暑假收心卷03(暑假测试)【测试范围:13章~17章】新九年级物理新教材人教版
2026-06-27
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.97 MB |
| 发布时间 | 2026-06-27 |
| 更新时间 | 2026-06-27 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2026-06-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58515701.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
暑假收心培优测试,覆盖人教版13-17章热学与电学核心内容,以宋代文献、自动售奶机等真实情境为载体,通过实验探究与综合计算考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|15/30|扩散现象、热值、电路分析|结合《墨庄漫录》考静电现象,体现文化传承|
|填空题|8/28|比热容计算、热机冲程、电路电流|自制教具实验分析内能转化,强化科学探究|
|实验题|3/20|比较热值、电阻影响因素、测小灯泡电阻|控制变量法与图像分析结合,培养科学论证能力|
|计算题|2/16|燃料功计算、电学综合|汽车油耗与电路安全计算,突出实际应用价值|
内容正文:
暑假收心卷
培优测试(三)
满分:100分,时间:90分钟
注意事项:
1.试卷结构:单选题(15道)+填空题(8道)+作图题(2道)实验题(3道)+计算题(2道)
2.试卷难度:中等偏上
3. 测试范围:人教版新教材13章~17章
第I卷(选择题)
一、单选题(共30分)
1.(本题2分)下列现象中,属于扩散现象的是( )
A.桂花开时空气中弥漫着桂花香味 B.擦黑板时,粉笔灰四处飞扬
C.风吹过砂石路面,尘土飞扬 D.煮稀饭时,看见米粒在水中翻滚
2.(本题2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为零 B.物体温度升高,内能不一定增加
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 D.物体吸收热量,温度可能升高
3.(本题2分)关于热值和热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机的效率越高,消耗燃料越少
B.热机工作时所用燃料的热值越大,效率就越高
C.燃料燃烧时,质量会减小,但热值不变
D.无烟煤热值比干木柴大,完全燃烧时无烟煤放出热量比干木柴多
4.(本题2分)如图甲、乙,为蒸汽机或汽(柴)油机原理图,下列说法是正确的是( )
A.汽油机有喷油嘴,柴油机有火花塞
B.汽油机在吸气冲程中将汽油和空气的混合物吸入气缸
C.图甲为汽油机工作原理图,图乙为蒸汽机原理图
D.通过改良技术可以把柴油机效率提高到100%
5.(本题2分)水的比热容为,煤油的比热容为。在实验室中用完全相同的两个烧杯分别装上质量相等的煤油和水,用相同热源对烧杯均匀加热。图像正确的是( )
A.B. C. D.
6.(本题2分)宋代文人张邦基在《墨庄漫录》中记载:“禁中以翠尾作帚,每幸诸阁,掷龙脑以辟秽,过则以翠尾扫之,皆聚,无有遗者”。下列关于该现象分析正确的是( )
A.翠尾扫帚扫地时通过摩擦创造了电荷 B.扫地时翠尾扫帚会带电是因为分子发生了转移
C.翠尾扫帚摩擦带电吸引轻小物体 D.该现象与验电器的工作原理相同
7.(本题2分)如图所示,A、B是两个完全相同的金属球,都放在绝缘支架上,A带大量负电荷,B带大量正电荷,用铜棒C连接两球,则( )
A.电子从B流向A,电流方向从A到B B.电子从A流向B,电流方向从B到A
C.正电荷从B流向A,电流方向从A到B D.正电荷从A流向B,电流方向从B到A
8.(本题2分)为方便同学们购买牛奶,某中学教学楼的每个楼层都设有自动售奶机。学生可通过刷学生卡(闭合)或刷脸(闭合),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关自动闭合,接通灯泡照明。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.(本题2分)如图,闭合开关后两灯均正常发光,下列判断正确的是( )
A.两个开关均闭合时,该电路为串联电路
B.电流表测电流
C.电流表测电流
D.两个开关均闭合时,电流表的示数比大
10.(本题2分)在如图所示的四个电路图中,电流表和电压表的接法都正确的是( )
A. B. C. D.
11.(本题2分)在做“探究导体的电阻跟哪些因素有关”实验时,老师和同学们利用图中所示的器材进行实验。其中演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c三条长度均是1m,d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同。下列说法正确的是( )
A.将a、c两条电阻丝分别接入电路中,接入c时电流表示数较大
B.在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把M、N跟a、b两条电阻丝接入电路
C.该探究实验只用到了控制变量法
D.若没有金属丝d,则无法探究电阻跟长度的关系
12.(本题2分)两个电路元件A和B的I—U图像如图所示,根据图像,下列说法正确的( )
A.元件A的电压与通过它的电流成正比
B.将它们并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.4A
C.将它们串联后电路中的电流为0.2A时,A、B电压之比为1∶2
D.当元件A和元件B的电压都为2V时,元件A的电阻是元件B的2倍
13.(本题2分)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.连入电路的电阻变小 B.电流表A的示数变大
C.电压表的示数变小 D.电压表的示数不变
14.(本题2分)如图所示电路图,闭合开关S1、S2后,两灯均发光,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数相等 B.灯L1与L2的电阻之比为1∶4
C.电流表A2测的是通过灯L1的电流 D.灯L1与L2两端的电压之比为4∶1
15.(本题2分)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从20℃上升到30℃电压表的示数变化了10mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.每升高1℃,R的阻值增大1.65Ω
B.通过R的电流为25mA
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为270mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题(共28分)
16.(本题3分)在沿海地区,夏日里常常出现“海陆风”。“海陆风”的出现因为海水的________大,温度变化________(选“A.大”或“B.小”);当出现如图所示的风向时,可以判断:这一现象发生在_________(选“A.白天”或“B.夜晚”)
17.(本题3分)将一杯水倒掉一半,杯中剩余水的比热容________(选填“变大”“不变”或“变小”)。标准大气压下,将杯中200g的水从20℃加热至沸腾,则该过程水吸收的热量为________,沸腾后继续加热一段时间,温度保持不变,杯中水的内能________(选填“增大”“不变”或“减小”)(不考虑水的质量变化)。[]
18.(本题5分)如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析:
燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为________能,相当于内燃机的________冲程;纸筒飞出后瓶内气体温度将________(选填“升高”、“降低”)。为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过________的方式减少汽缸内能的。若飞轮的转速为2400 r/min,在1s内,对外做功________次。
19.(本题3分)如图甲所示的电路图中,小灯泡和是__________联接入电路的。当开关闭合后,两个电流表的指针偏转如图乙所示,其中电流表的示数为__________,通过灯泡的电流为__________。
20.(本题3分)如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关S,电压表的示数为2V,则通过R1与R2的电流之比为________ ,R1两端电压为_____ V,若R1出现断路,电压表________。(选填“有示数”或“无示数”)。
21.(本题4分)用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体A、B、导体A的横截面积比B的大。如图所示,将它们串联在同一电路中,则通过A的电流_________通过B的电流;A的电阻_________B的电阻;A两端的电压_________B两端的电压(前三空均选填“大于”“小于”或“等于”)。若导体A两端电压为0时,则A的电阻将_________(选填“为0”或“不变”)。
22.(本题3分)如图甲所示有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,可知元件A的阻值为_____ Ω;闭合开关S,若电流表的示数为0.4A,则电源电压________ V;若电源电压变为6V,闭合开关,电流表示数为________ A。
23.(本题4分)下图中,甲是一种常见的LED手电筒,发光元件由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流(指正常工作时的电流)为30mA。它的能量是由可反复充电使用的电池提供,且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化,如表格所示。请回答下列问题:
两端的电压/V
2
2.4
3.2
LED灯的颜色
红
黄
蓝
(1)这种LED手电筒正常工作时的总电流为______mA;
(2)图中乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联,已知电源电压为4.2V保持不变,闭合开关S,毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算可知此时LED灯所发出光的颜色为_____色;
(3)当电流从二极管“+”极端流入时,二极管对电流的阻碍作用很小,相当于一个阻值很小的电阻,我们把它称为正向电阻。看下面一个二极管曲线图,由图丙可知,随着二极管两端电压的升高,正向电阻______(填“变大”“变小”或“不变”),当电压为0.6V时,二极管的正向电阻为______Ω。
三、作图题(共6分)
24.(本题3分)画出对应的电路图。
25.(本题3分)按要求完成下列小题:
(1)连接图甲中实物电路,用电流表测量通过小灯泡L的电流。已知开关S闭合后,通过小灯泡L的电流约为,请选择电流表合适的测量范围,用笔画线代替导线把图中的电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。闭合开关,灯泡发光;将滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡变亮。(导线不能交叉)
(3)如图丙所示,请根据实物电路在虚线框内画出相应的电路图。
四、实验题(共20分)
26.(本题9分)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同。
(1)组装实验装置时,应该按___________(选填“自下而上”或“自上而下”)组装。
(2)实验要“比较不同燃料的热值”:
①应选择___________两图进行实验;
②实验中,通过比较___________(选填“加热时间”或“温度变化量”)来比较燃料完全燃烧放出的热量。
③实验结束后画出液体的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,则燃料1与燃料2的热值之比为q1∶q2=___________。
(3)实验要“比较不同物质吸热升温的特点”:
①应选择___________两图进行实验;
②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同,是为了使两种液体在相同时间内吸收___________(选填“相同”或“不同”)的热量,所以实验主要用___________(选填“加热时间”或“温度变化量”)来反映液体吸热的多少。
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式计算出了液体吸收的热量,他认为“用这个热量与燃料质量的比”就能准确地计算出煤油或菜籽油的热值,你认为他的计算结果可靠吗?___________,为什么?___________。
27.(本题4分)小阳选取一根铅笔芯,按图甲连接电路,a夹子固定。
(1)向左移动b夹子,同时能观察到小灯泡的亮度变___________。
(2)小阳取下铅笔芯,用a、b两夹子夹住一块玻璃,发现小灯泡不亮,用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度的升高,小灯泡逐渐亮起来。由此可以初步得出:玻璃的电阻随温度的升高而___________。
(3)如图乙所示,是小阳制作的简易调光台灯,图丙是他所用的调亮度的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。
①小阳顺时针转动滑片时,小灯泡变亮,则___________两个接线柱接入了电路中。
②有的同学提出还可以加入声控开关,实现按钮开关或声控开关分别控制台灯,则图丁中A、B两设计电路符合要求的是___________。
28.(本题7分)在“测量小灯泡的电阻”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种滑动变阻器R1(10Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(200Ω 0.2A)、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择___________(选填“R1”“R2”或“R3”);
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故障原因可能是___________;
(3)故障排除后,闭合开关,电压表的指针位置如图乙所示,电压表示数为___________V,应将滑片P向___________(选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡电压为2.5V,根据图丙信息,可计算出小灯泡的正常工作时的电阻是___________Ω;
(4)完成上述实验后,同学们交流后设计了另外一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丁所示,已知小灯泡额定电压为2.5V,定值电阻为R0,请将下列实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为___________V;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,读出电压表的示数U;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:R=___________(用2.5V、U、R0表示)。
五、计算题(共16分)
29.(本题6分)一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)消耗汽油的质量是多少?
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(3)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
30.(本题10分)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω、R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0-15V,V2的量程为0-3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,通过R2的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路中的电流保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求:R0接入电路的阻值范围。
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暑假收心卷
培优测试(三)
满分:100分,时间:90分钟
注意事项:
1.试卷结构:单选题(15道)+填空题(8道)+作图题(2道)实验题(3道)+计算题(2道)
2.试卷难度:中等偏上
3. 测试范围:人教版新教材13章~17章
第I卷(选择题)
一、单选题(共30分)
1.(本题2分)下列现象中,属于扩散现象的是( )
A.桂花开时空气中弥漫着桂花香味 B.擦黑板时,粉笔灰四处飞扬
C.风吹过砂石路面,尘土飞扬 D.煮稀饭时,看见米粒在水中翻滚
【答案】A
【详解】A.桂花开时,空气中弥漫着桂花的香味,是香气分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故A符合题意;
B.擦黑板时,粉笔灰四处飞扬,这是物质的运动,属于机械运动,故B不符合题意;
C.尘土飞扬是尘土颗粒的运动,不是分子运动,不属于扩散现象,故C不符合题意;
D.米粒在水中翻滚是米粒的运动,不是分子运动,不属于扩散现象,故D不符合题意。
故选A。
2.(本题2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为零 B.物体温度升高,内能不一定增加
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 D.物体吸收热量,温度可能升高
【答案】D
【详解】A.一切物体在任何温度下都有内能,所以0℃的冰块内能不为零,故A错误;
B.物体的内能与温度有关,温度升高时,分子无规则运动加剧,内能一定增加,故B错误;
C.热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,而不是从内能大的物体传递给内能小的物体,故C错误;
D.物体吸收热量,温度可能升高(比如水吸热升温),也可能不变(比如晶体熔化吸热,温度保持不变),故D正确。
故选D。
3.(本题2分)关于热值和热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机的效率越高,消耗燃料越少
B.热机工作时所用燃料的热值越大,效率就越高
C.燃料燃烧时,质量会减小,但热值不变
D.无烟煤热值比干木柴大,完全燃烧时无烟煤放出热量比干木柴多
【答案】C
【详解】AB.热机效率是指用来做有用功的能量与消耗燃料完全燃烧释放热量的比值,其高低与消耗燃料的多少和燃料的热值没有直接的因果关系,消耗燃料的多少还取决于做功的多少,故AB错误;
C.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,燃料燃烧时,质量会减小,热值不变,故C正确;
D.虽然无烟煤热值比干木柴大,但由于所用两种燃料质量大小未知,因此不能确定完全燃烧时无烟煤放出热量比干木柴多,故D错误。
故选C。
4.(本题2分)如图甲、乙,为蒸汽机或汽(柴)油机原理图,下列说法是正确的是( )
A.汽油机有喷油嘴,柴油机有火花塞
B.汽油机在吸气冲程中将汽油和空气的混合物吸入气缸
C.图甲为汽油机工作原理图,图乙为蒸汽机原理图
D.通过改良技术可以把柴油机效率提高到100%
【答案】B
【详解】A.汽油机气缸的顶端有火花塞,工作过程将汽油点燃,柴油机气缸顶端有喷油嘴,工作过程将柴油压燃,故A错误。
B.汽油机在吸气冲程中将汽油和空气的混合物吸入气缸,用火花塞点燃混合气体,故B正确。
C.图甲中,把水烧成水蒸气,推动风车工作,是蒸汽机的工作原理,不是汽油机的工作原理,故C错误。
D.因为存在阻力和无法避免的热量散失,柴油机的效率永远不可能达到100%,故D错误。
故选B。
5.(本题2分)水的比热容为,煤油的比热容为。在实验室中用完全相同的两个烧杯分别装上质量相等的煤油和水,用相同热源对烧杯均匀加热。图像正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】用相同热源对烧杯均匀加热,若加热时间相同,煤油和水吸收的热量相等,由可知,质量相等的两种物质,吸收热量相等时,物质升高的温度与比热容成反比,因为
故水和煤油升高的温度之比为
A.由图像可知,水和煤油升高的温度为,故A错误;
B.由图像可知,水和煤油升高的温度为,故B错误;
C.由图像可知,水和煤油升高的温度为,故C正确;
D.由图像可知,水和煤油升高的温度为,故D错误。
故选C。
6.(本题2分)宋代文人张邦基在《墨庄漫录》中记载:“禁中以翠尾作帚,每幸诸阁,掷龙脑以辟秽,过则以翠尾扫之,皆聚,无有遗者”。下列关于该现象分析正确的是( )
A.翠尾扫帚扫地时通过摩擦创造了电荷
B.扫地时翠尾扫帚会带电是因为分子发生了转移
C.翠尾扫帚摩擦带电吸引轻小物体
D.该现象与验电器的工作原理相同
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,并不是创造了电荷,电荷不能凭空产生,故A错误;
B.摩擦起电是电荷发生转移,不是分子发生转移,故B错误;
C.带电体的性质是可以吸引轻小物体,翠尾扫帚摩擦后带电,会吸引轻小的灰尘,故 C正确;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,该现象是带电体吸引轻小物体,二者原理不同,故D错误。
故选C。
7.(本题2分)如图所示,A、B是两个完全相同的金属球,都放在绝缘支架上,A带大量负电荷,B带大量正电荷,用铜棒C连接两球,则( )
A.电子从B流向A,电流方向从A到B B.电子从A流向B,电流方向从B到A
C.正电荷从B流向A,电流方向从A到B D.正电荷从A流向B,电流方向从B到A
【答案】B
【详解】金属导体中能够自由移动的是带负电的自由电子,A金属球带多余的负电荷,B金属球带正电荷,故电子从A流向B;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,所以电流的方向是从B向A。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.(本题2分)为方便同学们购买牛奶,某中学教学楼的每个楼层都设有自动售奶机。学生可通过刷学生卡(闭合)或刷脸(闭合),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关自动闭合,接通灯泡照明。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知,通过刷学生卡(闭合)或刷脸(闭合),都能启动电动机完成自动售货,说明开关S1和开关S2可以独立工作、互不影响,则开关S1和开关S2应并联,再与电动机串联;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明,即灯泡只由光控开关S3控制,因灯泡与电动机工作时互不影响,则两用电器应并联。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.(本题2分)如图,闭合开关后两灯均正常发光,下列判断正确的是( )
A.两个开关均闭合时,该电路为串联电路 B.电流表测电流
C.电流表测电流 D.两个开关均闭合时,电流表的示数比大
【答案】B
【详解】A.当两个开关均闭合时,电路电流有两条路径,一条路径是经过灯泡和电流表A1,另一条路径是经过开关和灯泡,所以该电路是并联电路,故A错误;
B.灯泡和电流表A1在同一条支路上,因此电流表A1测L1电流,故B正确;
C.电流表A2在干路上,因此电流表A2测总电流,故C错误;
D.两个开关均闭合时,根据并联电路的电流规律,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,因此测量干路电流的电流表A2的示数大于测量支路电流的电流表A1的示数,故D错误。
故选B。
10.(本题2分)在如图所示的四个电路图中,电流表和电压表的接法都正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】电流表、电压表接线时都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,且电流表串联在电路中,电压表与被测用电器并联。
A.电压表的正负接线柱接反了,故A错误;
B.电流表与灯泡并联了,电压表与灯泡串联了,电流表的正负接线柱接反了,故B错误;
C.电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,电流都是从正接线柱流入,负接线柱流出,故C正确;
D.电流表与灯泡并联了,且电流表和电压表的正负接线柱都接反了,故D错误。
故选C。
11.(本题2分)在做“探究导体的电阻跟哪些因素有关”实验时,老师和同学们利用图中所示的器材进行实验。其中演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c三条长度均是1m,d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同。下列说法正确的是( )
A.将a、c两条电阻丝分别接入电路中,接入c时电流表示数较大
B.在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把M、N跟a、b两条电阻丝接入电路
C.该探究实验只用到了控制变量法
D.若没有金属丝d,则无法探究电阻跟长度的关系
【答案】A
【详解】A.将a、c两条电阻丝分别接入电路中,由于a、c材料和长度相同,横截面积不同,c的横截面积大,电阻小,接入c时电流表示数较大,故A正确;
B.在探究电阻跟横截面积的关系时,应控制材料和长度相同,横截面积不同,可依次把M、N跟a、c两条电阻丝接入电路,故B错误;
C.该探究实验用到了控制变量法,还通过电流表示数大小反映电阻的大小,用到了转换法,故C错误;
D.若没有金属丝d,可选一根电阻丝,让M接触电阻丝的一端,N在电阻丝上滑动改变其接入电路的长度,观察电流表的示数,也可以探究电阻跟长度的关系,故D错误。
故选A。
12.(本题2分)两个电路元件A和B的I—U图像如图所示,根据图像,下列说法正确的( )
A.元件A的电压与通过它的电流成正比
B.将它们并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.4A
C.将它们串联后电路中的电流为0.2A时,A、B电压之比为1∶2
D.当元件A和元件B的电压都为2V时,元件A的电阻是元件B的2倍
【答案】C
【详解】A.元件A的I—U图像是过原点的倾斜直线,说明A是定值电阻。根据欧姆定律,当电阻R不变时,因电压是形成电流的原因,则电流I与电压U成正比,而非电压与电流成正比,故A错误;
B.将它们并联后接到电压为2V的电源上时,由并联电路各支路电压相等可得,两元件两端的电压均为2V。由图可知,当U=2V时,A的电流为0.4A,B的电流为0.2A。则干路电流,故B错误;
C.将它们串联后电路中的电流为0.2A时,由串联电路电流处处相等可知,通过两个元件的电流均为0.2A。由图可知,当I=0.2A时,A的电压为1V,B的电压为2V。电压比,故C正确;
D.当U=2V时,由图可知,A的电流是B的二倍,由欧姆定律可知,在电压一定时,电流与电阻成反比,因此元件A的电阻是元件B的二分之一,故D错误。
故选C。
13.(本题2分)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.连入电路的电阻变小 B.电流表A的示数变大
C.电压表的示数变小 D.电压表的示数不变
【答案】C
【详解】A.如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流,滑动变阻器左下接线柱接入电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器阻值变大,故A错误;
B.滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,根据可知,在电源电压不变时,电路中电流变小,电流表示数变小,故B错误;
C.电路中电流变小,根据U=IR可知,R1两端电压变小,电压表V1示数变小,故C正确;
D.串联电路各部分两端电压之和等于电源电压,因为电源电压不变,R1两端电压变小,则R2两端电压变大,则电压表的示数变大,故D错误。
故选C。
14.(本题2分)如图所示电路图,闭合开关S1、S2后,两灯均发光,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数相等 B.灯L1与L2的电阻之比为1∶4
C.电流表A2测的是通过灯L1的电流 D.灯L1与L2两端的电压之比为4∶1
【答案】B
【详解】由图可知,当闭合开关S1、S2后,两灯并联,根据并联电路电压特点可知,灯L1与L2两端的电压相等,则灯L1与L2两端的电压之比为1∶1,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测通过L2的电流,两个电流表的指针位置相同,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,则电流表A1的示数大于电流表A2的示数,且根据电流表量程选择可知,电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,电流表A1的示数是电流表A2的5倍。
故可得通过灯L2与L1的电流之比为
并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,由欧姆定律有,则两灯的电阻之比,故B正确,ACD错误。
故选B。
15.(本题2分)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从20℃上升到30℃电压表的示数变化了10mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.每升高1℃,R的阻值增大1.65Ω
B.通过R的电流为25mA
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为270mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
【答案】C
【详解】A.由图丙可知,温度升高20℃,电阻增大8Ω,则每升高1℃,R的阻值增大
故A错误;
BC.由图丙可知,当时,R的阻值为108Ω,由欧姆定律可知,电压表示数为 ①
当时,R的阻值为
由题意可知,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变,此时电压表示数为 ②
由题意可知,环境温度从20℃上升到30℃,电阻变大,由可知,电压表的示数会增大,因电压表的示数变化了10mV,则②-①为电压表示数的增加量,即
解得
即通过R的电流为2.5mA,环境温度为20℃时,电压表的示数为
故B错误,C正确;
D.由可知,阻值变化量相同时,电流越大,电压表示数变化值越大,因此若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更大的恒流源。故D错误。
故选C。
第II卷(非选择题)
二、填空题(共28分)
16.(本题3分)在沿海地区,夏日里常常出现“海陆风”。“海陆风”的出现因为海水的________大,温度变化________(选“A.大”或“B.小”);当出现如图所示的风向时,可以判断:这一现象发生在_________(选“A.白天”或“B.夜晚”)
【答案】 比热容 B A
【详解】[1][2]“海陆风”的出现是因为海水的比热容较大,和陆地相比,在质量和吸收相同的热量时,由可知,海水的温度变化较小。
[3]由图可知,此时风向是从海洋吹向陆地,属于海风。白天,陆地的比热容较小,升温快,上方空气受热膨胀而上升,海洋的冷空气补充过来就会流向陆地,形成海风。夜晚时,陆地比热容较小,降温较快,上方空气遇冷而下沉,风会从陆地吹向海洋,形成陆风。
17.(本题3分)将一杯水倒掉一半,杯中剩余水的比热容________(选填“变大”“不变”或“变小”)。标准大气压下,将杯中200g的水从20℃加热至沸腾,则该过程水吸收的热量为________,沸腾后继续加热一段时间,温度保持不变,杯中水的内能________(选填“增大”“不变”或“减小”)(不考虑水的质量变化)。[]
【答案】 不变 增大
【详解】[1]比热容是物质的一种特性,不随质量改变,因此倒掉一半水后,剩余水的比热容保持不变。
[2]该过程水吸收的热量为
[3]沸腾后继续加热,水持续吸热,质量不变,因此内能增大。
18.(本题5分)如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验的下列分析:
燃气推动纸筒飞出的过程中将内能转化为________能,相当于内燃机的________冲程;纸筒飞出后瓶内气体温度将________(选填“升高”、“降低”)。为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过________的方式减少汽缸内能的。若飞轮的转速为2400 r/min,在1s内,对外做功________次。
【答案】 机械 做功 降低 热传递 20
【详解】燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程,消耗燃气的内能,纸筒得到机械能,所以是将内能转化为机械能,由于内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,所以纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程。
燃气对外做功后,自身内能减小,因此瓶内气体温度会降低。
汽缸温度高于水的温度,热量从汽缸传递到水中,是通过热传递的方式减少汽缸的内能。
飞轮转速 ,四冲程内燃机中,飞轮每转2圈对外做功1次,因此1 s内对外做功的次数为。
19.(本题3分)如图甲所示的电路图中,小灯泡和是__________联接入电路的。当开关闭合后,两个电流表的指针偏转如图乙所示,其中电流表的示数为__________,通过灯泡的电流为__________。
【答案】 并 1.2 0.9
【详解】[1][2][3]分析电路图可知,两灯泡并联,电流表测所在支路的电流,电流表测干路电流,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表指针的偏转角小于电流表指针的偏转角,所以电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A;电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过灯泡的电流
20.(本题3分)如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关S,电压表的示数为2V,则通过R1与R2的电流之比为________ ,R1两端电压为_____ V,若R1出现断路,电压表________。(选填“有示数”或“无示数”)。
【答案】 1∶1 2 有示数
【详解】[1]由于串联电路电流处处相等,所以,通过R1与R2的电流之比为1∶1。
[2]由串联电路电压规律可知,电阻R1和R2串联,电压表的示数为R1两端的电压,即为2V。
[3]当R1出现断路时,整个电路断路,电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电压表的示数等于电源电压,故电压表有示数。
21.(本题4分)用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体A、B、导体A的横截面积比B的大。如图所示,将它们串联在同一电路中,则通过A的电流_________通过B的电流;A的电阻_________B的电阻;A两端的电压_________B两端的电压(前三空均选填“大于”“小于”或“等于”)。若导体A两端电压为0时,则A的电阻将_________(选填“为0”或“不变”)。
【答案】 等于 小于 小于 不变
【详解】[1]图中A、B两导体,根据串联电路中电流规律可知,通过导体A的电流等于通过导体B的电流。
[2]根据导体电阻的影响因素可知,当导体的长度、材料相同时,导体的横截面积越小,电阻越大,因此导体A的电阻小于导体B的电阻。
[3]根据欧姆定律,在串联电路中电流I相同,电阻R越小,两端的电压U也越小,所以A 两端的电压小于B 两端的电压。
[4]电阻是导体自身的属性,与导体两端电压和通过的电流无关,因此,若导体A两端电压为0时,导体A的阻值不变。
22.(本题3分)如图甲所示有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,可知元件A的阻值为_____ Ω;闭合开关S,若电流表的示数为0.4A,则电源电压________ V;若电源电压变为6V,闭合开关,电流表示数为________ A。
【答案】 5 4.5 0.6
【详解】[1]由图乙可知,通过元件A的电流与它两端的电压成正比,即A的阻值一定,由图乙可知,当通过A的电流为时,它两端的电压为,根据欧姆定律可得,A的阻值
[2]由图甲可知,电路元件A和B串联,电流表测电路中的电流,由于串联电路中各处的电流相等,所以电流表的示数为时,通过A、B的电流均为,由图乙可知,此时A和B两端的电压分别为,由于串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电源的电压
[3]当电流都为时,电压都是,电压之和为,恰好满足电源电压变为,故电流是。
23.(本题4分)下图中,甲是一种常见的LED手电筒,发光元件由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流(指正常工作时的电流)为30mA。它的能量是由可反复充电使用的电池提供,且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化,如表格所示。请回答下列问题:
两端的电压/V
2
2.4
3.2
LED灯的颜色
红
黄
蓝
(1)这种LED手电筒正常工作时的总电流为______mA;
(2)图中乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联,已知电源电压为4.2V保持不变,闭合开关S,毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算可知此时LED灯所发出光的颜色为_____色;
(3)当电流从二极管“+”极端流入时,二极管对电流的阻碍作用很小,相当于一个阻值很小的电阻,我们把它称为正向电阻。看下面一个二极管曲线图,由图丙可知,随着二极管两端电压的升高,正向电阻______(填“变大”“变小”或“不变”),当电压为0.6V时,二极管的正向电阻为______Ω。
【答案】(1)150
(2)蓝
(3) 变小 120
【详解】(1)由题意可知,LED手电筒由5个发光二极管并联组成,由并联电路电流特点可知,手电筒组成工作时的总电流为
(2)由图乙可知,LED灯与50Ω的定值电阻串联,电路中的电流为
由欧姆定律可知,定值电阻R两端的电压为
由串联电路电压特点可知,LED灯两端的电压为
由表格数据可知,此时LED灯发出蓝颜色的光。
(3)[1]由图丙可知,二极管两端电压的增加量相同时,通过的电流的增加量越来越大,由欧姆定律的变形式可知,随着二极管两端电压的升高,其正向电阻变小。
[2]当电压为0.6V时,通过二极管的电流为
则此时二极管的正向电阻为
三、作图题(共6分)
24.(本题3分)画出对应的电路图。
【答案】
【详解】分析电路可知,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表在支路上,电流表在支路上,开关在干路上,电压表与并联,作图如下:
25.(本题3分)按要求完成下列小题:
(1)连接图甲中实物电路,用电流表测量通过小灯泡L的电流。已知开关S闭合后,通过小灯泡L的电流约为,请选择电流表合适的测量范围,用笔画线代替导线把图中的电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。闭合开关,灯泡发光;将滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡变亮。(导线不能交叉)
(3)如图丙所示,请根据实物电路在虚线框内画出相应的电路图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)已知通过小灯泡L的电流约为0.2A,所以电流表应选择0~0.6A的量程。连接电路时,先把两节电池串联起来,然后从电源正极出发,依次连接开关S、电流表、小灯泡L,最后回到电源负极,确保导线不交叉。如图所示:
(2)要使滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮,说明滑动变阻器与灯泡串联,且滑动变阻器接入电路的电阻应减小。所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。连接时,从电源正极出发,依次连接滑动变阻器(右下接线柱和上面任意一个接线柱)、开关、灯泡,最后回到电源负极,导线不能交叉。如图所示:
(3)观察图丙实物电路,电流从电源正极流出,分为两条支路,一条支路经过灯泡L1,另一条支路经过开关S后,经过灯泡L2,然后两条支路的电流汇合后回到电源负极。所以两个灯泡L1、L2并联,开关S在L2支路中。如图所示:
四、实验题(共20分)
26.(本题9分)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同。
(1)组装实验装置时,应该按___________(选填“自下而上”或“自上而下”)组装。
(2)实验要“比较不同燃料的热值”:
①应选择___________两图进行实验;
②实验中,通过比较___________(选填“加热时间”或“温度变化量”)来比较燃料完全燃烧放出的热量。
③实验结束后画出液体的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,则燃料1与燃料2的热值之比为q1∶q2=___________。
(3)实验要“比较不同物质吸热升温的特点”:
①应选择___________两图进行实验;
②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同,是为了使两种液体在相同时间内吸收___________(选填“相同”或“不同”)的热量,所以实验主要用___________(选填“加热时间”或“温度变化量”)来反映液体吸热的多少。
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式计算出了液体吸收的热量,他认为“用这个热量与燃料质量的比”就能准确地计算出煤油或菜籽油的热值,你认为他的计算结果可靠吗?___________,为什么?___________。
【答案】(1)自下而上
(2) 甲、乙 温度变化量
(3) 甲、丙 相同 加热时间
(4) 不可靠 燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收,存在热量损失
【详解】(1)组装装置时需要根据酒精灯外焰的高度确定下方器材的位置,因此要按照自下而上的顺序组装。
(2)[1]比较不同燃料热值,根据控制变量法,需要保持被加热液体的种类、质量相同,只改变燃料种类,因此选择甲、乙两装置。
[2]燃料完全燃烧放出的热量不能直接观测,相同质量的同种液体,吸收热量越多,温度升高越大,因此通过温度变化量比较放热多少。
[3]根据公式
燃料质量、液体比热容、液体质量都相同,因此热值和温度变化量成正比,由图可知,
则
(3)[1]比较不同物质吸热升温的特点,根据控制变量法,需要保持燃料种类相同,只改变液体种类,因此选择甲、丙两装置。
[2][3]控制火力相同,目的是让两种液体在相同时间内吸收相同的热量;实验使用转换法,用加热时间反映液体吸收热量的多少,相同热源加热时间越长,液体吸热越多。
(4)[1][2]该结果不可靠,因为燃料燃烧放出的热量会散失到空气中、被实验容器吸收,只有一部分热量被液体吸收,因此计算得到的热值比实际值偏小,结果不准确。
27.(本题4分)小阳选取一根铅笔芯,按图甲连接电路,a夹子固定。
(1)向左移动b夹子,同时能观察到小灯泡的亮度变___________。
(2)小阳取下铅笔芯,用a、b两夹子夹住一块玻璃,发现小灯泡不亮,用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度的升高,小灯泡逐渐亮起来。由此可以初步得出:玻璃的电阻随温度的升高而___________。
(3)如图乙所示,是小阳制作的简易调光台灯,图丙是他所用的调亮度的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。
①小阳顺时针转动滑片时,小灯泡变亮,则___________两个接线柱接入了电路中。
②有的同学提出还可以加入声控开关,实现按钮开关或声控开关分别控制台灯,则图丁中A、B两设计电路符合要求的是___________。
【答案】(1)暗
(2)减小
(3) bc A
【详解】(1)向左移动b夹子后,接入电路的铅笔芯长度变长,电路总电阻增大,电路电流变小,因此小灯泡亮度变暗。
(2)玻璃温度升高后,小灯泡逐渐变亮,说明电路电流变大,玻璃的电阻变小,因此可得出结论:玻璃的电阻随温度的升高而减小。
(3)[1]顺时针转动滑片时小灯泡变亮,说明接入电路的电阻变小。接b、c时,顺时针转动滑片,接入电阻丝长度变短,电阻减小,因此是b、c接入电路。
[2]要求按钮开关和声控开关都可以独立控制台灯,说明两个开关需要并联,任意一个开关闭合都能接通电路,故符合要求的是A。
28.(本题7分)在“测量小灯泡的电阻”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种滑动变阻器R1(10Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(200Ω 0.2A)、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择___________(选填“R1”“R2”或“R3”);
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故障原因可能是___________;
(3)故障排除后,闭合开关,电压表的指针位置如图乙所示,电压表示数为___________V,应将滑片P向___________(选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡电压为2.5V,根据图丙信息,可计算出小灯泡的正常工作时的电阻是___________Ω;
(4)完成上述实验后,同学们交流后设计了另外一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丁所示,已知小灯泡额定电压为2.5V,定值电阻为R0,请将下列实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为___________V;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,读出电压表的示数U;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:R=___________(用2.5V、U、R0表示)。
【答案】(1)R2
(2)灯泡断路
(3) 2.2 A 12.5
(4) 2.5
【详解】(1)在“测量小灯泡的电阻”的实验中,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),则通过灯泡的电流约为
电源电压恒为6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
灯正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为
通过估算,滑动变阻器应选择R2。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路出现了断路现象,电压表有示数,说明电压表与电源之间是接通的,出现故障的原因可能是灯泡断路。
(3)[1]由图乙可知,电压表选用0~3V小量程,分度值为0.1V,电压为2.2V。
[2]因2.2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
[3]根据图丙信息,灯在额定电压下的电流为0.2A,可计算出小灯泡正常工作时的电阻为
(4)闭合开关S,将S1开关拨到触点A,灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片,使电表的示数为小灯泡的额定电压2.5V,此时小灯泡正常发光;保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,,读出电压表的示数U,整个电路不变,电压表测量灯泡与定值电阻两端的电压,故定值电阻两端的电压为,此时通过小灯泡的电流为,小灯泡正常发光时的电阻的表达式为
五、计算题(共16分)
29.(本题6分)一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)消耗汽油的质量是多少?
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(3)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
【答案】(1)7kg
(2)3.22×108J
(3)966N
【详解】(1)汽油的质量为
(2)汽油完全燃烧放出的热量为
(3)有用功为
汽车行驶路程为
牵引力为
因汽车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,故轿车受到的阻力
30.(本题10分)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω、R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0-15V,V2的量程为0-3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,通过R2的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路中的电流保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求:R0接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.2A
(2)18V
(3)10~20Ω
【详解】(1)由图可知,、和串联,电压表测和两端总电压,电压表测两端电压;闭合开关,滑动变阻器的滑片置于某一位置时,电压表的示数为14V,的示数为2V,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,通过的电流为:
(2)两端电压为:
则电源电压为:
(3)当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律可知,两端电压为
此时电路中的电流为:
两端电压为:
滑动变阻器两端电压为:
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最小;
此时电路中的电流为:
电路的总电阻为:
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为:
故在替换前的阻值变化范围为;
用最大阻值为的滑动变阻器替换电阻,要使电路中的电流最大,当电压表满偏时,电路中的电流最大,此时电路中的电流为,电路的总电阻为;
根据电阻的串联可知,
即
因仅可以在替换前的范围内变化,当时,;
当电压表满偏时,根据串联分压原理可知,
代入数据
即
因
解得。
故接入电路的阻值范围为。
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