内容正文:
2024-2025学年第一学期阶段性检测
初三年级物理学科
(时间:100分钟;满分:100分)
一、选择题(共12题,每题2分)
1. 小军同学想自制一个能调节灯泡亮暗的滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时,有长度相同的下列材料,你建议小军选择哪一种( )
A. 塑料绳 B. 不带绝缘皮的铜导线
C. 细橡皮管 D. 木工铅笔的粗铅笔芯
【答案】D
【解析】
【详解】AC.在选择电阻部分的材料时,应选择导体;塑料绳和细橡皮管不易导电,是绝缘体,故AC不符合题意;
B.不带绝缘皮的铜导线自身电阻非常小,几乎忽略不计,不适合作为滑动变阻器电阻材料,故B不符合题意;
D.木工铅笔的粗铅笔芯是导体,电阻较大,故D符合题意。
故选D。
2. 如图是一款“水杯防溢报警器”,使用时挂在杯壁上,其挂扣上有两个金属触点,当杯中水位到达挂扣时,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满,挂扣的作用相当于防溢报警器电路中的( )
A. 用电器 B. 导线 C. 电源 D. 开关
【答案】D
【解析】
【详解】当杯中水位到达挂扣时,电路接通,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满,这说明杯口处两个触点的作用相当于开关。故选D。
3. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B. 通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C. 通过导体的电流越大,导体电阻越小
D. 电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.电阻是导体本身的固有属性,大小仅由导体的材料、长度、横截面积、温度决定,与两端电压、通过的电流无关,故ABC错误;故D正确。
故选D。
4. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较它们两端的电压及通过它们的电流的大小,有( )
A. UAB=UBC,IAB>IBC B. UAB<UBC,IAB=IBC
C. UAB>UBC,IAB=IBC D. UAB=UBC,IAB<IBC
【答案】C
【解析】
【详解】由于BC导体的横截面积较大,那么BC导体的电阻较小,,因为串联电路中电流处处相等,所以,再根据可知,,故选C。
5. 计算机鼠标装有传感器来监视鼠标的移动情况,如图是它的工作原理示意图.物体M在轨道上平行移时,可带动与之相连的金属滑片P移动,通过电压表示数可反映物体M移动的距离.当物体M向右移动时( )
A. 电压表变大,电流表变小 B. 电压表变小,电流表变大
C. 电压表变大,电流表不变 D. 电压表变小,电流表不变
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:由图可知,电压表测的是滑动变阻器左边部分的电压,当物体M向右移动时,整个电路的阻值不变,由欧姆定律可知,电源电压不变的情况下,电流表示数将不变;滑片P左端的电阻增大,两端的电压也增大,电压表示数将变大.
考点:欧姆定律
6. 生活中随处可见的共享单车给我们生活提供了方便,但经常有人忘记上锁产生费用纠纷.现请同学们设计一个提醒锁车电路,当车支架支起(S1 闭合时)蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上锁(S2 断开),蜂鸣器停止发声.下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知,当车支架支起(S1闭合时)蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开),蜂鸣器停止发声,说明S1、S2闭合时蜂鸣器工作,只闭合其中一个开关时蜂鸣器不工作,则两开关串联共同控制蜂鸣器.
A.由题中的电路图可知,当车支架支起(S1闭合时),会造成电源短路,蜂鸣器不工作,故A不符合题意;
B.由题中的电路图可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合时),蜂鸣器都工作,故B项不符合题意;
C.由题中的电路图可知,S2闭合,无论车支架是否支起(S1是否闭合时),都会造成电源短路,故C项不符合题意;
D.由题中的电路图可知,当车支架支起(S1闭合时),电路为通路,蜂鸣器响起,当车上锁(S2断开),电路断路,蜂鸣器停止发声,故D项符合题意;
7. 如图所示的电路中,开关S闭合后,电压表Vl、V2的读数分别为6V、4V.则电阻R1与R2的阻值之比是
A. 3:2 B. 2:3 C. 2:1 D. 1:2
【答案】D
【解析】
【详解】电阻R1、R2串联,电压表V1测电源的电压,V2测R2两端的电压;电阻R1两端的电压为U1=U−U2=6V−4V=2V;∵串联电路各处的电流相等,∴.故选D.
【点睛】由电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测电源的电压,V2测R2两端的电压;根据串联电路电压特点求出R1两端的电压,再根据串联电路各处的电流相等和欧姆定律求出电阻R1与R2的阻值之比.
8. 某同学想用一只电阻为、正常工作时电压为的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为的蓄电池作电源。为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“”的电阻线。该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光( )
A. 应并联一段长的电阻线
B. 应串联一段长的电阻线
C. 应并联一段长的电阻线
D. 应串联一段长的电阻线
【答案】D
【解析】
【详解】AC.要保证小灯泡正常发光,需串联电阻进行分压,并联时小灯泡两端电压等于电源电压6V,远超额定电压,会烧毁,故AC错误;
BD.小灯泡正常工作电流
串联电阻需分担电压
所需串联电阻阻值
所需电阻线长度
故应串联15cm长的电阻线,故B错误,D正确。
故选D。
9. 小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的反映弹簧所受压力大小的电路,其中R′是标有“1A 20Ω”滑动变阻器,R是5Ω定值电阻,电源两极间电压恒定为10V,下列说法错误的是( )
A. 滑片受到压力增大时,变阻器阻值增大
B. 当压力最大时,电路中的电流为0.4A
C. 压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
D. 压力表实际是电压表
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑片受压力增大时,滑片下移,则滑动变阻器接入阻值增大,故A正确,A不符合题意;
B.当压力最大时,滑动变阻器全部接入,则由欧姆定律得
故B正确,B不符合题意;
C.压力最大时,电路中电流为0.4A,则R两端的电压
U=IR=0.4A×5Ω=2V
故C错误,C符合题意;
D.因压力表并联在滑动变阻器两端,故压力表应测量R'两端的电压,故应为电压表,故D正确,D不符合题意。
故选C。
10. 如何利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻Rx的阻值,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)
A. (1)(3) B. (2)(3) C. (2)(4) D. (1)(4)
【答案】B
【解析】
【分析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接.
【详解】(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻.
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U−Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0.根据Rx=求出电阻.
(4)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的使用.故B正确.ACD错误.故选B.
11. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数.过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】两个灯泡是并联的,电流表测量L1的电流,电压表测量L2的电压,也就是测量整个电路的电压(并联电路中各支路的电压等于电源电压);根据题意可知,原来L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数;过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变;
AB、如果L1短路或L2短路,整个电路都会短路,电源会被烧坏,电压表的示数减小为0,故AB都错误;
C、如果L1断路,电流表没有示数,不符合题意,故C错误;
D、如果L2断路,L2不发光,根据并联电路的特点可知L1的支路不受影响,L1仍然发光,电流表示数不变,此时电压表测量电源电压,其示数也不变,故D正确.
12. 电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻是
B. 电压表示数的变化范围是
C. 滑动变阻器允许的调节范围是
D. 电流表示数的变化范围是
【答案】C
【解析】
【详解】A. 灯泡电阻 ,故A错误;
BCD. 灯泡和滑动变阻器串联,电路允许的最大电流 ,此时变阻器两端最小电压
变阻器接入最小电阻
电压表最大示数 ,此时灯泡两端最小电压
电路最小电流
变阻器接入最大电阻
综上所述,电压表示数范围为 ,电流表示数范围为 ,滑动变阻器调节范围为 ,故BD错误,C正确。
故选C。
二、填空题(每空1分,共36分)
13. 如图所示是广告商宣传充电宝时,用充电宝同时给五部手机充电的情景(请勿模仿),该过程充电宝相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”),这五部手机是______联的;若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 电源 ②. 并 ③. 变小
【解析】
【详解】[1][2][3]充电宝同时给五部手机充电,此时充电宝提供电能,相当于电路中的电源。这五部手机互不影响,因此是并联的;若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将变小,因为干路电流等于各支路电流之和,各支路电流不变,由5个支路变为4个支路,所以总电流变小。
14. 将A、B两个金属片插入柠檬制成“水果电池”,用电压表测量水果电池的电压,如图所示,则该电池的正极是______(选填“A”或“B”);如果想获得2.4V的电压,则需要把______节这样的“水果电池”______联起来。
【答案】 ①. B ②. 2 ③. 串
【解析】
【详解】[1][2][3]电压表的连接方法,电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出时指针向右偏,故由图可观察到电压表指针的向右偏转,从而确定与电压表正接线柱相连的B金属片是电池的正极。此时该电压表选择的是小量程,即分度值是0.1V,故此时的示数是1.2V,由串联电路中各部分电压之和等于总电压的特点可知,如果想获得2.4V的电压,则需要把2节这样的“水果电池”串联起来。
15. 一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为____________Ω;如果电压减小4V,导体中的电流是____________A;若电压减为0V,导体的电阻等于____________Ω。
【答案】 ①. 6 ②. 1.33 ③. 6
【解析】
【详解】由欧姆定律可得,导体的电阻为
电压减小4V后,导体两端电压为
导体电阻不随电压、电流改变,此时通过导体的电流为
因电阻是导体的固有属性,与两端电压无关,故电压为0V时,导体电阻仍为6Ω。
16. 某同学按图甲电路做测量电压的实验,闭合开关,两只电压表指针均指在图乙所示的位置,则电压表V1的示数为__________V,L1两端的电压是为__________V。
【答案】 ①. 7.5 ②. 6
【解析】
【详解】[1][2]由图甲可知:灯泡L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;而两个电压表指针偏转相同,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,由图乙知,其示数为7.5V,即电源电压为
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数1.5V,即L2两端的电压为
又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L1两端电压为
17. 有两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,若把它们串联在同一电路中,电路的总电压不超过_______V;若把它们并联在电路中,则干路上的电流最大为______A。
【答案】 ①. 15 ②. 1.5
【解析】
【详解】[1]把它们串联在同一电路中,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,两只定值电阻串联时,电路中的总电阻
R=R甲+R乙=10Ω+15Ω=25Ω
根据串联电路中各处的电流相等,故串联电路中电路中允许通过的最大电流
I=I乙=0.6A
根据欧姆定律可得,电路两端允许加的最大电压为
U=IR=0.6A×25Ω=15V
[2]根据欧姆定律可得,两电阻两端允许所加的最大电压分别为
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V
因为并联电路中各支路两端的电压相等,故两只电阻并联时,电路两端的最大电压
U′=U乙=9V
此时通过乙的电流为0.6A,通过甲的电流
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故干路最大电流为
I=I甲′+I乙=0.9A+0.6A=1.5A
18. 一个标有“6V,3W”的小灯泡,若把它接在1A的稳流电源上使用,为使其正常工作,则应在电路中___________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为___________Ω的电阻。
【答案】 ①. 并联 ②. 12
【解析】
【详解】[1][2]由得,灯泡的额定电流为
串联电路中电流处处相等,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则把灯泡接在1A的稳流电源上使用,为使其正常工作,则应在电路中并联一个电阻,电阻的电压为
电阻电流为
由欧姆定律得,电阻的阻值为
19. 如图所示,一定值电阻R0与最大阻值为40Ω的滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电流表的示数为0.3A;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电流表的示数为0.1A.则定值电阻R0=_____Ω,电源的电压U=_____V.
【答案】 ①. 20 ②. 6
【解析】
【详解】设电源电压为U,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,对整个电路运用欧姆定律,有:
----①;
当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,对整个电路运用欧姆定律,有:
---②
联系①②解得:
,U=6V
20. 如图是一种可以改变收音机音量大小的电路元件结构示意图,A、B、C是固定的铜片,d是一段弧形电阻,e是一端连接在B上、另一端可在d上滑动的铜片。为了使滑片e顺时针转动时音量增大(通过该元件的电流增大),应该将该元件的铜片____________和铜片____________接入电路。
【答案】 ①. A ②. B
【解析】
【详解】在图中,弧形电阻d相当于滑动变阻器的电阻线,铜片e是滑片,要使滑片e顺时针转动时音量增大,也就是弧形电阻接入电路的长度减小.所以应该将B(或A)、A(或B)两点接入电路。
21. 大量交通工具特别是汽车排放出的废气使得空气中PM2.5的含量迅速增加,近阶段我市雾霾天气增多也与此有关。某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,为定值电阻,电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时,电压表的示数将____________,电压表示数的变化量与电流表示数变化量的比值将____________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】由图甲可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。由图乙可知,增大时阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律得电路电流增大;由可知,增大、不变,故增大;由串联电路电压规律,,电源电压恒定,故电压表示数变小。电源电压恒定,由串联电路电压规律可知,电压表示数变化量与两端电压变化量大小相等,即;对定值电阻,,故,故电压表示数的变化量与电流表示数变化量的比值不变。
22. 为避免点燃烟花造成人员伤害。小明设计了烟花定时自动点火装置,原理如图所示,装置中的点火器有电流通过时,就会自动点燃烟花,定时器控制点火时间,为完善设计方案要在____________(选填“a”或“b”)处安装一个开关S,断开此开关,指示灯熄灭,整个电路停止工作。点放烟花前,定时器使其所在支路处于____________状态。
【答案】 ①.
a ②.
通路
【解析】
【详解】由开关需控制整个电路可知,开关应串联在干路中;因a处为干路,故开关安装在a处。因点放烟花前点火器需无电流通过,且定时器与点火器并联,故定时器所在支路需处于通路状态,将点火器短路,保证点火器不工作。
23. 如图所示的电路,R1:R2=2∶3,若开关S断开,在甲、乙两处均接入电流表,则两电流表的示数之比I甲:I乙=________。若在甲、乙两处均改接入电压表,并闭合开关S,当甲表的示数为6V时,乙表的示数为_________V。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 4
【解析】
【详解】[1]当开关S断开,在甲、乙两处均接入电流表时,两电阻并联,甲电流表测R1支路的电流,乙电流表测R2支路的电流。并联电路中各支路两端的电压相等,根据,在电压不变时,电流与电阻成反比,故
[2]在甲、乙两处均改接入电压表,并闭合开关S时,两电阻串联,甲电压表测R2两端的电压,乙电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,根据有
U=IR
可知,电流相等时,电压与电阻成正比,故有
当甲表的示数为6V时,乙表的示数为
【点睛】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开以及电表类型不同时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
24. 如图甲所示是电阻R和灯泡L的U-I图像,由图可知电阻R的阻值是____________;若将电阻R和小灯泡L串联在电路中(如图乙),电源的电压是3V,则灯泡电阻是____________。
【答案】 ①. 5 ②. 2.5
【解析】
【详解】电阻R的U-I图像是正比例函数图像,当R两端的电压时,通过的电流,由欧姆定律得到电阻R的阻值
若将电阻R和小灯泡L串联在电路中(如图乙),电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。从图像中找到电流时,电阻两端的电压,灯泡两端的电压,满足
此时灯泡的电阻为
25. 如图所示电路,,某同学在实验中,记录了三只电表的示数,但没有记录单位,记下的一组数据是3、2.5和1.5.请根据电路图和记录的数据,确定实验中所用的电源电压是____________V,电阻的阻值是____________。
【答案】 ①.
3 ②.
3
【解析】
【详解】电流表测干路电流为I,电流表测电流,电压表测电源电压U,由欧姆定律可得
在1.5、2.5、3这三个数中找到两个符合的数,即电源电压,,余下的一个数即为,由并联电路的电流规律可得电流
则由欧姆定律可得
26. 如图示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,在此过程中,电流表A示数____________,电压表示数____________,电压表示数____________,电压表示数与电流表示数的比值____________。(变大/变小/不变)
【答案】 ①.
变大 ②.
变大 ③.
变小 ④.
变小
【解析】
【详解】与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压,电压表测两端电压。滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由欧姆定律可得,电源电压U不变,总电阻变小,故电流表示数变大;
由可知,不变,I变大,故电压表示数变大;
由串联电路电压规律可得,U不变,变大,故电压表示数变小;
电压表示数与电流表示数的比值为,因变小,故比值变小。
27. 在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示。根据图像的信息可知:______(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电源电压为______V,电阻R0的阻值为______Ω。
【答案】 ①. b ②. 12 ③. 2
【解析】
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
[1]当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,据此判断:图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线。
[2][3]由图像可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,串联电路的总电压等于各分电压之和,即电源的电压
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R1两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,电源的电压
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得
解得
电源电压为
三、解答题(共40分)
28. 按要求完成下列作图:
(1)如图1所示,在a、b两个圆圈内选填电压表和电流表的符号,使两灯均能正常发光。
(2)如图2所示,图甲是一款可充电无线电动拖地机,闭合开关S后,拖地机主体前端的电动机即可带动抹布擦地,旁边的灯可在打扫较暗处时辅助照明,该灯只有在拖地机擦地过程中才能使用,不能单独工作。请根据以上信息,将图乙中的电路图补充完整。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
若使两灯均能正常发光,则两灯泡应并联。电流表要串联在被测电路中,相当于导线,电压表要并联在被测电路中,相当于断路。若a为电压表,b为电流表,则L1短路,L1不发光,L2发光,不符合题意;若a为电流表,b为电压表,L1、L2并联,电流表在L1支路,测L1的电流,电压表测电源电压,两灯两端电压均为电源电压,两灯均能正常发光,符合题意。
【小问2详解】
闭合总开关S后电动机必须工作,且灯不能单独工作,则电动机与灯并联,S是总开关,同时控制电动机和灯的通断;灯由独立开关S1单独控制,则S1在灯支路,只有S闭合电动机启动后,灯才能通过S1选择开启或关闭,二者并联的结构完全符合要求。
29. 如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.45A;当断开,、闭合时,电流表的示数为0.75A。求:
(1)电源电压为多少?
(2)的阻值为多少?
(3)断开,闭合时,加在电阻两端的电压为多少?
【答案】(1)9V (2)30Ω
(3)3.6V
【解析】
【小问1详解】
当S1、S2断开,S3闭合时,只有R1接入电路,电流表测量电路电流,由欧姆定律,电源电压为
【小问2详解】
当S1断开,S2、S3闭合时,R1与R2并联,电流表测量干路电流,并联电路中用电器互不影响。由并联电路电流特点得,R2电流为
由并联电路电压特点得,R2电压为
由欧姆定律,的阻值为
【小问3详解】
当S2、S3断开,S1闭合时,R1与R2串联接入电源,电路总电阻
电路中电流
由欧姆定律,电阻R1两端的电压
30. 在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选择规格____________(选填“相同”或“不同”)的灯泡;若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的____________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)小明在测量C处电流时,灯泡L1突然断路,则灯泡L2亮度____________(选填“变亮”、“变暗”、“不变”),电流表示数____________(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
【答案】(1) ①. 不同 ②. C
(2) ①. 正负接线柱接反了 ②. 0.24
(3) ①. 不变 ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
选择规格相同的灯泡,会使结论具有偶然性,故应选择规格不同的灯泡;由图甲可知,C点处于干路,则电流表应接在甲图中的C点。
【小问2详解】
测量A处的电流时,由图乙可知,电流表的指针反向偏转,原因是电流表正负接线柱接反了;由图丙可知,电流表选择0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
【小问3详解】
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,当L1灯泡发生断路时,L2工作不受影响,亮度不变;因有一条支路断开,由并联电路电流规律,则干路电流变小,故在干路的电流表示数会变小。
31. 在“研究电流跟电阻的关系”时,同学们设计如图的实物电路图,其中R为定值电阻,滑动变阻器R’规格为“20Ω1A”,电源为两节新干电池。
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.22
0.18
(1)将图中的实物电路连接完整。(要求变阻器滑片向右移时,电流表的示数变大)
(2)连接实物时开关应当________,某同学实验时发现无论怎样移动变阻器滑片,电压表示数始终约为3V,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是________。
(3)排除故障后,该同学用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻依次进行实验,获得了表格中的数据,发现电流与电阻不成反比,老师告诉该同学得到的结论是错误的,你认为错误的原因是____________________。为了得到正确的结论,该同学用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,应向________(选填“右”或“左”)调节滑片,使________________;接着该同学又用15Ω电阻替换10Ω的电阻正确完成了第三次实验。
(4)正确完成前3次实验后,该同学用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去。为完成实验,同学们提出了下列解决方案,正确的是( )
A. 将电压表的量程换为0~15V
B. 更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
C. 换成电压为4.5V的电源
D. 可将定值电阻两端的电压调为1.2V
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 定值电阻R断路
(3) ①. 未保持定值电阻两端电压不变 ②. 左 ③. 定值电阻两端电压不变 (4)B
【解析】
【小问1详解】
要求滑片右移时电流变大,则接入电阻应变小,即滑动变阻器应接右下接线柱B,并与定值电阻串联,如图所示:
【小问2详解】
连接电路时开关必须断开,防止短路损坏器材;在串联电路中,若电流表示数为0,说明电路断路;而电压表示数接近电源电压3V,说明电压表两接线柱与电源两极相通,则故障可能是定值电阻R断路。
【小问3详解】
在探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,由表格中数据可知,电流与电阻的乘积不断改变,则实验时未保持定值电阻两端电压不变;
用替换电阻后,定值电阻变大,定值电阻分压变大;要使定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器分压,则将滑动变阻器的阻值调大,应向左调节滑片,使定值电阻两端电压不变。
【小问4详解】
由题意可知,定值电阻两端的电压为
根据串联分压可知,定值电阻和变阻器的分压可以表示为
由于分压一定,则当定值电阻阻值最大时,变阻器的阻值也要最大,代入数据可得
解得,即滑动变阻器的最大阻值需要大于或等于,而原有器材中的变阻器最大阻值为,导致变阻器分压不够,定值电阻两端电压大于1.5V,故无法完成实验,因此可以增大定值电阻两端电压,或更换最大阻值大于或等于的滑动变阻器,或使用电压更低的电源来减小变阻器的分压,综上所述,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
32. 有两只阻值未知的定值电阻R1、Rx。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)_________。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是_________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=____Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有____(填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
2.0
0.5
(2)小明设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图丙所示。
①他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数为I;断开开关S,移走Rx。
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持________不变,调节________使电流表的示数仍为I,此时电阻箱接入电路的阻值R=8Ω则小明测得Rx的阻值为________Ω。
②在第2步中,若小明无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动少许,则他测得Rx的阻值将偏________,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了3Ω,则小明测得Rx的阻值为________Ω。
【答案】(1) ①. ②. A ③. 4 ④. 1
(2) ①. 滑片P的位置 ②. 电阻箱旋钮 ③. 8 ④. 小 ⑤. 5
【解析】
【小问1详解】
[1]原电路中,电流表与变阻器串联后与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,本实验中电阻与变阻器串联,电流表串联在电路测电路的电流,电压表测电阻的电压,改正后如答案所示。
[2]改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,电路断路,电压表与电源没有连通,其原因可能是滑动变阻器断路,故选A。
[3]故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为 1.2V 时,电流表示数如图乙所示,电流选用小量程(0~0.6A),分度值为0.02A,电流表示数为0.3A,则待测电阻
[4]变阻器的最大电阻为10欧姆,由欧姆定律和串联电阻的规律,电路中的最小电流为
不可能通过以上实验获得的数据有1。
【小问2详解】
[1][2][3]第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑片P位置不变,调节电阻箱旋钮使电流表的示数仍为I,根据等效替代法,则小明测得的阻值为8Ω。
[4]如果在第2步中,无意向右移动滑片少许,则此时变阻器接入电路的电阻变大,因电路中的电流和电源电压不变,由,故他测得的阻值将偏小。
[5]根据等效替代原理,滑动变阻器阻值增大3Ω后,要保持电流仍为I,电路总电阻需与原电路相等,因此电阻箱接入阻值为
即测得的阻值为5Ω。
33. 半导体元件有广泛的应用,热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为0-0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω、0.3A”字样。 Rt为热敏电阻,某阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)写出Rt随温度t变化的函数关系:___________________(不用带单位)
(2)将此电路放入温度为20°C的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为0.01A,则滑动变阻器接入电路的阻值为多少?_______若滑片位置不动,则该电路能测量的最高环境温度为多少_____?
(3)若想提高电路所测最高温度,则应将滑片向___________移(选填“左”或“右");测量的最高环境温度能提高到______________。
【答案】 ①. Rt=-10t+600 ②. 100Ω ③. 45°C ④. 右 ⑤. 50°C
【解析】
【详解】(1)[1]由Rt随温度t变化的函数图像知道其斜率是:
代入数据知道Rt随温度t变化的函数是:
Rt=-10t+600
[2]由图乙图象知道,温度为20℃时,热敏电阻阻值为400Ω,由欧姆定律知道,电路的总电阻是:
,
即滑动变阻器接入电路的电阻是:
;
[3]根据题意知道,电路最大电流为0.02A,此时电路的总电阻是:
,
即热敏电阻阻值是:
,
由图乙图象知道,热敏电阻阻值为150Ω时,最高环境温度为45℃;
(2)[4]由图乙图象知道,热敏电阻阻值越小,环境温度最高,所以,若想提高电路所测最高温度,则应减小滑动变阻器接入电路的电阻,由图甲知道,应将滑片向右移;
(3)[5]热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02A时,由知道,
由串联电路总电阻等于各电阻之和知道,此时热敏电阻阻值是:
由图乙知道,其工作的最高环境温度50℃。
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2024-2025学年第一学期阶段性检测
初三年级物理学科
(时间:100分钟;满分:100分)
一、选择题(共12题,每题2分)
1. 小军同学想自制一个能调节灯泡亮暗的滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时,有长度相同的下列材料,你建议小军选择哪一种( )
A. 塑料绳 B. 不带绝缘皮的铜导线
C. 细橡皮管 D. 木工铅笔的粗铅笔芯
2. 如图是一款“水杯防溢报警器”,使用时挂在杯壁上,其挂扣上有两个金属触点,当杯中水位到达挂扣时,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满,挂扣的作用相当于防溢报警器电路中的( )
A. 用电器 B. 导线 C. 电源 D. 开关
3. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B. 通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C. 通过导体的电流越大,导体电阻越小
D. 电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
4. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较它们两端的电压及通过它们的电流的大小,有( )
A. UAB=UBC,IAB>IBC B. UAB<UBC,IAB=IBC
C. UAB>UBC,IAB=IBC D. UAB=UBC,IAB<IBC
5. 计算机鼠标装有传感器来监视鼠标的移动情况,如图是它的工作原理示意图.物体M在轨道上平行移时,可带动与之相连的金属滑片P移动,通过电压表示数可反映物体M移动的距离.当物体M向右移动时( )
A. 电压表变大,电流表变小 B. 电压表变小,电流表变大
C. 电压表变大,电流表不变 D. 电压表变小,电流表不变
6. 生活中随处可见的共享单车给我们生活提供了方便,但经常有人忘记上锁产生费用纠纷.现请同学们设计一个提醒锁车电路,当车支架支起(S1 闭合时)蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上锁(S2 断开),蜂鸣器停止发声.下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示的电路中,开关S闭合后,电压表Vl、V2的读数分别为6V、4V.则电阻R1与R2的阻值之比是
A. 3:2 B. 2:3 C. 2:1 D. 1:2
8. 某同学想用一只电阻为、正常工作时电压为的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为的蓄电池作电源。为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“”的电阻线。该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光( )
A. 应并联一段长的电阻线
B. 应串联一段长的电阻线
C. 应并联一段长的电阻线
D. 应串联一段长的电阻线
9. 小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的反映弹簧所受压力大小的电路,其中R′是标有“1A 20Ω”滑动变阻器,R是5Ω定值电阻,电源两极间电压恒定为10V,下列说法错误的是( )
A. 滑片受到压力增大时,变阻器阻值增大
B. 当压力最大时,电路中的电流为0.4A
C. 压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
D. 压力表实际是电压表
10. 如何利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻Rx的阻值,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)
A. (1)(3) B. (2)(3) C. (2)(4) D. (1)(4)
11. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数.过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
12. 电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻是
B. 电压表示数的变化范围是
C. 滑动变阻器允许的调节范围是
D. 电流表示数的变化范围是
二、填空题(每空1分,共36分)
13. 如图所示是广告商宣传充电宝时,用充电宝同时给五部手机充电的情景(请勿模仿),该过程充电宝相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”),这五部手机是______联的;若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 将A、B两个金属片插入柠檬制成“水果电池”,用电压表测量水果电池的电压,如图所示,则该电池的正极是______(选填“A”或“B”);如果想获得2.4V的电压,则需要把______节这样的“水果电池”______联起来。
15. 一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为____________Ω;如果电压减小4V,导体中的电流是____________A;若电压减为0V,导体的电阻等于____________Ω。
16. 某同学按图甲电路做测量电压的实验,闭合开关,两只电压表指针均指在图乙所示的位置,则电压表V1的示数为__________V,L1两端的电压是为__________V。
17. 有两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,若把它们串联在同一电路中,电路的总电压不超过_______V;若把它们并联在电路中,则干路上的电流最大为______A。
18. 一个标有“6V,3W”的小灯泡,若把它接在1A的稳流电源上使用,为使其正常工作,则应在电路中___________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为___________Ω的电阻。
19. 如图所示,一定值电阻R0与最大阻值为40Ω的滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电流表的示数为0.3A;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电流表的示数为0.1A.则定值电阻R0=_____Ω,电源的电压U=_____V.
20. 如图是一种可以改变收音机音量大小的电路元件结构示意图,A、B、C是固定的铜片,d是一段弧形电阻,e是一端连接在B上、另一端可在d上滑动的铜片。为了使滑片e顺时针转动时音量增大(通过该元件的电流增大),应该将该元件的铜片____________和铜片____________接入电路。
21. 大量交通工具特别是汽车排放出的废气使得空气中PM2.5的含量迅速增加,近阶段我市雾霾天气增多也与此有关。某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,为定值电阻,电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时,电压表的示数将____________,电压表示数的变化量与电流表示数变化量的比值将____________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
22. 为避免点燃烟花造成人员伤害。小明设计了烟花定时自动点火装置,原理如图所示,装置中的点火器有电流通过时,就会自动点燃烟花,定时器控制点火时间,为完善设计方案要在____________(选填“a”或“b”)处安装一个开关S,断开此开关,指示灯熄灭,整个电路停止工作。点放烟花前,定时器使其所在支路处于____________状态。
23. 如图所示的电路,R1:R2=2∶3,若开关S断开,在甲、乙两处均接入电流表,则两电流表的示数之比I甲:I乙=________。若在甲、乙两处均改接入电压表,并闭合开关S,当甲表的示数为6V时,乙表的示数为_________V。
24. 如图甲所示是电阻R和灯泡L的U-I图像,由图可知电阻R的阻值是____________;若将电阻R和小灯泡L串联在电路中(如图乙),电源的电压是3V,则灯泡电阻是____________。
25. 如图所示电路,,某同学在实验中,记录了三只电表的示数,但没有记录单位,记下的一组数据是3、2.5和1.5.请根据电路图和记录的数据,确定实验中所用的电源电压是____________V,电阻的阻值是____________。
26. 如图示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,在此过程中,电流表A示数____________,电压表示数____________,电压表示数____________,电压表示数与电流表示数的比值____________。(变大/变小/不变)
27. 在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示。根据图像的信息可知:______(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电源电压为______V,电阻R0的阻值为______Ω。
三、解答题(共40分)
28. 按要求完成下列作图:
(1)如图1所示,在a、b两个圆圈内选填电压表和电流表的符号,使两灯均能正常发光。
(2)如图2所示,图甲是一款可充电无线电动拖地机,闭合开关S后,拖地机主体前端的电动机即可带动抹布擦地,旁边的灯可在打扫较暗处时辅助照明,该灯只有在拖地机擦地过程中才能使用,不能单独工作。请根据以上信息,将图乙中的电路图补充完整。
29. 如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.45A;当断开,、闭合时,电流表的示数为0.75A。求:
(1)电源电压为多少?
(2)的阻值为多少?
(3)断开,闭合时,加在电阻两端的电压为多少?
30. 在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选择规格____________(选填“相同”或“不同”)的灯泡;若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的____________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)小明在测量C处电流时,灯泡L1突然断路,则灯泡L2亮度____________(选填“变亮”、“变暗”、“不变”),电流表示数____________(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
31. 在“研究电流跟电阻的关系”时,同学们设计如图的实物电路图,其中R为定值电阻,滑动变阻器R’规格为“20Ω1A”,电源为两节新干电池。
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.22
0.18
(1)将图中的实物电路连接完整。(要求变阻器滑片向右移时,电流表的示数变大)
(2)连接实物时开关应当________,某同学实验时发现无论怎样移动变阻器滑片,电压表示数始终约为3V,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是________。
(3)排除故障后,该同学用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻依次进行实验,获得了表格中的数据,发现电流与电阻不成反比,老师告诉该同学得到的结论是错误的,你认为错误的原因是____________________。为了得到正确的结论,该同学用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,应向________(选填“右”或“左”)调节滑片,使________________;接着该同学又用15Ω电阻替换10Ω的电阻正确完成了第三次实验。
(4)正确完成前3次实验后,该同学用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去。为完成实验,同学们提出了下列解决方案,正确的是( )
A. 将电压表的量程换为0~15V
B. 更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
C. 换成电压为4.5V的电源
D. 可将定值电阻两端的电压调为1.2V
32. 有两只阻值未知的定值电阻R1、Rx。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)_________。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是_________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=____Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有____(填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
2.0
0.5
(2)小明设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图丙所示。
①他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数为I;断开开关S,移走Rx。
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持________不变,调节________使电流表的示数仍为I,此时电阻箱接入电路的阻值R=8Ω则小明测得Rx的阻值为________Ω。
②在第2步中,若小明无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动少许,则他测得Rx的阻值将偏________,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了3Ω,则小明测得Rx的阻值为________Ω。
33. 半导体元件有广泛的应用,热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为0-0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω、0.3A”字样。 Rt为热敏电阻,某阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)写出Rt随温度t变化的函数关系:___________________(不用带单位)
(2)将此电路放入温度为20°C的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为0.01A,则滑动变阻器接入电路的阻值为多少?_______若滑片位置不动,则该电路能测量的最高环境温度为多少_____?
(3)若想提高电路所测最高温度,则应将滑片向___________移(选填“左”或“右");测量的最高环境温度能提高到______________。
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