内容正文:
物 理
一、单项选择题(每小题3分,12个小题,共36分。)
1. 下列估测中,最符合实际情况的是( )
A. 家用空调的电流约为10mA
B. 家用电视机的功率约为5W
C. 家庭电路的电压约为36V
D. 家用洗衣机的功率约为500W
【答案】D
【解析】
【详解】A.家用空调的电流约为5A,故A不符合题意;
B.家用电视机功率约100~200W,故B不符合题意;
C.家庭电路中的电压为220V,故C不符合题意;
D.家用洗衣机的功率约为500W,故D符合题意。
故选D。
2. 下列关于安全用电的说法,正确的是( )
A. 只有高压电才能让人触电
B. 不能用手直接接触低压带电体
C. 遇到雷雨天可以到大树下避雨
D. 手机充电器可以长时间插在插座上
【答案】B
【解析】
【详解】A.对人体安全的电压是不高于36V,家庭电路的220V低压电也会使人触电,并非只有高压电才能让人触电,故A错误;
B.安全用电的原则是不接触低压带电体、不靠近高压带电体,因此不能用手直接接触低压带电体,故B正确;
C.大树是导体,雷雨天大树易被雷电击中,电流会通过大树传导至人体,造成雷击伤害,所以不能到大树下避雨,故C错误;
D.手机充电器长时间插在插座上,会持续消耗电能,且充电器长期工作可能因发热引发火灾,还会加速设备老化,存在安全隐患,故D错误。
故选B。
3. 下列关于电学知识的说法,正确的是( )
A. 电阻越大,对电流的阻碍作用越大
B. 电路中有电流,不一定有电压
C. 电流做功越多,电功率越大
D. 负电荷定向移动的方向为电流的方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大,对电流的阻碍作用越大,故A正确;
B.电压是电路中形成电流的原因,电路中有电流,一定有电压,故B错误;
C.由可知,电功率与做功和做功的时间有关,电流做功多,电功率不一定大,故C错误;
D.正电荷定向移动的方向为电流的方向,故D错误
故选 A。
4. 如图所示,加油站的工作人员提油枪加油前,会用手触摸静电释放器,清除身体上的静电。下列说法正确的是( )
A. 人体与衣服摩擦过程中创造了电荷
B. 静电释放器可以由绝缘体材料制成
C. “除电”时人体和静电释放器间有电荷的转移
D. “静电”消除后,人体的正负电荷全部消失
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,电荷总量保持不变,并未创造电荷,故A错误;
B.静电释放器需将人体电荷导入大地,必须由导体材料制成,绝缘体无法导电,故B错误;
C.“除电”时,人体所带的电荷会通过静电释放器传导到大地,这个过程中人体和静电释放器之间存在电荷的转移,故C正确;
D.“静电”消除后人体呈电中性,正负电荷数量相等,并非全部消失,故D错误。
故选C。
5. 鲁能巴蜀中学为了保护师生的生命财产安全,安装了智能识别系统。闭合电源开关S1后,即可进行刷卡或人脸识别。若刷卡识别成功,则开关S2闭合,电动机开始工作,闸门打开;若人脸识别成功,开关S3闭合,闸门也会打开。以下电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,闭合开关后,师生人脸识别成功(开关闭合)或者刷卡成功(开关闭合)时,电动机启动,闸门打开,说明开关和能独立控制电路,即闭合开关或都能控制电动机的通路,因此开关和并联,开关、电动机在干路上,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6. 将甲、乙两灯串联在电路中,甲灯比乙灯亮,则下列分析判断正确的是( )
A. 通过甲灯的电流比通过乙灯的电流大
B. 甲灯两端的电压比乙灯两端的电压小
C. 甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
D. 甲灯的额定功率比乙灯的额定功率大
【答案】C
【解析】
【详解】A.串联电路的核心特点是处处电流相等,甲乙串联,通过两灯的电流大小相等,故A错误;
B.根据公式,串联电流I相等,P越大则电阻R越大,可得甲灯电阻;再根据,I相等,R越大则两端电压越大,因此甲灯两端电压更大,故B错误;
C.灯泡的亮度由实际功率决定,灯泡越亮说明实际功率越大。甲灯比乙灯亮,说明甲灯的实际功率比乙灯大,故C正确;
D.额定功率是灯泡在额定电压下的功率,题目未给出两灯的额定电压,无法比较额定功率的大小,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表均有示数。突然一个电表示数增大,另一个电表示数变成零,只熄灭了一盏灯,下列分析正确的是( )
A. 小灯泡L1和L2并联
B. 该电路故障可能是L2断路
C. 电压表测量L1两端电压
D. 示数减小到零的电表为电压表
【答案】D
【解析】
【详解】AC.如电路图所示,电流从电源正极流出,依次经过开关S、电流表、灯泡L2、L1,回到电源负极,所以灯泡L1、L2串联,电压表并联在L2的两端,测L2的两端电压,电流表测通过电路的电流,故AC错误;
BD.如果灯泡L1断路,两个灯泡都熄灭,电压表和电流表都没有示数,不符合题意。如果灯泡L2断路,两个灯泡都熄灭,电压表示数增大,电流表示数减小为零,不符合题意。如果灯泡L1短路,L2发光,电压表和电流表示数都变大,不符合题意。如果灯泡L2短路,L1发光,电流表示数变大,电压表被短路示数减小为零,符合题意,故B错误,D正确。
故选D。
8. 如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。四个相同的透明容器中密封着质量相等的空气,分别将两套装置的A、D接线柱接到电源两端。下列说法正确的是( )
A. 观察图甲中的实验现象,可知右侧容器中电阻丝的阻值较大
B. 图乙装置可以用来探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C. 该实验中U形管两液面高度差越大对应密封容器中导体产生热量越少
D. 图乙装置中,通电一段时间U形管两侧液面高度差为零,一定是电路断路
【答案】A
【解析】
【详解】A.电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法。电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,右侧U形管液面高度差大,由转换法可知,右侧容器中电阻产生的热量多,根据Q=I2Rt可知,右侧容器中电阻丝的阻值较大,故A正确;
B.图乙装置,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内电阻阻值大小相同,通过容器内电阻的电流不同,可以用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,故B错误;
C.该实验中U形管两液面高度差越大,对应密封容器中导体产生热量越多,故C错误;
D.图乙实验中,通电一段时间后U形管两侧液面高度差为零,可能是电路发生断路,也可能是两装置漏气或者两电阻产生的热量相等,故D错误。
故选A。
9. 如图所示是一种温度测试仪的电路。电源电压恒定,其中R0为定值电阻,R为热敏电阻,现有甲、乙两种热敏电阻可供选择,甲电阻的阻值随温度的升高而增大,乙电阻的阻值随温度的升高而减小,输出信号的仪表可选用电压表或电流表,闭合开关S,当所测物体的温度升高时,要求仪表的示数增大。下列做法可行的是( )
A. 选用甲热敏电阻,将电流表接在ad之间
B. 选用甲热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间
C. 选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电流表接在ab 之间
D. 选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间
【答案】D
【解析】
【详解】A.选用甲热敏电阻,将电流表接在ad之间,电流表串联在电路中,测量电路的总电流。当温度升高时,甲热敏电阻的阻值随温度升高而增大,则电路总电阻增大。根据欧姆定律,可知电路中的电流减小,即电流表示数减小,故A不符合题意;
B.选用甲热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间,电压表测量定值电阻R0两端的电压。当温度升高时,甲热敏电阻的阻值随温度升高而增大,将导致电路中电流减小。根据,可知电路中电流减小,R0阻值不变,所以R0两端的电压减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;
C.选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电流表接在ab之间,将热敏电阻R短路。此时电路中的电流只由定值电阻R0决定,即电流大小基本不随温度变化,无法实现测温功能,故C不符合题意;
D.选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间,测量定值电阻R0两端的电压。当温度升高时,乙热敏电阻的阻值随温度升高而减小,电路总电阻减小。根据欧姆定律,电源电压不变,总电阻减小,所以电路中的电流增大。根据,可知电路中电流增大,R0阻值不变,所以R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故D符合题意。
故选D。
10. 图甲中分别为小灯泡和定值电阻的I-U图像,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.4A,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V
B. 同时闭合S1、S2时,电流表的示数为0.9A
C. 由甲图中的A可知,灯泡的电阻随着电压的增大而减小
D. 同时闭合S1、S2时,灯泡L和定值电阻R的电阻之比5:4
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合S1、断开S2时,电路中只有定值电阻R,电流。从图甲B可知,时,电源电压,故A错误;
B.同时闭合S1、S2时,L与R并联,电源电压,由图甲A可知,电流表测干路电流
故B正确;
C.根据计算灯泡在不同电压下的电阻,由图甲A可知,当灯泡两端电压为2V时,通过的电流为0.3A,此时电阻
当电压增大到4V时,电流为0.4A,此时电阻
当电压进一步增大到8V时,电流为0.5A,此时电阻
通过计算发现,灯泡两端的电压值越大,计算出的电阻值也越大,所以小灯泡的电阻是随电压增大而增大,故C错误;
D.同时闭合S1、S2时,灯泡L和定值电阻R并联,电压相同,电流与电阻成反比,电阻之比是
灯泡L和定值电阻R的电阻之比4:5,故D错误;
故选B。
11. 2025年11月25日搭载自主知识产权麒麟9030Pro芯片的华为Mate80Pro发布,该手机一上市就得到了极大的关注,无网应急通信是它的最大卖点,在科技上遥遥领先。图为其官网的部分信息,下列说法正确的是( )
电池类型:锂离子聚合物电池
电池电压:3.7V
电池容量:6000mAh
充电方式:有线充电
A. 制作自主知识产权的麒麟9030Pro芯片的主要材料是超导体
B. 锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是电能转化为化学能
C. 若以20V;3.7A超级快充模式充电,理论上将其从零至充满需要约0.3h
D. 锂离子聚合物电池“容量6000mA・h”一次充满电储存电能为79.92J
【答案】C
【解析】
【详解】A.芯片的主要材料是半导体,超导体是在特定低温下电阻为零的材料,不适合用于制造芯片,故A错误;
B.锂离子聚合物电池对外供电时,是化学能转化为电能,充电时是电能转化为化学能,故B错误;
CD.根据能量守恒(忽略损耗),充电输入能量等于电池储存能量。根据参数,充满时电池的储存能量为
由可得,充满电池需要的时间为
故C正确,D错误。
故选C。
12. 如图所示,电源电压保持18V不变。,滑动变阻器标有“”字样,小灯泡L标有“20V 20W”字样且其电阻不随温度改变。电流表和电压表的测量范围分别为0~0.6A和0~15V。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 只闭合、和,滑片P在最左端时,电流表示数为0.4A
B. 只闭合和,可以实现两端的电压调节范围是0V~12V
C. 任意闭合开关和移动滑片,电路总电阻的最大值和最小值之比为
D. 只闭合开关,可以实现的电阻阻值调节范围是
【答案】D
【解析】
【详解】由可得灯泡电阻
D.只闭合开关时,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流,电路允许的最大电流(取变阻器允许电流、电流表量程、灯泡额定电流
中的最小值),此时电路总电阻
接入电路的最小阻值
当阻值最大为时,电路电流
电压表示数
电路安全,故的调节范围是,故D正确;
A.只闭合、和,滑片P在最左端时,R2被短路,L断路,电路为的简单电路。通过的电流
电流表测通过的电路,则电流表示数为0.0.36A,故A错误;
B.只闭合和时,与串联,电压表测两端电压。 当滑动变阻器滑片移到最右端时,两端电压为0V,此时电路中只有,由A选项可知,电路中电流为0.36A,电路安全;当取最大40Ω时,分压
两端最大电压只能到8V。则两端的电压调节范围是0V~8V,故B错误。
C.当与串联、滑片置于最左端时,电路总电阻最大,即
在保证电路安全(电流表不超过)的前提下,电路总电阻最小,即
最大值和最小值之比为
故C错误。
故选D。
二、填空题(每空1分,共20分。)
13. 英国物理学家_______最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系;日常用的电炉丝的阻值约为50=_______k。
【答案】 ①.
焦耳 ②. 0.05
【解析】
【详解】[1]物理学史中,英国物理学家焦耳最先通过大量实验,确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的定量关系(该规律被命名为焦耳定律)。
[2]电炉丝的阻值约为
14. 家庭电路中,发生触电事故都是人体直接或间接跟_______线接触造成的;若电热水壶内部进水后损坏,可能是有水渗入导致_______。
【答案】 ①.
火##相 ②.
短路
【解析】
【详解】[1]家庭电路电压为220V,相(火)线与中性(零)线、火线和保护(接地)线之间电压均为220V,中性(零)线和保护(接地)线之间的电压为0,触电的本质是人体直接或间接与相(火)线接触,使人体与大地形成电流通路,电流流过人体造成触电。
[2]纯净的水不导电,但日常用水含有杂质,属于导体,电热水壶内部有发热体等电路元件,若有水渗入,水有可能连通内部的火线与零线,造成短路,短路时电流极大,会烧坏内部电路,损坏电热水壶。
15. 有一根粗细均匀的电阻丝接在电压为3V的电源两端,通过电阻丝的电流为0.3A,则电阻丝的阻值为_______;当把电阻丝对折后接入电路,其阻值会_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 10 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]根据欧姆定律,电阻丝的阻值为
[2]对折电阻丝后,其长度变短,横截面积变大,导体的电阻变小。
16. 如图所示,“金陵金箔”轻薄柔软,堪称中华一绝。金箔的正确拿取方法是:手持羽毛与纸垫摩擦,再将羽毛靠近工作台上的金箔,由于带电体具有_______的性质,羽毛即可将金箔吸住(如图乙所示)。如图丙、丁是自制的简易验电器,其中_______(选填“丙”或“丁”)的工作原理和上述原因相同。
【答案】 ①. 吸引轻小物体 ②. 丁
【解析】
【详解】[1][2]手持羽毛与纸垫摩擦,发生摩擦起电现象,羽毛与纸垫带上了异种电荷,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,羽毛靠近工作台上的金箔可将金箔吸住。丙的工作原理是同种电荷相互排斥,丁的工作原理是带电体能够吸引轻小物体,故丁的工作原理和上述原因相同。
17. 图甲、乙分别是小席家中为10月末和11月末电能表的表盘示数,由图可知小席家11月消耗的电能为______;已知当地每度电的费用是0.6元,11月应付电费______元。
【答案】 ①.
175 ②.
105
【解析】
【详解】11月消耗的电能为
11月应付电费为
18. 如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为3:1,则R1、R2的电阻之比为____;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,则甲、乙两表的示数之比为____。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,与串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测两端的电压。已知,则
根据串联电路中的电流特点,则有
因此,
[2]若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,与并联,甲电流表测所在支路的电流,乙电流表测干路电流。并联电路中,各支路电压等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和。由欧姆定律可知,甲电流表的示数为
,则乙电流表的示数为
故甲、乙两表的示数之比为
19. 玲玲采用如图所示的方法连接灯泡L1和L2,两灯的连接方式是____;若电源电压为3V,灯泡L1的规格为“3V;3W”,灯泡L2的规格为“3V;6W”,则两盏灯的总功率一定____3W(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 ①. 串联 ②. <
【解析】
【详解】由图可知,电流只有一条路径,从电源正极出发,依次经过灯泡、,回到负极,因此两灯的连接方式是串联。
根据公式可得,的电阻
的电阻
根据串联电路的电阻规律可知,总电阻
总功率
20. 如图所示电路R0,为阻值未知的定值电阻,传感器R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当R周围酒精气体浓度变化时,若发现只有一只电表的示数减小,则R周围的酒精气体浓度_______(选填“增大”或“减小”);若电表V2的示数从a减小到b,电表A的示数变化量为c,则电阻R0功率的变化量△P为_______(只用字母a、b、c表示)。
【答案】 ①. 增大 ②. ##
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,R与串联,电流表A测电路中的电流,电压表测R两端的电压,电压表测两端的电压。已知传感器R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小;若酒精浓度增大,R阻值减小,总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大;由,两端电压增大(示数增大); 由串联电路电压规律,R两端电压减小,则示数减小。 此时A、示数增大,示数减小,符合“只有一只电表的示数减小”的条件。
[2]设为a时,电路电流为;示数为b,电路电流为。由题意,电流变化量
测的电压,故,,则
解得;则电阻功率的变化量
将,代入式可得:
21. 如图为电路的某一部分,箭头表示电流方向。已知灯泡规格为“2.5V;0.25A”(忽略灯丝电阻的变化),电流表和电压表的示数分别是0.3A和3V,通过灯泡L的电流是0.2A,则通过定值电阻R的电流方向是_______(选填“由a向b”“由b向a”或“都有可能”)。若将L与R串联接入电路,则电路两端允许加的最大电压可以达到____V。
【答案】 ①. 由b向a ②. 10
【解析】
【分析】根据图中电流表的电流流向以及电流表示数和灯泡的电流,分类分析电路的几种连接情况,即电流表可能在干路,电流表也可能在支路。
第(2)空要依据第(1)空的几种情况,并结合欧姆定律计算。
【详解】该节点(b点)有三条支路:
①若灯泡电流从b流入(大小0.2A),则剩余电流必然从b流向a,大小
方向b→a;
②若灯泡电流流出b点(大小0.2A),总流入电流为
全部从b流向a,方向仍为b→a。
③假设R电流方向为a→b,结合图中电流表的电流流向可知,通过灯泡的电流等于电流表示数与通过电阻电流之和,由题意可知,流入灯泡的电流为0.2A,电流表示数为0.3A,则流过电阻的电流为负值,不可能存在,因此电流方向一定是由b向a。
由灯泡规格“”得
若为情况①,R和L为并联,电流表测干路电流,因此R的电流
电压表测R两端电压,
串联电路电流处处相等,电路最大电流不能超过灯泡的额定电流,因此总最大电压
若是情况②,流过R的电流
电压表测R两端电压,
串联电路电流处处相等,电路最大电流不能超过灯泡的额定电流,因此总最大电压
综上分析可知,最大电压为10V。
22. 如图甲所示电路,电源电压恒定,电流表0~0.6A、电压表(0~15V),灯泡L的规格为“6V;3W”(忽略灯丝电阻的变化)。当闭合开关S,滑片P从最右端滑到中点时,小灯泡恰好正常发光,电压表与电流表的U-I图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电流为_______A;若电源电压可调,在保证电路安全的情况下,只保留一个电表,要求电表示数不低于测量范围的三分之一,且电源电压变化范围最大,则电路的最大功率和最小功率之差为_______W。
【答案】 ①. 0.5 ②. 14.52
【解析】
【分析】根据小灯泡的规格可求出小灯泡正常工作的电流;分析电路分别讨论保留电流表或保留电压表时,在保证电路安全的情况下,求出电源电压的变化范围。
【详解】[1]根据灯泡L的规格为“6V;3W”可知,灯泡正常发光时的电流为
[2]如图甲所示,闭合开关S,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,通过滑动变阻器的电流为
由图乙可得,滑片P从最右端滑到中点时,滑动变阻器两端的电压为,由可得,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
滑动变阻器的最大电阻为
忽略灯丝电阻的变化,小灯泡的电阻为
为了保证电路安全,则电路中的电流不能超过小灯泡的额定电流,即
当保留电流表时:接入电路的总电阻最大为
接入电路的总电阻最小为,由题意可知,电路中电流应满足,故电路中电流范围是
根据欧姆定律可知,当电路中电流越大,电阻越大时,电路中总电压就越大;电流越小,电阻越小时,电路中总电压就越小;
则电路中最大电源电压为
电路中最小电源电压为
故保留电流表时,电源电压的变化范围为2.4~30V,即变化范围为
当保留电压表时:电压表测量滑动变阻器两端电压,为了保证电路安全,滑动变阻器两端的最大电压为,小灯泡两端的电压最大为,则电路中最大电源电压为
故保留电压表时,电源电压的变化范围不超过21V,故保留电流表时,电源电压变化的范围最大,最大变化范围为2.4~30V,由可得,电路的最大功率为
电路的最小功率为
则电路的最大功率和最小功率之差为
三、实验探究题(每空每图1分,共22分。)
23. 小青做探究“串、并联电路电压及电流的特点”的实验。
(1)如图甲是“探究并联电路电流特点”的实验电路图。
①连接电路时应将开关断开,这样做是为了防止电路连接时因发生_______(选填“断路”或“短路”)而损坏元件;
②在图乙所示电路中,只移动一根导线使电流表测量L2的电流,请在需移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线改接正确电路______;
③改接后闭合开关,观察到灯L1发光,但灯L2不亮,电流表的示数为零,若故障只出现在灯泡处,则此故障的原因可能是____。
(2)图丙是"探究串联电路电压特点"的实验电路图。记录的数据如下表:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
①由表中实验数据可知:小青同学主要通过_______(选填序号)方式来多次实验:A.更换不同规格的小灯泡B.调节电源电压
②实验发现:串联电路两端电压_______串联电路中各部分电路两端电压之和(选填“>”“=”或“<”);
③小青用更精密的电压表测量电路中导线两端的电压,测出A点与电源正极间导线两端的电压为0.01V,由此分析可知:要准确测量L1与L2两端总电压,电压表应接在_______之间(选填“AC两点”或“电源的正负极”)。
【答案】(1) ①. 短路 ②. ③. 灯断路
(2) ①. B ②. = ③. AC两点
【解析】
【小问1详解】
[1]在连接电路时,开关必须断开,防止电路连接过程中发生短路,因电流过大烧坏电路元件。
[2]电流表测量处的电流,电流表和灯泡在一条支路,的右接线柱上的导线接在电流表的0.6A的接线柱,如图所示:
[3]改接后闭合开关,观察到灯L1发光,说明灯L1所在支路是通路;灯L2不亮,电流表的示数为零,说明该支路可能断路,即电路可能存在的故障是灯L2断路。
【小问2详解】
[1]由表中数据可知,3次实验中对应的电压成比例,电路的总电压逐渐变大,说明小青是通过调节电源电压方式来多次实验,故选B。
[2]由第1组数据可知
由第2组数据可知
由第3组数据可知
可以得到串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。
[3]用更精密的电压表测量电路中导线两端的电压,测出A点与电源正极间导线两端的电压为0.01V,说明导线之间有电压,要准确测量与两端总电压,电压表应接在AC两点。
24. 小妹在测额定电压为2.5V的小灯泡的电阻实验中,设计了如图甲所示的电路图。
(1)该实验的原理是____;
(2)实验中用到的滑动变阻器除了保护电路,更主要的作用是_______(选填字母)
A. 改变灯泡两端电压
B. 保持灯泡两端电压不变
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最_______(选填“左”或“右”)端,使电路中的电流在开始测量时最小;
(4)根据所测得数据绘制了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为_______(计算结果保留一位小数);
(5)小妹_______(选填“能”或“不能”)对小灯泡的电阻求平均值,因为小灯泡电阻受到_______影响;
(6)当小灯泡的P实=P额时,此时通过小灯泡的电流I实_________I额(选填“>”“=”或“<”);
(7)小妹分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案_________。
【答案】(1) (2)A
(3)右 (4)8.3
(5) ①. 不能 ②. 温度
(6)> (7)二
【解析】
【小问1详解】
伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式。
【小问2详解】
本实验需要测量不同电压下小灯泡的电阻,滑动变阻器除保护电路外,主要作用是改变灯泡两端电压,获取多组实验数据,故选A。
【小问3详解】
闭合开关前,滑动变阻器需要调至最大阻值处使电流最小(保护电路);由图甲的接法可知,滑片在最右端时接入电阻最大。
【小问4详解】
小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时电压等于额定电压,由图乙得时,电流,根据欧姆定律可知,灯泡的电阻
【小问5详解】
小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下灯泡温度不同,电阻不同,因此不能对小灯泡电阻求平均值。
【小问6详解】
由于小灯泡的电阻随温度升高而增大,实际功率越小,灯泡温度越低,电阻越小,即
根据公式,当时,可得
因此
即
【小问7详解】
由于灯丝电阻随温度的升高而变大,想较准确估测灯泡未通电时的电阻,应使通过灯泡的电流尽量小一些,即灯泡的实际功率最小、温度最低,测量的灯泡的电阻更接近未通电时灯泡的电阻;闭合开关,移动滑片至阻值最大端时通过灯泡的电流最小,故应选择方案二。
25. 在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小鲁选用了5、10、15、20和25五个定值电阻,电压为6V的电源,“40;1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1
1.4
2
2.4
2.8
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.24
0.28
0.3
(1)在探究两个实验时都需要测量多组数据,多次测量的目的与这两个实验不同的是____(选填字母);
A. 测量物体的长度
B. 探究影响压力作用效果的因素
(2)小鲁将10的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”:
①实验记录的数据见表格所示,静静老师分析数据后,指出有一组数据有拼凑嫌疑,这组数据对应的实验次序是第____组;
②分析正确的数据,可得出结论:当导体的电阻一定时,电流与电压成____;
③另一组的小巴也在静静老师的指导下完成了“电流与电压关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制的图像如图丙所示,两个图像不同的原因是____。
(3)接着小鲁打算按照图甲所示的电路,将5、10、15、20和25这五个电阻单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,由此可知换上的电阻为_______;为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调_______(选填“大”或“小”);
②实验过程中小鲁发现,当把____电阻接入电路时无法将电压表的示数调到设定值,为了保证所有的电阻都能完成实验,可将电源电压调小,则调整后电源电压的范围为____V。
【答案】(1)A (2) ①. 1 ②. 正比 ③. 定值电阻的阻值不同
(3) ①. 20 ②. 大 ③. 25 ④.
【解析】
【小问1详解】
在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,多次测量的目的是得到普遍规律,避免偶然性。
A.测量物体长度,多次测量的目的是减小误差,故A符合题意;
B.探究影响压力作用效果的因素,多次测量的目的是得到普遍规律,故B不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
定值电阻,滑动变阻器最大阻值为40Ω,电源电压6V,电路最小电流为
即表格中第一组的电流小于最小电流,因此第1组数据是拼凑的。
分析数据可知,电阻一定时,电流随电压的增大而增大,且电流与电压的比值恒定,因此可得出结论:当导体的电阻一定时,电流与电压成正比。
在图中,定值电阻的图像是过原点的直线,其斜率等于电阻值,即阻值越大,斜率越大,图像越“陡”;因此两个图像不同的原因是两个小组使用的定值电阻阻值不同。
【小问3详解】
用电阻完成实验时,控制电阻两端电压为2V,因此滑动变阻器两端电压为
此时电路电流
由于串联电路电流处处相等,则
滑动变阻器接入电阻
换电阻后滑片位置不变,仍为20Ω,电流,总电阻
因此换上的电阻
此时定值电阻两端电压
要让定值电阻两端电压降到2V,根据串联分压规律,需要增大滑动变阻器的阻值,即增大滑动变阻器两端的电压,因此应将滑动变阻器阻值调大。
探究中控制定值电阻两端电压为2V,根据串联分压规律,可知
即
当R最大为25Ω,电源电压6V时,代入解得
因此25Ω电阻接入时无法调到设定值;要让所有电阻都能完成实验,当,最大为40Ω时,最大电源电压满足
解得
电源电压最小时,需要使定值电阻达到2V,即最小为2V,因此调整后电源电压范围为
四、综合阅读题(每空每图1分,共6分。)
26. 电动汽车凭借其环保、高效等诸多优势,逐渐成为人们日常出行的热门选择。它的核心是一个简单电路:电池提供直流电,通过导线驱动电动机,从而带动车轮。现代电动汽车精密的电控系统就像电路的“总指挥”,智能调节电流,控制车辆运行。
(1)图甲为某电动汽车正在充电的情景。此时充电桩相当于电路中的____(选填“电源”或“用电器”);由图中的参数可知,该汽车充电时的最大充电功率为____W;
(2)电动汽车正常行驶时,主要将电能转化为机械能。下列家用电器,能量转化过程与之类似的是____(选填“电热毯”或“电风扇”);
(3)如图乙所示,左、右两灯分别代表电动汽车两侧的转向灯,要求单刀双掷开关S控制两盏灯,且开关往左闭合左灯亮,往右闭合右灯亮。请根据上述要求,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物图连接;
(4)目前汽车车灯的主流选择为LED灯,由图丙可知,原因是LED灯将电能转化为光能的效率____(选填“>”或“<”)白炽灯;若一盏15W的LED灯与60W的白炽灯亮度相当,正常工作2h,使用LED灯可比白炽灯节约电能____kW・h。
【答案】(1) ①. 电源 ②.
(2)电风扇 (3)
(4) ①. > ②. 0.09
【解析】
【小问1详解】
[1]在给电动汽车充电时,充电桩提供电能,相当于电路中的电源。
[2]根据图甲,该汽车充电时的最大充电功率为
【小问2详解】
电动汽车将电能转化为机械能,电风扇同理;电热毯是将电能转化为内能。
【小问3详解】
单刀双掷开关可以切换电路的连接方式,根据题意,当开关向左闭合时,电流通过左灯;当开关向右闭合时,电流通过右灯。开关公共端(中间接线柱)接电源正极,开关左触点连接左灯的右端,开关右触点连接右灯的右端,左灯的左端连接右灯的左端使两灯并联。图见答案。
【小问4详解】
[1] LED灯光能占比90%,白炽灯仅20%,因此LED灯的光电转换效率更高。
[2]节约的电能为
五、计算题(27题8分,28题8分,共16分。)
27. 如图甲所示是某家用餐具消毒柜的简化电路图。该消毒柜有电功率依次减小的“消毒”“烘干”“冷却”三个挡位,利用加热盘内的水沸腾产生的高温水蒸气对餐具进行消毒,再通过向餐具吹热风烘干,最后吹冷风使其冷却。电路中R1和R2为加热电阻,且R2=4R1,M为电动机,S1为扇形片挡位自动控制开关,旋转S1时叶片和相邻的触点接通。消毒柜一次正常工作时电功率随时间的变化图像如图乙所示。求:
(1)R2的阻值;
(2)电动机M正常工作10s消耗的电能;
(3)某次用电高峰时,实际电压略有下降,若家中只接入消毒柜,经过10min完成“消毒”功能后突然停电,参数为3200imp/kW・h的电能表指示灯闪烁了216次,求消毒柜工作时的实际电压。
【答案】(1)484Ω (2)250J (3)198V
【解析】
【分析】(1)根据不同开关状态下电路结构,结合判断消毒柜的挡位,再结合电阻大小关系求出R2的阻值;
(2)根据图乙确定电动机正常工作的功率,根据计算电动机M正常工作10s消耗的电能;
(3)先根据电能表闪烁次数计算实际消耗的电能,结合“消毒”功能的工作时间,求出实际功率,再根据,结合“消毒”挡位的总电阻,计算实际电压。
【小问1详解】
当开关S1转到触点1、2时,R1、R2并联,电阻最小,因电源电压不变,由可知,消毒柜功率最大,处于高温挡,即“消毒”挡; 由图乙可知,此时“消毒”挡功率为; 根据可得,有 ……①
且……②
……③
由①②③解得,。
【小问2详解】
R2的功率为
由图乙可知,10~15min为烘干阶段,此时电路的总功率为,则电动机M功率,即冷却功率为
则电动机M正常工作10s消耗的电能为
【小问3详解】
电能表的指示灯闪烁216次消毒柜消耗的电能为
10min“消毒”,此时消毒柜的实际电功率为
消毒挡总电阻
根据可得,则消毒柜工作时的实际电压
28. 为提高果农筛选苹果的效率,莹莹小组设计了如图甲所示自动筛选装置。电路如图乙所示,电源电压恒定,定值电阻,电压表(0-3V),R为压敏电阻,阻值随压力F的变化关系如图丙所示(R受到的压力恰好等于苹果重力)。莹莹小组根据果农需求,设计如下方案:当为一级果,为二级果,为次级果,机械装置通过传感器操作启动将苹果推到相应位置,实现自动筛选功能。当压力检测区上没有水果时,电压表的示数为2.0V。求:
(1)电源电压;
(2)电压表示数在什么范围内为二级果;(除不尽时保留一位小数)
(3)在保证电路安全(电压表测量范围不变且不被损坏)的情况下,请设计一种方案使一级果质量的筛选标准提高为F≥2N,并通过计算说明。
【答案】(1)7V (2)
(3)减小定值电阻的阻值到30Ω。
【解析】
【小问1详解】
当检测区没有水果时,压力为0,由图丙可知,此时压敏电阻的阻值,电压表的示数为,根据可得,电路中电流
则压敏电阻两端电压
由串联电路电压规律可知,电源电压
【小问2详解】
当压力时,由图丙可知,压敏电阻阻值,此时电路中电流
此时定值电阻两端电压即电压表示数为
所以电压表示数最小应为2.3V
当压力时,由图丙可知,压敏电阻阻值,此时电路中电流
此时定值电阻两端电压即电压表示数为
综上所述:当苹果等级为二级果时,电压表示数的范围为
【小问3详解】
若当一级果质量的筛选标准提高为时,由图丙可知当压力增大时,压敏电阻会减小,压敏电阻最小值应为。
为保证电路安全,电压表示数最大为,压敏电阻两端最小电压
则电路中的电流最大值为
定值电阻的阻值可更换为
故在保证电路安全及电源电压不变的情况下,减小定值电阻的阻值到30Ω,以使压敏电阻最小值为,最终使一级果质量的筛选标准提高为。
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物 理
一、单项选择题(每小题3分,12个小题,共36分。)
1. 下列估测中,最符合实际情况的是( )
A. 家用空调的电流约为10mA
B. 家用电视机的功率约为5W
C. 家庭电路的电压约为36V
D. 家用洗衣机的功率约为500W
2. 下列关于安全用电的说法,正确的是( )
A. 只有高压电才能让人触电
B. 不能用手直接接触低压带电体
C. 遇到雷雨天可以到大树下避雨
D. 手机充电器可以长时间插在插座上
3. 下列关于电学知识的说法,正确的是( )
A. 电阻越大,对电流的阻碍作用越大
B. 电路中有电流,不一定有电压
C. 电流做功越多,电功率越大
D. 负电荷定向移动的方向为电流的方向
4. 如图所示,加油站的工作人员提油枪加油前,会用手触摸静电释放器,清除身体上的静电。下列说法正确的是( )
A. 人体与衣服摩擦过程中创造了电荷
B. 静电释放器可以由绝缘体材料制成
C. “除电”时人体和静电释放器间有电荷的转移
D. “静电”消除后,人体的正负电荷全部消失
5. 鲁能巴蜀中学为了保护师生的生命财产安全,安装了智能识别系统。闭合电源开关S1后,即可进行刷卡或人脸识别。若刷卡识别成功,则开关S2闭合,电动机开始工作,闸门打开;若人脸识别成功,开关S3闭合,闸门也会打开。以下电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6. 将甲、乙两灯串联在电路中,甲灯比乙灯亮,则下列分析判断正确的是( )
A. 通过甲灯的电流比通过乙灯的电流大
B. 甲灯两端的电压比乙灯两端的电压小
C. 甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
D. 甲灯的额定功率比乙灯的额定功率大
7. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表均有示数。突然一个电表示数增大,另一个电表示数变成零,只熄灭了一盏灯,下列分析正确的是( )
A. 小灯泡L1和L2并联
B. 该电路故障可能是L2断路
C. 电压表测量L1两端电压
D. 示数减小到零的电表为电压表
8. 如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。四个相同的透明容器中密封着质量相等的空气,分别将两套装置的A、D接线柱接到电源两端。下列说法正确的是( )
A. 观察图甲中的实验现象,可知右侧容器中电阻丝的阻值较大
B. 图乙装置可以用来探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C. 该实验中U形管两液面高度差越大对应密封容器中导体产生热量越少
D. 图乙装置中,通电一段时间U形管两侧液面高度差为零,一定是电路断路
9. 如图所示是一种温度测试仪的电路。电源电压恒定,其中R0为定值电阻,R为热敏电阻,现有甲、乙两种热敏电阻可供选择,甲电阻的阻值随温度的升高而增大,乙电阻的阻值随温度的升高而减小,输出信号的仪表可选用电压表或电流表,闭合开关S,当所测物体的温度升高时,要求仪表的示数增大。下列做法可行的是( )
A. 选用甲热敏电阻,将电流表接在ad之间
B. 选用甲热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间
C. 选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电流表接在ab 之间
D. 选用乙热敏电阻,用导线连接ad,将电压表接在bc之间
10. 图甲中分别为小灯泡和定值电阻的I-U图像,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.4A,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V
B. 同时闭合S1、S2时,电流表的示数为0.9A
C. 由甲图中的A可知,灯泡的电阻随着电压的增大而减小
D. 同时闭合S1、S2时,灯泡L和定值电阻R的电阻之比5:4
11. 2025年11月25日搭载自主知识产权麒麟9030Pro芯片的华为Mate80Pro发布,该手机一上市就得到了极大的关注,无网应急通信是它的最大卖点,在科技上遥遥领先。图为其官网的部分信息,下列说法正确的是( )
电池类型:锂离子聚合物电池
电池电压:3.7V
电池容量:6000mAh
充电方式:有线充电
A. 制作自主知识产权的麒麟9030Pro芯片的主要材料是超导体
B. 锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是电能转化为化学能
C. 若以20V;3.7A超级快充模式充电,理论上将其从零至充满需要约0.3h
D. 锂离子聚合物电池“容量6000mA・h”一次充满电储存电能为79.92J
12. 如图所示,电源电压保持18V不变。,滑动变阻器标有“”字样,小灯泡L标有“20V 20W”字样且其电阻不随温度改变。电流表和电压表的测量范围分别为0~0.6A和0~15V。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 只闭合、和,滑片P在最左端时,电流表示数为0.4A
B. 只闭合和,可以实现两端的电压调节范围是0V~12V
C. 任意闭合开关和移动滑片,电路总电阻的最大值和最小值之比为
D. 只闭合开关,可以实现的电阻阻值调节范围是
二、填空题(每空1分,共20分。)
13. 英国物理学家_______最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系;日常用的电炉丝的阻值约为50=_______k。
14. 家庭电路中,发生触电事故都是人体直接或间接跟_______线接触造成的;若电热水壶内部进水后损坏,可能是有水渗入导致_______。
15. 有一根粗细均匀的电阻丝接在电压为3V的电源两端,通过电阻丝的电流为0.3A,则电阻丝的阻值为_______;当把电阻丝对折后接入电路,其阻值会_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
16. 如图所示,“金陵金箔”轻薄柔软,堪称中华一绝。金箔的正确拿取方法是:手持羽毛与纸垫摩擦,再将羽毛靠近工作台上的金箔,由于带电体具有_______的性质,羽毛即可将金箔吸住(如图乙所示)。如图丙、丁是自制的简易验电器,其中_______(选填“丙”或“丁”)的工作原理和上述原因相同。
17. 图甲、乙分别是小席家中为10月末和11月末电能表的表盘示数,由图可知小席家11月消耗的电能为______;已知当地每度电的费用是0.6元,11月应付电费______元。
18. 如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为3:1,则R1、R2的电阻之比为____;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,则甲、乙两表的示数之比为____。
19. 玲玲采用如图所示的方法连接灯泡L1和L2,两灯的连接方式是____;若电源电压为3V,灯泡L1的规格为“3V;3W”,灯泡L2的规格为“3V;6W”,则两盏灯的总功率一定____3W(选填“>”“=”或“<”)。
20. 如图所示电路R0,为阻值未知的定值电阻,传感器R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当R周围酒精气体浓度变化时,若发现只有一只电表的示数减小,则R周围的酒精气体浓度_______(选填“增大”或“减小”);若电表V2的示数从a减小到b,电表A的示数变化量为c,则电阻R0功率的变化量△P为_______(只用字母a、b、c表示)。
21. 如图为电路的某一部分,箭头表示电流方向。已知灯泡规格为“2.5V;0.25A”(忽略灯丝电阻的变化),电流表和电压表的示数分别是0.3A和3V,通过灯泡L的电流是0.2A,则通过定值电阻R的电流方向是_______(选填“由a向b”“由b向a”或“都有可能”)。若将L与R串联接入电路,则电路两端允许加的最大电压可以达到____V。
22. 如图甲所示电路,电源电压恒定,电流表0~0.6A、电压表(0~15V),灯泡L的规格为“6V;3W”(忽略灯丝电阻的变化)。当闭合开关S,滑片P从最右端滑到中点时,小灯泡恰好正常发光,电压表与电流表的U-I图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电流为_______A;若电源电压可调,在保证电路安全的情况下,只保留一个电表,要求电表示数不低于测量范围的三分之一,且电源电压变化范围最大,则电路的最大功率和最小功率之差为_______W。
三、实验探究题(每空每图1分,共22分。)
23. 小青做探究“串、并联电路电压及电流的特点”的实验。
(1)如图甲是“探究并联电路电流特点”的实验电路图。
①连接电路时应将开关断开,这样做是为了防止电路连接时因发生_______(选填“断路”或“短路”)而损坏元件;
②在图乙所示电路中,只移动一根导线使电流表测量L2的电流,请在需移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线改接正确电路______;
③改接后闭合开关,观察到灯L1发光,但灯L2不亮,电流表的示数为零,若故障只出现在灯泡处,则此故障的原因可能是____。
(2)图丙是"探究串联电路电压特点"的实验电路图。记录的数据如下表:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
①由表中实验数据可知:小青同学主要通过_______(选填序号)方式来多次实验:A.更换不同规格的小灯泡B.调节电源电压
②实验发现:串联电路两端电压_______串联电路中各部分电路两端电压之和(选填“>”“=”或“<”);
③小青用更精密的电压表测量电路中导线两端的电压,测出A点与电源正极间导线两端的电压为0.01V,由此分析可知:要准确测量L1与L2两端总电压,电压表应接在_______之间(选填“AC两点”或“电源的正负极”)。
24. 小妹在测额定电压为2.5V的小灯泡的电阻实验中,设计了如图甲所示的电路图。
(1)该实验的原理是____;
(2)实验中用到的滑动变阻器除了保护电路,更主要的作用是_______(选填字母)
A. 改变灯泡两端电压
B. 保持灯泡两端电压不变
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最_______(选填“左”或“右”)端,使电路中的电流在开始测量时最小;
(4)根据所测得数据绘制了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为_______(计算结果保留一位小数);
(5)小妹_______(选填“能”或“不能”)对小灯泡的电阻求平均值,因为小灯泡电阻受到_______影响;
(6)当小灯泡的P实=P额时,此时通过小灯泡的电流I实_________I额(选填“>”“=”或“<”);
(7)小妹分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案_________。
25. 在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小鲁选用了5、10、15、20和25五个定值电阻,电压为6V的电源,“40;1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1
1.4
2
2.4
2.8
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.24
0.28
0.3
(1)在探究两个实验时都需要测量多组数据,多次测量的目的与这两个实验不同的是____(选填字母);
A. 测量物体的长度
B. 探究影响压力作用效果的因素
(2)小鲁将10的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”:
①实验记录的数据见表格所示,静静老师分析数据后,指出有一组数据有拼凑嫌疑,这组数据对应的实验次序是第____组;
②分析正确的数据,可得出结论:当导体的电阻一定时,电流与电压成____;
③另一组的小巴也在静静老师的指导下完成了“电流与电压关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制的图像如图丙所示,两个图像不同的原因是____。
(3)接着小鲁打算按照图甲所示的电路,将5、10、15、20和25这五个电阻单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,由此可知换上的电阻为_______;为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调_______(选填“大”或“小”);
②实验过程中小鲁发现,当把____电阻接入电路时无法将电压表的示数调到设定值,为了保证所有的电阻都能完成实验,可将电源电压调小,则调整后电源电压的范围为____V。
四、综合阅读题(每空每图1分,共6分。)
26. 电动汽车凭借其环保、高效等诸多优势,逐渐成为人们日常出行的热门选择。它的核心是一个简单电路:电池提供直流电,通过导线驱动电动机,从而带动车轮。现代电动汽车精密的电控系统就像电路的“总指挥”,智能调节电流,控制车辆运行。
(1)图甲为某电动汽车正在充电的情景。此时充电桩相当于电路中的____(选填“电源”或“用电器”);由图中的参数可知,该汽车充电时的最大充电功率为____W;
(2)电动汽车正常行驶时,主要将电能转化为机械能。下列家用电器,能量转化过程与之类似的是____(选填“电热毯”或“电风扇”);
(3)如图乙所示,左、右两灯分别代表电动汽车两侧的转向灯,要求单刀双掷开关S控制两盏灯,且开关往左闭合左灯亮,往右闭合右灯亮。请根据上述要求,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物图连接;
(4)目前汽车车灯的主流选择为LED灯,由图丙可知,原因是LED灯将电能转化为光能的效率____(选填“>”或“<”)白炽灯;若一盏15W的LED灯与60W的白炽灯亮度相当,正常工作2h,使用LED灯可比白炽灯节约电能____kW・h。
五、计算题(27题8分,28题8分,共16分。)
27. 如图甲所示是某家用餐具消毒柜的简化电路图。该消毒柜有电功率依次减小的“消毒”“烘干”“冷却”三个挡位,利用加热盘内的水沸腾产生的高温水蒸气对餐具进行消毒,再通过向餐具吹热风烘干,最后吹冷风使其冷却。电路中R1和R2为加热电阻,且R2=4R1,M为电动机,S1为扇形片挡位自动控制开关,旋转S1时叶片和相邻的触点接通。消毒柜一次正常工作时电功率随时间的变化图像如图乙所示。求:
(1)R2的阻值;
(2)电动机M正常工作10s消耗的电能;
(3)某次用电高峰时,实际电压略有下降,若家中只接入消毒柜,经过10min完成“消毒”功能后突然停电,参数为3200imp/kW・h的电能表指示灯闪烁了216次,求消毒柜工作时的实际电压。
28. 为提高果农筛选苹果的效率,莹莹小组设计了如图甲所示自动筛选装置。电路如图乙所示,电源电压恒定,定值电阻,电压表(0-3V),R为压敏电阻,阻值随压力F的变化关系如图丙所示(R受到的压力恰好等于苹果重力)。莹莹小组根据果农需求,设计如下方案:当为一级果,为二级果,为次级果,机械装置通过传感器操作启动将苹果推到相应位置,实现自动筛选功能。当压力检测区上没有水果时,电压表的示数为2.0V。求:
(1)电源电压;
(2)电压表示数在什么范围内为二级果;(除不尽时保留一位小数)
(3)在保证电路安全(电压表测量范围不变且不被损坏)的情况下,请设计一种方案使一级果质量的筛选标准提高为F≥2N,并通过计算说明。
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