精品解析:重庆市南开中学校2026-2027学年上学期九年级10月物理阶段检测试卷
2026-10-23
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内容正文:
重庆市南开中学校2026-2027学年上学期九年级10月物理阶段检测试卷
(全卷共四个大题 满分80分)
注意事项:
1.试题的答案书写在答题卡上,不得在试题卷上直接作答。
2.作答前认真阅读答题卡上的注意事项。
一、选择题(本题共8个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1. 下列物理知识,说法正确的是( )
A. 手机的充电电压约380V
B. 家用电冰箱的电流约1A
C. 电路两端只要有电压就一定有电流
D. 只有正电荷定向移动才能形成电流
2. 如图所示,下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 甲图,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B. 乙图,丝绸摩擦过的玻璃棒带了电,说明玻璃棒是导体
C. 丙图,用绝缘细线悬挂的轻质泡沫小球相互吸引,则两球一定带有异种电荷
D. 丁图,工作人员提油枪加油前,须用手触摸静电释放器,这是为了给身体带上静电
3. 下列有关电流、电压、电阻的说法正确的是( )
A. 电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 导体两端的电压是由通过它的电流和它的电阻共同决定的
D. 导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
4. 如图所示,若将开关都闭合,两灯并联的电路是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,重庆南滨路上空,数架无人机腾空而起,在空中组成巨型图案。无人机起飞前,先闭合开关,灯亮,机器开始自检;自检通过后,再闭合开关,电机才能启动,无人机起飞;只闭合,电机不启动。下列设计最符合要求的是( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到点时,小灯泡电流达到最大值;滑片移动过程中电流表与两个电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. A为滑动变阻器的电流随电压变化的曲线
D. 滑动变阻器的阻值不可能大于灯泡的电阻
7. 如图甲所示,小渝同学设计了一个汽车落水安全装置并进行试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中的电流来控制,压敏电阻水平安装在汽车底部处,的阻值与其表面所受水的压力的关系如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把的滑片调到合适位置不动,闭合开关,电流表的示数为,再把汽车吊入足够深的水池中缓慢下降,当电流为时,气囊就充气打开(未画出),使汽车漂浮在水中。已知电源电压为,接触水的面积为,下列说法正确的是( )
A. 接入电路的电阻值为
B. 安全气囊打开时,处浸入水中的深度为
C. 汽车入水后浸入水中的深度越深,电流表的示数越小
D. 若把滑片向左移动,则安全气囊打开时汽车浸入水中的深度增大
8. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关、,断开,第一次保持滑片在的最右端,最大范围地移动的滑片;第二次保持滑片在的最左端,最大范围地移动的滑片,两次过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。已知的阻值为,电压表的量程为~,电流表的量程为~,上标有“ ”,上标有“ ”,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 两次滑动滑片的过程中,接入电路的阻值均保持不变
C. 只闭合、时,将移至最左端,在安全范围内,可调节的阻值范围为~
D. 只闭合、时,将移至最左端,在安全范围内,电流表的示数范围为~
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9. 通常情况下,人体的安全电压不高于_______,其中电压的单位“”是为了纪念意大利物理学家_______而命名的。
10. 人体电阻受皮肤干湿程度的影响。皮肤干燥时人体电阻约,若人体两端电压为,则通过人体的电流约_______;在电压不变的情况下,当皮肤潮湿、人体电阻减小时,通过人体的电流会_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
11. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片向左移动,电流表的示数_______,电压表与示数之差_______(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
12. 如图所示,电源电压为,为,为。先只闭合,再闭合,电压表示数_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。当闭合,,断开时,电流表的示数为;当、闭合,断开时,电流表的示数为,则_______。
13. 定值电阻、的铭牌上分别标有“ ”和“ ”,电流表的量程为0~。若把、串联,如图甲,电路两端允许的最大电压为,则_______;若把、并联,如图乙,电路两端允许的最大电压为_______。
14. 图(a)所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动到某点时,小灯泡正常发光;先保持R1的滑片位置不变,将开关切换为S、S2闭合,S1断开;再将R1的滑片滑动到最左端。根据电流表和电压表的示数,画出上述两个过程中的I—U图像如图(b)所示。可知,R2的阻值是_______Ω;小灯泡正常发光时的电流是_______A。
三、实验探究题(本题共3个小题,15题6分,16题8分,17题8分,每空1分,共22分)
15. 如图,小南要探究串联电路中电流和电压的特点:
表一
实验次数
1
0.22
0.20
0.22
2
0.16
0.16
0.16
3
0.28
0.28
0.30
表二
实验次数
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
8.0
2.8
3
1.9
0.9
2.8
(1)连接电路时,开关应_______。
(2)小南记录的电流数据如表一所示,第1组实验电流并不全部相等的原因可能是_______。
A. 实验误差 B. 选用不同规格的灯泡
(3)小南测完两端电压后,保持电压表和点连接不变,仅把电压表接点的导线改接到点,这样操作_____________________(选填“正确”或“不正确”)。
(4)小南记录的电压数据如表二所示,第2次实验的“8.0”明显有问题,原因是:__________________________________________,纠正错误数据后,分析表中数据可知:串联电路中电压之间的关系是______________(用题中出现的字母符号表示)。
(5)表二中第1组实验各灯泡两端电压相等,小南认为这组实验数据不具有普遍性,应当删去。你认为小南的看法__________(选填“合理”或“不合理”)。
16. 小南要探究电流与电压和电阻的关系,电源电压可调。
表一
次序
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
0.10
0.30
0.40
0.50
表二
次序
1
2
3
4
5
10
15
20
0.40
0.20
0.15
0.10
(1)连接电路前,小南发现电流表指针如图乙所示,接下来他的操作应该是_______。图甲是小南连接的电路,请你用笔画线替代导线帮他完成电路,使滑片向左移动时,电流表示数变大__________。
(2)实验中用到的实验方法是_____________;若闭合开关后,电压表没有示数,电流表有示数,故障原因是_______。
A. 定值电阻断路 B. 定值电阻短路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)排除故障后进行实验,小南先探究电流和电压的关系,将实验数据记录在表一中(实验中可以更换电表量程),第2次实验的电流表示数如图丙所示,为_______A,根据表中数据,可以得出结论:________________________________________________________。
(4)小南继续探究电流和电阻的关系,将数据记录在表二中。由表中数据可知,定值电阻两端电压为_______V;分析数据可知第3次实验的电流有误,小南反思实验过程后发现:用电阻完成实验后,没有移动滑片,换上电阻后,也没有移动滑片即开始读数。请你用表中数据计算小南选择的电源电压是_______V。
17. 小开用“伏安法”测量小灯泡的电阻,电路连接如图甲所示,电源由两节新干电池串联组成。
(1)闭合开关前应将滑片置于最_______端(选填“左”或“右”);除保护电路外,滑动变阻器还起到什么作用_________________________________________________。
(2)闭合开关后,电压表示数为_______V;检查后发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接。
(3)纠正错误连接后开始实验,小开的实验数据如下表,能不能对灯泡电阻取平均值?_______;滑动变阻器的最大阻值至少为_______。
实验次数
1
1.0
0.20
2
2.0
0.28
3
2.5
0.30
(4)小开又设计了图乙电路测量定值电阻的阻值,的阻值已知,操作如下:
①只闭合开关、,移动滑片,记录电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关_______,记录电压表示数为。则_______(用、和表示)。
四、计算题(本题共3个小题,18题6分,19题8分,20题8分,共22分)
18. 图所示为一套低压防潮加热装置的简化电路图。电源电压恒为,两段加热电阻、串联,其中。装置正常工作时,电压表示数为,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)通过的电流;
(2)的阻值。
19. 如图所示,电源电压恒为,,滑动变阻器的规格为“ ”。电流表的量程为~,电流表的量程为~,电压表的量程为~。只闭合,将接入电路的阻值调至最大,电流表的示数为,每次切换接法前,均先断开所有开关。求:
(1)的阻值;
(2)断开,闭合、时,阻值的调节范围;
(3)只闭合时,电压表的示数范围。
20. 图甲所示为某物理兴趣小组制作的一台身高测量仪,其电路图如乙所示。的阻值为,是一根长、总阻值为的导体,阻值和长度成正比。测量时,被测者站在台面上,绝缘横杆轻触头顶,并带动滑片移动。电流表的量程为~,电压表的量程为~。闭合开关,身高的同学站在台面上时,滑片恰好移动到的中点,电流表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,该仪器能够测量的身高范围;
(3)不更换电表和,设计改装方案,使仪器最大可测身高为,并计算方案所需元件的关键参数。
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重庆市南开中学校2026-2027学年上学期九年级10月物理阶段检测试卷
(全卷共四个大题 满分80分)
注意事项:
1.试题的答案书写在答题卡上,不得在试题卷上直接作答。
2.作答前认真阅读答题卡上的注意事项。
一、选择题(本题共8个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1. 下列物理知识,说法正确的是( )
A. 手机的充电电压约380V
B. 家用电冰箱的电流约1A
C. 电路两端只要有电压就一定有电流
D. 只有正电荷定向移动才能形成电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.手机充电电压约为5V,380V为工业动力电压,故A错误;
B.家用电冰箱的电流约为1A,故B正确;
C.电路形成持续电流需同时满足两端有电压、电路为通路两个条件,仅存在电压但电路为断路时无电流,故C错误;
D.正电荷、负电荷定向移动均可形成电流,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 甲图,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B. 乙图,丝绸摩擦过的玻璃棒带了电,说明玻璃棒是导体
C. 丙图,用绝缘细线悬挂的轻质泡沫小球相互吸引,则两球一定带有异种电荷
D. 丁图,工作人员提油枪加油前,须用手触摸静电释放器,这是为了给身体带上静电
【答案】A
【解析】
【详解】A.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,验电器在工作时会带上同种电荷,所以验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A正确;
B.丝绸摩擦过的玻璃棒带电,是摩擦起电现象,但玻璃棒不容易导电,属于绝缘体,故B错误;
C.用绝缘细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球可能带有异种电荷,也可能是一个带电,一个不带电,故C错误;
D.工作人员触摸静电释放器,是为了将身体积累的静电导走,消除身体的静电,避免静电引燃油品,故D错误。
故选A。
3. 下列有关电流、电压、电阻的说法正确的是( )
A. 电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 导体两端的电压是由通过它的电流和它的电阻共同决定的
D. 导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
【答案】D
【解析】
【详解】AB.电阻是导体固有属性,仅由自身材料、长度、横截面积、温度决定,与两端电压、通过的电流无关,故AB错误;
C.电压是形成电流的原因,由供电装置提供,不由电流、电阻决定,故C错误;
D.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,符合欧姆定律的内容,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,若将开关都闭合,两灯并联的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关都闭合后,电流从电源正极出发,依次经过两灯和开关回到负极,电流只有一条路径,两灯串联,故A不符合题意;
B.开关都闭合后,电流从电源正极出发,不经过用电器可直接回到负极,造成电源短路,故B不符合题意;
C.开关都闭合后,电流从电源正极出发后分为两路,一路经过灯泡,另一路经过灯泡后再经过开关,两路电流汇合后经过干路开关再回到电源负极,所以两灯并联,故C符合题意;
D.开关都闭合后,电流从电源正极出发,不经过用电器可直接回到负极,造成电源短路,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,重庆南滨路上空,数架无人机腾空而起,在空中组成巨型图案。无人机起飞前,先闭合开关,灯亮,机器开始自检;自检通过后,再闭合开关,电机才能启动,无人机起飞;只闭合,电机不启动。下列设计最符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S1,指示灯单独工作,再闭合开关S2,电机和指示灯并联,同时工作,只闭合S2,电机不启动,故A符合题意;
B.由电路图可知,当只闭合开关S2时,电机开始工作,不符合题目要求,故B不符合题意;
C.由电路图可知,只闭合开关S1,整个电路断路,指示灯不工作,故C不符合题意;
D.由电路图可知,只闭合开关S1,整个电路断路,指示灯不工作,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到点时,小灯泡电流达到最大值;滑片移动过程中电流表与两个电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. A为滑动变阻器的电流随电压变化的曲线
D. 滑动变阻器的阻值不可能大于灯泡的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。电压表V1测量灯泡L两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,由图乙可知,当最大电流时,两个电压表示数分别为和。根据串联电路电压规律,电源电压,故A错误;
C.滑片从最右端向左滑动,变阻器接入阻值减小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大;由串联电路分压原理可知,变阻器两端电压变小,则灯泡分压增大。图乙中,曲线A电流随电压的增大而增大,故A为灯泡的图像;曲线B电流随电压的增大而减小,故B为滑动变阻器的图像,故C错误;
B.当滑片在最右端时,电流最小。此时两电压表示数相等(图乙最低点),即
滑动变阻器最大阻值,故B错误;
D.在电流最小处,灯泡电阻
此时,在电流最大处,变阻器电压,滑动变阻器接入电路的最小阻值
灯泡电压,阻值
滑片移动过程中,变阻器阻值从减小到,灯泡电阻从增大到,滑动变阻器的阻值始终不大于灯泡电阻,故D正确。
故选D。
7. 如图甲所示,小渝同学设计了一个汽车落水安全装置并进行试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中的电流来控制,压敏电阻水平安装在汽车底部处,的阻值与其表面所受水的压力的关系如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把的滑片调到合适位置不动,闭合开关,电流表的示数为,再把汽车吊入足够深的水池中缓慢下降,当电流为时,气囊就充气打开(未画出),使汽车漂浮在水中。已知电源电压为,接触水的面积为,下列说法正确的是( )
A. 接入电路的电阻值为
B. 安全气囊打开时,处浸入水中的深度为
C. 汽车入水后浸入水中的深度越深,电流表的示数越小
D. 若把滑片向左移动,则安全气囊打开时汽车浸入水中的深度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车入水前, 表面所受压力 ,由图丙可知。电路总电阻
接入电路的电阻,故 A 错误;
B.安全气囊打开时,。此时电路总电阻
此时的阻值
由图丙可知,当时,压力。
处受到的压强
处浸入水中的深度,故B错误;
C.汽车入水后浸入水中的深度越深,由可知处受到的压强越大,由可知压力 越大。由图丙可知阻值越小,电路总电阻越小。由可知电流表示数越大,故C错误;
D.由图乙可知, 接入电路的是右半部分,滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,阻值变大。气囊打开时电流仍为,电路总电阻不变。此时的阻值,因,故,由图丙可知,阻值越小,压力越大。由可知,变大,则深度增大,故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关、,断开,第一次保持滑片在的最右端,最大范围地移动的滑片;第二次保持滑片在的最左端,最大范围地移动的滑片,两次过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。已知的阻值为,电压表的量程为~,电流表的量程为~,上标有“ ”,上标有“ ”,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 两次滑动滑片的过程中,接入电路的阻值均保持不变
C. 只闭合、时,将移至最左端,在安全范围内,可调节的阻值范围为~
D. 只闭合、时,将移至最左端,在安全范围内,电流表的示数范围为~
【答案】C
【解析】
【详解】AB.闭合、,断开时,、串联,被短路,电压表测和和电压表并联部分电压。由图乙可知,当在最左端,此时、完全接入电路,电路电流保持不变,移动使电压表示数最大为时,电压表测、总电阻电压,则此时电压表测电源电压,即电源电压为。
则
移动使电压表示数最小为时,电压表测电压,则
故
当滑片在的最右端,最大范围地移动的滑片时,一直完全接入电路,故两次滑动滑片的过程中,接入电路的阻值均保持不变,故AB错误。
CD.只闭合、时,移至最左端,被短路,电路为与串联。
电源电压,。
电路允许的最大电流受规格()和电流表量程()限制,故。
此时总电阻
最小阻值
当阻值最大时,电流最小。当最大为时,则电路最小电流
所以调节范围为,电流表范围为。故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9. 通常情况下,人体的安全电压不高于_______,其中电压的单位“”是为了纪念意大利物理学家_______而命名的。
【答案】 ①.
36 ②.
伏特
【解析】
【详解】略
10. 人体电阻受皮肤干湿程度的影响。皮肤干燥时人体电阻约,若人体两端电压为,则通过人体的电流约_______;在电压不变的情况下,当皮肤潮湿、人体电阻减小时,通过人体的电流会_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①.
1 ②.
增大
【解析】
【详解】由题意可得,通过人体的电流为
因人体两端电压不变,由可知,人体电阻减小时,通过人体的电流增大。
11. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片向左移动,电流表的示数_______,电压表与示数之差_______(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①.
增大 ②.
增大
【解析】
【详解】由图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流;电压表测电源电压,电压表测滑动变阻器两端的电压。滑片P向左移动,R2接入电路的电阻减小,电路总电阻减小。由可知,电源电压不变,电路电流增大,故电流表A示数增大;
由串联电路电压规律可知,两电压表示数之差为
即两电压表示数差等于R1两端的电压。由可知,电路电流增大,R1两端的电压增大,故电压表V1与V2的示数之差增大。
12. 如图所示,电源电压为,为,为。先只闭合,再闭合,电压表示数_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。当闭合,,断开时,电流表的示数为;当、闭合,断开时,电流表的示数为,则_______。
【答案】 ①. 增大 ②.
【解析】
【详解】只闭合时,与串联,电压表测两端电压;再闭合,被短路,电压表测电源电压,故电压表示数增大。
闭合、、断开时,与串联,电流表示数为
、闭合、断开时,与并联,通过的电流
通过的电流
干路电流,即电流表的示数为
13. 定值电阻、的铭牌上分别标有“ ”和“ ”,电流表的量程为0~。若把、串联,如图甲,电路两端允许的最大电压为,则_______;若把、并联,如图乙,电路两端允许的最大电压为_______。
【答案】 ①.
20 ②.
4.5
【解析】
【详解】串联电路中电流处处相等,两个电阻的额定电流分别为1.0A、0.3A,电流表量程0~0.6A,为保证所有元件安全,电路允许的最大电流取三者的最小值,故,已知串联电路允许的最大总电压,则串联电路总电阻
串联总电阻等于各电阻之和,因此
R1的额定电压
R2的额定电压
若并联电压为6V,则干路电流
因,因此需要以电流表最大量程0.6A为上限,故并联电路最大干路电流,所以并联总电阻
因此电路允许的最大电压
14. 图(a)所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动到某点时,小灯泡正常发光;先保持R1的滑片位置不变,将开关切换为S、S2闭合,S1断开;再将R1的滑片滑动到最左端。根据电流表和电压表的示数,画出上述两个过程中的I—U图像如图(b)所示。可知,R2的阻值是_______Ω;小灯泡正常发光时的电流是_______A。
【答案】 ①. 10 ②. 0.5
【解析】
【详解】当S、S2闭合、S1断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端电压,R2为定值电阻,对应图中直线段I-U图像。由图像可知,当R2两端的电压为4V,通过它的电流为0.4A,由欧姆定律可得,电阻R2的阻值为
当R1滑片滑到最左端时,R1接入电阻为0,电路为R1的简单电路,电流最大为0.6A,电压表示数等于电源电压,则电源电压为
开关切换时滑片位置不变,此时R1'与R2串联,电流为0.4A,滑动变阻器接入的电阻为
当S、S1闭合、S2断开,R1'与L串联,电压表测小灯泡L两端的电压,曲线对应小灯泡L的I-U图像,当灯泡正常发光时,灯泡两端电压为3.5V,故小灯泡正常发光时的电流为
三、实验探究题(本题共3个小题,15题6分,16题8分,17题8分,每空1分,共22分)
15. 如图,小南要探究串联电路中电流和电压的特点:
表一
实验次数
1
0.22
0.20
0.22
2
0.16
0.16
0.16
3
0.28
0.28
0.30
表二
实验次数
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
8.0
2.8
3
1.9
0.9
2.8
(1)连接电路时,开关应_______。
(2)小南记录的电流数据如表一所示,第1组实验电流并不全部相等的原因可能是_______。
A. 实验误差 B. 选用不同规格的灯泡
(3)小南测完两端电压后,保持电压表和点连接不变,仅把电压表接点的导线改接到点,这样操作_____________________(选填“正确”或“不正确”)。
(4)小南记录的电压数据如表二所示,第2次实验的“8.0”明显有问题,原因是:__________________________________________,纠正错误数据后,分析表中数据可知:串联电路中电压之间的关系是______________(用题中出现的字母符号表示)。
(5)表二中第1组实验各灯泡两端电压相等,小南认为这组实验数据不具有普遍性,应当删去。你认为小南的看法__________(选填“合理”或“不合理”)。
【答案】(1)断开 (2)A
(3)不正确 (4) ①. 电压表接的是0~3V小量程,却按0~15V的大量程读数 ②.
(5)不合理
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为了保护电路元件,防止接线过程中短路损坏器材,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
串联电路的电流处处相等,第1组数据的电流差异很小,是实验过程中电流表读数、仪表本身精度带来的正常误差;不同规格灯泡串联时电流也一定相等。故选A。
【小问3详解】
保持电压表和点连接不变,仅把电压表接点的导线改接到点,会导致电压表正负接线柱接反,指针反偏,操作不正确。
【小问4详解】
电源总电压仅为2.8V,因此BC间的电压不可能达到8.0V,是电压表用小量程测量,却按的大量程读数,实际正确数值应为1.6V。
修正数据后,分析表二数据有、、
可总结出串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,即
【小问5详解】
第1组数据是选用了规格相同的灯泡得到的有效实验数据,实验目的是通过多组不同情况的测量总结普遍规律,不能直接删除该组数据,应该换用不同规格灯泡继续实验补充数据,因此小南的看法不合理。
16. 小南要探究电流与电压和电阻的关系,电源电压可调。
表一
次序
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
0.10
0.30
0.40
0.50
表二
次序
1
2
3
4
5
10
15
20
0.40
0.20
0.15
0.10
(1)连接电路前,小南发现电流表指针如图乙所示,接下来他的操作应该是_______。图甲是小南连接的电路,请你用笔画线替代导线帮他完成电路,使滑片向左移动时,电流表示数变大__________。
(2)实验中用到的实验方法是_____________;若闭合开关后,电压表没有示数,电流表有示数,故障原因是_______。
A. 定值电阻断路 B. 定值电阻短路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)排除故障后进行实验,小南先探究电流和电压的关系,将实验数据记录在表一中(实验中可以更换电表量程),第2次实验的电流表示数如图丙所示,为_______A,根据表中数据,可以得出结论:________________________________________________________。
(4)小南继续探究电流和电阻的关系,将数据记录在表二中。由表中数据可知,定值电阻两端电压为_______V;分析数据可知第3次实验的电流有误,小南反思实验过程后发现:用电阻完成实验后,没有移动滑片,换上电阻后,也没有移动滑片即开始读数。请你用表中数据计算小南选择的电源电压是_______V。
【答案】(1) ①. 对电流表进行调零 ②.
(2) ①. 控制变量法 ②. B
(3) ①. 0.20 ②. 电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比
(4) ①. 2 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,连接电路前电流表指针未指零,需要先对电流表进行调零。
滑动变阻器要求“滑片左移电流变大”,说明滑片左移时接入电阻变小,因此要将滑动变阻器左下接线柱A接入电路,把电流表负接线柱和滑动变阻器的A接线柱相连即可完成要求。
【小问2详解】
探究电流与电压、电阻的关系时,每次只控制一个变量改变、控制另一个变量不变,用到的是控制变量法。
电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数说明可能是与电压表并联的部分短路,也就是定值电阻短路。故选B。
【小问3详解】
由图丙可知,电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.20A。
由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,电流表测串联电路中的电流,定值电阻与滑动变阻器串联。分析表一数据,定值电阻一定时,电压增大为原来的几倍,电流也随之增大为原来的几倍,因此可得结论:电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
【小问4详解】
探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,根据表二前两组数据,定值电阻两端电压
即定值电阻两端控制的电压为2V。
当用10Ω电阻实验时,电路电流为0.20A,此时滑动变阻器接入的电阻为,根据串联电路规律,电源电压
不移动滑片直接换15Ω电阻后,读出的电流是0.15A,此时电源电压
联立两个式子解得,电源电压
17. 小开用“伏安法”测量小灯泡的电阻,电路连接如图甲所示,电源由两节新干电池串联组成。
(1)闭合开关前应将滑片置于最_______端(选填“左”或“右”);除保护电路外,滑动变阻器还起到什么作用_________________________________________________。
(2)闭合开关后,电压表示数为_______V;检查后发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接。
(3)纠正错误连接后开始实验,小开的实验数据如下表,能不能对灯泡电阻取平均值?_______;滑动变阻器的最大阻值至少为_______。
实验次数
1
1.0
0.20
2
2.0
0.28
3
2.5
0.30
(4)小开又设计了图乙电路测量定值电阻的阻值,的阻值已知,操作如下:
①只闭合开关、,移动滑片,记录电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关_______,记录电压表示数为。则_______(用、和表示)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 改变小灯泡两端的电压(或改变电路中的电流),实现多次测量,探究不同电压下小灯泡的电阻
(2)3
(3) ①. 不能 ②. 10
(4) ①. 、 ②.
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,图甲中滑片移到最左端时接入电路的电阻丝最长,阻值最大;伏安法测小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器除保护电路外,还可以调节自身接入的电阻,改变灯泡两端的电压,从而得到多组电压、电流值,探究不同工作状态下小灯泡的电阻特性。
【小问2详解】
两节新干电池总电压为,原图中电压表错误串联在电路中,相当于直接接在电源两端,因此电压表示数等于电源电压;该电路的错误是电压表串联、电流表和灯泡并联,正确接法是让电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,将灯泡左接线柱与电流表负极相连的导线改接到电压表的“3”接线柱上,据此作图。
【小问3详解】
小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,不同电压下灯丝温度不同,电阻本身就不同,取平均值没有物理意义,因此不能对灯泡电阻取平均值;电源总电压为,第一组数据灯泡电压为,电流为,此时滑动变阻器分压为
根据欧姆定律,此时滑动变阻器接入电阻
这是实验中滑动变阻器需要接入的最大阻值,因此滑动变阻器的最大阻值至少为。
【小问4详解】
只闭合、时,电压表测量待测电阻和R0两端的总电压;保持滑片不动,只闭合、时,电压表测量两端电压;根据串联电路分压规律,两端的电压为,串联电路电流相等,电路电流,因此
四、计算题(本题共3个小题,18题6分,19题8分,20题8分,共22分)
18. 图所示为一套低压防潮加热装置的简化电路图。电源电压恒为,两段加热电阻、串联,其中。装置正常工作时,电压表示数为,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)通过的电流;
(2)的阻值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,、串联,电压表并联在两端,测量的是的电压,即;通过的电流
【小问2详解】
由串联电路电压规律得两端电压
由串联电路电流规律得通过的电流
的阻值
19. 如图所示,电源电压恒为,,滑动变阻器的规格为“ ”。电流表的量程为~,电流表的量程为~,电压表的量程为~。只闭合,将接入电路的阻值调至最大,电流表的示数为,每次切换接法前,均先断开所有开关。求:
(1)的阻值;
(2)断开,闭合、时,阻值的调节范围;
(3)只闭合时,电压表的示数范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
只闭合时,与串联,电流表测电路电流,接入最大阻值。电路中的总电阻
则的阻值
【小问2详解】
断开,闭合、时,与并联,电流表测干路电流。通过的电流
因滑动变阻器允许的最大电流为1A,此时干路电流,电流表量程满足,故接入电路的最小阻值
滑动变阻器最大阻值为,因此的调节范围为
【小问3详解】
只闭合时,与串联,电压表测两端电压。电流表量程为,故电路最大电流。此时电路的最小总电阻为
的最小阻值
电压表最小示数
当接入最大阻值时,电路电流最小,电压表最大示数为
因此电压表的示数范围为。
20. 图甲所示为某物理兴趣小组制作的一台身高测量仪,其电路图如乙所示。的阻值为,是一根长、总阻值为的导体,阻值和长度成正比。测量时,被测者站在台面上,绝缘横杆轻触头顶,并带动滑片移动。电流表的量程为~,电压表的量程为~。闭合开关,身高的同学站在台面上时,滑片恰好移动到的中点,电流表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,该仪器能够测量的身高范围;
(3)不更换电表和,设计改装方案,使仪器最大可测身高为,并计算方案所需元件的关键参数。
【答案】(1)
(2)
(3)
在电路中串联一个定值电阻,其阻值为。
【解析】
【小问1详解】
闭合开关,滑片在中点时,与全部串联,电流表示数,此时总电阻为
电源电压为
【小问2详解】
电路始终为与全部串联,总电阻不变,电流恒为;因,电流表始终安全,电路安全由电压表量程限制;电压表测滑片下方的电压,最大允许电压,则滑片下方最大电阻为
因阻值与长度成正比,故滑片下方最大长度为
身高时滑片在中点,对应,身高的变化量等于滑片下方长度的变化量;故最大身高为
滑片在最下端时,,电压表示数为0,对应最小身高为
故身高范围为。
【小问3详解】
要增大最大可测身高,需增大滑片下方的最大长度,可在电路中串联定值电阻以减小电流,保证电压表不超量程。
最大身高为时,比增加,故滑片下方长度为
对应滑片下方电阻为
电压表满偏时电压为,此时电路电流为
电路总电阻应为
需串联的定值电阻阻值为
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