精品解析:重庆市北碚区西南大学附属中学校2026-2027学年九年级上学期10月期中物理试题
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内容正文:
物理练习
一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。每个小题只有一个选项最符合题意。)
1. 估测是物理中常用的一种方法,对下列物理量的估测合理的是( )
A. 一节新的干电池的电压是3V
B. 我国家庭电路的电压是380V
C. 一台家用卧室空调正常工作时的电流约为5A
D. 实验室连接电路的导线电阻约为1000Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电池电压为1.5V,故A不符合题意;
B.我国家庭电路电压为220V,故B不符合题意;
C.家用卧室空调的工作电流较大,约为,故C符合题意;
D.实验室连接电路的导线电阻远小于1Ω,故D不符合题意。
故选C。
2. 对欧姆定律的公式及变形式的理解,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B. 电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
C. 通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.由欧姆定律的内容可知,电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比,因电压是形成电流的原因,故不能说电阻一定时,电压与电流成正比,故A错误;
BCD.导体的电阻是是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关,当导体两端的电压为零时,导体的电阻仍然存在,故B正确,CD错误。
故选B。
3. 关于如图所示的四个情境,下列说法中正确的是( )
A. 甲:相互吸引的两个轻质小球一定带异种电荷
B. 乙:使用静电拖把,是为了防止静电带来的危害
C. 丙:电压表测量自制电池的电压时,铜片是电池正极
D. 丁:验电器金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电体具有吸引轻小物体的性质,相互吸引的两个轻质小球可能带异种电荷,也可能一个带电、一个不带电,故A错误;
B.静电拖把利用带电体吸引轻小物体的性质吸附灰尘,属于利用静电,故B错误;
C.电压表指针正常偏转,说明电流从正接线柱流入,图中铜片与电压表正接线柱相连,故铜片是电池正极,故C正确;
D.验电器金属箔张开是因为同种电荷相互排斥,故D错误。
故选C。
4. 填涂答题卡需要用2B铅笔,铅笔芯的主要成分是石墨。下列四支2B铅笔的铅笔芯的电阻最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,材料相同时,A选项中电阻的横截面积大,长度小,则该铅笔芯的电阻最小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 科技改变生活,创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是( )
A. 手表屏幕所用的发光二极管主要是由半导体材料制成的
B. 手表的橡胶表带是绝缘体,绝缘体与导体间有绝对界限
C. 手表内置蓄电池充电时,是将电池的化学能转化为电能
D. 手表芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料的电阻很大
【答案】A
【解析】
【详解】A.发光二极管是由半导体材料制成的,故A正确;
B.绝缘体与导体间没有绝对界限,在一定条件下可以相互转化,故B错误;
C.蓄电池充电时将电能转化为化学能,故C错误;
D.超导材料的电阻为零,故D错误。
故选A。
6. 静电驻极技术使得口罩的熔喷布带电,从而吸附细菌和病毒,有效地阻止病毒穿透口罩。下列说法正确的是( )
A. 口罩的熔喷布能吸附细菌和病毒,所以细菌和病毒一定也带电
B. 若口罩的熔喷布与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则熔喷布带负电
C. 口罩的熔喷布吸起一片带负电的锡箔纸,接触瞬间电流方向从熔喷布到锡箔纸
D. 通过拍打、摩擦实现口罩自充电,是创造了电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电体具有吸引轻小物体的性质,口罩的熔喷布能吸附细菌和病毒,细菌和病毒不一定也带电,故A错误;
B.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若口罩的熔喷布与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则熔喷布带正电,故B错误;
C.口罩的熔喷布吸起一片带负电的锡箔纸,接触瞬间电流方向从熔喷布到锡箔纸,故C正确;
D.电荷是守恒的,它不能被创造也不能被消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体。因此,通过拍打、摩擦实现口罩自充电的过程,并不是创造了电荷,而是使电荷发生了转移,故D错误。
故选C。
7. 我国高铁技术世界领先,给人们出行带来极大的便利。乘客进高铁站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合S1)和人脸识别(相当于闭合S2),方可开启闸机。下列电路设计图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,需要同时闭合开关和才能开启闸机,说明只有两个开关都闭合,电路才会接通,电动机才能工作,因此两个开关需要串联,共同控制电动机。
故选D。
8. 如图所示,电源电压为4.5V,闭合开关,电压表示数为1.5V。下列说法正确的是( )
A. 电压表测L1两端电压
B. L2两端电压为3V
C. L1和L2的电阻之比为2∶1
D. 取下L1,电压表示数不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图可知,L1与L2串联,电压表测量的是L2两端电压,所以L2两端的电压,因此L1两端的电压,故AB错误;
C.串联电路电流处处相等,由可得,所以L1和L2的电阻之比,故C正确;
D.取下L1后,电压表与电源断开,电压表无示数,故D错误。
故选C。
9. 小明观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定).其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测电源电压,示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越高,滑动变阻器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小、定值电阻两端的电压越小,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电压表串联在电路中,电路中无电流,电压表测电源的电压,示数不变,故C不符合题意;
D.由电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,身高越高,滑动变阻器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小、定值电阻两端的电压越小,根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压越大即电压表示数越大,故D符合题意。
故选D。
10. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 图乙中的电表,是用电流表改装的
B. 眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C. 眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
【答案】D
【解析】
【详解】A.图乙中,电表与定值电阻R0并联,根据电表的使用规则(电压表并联、电流表串联),可知该电表是电压表改装的。故A错误;
B. 由题意可知,眼睛距离屏幕越远,R的阻值越大,总电阻越大,电路电流I越小;进而越小,电压表示数越小。故B错误;
C. 由题意可知,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,总电阻越小,电路电流越大。故C错误;
D.根据题意,电压表示数达到一定值时,会有报警提示。增大提醒距离,R的阻值变大,要想使电压表仍然达到设定值时报警提醒,就是使R0与R的电压之比不变,就是使R0与R的比值不变,R如果变大,必须增大R0的阻值。故D正确。
故选D。
11. 如图所示电路,开关闭合后,发现L1、L2都不亮。小明将开关、L1和L2的接线柱分别用a、b、c、d、e、f表示,用一块电压表检测电路故障。表中是他记录的检测数据。则故障的原因可能是( )
电压表接入位置
a、f
a、e
a、d
a、c
a、b
电压表示数(V)
3
3
3
3
0
A. 导线bc发生断路 B. 开关发生断路
C. L1灯丝断路 D. L2被短路
【答案】A
【解析】
【详解】由题可知,电压表一侧接在a,另一侧分别接在f、e、d、c时均有示数,则说明从c到电源负极、从a到电源正极均连接完好、无故障。当另一侧接在b时,电压表示数为0,则说明bc段发生了断路,即连接b、c的导线断了。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12. 实验室内同学们连接了如图所示的实验电路,闭合开关后,电表均正常工作,小灯泡都正常发光,关于此电路分析正确的是( )
A. 两小灯泡是并联,电流表测量的是干路电流
B. 若只闭合S1,则只有L2发光
C. 若通过L1的电流比L2的电流大,则L1的电阻比L2的电阻小
D. 若取下L1,L2不能正常发光
【答案】C
【解析】
【详解】由实物图可知,电流从电源正极流出经过开关后分支,一支经过电流表、灯泡回到负极,另一支经过灯泡、开关回到负极,两灯泡并联,控制干路,控制支路,电流表测量支路电流。
A.两灯泡并联,电流表测量支路电流,故A错误;
B.在干路,若只闭合,干路断开,电路中无电流,两灯都不发光,故B错误;
C.设电源电压为。并联电路各支路电压相等,即
因,由可知
故C正确;
D.并联电路各支路互不影响,若取下,所在支路电压仍为,能正常发光,故D错误。
故选C。
13. 如图甲所示是光伏发电的电路图,图乙是太阳能电池的电压与光照强度的关系。闭合开关S,V₁、V₂、A的示数分别为U₁、U₂、I。下列说法正确的是( )
A. 光照强度不变时,R2的滑片上移,U₁减小
B. 光照强度不变时,R2的滑片上移,I增大
C. R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U1变大,I变大
D. R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U2与I之比变大
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,与串联,电压表测电源电压,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
AB.光照强度不变时,由图乙可知电源电压不变,即不变;滑片上移,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,由可知电流变小,故AB错误;
C.滑片位置不变,光照强度增加时,由图乙可知电源电压变大,即变大;电路总电阻不变,由可知电流变大,故C正确;
D.由欧姆定律可知,因滑片位置不变,其阻值不变,故比值不变,D错误。
故选C。
14. 如图所示,R₁和R₂的电阻比为3∶4,在“〇”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流和电压。闭合开关S后,电路可以正常工作。以下说法正确的是( )
A. 若1、3接电压表,2接电流表,R₁和R₂并联
B. 若1、3接电压表,2接电流表,1和3两表示数比为4∶7
C. 若1、3接电流表,2接电压表,3表测量干路的电流
D. 若1、3接电流表,2接电压表,2和3两表示数的比值小于2和1两表示数的比值
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若1、3接电压表,2接电流表,与串联,1测电压,3测电源电压,根据串联分压原理可知,,故A错误,B正确;
CD.若1、3接电流表,2接电压表,与并联,1测干路电流,3测电流,2测电源电压,所以2和3两表示数的比值
2和1两表示数的比值
由于并联电路中总电阻小于任一分电阻,即
则,故CD错误。
故选B。
15. 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。
16. 如图1所示的电路,电源电压不变,为定值电阻,为金属热电阻,其阻值随温度t变化情况如图2所示。闭合开关S,当金属热电阻的温度t升高时,下列表示电流表A的示数I、电压表V的示数U、温度t之间变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,电压表测量定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得
因R0是定值电阻,故I与U成正比,图像是过原点的倾斜的直线,故AB错误;
CD.由欧姆定律得
则
故与Rt成一次函数关系,Rt与温度t的关系如图2所示,故C正确,D错误。
故选C。
17. 物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照图甲的电路图连接好电路后,闭合开关S,电路正常工作,电压表和的指针偏转情况均如图乙所示;二组同学按照图丙电路图连接电路。已知,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A. 图甲中,电流表示数为0.6A
B. 的阻值为20Ω
C. 图丙中,两端的电压为8V
D. 图丙中,电流表示数为2.5A
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中与串联,电流表测电路中的电流,测电压,测电源电压,示数大于,故量程为0~15V,示数,量程为0~3V,示数。电路电流
电流表示数为0.5A,故A错误;
B.两端电压
的阻值,故B错误;
C.图丙中与并联,两端电压等于电源电压,故C错误;
D.图丙中电流表测支路电流,则
电流表示数为2.5A,故D正确。
故选D。
18. 物理兴趣小组自制了一台电子秤。设计的电路如图甲所示。电源电压恒为6V。R是最大阻值为50Ω的滑动变阻器,其接入电路的阻值与托盘所受压力的关系如图乙所示。电表和定值电阻R0(阻值为10Ω)均未画出。托盘所受压力为零时,滑杆在R最上端,压力越大电表示数越大。下列说法正确的是( )
A. 虚线框a应接入的是电流表
B. 压力增大的,定值电阻R0两端的电压变大
C. 当压力为30N时,通过滑动变阻器R的电流为0.2A
D. 当R两端电压为4V时,托盘所受的压力为20N
【答案】D
【解析】
【详解】A.若接入电流表,则为,电流表测电路电流。压力增大时增大,总电阻增大,由得,电流减小,电表示数减小,不符合题目要求,因此不能接电流表,故A错误;
B.正确电路为:是,与串联,是电压表测的电压。压力增大时增大,总电阻增大,电路电流减小,定值电阻电压,减小、不变,因此减小,故B错误;
C.压力为时,由图乙得,总电阻
电路电流,故C错误;
D.当两端电压时,两端电压
串联电路电流相等,
滑动变阻器阻值
由图乙可知,对应压力,故D正确。·
故选D。
19. 如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4.5V
B. 的最大阻值为20Ω
C. 电路中电流最小时,与接入电路的阻值之比为3∶1
D. 电流表示数为0.5A时,与两端电压之比为5∶3
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流。
B.滑片在最左端点时电路电流最小,,
,故B错误;
A.移动滑片后电流增大,
分压减小,。
由电源电压不变可得:
代入得:
解得:
则电源电压为,故A错误;
C.电流最小时,与接入电路的阻值之比为,故C错误;
D.电流为时,
与两端电压之比为,故D正确。
故选D。
20. 如图所示的电路,电源电压保持5V不变。小灯泡L标有“4V0.4A”字样(灯泡电阻不变),标有“15Ω1A”字样,定值电阻,电流表的测量范围为0~0.6A,两个电压表的测量范围均为0~3V。在保证各元件安全工作的情况下,下列说法正确的有( )
①只闭合开关S和S2,通过灯泡L的最大电流为0.4A
②只闭合开关S和S2,电压表V1的示数范围为2V~3V
③只闭合开关S、S1和S3,滑动变阻器的取值范围为10Ω~15Ω
④任意闭合开关,整个电路的最大电流与最小电流的比为3:1
A. ①② B. ②③ C. ②③④ D. ③④
【答案】C
【解析】
【分析】通过计算灯泡电阻。
(1)只闭合开关S和S2时,L与串联,V1测电压,V2测L电压,因灯泡的额定电压大于V2量程,可知灯泡两端最大电压为3V,通过灯泡的最大电流,由串联电路电压特点可得的最小示数;当最大时,电路中总电阻最大,电路中电流最小,为,此时示数最大,为;
(2)只闭合开关S、S1和S3,与并联,A1测干路电流,通过计算通过的电流,最大量程为0.6A,可得通过的最大电流,再通过可得接入电路的最小值,即可得接入电路的范围;
(3)电路最大电流为并联时A1允许最大值0.6A,最小电流为串联且最大时的0.2A,即可得整个电路的最大电流与最小电流的比值。
【详解】灯泡电阻
①②只闭合S和S2,L与串联,V1测电压,V2测L电压。V2量程0~3V小于灯泡额定电压4V,故L两端最大电压,电路最大电流
由串联电路电压特点可知,此时两端电压最小,为
当时,电路中总电阻最大,为
电路中最小电流
由串联分压可知此时两端电压最大,为
则V1示数范围2V~3V,故①错误,②正确;
③只闭合S、S1和S3,L短路,与并联,A1测干路电流。通过的电流
A1量程为0.6A,则通过的最大电流
最小阻值
则滑动变阻器的取值范围为10Ω~15Ω,故③正确;
④电路最大电流为并联时A1允许最大值0.6A,最小电流为串联且最大时的0.2A,比值为,故④正确。
综上所述,①错误,②③④正确。故选C。
二、填空作图题(本题共8个小题,第28小题作图分,其余每空1分,共16分。)
21. 天气干燥时,用塑料梳子摩擦头发后,梳子会吸附碎纸屑如图所示,由于梳子束缚电子的能力比头发强,摩擦后梳子带____________电,摩擦起电的实质是____________。
【答案】 ①.
负 ②.
电子的转移
【解析】
【详解】因梳子束缚电子的能力比头发强,摩擦时得到电子,故带负电。摩擦起电的实质是电子的转移。
22. 家庭电路中电视机与空调可以同时使用,也可以独立使用,它们的连接方式是____________(选填“串联”或“并联”)。关掉正在工作的空调,家庭电路的总电流将____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①.
并联 ②.
变小
【解析】
【详解】因并联电路中各支路用电器可独立工作、互不影响,故电视机与空调为并联连接。
由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,关掉空调后减少一条支路电流,故家庭电路总电流变小。
23. 如图所示,在家庭装修连接电路时,连接处的电线芯要紧密的多绕几圈,这样就可以增大连接处的横截面积,使连接处的电阻________(选填“变大”或“变小”):还要在连接处缠上几圈由________(选填“绝缘体”或“导体”)制成的胶带,防止人体触电。
【答案】 ①. 变小 ②. 绝缘体
【解析】
【详解】[1]电阻的大小与导体的材料、长短和横截面积有关,其他条件相同时,横截面积越大,导体的电阻越小,在家庭装修连接电路时,连接处的电线芯要紧密的多绕几圈,这样就可以增大连接处的横截面积,使连接处的电阻变小。
[2]胶带不容易导电,是绝缘体。
24. 充电电池充满电后不可长时间通电。为保护充电电池,小明设计了如图所示的电路图。给充电电池充电时,感应开关断开,充电电池相当于_______(选填“电源”或“用电器”);充满电后,感应开关闭合,此时充电电池处于________状态。
【答案】 ①. 用电器 ②. 短路
【解析】
【详解】[1]给充电电池充电时,电能转化为化学能储存在电池中,所以电池相当于用电器。
[2]感应开关与充电电池并联,充满电后,感应开关闭合,将充电电池短路,即充电电池处于短路状态。
25. 如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I-U关系图像。由图像可知,甲是____________(选填“定值电阻”或“小灯泡”)的I-U关系图像;若将小灯泡L与定值电阻R串联在5V电源上,电路电流为____________A。
【答案】 ①. 小灯泡 ②. 0.4
【解析】
【详解】因小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,其I-U图像为曲线,定值电阻的I-U图像为过原点的直线,故甲是小灯泡的I-U关系图像。
由串联电路电流相等、总电压等于各分电压之和可知,需找到电流I使两元件电压之和为5V。
由图像可知,当时,小灯泡两端电压为,定值电阻两端电压为,满足小灯泡L与定值电阻R的电压之和等于5V,故电路电流为。
26. 学校实验室有一只标有“10Ω 1A”的指示灯和一只标有“20Ω 2A”的滑动变阻器,一位同学把它们并联后接在电路中,指示灯正常工作的电压是____V,此时干路中允许通过的最大电流为____A。
【答案】 ①. 10 ②. 3
【解析】
【详解】[1][2]指示灯正常工作的电压为
滑动变阻器标有“20 Ω 2 A”的意义是滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,允许通过的最大电流为2A,则滑动变阻器允许加的最大电压为
指示灯与滑动变阻器并联,因为电压相同,要保证元件不被烧坏,要取电压较小的,所以电源的电压为10V;通过指示灯的电流,调节滑片可以使通过滑动变阻器的电流达到2A,所以干路中的最大电流为
27. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,已知R₃的阻值为20Ω,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A,R₁上标有“XXΩ0.5A”。闭合开关S₁,断开S₃,S₂接a,保持滑片P₂在R₂的最右端,最大范围地移动R₁的滑片P₁,此过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。电源电压为____________V,若断开S₁,闭合S₃,S₂接a,保持滑片P₂在R₂的最左端,在安全范围内移动滑片P₁,电压表示数范围为____________V。
【答案】 ①.
12 ②.
【解析】
【详解】闭合,断开,接a,在最右端时,被短路,与串联,电压表测电源电压,由图乙可知电源电压。
当电流最大时,接入电阻为0,总电阻等于的阻值
当电流最小时,接入最大阻值,总电阻最大
则的最大阻值
断开,闭合,接a,在最左端时,被短路,与串联,电压表测两端电压。因额定电流为0.5A,小于电流表量程0.6A,故电路最大电流,此时接入电阻最小,电压表示数最小为
当接入最大阻值时,电路电流最小,即
则电压表示数最大
故电压表示数范围为。
28. 如图所示是一种调光台灯的电路,旋转电位器的旋钮可改变滑片在电阻片上的位置,从而改变接入电路的电阻大小,最终实现灯泡的亮度调节。请从电位器的A、B、C三个接线端中选择两个,接入右侧电路。要求满足:顺时针旋转电位器旋钮时,灯泡亮度变暗。
【答案】
【解析】
【详解】将B、C两接线柱接入电路中,顺时针旋转电位器旋钮时,电阻片连入电路的长度变长,电阻变大,通过电路的电流变小,灯泡变暗。
三、实验探究题(本题共3个小题,第29题6分,第30题8分,第31题8分。)
29. 在“用电压表和电流表测电阻的实验”中,小组同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)该实验原理为________________________;
(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最____________端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,被测电阻R的阻值为____________Ω;
(4)多次改变滑片P的位置,读出多组数据进行计算,这么做的目的是____________________________________;
(5)接下来小组同学用正常工作时电压为2.5V的小灯泡替换电路中的定值电阻,想测量小灯泡正常工作时的电阻。闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为1.8V时,向____________(选填“左”或“右”)移动滑片才能测得小灯泡正常工作时的电阻。小组同学测得5组实验数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡正常工作时的电阻为____________Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)右 (3)5
(4)多次测量取平均值,减小实验误差
(5) ①. 左 ②. 8.3
【解析】
【小问1详解】
伏安法测电阻的核心是利用欧姆定律的变形公式,通过测量电阻两端电压U和通过电阻的电流I,计算出电阻值R。
【小问2详解】
开关闭合前,滑动变阻器要调到最大阻值处保护电路。由甲图可见,滑片移到最右端时,接入电路的电阻丝长度最长,阻值最大。
【小问3详解】
电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,图乙示数为0.3A。被测电阻R的阻值为
【小问4详解】
测定值电阻的阻值时,定值电阻阻值几乎不变,多组数据取平均值可以减小偶然误差。
【小问5详解】
当前电压表示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,需要增大小灯泡两端电压,根据串联分压规律,要减小滑动变阻器的分压,需向左移动滑片,减小滑动变阻器接入的阻值;
从丙图的图像找到电压为2.5V对应的电流约为0.3A,计算得
30. 附中某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,实验器材有:电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、定值电阻R、小灯泡、导线若干。
(1)学习小组的同学经过讨论,完成了实验方案的设计与改进,过程如图甲所示,由a到b改进的主要理由是________________________;由b到c改进的主要理由是________________________。(两空均选填字母)
A.为了防止烧坏灯泡;
B.可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量得出普遍规律;
C.为了让电路更完整;
D.为了保证电阻大小保持不变。
(2)小组同学根据电路图甲c连接实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变小)。
(3)连接完电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,若电路故障只出现在定值电阻或滑动变阻器上,则电路的故障可能是________________________。
(4)排除故障后,闭合开关,多次调节滑动变阻器滑片,并将实验数据记录在下表中,小组同学打算根据表格中的数据在图丙所示的坐标图中画出该定值电阻的图像,图丙中,点C是根据第三组数据所描的点,请你帮助小组同学将剩余部分完成。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流表示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
(5)根据所绘制的图像可以得出的结论是:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________________________。
(6)完成实验后,小组同学将定值电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,并绘制出了图像,如图丁中曲线所示。
①造成小灯泡的图像不是一条直线的原因:____________________________________________________________。
②试分析图丁中A、B、C三点的电阻、、的大小关系,并按由大到小排序:____________________________________________________________。
【答案】(1) ①. D ②. B
(2) (3)定值电阻R发生断路
(4) (5)正比
(6) ①. 小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,不是定值,因此电流与电压不成正比,图像不是直线 ②.
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电压的关系需要控制电阻阻值不变,小灯泡的灯丝电阻会随温度变化而改变,因此把小灯泡换成定值电阻,目的是保证电阻大小保持不变,对应D;
在电路中加入滑动变阻器,作用是通过改变自身接入电阻,方便调节定值电阻两端的电压,进行多次实验得到普遍规律,避免实验偶然性,对应B。
【小问2详解】
题目要求滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变小,即滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路的阻值变大,因此把滑动变阻器的左下接线柱和电源右端接线柱相连即可。
【小问3详解】
电流表几乎无示数说明电路大概率是断路故障,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端能连通到电源正负极,因此故障是和电压表并联的定值电阻R发生断路,此时电压表相当于直接串联在电路中,分得几乎全部电源电压。
【小问4详解】
先根据表格数据,在坐标图中描出剩余4组数据对应的点,再将所有描出的点用一条过原点的平滑直线连接起来,让所有点尽可能落在直线上。据此作图。
【小问5详解】
从绘制的图像是过原点的直线可以得到结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
【小问6详解】
对于小灯泡,电压越高,通过的电流越大,灯丝温度就越高,灯丝电阻随温度升高而变大,故小灯泡的图像不是一条直线。
灯丝的电压越高,通过的电流越大,灯丝温度就越高,灯丝电阻随温度升高而变大,B点电压大于A点电压,故;B、C两点电压相等,C点电流更小,根据,,因此电阻大小关系为。
31. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,小西准备的实验器材有:学生电源(4V)、电流表、电压表、规格为“20Ω1A”滑动变阻器,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),开关、导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)用导线将电路连接完整如图甲所示,连接电路过程中,开关应处于________________________状态。
(2)连接好电路后根据图甲中滑片的位置判断,此时________________________(选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验。
(3)小西依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻接入电路,移动滑片,眼睛关注着________________________(选填“电流表”或“电压表”),使其示数保持不变,然后读出另一电表的示数并记录在下表中。
(4)分析比较发现实验序号________________________的数据是不真实的。为了能让5个定值电阻都能完成实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为________________________Ω。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(5)按照实事求是的科学探究精神,依据数据可得初步结论,在电压一定时,通过导体的电流与电阻成________________________。
(6)图乙中的A、B两条曲线是小西和同班的小附根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线________________________(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,错误的原因是____________________________________________________________。
【答案】(1)断开 (2)可以
(3)电压表 (4) ①. 5 ②. 25 (5)反比
(6) ①. A ②. 实验过程中没有控制定值电阻两端的电压保持不变
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为保护电路元件,防止接线过程中误触导通造成元件损坏,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
闭合开关前,滑动变阻器需要将滑片调到最大阻值处,起到限流保护的作用。图甲中滑片位于滑动变阻器最左端,接入电路的电阻丝长度最长,因此可以闭合开关。
【小问3详解】
探究电流与电阻的关系的核心控制变量是保持定值电阻两端电压不变,因此更换不同阻值的定值电阻后,移动滑片时要眼睛紧盯电压表,保证电压表示数始终为预设的控制值,再读取对应的电流表示数。
【小问4详解】
首先根据前4组合规数据,由可算出定值电阻控制的不变电压为
电源总电压为4V,因此滑动变阻器需要分担的电压为
即滑动变阻器接入的阻值需要和定值电阻阻值始终相等。当接入25Ω定值电阻时,理论上需要滑动变阻器接入25Ω才能让定值电阻两端电压保持2V,但题中滑动变阻器最大仅为20Ω,无法满足要求,因此序号5的数据不真实;若要让5个定值电阻都完成实验,要让25Ω定值电阻分走2V电压,滑动变阻器也需要分走2V,因此滑动变阻器最大阻值至少为25Ω。
【小问5详解】
根据表格数据可知,电阻R增大,电流I减小,且电阻R与I的乘积为定值,故可得出,在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问6详解】
探究电流与电阻的关系必须控制定值电阻两端电压不变,根据,合规的I-R图像上任意点的I与R的乘积应为定值。B曲线上,当时,,,所有点的I与R乘积恒定,符合控制电压的要求;A曲线上的点I与R乘积随电阻增大不断增大,说明定值电阻两端电压在不断增大,没有保持不变,因此曲线A对应的操作错误。
四、综合应用题(本题共3个小题,32小题6分,33小题8分,34小题8分,共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等。)
32. 如图所示的电路中,电阻的阻值为10Ω,S闭合后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
S闭合后,与并联,电流表A测干路电流,电流表测支路电流。
由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,通过的电流为
由并联电路各支路电压等于电源电压可知,电源电压为
【小问2详解】
因两端电压等于电源电压,故的阻值为
33. 随着休闲潜水、水下观光越来越受大众喜爱,为了保障潜水者潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,是压敏电阻,图丙是的阻值随海水深度变化的图像。深度表由电压表改装而成。求:
(1)电压表示数为1V时,电路中的电流;
(2)深度表在海面上时,电压表的示数;
(3)电压表示数为1.8V时,潜水员下潜的深度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图乙,与串联,电压表测量两端的电压,电压表示数为1V时,则通过的电流
【小问2详解】
深度表在海面上时,海水深度,由图丙得,与串联,电压表测量两端的电压,电路总电阻
电路电流
此时两端的电压
故电压表示数为1.5V。
【小问3详解】
电压表示数为时,与串联,电压表测量两端的电压,此时电路电流
此时电路总电阻
压敏电阻阻值
由图丙得,此时下潜深度。
34. 粮食在正常储藏过程中含水量应低于13%,小西设计了一个监测粮食含水量的简易装置,其内部电路图如图所示。电源电压恒为4.5V,是最大阻值为60Ω的滑动变阻器,湿敏电阻的阻值随含水量的变化关系如下表所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,使得含水量达到13%时,报警仪指针恰好指在表盘中央,报警仪开始报警。求:
含水量
0
5
8
10
13
23
30
240
160
120
90
60
30
15
(1)当粮食中的含水量为13%时,湿敏电阻两端的电压;
(2)当报警仪满偏时,粮食中的含水量;
(3)现有某种粮食在储藏过程中对含水量要求更低,需要报警仪在含水量为8%时报警,在不改变电压表量程和湿敏电阻的前提下,只允许调整一处电学元件的规格来实现此要求,请你设计一种调整方案并计算说明调整后的元件规格。
【答案】(1)
(2)
(3)
方案:将滑片移至最大阻值处,调整后的阻值为。(或换用的定值电阻替换)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,与串联,报警仪(电压表)测两端电压,含水量达到13%时,报警仪指针恰好指在表盘中央,表盘中央对应电压为。
湿敏电阻两端电压
此时电路电流
滑动变阻器接入电阻
【小问2详解】
报警仪满偏时,两端电压,滑片位置固定,阻值不变。电路电流
湿敏电阻两端电压
湿敏电阻阻值
查表得,对应含水量。
【小问3详解】
含水量为8%时,湿敏电阻阻值,报警时两端电压仍为。湿敏电阻两端电压
电路电流
需要的阻值
原滑动变阻器最大阻值为,将滑片移至最大阻值处即可满足要求。
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物理练习
一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。每个小题只有一个选项最符合题意。)
1. 估测是物理中常用的一种方法,对下列物理量的估测合理的是( )
A. 一节新的干电池的电压是3V
B. 我国家庭电路的电压是380V
C. 一台家用卧室空调正常工作时的电流约为5A
D. 实验室连接电路的导线电阻约为1000Ω
2. 对欧姆定律的公式及变形式的理解,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B. 电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
C. 通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
3. 关于如图所示的四个情境,下列说法中正确的是( )
A. 甲:相互吸引的两个轻质小球一定带异种电荷
B. 乙:使用静电拖把,是为了防止静电带来的危害
C. 丙:电压表测量自制电池的电压时,铜片是电池正极
D. 丁:验电器金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
4. 填涂答题卡需要用2B铅笔,铅笔芯的主要成分是石墨。下列四支2B铅笔的铅笔芯的电阻最小的是( )
A. B.
C. D.
5. 科技改变生活,创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是( )
A. 手表屏幕所用的发光二极管主要是由半导体材料制成的
B. 手表的橡胶表带是绝缘体,绝缘体与导体间有绝对界限
C. 手表内置蓄电池充电时,是将电池的化学能转化为电能
D. 手表芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料的电阻很大
6. 静电驻极技术使得口罩的熔喷布带电,从而吸附细菌和病毒,有效地阻止病毒穿透口罩。下列说法正确的是( )
A. 口罩的熔喷布能吸附细菌和病毒,所以细菌和病毒一定也带电
B. 若口罩的熔喷布与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则熔喷布带负电
C. 口罩的熔喷布吸起一片带负电的锡箔纸,接触瞬间电流方向从熔喷布到锡箔纸
D. 通过拍打、摩擦实现口罩自充电,是创造了电荷
7. 我国高铁技术世界领先,给人们出行带来极大的便利。乘客进高铁站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合S1)和人脸识别(相当于闭合S2),方可开启闸机。下列电路设计图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,电源电压为4.5V,闭合开关,电压表示数为1.5V。下列说法正确的是( )
A. 电压表测L1两端电压
B. L2两端电压为3V
C. L1和L2的电阻之比为2∶1
D. 取下L1,电压表示数不变
9. 小明观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定).其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
A. B.
C. D.
10. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 图乙中的电表,是用电流表改装的
B. 眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C. 眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
11. 如图所示电路,开关闭合后,发现L1、L2都不亮。小明将开关、L1和L2的接线柱分别用a、b、c、d、e、f表示,用一块电压表检测电路故障。表中是他记录的检测数据。则故障的原因可能是( )
电压表接入位置
a、f
a、e
a、d
a、c
a、b
电压表示数(V)
3
3
3
3
0
A. 导线bc发生断路 B. 开关发生断路
C. L1灯丝断路 D. L2被短路
12. 实验室内同学们连接了如图所示的实验电路,闭合开关后,电表均正常工作,小灯泡都正常发光,关于此电路分析正确的是( )
A. 两小灯泡是并联,电流表测量的是干路电流
B. 若只闭合S1,则只有L2发光
C. 若通过L1的电流比L2的电流大,则L1的电阻比L2的电阻小
D. 若取下L1,L2不能正常发光
13. 如图甲所示是光伏发电的电路图,图乙是太阳能电池的电压与光照强度的关系。闭合开关S,V₁、V₂、A的示数分别为U₁、U₂、I。下列说法正确的是( )
A. 光照强度不变时,R2的滑片上移,U₁减小
B. 光照强度不变时,R2的滑片上移,I增大
C. R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U1变大,I变大
D. R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U2与I之比变大
14. 如图所示,R₁和R₂的电阻比为3∶4,在“〇”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流和电压。闭合开关S后,电路可以正常工作。以下说法正确的是( )
A. 若1、3接电压表,2接电流表,R₁和R₂并联
B. 若1、3接电压表,2接电流表,1和3两表示数比为4∶7
C. 若1、3接电流表,2接电压表,3表测量干路的电流
D. 若1、3接电流表,2接电压表,2和3两表示数的比值小于2和1两表示数的比值
15. 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
16. 如图1所示的电路,电源电压不变,为定值电阻,为金属热电阻,其阻值随温度t变化情况如图2所示。闭合开关S,当金属热电阻的温度t升高时,下列表示电流表A的示数I、电压表V的示数U、温度t之间变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
17. 物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照图甲的电路图连接好电路后,闭合开关S,电路正常工作,电压表和的指针偏转情况均如图乙所示;二组同学按照图丙电路图连接电路。已知,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A. 图甲中,电流表示数为0.6A
B. 的阻值为20Ω
C. 图丙中,两端的电压为8V
D. 图丙中,电流表示数为2.5A
18. 物理兴趣小组自制了一台电子秤。设计的电路如图甲所示。电源电压恒为6V。R是最大阻值为50Ω的滑动变阻器,其接入电路的阻值与托盘所受压力的关系如图乙所示。电表和定值电阻R0(阻值为10Ω)均未画出。托盘所受压力为零时,滑杆在R最上端,压力越大电表示数越大。下列说法正确的是( )
A. 虚线框a应接入的是电流表
B. 压力增大的,定值电阻R0两端的电压变大
C. 当压力为30N时,通过滑动变阻器R的电流为0.2A
D. 当R两端电压为4V时,托盘所受的压力为20N
19. 如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4.5V
B. 的最大阻值为20Ω
C. 电路中电流最小时,与接入电路的阻值之比为3∶1
D. 电流表示数为0.5A时,与两端电压之比为5∶3
20. 如图所示的电路,电源电压保持5V不变。小灯泡L标有“4V0.4A”字样(灯泡电阻不变),标有“15Ω1A”字样,定值电阻,电流表的测量范围为0~0.6A,两个电压表的测量范围均为0~3V。在保证各元件安全工作的情况下,下列说法正确的有( )
①只闭合开关S和S2,通过灯泡L的最大电流为0.4A
②只闭合开关S和S2,电压表V1的示数范围为2V~3V
③只闭合开关S、S1和S3,滑动变阻器的取值范围为10Ω~15Ω
④任意闭合开关,整个电路的最大电流与最小电流的比为3:1
A. ①② B. ②③ C. ②③④ D. ③④
二、填空作图题(本题共8个小题,第28小题作图分,其余每空1分,共16分。)
21. 天气干燥时,用塑料梳子摩擦头发后,梳子会吸附碎纸屑如图所示,由于梳子束缚电子的能力比头发强,摩擦后梳子带____________电,摩擦起电的实质是____________。
22. 家庭电路中电视机与空调可以同时使用,也可以独立使用,它们的连接方式是____________(选填“串联”或“并联”)。关掉正在工作的空调,家庭电路的总电流将____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
23. 如图所示,在家庭装修连接电路时,连接处的电线芯要紧密的多绕几圈,这样就可以增大连接处的横截面积,使连接处的电阻________(选填“变大”或“变小”):还要在连接处缠上几圈由________(选填“绝缘体”或“导体”)制成的胶带,防止人体触电。
24. 充电电池充满电后不可长时间通电。为保护充电电池,小明设计了如图所示的电路图。给充电电池充电时,感应开关断开,充电电池相当于_______(选填“电源”或“用电器”);充满电后,感应开关闭合,此时充电电池处于________状态。
25. 如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I-U关系图像。由图像可知,甲是____________(选填“定值电阻”或“小灯泡”)的I-U关系图像;若将小灯泡L与定值电阻R串联在5V电源上,电路电流为____________A。
26. 学校实验室有一只标有“10Ω 1A”的指示灯和一只标有“20Ω 2A”的滑动变阻器,一位同学把它们并联后接在电路中,指示灯正常工作的电压是____V,此时干路中允许通过的最大电流为____A。
27. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,已知R₃的阻值为20Ω,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A,R₁上标有“XXΩ0.5A”。闭合开关S₁,断开S₃,S₂接a,保持滑片P₂在R₂的最右端,最大范围地移动R₁的滑片P₁,此过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。电源电压为____________V,若断开S₁,闭合S₃,S₂接a,保持滑片P₂在R₂的最左端,在安全范围内移动滑片P₁,电压表示数范围为____________V。
28. 如图所示是一种调光台灯的电路,旋转电位器的旋钮可改变滑片在电阻片上的位置,从而改变接入电路的电阻大小,最终实现灯泡的亮度调节。请从电位器的A、B、C三个接线端中选择两个,接入右侧电路。要求满足:顺时针旋转电位器旋钮时,灯泡亮度变暗。
三、实验探究题(本题共3个小题,第29题6分,第30题8分,第31题8分。)
29. 在“用电压表和电流表测电阻的实验”中,小组同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)该实验原理为________________________;
(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最____________端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,被测电阻R的阻值为____________Ω;
(4)多次改变滑片P的位置,读出多组数据进行计算,这么做的目的是____________________________________;
(5)接下来小组同学用正常工作时电压为2.5V的小灯泡替换电路中的定值电阻,想测量小灯泡正常工作时的电阻。闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为1.8V时,向____________(选填“左”或“右”)移动滑片才能测得小灯泡正常工作时的电阻。小组同学测得5组实验数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡正常工作时的电阻为____________Ω(结果保留一位小数)。
30. 附中某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,实验器材有:电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、定值电阻R、小灯泡、导线若干。
(1)学习小组的同学经过讨论,完成了实验方案的设计与改进,过程如图甲所示,由a到b改进的主要理由是________________________;由b到c改进的主要理由是________________________。(两空均选填字母)
A.为了防止烧坏灯泡;
B.可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量得出普遍规律;
C.为了让电路更完整;
D.为了保证电阻大小保持不变。
(2)小组同学根据电路图甲c连接实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变小)。
(3)连接完电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,若电路故障只出现在定值电阻或滑动变阻器上,则电路的故障可能是________________________。
(4)排除故障后,闭合开关,多次调节滑动变阻器滑片,并将实验数据记录在下表中,小组同学打算根据表格中的数据在图丙所示的坐标图中画出该定值电阻的图像,图丙中,点C是根据第三组数据所描的点,请你帮助小组同学将剩余部分完成。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流表示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
(5)根据所绘制的图像可以得出的结论是:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________________________。
(6)完成实验后,小组同学将定值电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,并绘制出了图像,如图丁中曲线所示。
①造成小灯泡的图像不是一条直线的原因:____________________________________________________________。
②试分析图丁中A、B、C三点的电阻、、的大小关系,并按由大到小排序:____________________________________________________________。
31. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,小西准备的实验器材有:学生电源(4V)、电流表、电压表、规格为“20Ω1A”滑动变阻器,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),开关、导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)用导线将电路连接完整如图甲所示,连接电路过程中,开关应处于________________________状态。
(2)连接好电路后根据图甲中滑片的位置判断,此时________________________(选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验。
(3)小西依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻接入电路,移动滑片,眼睛关注着________________________(选填“电流表”或“电压表”),使其示数保持不变,然后读出另一电表的示数并记录在下表中。
(4)分析比较发现实验序号________________________的数据是不真实的。为了能让5个定值电阻都能完成实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为________________________Ω。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(5)按照实事求是的科学探究精神,依据数据可得初步结论,在电压一定时,通过导体的电流与电阻成________________________。
(6)图乙中的A、B两条曲线是小西和同班的小附根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线________________________(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,错误的原因是____________________________________________________________。
四、综合应用题(本题共3个小题,32小题6分,33小题8分,34小题8分,共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等。)
32. 如图所示的电路中,电阻的阻值为10Ω,S闭合后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值。
33. 随着休闲潜水、水下观光越来越受大众喜爱,为了保障潜水者潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,是压敏电阻,图丙是的阻值随海水深度变化的图像。深度表由电压表改装而成。求:
(1)电压表示数为1V时,电路中的电流;
(2)深度表在海面上时,电压表的示数;
(3)电压表示数为1.8V时,潜水员下潜的深度。
34. 粮食在正常储藏过程中含水量应低于13%,小西设计了一个监测粮食含水量的简易装置,其内部电路图如图所示。电源电压恒为4.5V,是最大阻值为60Ω的滑动变阻器,湿敏电阻的阻值随含水量的变化关系如下表所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,使得含水量达到13%时,报警仪指针恰好指在表盘中央,报警仪开始报警。求:
含水量
0
5
8
10
13
23
30
240
160
120
90
60
30
15
(1)当粮食中的含水量为13%时,湿敏电阻两端的电压;
(2)当报警仪满偏时,粮食中的含水量;
(3)现有某种粮食在储藏过程中对含水量要求更低,需要报警仪在含水量为8%时报警,在不改变电压表量程和湿敏电阻的前提下,只允许调整一处电学元件的规格来实现此要求,请你设计一种调整方案并计算说明调整后的元件规格。
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