2022-2023学年天津市红桥区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列说法正确的是( )
A. 电荷的移动形成电流
B. 电路中有电压就一定有电流
C. 家庭电路中电流过大的原因一定是发生短路
D. 长时间使用的手机发烫,是因为电流的热效应
2.电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至会危及生命。安全用电是每一位公民的必备素养。下列做法中符合安全用电原则的是( )
A. 在未断开电源开关的情况下更换灯泡
B. 在家庭电路中安装保险丝或空气开关
C. 可以接触低压带电体,不能靠近高压带电体
D. 不用及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器
3.图示电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,L为小灯泡(假设灯丝电阻不变)。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中( )
A. 电流表示数减小,小灯泡变暗
B. 电压表示数增大,小灯泡变亮
C. 电压表示数与电流表示数的比值减小,小灯泡变亮
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变,小灯泡变亮
4.有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是( )
A. U甲=U乙B. U甲U乙D. 无法判断
5.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,闭合开关,两灯均不亮。已知电路连接正确,是其中一个小灯泡出现了故障。将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表有示数。则电路故障是( )
A. 灯L1短路
B. 灯L2短路
C. 灯L1断路
D. 灯L2断路
7.将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( )
A. 三个用电器均能将电能全部转化为内能
B. 根据R=U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C. 三个用电器消耗的电能一样多
D. 三个用电器产生的热量相等
8.图中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
9.关于电与磁,下列说法正确的是( )
A. 同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
B. 磁场和磁感线都是真实存在的
C. 发电机是利用电磁感应原理制成的
D. 通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场不相似
10.在如图所示家庭电路中,将插头插入插座,打开电视,电视不工作;闭合开关,灯泡不亮;保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A. 零线上保险丝烧断B. 火线上保险丝烧断C. 灯丝烧断D. 插座短路
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
11.利用如图电路探究串联电路的规律,下列做法正确的是( )
A. 分别把开关改接到a、b、c处,可以探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响
B. 分别将电流表串联在a、b、c处,可以探究电路中各处电流的关系
C. 分别将电压表串联在a、b、c处,可以探究电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系
D. 为使探究结论更具普遍性,可更换不冋的用电器或改变电源电压进行多次实险
12.两个定值电阻,甲标有“10Ω1A”,乙标有“15Ω0.6A”,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是( )
A. 甲、乙并联时允许干路最大电流为1.5AB. 甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C. 甲、乙串联时允许电源最大电压为19VD. 甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
13.酒精测试仪可以检测机动车驾驶员是否洒后驾车.酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小,图中R0为定值电阻.R1为酒精气体传感器.如果测试时要求酒精浓度增大时,仪表示数增大.下列符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本大题共6小题,共24分。
14.我国家庭照明电路的电压为______ V;如图所示,电能表的示数是______ kW⋅h。
15.某导体两端的电压是6V,通过它的电流为0.6A,若导体两端的电压为0时,导体电阻是______Ω,200W的电脑正常工作5h消耗的电能为______度。
16.某节能灯泡包装盒上标有“220V 11W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为______A,连续通电1min消耗的电能是______J。
17.小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时,它们相互排斥,则该泡沫小球带______电;小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40Ω,工作时的电流为5A,则通电10s电阻丝产生的热量为______J。
18.图示为电阻A和B的I−U图像.若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压UA、UB之比是________;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为0.6A,则电源电压是________V.
19.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1和A2的示数比为5:2,则R1和R2的阻值之比为______,R1和R2消耗的电功率之比为______。
四、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
20.在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,电源电压保持不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整(导线不得交叉);
(2)连好电路后,闭合开关将滑动变阻器滑片P移至某处时,电压表示数如图2甲所示,若想测量小灯泡的额定功率应将滑动变阻器滑片P向______ 端(选填“左”或“右”)移动,直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图2乙所示,则小灯泡的额定功率为______ W;
(3)在该实验结束后,将小灯泡换成一个定值电阻,还可探究______ 的关系(选填“A”或“B”)。
A.电流与电阻B.电流与电压
21.某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想:
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而______;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。
接下来他们设计了如图甲所示的实验电路进行探究,
他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______(填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数发生变化,则故障原因可能是小灯泡______(填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如下表所示,第5次实验的电流值如图乙所示,则电流大小为______ A;
(4)根据上表记录的实验数据,在如图丙所示的坐标系中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像。通过图像分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而______(填“增大”“不变”或“减小”)。
22.小浩同学想测出一学生电源的电压(电源电压不变)和一个定值电阻Rx的阻值。除了待测的电源和电阻,老师还给他提供了如下器材:一小块电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻、两个开关、导线若干,请你仅用上述器材帮他设计一个测量电源电压和电阻Rx阻值的实验方案,要求:
(1)画出实验电路图(电路组成后不可再拆装、重组);
(2)写出主要实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出电源电压和电阻Rx阻值的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
五、计算题:本大题共3小题,共19分。
23.将电热壶接到220V的家庭电路中,若壶内装有0.5kg的水,现用加热档使水从25℃升高到100℃,加热效率为63%,已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),求;
(1)水吸收的热量;
(2)该电热水壶消耗的电能是多少?
24.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关S1、S,断开S2时,电流表的示数为0.4A。
(1)求电源电压;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,求电流表的示数;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,通电100s,求整个电路消耗的电能。
25.如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“”,电源电压保持不变。
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、电荷定向移动形成电流,故A错误;
B、电路中有电压时,要形成电流还必须保证电路通路,故B错误;
C、家庭电路中电流过大的原因可能是发生短路,也可能是家庭电路中总功率过大,故C错误;
D、手机电路中的元件有电阻,手机长时间使用后,由于电流的热效应会使得手机发热,故D正确。
故选:D。
(1)电荷的定向移动才形成电流;
(2)电路要形成电流必须满足两个必要条件:①有电压②形成了闭合回路;
(3)家庭电路中电流过大的原因:用电器总功率过大或短路;
(4)电流经过导体时会产生热量,这就是电流的热效应。
本题考查了电流的形成、家庭电路电流过大的原因、电流的热效应,属于基础题。
2.【答案】B
【解析】解:A、更换灯泡时容易碰到金属部分,切断电源可以保证金属部分不带电,故A不符合安全用电原则;
B、家庭电路中必须要有保险丝或空气开关,这样在电流过大时可自动切断电源,对电路起到保护作用,故B符合安全用电原则;
C、不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故C不符合安全用电原则;
D、插座、导线和家用电器等达到使用寿命后继续使用,容易造成触电事故,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
(1)更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关,防止发生触电事故;
(2)家庭电路中必须要有保险丝或空气开关;
(3)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
(4)插座、导线和家用电器等老化后要及时更换,防止发生触电事故。
此题考查了安全用电的知识及在使用用电器时应注意的问题,有利于学生对电的正确认识。
3.【答案】C
【解析】解:由图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器两端电压,
滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,变阻器连入阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,由I=UR知,电路中电流变大,所以电流表示数变大;
灯泡电阻不变,根据U=IR知,灯泡两端电压变大,由P=UI知,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮;
由R=UI可知,电压表与电流表比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,所以两表比值变小。
综上分析知,C正确,ABD错误。
故选:C。
由图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器两端电压,由滑片P从b端向a端滑动判断变阻器连入电路的阻值变化,根据串联电路特点和欧姆定律分析判断。
本题考查了电路的动态分析,考查了滑动变阻器的使用、串联电路特点、欧姆定律的应用等,注意灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
4.【答案】A
【解析】解:
由题知,两根镍铬合金丝并联在同一电路中,由并联电路的电压特点可知,它们两端电压U甲=U乙。
故选:A。
并联电路中各支路两端的电压都相等,由此分析解答。
本题考查对并联电路电压特点的理解和应用,属于一道基础题。
5.【答案】B
【解析】解:A.据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,故A不符合题意;
B.据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,且磁感线的方向正确,故B符合题意;
C.据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,故C不符合题意;
D.据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,故磁感线的方向错误,故D不符合题意;
故选:B。
(1)安培定则的内容:用右手握住螺线管,四指弯向螺线管中电流的方向,大拇指所指的就是螺线管的N极。
(2)在磁体的外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。
在解决这种类型的题目时,可先在螺线管的线圈上标上电流的方向,以确定四指的弯曲方向。
6.【答案】C
【解析】【分析】
由图可知,该电路为串联电路;闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路,已知两灯都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路。
用电压表检验电路故障时,将电压表与用电器并联,如果电压表无示数,可能是并联的用电器短路或其它部分断路;如果电压表有示数且较大(接近电源电压),可能是并联的用电器断路或其它部分短路。
【解答】
由图可知,该电路为串联电路;闭合开关两灯均不亮,说明电路出现了断路情况;将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表有示数,说明电压表与电源的正负极之间是接通的,所以故障是灯L1断路。
故选:C。
7.【答案】C
【解析】解:
AB、电烙铁工作时,能将电能全部转化为内能;电风扇、电视机工作时,其消耗的电能不只是转化为内能,还会转化为机械能或光能和声能;
虽然三个用电器的规格相同,但公式R=U2P只适用于纯电阻用电器,即利用该公式能计算电烙铁的电阻,不能计算电风扇和电视机的电阻,事实上它们的电阻也是不相同的,故AB错误;
C、三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是100W,由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多,故C正确;
D、电风扇工作时,电能转化为内能和机械能;电视机工作时,电能转化为内能、光能和声能;电烙铁工作时,电能全部转化为内能;且相同时间内三个电器消耗的电能相同,因此相同时间内,电烙铁产生的热量最多,故D错误。
故选:C。
家庭电路的电压是220V,将三个用电器分别接入家庭电路中,这三个用电器都在额定电压下工作,实际功率等于额定功率,由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗电能的关系;从每个电器工作时的能量转化上分析,电烙铁是纯电阻用电器,可利用公式R=U2P计算其电阻,但不能计算电风扇和电视机的电阻。
用电器工作的过程就是电流做功的过程,也是电能转化成其他形式能的过程,电流通过电器做了多少功,就有多少电能转化成其他形式的能;
本题中学生容易误认为三个电器在相同时间内电流产生的热量一样多,这是由于不了解每个用电器工作时的能量转化造成的。
8.【答案】B
【解析】解:电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
A.图是电磁继电器,是电磁铁的应用,故A不符合题意;
B.图中,当闭合开关后,磁场中的导体会受力而动,即通电导线在磁场中受到力的作用,电动机就是根据此原理制成的,故B符合题意;
C.图中,当导体做切割磁感线运动时,灵敏电流计的指针会发生偏转,即会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故C不符合题意;
D.图是用来研究电磁铁磁性强弱因素的实验,故D不符合题意。
故选:B。
电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的,前者外部没有电源,后者外部有电源。
9.【答案】C
【解析】解:
A、同名磁极相互排斥,异名磁极互相吸引,故A错误;
B、磁场是磁体周围存在的一种特殊的物质,它是看不见的,但它是真实的客观存在;磁感线是为了形象直观地描述磁场而画出来的,不是真实的存在,故B错误;
C、发电机是利用电磁感应原理制成的;发电机工作时消耗了机械能,得到了电能,是将机械能转化为电能的装置,故C正确;
D、通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,故D错误。
故选:C。
(1)同名磁极相互排斥,异名磁极互相吸引;
(2)磁体周围存在磁场,为了描述磁场的分布引入磁感线;
(3)发电机是利用电磁感应原理制成的,工作时机械能转化成电能;
(4)通电螺线管的外部磁场和条形磁体的外部磁场相类似,也是具有规律的。
本题考查了发电机原理、磁场、磁极间的相互作用等知识,难度不大。
10.【答案】A
【解析】解:
将插头插入插座,打开电视,电视不工作;闭合开关,灯泡不亮,说明电路中存在断路故障;若灯丝烧断,则电视机应该工作,故不可能是灯丝烧断;
保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光,插孔的左孔能使氖管发光,说明蓝色线是通的(即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连,如下图);插孔的右孔能使氖管发光,说明红色线是通的(即火线是完好的),综合分析可知是A点左侧的零线断路(可能是零线上保险丝烧断)。
故选:A。
在家庭电路中只有一处故障时,用试电笔检测,氖管发光的接触的是火线,氖管不发光的接触的是零线。
家庭电路故障问题,主要看试电笔的氖管是否发光,发光说明和火线是通路的。
11.【答案】ABD
【解析】解:
A、分别把开关改接到a、b、c处,开关的位置不同,通过开关的通断,可以探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响,故A正确;
B、分别将电流表串联在a、b、c处,电流表测不同位置的电流,可以探究电路中各处电流的关系,故B正确;
C、电压表要并联在用电器两端;若分别将电压表串联在a、b、c处,相当于断路,不能探究电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系,故C错误;
D、本实验是探究串联电路的规律(主要是电流、电压的规律),为使探究结论更具普遍性,可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实险,故D正确;
故选:ABD。
(1)在串联电路中,一个开关可以控制所有用电器,开关位置改变时,控制作用不变;
(2)串联电路中电流处处相等;
(3)电压表电阻很大,要并联在用电器两端;
(4)通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论。
本题是一道实验题,做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答,需要注意的是,在串联电路中一个开关就可以控制所有用电器。
12.【答案】AD
【解析】解:AB、由I=可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为:
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙并联时,电源的最大电压U=U乙=9V,
此时通过甲电阻的电流I甲′=UR甲=9V10Ω=0.9A,通过乙电阻的电流I乙′=UR乙=9V15Ω=0.6A,
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大=I甲′+I乙′=0.9A+0.6A=1.5A,故A正确;
允许乙的最大功率:
P乙′=UI乙′=9V×0.6A=5.4W,故B错误;
CD、因串联电路中各处的电流相等,且甲、乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,
所以,甲、乙串联时电路的最大电流I大′=I乙=0.6A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许电源最大电压:
U大′=I大′(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V,故C错误;
允许甲的最大功率:
P甲′=(I大′)2R甲=(0.6A)2×10Ω=3.6W,故D正确。
故选:AD。
(1)根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流,利用P=UI求出允许乙的最大功率;
(2)两电阻串联时,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压,利用P=UI=I2R求出允许甲的最大功率。
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,关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流中最小的一个,两只电阻并联时最大电压也选最小的。
13.【答案】BD
【解析】解:A、B、C:因为酒精气体传感器和定值电阻需要串联在电路中,根据酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小,所以测试时酒精浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知:定值电阻两端的电压变大,根据串联电路的电压特点,酒精气体传感器两端的电压减小,所以电压表应测定值电阻R0两端的电压;故符合条件的电路图是B.
D:电流表、酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中,当酒精浓度增大时,R1变小,则电路总电阻变小,所以电流变大,D符合要求.
故选B、D
首先根据电路图分析电路的连接方式,分析酒精气体传感器的电阻的变化,然后根据欧姆定律得到电压表示数与电阻R1的关系,结合电流图找出酒精浓度增大时,仪表示数增大的图.
本题考查电路的设计,学生要能结合电路电阻的变化根据欧姆定律判断串联电路中的电流和电压的变化,据此设计电路的连接方式.
14.【答案】2202021.6
【解析】解:我国家庭电路的电压为220V。
电能表中,最后一位数字的单位是0.1kW⋅h,故此表示数是2021.6kW⋅h。
故答案为:220;2021.6。
(1)我国家庭电路的电压是220V;
(2)电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表,上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW⋅h。
此题考查常见电压值以及电能表的读数,属于基础题。
15.【答案】10 1
【解析】解:已知导体两端的电压为U=6V,通过的电流为I=0.6A,
由I=UR可知导体的电阻为:R=UI=6V0.6A=10Ω;
电阻是导体的性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压等因素无关,因此若导体两端的电压为0时,导体电阻是10Ω;
电脑的功率P=200W=0.2kW,
则电脑正常工作5h消耗的电能为:W=Pt=0.2kW×5h=1kW⋅h=1度。
故答案为:10;1。
已知导体两端的电压和通过的电流,利用I=UR的变形式可求出导体的电阻;电阻是导体的性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与其他因素无关;
已知电脑的功率和正常工作时间,利用W=Pt可求出电脑正常工作5h消耗的电能,要注意1kW⋅h=1度。
本题考查了欧姆定律和电能计算公式的应用和对电阻的影响因素的理解,要注意电能单位1kW⋅h就是1度电。
16.【答案】0.05660
【解析】解:根据P=UI可得:
灯泡正常发光的电流为I=PU=11W220V=0.05A;
根据P=Wt可得:
灯泡消耗的电能为W=Pt=11W×60s=660J。
故答案为:0.05;660。
已知灯泡额定电压和额定功率,利用P=UI得到正常发光时的电流;
已知灯泡额定功率和正常工作时间,利用公式W=Pt得到灯泡消耗的电能。
此题考查了电功率变形公式的应用,熟练掌握基本公式和变形公式,根据需要正确选择,是解答电学计算类问题的基础。
17.【答案】负 1×104
【解析】解:
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,根据异种电荷相排斥可知,毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近悬挂的泡沫小球,泡沫小球被排斥,则泡沫小球带负电。
据焦耳定律可知,通电10s电阻丝产生的热量是:
Q=I2Rt=(5A)2×40Ω×10s=1×104J;
故答案为:负;1×104。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,分析小球带电情况;据焦耳定律计算即可。
此题考查了电荷间作用规律、焦耳定律的应用,是一道基础题。
18.【答案】(1)1:2
(2)2
【解析】解:
(1)串联电路中电流处处相等,将A和B串联后接入某电源两端时,若通过的电流I=0.2A时(也可取其他电流值),由图象可知,它们两端的电压UA=1V,UB=2V,则UA:UB=1V:2V=1:2;
(2)由图象可知,当U=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,
则RA=UIA=3V0.6A=5Ω,RB=UIB=3V0.3A=10Ω,
若将A、B并联接入电源两端,则A和B并联的总电阻:
R并=RARBRA+RB=5Ω×10Ω5Ω+10Ω=103Ω;
此时干路电流为0.6A,则由I=UR可得电源电压:U=IR并=0.6A×103Ω=2V。
故答案为:1:2;2。
(1)在AB的I−U图象中任找一点读出对应的电流和电压,再据欧姆定律得出两元件两端的电压。
(2)在AB的I−U图象中任找一点读出对应的电流和电压,根据欧姆定律求出元件AB的电阻;根据电阻的并联求出并联时的总电阻,已知干路电流为0.6A,利用欧姆定律可求得电源电压。
本题考查了电阻的串联和并联以及欧姆定律的应用,关键是根据图象得出两元件的电阻。
19.【答案】2:3 3:2
【解析】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1和R2的电流之比:I1I2=IA1−IA2IA2=IA1IA2−1=52−1=32,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=UR可得,R1和R2的阻值之比:R1R2=UI1UI2=I2I1=23,
由P=UI可得,R1和R2消耗的电功率之比:P1P2=UI1UI2=I1I2=32。
故答案为:2:3;3:2。
由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比,根据P=UI求出两电阻消耗的电功率之比。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道基础题目。
20.【答案】右 0.75B
【解析】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的小量程应并联到小灯泡的右接线柱上,如图所示:
;
(2)灯在额定电压下正常发光,图甲中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为0.5V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理可知应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流大小为0.3A,则灯额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)A、研究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变定值电阻的大小,因只有一个电阻,故A不可探究;
B、研究电流与电压关系时,要控制电阻大小不变,故在该试验后把小灯泡换成一个定值电阻,还可探究电流与电压的关系,故选B。
故答案为:(1)如上图所示;(2)右;0.75;(3)B。
(1)电压表应并联在待测小灯泡的两端,并根据小灯泡的额定电压选择合适的量程;
(2)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
由图乙电流表小量程读数,根据P=UI求灯的额定功率;
(3)研究电流与电压的关系,要控制电压不变,改变定值电阻的大小;
研究电流与电压关系时,要控制电阻大小不变
本题“测小灯泡的电功率”实验考查电路连接、电流表读数、电功率的计算以及控制变量法的运用。
21.【答案】增大 左 短路 0.48增大
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端;
(2)电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,灯泡不亮,则可能与电压表并联的灯泡被短路;
(3)由图知电流表的量程为0−0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A;
(4)根据表格数据描点画出图像,如下图所示:
由图所示I−U图像可知,随灯泡电压U变大,通过灯泡的电流变大,
且△U>△I,由I=UR得灯丝电阻R=UI可知,灯丝电阻变大,
所以灯丝电阻随温度升高而增大。
故答案为:(1)左;(2)短路;(3)0.48;(4)见上图;增大。
(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;
(2)常见的电路故障有断路路与短路两种,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,灯泡不亮,则可能与电压表并联的灯泡被短路;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(4)根据表格数据描点画出图像;
可以从温度对电阻的影响分析灯丝电阻变化的原因。
此题主要考查额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律,考查了注意事项、故障分析、图像的画法和分析等知识,是一道中考常见题。
22.【答案】解:
(1)两电阻并联,一开关控制干路,另一开关控制Rx支路,电流表位于干路,如图所示:
(2)
实验步骤:
①闭合S,断开S1,读出此时电流表示数I1;
②闭合S及S1,读出此时电流表示数I2;
(3)电源电压及待测电阻表达式:
由步骤①根据欧姆定律可得:电源电压U=I1R0,
由步骤②根据并联电路特点和欧姆定律可得,待测电阻:
Rx=UIx=I1R0I2−I1
【解析】【分析】
由题目给出的器材,可以采用两个电阻并联的方式,分别测出通过定值电阻R0和未知电阻Rx的电流,利用并联电路的电压特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值。
本题是一道实验设计题,有一定的难度,知道测电路电阻的原理:欧姆定律,熟练应用电路的特点、欧姆定律即可解题。
本题还可以采用两电阻串联,开关与其中一个电阻并联,利用开关的闭合断开改变电路中的电流,利用串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值。
【解答】
解:
(1)两电阻并联,一开关控制干路,另一开关控制Rx支路,电流表位于干路,如图所示:
(2)实验步骤:
①闭合S,断开S1,读出此时电流表示数I1;
②闭合S及S1,读出此时电流表示数I2;
(3)电源电压及待测电阻表达式:
由步骤①根据欧姆定律可得:电源电压U=I1R0,
由步骤②根据并联电路特点和欧姆定律可得,待测电阻:Rx=UIx=I1R0I2−I1。
故答案为:(1)见上图;(2)①闭合S,断开S1,读出此时电流表示数I1;②闭合S及S1,读出此时电流表示数I2;(3)Rx=I1R0I2−I1。
23.【答案】解:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(100℃−25℃)=1.575×105J;
(2)由η=Q吸W可得,该电热水壶消耗的电能
W=Q吸η=1.575×105J63%=2.5×105J;
答:(1)水吸收的热量为1.575×105J;
(2)该电热水壶消耗的电能是2.5×105J。
【解析】(1)已知水的质量,水从25℃升高到100℃,由Q=cm△t可求得水吸收的热量;
(2)由η=Q吸W可求得该电热水壶消耗的电能。
本题是一道电学与热学的综合应用题,综合性强;与生活相连,使学生觉得学了物理有用。
24.【答案】解:(1)当闭合开关S1、S,断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测通过的电流,
由I=UR可得,电源电压:
U=I1R1=0.4A×30Ω=12V;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,
则电流表的示数:
I2=UR2=12V10Ω=1.2A;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,R1与R2并联,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1、R2的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A,
通电100s整个电路消耗的电能:
W=UIt=12V×1.6A×100s=1920J。
答:(1)电源电压为12V;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电流表的示数为1.2A;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,通电100s,整个电路消耗的电能为1920J。
【解析】(1)当闭合开关S1、S,断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测通过的电流,根据欧姆定律求出电源电压;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,根据欧姆定律求出电流表的示数;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,R1与R2并联,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1、R2的电流不变,根据并联电路的电流特点求出干路电流,利用W=UIt求出通电100s整个电路消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意开关均闭合时通过R1、R2的电流不变。
25.【答案】解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与小灯泡L串联,L正常发光,电流表测量电路中的电流,
电路中电流I=I1=I额=0.3A,
由I=UR可得R1两端电压U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V,
由串联电路电压特点可得电源电压U=U额+U1=2.5V+7.5V=10V;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点知U=U1′=U2=10V,
通过R1的电流I1=UR1=10V25Ω=0.4A,
由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流
I2=I′−I1=0.6A−0.4A=0.2A
所以R2的阻值R2=UI2=10V0.2A=50Ω。
答:(1)电源电压为10V;(2)R2的阻值为50Ω。
【解析】(1)当S1和S3都断开时,R2断路,R1和灯L串联,灯L正常发光,可知灯泡两端电压和通过灯泡的电流,根据U=IR可求出R1两端的电压,由串联电路的电压规律知电源电压;
(2)当S1和S2都闭合时,灯L短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,根据并联电路电流规律可得通过R2的电流,由欧姆定律知R2的阻值。
本题考查欧姆定律的应用,难度适中。次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
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