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安徽省合肥市瑶海区联考2024-2025学年九年级(上)第二次月考物理试卷(含解析)
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这是一份安徽省合肥市瑶海区联考2024-2025学年九年级(上)第二次月考物理试卷(含解析),共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.如图所示,对图中现象,解释正确的是( )
①图甲:被丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中玻璃棒失去了电子
②图乙:A中正电荷可以通过金属棒流向B,使B中的金属箔带同种电荷而张开
③图丙:摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
④图丁:用细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互排斥,则两小球一定带有异种电荷
A. ①②B. ③④C. ②④D. ①③
【答案】D
【解析】解:①甲中被丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中玻璃棒失去了电子,故①正确;②乙中电子可以通过金属棒流向A,使A中的金属箔带同种电荷而张开,故②错误;
③丙中摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,故③正确;
④丁中用细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互排斥,则两小球一定带有同种电荷,故④错误。
故选:D。
(1)摩擦过程中失去电子的带正电;
(2)摩擦起电时能移动的是电子;
(3)带电体具有吸引轻小物体的性质;
(4)电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
本题考查了摩擦起电的有关知识,属于基础题。
2.下列有关“电”的说法正确的是( )
A. 只要有电荷的运动,就会形成电流
B. 导体中有电流,其两端一定有电压
C. 电路两端有电压就一定有电流
D. 电路中电源外部和内部的电流方向都是从正极到负极
【答案】B
【解析】解:A、电荷的定向移动形成电流,故A错误;
BC、电路两端要有电压,且电路通路,电路中才会有电流,故B正确,C错误;
D、电路中电源外部的电流方向是从正极到负极,电源内部的电流方向是从负极到正极,故D错误。
故选:B。
A、电荷的定向移动形成电流;
B、电压是形成电流的原因;
C、电路中有持续电流的条件:有电压,电路通路;
D、电路中电源外部的电流方向是从正极到负极,电源内部的电流方向是从负极到正极。
此题考查了电流的形成、有持续电流的条件、电流的方向,属基础题目。
3.如图所示,图中箭头表示接好电路闭合开关后电流的方向,甲、乙、丙、丁四处分别接有电源、电灯、电铃和开关中的一种,且开关控制整个电路。则根据电流的方向可知( )
A. 甲处可能接电铃B. 乙处可能接开关C. 丙处一定接开关D. 丁处一定接电源
【答案】B
【解析】解:根据电流的流向可知,丙、丁处不可能接电源,只可能接用电器,否则会出现电流朝向同一方向。而甲、乙处一定有一个是电源,再根据开关控制整个电路可知,甲、乙处应该是电源和开关。
综上所述,甲、乙应该是电源和开关,而丙、丁应该是电灯和电铃。
故选:B。
解答本题应掌握:电源外部电流由电源的正极流出,经用电器后由电源的负极流入。根据选项的描述逐一尝试可做出判断。
本题考查电源外部电流的规律及用电器的不同接法,应注意假设法的灵活应用。
4.如图所示,当开关S闭合后,只有一盏灯亮,两个电表中只有一个表有示数,则该电路的故障可能是( )
A. 灯泡L2开路
B. 灯泡L1开路
C. 灯泡L2短路
D. 电流表开路
【答案】A
【解析】解:A.灯泡L2开路,电路为L1的简单电路,电流表示数为0,电压表示数等于电源电压,故A符合题意;
B.灯泡L1开路,电路为L2的简单电路,电流表测量L2的电流,电压表测量L2的电压,两电表均有示数,故B不符合题意;
C.灯泡L2短路,L1也被短路,两个灯泡都不发光,故C不符合题意;
D.电流表开路,电压表、电流表示数均为0,故D不符合题意。
故选:A。
由电路图可知,两灯泡并联,电流表测L2电流;常见电路故障有:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因。
电路故障短路和断路的判断,短路时电路中有电流,断路时电路中无电流。特别是电压表所测的用电器断路,电压表与电路串联。要会辨别不同故障所出现的不同情况。
5.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B. 电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
C. 电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小
D. 电流表A的示数变大,电压表V2的示数变小
【答案】B
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源两端的电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;
综上所述,B正确。
故选:B。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表V1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,进一步判断选项得出答案。
本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律、串联电路的电压关系,分析电路图确定两电阻的连接方式和电表所测电路元件是本题关键。
6.用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U−I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A. 图甲是定值电阻的U−I图象,图乙是小灯泡的U−I图象
B. 由图象可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C. 由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
【答案】D
【解析】解:
A、根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U−I图象,则图乙是灯泡的U−I图象,故A正确;
B、由图象甲可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,且电压变化比电流变化快,所以灯泡电阻逐渐增大,灯泡电压和电流越大,其实际功率越大,温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;
D、灯泡的电阻是变化的,不能取多次测量的平均值减小误差,是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,故D错误。
故选:D。
(1)电阻一定时,电流与电压成正比;由此分析图象可知两图象是哪个的U−I图象,并分析灯泡U−I图象可知灯泡电阻与温度关系;
(2)根据图乙判断灯丝电阻的特点,然后分析多次测量小灯泡电阻的目的。
本题考查了图象分析、欧姆定律的的理解,知道导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变,关键会根据图象判断电阻是否为定值电阻。
7.如图所示是测量水流冲击力的装置,其中电源电压恒为6V,电阻丝MN长20cm,总电阻为20Ω,其阻值与接入电路的长度成正比;弹簧左端固定,右端连接有滑块,并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时,滑片P与M端接触,电流表的示数为0.1A,弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长1cm(水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度),电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流恒为0.1A
B. 水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值变大
C. 水流冲击力增大时电压表示数不变
D. “冲力表”的刻度是不均匀的
【答案】A
【解析】解:AB、图中定值电阻与电阻丝串联,电流表测电路的电流,电压表测滑片P以左部分电阻丝的电压,
因电压表接在变阻器的滑片上,滑动变阻器接入电路全部电阻丝,根据串联电阻的规律可知电路的总电阻保持不变,由欧姆定律可知通过电路的电流不变,
已知滑片P与M端接触,电流表的示数为0.1A,故电路中的电流恒为0.1A,故A正确,B错误;
C、水流冲击力增大时P向右移动,P以左电阻丝变长,电阻变大,根据U=IR可知电压表示数变大,故C错误;
D.电压表的表盘改装为“冲力表”,电压表示数为UV=IRP左=0.1A×RP左,
电阻丝MN长20cm,总电阻为20Ω,其阻值与接入电路的长度成正比,且弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长1cm(水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度),根据影响电阻大小的因素,P以左电阻丝的电阻大小与冲力大小成正比,故“冲力表”的刻度是均匀的,故D错误。
故选:A。
AB、图中定值电阻与电阻丝串联,电流表测电路的电流,电压表测滑片P以左部分电阻丝的电压,
因电压表接在变阻器的滑片上,故无论P如何移动,滑动变阻器接入电路全部电阻丝,根据串联电阻的规律结合欧姆定律可知电路的电流是否改变;
C、水流冲击力增大时P向右移动,P以左电阻丝变长,电阻变大,根据U=IR可知电压表示数的变化;
D.电压表的表盘改装为“冲力表”,根据U=IR表示电压表示数,
电阻丝MN长20cm,总电阻为20Ω,其阻值与接入电路的长度成正比,且弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长1cm(水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度),根据影响电阻大小的因素,P以左电阻丝的电阻大小与冲力大小成正比,进一步判断“冲力表”的刻度是否均匀。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
二、填空题:本大题共9小题,共18分。
8.在探索微小粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而建立了原子的核式结构模型。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明毛皮的原子核对核外电子的束缚能力比橡胶______(选填“强”或“弱”)
【答案】弱
【解析】解:被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒得到了电子,毛皮失去电子,说明毛皮原子核对核外电子束缚能力比橡胶棒原子核对核外电子的束缚能力弱。
故答案为:弱。
摩擦起电的原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同,在摩擦的过程中束缚能力强的物体得电子带负电,束缚能力弱的失电子带正电。
摩擦起电,并不是创造了电荷,其实质是电子的转移,两个物体摩擦起电,这两个物体带的电性相反,电荷量相等。
9.一个半圆形的薄电阻片,如图(a)所示夹在两导体板之间时,测得电阻值为R,则如图(b)夹在两导体板之间时测得的电阻为______。
【答案】4R
【解析】解:设一个工圆薄金属片的电阻为R0,图a为两个工圆薄金属片并联,R1=12R0=R,而图b为两个一圆薄金属片串联,R2=2R0=4R。
故答案为:4R。
串联电路总电阻R=R1+R2,并联电路的总电阻1R=1R1+1R2。
本题主要考查学生串、并联电路电阻的关系,难度适中。
10.小李同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电表指针向左偏转至如图所示位置,原因是______。
【答案】电流表使用前未调零
【解析】解:小李同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电表指针向左偏转至如图所示位置,原因是电流表使用前未调零。
故答案为:电流表使用前未调零。
使用电流表前,应先进行调零。
本题考查电流表的使用,属于基础题。
11.在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻是0.01Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为3.0V时,电流表示数为100mA,则短路位置距离乙地______km。
【答案】18.5
【解析】解:由欧姆定律可知短路位置到甲地的两条输电线的电阻值:R=UI=3.0V100×10−3A=30Ω;
导线总长度:L=30Ω0.01Ω/m=3000m=3km,
短路位置离甲地的距离:s=12×L=12×3km=1.5km,
短路位置距乙地的距离是20km−1.5km=18.5km。
故答案为:18.5。
知道电压表和电流表的示数,利用欧姆定律求出短路位置到甲地的两条输电线的电阻值;
已知1m导线的电阻值,然后让总电阻除以一米导线的电阻即可求出导线的长度,从而确定出短路的地点离甲和乙地的距离。
本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用,知道短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。
12.如图为灯泡L和定值电阻R的I−U图像,若将其串联在电源电压为5V的电路中,L和R的阻值之比为______。
【答案】1:4
【解析】解:将L和R串联在电源电压为5V的电路中,串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,
根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知当I=0.2A时,UL=1V,UR=4V,
则L与R的阻值之比为RLR=。
故答案为:1:4。
将L和R串联在电源电压为5V的电路中,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知此时灯泡的电压和电阻的电压,根据欧姆定律得到电阻之比。
本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
13.为了保护学生的视力,合肥市第38中学教室里的日光灯更换成了如图所示的LED护眼灯,控制LED护眼灯的开关与LED护眼灯的连接方式是______联的。
【答案】串
【解析】解:为了保护学生的视力,合肥市第38中学教室里的日光灯更换成了如图所示的LED护眼灯,控制LED护眼灯的开关与LED护眼灯的连接方式是串联的。
故答案为:串。
(1)串联:电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式,只有一条电流路径,无分叉;
(2)并联:电路元件并列连结在电路中的电路连接方式,至少有两条电流路径,有分叉。
本题考查串联和并联概念与辨析,属于基础题。
14.如图a所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑片P从a端移至b端过程中,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图b所示,当变阻器滑片在中点时,电压表V1和电压表V2的示数之比为______。
【答案】2:3
【解析】解:由图a可知,R1、R2组成串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,
当滑片P移到b端时,甲的示数为0V,乙的示数为8V,故甲是滑动变阻器的U—I图像;乙是定值电阻的U—I图像;
从图中信息可知,电源电压为8V,R1=U1I1=8V0.8A=10Ω;
滑动变阻器的电阻R2=U2I2=6Ω0.2A=30Ω;
故当滑动变阻器接到中点时,它们的电压之比:
U滑:U1=12R滑:R1=12×30Ω:10Ω=15:10=3:2,
故U1:U滑=2:3。
故答案为:2:3。
由图a可知,R1、R2组成串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,根据图示和欧姆定律计算它们的电压之比。
本题考查了欧姆定律的运用,有一定难度。
15.一只标有“10Ω 1.5A”的定值电阻和一只标有“20Ω 2A”的定值电阻,在保证所有电路元件安全的前提下,并联接入电路,当它们两端加的电压最大时,干路电流为______A。
【答案】2.25
【解析】解:它们两端允许所加的最大电压分别为:U1=I1R1=1.5A×10Ω=15V,U2=I2R2=2A×20Ω=40V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电路两端最大电压U′=U1=15V,此时通过第一个定值电阻的电流为1.5A,
此时通过第二个定值电阻的最大电流:I′2=U1R2=15V20Ω=0.75A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许通过的最大电流:I=I1+I′2=1.5A+0.75A=2.25A。
故答案为:2.25。
根据欧姆定律求出定值电阻两端允许所加的最大电压,两者并联时电路两端的最大电压为两者较小的,判断出定值电阻的最大电流,再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流。
本题考查并联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
16.如图甲所示,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则R2两端的电压为______V。
【答案】1.5
【解析】解:由图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压。两个电压表指位置完全一样,由于串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,
则电压表V1的示数大于电压表V2的示数,
所以电压表V1选择的量程是0~15V,分度值为0.5V,其示数,即电源电压为U=7.5V,
电压表V2选择的量程是0~3V,分度值为0.1V,其示数,即R2两端的电压为U2=1.5V。
故答案为:1.5。
由图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压。两个电压表指位置完全一样,根据串联电路的电压规律判断两表所选的量程,并读数。
本题考查串联电路的电压规律,明确各电压表的测量对象和选择的量程是关键。
三、作图题:本大题共1小题,共2分。
17.请根据如图所示的实物图,在方框内画出对应的电路图
【答案】解:
由实物图知,电流从电源正极流出后经开关S1后分成两支,一支通过L1,另一支路经过L2、S2,两支电流汇合后回到电源负极,由此画出电路图如图所示:
【解析】根据实物图明确电流的流向,确定电路的串并联性质,再画出相应的电路图。
关键是根据电流的流向法,明确串并联电路的性质,再结合元件的连接顺序来画电路图,注意电路图与实物图要对应。
四、实验探究题:本大题共3小题,共16分。
18.在“测量小灯泡电阻”的实验中,小灯泡的额定电压U=2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的电阻R= ______Ω。
(3)做完实验后,小明看到实验台上有一个定值电阻R,上边的数字模糊不清,想测出它的阻值,可是发现电压表损坏,经过小组讨论设计了如图丙和丁两个电路图,小明认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出R的阻值。你认为能测出R阻值的电路图是______。
【答案】5 丙
【解析】解:
(1)要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器滑片以右电阻丝连入电路中(可将金属杆左端或右端连入)与灯串联,如下图所示:
(2)某小组闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,接下来应该进行的操作是电流表指针调零;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.5A,由欧姆定律,则小灯泡的电阻:
R=UI=Ω;
(3)图丙中,只闭合右上面的开关时,R与灯并联后再与滑动变阻器串联,电流表测灯泡的电流,移动滑片使电流表示数等于灯泡正常发光的电流0.5A,由并联电路电压的规律,此时R两端电压等于灯泡的额定电压2.5V;然后断开右上面的开关,再闭合左边的开关,电路连接没有变化,各电阻大小和电压大小不变,灯仍正常发光,此时电流表测出总电流,根据并联电路的电流特点得可到R的电流,再由欧姆定律计算R的电阻,所以丙图可行;
丁图中,无论开关处于何种状态,都不能确定灯泡是否正常发光,这样就不能得到R的电压和电流,故丁图不可行。
故答案为:(1)如上所示;(2)5;(4)丙。
(1)根据滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮确定变阻器滑片以右电阻丝连入电路中;
(2)电流表使用前要调零;
(3)由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数,由欧姆定律求出灯泡的电阻;
(4)有电流表和灯泡,借助并联电路特点测量出R的电压和电流,从而计算其电阻,由此分析电路解答。
本题测量小灯泡电阻的实验,考查了实物图的连接、电流表的调试、读数及电阻计算和对实验方案的评估。
19.化学课上学到通过电解水制取氢气,但是纯水又不具有导电性,在制取过程中可以在水中加入溶液以增强导电性。某学习小组在学习了导体电阻的知识后,欲探究食盐溶液的导电性与其浓度的关系,设计的电路图如图所示,两个电极M、N石墨棒分别固定在水槽的两侧,通过更换质量、温度相同,但浓度不同的食盐溶液,测出了如表所示实验数据。
(1)连接电路时,开关应断开;
(2)实验中溶液导电性的强弱是通过比较______来确定的;
(3)分析表格中的数据,可得到的结论是:其他条件相同时,______。
【答案】电流表的示数 溶液的浓度越大,导电性越强
【解析】解:(2)实验中溶液导电性的强弱是通过比较电流表的示数来确定的;
(3)分析表格中的数据可知,溶液的浓度越大,通过的电流越大,可得到的结论是:其他条件相同时,溶液的浓度越大,导电性越强。
故答案为:(2)电流表的示数;(3)溶液的浓度越大,导电性越强。
结合电路图中电流表的示数进行记录、比较、分析。
本题是运用控制变量法研究溶液的导电性。
20.在探究通过导体的电流与电压、电阻关系的实验中,提供的器材有:两节干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整,要求滑片P向右调节时其接入阻值变小;
(2)小强连完最后一根导线时,两电表均偏转,他的操作中存在的问题是______。同组同学提醒后他们按规范继续实验,记录多组电压表和对应的电流表的示数,画出如图乙的I−U图像,可得到的结论是______;
(3)接着探究电流与电阻关系,首先将5Ω的定值电阻接入电路,调节变阻器,电流表示数如图丙,此时的电流为______A;完成这一次实验后,接下来他计划更换10Ω的定值电阻继续实验,如图流程图丁的①的操作为:断开开关,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,请在流程图的②处写出他应该完成的操作:② ______。
【答案】开关没有断开 在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比 0.4 使电压表的示数仍为2V
【解析】解:(1)滑片P向右调节时其接入阻值变小,则滑片的右下方接线柱接入电路中。电源由两节干电池串联,则电压表选小量程并联在定值电阻两端。如下图所示:
(2)小虎连完最后一根导线时,两电表均偏转,则他的操作中存在的问题是连接电路时,开关没有断开,导致连好最后一根导线时,电路是通路。
由图乙的I−U图像可知,图像是一条过原点的直线,所以可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;
(3)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,接下来他计划更换10Ω的定值电阻继续实验:①断开开关,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处; ②闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为U=IR=0.4A×5Ω=2V,然后读出电流表的示数。
故答案为:(1)见上图;(2)开关没有断开;在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;(3)0.4;使电压表的示数仍为2V。
(1)按照要求滑片P向右移动时,变阻器接入电路的阻值变小,即把滑动变阻器右下接线柱接入电路,同时将电压表并联在定值电阻两端;
(2)在连接电路时为了保护电路,应将开关断开,据此作答;根据图乙得出实验结论;
(3)根据图丙中电流表选用的量程判断其分度值,再结合指针位置读数即可。
本题考查了探究通过导体的电流与电压、电阻关系的实验,涉及了电路的改接和电路连接时的注意事项、图象分析、电流表的读数和实验的操作等,考查较综合,难度一般。
五、计算题:本大题共3小题,共20分。
21.实验桌上有一个电学器件,该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成,a、b两点接电源,如图所示。两电阻的额定电压均为6V,电阻R1的阻值为20Ω,当该电学器件正常工作时,电流表示数为0.45A,求:电学器件
(1)此时通过电阻R1的电流;
(2)此时通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】解:(1)并联电路中各支路两端的电压相等,
根据欧姆定律知,通过R1的电流:I1=UR1=6V20Ω=0.3A;
(2)根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:
通过R2的电流:I2=I−I1=0.45A−0.3A=0.15A;
(3)根据I=UR可得电阻R2的阻值:R2=UI2=6V0.15A=40Ω。
答:(1)此时通过电阻R1的电流为0.3A;
(2)此时通过电阻R2的电流为0.15A;
(3)电阻R2的阻值为40Ω。
【解析】(1)根据欧姆定律求出通过R1的电流;
(2)根据并联电路的特点求通过R2的电流;
(3)由欧姆定律计算R2的阻值。
本题考查欧姆定律和并联电路的规律的应用,难度中等,是一道中考常见题。
22.如图甲所示,电源电压恒定不变,灯泡L的额定电压为6V,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A。当断开开关S1、S3,闭合S2,移动滑片,电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I−U图象。求:
(1)电源电压;
(2)R1的电阻;
(3)闭合S1、S2、S3时,滑动变阻器允许接入的最小电阻;
【答案】解:(1)当断开开关S1、S3,闭合S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表示数为3V时灯泡正常发光,
所以,电源的电压:U=UL+U2=6V+3V=9V;
(2)由图乙可知,电阻R1两端的电压U1=4V时通过的电流I1=0.2A,
由I=UR可得,R1的电阻:R1=U1I1=4V0.2A=20Ω;
(3)闭合S1、S2、S3时,灯泡L被短路,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1支路的电流:I1′=UR1=9V20Ω=0.45A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,通过R2支路的最大电流:I2′=I′−I1′=0.6A−0.45A=0.15A,
则滑动变阻器允许接入的最小电阻:R2小=UI2′=9V0.15A=60Ω。
答:(1)电源电压为9V。
(2)R1的电阻为20Ω。
(3)闭合S1、S2、S3时,滑动变阻器允许接入的最小电阻为60Ω。
【解析】(1)当断开开关S1、S3,闭合S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表示数为3V时灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压和额定电压相等,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)根据图乙读出一组电阻R1两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出R1的电阻;
(3)闭合S1、S2、S3时,灯泡L被短路,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1支路的电流,利用并联电路的电流特点结合电流表的量程求出通过R2支路的最大电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器允许接入的最小电阻。
本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用等,分清电路的结构和从图象中获取有用的信息是关键。
23.如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。则在电路安全工作的前提下,请计算出:
(1)当电流表的示数为150mA时,此时环境的湿度为多少?
(2)湿度RH为20%时,求电压表示数。
(3)装置能监测湿度RH的最大值是多少?
【答案】解:(1)当电流表的示数为150mA时,即I=150mA=0.15A时,
由I=UR得,电路总电阻:
R=UI=12V0.15A=80Ω,
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,
则此时R接入电路中的阻值为:
R=R总−R0=80Ω−30Ω=50Ω,
由图象可知,当R=50Ω时,此时湿度RH的值为40%;
(2)当湿度RH为20%时,由图象可知,R1=30Ω
则总电阻:R总=R0+R1=30Ω+30Ω=60Ω,
所以电流为:I1=UR总=12V60Ω=0.2A,
则湿敏电阻R两端的电压:UR=I1R1=0.2A×30Ω=6V;
(3)由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压的规律可知湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),
由于电压表量程为0~9V,所以湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时监测的湿度最大;
当湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,R0两端的电压为:U0=U−UR最大=12V−9V=3V,
则电路中的最小电流为:I最小=I0=U0R0=3V30Ω=0.1A,
根据欧姆定律可知,湿敏电阻R的最大阻值为:
R最大=UR最大I最小=9V0.1A=90Ω,
由图丙可知,该装置能监测湿度的最大值为80%。
答:(1)当电流表的示数为150mA时,此时环境的湿度为40%;
(2)湿度RH为20%时,电压表示数为6V;
(3)装置能监测湿度RH的最大值是80%。
【解析】由图可知:定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电流表的示数为150mA时,利用欧姆定律即可求出此时电路中的总电阻,然后根据串联电路的电阻特点求出R接入电路中的阻值;
(2)由图象可知当湿度RH=20%时,湿敏电阻的电阻值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中电流,然后求出电压表的示数;
(3)由于串联电路中电阻两端的电压随电阻值的增大而变大,所以根据电压表的最大示数,利用串联电路的特点和欧姆定律求出此时电路中的最小电流和R的电阻,由图丙即可判断得出能监测湿度的最大值。
本题考查欧姆定律在串联电路中的应用,涉及电流、电压、电阻的计算及图像分析,难度较大。溶液浓度
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电流I/A
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