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九年级物理(新沪科版)期中·易错题专练
(范围:第十三章 温度与物态变化 ~ 第十六章 探究电路 第二节)
易错点 1 温度计读数:液柱在零刻度线以下时漏掉负号
【错因诊断】读数时只看液柱离哪条刻度线近、差几格,不注意液柱在 0℃ 的上方还是下方,把“零下”读成“零上”。
【易错题】小杨用图示装置做“探究物质熔化规律”实验,测量温度时,如果按A所示位置进行读数,温度读数会偏 ;小杨根据实验数据画出了该物质的温度变化图像,该物质熔化需要满足的条件是 ;分析图像发现,该物质在AB段的升温速度比CD段的升温速度 (快/慢/一样)。
【错解】读出 4℃(或 16℃)——没有先判断液柱在 0℃ 的上方还是下方,把零下读成了零上。
【正解】 大 达到熔点,继续吸热 慢
【解析】[1]俯视读数时会造成读数偏大。
[2]该物质有“固定熔化温度”(图像中段温度不变),属于晶体,晶体熔化需同时满足:达到熔点、继续吸热。
[3]段前三分钟温度升高了,段第6到第8分钟温度升高了,所以段比段升温慢。
【变式】图甲是市场上的一种指针式寒暑表,是用双金属片作为感温元件制成的。不同物质在升高相同温度时,膨胀的多少通常是不同的。已知,钢的热膨胀系数通常为每摄氏度百万分之12,记为12ppm/℃,而黄铜的热膨胀系数为18.7ppm/℃。为实现图乙中设计草图所示的效果,即温度升高时指针向右偏转,则铆在一起做成的螺旋状双金属片所选的金属1和金属2分别为( )
A.钢,钢 B.钢,黄铜
C.黄铜,黄铜 D.黄铜,钢
【变式答案】B
【解析】温度升高时,热膨胀系数大的金属膨胀得更多。要让指针向右偏转,双金属片需要向热膨胀系数小的金属一侧弯曲。已知钢的热膨胀系数(12ppm/℃)小于黄铜(18.7ppm/℃)。温度升高时,黄铜(膨胀多)会向钢(膨胀少)的一侧弯曲,从而带动指针右偏。由图乙可知,温度升高,指针右偏时,金属片舒张,所以金属1膨胀系数小,是钢,金属2膨胀系数大,是黄铜。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
易错点 2 体温计“只升不降”:不甩就测低温,误读出真实体温
【错因诊断】不清楚缩口的作用,以为体温计和普通温度计一样会随被测温度自由升降。
【易错题】使用体温计测一病人的温度为,没甩就去测一正常体温为的人的温度,测出的数值是 。测完后 (能或不能)放入开水中消毒。
【错解】两次示数分别是 36.5℃ 和 39.5℃——以为体温计和普通温度计一样能自由升降,忽略了缩口"只升不降"的特点。
【正解】 39.5℃ 不能
【解析】[1]体温计的玻璃泡上方有狭道结构,测温后水银柱无法自行回落,当未甩动时,若被测温度低于原示数,水银柱不会下降,仍显示原温度值,因此测正常体温37℃时,示数保持39.5℃。
[2]体温计量程通常为35~42℃,远低于开水温度。若放入开水中,内部液体过度膨胀会损坏体温计,故不能高温消毒。
【变式】小明同学在实践活动中自制了两个温度计(如图所示),里面装满了同种带颜色的水,在小瓶口的橡皮塞上各插进一根吸管。以下是关于这两个自制温度计的一些说法,不正确的是( )
A.甲乙温度计的工作原理都是液体的热胀冷缩
B.用甲乙温度计测量物体的温度时可以离开被测物体
C.甲温度计对温度的反应比乙温度计更灵敏
D.甲乙温度计里面装满了带颜色的水是为了便于观察吸管内液柱的变化
【变式答案】B
【解析】AC.温度计是依据液体的热胀冷缩原理制成的,两支温度计瓶内容积相同,瓶中液体等量,温度变化相同时,两小瓶中水的体积变化量相同,两吸管中水柱高度变化量不相同,吸管越细,吸管内液柱变化的长度就越大,对温度的反应更灵敏。由于甲用的是细管,乙用的是粗管,即甲温度计比乙温度计对温度的反应更灵敏,故AC正确,不符合题意;
B.温度计的玻璃泡必须完全浸入液体中,且在读数时不能离开液体。这是因为温度计的示数反映的是玻璃泡所处环境的实时温度,离开液体后,玻璃泡温度会迅速变化,导致读数偏差,故B错误,符合题意;
D.水是透明的不方便观察,使用有色的水是为了便于观察吸管内液柱的变化,故D正确,不符合题意。
故选B。
易错点 3 晶体熔化图像:把“熔化时间”当“加热总时间”,状态判断错
【错因诊断】分不清图像中水平段的起点和终点对应的时间,误认为从 0 时刻就开始熔化;也不清楚熔化过程中物质处于固液共存态。
【易错题】两种物质熔化过程中的温度随时间的变化曲线如图所示,其中 图线(选填“甲”或“乙”)对应的物质为晶体,它在 段处于固液共存状态,且温度 (选填“升高”“降低”或“保持不变”)。由下表信息可知该晶体是 (填物质名称)。
物质名称
固体水银
固体煤油
冰
海波
萘
熔点/℃
-39
-30
0
48
80
【错解】把从开始加热到熔化结束的总时间当成熔化时间,或把熔化过程中的物质当成液态——没有抓住图像中"水平段"才是熔化过程。
【正解】 甲 BC 保持不变 萘
【解析】[1]甲图线,物质熔化时有固定的温度,符合晶体熔化特点,所以甲图线对应的物质为晶体。
[2][3]晶体在熔化过程中,BC段温度保持不变,是熔化阶段,物质处于固液共存态。
[4]由图线可知,甲物质的熔点为80℃,与表中萘的熔点相同,故该晶体是萘。
【变式】如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”的实验装置,乙是根据实验 数据画出的温度随时间变化的关系图像。
(1)实验中应选用体积较 (填“大”或“小”)冰块:刚点燃酒精灯加热时(如图甲所示),观察到温度计的示数是 ℃。
(2)由图乙可知冰在4min时它处于 (填“固态”“液态”或 “固液共存态”)。说明冰在熔化过程中虽然持续 (填“吸收”或 “放出”)热量,但温度保持不变。
(3)完成冰熔化时温度变化规律的实验后,小海好奇的把萘(熔点80.5℃)和海波(熔点48℃)混合后放进试管,点燃酒精灯,试管内混合物的温度从49℃升高到80℃的过程中,混合物 _________(填“A”“B”或“C”)。
A.固体在减少,液体在增多
B.固体在增多,液体在减少
C.固体和液体比例不变
【变式答案】(1) 小 -4
(2) 固液共存态 吸收
(3)C
【解析】(1)[1][2]实验中,为了使冰受热均匀,准确测量冰的温度,应选用体积较小冰块;刚点燃酒精灯加热时,如图甲所示,温度计的分度值为1℃,液面在0℃以下第4个格,观察到温度计的示数是-4℃。
(2)[1][2]由图乙可知,在2~8min时,温度保持不变,冰处于熔化阶段,因此冰在4min 时它处于固液共存态;在2~8min时,温度保持不变,说明冰在熔化过程中虽然持续吸收热量,但温度保持不变。
(3)萘的熔点为80.5℃,海波的熔点为48℃,混合后放进试管,点燃酒精灯,试管内混合物的温度从49℃升高到80℃的过程中,海波已熔化成液态,只吸热升温;还没有到达萘的熔点,萘不会熔化,因此混合物固体和液体比例不变,故选C。
易错点 4 “白气”“白雾”误认为是水蒸气
【错因诊断】把看得见的“白气”当成水蒸气。实际上水蒸气是无色透明、看不见的;“白气”是水蒸气液化成的悬浮在空气中的小水珠(液态)。
【易错题】如图所示为小明正在帮爷爷烧水煮茶的情境。小明先在水壶中倒入适量的水,将水壶放置在火炉上,随着时间的推移,小明发现壶嘴处出现“白气”,这些“白气”是 (选填“空气中”或“水壶中”)的水蒸气 形成的,此过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【错解】认为"白气"就是水蒸气,是升华或汽化形成的——实际上水蒸气无色透明看不见,"白气"是液化成的小水珠。
【正解】 水壶中 液化 放出
【解析】[1][2][3]烧水时,水壶中的水吸收热量,汽化成水蒸气,在壶嘴处遇冷,液化成小水滴,因此这些“白气”是水壶中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,由于液化需要放热,所以此过程需要放出热量。
【变式】在实验室做了如图所示的实验,下列有关说法正确的是( ).
A.图甲中的水在沸腾前,水中气泡上升的过程中体积变大
B.图甲中的水沸腾后,烧杯上方出现的“白气”是水先汽化后液化形成的
C.图乙中烧瓶上方的金属盘滴下水滴,是沸腾时溅出的水
D.图甲、图乙中水沸腾时的温度一定是100℃
【变式答案】B
【解析】A.水在沸腾前,底部温度较高,上层温度较低,气泡在上升过程中,遇到温度较低的水,里面的水蒸气会液化成水,所以气泡体积会变小,故A错误;
B.水沸腾后,烧杯中的水汽化变成水蒸气,水蒸气上升到空气中,遇到温度较低的空气会液化成小水珠,形成我们看到的“白气”,所以“白气”是水先汽化后液化形成的,故B正确;
C.图乙中,烧瓶内的水沸腾产生大量水蒸气,水蒸气上升遇到温度较低的金属盘,会液化成小水滴附着在金属盘上,积累到一定程度就会滴下来,并非沸腾时溅出的水,故C错误;
D.水的沸点与气压有关,标准大气压下水的沸点是 100℃,如果实验时的气压不是标准大气压,水沸腾时的温度就不是 100℃,故D错误。
故选B。
易错点 5 温度、热量、内能三者关系混淆:温度越高“含有的热量”越多
【错因诊断】热量是热传递过程中转移的能量,是“过程量”,不能说“含有”;内能是“状态量”,任何物体都有;温度高的物体内能不一定大(还要看质量)。
【易错题】关于热量、温度和内能,下列说法中正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能
B.一个物体温度升高,内能一定增加
C.物体的内能增加,它的温度一定升高
D.温度高的物体内能一定多
【错解】选"温度高的物体热量多"或"温度升高一定是吸热"——把热量当成状态量、忽略做功也能改变内能。
【正解】B
【解析】A.因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的物体具有内能,故A错误;
B.在相同状态下,同一物体温度升高,其内能增加,故B正确;
C.物体的内能增加,它的温度可能升高也可能不变,如晶体熔化过程中,吸热内能增加,温度不变,故C错误;
D.内能的大小与物体的质量、温度有关,所以温度高的物体,但质量小,内能不一定大,故D错误。
故选B。
【变式】下列关于热量、温度、内能,说法正确的是( )
A.一个物体的内能增大,一定是吸收了热量
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C.物体的内能增大,温度一定升高
D.热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体上
【变式答案】D
【解析】A.一个物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对该物体做功,故A错误;
B.内能的大小与物体的质量、温度和状态等因素有关,只知道温度高低,不能判断内能的大小,故B错误;
C.晶体熔化时,吸收热量,内能增大,但温度不变,故C错误;
D.热传递的条件是存在温度差,热量从高温物体传给低温物体,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故D正确。
故选D。
易错点 6 “温度不变内能就不变”:晶体熔化、液体沸腾时内能的变化判断错
【错因诊断】把“温度升高内能增大”绝对化,认为温度不变内能就不变,忽略了物态变化过程中持续吸热(放热)也会改变内能。
【易错题】将40℃的一杯水变为80℃,质量不变,则( )
A.水40℃时,水分子动能较小 B.40℃时,水分子运动更剧烈
C.水40℃时比80℃时内能大 D.40℃的水只能通过吸热变为80℃
【错解】选"温度不变,内能不变"——忽略了沸腾(熔化)过程中虽然温度不变,但物体持续吸热,内能仍在增大。
【正解】A
【解析】A.温度越高分子的无规则运动越剧烈,温度越低,分子动能越小;40℃低于80℃,因此水在40℃时,水分子的动能较小,故A符合题意;
B.分子运动的剧烈程度与温度正相关,温度越高,分子运动越剧烈,80℃温度更高,因此80℃时水分子运动更剧烈,故B不符合题意;
C.内能与温度、质量、状态等因素有关,在质量不变的情况下,温度越高,内能越大,因此80℃的水内能更大,故C不符合题意;
D.改变物体内能的方式有做功和热传递两种;40℃的水可以通过吸收热量(热传递)升温至80℃,也可以通过外界对水做功(如摩擦、搅拌做功)使内能增加、温度升高,并非“只能通过吸热”,故D不符合题意。
故选A。
【变式】用稳定热源不断加热同一个物体,其由固体状态开始温度随时间变化的图像如图所示。
(1)该物体在0°C时,内能 (选填“为”或“不为”)0,你的理由是 。
(2)该物体的内能改变的方式是 ;
(3)该物体在t3时刻的内能 (选填“>”、“<”或“=”)在t2时刻的内能;
【变式答案】(1) 不为 构成物质的所有分子在不停地做无规则运动
(2)热传递
(3)>
【解析】(1)[1][2]构成物质的所有分子在不停地做无规则运动,所以存在分子热运动的动能,分子间有相互作用力,因此存在分子势能,故物体一定存在内能。
(2)用稳定热源加热,热量从热源传递到物体上,物体的内能增加,故是通过热传递的方式改变了该物体内能。
(3)如图所示,t1~t3 时间段内是熔化过程,吸收热量但温度不变,内能增加,t3在t2之后,所以t3时物体吸收的热量更多,内能更大。
易错点 7 比热容公式乱用:“c 与 Q 成正比、与 m 和 Δt 成反比”
【错因诊断】由 c=Q/(mΔt) 就用数学眼光得出“比热容与吸热成正比”,忽略了比热容是物质本身的一种特性,与质量、吸放热多少、温度变化都无关。
【易错题】相同质量的水和食用油,吸收了相同的热量,下列说法中正确的是
A.水和食用油上升的温度相同 B.水上升的温度较高
C.食用油上升的温度较高 D.无法确定
选择 ;理由: 。
【错解】由 c=Q/(mΔt) 得出"比热容与吸热成正比、与质量和温差成反比"——比热容是物质本身的特性,与 Q、m、Δt 无关。
【正解】 C 见解析
【解析】[1][2]水的比热容大于食用油的比热容,相同质量的水和食用油,吸收了相同的热量,根据可知食用油上升的温度较高。故C正确,ABD错误。
故选C。
【变式】若某个铜球的比热容为0.39×103J/(kg·℃),则半个铜球的比热容为 J/(kg·℃),小黎同学用相同的电加热器分别对质量均为0.2kg的水和另一种液体加热,给水加热是通过热传递的方式使水的内能增加:得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)(水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
【变式答案】 0.39×103 2.52×104 2.1×103
【解析】[1]比热容是物质的属性,与物质的种类和状态有关,与物体的质量无关,因此半个铜球的比热容为0.39×103J/(kg·℃)。
[2]据图可知,16min水吸收的热量为
[3]由于使用相同的电加热器,则相同时间内物质吸收的热量相同,据图可知,另一中液体加热8min吸收的热量是水加热16min吸收热量的一半。则另一种液体的比热容为
易错点 8 热机:“飞轮每转一周做功一次”与效率、功率混淆
【错因诊断】没有记住四冲程内燃机的数量关系:1 个工作循环=4 个冲程=飞轮转 2 周=做功 1 次;也常把效率(能量利用率)与功率(做功快慢)、热值(燃料特性)混为一谈。
【易错题】小洪同学看到爸爸开汽车时,转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机,此时发动机一个汽缸的相关数据正确的是( )
A.曲轴转速为每分钟3周
B.每分钟的冲程数为3000个
C.每秒钟排气冲程数为1500个
D.每秒钟对外做功数为25次
【错解】认为"飞轮每转一周做功一次",把每秒做功次数算成转速值——记住 1 循环=4 冲程=飞轮 2 周=做功 1 次。
【正解】D
【解析】A.由转速表可知,其示数为3000r/min,这表示曲轴每分钟转动3000周,故A错误;
B.四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程,曲轴转动2周,那么曲轴每分钟转动3000周时,每分钟完成的工作循环数为个,每个工作循环有4个冲程,所以每分钟的冲程数为个,故B错误;
C.每分钟完成的工作循环数为个,每秒钟排气冲程数为个,故C错误;
D.一个工作循环对外做功1次,每分钟完成的工作循环为1500个,所以每秒钟完成个工作循环,所以每秒钟对外做功数为25次,故D正确。
故选D。
【变式】很多男生会利用喝完的饮料瓶进行如图所示的游戏:在饮料瓶中留有少量水,盖紧瓶盖,扭转瓶子时,再轻轻扭松瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,瓶内气体内能 (填“增加”或“减少”),此时气体的能量转化类似四冲程内燃机的 冲程。
【变式答案】 减小 做功
【解析】[1][2]扭转瓶子时,对瓶内气体做功,使其内能增加。扭松瓶盖时,气体对瓶盖做功,推动瓶盖冲出,气体内能减少;此过程中,气体的内能转化为瓶盖的机械能,与四冲程内燃机的做功冲程能量转化相同。
易错点 9 摩擦起电:把“带正电”理解为“得到了正电荷”
【错因诊断】认为物体带正电是因为“有了正电荷”。实际上原子核内的正电荷(质子)束缚在原子核中,摩擦时能移动的只有核外电子。
【易错题】如图所示,关于电现象,下列说法中正确的是( )
A.图甲:塑料条剪成细丝制成的“章鱼”不会下落的原理与验电器的工作原理相同
B.图乙:气球通过摩擦创造了电荷从而能吸引轻小碎纸屑
C.图丙:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,是因为部分电子从玻璃棒转移到丝绸上
D.图丁:A、B和C三个轻质小球,A和B一定带同种电荷,B和C一定带异种电荷
【错解】认为带正电是"得到了正电荷"、带负电是"创造了负电荷"——摩擦起电的实质只是电子的转移。
【正解】AC
【解析】A.图甲中塑料细丝制成的 “章鱼” 不下落,是因为摩擦后,细丝带同种电荷,同种电荷相互排斥使细丝散开;验电器的工作原理正是同种电荷相互排斥,二者原理相同,故A正确;
B.气球摩擦后带电,是电荷发生了转移(从一个物体转移到另一个物体),电荷既不能被创造也不能被消灭,不存在“创造电荷”的情况,故B错误;
C.用丝绸摩擦玻璃棒时,丝绸的电子转移到玻璃棒上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带负电,此描述符合摩擦起电的电荷转移规律,故C正确;
D.图丁中A和B相互排斥,说明A、B一定带同种电荷;但B和C相互吸引时,C可能带与B异种的电荷,也可能不带电(带电体具有吸引轻小物体的性质),不能确定C一定带电,故D错误。
故选AC。
【变式】用塑料梳子梳干燥头发时,头发相互排斥,且被梳子吸引,原因是( )
A.梳子与头发摩擦起电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
B.梳子与头发摩擦起电,同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
C.梳子与头发摩擦产生热,导致头发变形
D.梳子与头发摩擦产生水分,使头发变湿
【变式答案】A
【解析】用塑料梳子梳头时,梳子与头发相互摩擦,梳子和头发带上异种电荷,头发带上了同种电荷,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以头发会被梳子吸引,头发会越梳越蓬松,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
易错点 10 电表接入方式:电流表并联、电压表串联造成的事故判断错
【错因诊断】电流表内阻很小(相当于导线),并联会把用电器短路甚至造成电源短路;电压表内阻很大(相当于断路),串联在电路中电路近似断路。两表不能“串反接”。
【易错题】如下图所示,当开关闭合后,可能造成电流表损坏的是( )
A. B.
C. D.
【错解】认为电流表可以并联在灯两端测电流——电流表内阻极小,并联会把灯短路甚至烧毁电表。
【正解】D
【解析】A.由电路图可知,闭合开关后,两灯泡并联后与电流表串联接入电路,不会损坏电流表,故A不符合题意;
B.由电路图可知,闭合开关后,两灯泡并联后与电流表串联接入电路,不会损坏电流表,故B不符合题意;
C.由电路图可知,闭合开关后,电流表与一个灯泡串联后接入电路,不会损坏电流表,故C不符合题意;
D.由电路图可知,闭合开关后,电流表直接接在电源两端,会损坏电流表,故D符合题意。
故选D。
【变式】如图所示,当开关S闭合时,将发生的现象是( )
A.灯泡可能被烧坏
B.电流表和电源可能被烧坏
C.灯泡和电流表都可能被烧坏
D.没有电学元件被烧坏
【变式答案】B
【解析】AC.开关S闭合后,灯泡被开关S短路,没有电流通过灯泡,所以灯泡不发光,也不会被烧坏,故AC不符合题意;
BD.开关S闭合后,电流从电源正极流出,经过电流表和开关S,直接回到电源负极,没有经过任何用电器。这构成了电源短路。由于电流表的电阻非常小,近似为一根导线,所以电路中的电流会非常大,可能导致电流表和电源被烧坏,故B符合题意,D不符合题意。
故选B。
易错点 11 电表读数:量程与分度值看错,0~3A 量程按 0~0.6A 读
【错因诊断】双量程电表同一位置对应两个读数,学生常看错量程;0~0.6A 量程分度值 0.02A,0~3A 量程分度值 0.1A,两组刻度相差 5 倍。
【易错题】在用电流表测通过某导体的电流时,若选用0~3A的量程,测得的电流值为0.15A; 若使用0~0.6A量程,测得的电流值为0.16A,那么通过该导体的电流大小应是( )
A.0.16A B.0.155A C.0.15A D.无法确定
【错解】看错量程,把 0~3A 量程的示数按 0~0.6A 量程去读(或相反)——两组刻度相差 5 倍,读数前必须先认量程。
【正解】A
【解析】电流表的0∼0.6A量程的分度值更小,测量更精确。当用0∼3A量程测得电流值为0.15A,用0∼0.6A量程测得电流值为0.16A时,由于0∼0.6A量程的测量更精确,所以通过该导体的电流大小应是0.16A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式】已知一小灯泡单独接在两节干电池的电路中时,通过的电流约为0.4A,若小明要使用电流表测量小灯泡工作时的电流,如下图所示的电路中电流表接法正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式答案】C
【解析】由题可知,一小灯泡单独接在两节干电池的电路中时,通过的电流约为0.4A,因此用电流表测其电流时量程要选择0~0.6A。
A.如图所示,开关闭合后,电流会从电流表负极流入,正极流出,造成电流表指针反偏,故A错误;
B.如图所示,小灯泡被短路,闭合开关后,电流表和电源容易被烧毁,故B错误;
C.如图所示,电流表与灯泡串联,正负极连接正常,量程符合要求,可测量通过灯泡的电流,故C正确;
D.如图所示,电流表与灯泡串联,正负极连接正常,但量程选择的是大量程,这样测出的电流误差较大,故D错误。
故选C。
易错点 12 串并联电流规律反用:并联电路误用“电流处处相等”
【错因诊断】“串联电路中电流处处相等”被错误推广到并联电路;并联电路干路电流等于各支路电流之和,各支路电流一般不相等。
【易错题】如图是某电路的一部分,图中已经标明了电流的方向,若b、c中的电流大小分别为0.3A、0.1A,则a中的电流大小为( )
A.0.1A B.0.2A C.0.3A D.0.4A
【错解】把"串联电路电流处处相等"套用到并联电路,认为干路电流等于支路电流——并联电路干路电流等于各支路电流之和。
【正解】B
【解析】由图可知,a、c分别在支路,b在干路,根据并联电路电流的规律可知,a中的电流
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式】物理兴趣小组探究并联电路中的电流特点。
干路电流/A
L1所在的支路电流/A
L2所在的支路电流/A
0.48
0.24
0.24
(1)用图甲所示电流表测量的是 的电流。
(2)分析表中数据可初步得出结论:并联电路干路中的电流等于 。
(3)为了使结论更具有普遍性,他们还应该再用 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡进行多次实验。
【变式答案】(1)干路
(2)各支路电流之和
(3)不同
【解析】(1)由图甲可知,两灯并联,电流表在干路上,即电流表测量干路电流。
(2)由表中数据可知,干路电流
因此可初步得出结论:在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
(3)实验只进行了一次,由一组数据得出的结论具有偶然性,接下来他们还应该更换不同规格的小灯泡进行多次实验,目的是通过多组数据归纳出普遍的规律。
易错点 13 “电阻与电压成正比、与电流成反比”——由 R=U/I 得出的错误结论
【错因诊断】把“计算式”当成“决定式”。电阻由导体本身的材料、长度、横截面积(和温度)决定,与是否加电压、通过多大电流无关。
【易错题】在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A. 仅闭合,将滑片P向右移动,A的示数变小,V的示数变大
B. 仅闭合,将滑片P向左移动,A的示数变大,V的示数变大
C. 先闭合,保持滑片P位置不动,再闭合时,A的示数变大
D. 闭合和,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变
【错解】由 R=U/I 得出"电阻与电压成正比、与电流成反比"——R=U/I 只是计算式,电阻由导体本身决定。
【正解】BCD
【解析】A.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向右移动,变阻器R2连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知,电路的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变小,V的示数变小,故A错误;
B.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向左移动,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变大,V的示数变大,故B正确;
C.由图可知,先闭合,保持滑片P位置不动,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,再闭合时,变阻器R2被短路,是电阻R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C正确;
D.闭合和,变阻器R2被短路,只有电阻R1的简单电路,电压表V测量电源电压,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变,故D正确。
故选BCD。
【变式】(2025•泸州11)物理应用无处不在。如图甲、乙所示是拳击训练中为测量击打力大小而设计的电路,电源电压恒为6V,R0为20Ω的定值电阻,电流表量程为0∼0.6A,R为压敏电阻,其电阻值R与击打力F的关系如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A.用甲电路测试,当击打力为1000N时,电流表的示数0.12A
B.用乙电路测试,当电流表示数为0.50A时,击打力为2000N
C.甲、乙两电路相比,甲电路的击打力测量范围较小
D.乙电路中可增大R0的阻值来增大击打力测量范围
【变式答案】AD
【解析】 A、甲图中两个电阻串联,当击打力为1000N时,R=30Ω;电路的总电阻R'=R+R0=30Ω+20Ω=50Ω;电流表的示数I0.12A;故A正确;
B、乙电路两个电阻并联,根据并联电路的特点知,R0的电流I00.3A,
R的电流I'=I﹣I0=0.5A﹣0.3A=0.2A,此时压敏电阻R'30Ω,根据击打力为1000N,故B错误;
C、当电流表示数最大时,两个电路的总电阻相等,但串联总电阻等于各电阻之和,而并联总电阻小于各个支路的电流,故甲图的R小于总电阻,乙图的R大于总电阻,故甲图的R较小,根据丙图知,甲图的力更大,故C错误;
D、乙电路两个电阻并联,增大R0的阻值可以减小通过R0的电流,干路电流一定时,使得通过R电流变大,根据欧姆定律,此时R的电阻减小,根据丙图知,击打力变大,故D正确。
故选:AD。
易错点 14 滑动变阻器:接入电路的是“哪一段”判断错
【错因诊断】以为滑片移动会改变“整段电阻丝”的阻值,或认为接上面两个、下面两个接线柱效果一样。实际上接入电路的只有“下面的接线柱到滑片”之间的那段电阻丝。
【易错题】刘老师常常骑电动自行车去学校。只要将图中的车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶,车钥匙的实质相当于一个 ;跨上电动自行车后,将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越大,右手把的实质相当于一个 (选填“用电器”或“滑动变阻器”)。
【错解】认为滑片移动改变的是整段电阻丝的阻值,或把上面两个(下面两个)接线柱同时接入——接入电路的只有"下接线柱到滑片"那一段。
【正解】 开关 滑动变阻器
【解析】[1]车钥匙插入锁孔,顺时针计旋转一下,车子就通电了,说明电路接通了,所以车钥匙相当于开关,顺时针旋转一下,相当于闭合开关。
[2]右手把向后旋转,车子就能前进,向后旋转角度越大,车速越大,则旋转过程中,电路中的电阻变小,电流变大,电动机的转速变快,所以右手把相当于一个滑动变阻器。
【变式】请用笔画线代替导线将如图所示的电路连接完整。要求:闭合开关后电流表测量通过灯泡L的电流;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,灯泡L的亮度变小;导线不能交叉。
【变式答案】
【解析】当滑动变阻器的滑片P向右移动时,灯泡L的亮度变小,说明灯泡和滑动变阻器串联,且变阻器选择左下接线柱,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器阻值变大,电路中电流变小,则灯泡亮度变小;电流表测量通过灯泡L的电流,则电流表也与灯泡串联。作图如下:
易错点 15 探究电流与电阻:换大电阻后,滑动变阻器该“调大”还是“调小”
【错因诊断】忘记本实验要用滑动变阻器“控制定值电阻两端电压不变”;换上大电阻后不知道电压表示数会变大,也就不知道该把变阻器调大还是调小。
【易错题】某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为、、的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路前,开关应___________:
(2)电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)纠正错误后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________(选填“C”或“D”端);
(4)现电路中接入的是的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V。读电流表示数时发现电流表小量程标值模糊不清,如图丙所示,但可推断出电流表示数为___________A;
(5)断开开关,将的定值电阻更换为,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将___________2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)多次实验后,分析数据得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。
【错解】换成大电阻后不知道电压表示数会变大,也就无从下手;或把滑动变阻器向阻值变小的方向调——正确操作是把变阻器调大使电压表示数回到控制值。
【正解】(1)断开 (2)
(3)D (4)0.4
(5)大于 (6)反比
【解析】
为保护电路元件,防止短路损坏,连接电路前必须确保开关处于断开状态。
【解析】
图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示:
【解析】
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端(D端),以起到保护电路的作用。
【解析】
根据欧姆定律,电流表指针位置应该对应0.4A。
【解析】
更换大电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于2V。
【解析】
实验数据表明,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【变式】(2025•遂宁19)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源;阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω 2A”的滑动变阻器:电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在Rp或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【变式答案】(1);
(2)滑动变阻器断路;
(4)右;
(5)40;5;
(6)。
【解析】 (1)根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,实物电路图如下:
;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在Rp或R,则可能是滑动变阻器Rp断路,因为如果断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通;
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,,解得R滑=40Ω,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器;
根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故,解得U大=5V,所以调节电源电压,使其最大不超5V;
(6)①闭合开关S1,S2,此时R0被短路,只有R,接入电路,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
②断开开关S2R0与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压U=I2Rx+I2R0即I1Rx=I2Rx+I2R0,解得Rx。
故答案为:(1);
(2)滑动变阻器断路;
(4)右;
(5)40;5;
(6)。
易错点 16 欧姆定律计算:U、I、R“张冠李戴”,不对应同一段电路
【错因诊断】公式 I=U/R 中的三个量必须对应同一段导体、同一时刻。串联电路中把电源电压与某个电阻的电流直接相除,就会出错。
【易错题】在某电阻两端加10V的电压,10s内有20C的电荷量通过该电阻横截面,则这10s内流过该电阻的电流I为( )
A.1.0A B.2.0A
C.3.0A D.6.0A
【错解】把电源电压除以某个电阻的电流(或把不同电路的 U、I、R 混用)——公式中的三个量必须对应同一段导体、同一时刻。
【正解】B
【解析】根据电流公式可得,10s内流过该电阻的电流I为I=Q/t=2.0A
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
【变式】小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【变式答案】(1) (2)见解析
(3)
【解析】
电流表量程为0~0.6A,则电路总电阻最小为
所以为确保电路安全,变阻器使用,设计电路图如下:
【解析】
实验步骤:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;
③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
【解析】
闭合开关S1、S2,变阻器单独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器接入电路阻值为
断开开关S2,和变阻器串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则总电阻为
则阻值为
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