2023-2024学年陕西省西安市长安区九年级上学期物理期末试题及答案
展开1.本试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题).全卷共8页,总分100分.考试时间100分钟.
2.领到试卷和答题卡后,请用0.5毫米黑色墨水签字笔,分别在试卷和答题卡上填写姓名和准考证号.
3.请在答题卡上各题的指定区域内作答,否则作答无效.
4.答作图题时,先用铅笔作图,再用规定的签字笔描黑.
5.考试结束,本试卷和答题卡一并交回.
第一部分(选择题 共30分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,计30分.每小题所给的四个选项中,只有一个符合题意)
1. 在如图所示的电路中,当开关闭合时,灯、均不亮,为了查找电路的故障,某同学用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡才发光,若电路只有一处断路,位置可能是( )
A. 导线①B. 开关C. 导线②D. 灯泡
【答案】D
【解析】
【详解】导线一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C都不发光,说明断路的位置在C点和电源负极之间,与D接触时小灯泡发光,说明断路的位置在C、D之间,则是灯泡断路。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 如图所示的电路中,闭合开关S后,两个小灯泡串联的是( )
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关S闭合后,灯泡L1和灯泡L2并列连接,两个小灯泡并联,故A不符合题意;
B.开关断开时,灯泡L1和灯泡L2串联接入电路,开关闭合后,开关所在的导线把灯泡L2短路了,电路相当于只有L1的简单电路,故B不符合题意;
C.开关闭合后,两个灯泡L1和L2串联接入电路,故C符合题意;
D.开关闭合后,电路中有两条支路,一条经过L1,一条经过L2,两个灯泡并列连接,属于并联,故D不符合题意。
故选C。
3. 如图所示,当闭合电路中的开关后,下列关于电路元件的说法中,正确的是( )
A. 灯不亮B. 灯不亮C. 电流表无示数D. 电池会被烧坏
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,电流表与L1并联,L1被短路,故L1不亮,电路为L2与电流表串联的电路,故L2发光,电流表有示数,电池不会被烧坏。
故选A。
4. 如图所示电路,闭合开关S1,四个电表均有示数;再闭合开关S2后,四个电表中示数发生变化的是( )
A. A1B. V1C. A2D. V2
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,闭合开关S1,电路为上面灯泡的简单电路,两个电压表都测电源两端的电压,电流表A2和电流表A1测量电路中的电流;再闭合开关S2后,两个灯泡并联,两个电压表都测电源两端的电压,电流表A2测量通过上面灯泡的电流,电流表A1测量干路中的电流;由于电源电压不变,所以两个电压表示数都不变;并联电路各支路互不影响,通过上面灯泡的电流不变,所以电流表A2示数不变;根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变大,所以电流表A1示数变大。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 某种材料制成的三根电阻丝,长度关系为,横截面积的关系为,现将它们串联接入电路,关于它们的电阻和通过它们的电流,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】三根材料相同电阻丝,1和2比,L1>L2,S1=S2,材料和横截面积相同,长度越长,电阻越大,1长度长,1电阻大,即R1>R2;2和3比,L2=L3,S2
R1>R2>R3
串联电路的电流处处相等,所以它们串联接入电路时,通过的电流关系为
I1=I2=I3
故ABC错误,D正确。
故选D。
6. 如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变大的有( )个。
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】由左边起第一图中可知,此时滑动变阻器接入了左下和左上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小;
由左边起第二图中可知,此时滑动变阻器接入了左下和右上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小;
由左边起第三图中可知,此时滑动变阻器接入了右下和右上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大;
由左边起第四图中可知,此时滑动变阻器接入了右下和左上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大。故可知当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的有2个,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 如图是电阻A和B的图像,下列判断正确的是( )
①当A两端的电压为时,通过它的电流为
②当流过B的电流为时,它两端的电压为
③将A、B串联,当通过它们的电流为时,它们两端的总电压为
④将A、B并联,当它们两端的电压为时,则通过干路的电流为
A. ①③B. ①④C. ②④D. ②③
【答案】A
【解析】
【详解】①由电阻A的图像可知,当A两端的电压为2V时,通过它的电流为0.4A,所以①正确;②由电阻B的图像可知,当流过B的电流为0.2A时,它两端的电压为2V,所以②错误;③由图像可知,将A、B串联,当通过它们的电流为0.3A时,A两端的电压为1.5V,B两端的电压是3V,根据串联电路的电压规律可知,它们两端的总电压为A、B两电阻的电压之和,即4.5V,所以③正确;④由图像可知,当电阻A和B并联到3.0V的电源上时, 通过A的电流是0.6A,通过B的电流是0.3A,根据并联电路电流规律可知,干路中的电流等于各支路电流之和,即
所以④错误,因此正确的是①③,错误的是②④,故A正确,BCD错误。
故选A。
8. 为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置。如图所示是烟雾报警的简化原理图,电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时( )
A. 电阻的阻值随电流变化报警器
B. 电流表的示数变大
C. 电压表的示数变大激光
D. 电压表的示数与电流表的示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.光敏电阻R的阻值光照强度的减弱而增大,与电流无关,故A错误;
BC.由图知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻R0的电压变小,根据串联电路电压的规律,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数增大,故B错误,C正确;
D.由于电流表测量电路电流,电压表测量光敏电阻阻值,且电流表示数变小,电压表示数变大,则电压表 V 的示数与电流表 A 的示数的比值将变大,故D错误。
故选C。
9. 图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A. 电能表是计量电功率的仪表
B. 该家庭在这一个月的时间内总共用电2000kW•h
C. 该电能表工作时所通过的最大电流可以达到70A
D. 该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW•h
【答案】D
【解析】
【详解】A.电能表是测量电功的仪表,故A错误;
B.由图可知,5月初电能表的示数
6月初电能表的示数
则该家庭在这段时间内总共用电
故B错误;
C.该电能表所接的电路允许通过的最大电流为40A,故C错误;
D.表示每消耗的电能,电能表的转盘转1200转,则该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能
故D正确。
故选D。
10. 如甲图所示为气敏电阻随有害尾气浓度变化的曲线,某物理科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,R为气敏电阻,L为指示灯.当有害尾气浓度增大时( )
A. 电压表的示数增大,指示灯亮度增大B. 电压表的示数减小,指示灯亮度增大
C. 电压表的示数减小,指示灯亮度减小D. 电压表的示数增大,指示灯亮度减小
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,气敏电阻与指示灯串联,电压表测气敏电阻两端的电压,当有害尾气浓度增大时,由图甲可知气敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡L两端的电压变大,根据P=UI可知指示灯的实际功率增大,故指示灯亮度增大;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选B。
第二部分(非选择题 共70分)
二、填空题(本大题共10小题,每空1分,计30分)
11. 如图所示是一款带有手电筒功能的充电宝。手电筒的发光二极管发光时,充电宝相当于电路中的 _______;给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的 ________,充电过程中,电能转化为 ________。
【答案】 ①. 电源 ②. 用电器 ③. 化学能
【解析】
【详解】[1][2][3]电路由电源、开关、导线、用电器组成,电源是提供电能的,用电器是消耗电能的,手电筒的发光二极管发光时,充电宝相当于电路中的电源;给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的用电器,充电过程中,能量转化是将电能转化为化学能。
12. 如图所示,若使灯L1、L2串联应闭合开关________;若使灯L1、L2并联应闭合开关________;同时闭合S1、S3,则会出现电路________。
【答案】 ①. S1 ②. S2、S3 ③. 电源短路
【解析】
【详解】[1]若使灯L1、L2串联,由图可知,电流从正极出发经灯泡L2、L1、开关S1回负极,则应只闭合开关S1,断开开关S2、S3。
[2]要使灯L1和L2组成并联电路,由图可知,电流从正极出发分两支,一支经开关S3、灯泡L1,另一支经灯泡L2,然后共同经开关S2回负极,故要使灯L1和L2组成并联电路,应闭合开关S2、S3。
[3]若闭合开关S1、S3,电流从正极、开关S3、开关S1、回负极,则电路会出现电源短路,这是不允许的。
13. 在如图甲所示的电路中,合上开关S,电流表A1、A2的示数如图乙所示,则电流表A1的示数为________A,灯L1中的电流为________A,L2中的电流为________A。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1] 由图可知, L1和L2并联,电流表A2测L2的电流,电流表A1测干路电流,因为并联电路各支路电流之和等于总电流,故电流表A1接入的量程应为0~3A,相邻两个数值相差1A,相邻两个数值相差10个小格,故一个小格代表0.1A,即分度值为0.1A,电流表A1的示数为
[2] 由题意可知,电流表A2测L2的电流,故接入的量程为0~0.6A,相邻两个数值相差0.2A,相邻两个数值相差10个小格,故一个小格代表0.02A,即分度值为0.02A,电流表A2的示数为
即L2中的电流为0.5A,根据并联电路电流特点可知,灯L1中的电流为
[3] 由图可知,电流表A2测L2的电流,故接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表A2的示数为0.5A,即灯L2中的电流为0.5A。
14. 如图甲所示电路,闭合开关S,电压表的示数如图乙,电压表的示数如图丙,则灯两端的电压为__________V,灯两端的电压为__________V,电源的电压为__________V。
【答案】 ①. 3.6 ②. 2.4 ③. 6
【解析】
【详解】[1][2][3]由电路图可知,两灯泡串联,V1测电源电压,V2测L2两端电压,因串联电路中,电源电压等于各部分电压之和,因此V1使用的大量程,由图乙可知,大量程分度值为0.5V,示数为6V,即电源电压为6V,V2使用的小量程,由图丙可知,小量程分度值为0.1V,示数为2.4V,即L2两端电压为2.4V,由串联电路电压特点可知,L1两端电压为
15. 如图所示,ab为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,则铅笔芯中电流方向为___________(选填“由a到b”或“由b到a”);将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变___________ (选填“亮”或“暗”);此操作过程可以研究导体电阻与___________的关系。
【答案】 ①. 由b到a ②. 亮 ③. 长度
【解析】
【详解】[1]电流方向是由电源的正极流向负极,所以铅笔芯中电流方向为由b到a。
[2][3]将夹子在铅笔芯上向左移动时,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻变小,电路中的电流变大,会观察到小灯泡变亮,这说明导体的电阻与长度有关,此操作过程可以研究导体电阻与长度的关系。
16. 如图所示为一种自动测定油箱内油面高度的装置.分析电路图可知,油量表是用__________表改装的,当浮标向上运动时,电路中的电流将__________(选填“增大”“减小”或“不变”),电路中安装的另一元件的作用是___________。
【答案】 ①. 电流 ②. 增大 ③. 保护电路
【解析】
【详解】[1]由图可知油量表串联在电路中,因此是由电流表改装成的;
[2]浮标向上运动时,滑动变阻器的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大;
[3]由图可知:R'是定值电阻,当油箱内的油发生变化时,滑动变阻器电阻可能为零,造成电路中电流过大,故R'可以保护电路,防止电路电流过大。
17. 有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为36V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡的亮度_______(选填“变小”“变大”或“不变”);当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为_________Ω,为了保证灯泡两端的电压不超过24V,则滑动变阻器R连入电路的阻值不得小于_________Ω。
【答案】 ①. 变小 ②. 60 ③. 30
【解析】
【详解】[1]当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器的接入的阻值变大,总电阻变大,电流变小,灯泡两端的电压变小,电流变小,故小灯泡的亮度变小。
[2]当灯泡正常发光时,如图乙所示,小灯泡两端的电压为24V,通过小灯泡的电流为0.4A,则灯丝的电阻为
[3]为了保证灯泡两端的电压不超过24V,则小灯泡两端的最大电压为24V,通过小灯泡的电流为0.4A,滑动变阻器两端的最小电压为
滑动变阻器R连入电路的最小阻值为
18. 在如图所示的电路中,R1=15Ω,R2=10Ω,闭合开关后电流表的示数0.3A,则电源电压为_____V,通过R1的电流是____A,流过电池的电流是_______A。
【答案】 ①. 3 ②. 0.2 ③. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图可知,电路为并联电路,电流表测量R2所在支路电流,由并联电路电压特点可知,R2两端的电压与电源电压相等,故电源电压为
[2]R1两端的电压与电源电压相等,通过R1的电流
[3]并联电路总电流等于各支路电流之和,故流过电池的电流
19. 如图所示,电阻R2为4Ω,电源电压保持不变。当闭合开关S时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,则电阻R1的阻值为 _____Ω,电源电压为 _____V。通电5min,该电路消耗的电能为 ________J。
【答案】 ①. 8 ②. 6 ③. 900
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;当闭合开关S时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,由可知,R1的阻值
由可知,R2两端的电压
U2=IR2=0.5A×4Ω=2V
根据串联电路的电压特点可知,电源电压
U=U1+U2=4V+2V=6V
通电5min,该电路消耗的电能
W=UIt=6V×0.5A×5×60s=900J
20. 如图所示,a、b、c分别是三只电表,,,电源电压恒为12V,闭合开关S,当电表a、b均为电流表、c为电压表时,电表a的示数为__________A,电路总功率为;当电表a、b均为电压表、c为电流表时,电表b的示数为__________V,的功率为,则__________。
【答案】 ①. 0.6 ②. 8 ③.
【解析】
【详解】[1][2][3]闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,R1、R2并联,电流表a测量R2支路的电流,电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压
通过R2支路的电流为
即电表a的示数为0.6A。通过R1支路的电流为
干路电流为
电路总功率为
当电表a、b为电压表,c为电流表,R1、R2串联,电压表a测量电源电压,电压表b测量R2两端的电压;由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
电路中的电流
则R2两端的电压为
即电表b示数为8V,R1的功率为
则
三、作图题(本大题共2小题,计5分)
21. 根据如图所示的电路图,请用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
【答案】如图所示
【解析】
【详解】由图可知,电灯1和电灯3串联连在电源上,电灯2和开关2串联连在电源上,开关1在干路上,故如图所示
22. 如图电路,电源是3节干电池串联,请用笔画线代替导线将如图所示的实物电路连接完整。要求:电压表测小灯泡两端的电压,滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡的亮度变亮,且实验时滑动变阻器的阻值可以达到最小,小灯泡不会被烧坏,连完实物图后请在方框中画出它的对应电路图。
【答案】
【解析】
【详解】依题意滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡的亮度变亮,说明滑动变阻器滑片向左移动时接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,则滑动变阻器应该接上方的一个接线柱和A接线柱,电压表测小灯泡两端的电压,则电压表与小灯泡并联,电源是3节干电池串联,电源电压为4.5V,滑动变阻器的阻值达到最小时,灯两端电压为4.5V,所以电压表选用0~15V的大量程与灯泡并联,实物图如图所示:
由实物图可知,电流从电源正极流出,依次流过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,最后流回电源负极,电压表并联在灯泡两端,测灯泡两端的电压,电路图如图所示:
四、实验题(本大题共4小题,计21分)
23. 在“探究串联电路电压的规律”的实验中,所连接的电路如图甲所示,所用的是两节新的干电池。
(1)电源的电压是______V,灯L1、L2的规格应______(选填“相同”或“不同”);
(2)闭合开关后,灯L1、L2均不发光,电压表有示数且接近电源电压,则电路中出现的故障可能是灯L1发生了________(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后闭合开关,电压表示数如图乙所示,则灯L2两端的电压为______V。
【答案】 ①. 3 ②. 不同 ③. 断路 ④. 1.1
【解析】
【详解】(1)[1]一节新干电池的电压为1.5V,电源由2节新干电池串联组成,则电源电压
[2]实验中,为得出普遍结论,应选择两个规格不相同的小灯泡。
(2)[3]闭合开关S后,灯L1、L2均不发光,而电压表的示数大小接近电源电压3V,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,故灯L1发生断路。
(3)[4]由图乙可知电压表测L1两端电压,选用的是小量程,其分度值是0.1V,此时电压表的示数是1.9V,则根据串联电路电压特点可知灯L2两端的电压为
24. 为了验证并联电路的电流特点,小丽设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于__________状态;
(2)她测出了、支路和干路上的电流分别为、和I,电流表示数如图丙所示,可读出:,__________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____________;(写出关系式即可)
(3)其他同学按照小丽设计的测量电路正确进行测量,验证了他们的猜想.但他们同时发现:“并联各支路电流是相等的”,这个结论成立吗?__________.(选填“成立”或“不成立”)。为了检验这个结论是否成立,应该____________继续进行实验。
【答案】 ①. 断开 ②. 0.52 ③. ④. 不成立 ⑤. 选择不同规格的灯泡
【解析】
【详解】(1)[1]为了电路安全,在连接电路时,要断开开关。
(2)[2]由丙图可知,第二个电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
[3]第三个电流表选择的是大量程,分度值为0.1A,示数为1A,在误差允许范围内,干路电流等于各支路电流之和,关系式为
I=I1+I2
(3)[4]并联电路干路电流等于各支路电流之和,但各支路电流不一定相等;并联各支路电流是相等的结论不一定成立。
[5]为了检验这个结论是否成立,应该换用不同规格的灯泡继续进行实验。
25. 小静用如图甲电路做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,滑动变阻器标有“ 2A”,小灯泡标有“2.5V”。
(1)该实验的原理公式是__________;
(2)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整(要求滑片向左滑动时灯泡变亮);_______
(3)连接完电路,闭合开关发现小灯泡未亮,电压表指针迅速偏转到最大刻度的右边,出现这种情况的原因可能是小灯泡__________(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,小静闭合开关,移动滑动变阻器滑片,要使小灯泡正常工作,调整电压表示数为__________V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为__________.调整电路记录多组数据,分析数据知小灯泡的电阻是变化的,原因是受__________影响。
【答案】 ①. ②. ③. 断路 ④. 2.5 ⑤. 6.25 ⑥. 温度
【解析】
【详解】(1)[1]本实验需要测灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,由可得,所以该实验的原理公式是。
(2)[2]电压表与灯泡并联接入电路,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,且滑片向左移动,灯泡变亮,说明电路的电流增大,电阻减小,接左下接线柱,如图所示
(3)[3]小灯泡不亮,说明电路中可能存在断路,电压表指针迅速偏转到最大刻度的右边,说明电压表与电源相连,所以故障是与电压表并联的小灯泡断路。
(4)[4][5]小灯泡正常工作时灯泡两端的电压为2.5V;由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,由欧姆定律可得灯泡的电阻为
[6]分析数据知小灯泡的电阻是变化的,原因是导电体的电阻会受到温度的影响,一般的电阻随温度的升高而增大。
26. 小明在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“1A”,连接电路如图甲所示。
(1)为了使滑片右移时灯的亮度变亮,请你帮小明用笔画代替导线连接好图甲中的电路;_________
(2)连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,同时发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是_________;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是__________V,想使小灯泡正常发光,则应将滑片向__________(选填“左”或“右”)移动一些;
(4)完成了上述的实验后,小明还想测另一只额定电压为的小灯泡的额定电功率,但发现电流表损坏.小明利用阻值已知的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,并操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、,调节滑动变阻器,使电压表的示数为;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关__________,读出电压表示数为;
③小灯泡的额定功率_________。(用、和表示)
【答案】 ①. ②. 灯泡短路 ③. 1.8 ④. 右 ⑤. S、 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]滑片右移时灯的亮度变亮,可知电路的电流变大,电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯泡串联,如下所示:
(2)[2]连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电路为通路,发现灯泡不亮,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是灯泡短路。
(3)[3][4]排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时小灯泡两端的电压1.8V,灯在额定电压2.5V时正常发光,故应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律要减小变阻器的电压,由分压原理,要减小变阻器连入电路的电阻,故想使小灯泡正常发光,则应将滑片向右移动一些。
(4)在①中,只闭合开关S、,电压表测灯的电压,调节滑动变阻器,使电压表的示数为,此时灯正常发光;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
②[5]在①中,只闭合开关S、,电压表测灯的电压,调节滑动变阻器,使电压表的示数为,灯正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、,电压表测定值电阻和灯的电压,读出电压表示数为;
③[6]因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压
U0=U2-U1
由欧姆定律通过定值电阻的电流为
即灯的额定电流,小灯泡的额定功率表达式
五、计算题(本大题共2小题,计14分)
27. 为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会配戴如图甲所示的水压表和深度表,图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,是压敏电阻,图丙是的阻值随海水深度变化的图像,允许通过的最大电流为0.24A,深度表由电压表改装,量程为0到3V.求:
(1)电压表示数为1.5V时,潜水员下潜的深度;
(2)在保证电路安全的情况下,的最小阻值是多少。
【答案】(1)10m;(2)15Ω
【解析】
【详解】解:(1)电压表示数为1.5V时,电路中的电流为
压敏电阻的阻值
由图丙可知,此时下潜的深度为10m。
(2)当电压表示数为3V时,电路中的电流最大为
允许通过的最大电流为0.24A,因为,所以电路中允许通过的最大电流为0.24A,此时压敏电阻的阻值最小为
答:(1)电压表示数为1.5V时,潜水员下潜的深度10m;
(2)Rp的最小阻值是15Ω。
28. 如图所示,灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”。求:
(1)当闭合S1、S2、S3时,灯泡L恰好正常发光,求电源电压及灯泡L正常发光时的电阻;
(2)当只闭合S1,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,电流表示数为0.4A,求R1的阻值;
(3)当只闭合S1时,为确保电路中各元件安全,求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
【答案】(1)6V, 12Ω;(2)10Ω;(3)0Ω到10Ω。
【解析】
【详解】解:(1)闭合S1、S2、S3时,灯泡与R1并联,滑动变阻器R2被短路,电压表示数为0,由于灯泡正常发光,则电源电压
灯泡L正常发光时的电阻
(2)只只闭合S1时,R1和R2串联,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时
电路的总电阻
则
(3)只闭合S1时,R1、R2和电流表串联,电压表测量R2两端电压,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”,所以,当滑动变阻器滑片向左边移动时,最大电流是
此时,R1分的电压是
所以,滑动变阻器可以滑到最左端,即0Ω;当滑动变阻器滑片向右边移动时,R2两端的最大电压是
则,R1分电压是
根据串联分压原理可知,相同电阻分相同电压,所以,滑动变阻器此时的电阻等于R1的电阻值,即10Ω,所以,滑动变阻器的范围是0Ω到10Ω。
答:(1)当闭合S1、S2、S3时,灯泡L恰好正常发光,电源电压是6V,灯泡L正常发光时的电阻是12Ω;
(2)当只闭合S1,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,电流表示数为0.4A,R1的阻值是10Ω;
(3)当只闭合S1时,为确保电路中各元件安全,滑动变阻器允许连入的阻值范围是0Ω到10Ω。
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