精品解析:黑龙江绥化市第九中学2026-2027学年九年级上学期11月期中物理试题
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内容正文:
初四物理第三次月考试题
一、选择题(1—12题为单选,13—15题为多选,每小题2分,共30分)
1. 下列生活中常见的电压值不正确的是( )
A. 一节干电池电压为1.5V
B. 手机电池电压为3.7V
C. 家庭照明电路电压为220V
D. 对人体安全的电压是36V
2. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
B. 飞轮惯性完成冲程的是甲,乙、丁
C. 飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能做功25次
D. 丁图冲程能量转化:内能转化为机械能
3. 今年“五一”假期,雅安站加开多趟列车,满足了旅客的出行需求。旅客进站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合开关S1)和人脸识别验证(相当于闭合开关S2),方可开启闸机(电动机工作)。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4. 由变形可得,以下理解正确的是( )
A. 导体的电阻跟它两端的电压成正比
B. 导体的电阻跟通过它的电流成反比
C. 当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
5. 有两个电阻、,如图所示的四个电路中,总电阻由小到大的顺序正确的是( )
A. 甲乙丙丁 B. 丁甲乙丙 C. 丁乙丙甲 D. 丙乙甲丁
6. 某同学利用如图所示的装置“探究影响导体电阻大小的因素”,实验中四根金属丝的规格如表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A. 实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B. 探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,应选择金属丝①和②
C. 探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择金属丝③和④
D. 探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,应选择金属丝②和④
7. 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A. 可能是电阻R断路 B. 可能是灯泡L短路
C. 一定是电阻R短路 D. 一定是灯泡L断路
8. 如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V读数与电流表读数的比值变大
B. 电流表读数与电流表读数的差值变大
C. 电流表读数变小,电压表V读数变大
D. 电压表V读数与电流表读数的比值变小
9. 如图所示是电阻RA和RB的I-U图像,分析可知下列说法中正确的是( )
A. 当RA两端电压为0 V时,RA的阻值是0 Ω
B. 当RB两端电压为2 V时,通过RB的电流为0.2 A
C. 当两电阻并联时,通过RA和RB的电流之比为2∶1
D. 当两电阻串联时,RA和RB两端的电压之比为2∶1
10. 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,P是滑动变阻器的滑片,它的金属滑片是可绕O点转动的杠杆的一部分,且金属滑片只能在滑动变阻器R上滑动,从油量表指针所指刻度就可以随时监测油箱内油面的高度,下列说法正确的是( )
A. 电阻R0是在油箱油空时对电路起到保护作用
B. 当油量越少时,油量表的数值越大
C. 当油量越多时,R接入电路的阻值越小
D. 图中的油量表实质是电压表改装而成的
11. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V
B. 滑片从b端滑到a端,电流表和电压表的示数都变大
C. R1的阻值为10Ω
D. 滑动变阻器的滑片P位于中点时电压表的示数为1.5V
12. 春节期间,学校开展了“寻根同源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述不正确的是( )
A. 图甲中,刚出锅的粘豆包温度降低时,内能变小
B. 图乙中,制作“糖画”时糖粘在玻璃板上,说明分子之间有引力
C. 图丙中,刚出锅的回头入嘴时很烫,是因为回头含有的热量很高
D. 图丁中,放入热豆浆中的金属汤勺逐渐变热,是通过热传递改变汤勺的内能
13. 跨学科实践小组准备制作一个可调光台灯,他们准备了电源、开关,导线、LED灯,以及如图所示的电位器(变阻器)。下列关于电路设计的讨论正确的是( )
A. 电位器应该与调光台灯的灯泡串联
B. 将接线柱a、c接入电路可实现调光功能
C. 为使灯泡亮度变化明显,应选用阻值调节范围较小的电位器
D. 若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将接线柱b、c接入电路
14. 图所示的四个电路中,为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
15. 如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,,电流表量程0~3A,电压表量程0~15V,滑动变阻器R标有“2A”字样。在电路安全的条件下,闭合开关S,将开关接触点1,滑动变阻器的滑片调到最左端时,电流表的示数是0.8A,移动滑片过程中电路中的最小电流是,此时两端电压是;再将开关接触点2,移动滑片过程中电路中的最大电流是。下列选项正确的是( )
A. 电源电压
B. 电压
C. 电流
D. 开关接触点1时,滑动变阻器R的阻值范围是
二、填空题(每空1分,共22分)
16. 宋代王安石诗作《梅花》有云:“遥知不是雪,为有暗香来。”诗中“有暗香来”,在物理学中是________现象,说明了分子在永不停息地做________(选填“有规则”或“无规则”)运动。
17. 长征八号运载火箭采用绿色环保液态氢作为燃烧剂,这是因为液态氢的_________大,20 kg的液态氢完全燃烧能释放出________J的热量。(液态氢的热值为1.4×108 J/kg)
18. 如图所示,这是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中便可取暖,这是通过___________的方式改变人体的内能;手炉中的水温度降低,水放出的热量为___________J。[]
19. 验电器的工作原理是______;用毛皮摩擦过的橡胶棒接触如图所示验电器金属球瞬间,电流方向由______(选填“a到b”或“b到a”)。
20. 如图所示,充电站内各充电桩是____(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的_____。
21. 一个小灯泡正常发光时的电阻为20 Ω,通过灯丝的电流为0.2 A.如果把它接在1 A的稳流电源上使用,应在电路上__________(选填串联或并联)一个阻值是__________Ω的电阻。
22. 如图1所示,当开关S闭合后,两个电压表指针偏转情况均如图2所示,则灯L1两端电压为_________V,此时通过两灯泡L1、L2的电流之比为_________。
23. 如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
24. 如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数之比为5∶3,R1、R2的电阻之比为_____________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电流表示数之比为_________。
25. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,假定灯泡的电阻不变,电流表示数 _______,电压表和电流表示数的比值 _______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
26. 两只定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”,乙标有“15 Ω 0.6 A”,把它们串联在电路中,电路两端允许加的最大电压为___________V,若把它们并联在电路中,干路中允许通过的最大电流为___________A。
三、作图题
27. 图甲是小明连接的实物电路,请在图乙虚线框中画出对应的电路图。
28. 小宇家的智能门锁,可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁,请在图中完成其简化电路设计。
四、实验探究题(每空1分,共31)
29. 在“探究串联电路中电压规律”的实验中,小明同学将小灯泡L1、L2串联后接到电源上,如图甲所示。
(1)闭合开关S后,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是____________。
(2)在实验中,发现两个串联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是____________(写一条)。
(3)小明改变电源电压和小灯泡进行了三次实验,测量的数据分别如下表所示。第3次实验中BC间的电压值如图丙所示,为____________V。在分析数据时小明发现,第二组的实验数据结论和其他两组不一样,小明分析该组数据后发现有一个数据记录错误。纠正错误后,正确数据为____________V。
次数
AC间的电压/V
AB间的电压/V
BC间的电压/V
1
1.4
0.6
0.8
2
2.8
5.0
1.7
3
4.0
2.0
(4)分析表格中数据,在误差允许范围内,可以得出结论:____________(用公式表示)
30. 在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示:
(1)除了图甲所示的实验器材外,还需要的测量工具有天平和____________。
(2)实验中利用两个完全相同的加热器,选____________(选填“质量”或“体积”)相同的两种液体(都不沸腾)进行加热。实验中温度计的玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和____________。
(3)实验中利用两个完全相同的加热器,小明同学认为:通过比较甲、乙两种液体升高相同的温度所用的时间长短即可比较液体吸收热量的多少;你认为____________(选填“不行”或“可行”)。
加热时间
0
1
2
3
4
甲的温度
30
34
38
42
46
乙的温度
30
38
46
54
60
(4)要在甲、乙两种液体中选择一种液体作冷却液。你认为选择______(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。
31. 小雨同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)测电阻的实验原理是__________________
(2)连接滑动变阻器时,已将右上接线柱接入电路,如图乙所示,为了让滑片向右移动时接入电路的电阻变大,应将图乙中滑动变阻器的_____________点接入电路。
(3)连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是__________________。(故障出在电阻或滑动变阻器)
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表的示数为2.7 V,电流表示数为0.3 A。则此次可计算出电阻_____________Ω;
(5)算出电阻后,小雨又移动滑动变阻器滑片继续进行多次测量,其目的是__________________;
32. 图甲是小明测量标有“2.5 V”小灯泡电阻的电路图。
(1)在闭合开关后,发现小灯泡不发光,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该进行的操作是:______。
A. 检查电路是否断路
B. 检查电路是否短路
C. 移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(2)当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛注意观察____________(选填“电压表”或“电流表”),直至小灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。(保留一位小数)
(4)根据图像丙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材______(选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。你认为原因是__________________。
(5)实验拓展:在电流表损坏的情况下,小红用如图戊所示的实验电路,也测出小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡正常发光的电压为U0,定值电阻的阻值为R0,请完成以下实验步骤:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为____________;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=_____________________(用U0、U和R0表示)。
33. 如图甲是小明同学设计的“探究电流与电阻大小关系”的实验电路图,已知电源电压为3节新干电池,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻若干,滑动变阻器RP的阻值范围是0~20Ω。
(1)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_____________________。
(2)在实验中,先接入5Ω的定值电阻,调节滑动变阻器到某一位置,观察到电流表的指针位置如图丙所示,此时R两端的电压是______V;保持定值电阻两端电压不变,用10Ω代替5Ω接入电路,应将滑动变阻器的滑片从上一个位置向______(选填“左”或“右”)滑动;
(3)通过收集实验数据,得到如图丁所示的坐标图像,进一步得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______(选填“正”或“反”)比;
(4)现有4个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20 Ω,保持第(2)问中的定值电阻两端电压不变,利用现有的实验器材,小明发现其中阻值为20 Ω的定值电阻无法完成实验,你认为原因可能是____________________________。(写一种即可);小明在电路中串联一个定值电阻R0,便能顺利完成这4次实验,改装后电路如图戊所示,则R0的取值范围是_______________Ω。
(5)小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系,器材不变:
①若(4)题述4个定值电阻均能完成实验,则应控制定值电阻两端电压不低于____________V;
②实验中需要不断更换定值电阻,操作复杂,请你提出一条改进建议:_____________________。
五、计算题(34题6分,35题7分。共13分)
34. 为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图甲所示:电源电压恒为8V,传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,的电阻为60(如图乙所示),使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。求:
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数。
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器的接入电路的电阻值。
(3)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,调零后,的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,电流表的示数达到0.2A,根据图乙图像判断该驾驶员是否为酒驾。
35. 如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω,当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.6A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表示数为0.9 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加在电阻R2两端的电压。
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初四物理第三次月考试题
一、选择题(1—12题为单选,13—15题为多选,每小题2分,共30分)
1. 下列生活中常见的电压值不正确的是( )
A. 一节干电池电压为1.5V
B. 手机电池电压为3.7V
C. 家庭照明电路电压为220V
D. 对人体安全的电压是36V
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.不论几号干电池,一节干电池电压为1.5V,故A正确,不符合题意;
B.手机电池电压约为3.7V,故B正确,不符合题意;
C.我国家庭照明电路电压为220V,故C正确,不符合题意;
D.对人体安全的电压是不高于36V的电压,故D错误,符合题意。
故选D。
2. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
B. 飞轮惯性完成冲程的是甲,乙、丁
C. 飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能做功25次
D. 丁图冲程能量转化:内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程;乙图中进气门开启,排气门关闭,是吸气冲程;丙图中排气门开启,进气门关闭,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;所以正确的排序是乙、丁、甲、丙,故A错误;
B.内燃机的一个工作循环有四个冲程,只有在做功冲程中使机器获得动力,内能转化为机械能,其它三个冲程均为辅助冲程,依靠惯性完成,即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁,故B错误;
C.四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,则该飞轮1s转50圈,因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以1s飞轮转50圈,共25个工作循环,共100个冲程,共做功25次,故C正确;
D.丁图是压缩冲程,压缩冲程中机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
3. 今年“五一”假期,雅安站加开多趟列车,满足了旅客的出行需求。旅客进站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合开关S1)和人脸识别验证(相当于闭合开关S2),方可开启闸机(电动机工作)。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,只有两个开关、同时闭合,电动机才能工作,说明两个开关需要互相影响,必须同时闭合才能接通电路,因此两个开关应串联,再和电动机接入电路。
故选A。
4. 由变形可得,以下理解正确的是( )
A. 导体的电阻跟它两端的电压成正比
B. 导体的电阻跟通过它的电流成反比
C. 当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和其两端的电压大小无关,故A错误;
B.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和通过的电流大小无关,故B错误;
CD.无论导体两端的电压为多少,导体的电阻都不变,电阻的大小只与材料、长度、横截面积、温度有关;故C错误,故D正确。
故选D。
5. 有两个电阻、,如图所示的四个电路中,总电阻由小到大的顺序正确的是( )
A. 甲乙丙丁 B. 丁甲乙丙 C. 丁乙丙甲 D. 丙乙甲丁
【答案】B
【解析】
【详解】甲图总电阻
乙图总电阻
丙图两电阻串联,总电阻
丁图两电阻并联,总电阻
因为
即
故总电阻由小到大的顺序为丁甲乙丙,故选B。
6. 某同学利用如图所示的装置“探究影响导体电阻大小的因素”,实验中四根金属丝的规格如表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A. 实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B. 探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,应选择金属丝①和②
C. 探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择金属丝③和④
D. 探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,应选择金属丝②和④
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,灯泡和金属丝串联,实验中,灯泡越亮,说明通过灯泡的电流越大,电路中的总电阻越小,接入的金属丝的电阻越小,故A错误;
B.根据控制变量法可知,要探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,必须控制两金属丝的材料不同,长度和横截面积相同,①和②中,除了材料不同,两金属丝的长度也不同,所以不能探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,故B错误;
C.要探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,须控制两金属丝的横截面积不同,长度和材料相同,③和④符合要求,故C正确;
D.要探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,须控制两金属丝的长度不同,横截面积和材料相同,②和④除了长度不同,横截面积也不同,所以不符合要求,故D错误。
故选C。
7. 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A. 可能是电阻R断路 B. 可能是灯泡L短路
C. 一定是电阻R短路 D. 一定是灯泡L断路
【答案】A
【解析】
【详解】A.若电阻R断路,整个电路处于断路状态,电流表指针不会发生偏转。此时电压表直接连接在电源两端,能够测量电源电压,因此电压表指针会发生偏转,符合只有一个电表指针偏转的条件,故A正确;
B.若灯泡L短路,电路中只剩下电阻R工作,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。同时电压表测量的是电源电压,指针也会偏转,导致两个电表都偏转,不符合题目要求,故B错误;
C.若电阻R短路,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。但此时电压表被短路,无法显示读数,指针不偏转。虽然这种情况符合只有一个电表偏转,但故障不一定只是电阻R短路,还有其他可能性,比如电阻R断路也会造成类似现象,因此说一定是电阻R短路并不准确,故C错误;
D.若灯泡L断路,整个电路处于断路状态,电流表没有电流通过,指针不偏转。同时电压表也无法形成闭合回路,指针同样不会偏转,这样两个电表都不偏转,不符合题目条件,故D错误。
故选A。
8. 如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V读数与电流表读数的比值变大
B. 电流表读数与电流表读数的差值变大
C. 电流表读数变小,电压表V读数变大
D. 电压表V读数与电流表读数的比值变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电压表V读数与电流表A1读数的比值为R2电阻,R2电阻变大,故A正确;
B.电流表A1读数与电流表A2读数的差为R1电流,R1电阻、电压不变,电流也不变,B错误;
CD.电阻R1与R2并联,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中电阻R2变大,电流表A2变小,电压表V示数不变;电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故CD错误。
故选A。
9. 如图所示是电阻RA和RB的I-U图像,分析可知下列说法中正确的是( )
A. 当RA两端电压为0 V时,RA的阻值是0 Ω
B. 当RB两端电压为2 V时,通过RB的电流为0.2 A
C. 当两电阻并联时,通过RA和RB的电流之比为2∶1
D. 当两电阻串联时,RA和RB两端的电压之比为2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】由图像可知,当时,,
A.电阻是导体本身的性质,与电压无关,电压为0V时阻值仍为,故A错误;
B.当两端电压为2V时,,故B错误;
C.并联时电压相等,根据,,故C正确;
D.串联时电流相等,根据,,故D错误。
故选C。
10. 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,P是滑动变阻器的滑片,它的金属滑片是可绕O点转动的杠杆的一部分,且金属滑片只能在滑动变阻器R上滑动,从油量表指针所指刻度就可以随时监测油箱内油面的高度,下列说法正确的是( )
A. 电阻R0是在油箱油空时对电路起到保护作用
B. 当油量越少时,油量表的数值越大
C. 当油量越多时,R接入电路的阻值越小
D. 图中的油量表实质是电压表改装而成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.油箱油满时,油箱中的浮标最高,R接入电路的阻值最小,电阻R0是在油箱油满时对电路起到保护作用,故A错误;
BCD.由图可知,R和R0串联接入电路,油量表是串联在电路中的,因此油量表的实质是电流表改装而成的,当油量越少时,R接入电路的阻值越大,串联总电阻越大,油量表(电流表)的示数越小。当油量越多时,R接入电路的阻值越小。故BD错误,C正确。
故选C。
11. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V
B. 滑片从b端滑到a端,电流表和电压表的示数都变大
C. R1的阻值为10Ω
D. 滑动变阻器的滑片P位于中点时电压表的示数为1.5V
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AC.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大Imax=0.6A,由欧姆定律可得电源的电压
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,Imin=0.2A,此时U2=2V,由欧姆定律可得电源的电压
电源电压大小不变,故
解得
故AC错误;
B.滑片从b端滑到a端,滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以电路总电阻变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大。定值电阻阻值不变,电流变大,由可知,其两端电压变大。又因为串联电路电源电压等于各用电器电压之和,故滑动变阻器两端的电压减小,所以电压表示数减小,故B错误;
D.滑动变阻器阻值最大时,电路中电流最小,故滑动变阻器最大阻值为
当滑片位于中点时,变阻器接入阻值为5Ω,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得,此时电路中电流
此时滑动变阻器两端的电压
故D正确。
故选D。
12. 春节期间,学校开展了“寻根同源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述不正确的是( )
A. 图甲中,刚出锅的粘豆包温度降低时,内能变小
B. 图乙中,制作“糖画”时糖粘在玻璃板上,说明分子之间有引力
C. 图丙中,刚出锅的回头入嘴时很烫,是因为回头含有的热量很高
D. 图丁中,放入热豆浆中的金属汤勺逐渐变热,是通过热传递改变汤勺的内能
【答案】C
【解析】
【详解】A.内能与物体的温度、质量、状态等有关。刚出锅的粘豆包温度降低时,分子热运动变慢,内能减小。故A正确;
B.分子间存在引力和斥力。制作“糖画”时,糖液冷却后粘在玻璃板上,是因为糖分子与玻璃板分子间存在引力,故B正确;
C.热量是过程量,表示能量转移的多少,不能表述为物体“含有热量”,故C错误;
D.内能从高温物体转移到低温物体属于热传递。热豆浆温度高于金属汤勺,汤勺通过热传递吸收豆浆的内能,逐渐变热。故D正确。
本题选描述不正确的,故选C。
13. 跨学科实践小组准备制作一个可调光台灯,他们准备了电源、开关,导线、LED灯,以及如图所示的电位器(变阻器)。下列关于电路设计的讨论正确的是( )
A. 电位器应该与调光台灯的灯泡串联
B. 将接线柱a、c接入电路可实现调光功能
C. 为使灯泡亮度变化明显,应选用阻值调节范围较小的电位器
D. 若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将接线柱b、c接入电路
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电位器应与灯泡串联,才能通过改变自身电阻来改变电路电流,实现调光,故A正确;
B.将接线柱a、c接入电路时,电位器相当于一个定值电阻(电阻丝全部接入),滑片移动无法改变接入电阻,灯泡亮度不变,故B错误;
C.为使灯泡亮度变化明显,即电流的变化比较大,则需要电路电阻变化较大。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变其接入电路中的电阻,电阻丝的长度越大,电阻越大,可调范围越大,故C错误;
D.电位器是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变电阻大小,顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮,说明电流变大,电位器接入电路中的电阻变小,则由图可知,需将b、c接线柱接入电路,故D正确。
故选AD。
14. 图所示的四个电路中,为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.S闭合时,被短路,电压表所测电压为电源电压U,S断开时,电压表测量未知电阻两端的电压。根据串联电路电压特点,可以求出R0两端的电压,根据串联电路电流相等可知此时电流为
则此时
故A符合题意;
B.S断开时,只有接入电路,电流表测出通过电流为,S闭合时,与一起并联,电流表测出总电流为I,利用并联电路中各支路电压相等可知
则可测出电阻为
故B符合题意;
C.S闭合时,只有接入电路,电流表测出通过电流为I2,S断开时,与一起串联,电流表测出电路中电流为I3,根据电源电压不变可知
则可测出电阻为
故C符合题意;
D.由电路图可知,不管开关处于断开或闭合状态,电压表始终都是测量电源电压,即无法直接或间接测出两端的电压,故此电路图不能测出的阻值,故D不符合题意。
故选ABC。
15. 如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,,电流表量程0~3A,电压表量程0~15V,滑动变阻器R标有“2A”字样。在电路安全的条件下,闭合开关S,将开关接触点1,滑动变阻器的滑片调到最左端时,电流表的示数是0.8A,移动滑片过程中电路中的最小电流是,此时两端电压是;再将开关接触点2,移动滑片过程中电路中的最大电流是。下列选项正确的是( )
A. 电源电压
B. 电压
C. 电流
D. 开关接触点1时,滑动变阻器R的阻值范围是
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.闭合开关S,将开关接触点1时,变阻器和串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。滑动变阻器的滑片调到最左端时,电路中只有,则电源电压为
故A错误;
BD.电压表量程为0~15V,根据串联分压原理,当电压表示数最大为15V时,变阻器阻值最大,电流最小,则此时两端电压为
则最小电流为
则滑动变阻器R的最大阻值为
电流最大为0.8A,而电流表量程为0~3A,所以滑动变阻器R的阻值范围是;故BD正确;
C.再将开关接触点2,变阻器和串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。当变阻器阻值为0时,电路中电流最大为
则电路中的最小电流与最大电流之比为
故C正确。
故选BCD。
二、填空题(每空1分,共22分)
16. 宋代王安石诗作《梅花》有云:“遥知不是雪,为有暗香来。”诗中“有暗香来”,在物理学中是________现象,说明了分子在永不停息地做________(选填“有规则”或“无规则”)运动。
【答案】 ①. 扩散 ②. 无规则
【解析】
【详解】不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象,诗中能闻到梅花香气,是香气分子扩散到空气中被人感知,因此该空填扩散。
扩散现象是分子永不停息地做无规则运动的宏观表现,由此可说明分子的运动是无规则的,因此该空填无规则。
17. 长征八号运载火箭采用绿色环保液态氢作为燃烧剂,这是因为液态氢的_________大,20 kg的液态氢完全燃烧能释放出________J的热量。(液态氢的热值为1.4×108 J/kg)
【答案】 ①. 热值 ②.
【解析】
【详解】运载火箭采用液态氢作燃烧剂,因液态氢热值大,相同质量完全燃烧可释放更多热量。
液态氢完全燃烧释放的热量为
18. 如图所示,这是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中便可取暖,这是通过___________的方式改变人体的内能;手炉中的水温度降低,水放出的热量为___________J。[]
【答案】 ①. 热传递 ②.
【解析】
【详解】在手炉中装满热水后抱在怀中便可取暖,人吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变人的内能。
水放出的热量为
19. 验电器的工作原理是______;用毛皮摩擦过的橡胶棒接触如图所示验电器金属球瞬间,电流方向由______(选填“a到b”或“b到a”)。
【答案】 ①. 同种电荷相排斥 ②. b到a
【解析】
【分析】
【详解】[1]验电器的原理是利用同种电荷相互排斥。
[2]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用它去接触验电器的金属球a时,验电器也带上负电,即验电器的两个金属箔片上都带上了负电荷;带负电有多余电子,即连接的瞬间,电子从a到b移动,而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的电流方向b→a。
20. 如图所示,充电站内各充电桩是____(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的_____。
【答案】 ①. 并联 ②. 用电器
【解析】
【详解】各个充电桩之间独立工作,互不影响,因此它们之间是并联的;
充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,相当于电路中的用电器。
21. 一个小灯泡正常发光时的电阻为20 Ω,通过灯丝的电流为0.2 A.如果把它接在1 A的稳流电源上使用,应在电路上__________(选填串联或并联)一个阻值是__________Ω的电阻。
【答案】 ①.
并联 ②.
5
【解析】
【详解】由稳流电源输出的总电流大于小灯泡正常发光的额定电流,因串联电路电流处处相等,无法使灯泡支路电流达到额定值,故需并联电阻分流。
小灯泡正常发光时两端的电压为
因并联电路各支路两端电压相等,故分流电阻两端电压
分流电阻需要承担的电流为
分流电阻的阻值为
22. 如图1所示,当开关S闭合后,两个电压表指针偏转情况均如图2所示,则灯L1两端电压为_________V,此时通过两灯泡L1、L2的电流之比为_________。
【答案】 ①. 4.8 ②. 1:1
【解析】
【详解】由电路图可知L1与L2串联,V1测电源总电压,V2测L2两端电压。由串联电路电压规律可知总电压大于L2两端电压,两表指针偏转角度相同,故V1选用0~15V量程,分度值为0.5V,V2选用0~3V量程,分度值为0.1V。由图2得总电压,L2两端电压,由串联电路电压特点可知灯L1两端电压为
因串联电路中电流处处相等,故通过两灯的电流之比为。
23. 如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
【答案】 ①. 0.6 ②. 1∶3
【解析】
【详解】[1]将L和R并联在电源电压为3V的电路中,由并联电路中各支路电压等于电源电压可知,L和R两端电压都为3V,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,由图可得
[2]将其串联在电源电压为4V的电路中,由串联电路中各用电器电压之和等于电源电压,串联电路中处处电流相等,由图可得,当电路电流为0.2A时,L电压为1V, R电压为3V,此时电源电压为
由欧姆定律得,L与R的阻值之比
24. 如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数之比为5∶3,R1、R2的电阻之比为_____________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电流表示数之比为_________。
【答案】 ①.
2∶3 ②.
2∶5
【解析】
【详解】当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,与串联,甲测电源总电压,乙测两端电压。
由串联电路分压规律得
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,与并联,甲测支路电流,乙测干路电流。
、的支路电流之比为
故两电流表示数之比
25. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,假定灯泡的电阻不变,电流表示数 _______,电压表和电流表示数的比值 _______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 不变 ②. 变小
【解析】
【详解】[1] 如图,滑动变阻器的下面两个接线柱都接入电路中了,故滑动变阻器以最大阻值接入电路,且滑片的移动不影响滑动变阻器接入电路中的阻值,故总电阻不变,根据欧姆定律,电路中电流不变,即电流表示数保持不变。
[2]滑片右移导致电压表所测滑动变阻器的那部分电阻丝长度减小,这部分电阻丝阻值随之减小;根据欧姆定律可知,当电流恒定时,电压表示数变小;由于电压表与电流表示数的比值等于电压表所测滑动变阻器的部分阻值,由于这部分电阻丝阻值减小,所以电压表与电流表示数的比值变小。
26. 两只定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”,乙标有“15 Ω 0.6 A”,把它们串联在电路中,电路两端允许加的最大电压为___________V,若把它们并联在电路中,干路中允许通过的最大电流为___________A。
【答案】 ①. 15 ②. 1.5
【解析】
【详解】串联电路电流处处相等,故电路允许的最大电流为两电阻额定电流的较小值
串联总电阻
电路两端允许加的最大电压
甲电阻额定电压
乙电阻额定电压
因并联电路各支路电压相等,故电路允许的最大电压为两额定电压的较小值
此时甲支路电流
乙支路电流等于其额定电流
干路允许的最大电流
三、作图题
27. 图甲是小明连接的实物电路,请在图乙虚线框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】先画出电源,从电源正极出发,依次画出开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器,最后回到电源负极;电压表并联在定值电阻两端。作图如下图所示:
28. 小宇家的智能门锁,可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁,请在图中完成其简化电路设计。
【答案】
【解析】
【详解】由题知,指纹识别或密码识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而控制电动机开锁,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上,据此作图。
四、实验探究题(每空1分,共31)
29. 在“探究串联电路中电压规律”的实验中,小明同学将小灯泡L1、L2串联后接到电源上,如图甲所示。
(1)闭合开关S后,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是____________。
(2)在实验中,发现两个串联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是____________(写一条)。
(3)小明改变电源电压和小灯泡进行了三次实验,测量的数据分别如下表所示。第3次实验中BC间的电压值如图丙所示,为____________V。在分析数据时小明发现,第二组的实验数据结论和其他两组不一样,小明分析该组数据后发现有一个数据记录错误。纠正错误后,正确数据为____________V。
次数
AC间的电压/V
AB间的电压/V
BC间的电压/V
1
1.4
0.6
0.8
2
2.8
5.0
1.7
3
4.0
2.0
(4)分析表格中数据,在误差允许范围内,可以得出结论:____________(用公式表示)
【答案】(1)电压表的正负接线柱接反了
(2)两个小灯泡的电阻大小不同
(3) ①. 1.9 ②. 1.0
(4)
【解析】
【小问1详解】
图乙中电压表指针反向偏转,指向零刻度线左侧,符合电压表正负接线柱接反时的现象,电流从负接线柱流入、正接线柱流出就会出现该问题。
【小问2详解】
串联电路中电流处处相等,根据,两灯电阻不同时,实际功率就不同,亮度由实际功率决定,就会出现一个很亮、一个发光微弱的现象。
【小问3详解】
图丙电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,指针指向1.9V的位置,第3组数据中BC间总电压为1.9V;
第2组数据中AB间记录的5.0V远大于总电压(AC间的电压),明显不符合串联电压规律,这是读数时误按0~15V量程的读数,0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍,因此正确数据为
【小问4详解】
总电压是AC间电压,两个分电压分别是AB、BC间的电压,分析数据可知串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,因此得到
30. 在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示:
(1)除了图甲所示的实验器材外,还需要的测量工具有天平和____________。
(2)实验中利用两个完全相同的加热器,选____________(选填“质量”或“体积”)相同的两种液体(都不沸腾)进行加热。实验中温度计的玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和____________。
(3)实验中利用两个完全相同的加热器,小明同学认为:通过比较甲、乙两种液体升高相同的温度所用的时间长短即可比较液体吸收热量的多少;你认为____________(选填“不行”或“可行”)。
加热时间
0
1
2
3
4
甲的温度
30
34
38
42
46
乙的温度
30
38
46
54
60
(4)要在甲、乙两种液体中选择一种液体作冷却液。你认为选择______(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。
【答案】(1)秒表 (2) ①. 质量 ②. 加热器
(3)可行 (4)甲
【解析】
【小问1详解】
实验需要记录加热时长来反映液体吸收热量的多少,因此还需要秒表。
【小问2详解】
根据控制变量法,比较不同物质吸热能力时,要保证两种液体的质量相同、初温相同;温度计的使用规范要求玻璃泡要完全浸没在被测液体中,不能碰到容器底、容器壁,也不能接触内部的加热器。
【小问3详解】
两个完全相同的加热器,相同时间内放出的热量相等,因此液体吸收的热量和加热时间成正比,让两种液体升高相同温度,对比加热时长,就能直接比较二者吸收热量的多少,因此可行。
【小问4详解】
从表格数据可知,加热相同时间,两种液体吸收相等热量时,甲的温度升高更慢,说明甲的比热容更大,相同条件下能吸收更多热量、冷却效果更好,因此选甲作为冷却液更合理。
31. 小雨同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)测电阻的实验原理是__________________
(2)连接滑动变阻器时,已将右上接线柱接入电路,如图乙所示,为了让滑片向右移动时接入电路的电阻变大,应将图乙中滑动变阻器的_____________点接入电路。
(3)连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是__________________。(故障出在电阻或滑动变阻器)
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表的示数为2.7 V,电流表示数为0.3 A。则此次可计算出电阻_____________Ω;
(5)算出电阻后,小雨又移动滑动变阻器滑片继续进行多次测量,其目的是__________________;
【答案】(1)
(2)B (3)待测电阻断路
(4)9 (5)多次测量取平均值,减小实验误差
【解析】
【小问1详解】
用电流表测出通过电阻的电流、电压表测出电阻两端的电压,再根据欧姆定律的变形公式计算电阻阻值,这就是该实验的原理。
【小问2详解】
滑动变阻器的接线规则是“一上一下”,已经接入右上接线柱,要让滑片右移时接入电阻变大,就需要让滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,接左下侧的B接线柱时,滑片右移时左侧电阻丝长度增加,电阻变大。
【小问3详解】
电流表无示数说明电路大概率是断路故障,电压表接近电源电压,说明电压表两端可以连通到电源两极,可判断是待测电阻断路,此时电压表相当于直接串联在电路中,测电源电压。若滑动变阻器断路,两个表都没有示数,不符合题意。
【小问4详解】
待测电阻阻值为
【小问5详解】
定值电阻的阻值是一定的,本实验多次测量的数据计算出多个电阻值后取平均值,减小测量带来的误差。
32. 图甲是小明测量标有“2.5 V”小灯泡电阻的电路图。
(1)在闭合开关后,发现小灯泡不发光,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该进行的操作是:______。
A. 检查电路是否断路
B. 检查电路是否短路
C. 移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(2)当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛注意观察____________(选填“电压表”或“电流表”),直至小灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。(保留一位小数)
(4)根据图像丙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材______(选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。你认为原因是__________________。
(5)实验拓展:在电流表损坏的情况下,小红用如图戊所示的实验电路,也测出小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡正常发光的电压为U0,定值电阻的阻值为R0,请完成以下实验步骤:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为____________;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=_____________________(用U0、U和R0表示)。
【答案】(1)C (2) ①. 左 ②. 电压表
(3)8.3 (4) ①. 不能 ②. 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,无法控制电阻大小不变
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,不存在断路或短路故障;小灯泡不发光是因为滑动变阻器接入电阻太大,电路电流太小,因此首先移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光即可。
【小问2详解】
图乙电压表选用量程,分度值,示数为,小于灯泡额定电压;要让灯泡电压升到,需要减小滑动变阻器的分压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,结合甲图滑动变阻器的接线方式,滑片应向左移动;调节过程中要始终观察电压表,直到电压表示数达到,保证灯泡正常发光。
【小问3详解】
从丙图U-I图像可知,当灯泡两端电压为额定电压时,对应的电流为,由此可得小灯泡正常发光时的电阻
【小问4详解】
探究电流跟电压的关系时,需要控制定值电阻的阻值不变,改变电压记录对应电流;但小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而变大,实验中无法保持电阻恒定,因此不能完成该探究。
【小问5详解】
只闭合S、时,电压表测量小灯泡两端电压,调节滑片使电压表示数为灯泡额定电压,让小灯泡正常发光;
保持滑片不动,只闭合S、时,电压表测量灯泡和定值电阻的总电压U,此时电路状态未变,灯泡仍正常发光,串联电路中两端的电压为,电路电流
因此小灯泡正常发光的电阻
33. 如图甲是小明同学设计的“探究电流与电阻大小关系”的实验电路图,已知电源电压为3节新干电池,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻若干,滑动变阻器RP的阻值范围是0~20Ω。
(1)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_____________________。
(2)在实验中,先接入5Ω的定值电阻,调节滑动变阻器到某一位置,观察到电流表的指针位置如图丙所示,此时R两端的电压是______V;保持定值电阻两端电压不变,用10Ω代替5Ω接入电路,应将滑动变阻器的滑片从上一个位置向______(选填“左”或“右”)滑动;
(3)通过收集实验数据,得到如图丁所示的坐标图像,进一步得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______(选填“正”或“反”)比;
(4)现有4个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20 Ω,保持第(2)问中的定值电阻两端电压不变,利用现有的实验器材,小明发现其中阻值为20 Ω的定值电阻无法完成实验,你认为原因可能是____________________________。(写一种即可);小明在电路中串联一个定值电阻R0,便能顺利完成这4次实验,改装后电路如图戊所示,则R0的取值范围是_______________Ω。
(5)小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系,器材不变:
①若(4)题述4个定值电阻均能完成实验,则应控制定值电阻两端电压不低于____________V;
②实验中需要不断更换定值电阻,操作复杂,请你提出一条改进建议:_____________________。
【答案】(1)控制定值电阻两端的电压保持不变
(2) ①. 2 ②. 左
(3)反 (4) ①. 滑动变阻器最大阻值过小 ②. 5~6.25
(5) ①. 2.25 ②. 用电阻箱代替不同阻值的定值电阻
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变。更换不同阻值的定值电阻后,要通过调节滑动变阻器,让定值电阻两端的电压始终保持恒定。
【小问2详解】
图丙中电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.4A,5Ω定值电阻两端电压
将5Ω电阻换成10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻分压会变大,为了让它的电压回落到2V,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,由甲图滑片应向左滑接入电路电阻变大。
【小问3详解】
图丁中的图线为一条过原点的倾斜直线,说明电流与成正比,则与成反比。则可得结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
电源为3节新干电池,其电压为4.5V。要让20Ω定值电阻两端保持2V,滑动变阻器需要分担的电压为。根据串联分压规律可得,滑动变阻器需接入电路的阻值为
实验中滑动变阻器的最大阻值为20Ω,因此无法完成实验。 要满足实验要求,滑动变阻器和串联的定值电阻R0的总阻值至少为25Ω,根据串联电路的电阻特点,可得R0的阻值最小为
当接入5Ω的电阻时,电路中的电流
此时滑动变阻器和R0的总电阻为
滑动变阻器的阻值为0时,接入的定值电阻R0的阻值最大为6.25Ω,则R0的取值范围是5~6.25Ω。
【小问5详解】
①当接入最大的20Ω定值电阻,滑动变阻器调到最大20Ω时,根据串联分压,此时两者阻值相等,定值电阻两端最小可控制的电压为总电压的一半,即
若预设电压低于该值,滑动变阻器无论如何调节都无法满足分压要求,因此控制定值电阻两端电压不低于2.25V。
②电阻箱可以通过旋钮直接改变接入的阻值,无需反复拆卸更换定值电阻,简化操作。
五、计算题(34题6分,35题7分。共13分)
34. 为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图甲所示:电源电压恒为8V,传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,的电阻为60(如图乙所示),使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。求:
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数。
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器的接入电路的电阻值。
(3)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,调零后,的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,电流表的示数达到0.2A,根据图乙图像判断该驾驶员是否为酒驾。
【答案】(1)
0.1A (2)
20Ω (3)
该驾驶员为酒驾。
【解析】
【小问1详解】
当酒精气体的浓度为0时,的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,因为串联电路中各处的电流相等,故根据欧姆定律可得,电流表的示数
【小问2详解】
电压表的示数为6V时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以由可得,,即
解得。
【小问3详解】
调零后,的电阻保持不变,电流表的示数达到0.2A时电路的总电阻为
此时的电阻为
由图乙知,此时的酒精气体浓度为0.3mg/mL,由于
所以属于酒驾。
35. 如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω,当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.6A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表示数为0.9 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加在电阻R2两端的电压。
【答案】(1)12V (2)40Ω
(3)8V
【解析】
【小问1详解】
断开S1、S2,闭合S3时,电路为R1的简单电路。电源电压
【小问2详解】
断开S2,闭合S1、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流。通过R1的电流为
通过R2的电流为
电阻R2的阻值
【小问3详解】
断开S1、S3,闭合S2时,R1与R2串联。电路总电阻为
电路中的电流为
R2两端的电压为
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