精品解析:河南省信阳市浉河中学2025-2026学年九年级上学期-物理周测试卷(11月22日)
2026-07-30
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内容正文:
九年级物理11.22
一、填空题(每空1分,共18分)
1. 导体串联后相当于增加了导体的长度,因此导体串联后总电阻_________;导体并联后相当于增加导体的横截面积,导体并联后总电阻_________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。R1和R2两只电阻串联,已知R1:R2=5:1,那么通过它们的电流之比 I1:I2=______ ,两只电阻两端各自的电压之比 U1:U2=______ 。
2. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲乙两表为电压表时,两表的示数之比,则______;当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两表的示数之比______。
3. 如图所示,电源电压恒定,,当开关S闭合时,电流表A与电流表的示数之比为______;开关S断开后,电流表的示数将______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
4. 如图所示电路,电源电压为且恒定。电流表的量程为,电压表的量程为,小灯泡规格为“2.5V 0.5A”(假设灯丝阻值不变),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关,保证电路中各元件都不超出额定值,回答下列问题:
(1)电流表示数变化范围是_____;
(2)电压表示数变化范围是_____;
(3)滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是_____。
5. 如图所示,闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向右移的过程中,电压表示数______,电流表示数______。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
6. 如图所示电路,电源电压恒定不变。当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为6V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为9V,则两开关都断开时,R2两端电压为________V,R1:R2=__________。
7. 将光敏电阻R 和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路,接在9V的电源上,光敏电阻阻值随光强变化关系如表:(“光强”表示光强弱程度的物理量,符号为E,单位坎德拉(cd)).若电流表的示数减小,表明光强在 __________,电压表的示数将_______.(“增大”、“减小”或“不变”)。分析表中数据可知光强E=2.5cd时,光敏电阻的阻值R=_______.
光强E/ cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
18
9
6
4.5
3.6
3
二、选择题 (14分)
8. 如图所示,把一块直角梯形电阻片R分成长度相同的电阻和,按图示方向串联接入同一电路,则( )
A. B. C. D.
9. 一只小灯泡的正常工作电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.5A。若将该灯泡接在12V的电源上,要使其正常发光,下列方法可行的是( )
A. 串联一个的电阻 B. 串联一个的电阻
C. 并联一个的电阻 D. 并联一个的电阻
10. 如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A. 当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B. 当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C. 若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D. 若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
11. 如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R2为定值电阻,电源电压保持不变。若驾驶员酒驾,则( )
A. 测试仪中电流表的示数变小 B. 测试仪中电压表的示数变小
C. 气敏电阻两端的电压变小 D. 电压表与电流表示数的比值越小
12. 小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。下列说法不正确的是( )
A. 分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
B. 实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的比值为
C. 将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D. 实验过程中,定值电阻两端电压为2V
13. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A. 油位越高,R两端的电压越大 B. R、R0在电路中是并联的
C. 油位越高,流过R的电流越大 D. 油量表是由电流表改装而成的
14. 如图是电阻甲和乙的I﹣U图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A. 甲和乙均是定值电阻
B. 当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
D. 若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
三.作图题(4分)
15. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置图,其中油量表是由某种电表改装而成,R是滑动变阻器的电阻丝,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片。要求:当油箱内油量减少时,油量表的示数随之减小,请将电路图补充完整并在圈内标出电表的符号。
16. 如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,请完成该电路的连接。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
17. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:电源、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小明根据实验要求连接的电路如图甲所示,检查时发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(2)正确连接电路后,移动滑片使电压表示数为;下一步操作将电阻换成接入电路时,需按规范移动滑片,此操作的目的是:________,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次________(选填“大”、“不变”或“小”);
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图乙的坐标系中描绘出图像为曲线A;
①由图像可得出的结论是:________;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图乙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A________(选填“有交点”或“无交点”),其原因是对每一个电流值,滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值的倍数________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若小明用的电阻做完第一组数据后,换用电阻做第二次实验时忘记调节滑动变阻器;测得电流表示数为0.36A,则该实验选用的电源电压为________V。
18. 信阳市浉河中学兴趣小组的同学利用图甲所示电路,进行如下的实验探究。
Ⅰ.定值电阻中的电流跟两端电压的关系。
Ⅱ.测量正常工作电压为2.5V 的小灯泡的电阻。
次数
1
2
3
U/V
2.0
4.0
5.0
I/A
0.20
0.38
0.50
(1)闭合S1、断开S2,滑动变阻器在此电路中除保护电路外,还有 __________的作用;如果移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数很小且不变,原因是 _________,排除故障后进行实验,得到表格中的三组数据,通过数据分析,可归纳出的结论是电阻一定时,___________;由表格中的数据可知电阻 R=_____.(结果保留一位小数)。
(2)断开S1、闭合S2,移动滑动变阻器的滑片进行有关测量,根据记录到的灯泡L的电压和电流的数据,绘制成电压和电流的关系图像(如图乙),根据图像,小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(保留一位小数),对比定值电阻和灯泡的电阻,灯的电阻变化的原因是 __________。实验中,同学们发现电表的指针正常偏转,但总在晃动,无法准确读数,造成此现象的原因可能是 _________。
19. 某实验小组探究“电流与电压的关系”。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
电流I/A
0.08
0.10
0.14
0.16
(1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系。物理学上把这种研究方法叫_________法。
(2)根据图甲的电路图连接电路时,开关S应________。
(3)图乙中还有一根导线没连接,请将其补充完整(导线不要交叉)。
(4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录如表所示第1组电压表和电流表的示数后,为完成后续实验,应将滑片逐渐向________(选填“A”或“B”)端移动。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示,读数为_______A。
(5)分析实验数据可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。
五、计算题(15分)
20. 如图所示是我国新装配的水陆两用坦克,配备的是柴油发动机,在水中的最大行驶速度为5m/s,其效率为40%,输出功率为430kW。求:
(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min的路程是多少?
(2)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min,该坦克发动机所做的功是多少?
(3)该坦克发动机的牵引力为多大?
(4)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min消耗多少千克柴油?(柴油的热值q=4.3×107J/kg)
21. 如图所示电路,闭合开关S后,电压表V的读数为9V,电压表V1的读数为4V,若电阻R1=10Ω,
求:(1)R1两端的电压;
(2)通过R1的电流;
(3)R2的阻值。
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九年级物理11.22
一、填空题(每空1分,共18分)
1. 导体串联后相当于增加了导体的长度,因此导体串联后总电阻_________;导体并联后相当于增加导体的横截面积,导体并联后总电阻_________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。R1和R2两只电阻串联,已知R1:R2=5:1,那么通过它们的电流之比 I1:I2=______ ,两只电阻两端各自的电压之比 U1:U2=______ 。
【答案】 ①.
变大 ②.
变小 ③.
1:1 ④.
5:1
【解析】
【详解】导体电阻的大小和导体长度成正比,和横截面积成反比;导体串联后总长度增加,因此总电阻变大;并联后相当于增大了导体的横截面积,因此总电阻变小;串联电路中各处电流相等,因此两电阻串联时电流之比
根据欧姆定律,串联电流相等时,电压与电阻成正比,因此电压之比
2. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲乙两表为电压表时,两表的示数之比,则______;当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两表的示数之比______。
【答案】 ①. 3∶4 ②. 3∶7
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当开关S闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压,两表的示数之比
由串联电路电压特点可知两电阻两端电压之比为
串联电路中电流处处相等,则
[2]由电路图可知,当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,乙电流表测干路电流,甲电流表测通过R2的电流,因并联电路中各支路两端电压相同,则由可知,
由并联电路电流特点可知,两表的示数之比
3. 如图所示,电源电压恒定,,当开关S闭合时,电流表A与电流表的示数之比为______;开关S断开后,电流表的示数将______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 ①. ②. 不变
【解析】
【详解】[1]当开关S闭合时,、并联,电流表A测干路电流,电流表测电流。已知
根据并联电路分流原理,、电流之比为,根据并联电流规律,电流表A与电流表的示数之比为。
[2]开关S断开后,单独工作,R2断路,由于并联电路中各用电器互不影响,因此电流表的示数将不变。
4. 如图所示电路,电源电压为且恒定。电流表的量程为,电压表的量程为,小灯泡规格为“2.5V 0.5A”(假设灯丝阻值不变),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关,保证电路中各元件都不超出额定值,回答下列问题:
(1)电流表示数变化范围是_____;
(2)电压表示数变化范围是_____;
(3)滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是_____。
【答案】(1)
0.18~0.5A (2)
0.9~2.5V (3)
4~20Ω
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;根据小灯泡的规格“2.5V 0.5A”,且假设灯丝阻值不变,可得小灯泡的电阻
为保证电路中各元件安全,电路中的电流不能超过各元件的额定值或量程。 电流表的量程为0~0.6A,所以电路中电流I≤0.6A;小灯泡的额定电流为0.5A,所以电路中电流I≤0.5A;滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路中电流I≤1A;综上所述,为保证所有元件安全,电路中的最大电流应取最小值,即电路中最大电流Imax=0.5A
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小。滑动变阻器的最大阻值为R1max=20Ω
此时电路的总电阻R总max=RL+R1max=5Ω+20Ω=25Ω
电路中的最小电流
所以电流表示数变化范围是0.18~0.5A。
【小问2详解】
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,此时小灯泡两端的最小电压
电压表测量小灯泡两端的电压,当电路中电流最大时,为0.5A,则小灯泡两端的最大电压为2.5V。 因为2.5V和0.9V均在电压表量程0~3V内,所以电压表示数变化范围是0.9~2.5V。
【小问3详解】
当电路中电流最大为0.5A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路总电阻
滑动变阻器接入电路的最小阻值
当电路中电流最小为0.18A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大, 此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大值20Ω。 所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~20Ω。
5. 如图所示,闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向右移的过程中,电压表示数______,电流表示数______。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,电阻R与灯泡串联,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,由可知,电路中的电流不变,则电流表的示数不变;将滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑片右侧电阻丝的阻值变小,由U=IR可知,滑片右侧电阻丝两端的电压变小,则电压表示数变小。
6. 如图所示电路,电源电压恒定不变。当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为6V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为9V,则两开关都断开时,R2两端电压为________V,R1:R2=__________。
【答案】 ①. 3 ②.
【解析】
【详解】当闭合、断开时,与串联,电压表测两端电压,因此;当断开、闭合时,与仍串联,电压表测电源总电压,因此电源电压;两开关都断开时,与串联,根据串联电路电压规律,得两端电压
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律,可得
即
7. 将光敏电阻R 和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路,接在9V的电源上,光敏电阻阻值随光强变化关系如表:(“光强”表示光强弱程度的物理量,符号为E,单位坎德拉(cd)).若电流表的示数减小,表明光强在 __________,电压表的示数将_______.(“增大”、“减小”或“不变”)。分析表中数据可知光强E=2.5cd时,光敏电阻的阻值R=_______.
光强E/ cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
18
9
6
4.5
3.6
3
【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 7.2Ω
【解析】
【详解】由电路图可知,光敏电阻R与串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,电源电压一定。
由串联电路特点和可知,电流减小时,电路中电阻增大,即光敏电阻R阻值变大;从表中数据分析,当光敏电阻R增大时,表示光强在减小。
根据串联电路的分压原理,光敏电阻R阻值增大,R两端分得电压增大,即电压表示数增大。
由表格可知,光敏电阻R的阻值与光强的乘积一定,当光强时,光敏电阻的阻值为,有,所以光敏电阻的阻值。
二、选择题 (14分)
8. 如图所示,把一块直角梯形电阻片R分成长度相同的电阻和,按图示方向串联接入同一电路,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.R1、R2的材料、长度相同,R2的横截面积较大,所以电阻较小,故,故AB不符合题意;
CD.R1、R2串联,所以通过的电流相等,由于,根据可知,,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
9. 一只小灯泡的正常工作电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.5A。若将该灯泡接在12V的电源上,要使其正常发光,下列方法可行的是( )
A. 串联一个的电阻 B. 串联一个的电阻
C. 并联一个的电阻 D. 并联一个的电阻
【答案】A
【解析】
【详解】因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光,所以,串联电阻分但的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,由知道,串联电阻的阻值
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A. 当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B. 当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C. 若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D. 若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图像可知,当甲两端的电压U甲 = 0.5V时,在甲的U-I图像上对应的电流为I甲 = 0.1A,故A正确,不符合题意;
B.从图像可知,当乙两端的电压U乙= 2.5V时,通过乙的电流I乙 = 0.5A。根据欧姆定律,此时乙的电阻 ,故B错误,符合题意;
C.若甲和乙串联,根据串联电路电流处处相等的特点,当电流为0.4A时,通过它们的电流均为 0.4A。从图像可知,此时甲两端的电压U甲=2V,乙两端的电压U乙 = 1V。根据串联电路总电压等于各部分电压之和的特点,它们两端的总电压 U总 = U甲+U乙=2V+1V=3V,故C正确,不符合题意;
D.若甲和乙并联,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,当电压为1V时,它们两端电压均为 1V。从图像可知,此时通过甲的电流I甲=0.2A,通过乙的电流I乙=0.4A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的特点,干路电流 I总 =I甲+ I乙= 0.2A+0.4A=0.6A,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R2为定值电阻,电源电压保持不变。若驾驶员酒驾,则( )
A. 测试仪中电流表的示数变小 B. 测试仪中电压表的示数变小
C. 气敏电阻两端的电压变小 D. 电压表与电流表示数的比值越小
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测电阻R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABC.由图象乙可知,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当驾驶员酒驾时,呼出的酒精气体浓度变大,气敏电阻的阻值变小,电路中的总电阻变小,由可得,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可得,定值电阻R2两端的电压变大,即电压表的示数变大;由串联电路电压的特点可知,气敏电阻R1两端电压变小;故AB不符合题意,故C符合题意;
D.因电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,所以,电压表与电流表示数的比值不变,故D不符合题意。
故选C。
12. 小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。下列说法不正确的是( )
A. 分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
B. 实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的比值为
C. 将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D. 实验过程中,定值电阻两端电压为2V
【答案】A
【解析】
【详解】AD.由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体中的电流与导体的电阻的乘积保持
0.4A×5Ω=2V
0.2A×10Ω=2V
0.1A×20Ω=2V
不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;导体的电阻是导体本身阻碍电流的性质与导体中的电流无关,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意;
B.由乙图可知定值电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的比值为,故B正确,B不符合题意;
C.根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω换成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变,故C正确,C不符合题意。
故选A。
13. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A. 油位越高,R两端的电压越大 B. R、R0在电路中是并联的
C. 油位越高,流过R的电流越大 D. 油量表是由电流表改装而成的
【答案】A
【解析】
【详解】A.串联电路中电阻起分担电压的作用,分担的电压越大,电路中的电流也越小,浮子上升,滑动变阻器连入电路的电阻越大,两端的电压越大,油量表的示数越大。故A正确;
B.R和R0在电路中是串联的。R0可起到保护电路的作用,故B错误;
C.油面越高,滑片上移,变阻器接入电路的阻值变大,电路的总阻值变大,电源电压不变,根据欧姆定律知电流变小。故C错误;
D.根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中,油量表和滑动变阻器并联,可以判断油量表是电压表。故D错误。
故选A。
14. 如图是电阻甲和乙的I﹣U图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A. 甲和乙均是定值电阻
B. 当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
D. 若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图像可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲为定值电阻,乙电阻的阻值变化,故A错误;
B.由图像可知,当乙两端的电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,根据欧姆定律可得乙的电阻为
故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.3A时,通过甲、乙的电流均为0.3A,由图像可知
,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源的电压
故C正确;
D.甲、乙并联在1V电源时,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为1V,由图像可知
,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
故D正确。
故选CD。
三.作图题(4分)
15. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置图,其中油量表是由某种电表改装而成,R是滑动变阻器的电阻丝,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片。要求:当油箱内油量减少时,油量表的示数随之减小,请将电路图补充完整并在圈内标出电表的符号。
【答案】
【解析】
【详解】油量表串联在电路中,只能是电流表;当油箱内油量减少时,金属杆AP的左侧下移、右侧上移,油量表的示数随之减小说明接入的电阻变大,即滑动变阻器的下半部分电阻丝接入电路;如图所示:
。
16. 如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,请完成该电路的连接。
【答案】
【解析】
【详解】旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由可知,电源电压一定时,电路的总电阻应变小,电位器(滑动变阻器)接入电路中的电阻应变小,由图可知,将b和c两接线柱接入电路后,顺时针旋转旋钮时,电阻丝连入电路中的长度变短,其连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,如图所示:
四、实验探究题(每空1分,共19分)
17. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:电源、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小明根据实验要求连接的电路如图甲所示,检查时发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(2)正确连接电路后,移动滑片使电压表示数为;下一步操作将电阻换成接入电路时,需按规范移动滑片,此操作的目的是:________,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次________(选填“大”、“不变”或“小”);
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图乙的坐标系中描绘出图像为曲线A;
①由图像可得出的结论是:________;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图乙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A________(选填“有交点”或“无交点”),其原因是对每一个电流值,滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值的倍数________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若小明用的电阻做完第一组数据后,换用电阻做第二次实验时忘记调节滑动变阻器;测得电流表示数为0.36A,则该实验选用的电源电压为________V。
【答案】(1) (2) ①. 使电压表的示数为3V ②. 大
(3) ①. 电阻一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ②. 无交点 ③. 不变 (4)4.5
【解析】
【小问1详解】
实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,电路更改如下图所示:
【小问2详解】
[1]实验中应保持定值电阻的电压不变,依题意得,定值电阻的电压控制为3V,将5Ω电阻换成10Ω接入电路,此时移动滑片,使电压表的示数为3V。
[2]电源电压不变,定值电阻的电压不变,变阻器的电压不变,由串联分压规律可得
则定值电阻增大,滑动变阻器接入电路的电阻也增大,才能时电压表的示数保持不变。
【小问3详解】
[1]由图像可得,定值电阻的电压不变时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,可得出的结论是:当电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2][3]串联电路中电流处处相等,定值电阻阻值与对应变阻器接入电路中的阻值的比值不变,即滑动变阻器RP的阻值与定值电阻的阻值的倍数不变,则每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值在图乙坐标系中描成的点,这些点绘成的曲线B与曲线A无交点。
【小问4详解】
当接入电路中的定值电阻为5Ω的电阻时,变阻器接入电路中的电阻满足
即
换用10Ω电阻做第二次实验时忘记调节滑动变阻器,测得电流表示数为0.36A,则
由①②得,该实验选用的电源电压U=4.5V。
18. 信阳市浉河中学兴趣小组的同学利用图甲所示电路,进行如下的实验探究。
Ⅰ.定值电阻中的电流跟两端电压的关系。
Ⅱ.测量正常工作电压为2.5V 的小灯泡的电阻。
次数
1
2
3
U/V
2.0
4.0
5.0
I/A
0.20
0.38
0.50
(1)闭合S1、断开S2,滑动变阻器在此电路中除保护电路外,还有 __________的作用;如果移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数很小且不变,原因是 _________,排除故障后进行实验,得到表格中的三组数据,通过数据分析,可归纳出的结论是电阻一定时,___________;由表格中的数据可知电阻 R=_____.(结果保留一位小数)。
(2)断开S1、闭合S2,移动滑动变阻器的滑片进行有关测量,根据记录到的灯泡L的电压和电流的数据,绘制成电压和电流的关系图像(如图乙),根据图像,小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(保留一位小数),对比定值电阻和灯泡的电阻,灯的电阻变化的原因是 __________。实验中,同学们发现电表的指针正常偏转,但总在晃动,无法准确读数,造成此现象的原因可能是 _________。
【答案】(1) ①. 改变电阻两端的电压和电路中的电流 ②. 滑动变阻器若连接下面两个接线柱 ③. 导体中的电流与其两端的电压成正比 ④. 10.2Ω
(2) ①. 6.3Ω ②. 灯丝发光时温度很高,所以会造成灯丝温度的变化,从而影响灯丝的电阻 ③. 电路接触不良
【解析】
【小问1详解】
闭合S1、断开S2,电阻R与滑动变阻器串联在电路中。此实验是研究定值电阻中的电流与两端电压的关系,所以滑动变阻器在此实验中除了起到保护电路之外,还有改变电阻两端的电压和电路中的电流的作用;
移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数很小且不变,可能是滑动变阻器同时连接下面两个接线柱,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值,同时相当于一个定值电阻;
在误差范围内,从表格中数据可以看出,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也跟着增大为原来的几倍,所以可以看出电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比;
由表格中的数据可知
电阻R的阻值
【小问2详解】
断开S1、闭合S2,此时灯泡与滑动变阻器串联在电路中。由图像知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.4A,此时灯泡的电阻为
从图像可以看出,灯丝的电阻随两端电压的增高而增大,而定值电阻的阻值几乎不随电压的变化而变化。灯丝发光时温度很高,所以会造成灯丝温度的变化,从而影响灯丝的电阻;
电流表指针晃动、无法准确读数:电路接触不良(如接线柱松动、滑片接触不良等),导致电路时通时断,电流不稳定。
19. 某实验小组探究“电流与电压的关系”。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
电流I/A
0.08
0.10
0.14
0.16
(1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系。物理学上把这种研究方法叫_________法。
(2)根据图甲的电路图连接电路时,开关S应________。
(3)图乙中还有一根导线没连接,请将其补充完整(导线不要交叉)。
(4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录如表所示第1组电压表和电流表的示数后,为完成后续实验,应将滑片逐渐向________(选填“A”或“B”)端移动。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示,读数为_______A。
(5)分析实验数据可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。
【答案】(1)控制变量
(2)断开 (3)
(4) ①. B ②. 0.12
(5)正比
【解析】
【小问1详解】
在研究某个因素的影响时,只改变这个量的大小,而保持其他量不变,从而确定这个因素对实验的影响,这种研究方法叫控制变量法。该实验保持电阻不变,探究电流与电压的关系,用的就是控制变量法。
【小问2详解】
在连接电路的过程中,为了保护电路,开关必须处于断开状态。
【小问3详解】
图乙中电阻应与电流表串联,与电压表并联,故如图所示。
【小问4详解】
[1]记录第一组电压表和电流表示数后,由表格可知,电流表的示数在增大,根据欧姆定律,电路的总电阻在减小,所以滑动变阻器的滑片应往B端移动。
[2]图丙中电流表接入的是0.6A的量程,所以分度值是0.02A,读出示数为0.12A。
【小问5详解】
分析表格数据发现电压U与电流I的比值是定值,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
五、计算题(15分)
20. 如图所示是我国新装配的水陆两用坦克,配备的是柴油发动机,在水中的最大行驶速度为5m/s,其效率为40%,输出功率为430kW。求:
(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min的路程是多少?
(2)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min,该坦克发动机所做的功是多少?
(3)该坦克发动机的牵引力为多大?
(4)该坦克在水中以最大速度匀速行驶10min消耗多少千克柴油?(柴油的热值q=4.3×107J/kg)
【答案】(1) 3000m;(2)2.58×108 J;(3) 8.6×104 N;(4) 15kg
【解析】
【详解】解:(1)根据速度公式可得,该坦克在水中以最大速度匀速行驶的路程
(2)该坦克发动机所做的功
(3)该坦克发动机的牵引力
(4)该坦克在水中以最大速度匀速行驶消耗的柴油完全燃烧放出的热量
消耗柴油的质量
答:(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶的路程是3000m;
(2)该坦克在水中以最大速度匀速行驶,该坦克发动机所做的功是;
(3)该坦克发动机的牵引力为;
(4)该坦克在水中以最大速度匀速行驶消耗15kg的柴油。
21. 如图所示电路,闭合开关S后,电压表V的读数为9V,电压表V1的读数为4V,若电阻R1=10Ω,
求:(1)R1两端的电压;
(2)通过R1的电流;
(3)R2的阻值。
【答案】(1)5V;(2)0.5A;(3)8Ω
【解析】
【详解】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;
(1)因串联电路中总电压等于各分电压之和,则R1两端的电压
U1=U﹣U2=9V﹣4V=5V
(2)根据欧姆定律可得,通过R1的电流
(3)串联电路中各处的电流相等
根据欧姆定律可得,R2的阻值
答:(1)R1两端的电压为5V;
(2)通过R1的电流为0.5A;
(3)R2的阻值为8Ω。
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