江苏省苏州市吴江区汾湖初中教育集团2023-2024学年九年级上学期12月阶段测试物理试卷
展开一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分)
1. 下列说法最符合实际的是( )
A. 我国家庭电路中的电压为220V
B. 一节新干电池电压约3V
C. 手机工作电流约20A
D. 人体的安全电压为36V
【答案】A
【解析】
【详解】A.不同国家家庭电路电压可能不同,我国家庭电路的电压220V,故A符合题意;
B.一节新干电池电压约1.5V,故B不符合题意;
C.手机工作电流约0.3A,故C不符合题意;
D.人体的安全电压为不高于36V,故D不符合题意。
故选A。
2. 由欧姆定律表达式变形可得到公式R=,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端电压成正比
B. 导体的电阻与流过导体的电流成反比
C. 导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压大小无关
D. 导体两端电压为零时, 导体的电阻也为零
【答案】C
【解析】
【详解】导体的电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,导体两端电压为零时,导体的电阻不为零。
故选C。
3. 如图所示,用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,将它们串联在电路中,比较A、B的电阻及通过A、B的电流关系分别是( )您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3元/份
A. ; B. ;
C. ; D. ;
【答案】D
【解析】
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关;同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,圆柱体的横截面积越大,电阻越小,因此A的电阻小于B的电阻,即;A和B串联在电路中,由于串联电路电流处处相等,所以流过两段导体A、B的电流相等,即; 故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4. 如图,在“探究并联电路的电流规律”实验中,小明用电流表分别测出了A、B、C三处的电流,并记录在了表格中,下列说法正确的是( )
A. 小明在连接电路元件时不能从电池的负极开始
B. 小明连接好电路,闭合开关前检查电路时发现电流表指针如图乙实线位置,出现这种现象是因为正负接线柱接反
C. 根据表格实验数据得出的结论是:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等
D. 实验中为得出普遍规律,应选取规格不同的灯泡多次实验
【答案】D
【解析】
【详解】A.小明在连接电路元件时,没有规定必须遵从的顺序,能从电池的负极开始,故A错误;
B.闭合开关前,发现电流表如图乙所示,电流表指针没有指在零刻度线上,其原因是电流表未调零,故B错误;
C.根据表格实验数据得出的结论是:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,各支路的电流不一定相等,只是小明使用了相同规格的灯泡进行实验,才得出这样的结论,但该结论不具普遍性;故C错误;
D.实验中为得出普遍规律,应选取规格不同的灯泡多次实验,避免偶然性,故D正确。
故选D。
5. 如图所示电路中,电源电压为4.5V,、是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. 两端的电压为1.5VB. 两端的电压为3V
C. 与的电压之比为1∶2D. 通过与的电流之比为1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当开关S闭合时,、串联,电压表测两端的电压,则两端的电压为1.5V,两端的电压为
故AB不符合题意;
CD.当开关S闭合时,、串联,通过与的电流相等,比值为;与的电压之比为
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
6. 电位器实质上是一种变阻器。图甲为某调光台灯,图乙为该台灯用到的电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 电位器应该与调光台灯的灯泡并联
B. 若只将AC接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变暗
C. 若只将BC接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
D. 若只将AB接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
【答案】C
【解析】
【详解】A.电位器转动滑片可调节灯泡亮度,因此电位器应该与调光台灯的灯泡串联,故A错误;
B.若只将AC接入电路,滑片断路,无论往什么方向转动滑片,灯泡亮度都不会发生变化,故B错误;
C.若只将BC接入电路,顺时针旋转滑片,电阻丝连入电路的有效长度变短,电阻减小,电源电压不变,电流变大,灯泡变亮,故C正确;
D.若只将AB接入电路,顺时针旋转滑片,电阻丝连入电路的有效长度变长,电阻变大,电源电压不变,电流变小,灯泡变暗,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,当开关S闭合时,小灯泡L不亮,小明同学利用电压表进行电路故障检测,检测结果如表所示。则电路中的故障是( )
A. 开关S断路B. 小灯泡L断路
C. 滑动变阻器R断路D. 滑动变阻器R短路
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,当用电压表测试a、b两点时,电压表有示数,说明开关S是正常连通的,开关S没有故障;当用电压表测试b、c两点时,此时电压表与小灯泡并联,电压表无示数,说明小灯泡之外的电路出现断路故障,且当用电压表测试c、d两点时,此时电压表与滑动变阻器并联,电压表有示数,说明滑动变阻器之外的电路没有故障,综上可知,电路中的故障是滑动变阻器R断路。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图,表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次.下列选项正确的是
A. 小明家干路中的电流不得超过10 A
B. 小明家上月消耗的电能为911 kW·h
C. 小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h,合7.2×104 J
D. 指示灯每小时闪烁1600次
【答案】C
【解析】
【详解】“10(20)A”是表示该电能表平时允许干路通过的最大电流为10 A,在短时间内允许通过的最大电流为20 A,故A错误;上月月初电能表示数为5546.7 kW·h,月末电能表示数为5637.8kW·h,小明家上月消耗的电能为5637.8kW·h-5546.7 kW·h=91.1 kW·h,故B错误; 表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次,每消耗0.000625 kW·h,指示灯闪烁1次,只让电饭锅单独工作2 min,即120s,指示灯闪烁32次,消耗电能0.000625 kW·h∙32=0.02 kW·h,1 kW·h=3.6×106J,所以0.02 kW·h=0.02×3.6×106J=7.2×104J,故C正确;表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次,并不指指示灯每小时闪烁1600次,故D错误.
9. 小明搬进刚装修完的新家的这天晚上,闭合床头灯的开关准备坐在床头看书,可是发现卫生间的日光灯也亮了,他断开床头灯的开关,两盏灯都熄灭了;他再闭合日光灯的开关,床头灯不亮,但日光灯更亮了.关于小明家的日光灯与床头灯此时的连接电路图是()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、两灯并联,分别由开关控制,是正常的电路,不会出现题中描述的现象,故A错误;
B、S2闭合时,会将电源短路,不符合题意,也会造成家庭电路中电流过大,故B错误;
C、闭合S2时,两灯串联,灯泡较暗,当闭合S1时,卫生间灯正常工作,较亮,符合题意,故C正确;
D、两灯和两开关都是串联关系,同时闭合开关,两灯才会同时亮,不符合题意,故D错误;
故选C.
【点睛】要注意设计电路时,电源不能出现短路,电源短路时会烧毁电源、导线,甚至引起火灾,所以一定要避免,且所有用电器都不会工作.
10. 如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。电压表量程为0~15V,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象,如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A. 电源电压为
B. R1的阻值为
C. 滑片移动到最右端时,电压表的示数为
D. 为保证电压表安全,滑动变阻器接入的最小阻值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图知,两电阻串联,电压表测R1两端电压,由图象知当电压表示数为U1=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,此时电路中电流
两电阻串联,电源电压
①
由图象知,当电压表示数U1'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,此时电路中电流根据电源电压
②
由以上①②两式解得
R1=10Ω,U=18V
故AB正确,AB不符合题意;
C.滑片移动到最右端时, R2=30Ω,由串联分压的规律得
解得R1两端的电压
故C错误,C符合题意;
D.为保证电压表安全,电压表不能超过其量程,即R1两端电压最大为15V,由串联分压的规律得
解得
故D正确,D不符合题意
故选C。
11. 如图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变闭合S,当R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数变大
B. 电流表A2的示数变小
C. 电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变大
D. 电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
【答案】D
【解析】
【分析】由电路图分析知道,两电阻并联,电流表A2 测通过R1 的电流,电流表A1 测并联电路的总电流,电压表测电源电压,
【详解】由电路图知道,两电阻并联,电流表A2 测通过R1 的电流,电流表A1 测并联电路的总电流,电压表测电源电压,由于电源电压保持不变,所以电压表示数保持不变,故A错误;由于并联电路各支路互不影响,所以,当R2的滑片P向右滑动的过程中,通过R1支路的电流大小不变,即电流表A2的示数不变,故B错误;当R2 的滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律知道,通过变阻器的电流变小,由并联电路电流的规律知道,A1示数变小,电压表V的示数与电流表A1 的示数的乘积变小,故C错误;又因为A1示数变小,而电压表示数不变,故电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大,故D正确,故选D.
【点睛】本题考查的是并联电路的规律及欧姆定律的运用,解题的关键是电路的分析,得出电路的连接方式及各个电表的测量对象.
12. 如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下面不正确的是( )
A. 电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B. 电压表V1示数范围为0~3V
C. 电压表V2示数范围为1.5~3V
D. 滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表V1的示数
U1max=3V
时,电路中的电流最大,则
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,电路中的最大电流
Imax=03A
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R2两端的最小电压
U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V
变阻器接入电路中的最小阻值
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,即
此时电压表V2的示数
U2=IminR2=0.15A×20Ω=3V
不超过电压表所选量程;所以,电流表A的示数范围为0.15A~0.3A;此时,电阻R1两端的最小电压
U1min=U-U2=4.5V﹣3V=1.5V
所以,电压表V1示数范围为1.5V~3V;电压表V2示数范围为1.5V~3V;滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共27分)
13. 如图所示的甲电路中,闭合开关,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,则通过电阻R1和R2的电流分别为___________A,___________A。
【答案】 ①. 1.76 ②. 0.44
【解析】
【详解】[1][2]由图得,两电阻并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量电阻R2的电流;由图乙得,两个电流表指针偏转角度相同,由并联电路中干路电流最大得,电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为2.2A;电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.44A,即R2的电流为0.44A,则通过电阻R1的电流为
14. 如图所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,用移动电源为手机充电时,移动电源将化学能转化为___________,此时手机相当于电路中的___________(选填“用电器”或“电源”)。
【答案】 ①. 电能 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1][2]用移动电源为手机充电时,电池放电,化学能转化为电能,手机消耗电能,则手机相当于电路中的用电器。
15. 如图所示的电路中有两只灯泡L1、L2,现要使两只灯泡串联连接,应闭合开关______;要使两灯泡并联,应闭合开关______;绝对不能将三个开关同时闭合,会造成______。
【答案】 ① ②. 、 ③. 电源短路
【解析】
【详解】[1]若只闭合开关S2时,则电流从电源正极出发后依次经过两盏灯泡,再回到电源负极,所以它们是串联的。
[2]若闭合开关S1、S3时,断开开关S2时,则电流从电源正极出发分别流经两盏灯泡,又汇合在一起共同回到电源的负极,所以它们是并联的。
[3]若将三个开关同时闭合,电流将不经过任何用电器直接回到电源负极,会造成电源被短路,损坏电源。
16. 并联电路中的一部分电路如图所示,当开关闭合电路接通后,电流表的读数0.3A,通过导线ab的电流是0.8A , 则通过导线ac的电流可能是___________或___________A。
【答案】 ①. 1.1A ②. 0.5A
【解析】
【详解】[1]若导线ab的电流方向是从b到a时,那么ac的电流方向是从a到c,ac在干路上,ab在支路上,因此通过导线ac的电流为
[2]若导线ab的电流方向是从a到b时,那么ac的电流方向是从c到a,ac在支路上,ab在干路上,因此通过导线ac的电流为
17. 小明自制了一盏可调节亮度的台灯,电路如图所示,粗心的小明忘记把灯泡画上去,你认为灯泡应画在图中______之间(选填“ab”或“cd”);连好电路后,若将滑动变阻器的滑动片向右移动,则滑动变阻器接入电路的电阻将______(选填“变大”“变小”或“不变”),此时电路中的电流将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. ab ②. 变大 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]一盏可调节亮度的台灯,滑动变阻器需要与灯泡串联,故灯泡应该接在ab之间。
[2]连好电路后,若将滑动变阻器的滑动片向右移动,滑动变阻器接入电路的长度变长,则滑动变阻器接入电路的电阻将变大。
[3]根据可知,电源电压不变,滑动变阻器接入电路的电阻将变大,总电阻变大,电路中的电流变小。
18. 当天空中空气湿度很大、两块云层之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电.某次闪电的放电电流约为1×104A.,电压约1.8×108V,放电时间约为0.01s,则这次闪电释放的电能约为 ________J,合________ kW·h.
【答案】 ①. 1.8×1010 ②. 5×103
【解析】
【详解】[1][2]电能的大小等于电压电流和时间的乘积,故闪电一次放电电能
W=UIt=1.8×108V×1×104A×0.01s=1.8×1010J=5×103kW·h
【考点定位】电能的计算、单位的换算
19. 小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I﹣图像,如图乙所示。分析图像可知,当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为________,实验过程中,小明控制导体两端的电压为_______。
【答案】 ①. 2∶1 ②. 2V
【解析】
【详解】[1]探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,应保持电阻两端的电压不变,由可得,当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比
[2]由图像可知,当,即R=4Ω时,通过导体的电流I=0.5A,由可得,小明控制导体两端的电压
U=IR=0.5A×4Ω=2V
20. 如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。油量表的实质相当于___________(选填“电流表”或“电压表”);当油量减少时,R1接入电路的___________增大,油量表示数变小;定值电阻R2可以避免电路___________(选填“断路”或“短路”),起到保护电路的作用。
【答案】 ①. 电流表 ②. 电阻 ③. 短路
【解析】
【详解】[1]由图可知,变阻器R1和电阻R2串联接入电路,油量表串联在电路中,所以油量表是由电流表改装而成的。
[2][3]油量减少,浮标下移,在杠杆的作用下滑片上移,R1接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,则油量表示数变小;定值电阻R2串联接在电路中,能防止滑动变阻器接入电路的阻值为零时造成电源短路,可以起到保护电路的作用。
21. 某种定时炸弹引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开,为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中______(选填“a”或“b”)处剪断导线,拆除前起爆器上________电流通过,灯泡中______电流通过(选填“有”或“没有”).
【答案】 ①. a ②. 没有 ③. 有
【解析】
【分析】由电路图可知当S闭合时起爆器被短路,则起爆器中没有电流通过;当S断开时起爆器有电流通过从而引爆炸弹.
【详解】(1)由题意和电路图可知,起爆前定时开关S是闭合的,此时起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开,此时起爆器中有电流通过,引爆炸弹,因此为了使引爆装置停止工作,应将起爆器、灯泡与电源构成的串联电路断开,即应剪断a处的导线,此时电路处于断路状态,爆炸装置不工作;
(2)由电路图可知,拆除前,起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作;而此时电流从电源正极开始经过灯泡、开关回到电源负极,此电路为一个用电器(灯泡)构成的一个简单电路,故此时灯泡中有电流通过.
22. 如图,甲图是小灯泡L和电阻R连接电路图,乙图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像,则电阻R的阻值为 ______Ω;当电流表的示数为0.35A时,此时灯L的两端的电压为 ______V。
【答案】 ①. 20 ②. 2
【解析】
【分析】
【详解】[1]由电路图可知,灯泡L和电阻R并联,电流表测干路电流,由图知当R两端的电压为2V时,通过电阻的电流为0.1A,由可得电阻R的阻值为
[2]因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,当UL=UR=2V、IL=0.25A、IR=0.1A时符合。
23. 如图甲所示是调光灯的电路图,将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡正常工作电压为6V,闭合开关S后,滑片P滑到最右端B时小灯泡刚好正常发光,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示。电路的电源电压______V,电阻丝AB的阻值_______Ω。(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
【答案】 ①. 6 ②. 9
【解析】
【分析】
【详解】[1]由题知,小灯泡正常工作电压为6V,闭合开关S后,滑片P滑到最右端B时小灯泡刚好正常发光,滑片P在B端时,电路为灯泡的简单电路,则电源的电压
[2]当滑片滑到A端时,电阻丝接入电路的阻值最大,电路中电流最小,则由图像可知,此时通过小灯泡的电流为
灯泡两端电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻丝AB两端电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以,由
可得,电阻丝AB的阻值为
三、解答题(本题共8小题,共计48分。)
24. 根据如图所示的实物连线图,在虚线框内补全对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】根据实物图可知,灯泡L1和灯泡L2并联,电压表测量灯泡L1两端电压,开关S2与灯泡L2串联,电流表A和开关S1串联且在干路上,补充电路如图所示:
25. 请在如图所示的两个“○”内选填“电流表”或“电压表”的符号,使两灯都能正常发光。
【答案】
【解析】
【详解】电流从正极流出,分别流入两个灯泡,因此上面的应为电流表,右边的应为电压表,如下图所示:
26. 如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接,要求:灯L1、L2串联,电压表只测量L1两端的电压,导线不交叉。
【答案】
【解析】
【详解】把L1左侧接线柱与L2右侧接线柱连接起来,然后把L1右侧接线柱与电压表的“3”接线柱相连接,如图所示:
27. 如图所示,请在图中画出通过定值电阻电流与两端电压的关系图像,已知定值电阻的阻值为10Ω。
【答案】
【解析】
【详解】由知道,则通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,所以
则当U1=2V时
I1=0.2A
U2=4V时
I2=0.4A
U3=6V时
I3=0.6A
利用描点法即画出通过定值电阻的电流与电阻两端的电压的图像,如下图
28. 如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,的电阻为。闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源两端电压的大小;
(3)通电100s,电阻消耗的电能。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:分析电路图可知,闭合开关后,、串联,电压表测电压,电流表测电路中电流。
(1)根据,电阻的阻值为
(2)两端的电压为
根据串联电路的分压作用,电源两端电压为
(3)根据,通电100s,电阻消耗的电能为
答:(1)电阻的阻值为;
(2)电源两端电压的大小为;
(3)通电100s,电阻消耗的电能为。
29. 如图所示,,,电源电压、灯丝电阻保持不变。
(1)当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6A,求:电源电压和电流表A2的示数;
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求:R2两端的电压和小灯泡的电阻。
【答案】(1)12V;0A;(2)8V;20Ω。
【解析】
【详解】解:(1)当开关S1、S2都闭合时,R1和灯泡L并联,电流表A2和R2被短路,电流表A1测R1的电流;因并联电路中各支路两端电压相等,所以由可知,电源电压
因电流表A2被短路,所以电流表A2的示数为0A。
(2)当开关S1、S2都断开时,灯泡与R2串联,电流表A2测量电路电流,此时R2两端的电压
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以此时灯泡两端电压
因串联电路处处电流相等,所以灯泡的电阻
答:(1)电源电压为12V;电流表A2的示数为0A;
(2)R2两端的电压为8V;小灯泡的电阻为20Ω。
30. 小华做“探究并联电路中电流的规律”实验时设计了如图1所示的电路。
(1)在连接电路时,开关应处于______状态;
(2)小华先将电流表接在L1所在的支路,闭合开关时发现电流表指针向左偏转,她迅速断开开关,经检查发现电流表的______。正确连接后闭合开关,她观察到灯L2发光,灯L1不发光,电流表的示数为零,电路存在的故障可能是______;
(3)排除故障后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图2甲、乙、丙所示,可读出:I1=0.5A,I2=______A,I=______A,根据测量结果,在误差允许范围内,你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是______;(写出关系式)
(4)为了验证结论的普遍性,她下一步应该做的是______。
A.整理器材,结束实验
B.改变电流表的量程或换电流表再测几次
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
【答案】 ①. 断开 ②. 正负接线柱接反了 ③. 灯泡L1断路 ④. 0.52 ⑤. 1 ⑥. I=I1+I2 ⑦. C
【解析】
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了电路安全,开关应处于断开状态。
(2)[2]因为电流表的正负接线柱接反,所以,闭合开关,电流表指针向左偏转。
[3]根据题意可知,灯L2发光,灯L1不发光,电流表的示数为零,电路存在的故障可能是:灯泡L1断路,如果L1短路的话,两灯都不亮,与题意不符。
(3)[4]根据图2乙可知,电流表的分度值是0.02A,量程时0~0.6A,可读出
I2=0.52A
[5]根据图2丙可知,量程是0~3A,分度值为0.1A,示数为
I=1A
[6]根据测量结果,在误差允许范围内,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2
(4)[7]本实验需要更换不同规格的灯泡进行多次实验,寻找普遍规律,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
31. 小王用图甲所示的电路来“探究影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(代表导体,代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,之间应接入图乙中的___________(选填代表导体的字母);
(2)若在之间分别接入导体B、D,发现接入D导体时灯泡更亮些,由此得到的结论是___________;
(3)实验中,小王发现在之间接入不同导体时灯泡的亮度区别不都是特别明显,为了更容易判断图乙中电阻的大小,你的方法是___________;
(4)完成上述实验后,小王进一步进行了如图丙所示的实验,他把与废日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度越高,钨丝的电阻___________。
【答案】 ①. B、C ②. 当导体材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大 ③. 在电路中接入一个电流表 ④. 越大
【解析】
【详解】(1)[1]为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,应选择两根材料、长度相同,横截面积不同的导体,故选B、C。
(2)[2]在之间分别接入导体B、D,导体B、D长度不同,所以探究导体的电阻与长度的关系,发现接入D导体时灯泡更亮些,说明导体越短,电阻越小,故得出结论:当导体材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
(3)[3]当电阻相差不大时,灯泡的亮度区别不明显,可以在电路中接入电流表,通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。
(4)[4]用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,说明电阻与温度有关,温度高,电流小,电阻大,故得出结论:温度越高,钨丝的电阻越大。
32. 小牟和小李利用实验室的器材进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验,他们选用了三节新的干电池,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻,一个铭牌写着“40Ω,1A”的滑动变阻器,一个开关和若干导线等器材,设计了如图甲所示的实验电路:
(1)请帮助小牟将图甲的电路连接完整(要求滑片向A滑动,电流表示数变大,导线不交叉)___________
(2)为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应该位于___________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,小牟发现电流表几乎没有示数,电压表指针偏转超过量程,问题可能是因为___________(填字母)
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路 C.滑动变阻器开路
(4)排除问题后,小牟顺利进行实验,他将测得的数据绘制成I-U图像,如图乙a所示,则小牟选择的定值电阻阻值为___________Ω。分析图像得到实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成___________比。
(5)同组的小李也完成了该实验并绘制出了I-U图像,如图乙b所示,但是小李发现自己的结论和小牟的结论刚好相反,他出现这个问题可能是因为___________。
(6)小牟发现可以不拆卸电路继续探究电流与电阻的关系,他控制定值电阻两端电压为1.5V:
①滑动变阻器的阻值调到最大后闭合开关,小牟应该看着___________(选填“电压表”或“电流表”),移动滑片,直到定值电阻两端电压达到1.5V,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的示数为___________A;
②小牟继续实验,随机单独地将剩余的电阻接入电路,最终得到如表中所示的数据,小李指出定值电阻为5Ω时的电流“0.18A”这个数据存在明显错误,二人复盘后发现是因为小牟在完成了某一个定值电阻的实验后,只是换上了5Ω的电阻,而没有调节滑动变阻器的滑片,则小牟在5Ω之前接入电路的定值电阻阻值是___________Ω;
③在接入25Ω的定值电阻时,小牟发现无论如何移动滑片,电压表的示数都无法达到1.5V,想要顺利完成该组实验,小牟需要更换一个最大阻值至少为___________Ω的滑动变阻器。
【答案】 ①. ②. B ③. B ④. 15 ⑤. 正 ⑥. 电压表与滑动变阻器并联 ⑦. 电压表 ⑧. 0.1 ⑨. 10 ⑩. 50
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器在本实验中起到保护电路和改变定值电阻两端电压的作用,所以滑动变阻器应和定值电阻串联,滑片向A滑动,电流表示数变大,即滑动变阻器接入阻值变小,所以滑动变阻器接左下接线柱。故电路连接如图所示:
(2)[2]为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器应该接入最大阻值,使电路中的电流最小,故滑动变阻器的滑片应该位于B端。
(3)[3]A.如果定值电阻R短路,则电流表有示数,电压表几乎没有示数,故A不符合题意;
B.如果定值电阻R开路,则电流表与电压表串联接入电路中,由于电压表的内阻很大,所以电流表几乎没有示数,电压表示数接近电源电压,三节新的干电池串联电压为4.5V,超过了电压表0~3V的量程,故B符合题意;
C.如果滑动变阻器开路,则电路为开路,电流表和电压表都没有示数,故C不符合题意。
故选B。
(4)[4]分析I-U图像,当R两端的电压为U=3V时,通过R的电流为I=0.2A,由欧姆定律可知小牟选择的定值电阻阻值为
[5]图乙a是一条倾斜的直线,通过导体的电流随导体两端电压的增大而等比例增大,故通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(5)[6]小李的图象反应的是电流随电压的增大而减小,分析电路可知,滑动变阻器接入阻值增大时,其分的电压增大,电路中的电流减小,故小李可能把电压表与滑动变阻器并联在了一起。
(6)①[7]小牟探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压为1.5V不变,则在调节滑动变阻器时,应该看着电压表,直到其示数为1.5V,然后再去读电流表示数。
[8]由甲图可知,电流表选择的是0~0.6A量程,故由图丙读数可知电流表示数为0.1A。
②[9]小牟在5Ω定值电阻接入电路时,没有调节滑动变阻器的滑片,此时电路电流为0.18A,由欧姆定律可知5Ω电阻两端电压为
此时电路的总电阻为
此时滑动变阻器RP的接入阻值为
则在之前的一次实验中,电路中的电流为
小牟在5Ω之前接入电路的定值电阻阻值为
③[10]在接入25Ω的定值电阻时,电源电压为4.5V,根据串联分压规律可知,想要顺利完成该组实验,定值电阻两端电压为1.5V,则滑动变阻器需要分得3V电压,即滑动变阻器与定值电阻分压之比为2︰1,故需滑动变阻器最大阻值与定值电阻之比至少为2︰1,即滑动变阻器阻值至少为
33. 用伏安法测R的电阻实验中:
(1)图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;___________
(2)实验前,滑动变阻器的滑片P应置于最___________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是电阻R___________(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,当电流表的示数为1A时,电压表的示数如图乙所示为___________V,则所测电阻R的阻值为___________;
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻R的测量结果,小明设计了如图丙所示的电路,可以消除这个影响,为定值电阻。实验步骤如下:
①①闭合开关S1,S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表示数U1和电流表的示数I1;
②___________,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数;
③可测得待测电阻___________(用、、、表示)。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 断路 ④. 5 ⑤. 5 ⑥. 闭合开关S1,断开S2 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]在进行伏安法测R的电阻实验中,电压表应并联在电阻两端,具体由原图知,用导线将电压表的负接线柱与电阻负接线柱连接,如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即最左端。
(3)[3]电路连接完成后,闭合开关发现电流表无示数,则电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,则电路故障可能是待测电阻发生了断路。
(4)[4][5]由图乙可知,电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是5V,由可得,测的电阻R的阻值为
(5)[6][7]由②知,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻为
闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2,此时变阻器、定值电阻、待测电阻和电流表串联,电流表测串联电路的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻为
定值电阻的阻值和电流表内阻不变,解①②得待测电阻的阻值
测量处
A
B
C
电流I/A
0.24
0.24
0.48
测试点
a、b
b、c
c、d
电压表示数
有示数
无示数
有示数
R (Ω)
5
10
15
20
I (A)
0.18
0.15
0.075
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