2022-2023学年山东省青岛实验中学九年级(下)开学物理试卷(含解析)
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得分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1. 下列哪组物体在通常情况下属于绝缘体( )
A. 人体、大地 B. 铅笔芯、塑料尺 C. 硬币、陶瓷罐 D. 玻璃棒、橡胶棒
2. 第一个发现电流磁效应的科学家是( )
A. 奥斯特 B. 法拉第 C. 欧姆 D. 安培
3. 如图甲所示电路中,电源电压为5V,电压表的示数如图乙所示,则灯L1两端的电压为( )
A. 2.4V B. 5V C. 12V D. 2.6V
4. 下列关于实验仪器的使用方法,错误的是( )
A. 电流表应该与被测元件串联
B. 电压表应该和被测元件并联,但不能直接接在电源两极
C. 用滑动变阻器调节小灯泡的亮度,滑动变阻器应该和小灯泡串联
D. 使用电流表测量之前要先用较大量程试触,防止被测电流超过电流表的量程
5. 如图所示,甲、乙、丙、丁是4幅实验装置图,其中下列解释合理的是( )
A. 甲实验说明导体在磁场中运动时一定产生电流
B. 乙实验说明磁场能产生电流
C. 丙实验说明同名磁极相斥,异名磁极相吸
D. 丁实验说明了磁体周围的磁感线的方向
6. 由同种材料制成长度相同的AB和BC两段导体,AB的横截面积比BC的小,将它们按照如图所示的方式串联接入电路中,不计温度的影响。下列判断正确的是( )
A. 通过两段导体的电流:IAB
A. 插排上的插孔与指示灯是串联关系 B. “跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C. “跳闸”的原因一定是电路发生了短路 D. “跳闸”的原因可能是电路总功率过大
8. 如图所示,电源电压一定,当开关S断开时,电流表的示数为0.5A,开关S闭合后,电流表示数改变了0.3A,则R1与R2的阻值之比是( )
A. 5:3
B. 2:3
C. 5:8
D. 3:5
9. 如图所示是家用电热水壶及其铭牌,则下列说法中不正确的是( )
品名:***
类型:电热水壶
容量:2L
尺寸:***
电压:220V
材料:不锈钢
功率:2200W
型号:**
A. 该电热水壶使用时要将其金属外壳接地
B. 电热水壶接在家庭电路中使用时,工作电流为0.1A
C. 该电热水壶工作过程中将电能转化为内能
D. 将电热水壶装满的50℃的水烧开,需要吸收的热量为4.2×105J
10. 下列关于物理概念的说法中,正确的是( )
A. 物体温度升高一定是吸收了热量
B. 用电器的电功率越大,消耗的电能就越多
C. 金属导体中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反
D. “遥知不是雪,为有暗香来”,是因为发生了扩散现象,所以能闻到香味
11. 如图所示,电源电压保持不变。下列说法正确的是( )
A. 同时闭合开关S1和S3,则电源可能被烧坏
B. 同时闭合开关S1和S2,则R1被短接,只有R2接入电路
C. 只闭合开关S1,则R1与R2串联;再将滑片P向左移,电路总功率变大
D. 同时闭合开关S2和S3,则R1与R2并联;再将滑片P向右移,电路的总电阻变小
12. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B. 甲图通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C. 甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D. 乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4:1
13. 如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法正确的是( )
A. 若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.8W
D. 若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.6W
14. 如图甲所示电路中,电源电压恒为5V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电流表、电压表连入电路的量程分别为“0~0.6A”和“0~3V”,小灯泡上标有“3V”字样,通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为12Ω
B. 滑片P向b端移动,电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时,小灯泡10s消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件,滑动变阻器的取值范围为8~15Ω
15. 为什么沿海地区夏季比内陆地区凉爽?
答:因为水的比热容比较 ,水和干泥土相比,在同样受热和冷却的情况下,吸收或放出的热量 ,但水的温度变化比干泥土 。因此沿海地区的夏季比内陆地区凉爽。
16. 如图为大型电子地磅的电路图,当称重物时,在压力作用下滑片P向______端滑动,变阻器连入电路的电阻______,电流表的示数______(后两空选填“变大”“变小”或“不变”).这样把与电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量。
17. 如图所示是扬声器的结构示意图,当线圈中通过如图所示电流时,通电线圈将在磁场中 ;当线圈中通入相反方向的电流时,线圈的受力方向也随着 ,由于通过线圈的电流方向不断变化,线圈就不断 ,带动纸盆,于是扬声器就发声。
18. 根据小磁针静止时的指向,在图中标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。
19. 投影仪灯泡功率很大,所以需要风扇散热,使用后,应先关闭灯泡L,再关闭风扇M;请用笔画线表示导线在如图中把电路连接完整,要求实现:先断开开关S1,灯泡熄灭,风扇继续转动,再断开开关S2,风扇才停止转动:若只闭合开关S1,灯泡不亮。
20. 探究影响导体电阻大小的因素
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中通过观察 可以更直观的比较电阻丝电阻的大小。
(2)要探究导体电阻与导体材料是否有关,应将 两根电阻丝接入电路中。
(3)若将A、C两根电阻丝接入电路中,电流表的示数不同,初步得到的结论是:当材料和长度相同时,导体的电阻跟 有关。
(4)小明把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现小灯泡的亮度逐渐变暗,电流表的示数变 ,得出导体的电阻还可能跟 有关的结论。
21. 小红在测定值电阻阻值的实验中连接了实验电路图:
(1)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应位于最 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数接近于3V,改变滑动变阻器滑片的位置,两电表指针的位置不变。电路中有一处故障,可能是 。
A.电流表短路
B.导线a断路
C.导线b断路
D.电压表短路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,获得了几组数据,如图乙表盘所示,是他在第二次实验中电流的测量结果,则该电流值为 A,该电阻的阻值为 Ω。该实验中虽然电压表电阻很大,电流表的电阻很小,但也会影响本实验中R的测量结果,采用图甲的方法,所测的电阻值将比实际值偏 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.2
2
1.5
3
2.0
0.4
(4)若用该电路研究电流与电阻的关系时,应分别将阻值不同的定值电阻接入电路,再分别调节滑动变阻器,目的是 。
A.改变定值电阻两端电压
B.控制定值电阻两端电压一定
C.控制电路中的电流一定
D.多次测量减小实验误差
(5)如果把定值电阻换成小灯泡,将干电池换成8V的电源,要测量小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为3V,灯泡阻值大约为6Ω。由于灯丝电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”),则实验中通过小灯泡的电流与两端的电压 (选填“成”或“不成”)正比,灯泡的亮度取决于灯的 ,实验中应该选铭牌标记为 的滑动变阻器。
A.5Ω,1A
B.15Ω,0.4A
C.20Ω,1A
D.100Ω,5A
22. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素:
用如图装置进行实验。通过实验______可知:电磁铁磁性与匝数有关,比较______两次实验,可知:匝数相同时,______越大,电磁铁的磁性越强。通过比较电磁铁______判断磁性强弱,运用了______法。
23. 老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中,按照图组装好了实验器材。
(1)连接好电路,开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片,导体棒ab不动;闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显,有同学把导体棒换用轻质塑料棒,实验______(填“能”或“不能”)成功,塑料棒是______(选填“导体”或“绝缘体”),上述实验现象说明磁场对______有力的作用,______(填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与______有关。
(3)若要使导体棒ab向左运动,可采取的方法(写出1种):______。
(4)若想用上述器材研究发电机的工作原理,闭合开关前,应将电路中的电源换成______(填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”),再闭合开关,让导体棒ab左右切割磁感线运动,观察实验现象。
24. 探究“什么情况下磁可以生电”。
如图所示,将蹄形磁体放在水平桌面上,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB,导线AB的两端跟灵敏电流计连接,导线AB和灵敏电流计组成闭合回路。
(1)使导线AB竖直上下运动,发现电流计的指针 (选填“偏转”或“不偏转”);再使导线AB水平向右运动,电流计指针向右偏转;再让导线AB水平向左运动,电流计指针向 偏转,这说明感应电流的方向与导体 的方向有关。
(2)使导线AB以速度v1水平向右运动,观察电流计指针偏转的角度,接着使导线AB以速度v2(v2>v1)水平向右运动,则观察到电流计指针偏转角度与前一次相比 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
25. 如图甲为某款电热水壶,其电路原理图及主要参数如图乙及表格所示,有加热和保温两个挡位,其内部电路由发热电阻R1和R2组成,R1=20R2。求:
电压
220V/50Hz
容量
1升
保温挡
55W
加热挡
(1)R1的阻值是多少?
(2)加热挡的电功率是多大?
(3)在额定电压下,加热挡工作时将1kg、初温20℃的水加热至75℃需要多长时间?(假设电热全部被水吸收)
26. 如图所示,电源电压不变,定值电阻R1=20Ω,小灯泡L标有“6V 3.6W”字样。当开关S闭合,S1、S2断开,滑片P从b端滑动到滑动变阻器中点时,电流表示数变化了0.2A,此时小灯泡恰好正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。(画出对应的等效电路)
求:(1)小灯泡的电阻值;
(2)电源电压和滑动变阻器的最大阻值;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电路的最小电功率。
27. 将电流表改装成电压表
实验室常用的电压表是由小量程的电流表改装而成的。图甲是一个量程为0~6mA的电流表,其内阻Rg=10Ω.在电路中,我们可以把小量程的电流表看成一个定值电阻Rg与能显示电流的表盘G串联在一起(如图乙),同样遵从欧姆定律。当有电流通过时。电流可以从表盘G上读出。
(1)如图丙所示,若将电流表G串联一个定值电阻RA后。在A、B之间加上3V电压时,通过表盘G的电流达到最大值6mA,这样A、B之间就相当于一个量程为0~3V的电压表。则串联的定值电阻RA=______。
(2)如果电流表的示数用IA表示,串联的定值电阻的阻值用RA表示,则改装成的电压表的读数U与IA和RA的关系式为U=______(用IA、RA、Rg表示)。
(3)若串联的定值电阻成RA=2490Ω,图丁电流表的表盘上已经标出了0V的位置,请标出5V、12V的位置。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、人体、大地都属于导体;故A错误;
B、铅笔芯、塑料尺中,铅笔芯尺导电,属于导体;故B错误;
C、硬币、陶瓷罐中,硬币易导电,属于导体;故C错误;
D、玻璃棒、橡胶棒中,都不容易导电,都属于绝缘体;故D正确;
故选:D。
容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
2.【答案】A
【解析】解:奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电流磁效应的科学家,故A符合题意。
故选:A。
电流磁效应即电流产生磁场的现象,是1820年丹麦的物理学家奥斯特发现的。
本题考查了物理学史,记清每位物理学家的贡献是解题的关键。
3.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测量L2两端电压;
由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L1两端的电压:U1=U−U2=5V−2.4V=2.6V。
故选:D。
根据电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测量L2两端电压,根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数,根据串联电路电压规律求出灯L1两端的电压。
本题考查串联电路的电压规律和电压表的读数,是一道基础题。
4.【答案】B
【解析】解:A、电流表应该与被测元件串联,故A正确;
B、电压表应该和被测元件并联,能直接接在电源两极,测量电源电压,故B错误;
C、用滑动变阻器调节小灯泡的亮度,滑动变阻器应该和小灯泡串联,故C正确;
D、使用电流表测量之前要先用较大量程试触,防止被测电流超过电流表的量程,故D正确。
故选:B。
根据对电流表、电压表、滑动变阻器等电学仪器的连接要求,结合选项中的描述逐一对照做出判断。
本题考查了电流表、电压表和滑动变阻器的基本连接和使用要求,属最基本的实验技能的考查,是我们应该熟练掌握的。
5.【答案】C
【解析】解:A.甲实验说明通电导体在磁场中受到力的作用,故A错误;
B.乙实验中当将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会产生偏转,说明通电导体能产生磁场,故B错误;
C.丙实验中当将同名磁极相互靠近时,两磁极相互排斥;当将异名磁极相对时,两磁极相互吸引,故C正确;
D.图丁中,小磁针的指向与该点磁感线的方向相反,故D错误。
故选:C。
(1)甲图是探究通电导体在磁场中受到力的作用的实验;
(2)乙图是奥斯特实验;
(3)丙图是磁极间的相互作用;
(4)在磁体外部磁感线从磁体的N极出来回到S极,小磁针静止时北极所指的方向,为该点的磁场方向。
在研究实验时应注意实验的目的、意义、装置及数据的分析等,实验为我们物理的基础,也是中考中的热点,应特别重视。
6.【答案】C
【解析】解:A、两段导体串联,由串联电路的电流特点所以通过两导体的电流相等,即IAB=IBC,故A错误;
BC、导体AB和BC由同种材料制成、长度相同,由图可知导体AB横截面积比BC的小,根据影响导体电阻大小的因素可知,RAB>RBC,
利用P=I2R可知PAB>PBC,故B错误,C正确;
D、由U=IR可知,UAB>UBC,故D错误。
故选:C。
(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,由此分析两导体的电阻关系;
(2)根据串联电路的电流特点可知通过两段导体的电流大小关系;由欧姆定律可得导体两端电压的大小关系,根据P=UI=I2R可知AB、BC段的功率大小关系。
本题考查了串联电路的电流特点、电压特点和欧姆定律公式的应用,关键是根据影响电阻的大小因素确定两段导体电阻的大小。
7.【答案】D
【解析】解:A、插排上的插孔与指示灯是并联的,故A错误;
BCD、小明家将切割机插入插排,切割机工作时,家中的空气开关出现了“跳闸”现象,这说明切割机的功率过大,造成干路中电流过大,故D正确,BC错误。
故选:D。
插座中接入的所有用电器是并联的,开关处于干路上;电流过大的原因是短路或总功率过大。
本题通过插座,考查了电路的连接方式、电流过大的原因等知识,属于基础题目。
8.【答案】D
【解析】解:开关S断开时,电路为电阻R1的简单电路,电流表测量通过电阻R1的电流;当开关S闭合后,两电阻并联,电流表测量总电流。
因为并联电路各支路互不影响,所以开关S闭合后,通过R1的电流不变,仍为I1=0.5A,
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,
所以电流表示数的变化值就是通过电阻R2的电流,即I2=0.3A;
因为并联电路各支路两端的电压相等,由R=UI可得,R1与R2的阻值之比:
R1R2=UI1UI2=I2I1=0.3A0.5A=35,故D正确。
故选:D。
开关S断开时,电路为电阻R1的简单电路,电流表测量通过电阻R1的电流;
当开关S闭合后,两电阻并联,电流表测量总电流。
电流表增加的示数就是通过电阻R2的电流,根据并联电路的电压规律和R=UI求出R1与R2的阻值之比。
本题考查电流、电阻的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白开关断开与闭合时电路的连接情况,要知道并联电路电压和电流的规律。
9.【答案】B
【解析】解:
A、电热水壶使用时要将其金属外壶接地,符合安全用电的原则,一旦漏电时电流会流入大地,对人体起到保护作用,故A正确;
B、电热水壶接在家庭电路中使用时,由P=UI得工作电流为:I=PU=2200W220V=10A,故B错误;
C、该电热水壶工作过程中消耗了电能得到了内能,即将电能转化为内能,故C正确;
D、2L水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10−3m3=2kg,
则标准气压下,将电热水壶装满的50℃的水烧开,水需要吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−50℃)=4.2×105J,故D正确;
故选:B。
A、电热水壶使用时要将其金属外壶接地,符合安全用电的原则,一旦漏电时电流会流入大地,对人体起到保护作用;
B、电热水壶接在家庭电路中使用时,由P=UI得工作电流;
C、该电热水壶工作过程中消耗了电能得到了内能,即将电能转化为内能;
D、根据m=ρV得出2L水的质量;标准气压下,水的沸点为100℃,根据Q=cm△t得出将电热水壶装满的50℃的水烧开,水需要吸收的热量。
本题考查了热量的计算、电功率公式的运用,是一道综合题。
10.【答案】CD
【解析】解:A、物体温度升高,可能是物体吸收了热量,也可能是对物体做了功,故A错误;
B、根据公式W=Pt可知,电流做功多少与电功率大小和通电时间有关,所以不知道通电时间,电功率大的用电器消耗的电能不一定就越多,故B错误;
C、正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,故C正确;
D、由于花香分子在永不停息地做无规则运动,诗人在远处就能闻到淡淡的梅花香味,这是扩散现象,故D正确。
故选:CD。
(1)改变内能的方式有做功和热传递;
(2)根据公式W=Pt分析消耗电能的多少;
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;
(4)物质是由分子组成的,分子不停地做无规则运动;分子间有间隙,分子之间存在着相互作用的引力和斥力;温度越高,分子无规则运动越剧烈。
本题考查了温度与热量的关系、电能与电功率的关系、电路的方向、扩散现象,是一道基础题。
11.【答案】ABC
【解析】解:
A、由图知,同时闭合开关S1和S3,导线将电源两极直接连接起来,则会出现电源短路,电源可能会被损坏,故A正确;
B、同时闭合开关S1和S2,则R1被短接(被短路),不接入电路中,只有R2接入电路,故B正确;
C、只闭合开关S1,则R1与R2串联;再将滑片P向左移,变阻器连入电路中的电阻变小,根据电阻的串联规律,总电阻变小,由P=U2R可知,电路的总功率变大,故C正确;
D、同时闭合开关S2和S3,则R1与R2并联;再将滑片P向右移,变阻器连入电路中的电阻变大,根据电阻的并联规律可知,电路的总电阻变大,故D错误。
故选:ABC。
(1)同时闭合开关S1和S3,根据电源短路的含义分析;
(2)同时闭合开关S1和S2,分析电路的连接回答;
(3)分析电路的连接、根据变阻器连入电路中的电阻变小,由电阻的串联,根据P=U2R,确定电路的总功率变化;
(4)分析电路的连接,根据并联电阻的规律分析。
本题考查串联、并联电路的规律及电功率公式的运用,关键是电路的分析。
12.【答案】ABD
【解析】解:A、乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故乙图实验装置实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故A正确;
B、甲中两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而右侧电阻大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知右侧容器内电阻产生的热量多,根据转换法,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大,故B正确;
C、根据转换法,甲、乙实验装置都是利用U形管中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的,故C错误;
D、乙图中,设通过左侧容器电阻的电流为I,由并联电路电压的规律及欧姆定律可知,通过两并联等值电阻的电流相等,由并联电路电流的规律可知,通过右侧容器内电阻的电流为0.5I,即通过左、右容器中电阻的电流之比为:2:1,根据Q=I2Rt,可知在电阻和通电时间不变时,电阻产生的热量与电流的平方成正比,故乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4:1,故D正确。
故选:ABD。
(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联、并联电路电流的规律分析;
(2)电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的空气加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
(3)根据并联电路电压的规律及欧姆定律和并联电路电流的规律,得出通过左、右容器中电阻的电流之比,根据Q=I2Rt求解。
本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
13.【答案】ABC
【解析】解:A、由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
随着酒精气体浓度的增大,传感器R2的阻值变小,根据串联电路电阻规律可知总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大(电流表示数变大),由U=IR可知定值电阻R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
BC、由题知,当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为U1=2V,
根据串联电路电压的规律可知R2两端电压:U2=U−U1=8V−2V=6V,
电路中的电流:
I=I2=U2R2=6V60Ω=0.1A,
由欧姆定律可得定值电阻R1的阻值:
R1=U1I=2V0.1A=20Ω,故B正确;
此时电路消耗的总功率为:
P=UI=8V×0.1A=0.8W,故C正确;
D、当电流表示数达到I′=0.2A时,此时R1两端的电压:U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V,
由串联电路电压规律可得,此时R2两端的电压:U2′=U−U1′=8V−4V=4V,
此时R2消耗的电功率为:
P2=U2′I′=4V×0.2A=0.8W,故D错误。
故选:ABC。
(1)由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;随着酒精气体浓度的增大,传感器R2的阻值变小,根据串联电路电阻规律可知总电阻变小,由欧姆定律可得电路中电流表和电压表示数的变化情况;
(2)当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V,根据串联电路电压的规律和欧姆定律求出定值电阻R1的阻值;根据P=UI得出此时电路消耗的总功率;
(3)当电流表示数达到0.2A时,根据欧姆定律求出此时R1两端的电压,利用公式P=UI可以求出此时R1消耗的电功率。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率的计算等知识,难度不大。
14.【答案】AD
【解析】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时的电压UL=3V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A,
由I=UR可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL=ULIL=3V0.25A=12Ω,故A正确;
B、滑片P向b移动,接入电路中的电阻变大,
因串联电路中电阻越大分得的电压越大,
所以,滑动变阻器分得的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
C、当电流表的示数为0.2A时,由图像可知灯泡两端的电压UL′=2V,
通电10s小灯泡消耗的电能:
WL=UL′It=2V×0.2A×10s=4J,故C错误;
D、因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.25A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.25A,此时小灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
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:
U滑=U−UL=5V−3V=2V,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑=U滑I大=2V0.25A=8Ω,
当滑动变阻器两端的电压U滑大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时灯泡两端的电压:
UL′=U−U滑大=5V−3V=2V,
由图像可知,电路中的电流I小=0.2A,
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R滑′=U滑大I小=3V0.2A=15Ω,
所以,为保护电路元件,滑动变阻器的取值范围为8Ω~15Ω,故D正确。
故选:AD。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图像读出通过灯泡的电流,根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻;
(2)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据串联电路的分压特点可知电压表示数的变化;
(3)当电流表的示数为0.2A时,根据图像读出灯泡两端的电压,根据W=UIt求出通电10s小灯泡消耗的电能;
(4)比较灯泡正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻;当电压表的示数最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大电阻。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
15.【答案】大 相同 小
【解析】解:因为水的比热容比较大,水和泥土相比,在同样受热和冷却的情况下,吸收和放出的热量相同,但水的温度变化比干泥土小。因此沿海地区的夏季比内陆地区凉爽。
故答案为:大;相同;小。
水的比热容大,在同样吸放热条件下,水的温度变化小。
本题考查了利用水的比热容特点来解释自然现象,是基础题。
16.【答案】B 变小 变大
【解析】解:当压力增大时,滑动变阻器的滑片P向B端滑动,此时连入电路的电阻变小,总电阻减小,根据公式I=UR电路中的电流增大,
故答案为:B;变小;变大。
解决此题的关键是理解当压力变化时改变的是滑动变阻器的阻值,从而导致电路中的电流变化,这样通过观察电流表就可以称出物体的质量。
此题型是利用滑动变阻器的原理,结合电路知识,把质量的大小转化成电流的大小。
17.【答案】受力运动 改变 振动
【解析】解:如图所示是扬声器的结构示意图,当线圈中通过如图所示电流时,通电线圈将在磁场中受力运动;当线圈中通入相反方向的电流时,线圈的受力方向也随着改变,由于通过线圈的电流方向不断变化,线圈就不断振动,带动纸盆,于是扬声器就发声。
故答案为:受力运动;改变;振动。
(1)通电线圈在磁场中要受到力的作用。
(2)通电线圈受力的方向与磁场方向和电流方向有关。
(3)扬声器把变化的电流还原为声源的振动。
知道通电线圈在磁场中受力转动以及它的应用;知道扬声器的基本工作过程。
18.【答案】解:由图可知,小磁针静止时的左端为N极,根据异名磁极相互吸引,则通电螺线管的右端为S极,左端为N极。
根据安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的右端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端流入,则电源的左端为正极,右端为负极,如图:
【解析】①知道小磁针静止时N极的指向,根据磁极间的相互作用判断出通电螺线管的磁极。
②根据安培定则判断出电流的方向,确定电源的正负极。
对于安培定则,共涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,告诉其中的两个可以确定第三个。
19.【答案】解:
由题知,先断开开关S1,灯泡熄灭,风扇继续转动,再断开开关S2,风扇才停止转动,灯和风扇并联;
若只闭合开关S1,灯泡不亮。由此可知S1在灯所在支路上,S2在干路上,如图所示:
【解析】先分析题意,得出灯、电风扇的连接方式,以及两个开关的位置,据此连接电路,注意开关要接在火线和用电器之间。
本题考查了电路的连接,分析题意确定两个开关的位置是关键。
20.【答案】电流表的示数 A、D 导体的横截面积 小 导体温度
【解析】解:(1)可以通过电流表示数大小可以更直观的比较导体电阻大小;
(2)要探究导体电阻与导体材料是否有关,应控制导体长度与横截面积相同而材料不同,由表中数据可知,应选编号为A、D的两根电阻丝进行实验;
(3)由表中数据可知,A、C两电阻丝的材料、长度相同而横截面积不同,将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此可知:当材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积有关;
(4)当用酒精灯对白炽灯的钨丝进行加热时,钨丝的温度就会升高,电阻就会增大,此时电路中的电流就会减小,灯泡的亮度就会变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的温度有关。
故答案为:(1)电流表的示数;(2)A、D;(3)导体的横截面积;(4)小;导体温度。
(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,根据串联电路的特点分析小灯泡的作用;
(2)(3)根据控制变量法的要求,根据实验目的或实验现象分析答题;
(4)电阻与导体的温度有关,对于大多数金属导体而言,电阻随温度的升高而增大。
本题是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,注意转换法和控制变量法在此实验中的应用。
21.【答案】断开 右 B 0.3 5 小 B 增大 不成 实际功率 C
【解析】解:(1)为保护电路安全,在连接电路前,开关要断开;滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即最右端;
(2)闭合开关后,电流表示数为零,说明电路中有断路故障;电压表的示数接近于3V,并且移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数不变,说明电压表与电源两极间是连通的,则可知与电压表并联的部分有断路,即可能是导线a断路,故选B;
(3)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,
根据欧姆定律可知该电阻的阻值R=UI=1.0V0.2A=1.5V0.3A=2.0V0.4A=5Ω。
该实验中虽然电压表电阻很大,电流表的电阻很小,但也会影响本实验中R的测量结果,采用图甲的方法,电流表测量通过定值电阻和电压表的电流之和,故所测的电流值大于通过定值电阻的电流值,根据欧姆定律可知所测的电阻值将比实际值偏小;
(4)若用该电路研究电流与电阻的关系时,应分别将阻值不同的定值电阻接入电路,再分别调节滑动变阻器,目的是控制定值电阻两端电压一定,故选B;
(5)由于灯丝电阻随温度升高而增大,则实验中通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,灯泡的亮度取决于灯的实际功率。
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时,电路中的电流IL=ULR=3V6Ω=0.5A,
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压U滑=U−UL=8V−3V=5V,
滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U滑IL=5V0.5A=10Ω,
且D选项中,滑动变阻器的阻值太大,调节不方便,故实验中应该选铭牌标记为C的滑动变阻器。
故答案为:(1)断开;右;(2)B;(3)0.3;5;小;(4)B;(5)增大;不成;实际功率;C。
(1)为保护电路安全,连接电路时要断开开关,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处;
(2)首先根据电流表无示数确定电路是断路,电压表接近电源电压可以判断电压表并联的部分断路;
(3)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律可知该电阻的阻值。
该实验中虽然电压表电阻很大,电流表的电阻很小,但也会影响本实验中R的测量结果,采用图甲的方法,电流表测量通过定值电阻和电压表的电流之和,故所测的电流值大于通过定值电阻的电流值,根据欧姆定律可知所测的电阻值的变化情况;
(4)若用该电路研究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压一定;
(5)由于灯丝电阻随温度升高而增大,则实验中通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,灯泡的亮度取决于灯的实际功率。
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时电路中的电流,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的阻值,并结合实际操作要求,选出合适的滑动变阻器。
本题为测定值电阻阻值的实验,考查注意事项、故障分析、电阻计算、器材选择、实验结论等知识。
22.【答案】丙 甲、乙 电流 吸引大头针的多少 转换
【解析】解:要研究电磁铁磁性与线圈匝数关系,应控制电流相同,改变线圈的匝数;丙实验中将两线圈串联,保证电流相同,线圈匝数不同,所以应选择实验丙;
比较甲、乙两次实验,可知线圈匝数相同,调节滑动变阻器,改变了电流大小,且电流越大,电磁铁吸引大头针数目越多,表示电磁铁的磁性越强,所以得出的结论是:线圈匝数相同时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强;
通过电磁铁吸大头针的多少判断磁性强弱,运用了转换法。
故答案为:丙;甲、乙;电流;吸引大头针的多少;转换。
(1)电磁铁磁性强弱跟电流的大小、线圈匝数的多少、是否有铁芯有关;
(2)研究电磁铁磁性强弱的关系采用控制变量法;
(3)电磁铁磁性的强弱无法用眼睛观看,我们可以通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性强弱,这种方法是转换法。
掌握电磁铁磁性强弱的影响因素。如何用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素。
23.【答案】不能 绝缘体 通电导体 电动机 电流大小 改变磁场方向或改变导体中电流方向 灵敏电流计
【解析】解:(1)为使实验现象更明显,有同学把导体棒换用轻质塑料棒,塑料棒是绝缘体,不容易导电,所以实验不能成功;
该实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,据此制成了电动机;
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与电流大小有关;
(3)要使直导线ab向左运动,可以改变磁场方向,也可以改变导体中电流方向;
(4)研究电磁感应现象时,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
故答案为:(1)不能;绝缘体;通电导体;电动机;(2)电流大小;(3)改变磁场方向或改变导体中电流方向;(4)灵敏电流计。
(1)通电导体在磁场中受力的作用,电动机就是根据这个原理制成的;
(2)根据滑动变阻器的连接方式判定电路中电流的变化;
(3)磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向和电流方向有关,当变化其中一个方向时,受力方向变化,两个方向同时改变,受力方向不变;
(4)研究电磁感应现象时,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
本题为实验探究题,考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用,认真读题从中得出相关信息是关键。
24.【答案】不偏转 左 切割磁感线运动 变大
【解析】解:(1)使导线AB竖直上下运动,此时导体不切割磁感线,不会产生感应电流,发现电流计的指针不偏转;再使导线AB水平向右运动,电流计指针向右偏转;再让导线AB水平向左运动,电流计指针向左偏转,这说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
(2)使导线AB以速度v1水平向右运动,观察电流计指针偏转的角度,接着使导线AB以速度v2(v2>v1)水平向右运动,切割磁感线运动的速度越大,产生的感应电流越大;则观察到电流计指针偏转角度与前一次相比变大。
故答案为:(1)不偏转;左;切割磁感线运动;(2)变大。
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象。感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
(2)感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度有关。
知道电磁感应现象;知道感应电流的方向与导体运动的方向有关,电流的大小与导体运动的速度有关。
25.【答案】解:(1)当S1、S2闭合时,R1、R2并联;当S2闭合,S1断开时,电路为R1的简单电路;
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,所以由P=UI=U2R可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电热水壶为加热挡;电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,电热水壶为保温挡;
由表中数据可知,保温功率P保温=55W,
由P=UI=U2R可知,保温时电路的总电阻:R保温=U2P保温=(220V)255W=880Ω,
因为保温时电路为R1的简单电路,所以R1的阻值:R1=R保温=880Ω;
(2)因为R1=20R2,所以R2的阻值:R2=120R1=120×880Ω=44Ω,
加热挡时R2的电功率:P2=U2R2=(220V)244Ω=1100W,
由并联电路的特点可知,加热挡时R1的电功率:P1=P保温=55W,
则加热挡的电功率:P加热=P1+P2=55W+1100W=1155W;
(3)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(75℃−20℃)=2.31×105J,
因为电热全部被水吸收,所以电热水壶加热时消耗的电能:W=Q吸=2.31×105J,
由P=Wt可知,加热需要的时间:t=WP加热=2.31×105J1155W=200s。
答:(1)R1的阻值为880Ω;
(2)加热挡的电功率为1155W;
(3)需要的时间为200s。
【解析】(1)由P=UI=U2R可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合并联电路电阻规律和P=UI=U2R可知各挡位时电路的连接;
根据P=UI=U2R求出保温时电路的电阻,即为R1的阻值;
(2)根据R1=20R2求出R2的阻值,根据P=UI=U2R求出加热挡时R2的电功率,根据并联电路的特点可知加热挡时R1的电功率,根据电路的总功率等于各用电器电功率之和求出加热挡时的电功率;
(3)根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量;根据电热全部被水吸收可知电热水壶加热时消耗的电能,根据P=Wt求出需要的时间。
本题考查并联电路的特点、电功率公式、热量公式的应用,正确的判断电热水壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
26.【答案】解:(1)由P=UI可知,
小灯泡的电阻正常工作时的电流I=PU=3.6W6V=0.6A;
由I=UR得:
小灯泡的电阻值RL=UI=6V0.6A=10Ω;
(2)闭合S,断开S1、S2,滑片P由b端向中点移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据I=UR可知,电路中的电流变大,所以滑片P在中点时的电流比滑片P在b端的电流大,
闭合S,断开S1、S2,滑片P位于滑动变阻器中点时,L、R串联,R0断开,电路如下图1所示,
图1
小灯泡正常发光,电路电流I1=0.6A:
由I=UR得
电源电压U=I1(RL+R2)即:
U=0.6A×(10Ω+R2)……①,
由题意可得,当滑片P位于滑动变阻器b端时,电路如下图2所示,
图2
电路电流:I2=0.6A−0.2A=0.4A;
电源电压U=I2(RL+R)即:
U=0.4A×(10Ω+R)……②,
解①②得:U=12V;R=20Ω;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,小灯泡短路,R0、R并联,电路如图3所示,
图3
当滑动变阻器电阻最大时,总电流最小,
电路消耗的最小电功率P=U2R+U2R0=(12V)220Ω+(12V)220Ω=14.4W。
故答案为:(1)小灯泡的电阻值是10Ω;
(2)电源电压是12V,滑动变阻器的最大阻值是20Ω;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电路的最小电功率14.4W。
【解析】(1)利用P=UI可算出小灯泡正常发光的电流,由I=UR可求出灯泡的电阻;
(2)当开关S闭合,S1、S2断开,该电路为滑动变阻器R和小灯泡L的串联电路,电流表测电路中的电流;滑片P从b端滑动到滑动变阻器中点时,电流表示数变化了0.2A,此时小灯泡恰好正常发光,利用P=UI求出灯泡正常发光时的电流,进而可求出滑片P在b端时电路中的电流;分别利用欧姆定律将滑片P在b端和中点位置时的电源电压表示出来,将两组表达式联立即可解出滑动变阻器的最大阻值和电源电压;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,L被短路,该电路为滑动变阻器R和定值电阻R0的并联电路,电流表测干路的电流;并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,利用欧姆定律求出通过R0的电流,并联电路中各个支路之间互不影响;当变阻器电阻最大时,即干路电流最小,据此求出通过滑动变阻器的最小电流,利用P=UI求出电路的最小电功率。
本题考查了对欧姆定律和电功率计算公式的应用,解题关键是利用电源电压不变,通过解方程组的方法求出电源电压和滑动变阻器的最大阻值。
27.【答案】解:(1)由图丙可知,RA与Rg串联,表盘G测电路中的电流,
当在A、B之间加上3V电压时,通过表盘G的电流达到最大值I大=6mA=6×10−3A,
由I=UR可得,A、B间的总电阻:
RAB=UABI大=3V6×10−3A=500Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,串联的定值电阻:
RA=RAB−Rg=500Ω−10Ω=490Ω;
(2)当电路中的电流为IA时,电压表的示数:
U=IA(RA+Rg);
(3)若串联的定值电阻成RA=2490Ω,
当电压表的示数为5V时,通过G表的电流:
I1=U1RA+Rg=5V2490Ω+10Ω=2×10−3A=2mA,
当电压表的示数为12V时,通过G表的电流:
I2=U2RA+Rg=12V2490Ω+10Ω=4.8×10−3A=4.8mA,
所以,5V对应的位置是2mA处,12V对应的位置是4.8mA处,如下图所示:
【解析】(1)由图丙可知,RA与Rg串联,表盘G测电路中的电流,当在A、B之间加上3V电压时通过表盘G的电流达到最大值,根据欧姆定律求出A、B间的总电阻,利用电阻的串联求出串联的定值电阻的阻值;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出改装成的电压表的读数U与IA和RA的关系式;
(3)若串联的定值电阻成RA=2490Ω,根据电阻的串联和欧姆定律求出电压表的示数为5V、12V时通过G表的电流,然后标注对应的位置。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,明白电流表的特点和改装为电压表时的原理是关键。
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