精品解析:湖南省武冈市实验中学2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试卷
2026-07-24
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 邵阳市 |
| 地区(区县) | 武冈市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.67 MB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-25 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58956171.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
武冈市实验中学2025年12月九年级物理第三次月考试卷
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 家庭电路中,下列情形可能引起熔丝熔断的是( )
A. 两只白炽灯串联连接 B. 用电器与电路接触不良
C. 电器金属外壳未接地 D. 同时使用多个大功率电器
2. 探究焦耳定律的实验装置如图所示。通电前,A、B两个U形管的液面相平,接通电路,通过的电流分别为,电路接通一段时间后,下列说法正确的是( )
A. ,A管中的液面高度差较小
B. ,A管中的液面高度差较大
C. ,A管中的液面高度差较大
D. ,A管中的液面高度差较小
3. 如图所示的四种情况中,符合安全用电原则的是( )
A. 电动机外壳没有接地 B. 使用绝缘层破损的电线
C. 人靠近高压带电体 D. 使用试电笔时,手要接触笔尾金属体
4. 关于安全用电常识,下列说法正确的是( )
A. 可以在高压线下放风筝 B. 空气开关跳闸一定是因为电路中出现了短路
C. 可以用湿抹布擦拭亮着的灯泡 D. 人发生触电事故时,漏电保护器不一定工作
5. 日常生活离不开电,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 插座工作时起火,立即用水灭火
B. 在高压线下钓鱼
C. 使用绝缘皮破损的电线
D. 用专用充电桩给电动车充电
6. 进入21世纪,电气化发展迅速,“安全用电”成为每一位公民的必备素养。下列说法中,符合安全用电原则的是( )
A. 在高压线下放风筝 B. 更换电灯时未关闭电灯开关
C. 在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器 D. 电脑、电视长时间不使用的情况下应切断电源
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 使用试电笔时,手要接触笔尾金属体 B. 搬动电器前不需要断开电源开关
C. 空气开关跳闸,一定是电路发生了短路 D. 控制电灯的开关,要连接在火线和电灯之间
8. 在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示。通电后,观察U形管中液面高度的变化,则下列说法中正确的是( )
A. 实验中用的电能属于一次能源
B. 要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察乙、丙两个U形管中液面高度的变化
C. 若甲中的电阻丝断了,不会影响乙和丙中的实验现象
D. 通电一段时间后,将电能转化为电热最大的是乙
9. “珍爱生命,安全用电”是每一位公民应具备的安全意识。下列做法中,符合安全用电原则的是( )
A. 照明灯的开关与电路中的火线相连接
B. 使用测电笔时,手不能接触金属部分
C. 多个大功率用电器连接在同一插排上
D. 将电动自行车停放在居民楼楼道充电
10. 小阳在家中看电视,感觉室内较冷,他打开了电暖气取暖,下列说法正确的是( )
A. 电视机中的电流变大了 B. 家庭电路的总电阻变大了
C. 电视机两端的电压变大了 D. 家庭电路的总功率变大了
11. 如图所示,开关S1闭合,当S2由1掷到2,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表示数变小,电压表示数不变
C. 电流表示数变大,电压表示数不变
D. 电流表示数不变,电压表示数变小
12. 如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2串联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是( )
A. 通过R1的电流小于通过R2的电流
B. R1两端的电压大于R2两端的电压
C. R1的阻值小于R2的阻值
D. R1两端的电压小于R2两端的电压
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共18分。
13. 某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A; 当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流为_____A;当该导体两端电压降为0时,电阻为_____Ω.
14. 如图甲所示的电路,电源电压恒定,其中R2=10Ω,开关闭合时两只电流表的指针恰好指在同一位置处,电流表指针如图乙所示,则电源电压为________V,R1=________Ω.
15. 如图所示,电能表的示数为__________kW·h;若3min电能表表盘上的指示灯闪烁了60次,则这段时间内该用户消耗的电能为__________kW·h,此时电路中的总功率为__________W。
16. 如图所示的电路中,电源电压U=24V保持不变。只闭合开关S1和S3,电流表A的示数为I1;只闭合开关S1和S2,电流表A的示数为I2,I1:I2=1:2,则R1与R2的阻值之比为___________,将滑动变阻器的滑片P置于某位置a,其接入电路的电阻值为闭合开关S1,断开开关S2、S3,电压表V1的示数为U1,电流表A的示数为I3,再将滑动变阻器的滑片置于最右端,电流表A的示数为I4,电压表V2的示数为,则闭合开关S1、S2和S3,移动滑动变阻器的滑片,电流表A示数的最小值为___________A。
三、作图与实验探究题:本题共4小题,作图每问2分,填空每空2分,共28分。
17.
(1)请用笔画线表示导线,将图中的三孔插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中。
(2)“弘扬美德,敬老爱老”,请设计一款有“加热”和“保温”两挡的老人用加热坐垫,要求使用“加热”挡时功率为各种方案中最大的。现有器材:电源、两个加热电阻、两个开关和若干导线。在虚线框内画出你设计的电路图。
18. 某同学利用实验室提供的器材,测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。
(1)在闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至______(填“A”或“B”)端;
(2)实验中,第一次测量时的电压等于2.5V,小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
根据表格中的实验数据,图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是______;(填“①”或“②”)
(3)第6次测量时,电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω;
(4)对比不同电压下小灯泡的电阻值可知,小灯泡的电阻随电压的增大而______(填“增大”“减小”或“不变”),主要原因是小灯泡的电阻受______的影响。
19. 用定值电阻做实验,探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大______;
(2)闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数应______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)调节滑动变阻器,把测量的数据填入下表,其中电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示,其值为______V;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)由表中数据可得出的结论是:______。
20. 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察 _____的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少,这是运用了 _____的科学研究方法;
(2)实验结论:观察图甲中的A、B管,在通电时间相等时,发现B管液面高度差较大,则表明电流通过导体产生的热量多少与 _____有关。采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,__越大,电流产生的热量越多。
四、综合题:本题共2小题,第21题8分,第22题10分,共18分。
21. 图甲是一款自动注水、喷淋系统电路图。控制电路的电源电压U1=12V,RF为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路总电流随时间变化的图像。当通过电磁铁线圈中的电流为0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求:
(1)当衔铁恰好被吸下时电阻RF的阻值;
(2)喷淋系统的电功率;
(3)500s内受控电路消耗的电能。
22. 2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,R0两端的电压;
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能;
(3)电压表示数为8V时,舱体内的气压值。
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武冈市实验中学2025年12月九年级物理第三次月考试卷
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 家庭电路中,下列情形可能引起熔丝熔断的是( )
A. 两只白炽灯串联连接 B. 用电器与电路接触不良
C. 电器金属外壳未接地 D. 同时使用多个大功率电器
【答案】D
【解析】
【详解】熔丝熔断是由电路中的电流过大引起的,而引起电流过大有两个方向:一电路出现了短路,二电路的总功率过大。
A.两白炽灯串联连接在电路中,则两灯都不能在额定电压下工作,亮度较暗,不会引起电路电流过大,故A不符合题意;
B.用电器与电路接触不良,会出现断路,用电器无法正常工作,不会引起电路电流过大,故B不符合题意;
C.电器金属外壳未接地,可能出现漏电,则漏电保护器会起保护作用,不会引起电流过大,故C不符合题意;
D.同时使用多个大功率电器,据P=UI会引起电路电流过大,造成熔丝熔断,故D符合题意。
故选D。
2. 探究焦耳定律的实验装置如图所示。通电前,A、B两个U形管的液面相平,接通电路,通过的电流分别为,电路接通一段时间后,下列说法正确的是( )
A. ,A管中的液面高度差较小
B. ,A管中的液面高度差较大
C. ,A管中的液面高度差较大
D. ,A管中的液面高度差较小
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以;由可知,通电时间相同时
,R1=R2=5Ω
所以左侧容器中电阻丝产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,故A管中的液面高度差较大。故ABD错误,C正确。
故选C。
3. 如图所示的四种情况中,符合安全用电原则的是( )
A. 电动机外壳没有接地 B. 使用绝缘层破损的电线
C. 人靠近高压带电体 D. 使用试电笔时,手要接触笔尾金属体
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.所有有金属外壳的用电器在使用时都必须要接地,电动机外壳没有接地不符合安全用电的原则,故A不符合题意;
B.使用绝缘层破损的电线容易发生触电事故,不符合安全用电的原则,故B不符合题意;
C.人靠近高压带电体也可能发生触电事故,不符合安全用电的原则,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,手接触笔尾金属体使试电笔形成闭合回路,符合安全用电的原则,故D符合题意。
故选D。
4. 关于安全用电常识,下列说法正确的是( )
A. 可以在高压线下放风筝 B. 空气开关跳闸一定是因为电路中出现了短路
C. 可以用湿抹布擦拭亮着的灯泡 D. 人发生触电事故时,漏电保护器不一定工作
【答案】D
【解析】
【详解】A.安全用电的基本原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体。在高压线下放风筝,非常容易造成触电事故,故A错误;
B.空气开关跳闸说明电路中电流过大,可能是电路短路了,也有可能是使用用电器的总功率过大,故B错误;
C.生活用水属于导体,所以用湿抹布擦拭正在使用的灯泡,可能会发生触电事故,故C错误;
D.漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路或漏电时防人身触电的保护电器。漏电保护器在电路发生漏电现象时会自动跳闸,所以由于漏电而发生触电事故时,漏电保护器会自动切断电路,若触电不是因为漏电发生的,则漏电保护器不会断开电路,故D正确。
故选D。
5. 日常生活离不开电,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 插座工作时起火,立即用水灭火
B. 在高压线下钓鱼
C. 使用绝缘皮破损的电线
D. 用专用充电桩给电动车充电
【答案】D
【解析】
【详解】A.生活用水是导体,插座工作时起火时,应立即切断电源,然后采用正确方法灭火,而不是立即用水扑灭,这样可能会造成触电或者二次事故,故A不符合题意;
B.高压带电体,我们不仅不能接触,也不能靠近,靠近可能会有触电危险,所以高压线下严禁钓鱼,故B不符合题意;
C.使用绝缘皮破损的导线,极有可能造成触电事故,故C不符合题意。
D.专用的充电桩申请了专用线路、过流保护和防雷等电气防护设备,所以用专用充电桩给电动车充电符合安全用电要求,故D符合题意。
故选D。
6. 进入21世纪,电气化发展迅速,“安全用电”成为每一位公民的必备素养。下列说法中,符合安全用电原则的是( )
A. 在高压线下放风筝 B. 更换电灯时未关闭电灯开关
C. 在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器 D. 电脑、电视长时间不使用的情况下应切断电源
【答案】D
【解析】
【详解】A.在高压电线附近放风筝易引发高压电弧触电,故A不符合题意;
B.为防止触电,更换灯泡前应断开电源开关,故B不符合题意;
C.家庭电路中各用电器是并联的,一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引起火灾,故C不符合题意;
D.电脑、电视机等用电器在待机时会消耗电能,为了节约电能,用电器长时间待机时要切断电源,又可以避免因电器内部元件老化或线路问题在无人看管时引发火灾等安全隐患,故D符合题意。
故选D。
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 使用试电笔时,手要接触笔尾金属体 B. 搬动电器前不需要断开电源开关
C. 空气开关跳闸,一定是电路发生了短路 D. 控制电灯的开关,要连接在火线和电灯之间
【答案】AD
【解析】
【详解】A.使用试电笔时,笔尖接触被测物体,手指接触笔尾。若被测物体带电,则此时被测物体、试电笔、人体、大地构成通路,试电笔中的氖管才可以发光,故A正确;
B.部分用电器使用的是金属外壳,若用电器漏电,则其外壳也可能带电。若我们搬动用电器时没有断开电源开关,则有可能发生触电事故,故B错误;
C.导致电路中电流过大的原因有两个:①电路中发生了短路;②电路中用电器的总功率太大。所以空气开关跳闸,不一定是电路中发生了短路,故C错误;
D.控制电灯的开关接在火线与电灯之间,断开开关,用电器不会带电,避免发生触电事故,故D正确。
故选AD。
8. 在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示。通电后,观察U形管中液面高度的变化,则下列说法中正确的是( )
A. 实验中用的电能属于一次能源
B. 要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察乙、丙两个U形管中液面高度的变化
C. 若甲中的电阻丝断了,不会影响乙和丙中的实验现象
D. 通电一段时间后,将电能转化为电热最大的是乙
【答案】D
【解析】
【详解】A.可以从自然界直接获取的能源叫一次能源;不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,所以电能属于二次能源,故A错误;
B.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需控制通过电阻(容器内)的电流相同;丙实验中两电阻并联,所以丙实验中通过电阻(容器内)的电流小于甲、乙实验中通过电阻的电流,则不能用甲丙或乙丙进行对比实验,故B错误;
C.甲、乙、丙电阻丝串联,若甲中的电阻丝断了,乙、丙中也不会有电流通过,所以乙和丙的实验不能正常进行,故C错误;
D.甲、乙、丙电阻丝串联,通过甲乙的电流和丙中两根电阻丝的总电流相等,容器内电阻最大的是乙,由可知,通电一段时间后,将电能转化为电热最大的是乙,故D正确。
故选D。
9. “珍爱生命,安全用电”是每一位公民应具备的安全意识。下列做法中,符合安全用电原则的是( )
A. 照明灯的开关与电路中的火线相连接
B. 使用测电笔时,手不能接触金属部分
C. 多个大功率用电器连接在同一插排上
D. 将电动自行车停放在居民楼楼道充电
【答案】A
【解析】
【详解】A.家庭电路中控制用电器的开关应该与火线连接,故A符合题意;
B.使用测电笔时,手指应接触测电笔的金属笔尾,不能接触测电笔的金属笔尖部分,故B不符合题意;
C.多个大功率用电器同时使用可能会导致电路中电流过大,从而引发火灾,故C不符合题意;
D.为避免充电时引起火灾,电动自行车充电时应远离居民楼,不能将电动自行车停放在居民楼楼道充电,故D不符合题意。
故选A。
10. 小阳在家中看电视,感觉室内较冷,他打开了电暖气取暖,下列说法正确的是( )
A. 电视机中的电流变大了 B. 家庭电路的总电阻变大了
C. 电视机两端的电压变大了 D. 家庭电路的总功率变大了
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路中各用电器是并联的,工作时互不影响,所以打开电暖气取暖,对电视机中的电流没有影响,故A错误;
B.家庭电路中各用电器是并联的,根据电阻并联的规律可知,打开电暖气取暖,电路的总电阻变小了,故B错误;
C.家庭电路中各用电器是并联的,各用电器两端的电压都等于电源电压,故C错误;
D.家庭电路中各用电器工作时的功率之和,就是电路中的总功率,所以打开电暖气取暖,电路的总功率变大了,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,开关S1闭合,当S2由1掷到2,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表示数变小,电压表示数不变
C. 电流表示数变大,电压表示数不变
D. 电流表示数不变,电压表示数变小
【答案】B
【解析】
【详解】当S2接1时,R3和R2并联在电路中,电压表测并联电路电压即电源电压,电流表测干路电流。当S2接2时,电阻R1被短路,电路中只有R2,电压表测电源电压,所以电压表示数不变;电流表测流过R2的电流,并联电路的总电阻小于各分电阻,所以电路电阻变大,电压不变,根据欧姆定律电流会变小,所以电流表示数变小。即电压表示数不变,电流表示数变小。
故选B。
12. 如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2串联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是( )
A. 通过R1的电流小于通过R2的电流
B. R1两端的电压大于R2两端的电压
C. R1的阻值小于R2的阻值
D. R1两端的电压小于R2两端的电压
【答案】B
【解析】
【详解】电阻丝R1与R2的材料相同,R1比R2更长,更细,所以R1的电阻比R2的电阻更大,两电阻串联时,根据串联电路电流特点可知,两电阻的电流相等,根据可得,R1两端的电压大于R2两端的电压。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共18分。
13. 某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A; 当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流为_____A;当该导体两端电压降为0时,电阻为_____Ω.
【答案】 ①. 0.6 ②. 20
【解析】
【详解】由I=U/R可得,导体的电阻:R=U/I=4V/0.2A=20Ω,因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当该导体两端电压为12V时或该导体两端电压降为0时,导体的电阻仍为20Ω不变,当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流:I′=U′/R=12V/20Ω=0.6A.
考点:欧姆定律的应用
14. 如图甲所示的电路,电源电压恒定,其中R2=10Ω,开关闭合时两只电流表的指针恰好指在同一位置处,电流表指针如图乙所示,则电源电压为________V,R1=________Ω.
【答案】 ①. 16V ②. 40Ω
【解析】
【详解】由题图知,电阻R1、R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路的电流,根据并联电路电流规律,A2的示数大于A1,但是开关闭合时两只电流表的指针恰好指在同一位置处,说明两电流表所选用的量程不同,电流表A1的量程是0~0.6A,读数为I1=0.4A,电流表A2的量程为0~3A,示数为I=2A.所以通过R2支路的电流:
I2=I-I1=2A-0.4A=1.6A,
所以电源电压:
U=U2=I2R2=1.6A×10Ω=16V.
R1=U/I1=16V/0.4A=40Ω.
15. 如图所示,电能表的示数为__________kW·h;若3min电能表表盘上的指示灯闪烁了60次,则这段时间内该用户消耗的电能为__________kW·h,此时电路中的总功率为__________W。
【答案】 ①. 951.6 ②. 0.02 ③. 400
【解析】
【详解】[1]电能表的最后一位是小数位,故读数为951.6kW·h。
[2]若3min电能表表盘上的指示灯闪烁了60次,则这段时间内该用户消耗的电能为
[3]电路中的总功率为
16. 如图所示的电路中,电源电压U=24V保持不变。只闭合开关S1和S3,电流表A的示数为I1;只闭合开关S1和S2,电流表A的示数为I2,I1:I2=1:2,则R1与R2的阻值之比为___________,将滑动变阻器的滑片P置于某位置a,其接入电路的电阻值为闭合开关S1,断开开关S2、S3,电压表V1的示数为U1,电流表A的示数为I3,再将滑动变阻器的滑片置于最右端,电流表A的示数为I4,电压表V2的示数为,则闭合开关S1、S2和S3,移动滑动变阻器的滑片,电流表A示数的最小值为___________A。
【答案】 ①. 1∶2 ②. 3.4
【解析】
【详解】[1]只闭合开关S1和S3,电路为电阻R2的简单电路,电流表A的示数为I1,由欧姆定律可得
只闭合开关S1和S2,电路为电阻R1的简单电路,电流表A的示数为I2,由欧姆定律可得
已知I1:I2=1:2,即
则
[2]闭合开关S1,断开开关S2、S3时,将滑动变阻器的滑片P置于某位置a和最右端时,R1和R2、滑动变阻器串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测滑动变阻器和R2两端的电压,电流表测通过电路的电流,由于
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则根据欧姆定律可得
已知,即
整理可得
根据欧姆定律可得
已知
即
①
将代入①式,解得。则
,
闭合开关S1、S2和S3,三个电阻并联,电流表A测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,则总电流最小,根据欧姆定律可得电流表A示数的最小值为
三、作图与实验探究题:本题共4小题,作图每问2分,填空每空2分,共28分。
17.
(1)请用笔画线表示导线,将图中的三孔插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中。
(2)“弘扬美德,敬老爱老”,请设计一款有“加热”和“保温”两挡的老人用加热坐垫,要求使用“加热”挡时功率为各种方案中最大的。现有器材:电源、两个加热电阻、两个开关和若干导线。在虚线框内画出你设计的电路图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
三孔插座的接法是:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,据此完成作图:
【小问2详解】
由可知,在家庭电路电压不变时,加热坐垫的电阻越小,电功率越大,加热坐垫的电阻越大,电功率越小,因此可以将两个电阻并联,将其中的一个电阻与一个开关串联。当两个开关都闭合时处于加热挡;当只闭合S时,处于保温挡,如图所示:
18. 某同学利用实验室提供的器材,测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。
(1)在闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至______(填“A”或“B”)端;
(2)实验中,第一次测量时的电压等于2.5V,小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
根据表格中的实验数据,图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是______;(填“①”或“②”)
(3)第6次测量时,电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω;
(4)对比不同电压下小灯泡的电阻值可知,小灯泡的电阻随电压的增大而______(填“增大”“减小”或“不变”),主要原因是小灯泡的电阻受______的影响。
【答案】 ①. B ②. ① ③. 0.16 ④. 3.125 ⑤. 增大 ⑥. 温度
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处B端。
(2)[2]由表中数据可知,第1次实验测得电阻为
第2次实验测得电阻为
第3次实验测得电阻为
同理可知,第四次、第五次、第七次测得的电阻分别为6.19Ω、4.74Ω、2Ω。即电阻随电压的降低而降低,并不是不变的。因此图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是①。
(3)[3]有图甲可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A。电流表的示数为0.16A。
[4]此时小灯泡的电阻为
(4)[5][6]由(2)的计算结果可得,小灯泡的电阻并不是固定不变的,它受温度的影响,随着电压的增大而增大。
19. 用定值电阻做实验,探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大______;
(2)闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数应______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)调节滑动变阻器,把测量的数据填入下表,其中电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示,其值为______V;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)由表中数据可得出的结论是:______。
【答案】 ①. ②. 变大 ③. 2.5 ④. 在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器必须“一上一下”的串联在电路中,要使接入电路的电阻最大,只要把左下方接线柱与开关连接即可,如图所示:
(2)[2]当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,在电源电压U不变的情况下,电路中的电流增大,即电流表的示数变大。
(3)[3]电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数为2.5V。
(4)[4]分析表中的实验数据可知,导体的电阻不变,导体两端电压增大几倍,相应的电流增大几倍,故可得结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
20. 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察 _____的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少,这是运用了 _____的科学研究方法;
(2)实验结论:观察图甲中的A、B管,在通电时间相等时,发现B管液面高度差较大,则表明电流通过导体产生的热量多少与 _____有关。采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,__越大,电流产生的热量越多。
【答案】 ①. U形管液面高度差 ②. 转换法 ③. 电阻 ④. 电流
【解析】
【详解】(1)[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,实验中通过U形管液面高度差的变化来反映,U形管液面高度差越大,说明电阻产生的热量越多,这种研究方法叫转换法。
(2)[3]如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系,在通电时间相等时,发现B管液面高度差较大,则表明电流通过导体产生的热量多少与电阻有关。
[4]在乙图中,右侧容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,由于并联电路有分流作用,所以通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,左侧U形管液面高度差较大,说明左侧容器内电阻丝产生的热量较多,可以得到在电阻、通电时间相同的情况下,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多。
四、综合题:本题共2小题,第21题8分,第22题10分,共18分。
21. 图甲是一款自动注水、喷淋系统电路图。控制电路的电源电压U1=12V,RF为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路总电流随时间变化的图像。当通过电磁铁线圈中的电流为0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求:
(1)当衔铁恰好被吸下时电阻RF的阻值;
(2)喷淋系统的电功率;
(3)500s内受控电路消耗的电能。
【答案】(1)120Ω
(2)220W (3)
【解析】
【小问1详解】
当衔铁恰好被吸下时,控制电路中的电流。控制电路的电源电压。由于电磁铁线圈的电阻忽略不计,根据欧姆定律可得,此时压敏电阻 的阻值为
【小问2详解】
由电路图甲可知,喷淋系统始终工作,而注水系统会停止工作。结合图像乙可知,在400s到500s时间段内,受控电路的电流为1A,此时为喷淋系统工作。设受控电路的电源电压为,喷淋系统工作时的电流为。由题意可知,。则喷淋系统的电功率为
【小问3详解】
由图像乙可知,受控电路在 500s 内的工作分为两个阶段:第一阶段(0~400s):注水系统和喷淋系统同时工作。工作时间,电流。此阶段消耗的电能为
第二阶段(400s~500s):喷淋系统工作。工作时间
电流。此阶段消耗的电能为
500s 内受控电路消耗的总电能为
22. 2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,R0两端的电压;
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能;
(3)电压表示数为8V时,舱体内的气压值。
【答案】(1)10V (2)1440J
(3)0.6×105Pa
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa,压敏电阻的阻值
R=10Ω
分析甲图可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,串联电路中的电流
则R0两端的电压
【小问2详解】
舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能
【小问3详解】
电压表测量R0两端电压,电压表示数为8V时,串联电路中的电流
压敏电阻的阻值
由图乙可知,压敏电阻的阻值为25Ω时,舱体内的气压值为0.6×105Pa。
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