2022-2023学年四川省德阳市旌阳区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度相同的两物体间不会发生热传递B. 温度高的物体,内能一定大
C. 0℃的冰块,内能一定为零D. 内能越大的物体,所含热量越多
2.关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A. 图甲中用冷毛巾降温是通过热传递的方式增大人体的内能
B. 图乙中冰冷的巧克力冰淇淋没有内能,牛奶有内能
C. 图丙中钻木取火是将机械能转化为内能
D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化相同,都是机械能转化为内能
3.将丝绸与玻璃棒相互摩擦后,用该玻璃棒接触一个不带电的验电器,验电器箔片张开(如图),玻璃棒和验电器之间会形成瞬时电流,下列说法正确的是( )
A. 电流是由正电荷定向移动形成的
B. 该瞬时电流的方向是从玻璃棒到验电器
C. 玻璃棒与丝绸相互摩擦时正电荷发生了转移,从而使丝绸带电
D. 验电器箔片张开是由于异种电荷相互排斥
4.下列电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
5.关于电流.电压和电阻,下列说法正确的是( )
A. 电流是形成电压的原因
B. 通过某一导体的电流与导体两端的电压成正比
C. 某一导体的电阻跟该导体两端电压成正比
D. 某一导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
6.小明按如图连接电路,闭合开关,观察到灯L1比L2亮。下列说法正确的是( )
A. 通过灯L1的电流等于灯L2的电流
B. 通过灯L1的电流大于灯L2的电流
C. 把灯L1和L2的位置对调,L1会变暗
D. 无法判断通过两灯的电流大小
7.如图所示的“吸引”现象中,与摩擦起电有关的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示的实验中,与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
9.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,某小组根据记录的实验数据作出了如图所示的图象,下列说法错误的是( )
A. 定值电阻甲的阻值小于定值电阻乙的阻值
B. 通过定值电阻乙的电流与其两端电压成正比
C. 将甲、乙串联接入电路,通过电阻甲的电流为0.2A时,电源电压为6V
D. 将甲、乙串联接入电路,当电源电压为18V时,通过电阻乙的电流为0.8A
10.甲、乙两灯的正常工作的电压分别为6V和3V,它们的电流随电压变化关系的图像如图所示。将甲灯与R1串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光,R1的两端电压为U1,功率为P1;乙灯与R2串联接在该电源两端,乙灯也能正常发光,R2的两端电压为U2,功率为P2。已知R1+R2=90Ω,则以下说法正确的是( )
①电源电压U是21V
②电阻R1的阻值是24Ω
③将两灯串联时电路允许的最大总电压为6.6V
④电路中P1与P2的比值是25:18
A. ①②B. ①③C. ①④D. ①③④
二、填空题:本大题共6小题,共26分。
11.花园里百花争艳,人在远处就能闻到花香,这是______ ;物体很难被压缩,这说明分子之间存在______ 。
12.小刚学习了电学知识后,尝试把两种不同的金属片插入柠檬,制成“水果电池”,并且用电压表粗测了水果电池的电压,如图,水果电池相当于电路中的______(填电路元件名称);B端为水果电池的______(选填“正极”或“负极)。
13.如图1所示,已知电流表A的读数为0.5A,电流表A1的读数如图2所示,则通过L1的电流为______ A;通过L2的电流为______ A。
14.小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值______,电流表示数______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中的力刻度值为100N(如图乙所示),则120N的刻度应在100N的______边(填“左”或“右”)。
15.一台电风扇正常工作时,两端的电压为220V,线圈电阻为1.5Ω,通过线圈的电流为0.2A,这台电扇正常工作1min消耗______J的电功,产生______J的热量。
16.如图是某太阳能热水器,向其中注入35kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,这段时间该热水器中的水吸收的热量Q=______J;若用煤燃烧来提供如此多的热量,需完全燃烧______千克煤。[C水=4.2×103J/(kg⋅℃),煤的热值为3.5×107J/kg]。
三、作图题:本大题共2小题,共6分。
17.在图中标出磁体和小磁针的磁极。
18.请根据左边电路图连接好右边的实物图。
四、实验探究题:本大题共3小题,共15分。
19.三个探究小组的同学通过实验探究“串联电路的电流规律”,所接电路图如图所示。
(1)在连接电路时,开关应该______。
(2)第二小组的同学闭合电路后发现:灯L2的亮度比灯L1的亮度大,则下列说法正确的是______。
A.灯L2中的电流较大,所以L2更亮
B.电流从电源正极出来先通过灯L2,所以L2更亮
C.两灯中的电流相等,亮度不同是由于两灯规格不同所致
(3)第三小组同学闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光。对此现象,同学们有以下几种猜想:①灯L2灯丝断了;②灯L2的灯座短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。以上猜想可能的有______(填序号)。
(4)如表是某同学实验中的一组数据:
上述表格所记录的数据中,明显错误的数值是______,造成错误的原因是______。
(5)改正错误后,同学们认为通过上述表格得出结论:“串联电路的电流处处相等。”请你做简单的评价:______。
20.小葳同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,并使滑动变阻器的滑片置于______(选填“A”或“B”)端,起到保护电路作用。除此之外,在实验中,滑动变阻器还有另外一个重要作用是______。操作中,小葳发现两个电表只有一个示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,刚发生故障的元件应是______。
A.电源
B.电阻Rx
C.滑动变阻器
(2)排除故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,计算Rx的阻值为______Ω。
(3)按照上面的操作步骤,小葳又测量了一个小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图象,小葳发现他所描绘的定值电阻的图象是一条直线,而小灯泡的图象如图丙所示,原因可能是小灯泡的电阻与______有关。
21.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电路图如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,把图乙的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到______ 端(选填“A”或“B”);
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表的读数为______ A,小灯泡的额定功率为______ W。
五、计算题:本大题共2小题,共18分。
22.如图所示的电路中,电源电压U不变,R1、R2和R3均为定值电阻,其中R1=28Ω,R3=2Ω,S2为单刀双掷开关。当S1闭合,S2掷于a端时电流表的示数为0.2A;求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电源电压U;
(3)将S2切换到b端时,电流表的示数为0.3A,求电阻R2的阻值。
23.如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡L1标有“4V1.6W”字样,R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼3V。
(1)只闭合开关S2时,电压表的示数为2V,则R2的电功率是多大?
(2)电源电压为多大?
(3)若滑动变阻器R3最大电阻为30Ω,在不损坏各电路元件的情况下,若只闭合开关S1,小灯泡L1消耗的电功率变化范围是多少?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、发生热传递的条件是要有温度差,温度相同的两物体间不会发生热传递,故A正确;
B、内能与物体的质量、温度、状态等因素有关,所以温度高的物体内能不一定大,故B错误;
C、一切物体都有内能,因此0℃的冰块也有内能,故C错误;
D、热量是过程量,不能说所含有多少热量,故D错误。
故选:A。
(1)热传递的条件是要有温度差;
(2)内能与物体的质量、温度、状态等因素有关;
(3)一切物体都有内能;
(4)热量是热传递过程中转移能量的多少,是过程量。
本题考查的是学生对影响物体内能大小因素的理解,内能、温度与热量三者之间的关系以及热传递的条件,是一道综合题。
2.【答案】C
【解析】解:A、图甲中用冷毛巾降温是通过热传递的方式减小人体的内能,故A错误;
B、任何物体在任何情况下都具有内能,冰冷的巧克力冰淇淋也有内能,故B错误;
C、钻木取火时克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,故C正确;
D、汽油机做功冲程是内能转化为机械能,图丁中压缩空气对空气做功,机械能转化为内能,故D错误。
故选:C。
(1)改变内能的方法是做功和热传递,做功改变内能是能量的转化,热传递改变内能是能量的转移;人体温度降低,内能减小;
(2)任何物体在任何情况下都具有内能;
(3)钻木取火是将机械能转化为内能;
(4)压缩空气对空气做功,机械能转化为内能;汽油机做功冲程是内能转化为机械能。
本题考查了改变内能的两种方式、内能的概念、内燃机的四个冲程的理解,属于基础题。
3.【答案】B
【解析】解:A.电荷的定向移动形成电流,正电荷、负电荷定向移动都能形成电流,故A错误;
BD.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;验电器上自由电子向玻璃棒转移,所以金属棒连接瞬间有瞬时电流产生,瞬时电流的方向是从玻璃棒到验电器,箔片张开是由于验电器的金属箔带上了同种电荷,故B正确、D错误;
C.丝绸与玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒失去电子而带正电,电子转移到丝绸,故C错误。
故选:B。
(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)根据正负电荷的规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,缺少电子;
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反;
(4)验电器的两片箔片能够张开是因为它们带上同种电荷;验电器上自由电子向玻璃棒转移。
本题考查电流的形成、电流的方向、电荷间的作用以及摩擦起电的实质,难度不大。
4.【答案】C
【解析】解:
A、闭合开关S,电源被短路,故A错误;
B、电压表的正负接线柱接反了,故B错误;
C、电压表并联接入电路中,正负接线柱接法正确,故C正确;
D、电流表并联接入了电路,会引起电源短路,会烧坏电源和电流表,故D错误。
故选:C。
电源的两端被导线相连,电源会被短路;电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路两端,电流都要从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,据此分析做出判断。
本题考查了电压表和电流表的特点和连接方法,注意电路不能产生短路现象。
5.【答案】B
【解析】解:
A、电压是形成电流的原因,故A错误;
B、根据欧姆定律可知,通过某一导体的电流与导体两端的电压成正比,故B正确;
CD、电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故CD错误。
故选:B。
(1)电压使电路中形成的了电流;
(2)电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;
(3)欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
知道影响电阻大小的因素,并且知道导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关,但可以根据欧姆定律计算出电阻的大小。
6.【答案】A
【解析】解:
ABD、由电路图可知,两个灯泡组成串联电路,串联电路中电流处处相等,所以通过L1的电流等于L2的电流,故A正确,BD错误;
C、灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,观察到灯L1比L2亮,即L1的实际功率比L2的实际功率大,如果把L1和L2的位置对调,两灯仍串联,通过L1的电流不变,L1两端的电压不变,L1的功率不变,所以L1亮度不变,故C错误。
故选:A。
由图可知两灯串联,由串联电路电流特点可知两灯电流的大小关系;
灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,由L2比L1亮知两灯实际功率关系。
本题考查学生对串联电路特点以及实际功率的理解,关键知道灯泡的亮度是由其实际功率所决定的。
7.【答案】B
【解析】解:A、磁铁吸引铁钉是磁现象,故A错误。
B、梳子与头发摩擦而带电,故能吸引头发,这是摩擦起电现象,故B正确。
C、压紧的铅柱互相吸引,是因为分子间存在引力,故C错误。
D、小磁针偏转,说明通电导线周围存在磁场,故D错误。
故选:B。
用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象,叫摩擦起电;带电体具有吸引轻小物体的性质。
本题考查了磁现象、分子间作用力、摩擦起电、电流的磁效应,综合性较强,难度不高,基础考核。
8.【答案】A
【解析】解:A、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,是电磁感应现象,是发电机的原理,故A正确;
B、图中给电磁铁通电,电磁铁吸引铁钉,表明电流具有磁效应,故B错误;
C、图中给导体通电,可使导体在磁场中受力而运动,是电动机的原理,故C错误;
D、图中给导线通电,小磁针发生转动,是奥斯特实验,表明了电流具有磁效应,故D错误。
故选:A。
发电机是根据电磁感应现象制成的,其工作过程是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流。结合各图的原理可做出判断。
本题中所涉及的装置都是与电磁学相关的重要实验装置或原理,要特别注意发电机原理与电动机原理的区分。
9.【答案】D
【解析】解:A、由图知,电压为4V时,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,
由欧姆定律可知,甲的电阻为:R甲=U甲I甲=4V0.4A=10Ω,
同理R乙=20Ω,故定值电阻甲的电阻小于定值电阻乙的电阻,故A正确;
B、图中乙电流随电压的变化图象为原点的直线,故通过定值电阻乙的电流与其两端的电压成正比,故B正确;
C、由图象可知,当通过两电阻的电流为0.2A时,甲电阻两端的电压为2V,乙电阻两端的电压为4V,由串联电路的电压特点可知,电源电压:U=U甲′+U乙′=2V+4V=6V,符合题目条件,故C正确;
D、由图象可知,当通过两电阻的电流为0.6A时,甲电阻两端的电压为6V,乙电阻两端的电压为12V,由串联电路的电压特点可知,电源电压:U′=U甲′ ′+U乙′ ′=6V+12V=18V,即将甲、乙串联接入电路,当电源电压为18V时,通过电阻乙的电流为0.6A,故D错误。
故选:D。
(1)由图知,电压均为4V时,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,由欧姆定律求出R甲和R乙大小;
(2)图中乙电流随电压的变化图象为过原点的直线,据此分析;
(3)根据图象利用串联电路的电流特点找出电流为0.2A时,甲、乙两端的电压,根据串联电路的电压规律求出电源电压;
(4)根据图象利用串联电路的特点找出将甲、乙两电阻串联后接在电压为18V的电源上,通过电阻的电流。
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
10.【答案】D
【解析】解:①②由图像可知,甲灯正常发光,电流为0.5A,根据欧姆定律可得
甲灯正常发光的电阻:R甲=U甲I甲=6V0.5A=12Ω
灯乙正常发光,电流为0.3A,根据欧姆定律可得
乙灯正常发光的电阻:R乙=U乙I乙=3V0.3A=10Ω
当甲灯与R1串联,根据欧姆定律可得
电路电流:I=UR甲+R1=U12Ω+R1=0.5A……①
当乙灯与R2串联,根据欧姆定律可得
电路电流:I′=UR乙+R2=U10Ω+R2=0.3A……②
又因为R1+R2=90Ω……③
将①②③式联立解得R1=30Ω,R2=60Ω;
再将R1=30Ω,R2=60Ω代入①式解得电源电压U=21V
故①正确,②错误;
③由题意知,甲灯的额定电流为0.5A,乙灯的额定电流为0.3A,根据串联电路中电流处处相等,所以两灯串联时电路的最大电流为0.3A,则两灯串联时,电路允许的最大总电压
U大=I大R总=I大(R甲+R乙)=0.3A×(12Ω+10Ω)=6.6V
故③正确;
④根据题意得,R1的功率P1与R2的功率P2的比值为
P1P2=I2R1I′2R2=(0.5A)2×30Ω(0.3A)2×60Ω=2518
故④正确;综合以上分析,正确的有①③④,故ABC错误,D正确。
故选:D。
(1)根据图像可知:甲灯正常发光,电路电流为0.5A,灯乙正常发光,电路电流为0.3A,根据欧姆定律计算出甲、乙灯正常发光的电阻;根据串联电路的特点和欧姆定律列出甲灯与R1串联时和乙灯与R2串联时电源电压的表达式;结合R1+R2=90Ω,联立以上各式可解得R1和R2的阻值;将R1和R2的阻值代入电源电压的表达式,即可解得电源电压;
(2)两灯泡串联时,根据两个灯泡的额定电流大小和串联电流的规律确定电路允许的最大电流,再根据欧姆定律求出两灯串联时电路允许的最大总电压;
(3)利用公式P=I2R分别表示出P1和P2,并计算P1:P2值。
本题通过电流与电压的图像考查了欧姆定律和电功率的相关计算,解题关键抓住电源电压不变列方程求解,属于中等难度的题。
11.【答案】扩散现象 斥力
【解析】解:人在远处就能闻到花香,是分子无规则运动的结果,这是扩散现象;
物体很难被压缩,说明分子间存在斥力。
故答案为:扩散现象;斥力。
物质是由分子或原子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则运动,分子间存在相互作用的引力与斥力。
本题主要考查学生对分子动理论的了解和掌握,是一道基础题。
12.【答案】电源 负极
【解析】解:水果电池提供电压,相当于电源;
电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此A为正极,B为负极。
故答案为:电源;负极。
根据水果电池的作用分析;
根据电压表的正确使用方法(电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出)确定电源的正负极。
本题考查了电路的组成、电压表的使用方法,属于基础题。
13.【答案】
【解析】解:由图甲可知,两灯并联,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;已知电流表A的读数为0.5A,干路中的电流是0.5A,则A1选用的是0∼0.6A量程,分度值是0.02A,示数为I1=0.24A,即通过灯L1的电流为0.24A;由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,通过灯L2的电流大小为:I2=I−I1=0.5A−0.24A=0.26A。
故答案为:0.24;0.26。
根据电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测量灯泡L1的电流,电流表A测量干路电流;根据并联电路电流特点分析电流表A1选择的量程、读数,从而得到两灯的电流大小。
本题考查了并联电路的电流特点,是一道基础题目。
14.【答案】变大 变小 左
【解析】解:(1)当金属片受到的压力增大时,滑片下移,接入电路中的电阻丝变长,变阻器R的阻值变大,电路中的总电阻变大,电源电压是不变的,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小。
(2)若电流表中的电流刻度换成相应力的刻度,120N的力比100N的力大,所以此时接入电路的电阻更大,电流表的示数应该变小,故120N的刻度应在100N的左边。
故答案为:(1)变大;变小;(2)左。
(1)根据压力的变化分析滑动变阻器接入电路中的电阻,根据欧姆定律可知电路中电流的变化。
(2)据电流表的指针在偏转时,越向右,示数越大;越向左,示数越小的特点分析即可判断。
本题考查了欧姆定律和滑动变阻器的应用,难度较大。
15.【答案】26403.6
【解析】解:
这台电动机工作1min消耗的电能:
W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J,
1min内电流通过线圈产生的热量:
Q=I2Rt=(0.2A)2×1.5Ω×60s=3.6J。
故答案为:2640;3.6。
知道电风扇两端的电压和通过的电流以及通电时间,根据W=UIt求出消耗的电能,根据Q=I2Rt求出电流通过线圈产生的热量。
本题考查了电功公式、焦耳定律的应用,要注意电动机是非纯电阻用电器消耗的电能大部分转化为机械能。
16.【答案】5.88×1060.168
【解析】解:
水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(Kg⋅℃)×35kg×(50℃−10℃)=5.88×106J;
相当于完全燃烧煤的质量:m=Q放q=Q吸q=5.88×106J3.5×107J/kg=0.168kg。
故答案为:5.88×106;0.168。
利用公式Q=cm△t可计算水吸收热量的多少;利用公式Q=mq可计算需要燃烧天然气的质量。
(1)此题中热量的计算公式Q=cm△t和Q=mq是解题中用到的主要知识,是我们应该熟练运用的。
(2)注意△t的含义是温度升高(或降低)了多少。
17.【答案】解:
在磁体外部,磁感线是从磁体的N极出来,回到S极;则结合图中的磁感线方向可知,条形磁体的上端为N极,下端为S极;由磁极间的相互作用规律可知,小磁针的上端为S极,其下端为N极,如图所示:
。
【解析】在磁体外部,磁感线是从磁体的N极出来,回到S极,据此可判断磁体的磁极;根据磁极间的相互作用规律可判断小磁针的N、S极。
此题主要考查了磁感线的方向以及磁极间的相互作用规律,是一道基础题。
18.【答案】解:由电路图可知,两灯并联,开关S1在干路中,开关S2控制灯泡L2,根据电路图连接实物图,如下图所示:
【解析】分析电路的连接方式和开关的作用,然后根据电路图连接实物图。
本题考查根据电路图连接实物图,属于基础题。
19.【答案】断开 C ② 1.5电流表选用小量程却按大量程读数了 实验次数太少,结论有偶然性,为得出普遍性的规律要换用不同的灯泡多次测量
【解析】解:(1)在连接电路时,为保护电路,开关应该断开;
(2)A.根据串联电路各处的电流都相等,通过两灯电流相等,故A错误;
B.根据P=I2R,灯的亮度取决于灯的实际功率,与电流方向无关,故B错误;
C.因通过两灯的电流相等,根据P=I2R可知:L2更亮的原因是灯L2的电阻大,即灯的规格不同,故C正确;
故选C;
(3)①灯L2灯丝断了,则电路断路,灯泡L1不发光,故不符合题意;
②灯L2的灯座短路,L2不发光,但电路为通路,故灯L1发光,故符合题意;
③根据串联电路电流的规律,L2中电流和L1中电流相等,故不符合题意;
故选②;
(4)串联电路各处的电流都相等,故明显错误的数值是1.5,造成错误的原因是:电流表选用小量程却按大量程读数了;
(5)原实验只测量了一组数据,实验次数太少,结论有偶然性,为得出普遍性的规律要换用不同的灯泡多次测量。
故答案为:(1)断开;(2)C;(3)②;(4)1.5;电流表选用小量程却按大量程读数了;(5)实验次数太少,结论有偶然性,为得出普遍性的规律要换用不同的灯泡多次测量。
(1)在连接电路时,为保护电路,开关应该断开;
(2)根据串联电流的电流特点可知电路中各处的电流相等,根据P=I2R结合灯泡的亮暗可知两灯泡的电阻不同;
(3)L1发光,L2不发光说明电路有短路的情况,但不会有断路,根据串联电路电流规律,分析选项进行解答;
(4)串联电路中各处的电流都相等,根据电流表大小量程之比为5:1分析;
(5)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
本题验证“串联电路的电流规律”,考查实验注意事项、电流表使用、决定灯的亮度的因素、故障分析和归纳法的运用,难度一般。
20.【答案】B 改变电阻两端电压和电路中的电流,多次测量求平均值减小实验误差 B 10 温度
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端;
在测量定值电阻Rx的阻值实验中,需要多次测量求平均值减小实验误差,故滑动变阻器除了保护电路作用之外,还有改变电阻两端电压和电路中的电流;
A、若电源有故障,电流表和电压表都无示数,故A错误;
B、若电阻Rx有故障,若断路,电压表有示数,电流表无示数,若短路,电压表无示数,电流表有示数,故B正确;
C、若滑动变阻器有故障,两表同时有示数或无示数,故C错误;
故选B;
(2)闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则Rx的阻值为:
R=UI=Ω;
(3)由于灯泡电阻受温度影响,不是定值,随温度变化而变化,因此灯泡的I−U变化图象不是一条直线。
故答案为:(1)B;改变电阻两端电压和电路中的电流,多次测量求平均值减小实验误差;B;(2)10;(3)温度。
(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;在测量定值电阻Rx的阻值实验中,需要多次测量求平均值减小实验误差,据此分析滑动变阻器的作用;常见的电路故障现象有:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用R=UI求出Rx的阻值;
(3)灯泡电阻不是定值,灯泡电阻受温度影响,随温度的变化而变化。
本题用“伏安法”测定值电阻Rx的阻值实验,考查了实验注意事项、滑动变阻器的作用、电路故障分析、电流表读数、电阻的计算和影响灯泡电阻的因素等知识。
21.【答案】
【解析】解:(1)图乙实物图中,电压表还未完全接入电路,由图甲电路图可知电压表并接在小灯泡两端,题中告知小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表应使用0∼3V量程,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处,离接入的下接线柱最远处。题图乙接入B下接线柱,故闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到A端。
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表所接量程为0∼0.6A,电流表的读数为0.3A;小灯泡的额定功率P=U额I=2.5V╳0.3A=0.75W,
故小灯泡的额定功率为0.75W。
故答案为:(1)见解析;(2)A;(3)0.3;0.75。
(1)由小灯泡的额定电压可知,电压表选用小量程与小灯泡并联;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处;
(3)灯泡正常发光时的电压等于额定电压,由电流表读出灯泡正常发光的电流,由P=UI计算其额定功率。
此题考查了测灯泡功率实验中,电路连接、电流表读数、功率计算、实验误差的分析等,考查的知识点多,综合性强,有一定难度。
22.【答案】解:(1)闭合S1,将S2掷于a端时,R1和R3串联接入电路,
由欧姆定律可知,电阻R1两端的电压:
U1=I1R1=0.2A×28Ω=5.6V;
(2)由串联电路电阻规律和欧姆定律可知,电源电压:
U=I1(R1+R3)=0.2A×(28Ω+2Ω)=6V;
(3)闭合S1,将S2掷于b端时,R2和R3串联接入电路,
由欧姆定律可知,电路中的总电阻:
R总=UI2=6V0.3A=20Ω,
由串联电路的电阻规律可知,电阻R2的阻值:
R2=R总−R3=20Ω−2Ω=18Ω。
答:(1)电阻R1两端的电压为5.6V;
(2)电源电压为6V;
(3)电阻R2的阻值为18Ω。
【解析】(1)闭合S1,将S2掷于a端时,R1和R3串联接入电路,已知电流I1为0.2A,根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压;
(2)根据串联电路电阻规律结合欧姆定律求出电源电压;
(3)闭合S1,将S2掷于b端时,R2和R3串联接入电路,已知电流I2为0.3A,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据串联电路的电阻规律求出电阻R2的阻值。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
23.【答案】解:(1)小灯泡L1标有“4V1.6W”字样,灯泡的电阻:R1=U12P1=(4V)21.6W=10Ω,
开关S2时,灯泡L1与电阻R2串联,在串联电路中电流处处相等,所以通过小灯泡的电流等于通过电阻的电流,
根据欧姆定律可得电路中的电流:I=U1′R1=2V10Ω=0.2A;
R2消耗的电功率:P2=I2R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W;
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电源电压U=I×(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(3)只闭合开关S1,小灯泡与滑动变阻器R3串联,
电压表测灯泡两端的电压,当电压表的示数U1′′=3V时,灯泡L1的电阻R1=10Ω,电路中的电流:I1=U1′′R1=3V10Ω=0.3A,
滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0∼0.6A,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的最大电流为0.3A,
则小灯泡消耗的最大电功率:P1大=I12R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,
滑动变阻器接入电路最大阻值时,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,根据P=UI可知此时灯泡的电功率最小
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的最小电流:I2=UR1+R2=6V10Ω+30Ω=0.15A,
小灯泡消耗的最小电功率:P1小=I22R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,
所以,小灯泡消耗的电功率变化范围是0.225W∼0.9W。
答:(1)只闭合开关S2时,R2消耗的电功率是0.8W;
(2)电源电压为6V;
(3)只闭合开关S3,小灯泡消耗的电功率变化范围是0.225W∼0.9W。
【解析】(1)只闭合开关S2时,L1与R2串联,电压表测L1两端的电压,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出R2消耗的电功率;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(3)只闭合开关S1时,灯泡与R3串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡的额定电压大于电压表的量程,根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,根据P=I2R求出小灯泡消耗的最大电功率;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时灯泡消耗的电功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流,根据P=I2R求出小灯泡消耗的电功率,然后得出答案。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断。电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
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