律正确的是( )
A. 甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B. 乙图展示了电动机的原理
C. 丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D. 丁图用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图说明通电导线的周围存在磁场,此现象为电流的磁效应,故A错误;
B.图乙说明通电直导线在磁场中要受到力的作用,是电动机的原理,故B正确;
C.从安全用电的角度分析,开关和灯的位置互换后,易造成触电事故,不安全,故C错误;
D.丁图用毛皮摩擦橡胶棒,毛皮束缚电子的能力比较弱,电子转移到橡胶棒上,而使其带负电,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,通电螺线管周围小磁针静止时,小磁针N极指向正确的是( )
A. a、b、c B. a、b C. a、c D. b、c
【答案】D
【解析】
【详解】根据安培定则可以判断,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,画出通电螺线管周围的经过各小磁针的磁感线,则小磁针N极的指向与该点磁感线方向一致,从而判断出小磁针在b、c是正确的,故ABC错误,D正确。
故选D。
9. 如图是人体身高测量仪的电路示意图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下平移。当开关闭合,被测身高增加时( )
A. 电流表的示数变大
B. 电压表的示数变大
C. 电压表的示数与电流表的示数比值变大
D. 定值电阻R0消耗的电功率变大
【答案】AD
【解析】
【详解】由图可知,电路为定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
AB.当被测身高增加时,滑片会向上移动,滑动变阻器R连入电路中的电阻会变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大,根据串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小;故A正确,B错误;
C.由上述分析可知,电压表的示数与电流表的示数比值等于滑动变阻器两端的电压与其电流之比,根据可得比值为滑动变阻器的阻值,故被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电压表的示数与电流表的示数比值变小,故C错误;
D.由上述分析可知,通过定值电阻R0的电流变大,定值电阻R0阻值不变,根据P=I2R可知,定值电阻R0消耗的功率变大,故D正确。
故选AD。
10. 某家庭电路的连接如图所示,下列说法中正确的是( )
A. a点所在的电源线是相线
B. 空气开关只能安装在b点处
C. c点所在的导线与大地相连
D. L1和插座是并联的
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.家庭电路中,开关必须接在相线上,图中开关 S 接在 a 点所在的导线上,因此 a 点所在的电源线是相线,故A正确;
B.为了用电安全,空气开关应该接在相线上,即接在a线上,故B错误;
C.三孔插座的接线规则是“左中右相上接地”,c 点连接的是三孔插座的上孔,因此这根导线与大地相连,故C正确;
D.家庭电路中,各用电器、插座之间为了互不影响,都采用并联连接,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题(每空1分,画图2分,23题9分)
11. 同等条件下“可燃冰”完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍,说明它的_______很大。
【答案】热值
【解析】
【详解】相同质量(或体积)的“可燃冰”与其他燃料对比,完全燃烧能够放出更多的热量,所以“可燃冰”的热值很大。
12. 我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,若摩擦过的梳子与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时相互排斥,则可推断梳子带_______电,梳子在摩擦过程中_______电子。
【答案】 ①. 负 ②. 得到
【解析】
【详解】[1]根据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,梳子与带负电荷的橡胶棒相互排斥,则梳子带负电荷。
[2]带电的实质是电子的转移,得到电子带负电,梳子带负电,说明摩擦时得到电子。
13. 如图所示电路,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后,电压表的示数为1V,则灯L1两端的电压为_______V;通过灯L1和灯L2的电流之比为_______。若断开开关S,电压表的示数将_______。
【答案】 ①. 2 ②. ③. 变大
【解析】
【详解】[1]由图可知,两个灯泡串联,电压表测量L2两端电压,已知电源电压,电压表的示数。根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得灯L1两端的电压
[2]因为串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L1和灯L2的电流之比为。
[3]闭合开关时电压表的示数为1V,当断开开关S时,电压表串联在电路中,测电源两端的电压,此时电压表的示数为3V,所以电压表的示数将变大。
14. 一电热器有“加热”和“保温”两个挡位,额定功率分别为,其简化电路如图所示,、是阻值不变的电热丝。当开关S接“1”时,电热器为______挡位;当开关S接“2”时,正常工作5min电热丝产生的总热量为______J。
【答案】 ①. 加热 ②.
【解析】
【详解】[1]当开关S接 “1” 时,电路中只有R2工作;当开关S接 “2” 时,R1与R2串联。根据,电源电压U不变时,电阻越小,功率越大。开关接 “1” 时,电阻仅为R2,电阻较小,功率较大,因此电热器为加热挡位。
[2]当开关S接 “2” 时,电热器处于保温挡,功率P保=110 W。工作时间t=5min=300s,可得热量
15. 如图所示的A点是灯头接导线的螺丝(灯丝完好),当电路中的开关S断开时,站在地面上的人用手接触电路中的A点______(填“会”或“不会”)触电。
【答案】会
【解析】
【详解】断开开关,A点会与火线直接相连,站在地面上的人用手接触A点,相当于接触火线,因此会发生触电事故。
16. 小致家5月份的电费为50元,当地电价为。5月初他家的电能表示数如图所示,5月末电能表的示数应为_______。某电水壶单独工作5min时,电能表转盘转过200r,电水壶消耗的电能为_______。
【答案】 ①. 2123.6 ②. 0.1
【解析】
【详解】[1]由图知,5月初他家的电能表示数为,5月他家消耗的电能是
则5月末他家电能表的示数应为
[2]根据电能表参数“”可得,电能表转盘转过200r,电水壶消耗的电能为
17. 利用如图所示装置探究“不同物质吸收热量的情况”。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
200
10
30
5
沙子
200
10
90
5
(1)在安装实验装置时,应按照_______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序,通过_______反映沙子或者水吸收热量的多少。
(2)实验中用相同规格的酒精灯,如果使水和沙子升高相同的温度,则需要使_______加热更长的时间,因此_______的吸热能力更弱。
(3)实验后忘记熄灭酒精灯、此时发现烧杯中的水已经沸腾,则水在沸腾过程中温度_______液态水变成气态水蒸气的过程中,内能_______。
【答案】(1) ①. 自下而上 ②. 加热时间
(2) ①. 水 ②. 沙子
(3) ①. 不变 ②. 增加
【解析】
【小问1详解】
[1]该实验需要根据酒精灯外焰的高度确定下方铁圈位置,且温度计的玻璃泡要充分浸没在待测物质中,不接触容器壁和容器底,因此需按照自下而上的顺序组装。
[2]本实验用转换法,相同规格的酒精灯相同时间放出热量相同,因此用加热时间反映物质吸收热量的多少。
【小问2详解】
[1][2]由表格可知,质量相同的水和沙子吸收相同热量(加热时间相同)时,沙子升温更快,说明水的吸热能力更强,比热容更大。因此若升高相同温度,水需要吸收更多热量,需要加热更长时间;吸热能力更弱的是沙子。
【小问3详解】
[1][2]水沸腾的特点是:持续吸热,温度不变;液态水汽化变为水蒸气的过程中持续吸收热量,内能增加。
18. “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是锰钢合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积相同且比C大。
(1)将编号为_______的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体电阻大小与横截面积的关系。
(2)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的结论被实际应用到了( )的工作原理中。(填选项)
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
(3)实验中小致同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,为了比较电阻大小,他们接下来进行的操作是:断开开关,_______。
【答案】(1)B、C (2)C
(3)串联一个电流表
【解析】
【小问1详解】
根据控制变量法,探究导体电阻与横截面积的关系时,需要控制导体的材料、长度相同,只改变横截面积。已知B、C都是镍铬合金丝,长度相同,横截面积不同,因此选择B、C进行实验。
【小问2详解】
由题图可知,C、D都是镍铬合金丝,横截面积相同,长度不同,实验可得出结论:材料和横截面积相同时,导体电阻随长度改变而改变。滑动变阻器正是利用这一原理,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,故选C。
【小问3详解】
小灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化很小,肉眼无法通过亮度分辨,因此可以断开开关后,在电路中串联一个电流表,通过电流表示数的变化准确比较电阻大小。
19. 利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。实验中电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
序号
1
2
3
①
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.30
0.40
(1)图中的虚线框内应连入_______。
(2)在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到_______端。
(3)在此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路,还可以_______。
(4)设计表格并记录数据,则表格中①处应填写_______,分析表中已测出的数据,初步得出的实验结论为:_______。
【答案】(1)定值电阻
(2)B (3)改变定值电阻两端的电压
(4) ①. 电压U/V ②. 电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,因此虚线框内应接入阻值不变的定值电阻。
【小问2详解】
在开关闭合前,为保护电路,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此滑片P应移到B端。
【小问3详解】
本实验需要获得多组电流、电压数据,探究普遍规律,因此滑动变阻器除保护电路外,作用是改变定值电阻两端的电压,得到多组数据。
【小问4详解】
[1]表格中已经记录电流,①对应的是定值电阻两端电压的数值,因此填写电压。
[2]分析数据可知,电阻不变时,电压增大为几倍,电流也同倍数增大,因此得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
20. 在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小致提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是定值电阻_______。
(3)排除故障后,将5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,改用10Ω电阻继续实验,如果滑片仍停留在第1次实验的位置,闭合开关后,则应将滑片P向________移动至电压表示数为_______V。
(4)在实验中所选用的滑动变阻器应该是_______(选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) (2)短路
(3) ①. 右 ②. 2.5
(4)乙
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小,所以变阻器的左下接线柱(A端)接入电路中,将变阻器A端与定值电阻右接线柱相连即可。如图所示:
【小问2详解】
正确连接电路后闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,没有断路;无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,因为电压表与定值电阻并联,所以故障可能是定值电阻短路,此时电压表被短路无示数。
【小问3详解】
[1][2]探究“电流与电阻关系”,要控制定值电阻两端的电压不变。把5Ω的电阻接入电路中,由图乙可知,电流表量程为,分度值为0.02A,示数为0.5A,根据欧姆定律,可得定值电阻两端电压
改用10Ω电阻继续实验,根据分压原理,定值电阻变大,其两端电压变大,要控制电压不变,根据串联电路电压规律,应增大滑动变阻器两端电压,由分压原理可知,要增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片P应向右移动,直至电压表示数为2.5V
【小问4详解】
电源电压为4.5V,定值电阻两端电压控制为2.5V,则滑动变阻器两端电压为
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律,当定值电阻为15Ω时,电路电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻
所以滑动变阻器最大阻值不能小于12Ω,应选用滑动变阻器乙。
21. 利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)实验原理是_______。
(2)闭合开关后,电流表指针指在零刻度线左侧,原因是电流表_______。
(3)修正问题后,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表的示数为0.5A,由这组数据计算出Rx的阻值为_______Ω。
(4)接下来小致继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据。小致这样多次测量的目的是_______。
(5)测出Rx后,还可以利用该实验的器材探究电流与_______的关系。
【答案】(1)
(2)正负接线柱接反 (3)4
(4)求平均值,减小误差
(5)电压
【解析】
【小问1详解】
实验中需要用电压表测Rx两端的电压,用电流表测通过Rx的电流,结合计算电阻的大小,因此实验原理是
【小问2详解】
闭合开关后,电流表指针指在零刻度线左侧,说明电流表正负接线柱接反。
【小问3详解】
Rx的阻值为
【小问4详解】
由于电阻是定值,多次测量取平均值可以减小误差,故小致继续调节滑动变阻器,测量并记录多组实验数据,是为了减小误差。
【小问5详解】
Rx是定值电阻,可以利用该实验的器材探究电流与电压的关系,实验过程中保持定值电阻阻值不变,通过调节滑动变阻器的阻值,改变电压和电流。
22. 在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关系”的实验装置中,相同的透明容器中密封着等量的空气。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面_______来比较的。
(2)用图甲电路来探究电流通过导体时产生的热量与_______的关系,通电一段时间后,根据实验现象可判断出Ra_______Rb。
(3)用图乙电路来探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系,则左侧容器内电阻丝的阻值Rc=_______并联电阻e的目的是_______。
【答案】(1)高度差 (2) ①. 电阻 ②. <
(3) ①. 5 ②. 改变通过左侧电阻丝的电流
【解析】
【小问1详解】
电流通过电阻产生的热量会使容器内空气受热膨胀,从而推动U形管液面出现高度差,所以实验中是通过观察U形管中液面高度差来比较热量多少的。
【小问2详解】
[1][2]图甲中,两个电阻串联,电流和通电时间相同,只有电阻不同,所以探究的是电流通过导体时产生的热量与电阻的关系。 通电一段时间后,根据焦耳定律,电流和时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,U形管液面高度差越大。此时右侧液面高度差更大,可判断出Ra < Rb。
【小问3详解】
[1][2]用图乙探究热量与电流的关系时,需要控制电阻和通电时间相同,只改变电流,所以左侧容器内电阻丝的阻值和右侧容器内电阻阻值相同,即。 并联电阻e的目的是使通过电阻丝Rc的电流与通过Rd的电流不同,即改变通过左侧容器电阻丝的电流,让Rc和Rd的电流不同。
23. 如图所示是某同学自制的电子秤的原理图,电源电压为12V,是阻值为10Ω的定值电阻,压力表为的电压表,R是压敏电阻,其阻值与所受压力大小的关系如下所示。(忽略踏板、直杆ABO及压杆的重力)
压力F/N
0
50
100
150
电阻R/Ω
30
25
20
15
(1)当踏板上的压力增大时,R受到压力也增大,此时R的电阻_______,压力表的示数_______。
(2)若压杆对R的压力为100N,此时R的阻值为_______Ω,压力表的示数为_______V。
(3)根据表格,压力变化过程中,电路的最小功率为多少?(请写出简单的文字叙述和计算过程)
【答案】(1) ①. 减小 ②. 变大
(2) ①. 20 ②. 4
(3)3.6W
【解析】
【小问1详解】
[1]从表格数据能看出,当压力增大时,R的电阻减小。
[2]R与串联,总电阻,R减小,则减小,电源电压不变,根据,电路电流I增大。电压表(压力表)测两端电压,根据,不变、I增大,所以压力表的示数增大。
【小问2详解】
[1]由表格可知,当压力为100N时,
[2]电路总电阻:
电路电流:
压力表的示数:
【小问3详解】
电路功率,电源电压U不变,总电阻越大,功率P越小。从表格可知,压力最小时,此时总电阻最大
电路最小功率:
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