2023-2024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.由欧姆定律I=UR变形可得R=UI,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
2.如图是一个既能吹冷风,又能吹热风的电吹风的简化电路图,其中M是吹风机,R是电热丝。由电路图可知( )
A. 只将开关S1闭合,吹出的是热风B. M和R是串联在电路中的
C. 将S1和S2都闭合,吹出的是热风D. 开关S2可以控制整个电路
3.如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )
A. 通过R1的电流大于0.3AB. 电阻R1和R2是并联的
C. 电压表的示数为0.9VD. 电阻R2的阻值为3Ω
4.将一根金属导线均匀拉长后,其电阻( )
A. 变大B. 变小C. 不变D. 无法判断
5.如图所示,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是( )
A. ①和②B. ①和③C. ②和④D. ③和④
6.如图所示为电阻R1和R2的I−U图象,下列说法正确的是( )
A. R2的阻值为10Ω
B. 两电阻串联与并联的总阻值之比为9:4
C. 将两电阻串联接入电路,通电后,R1两端电压与R2两端电压之比为1:2
D. 将两电阻并联接入电路,通电1分钟,电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1:2
7.如图所示电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片P向右移动时,电表示数变大的是( )
A. B. C. D.
8.当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,下列四种接法中,滑动变阻器阻值变大的是( )
A. B.
C. D.
9.高速列车在泸州运行以来,以其高速、便捷、舒适的优点,成为越来越多泸州市民出行选择的交通工具。下列图示中的实验,与高速列车动力系统工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
10.关于家庭电路,下列说法正确的是( )
A. 图中,若保险丝熔断,则一定是短路引起的
B. 图中,两孔插座的连接不符合安全用电原则
C. 图中,保险丝的连接不符合安全用电原则
D. 图中,灯泡与开关的连接符合安全用电原则
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
11.酒精测试仪可以检测机动车驾驶员是否酒后驾车。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,则下列符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
12.下列做法中符合安全用电原则的是( )
A. 不接触低压带电体,不靠近高压带电体
B. 更换灯泡、搬动电器前先断开电源开关
C. 用湿毛巾擦洗正在发光的台灯灯泡,保持其清洁
D. 长期使用的家用电器达到使用寿命后及时更换
13.如图所示电路中,R为定值电阻。闭合开关S后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5A∼1.5A,电压表示数变化范围是6V∼3V.则( )
A. 变阻器连入电路中的阻值变化范围为12Ω∼2Ω
B. 电源电压为7.5V
C. 实验中R两端的电压变化范围为2V∼4.5V
D. R的电阻值为3Ω
三、填空题:本大题共6小题,共24分。
14.A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,B和A互相吸引,C和A互相排斥。则B、C两个轻质小球,一定带电的是______小球;因为地球周围存在地磁场,指南针静止时它的南极指向地理的______极附近。
15.如图甲所示,电能表的读数为______kW⋅h。图乙中,静止在通电螺线管周围的小磁针,其中指向错误的是______(填标号)。
16.有一只小灯泡上标有“”字样,灯泡正常发光时的电流是______ A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个______Ω的电阻。
17.在如图所示电路中,当甲乙均为电流表且开关S1闭合、S2断开时,电阻R1、R2连接方式是______联。当甲乙均为电压表且开关S1、S2都闭合时,电阻R1、R2连接方式是______联。(均选填“串”或“并”)
18.图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为______Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为______Ω。
19.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1和A2的示数之比为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2小题,共12分。
20.王明同学测量额定电压2.5V的小灯泡的功率。
(1)请你完成如图1所示的实物连接。
(2)连接好电路后,在某次测量过程中,闭合开关,电压表和电流表的示数如图2所示,则电压表的示数为______,电流表的示数为______,则此时小灯泡的功率为______。
21.小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)
(1)为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用______(选填“A”或“B”)。
A.“10Ω5A”的滑动变阻器
B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是______。
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图乙所示),分析图象可知:小灯泡的额定功率为______W。
五、计算题:本大题共3小题,共18分。
22.额定功率为1000W的电热水壶正常工作时,把质量为1kg的水从10℃加热到100℃,用时420s。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的效率。
23.随着生活水平的提高,煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两挡加热功率的煎饼锅,图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的加热功率为968W;仅闭合开关S1时,煎饼锅的工作电流为1A。求:
(1)当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流和电阻R1的阻值。
(2)电阻R2的阻值。
24.现有一个电压约为6V的电源,一个量程为0∼3V的电压表,一个量程为0∼0.6A的电流表,一个最大阻值为5Ω的滑动变阻器,开关及导线若干。请你设计一个实验,测量出一个约为10Ω的未知电阻Rx的阻值(电路不可重组)。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤和需测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
六、综合题:本大题共1小题,共7分。
25.如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.2A;当开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流。
(2)R2的阻值。
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:导体的电阻是导体本身所具有的阻碍电流的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻不随着电压和电流的改变而改变,导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值。
故选:D。
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。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
本题考查欧姆定律及其公式变形的应用,关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
2.【答案】C
【解析】解:根据电路图可知,开关S1在干路上,开关S2与R2串联,所以开关S2只控制电阻R,只将开关S1闭合,只有电动机工作,吹出的是冷风;两开关都闭合时,电动机M和电阻R并列连接,因此M和R并联连接,吹的是热风,故ABD错误,C正确。
故选:C。
串联电路是指将所有用电器逐个顺次连接在电路的两点间而组成的电路;并联电路是指将所有用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再连入电路的两点间而组成的电路。
对于这类结合生活中的电器考查电路连接情况的题目,要结合串并联电路的电流流向特点进行分析。
3.【答案】D
【解析】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测R1两端的电压,
串联电路各处电流相等,电流表的示数为0.3A,所以通过两电阻的电流都为0.3A,故AB错误;
R1两端的电压:U1=IR1=0.3A×2Ω=0.6V,即电压表的示数为0.6V,故C错误;
因串联电路总电压等于各部分电压之和,则R2两端的电压U2=U−U1=1.5V−0.6V=0.9V,
根据欧姆定律可得定值电阻R2的阻值为:R2=U2I=Ω,故D正确。
故选:D。
闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测R1两端的电压,
根据串联电路电流特点和电流表的示数确定通过两电阻的电流,根据U=IR计算R1两端的电压,根据串联电路电压规律计算R2两端的电压,根据欧姆定律计算定值电阻R2的阻值。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解:一根导线拉长后,导体的材料不变,拉长后长度变长,横断面积变小,电阻变大。
故选:A。
导体电阻大小跟导体的长度、横截面积和材料有关,在材料一定时,长度越长,横截面积越小,电阻越大。
掌握电阻大小的影响因素,利用控制变量法判断电阻大小的变化。
5.【答案】D
【解析】解:①由图知导体是闭合电路中的导体,但导体运动方向和磁感线方向平行,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流。
②由图知导体是闭合电路中的导体,但导体运动方向和磁感线方向平行,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流。
③由图知导体是闭合电路中的导体,导体水平向左做切割磁感线运动,所以会产生感应电流。
④由图知导体是闭合电路中的导体,导体水平向右做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,由于感应电流的方向与磁场方向、导体运动的方向有关,在磁场方向不变的情况下,导体运动方向相反,则感应电流的方向相反,综上所述,产生感应电流且方向相反的是③④两种情况。
故选:D。
能否产生感应电流,就要看图示的情景能否满足①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动这两个条件。感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关。
本题主要考查学生对电磁感应现象,以及感应电流产生的条件的了解和掌握,是一道基础题。
6.【答案】D
【解析】解:A、根据I=UR得R1的阻值为:
R1=U1I1=Ω,
R2的阻值为:
R2=U2I2=Ω,故A错误;
B、两电阻串联的总电阻为:
R串=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω,
并联的总阻值为:
R并=R1R2R1+R2=10Ω×5Ω10Ω+5Ω=103Ω,
两电阻串联与并联的总阻值之比为:
R串R并=15Ω103Ω=9:2,故B错误;
C、两电阻串联时通过它们的电流相等,它们两端的电压之比为:U1U2=IR1IR2=R1R2=10Ω5Ω=2:1,故C错误;
D、将两电阻并联接入电路,它们两端的电压相等,通电1分钟,电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为:
Q1Q2=U2R1tU2R2t=R2R1=5Ω10Ω=1:2,故D正确。
故选:D。
(1)根据图象中给出的坐标值利用欧姆定律可求得各自的电阻;
(2)根据串联电路中各电阻之和等于总电阻;根据R并=R1R2R1+R2算出并联电路中总电阻,进而算出两电阻串联与并联的总阻值之比;
(3)两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比;
(4)两电阻并联接入电路中时它们两端的电压相等,根据Q=W=U2Rt求出相同时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比。
本题考查伏安特性曲线的应用、串并联电路电阻的规律以及欧姆定律的应用,从图中得出有用信息是解题的关键。
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了电路的动态分析,涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用,是一道较为简单的题目。
首先判定电路的连接方式,分析电表的作用;根据电阻的变化判定电表的变化。
【解答】
A.该电路为并联电路,电流表测量R0的电流,滑动变阻器在另一条支路中,滑动变阻器滑片移动时对另一条支路无影响,电流表示数不变,故A错误;
B.该电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,由欧姆定律可知通过变阻器的电流减小,通过另一条支路电流不变,故干路中的电流变小,故B错误;
C.该电路为串联电路,电压表测量R0的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流减小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故C错误;
D.该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流减小,根据U=IR可知,R0的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,故D正确。
故选D。
8.【答案】C
【解析】解:
A、由图可知,滑动变阻器同时接上面两个接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为零,移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值不变,故A不符合题意;
B、由图可知,向b移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故B不符合题意;
C、由图可知,向b移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D、由图可知,向b移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故D不符合题意。
故选:C。
(1)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分。
(2)当滑片滑动时,接入电路的电阻丝变长,则电阻变大,变短则电阻变小。
本题考查了滑动变阻器的使用,知道滑动变阻器的原理、分析清楚图示滑动变阻器即可正确解题。
9.【答案】D
【解析】解:高速列车动力系统主要由电动机组成,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;
A、该装置是奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,这是电流的磁效应,故A不符合题意;
B、该装置探究通电的导线能够产生磁场,磁场使小磁针发生偏转,这是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、该装置探究电磁感应现象的实验,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,会产生感应电流的现象,是发电机的工作原理,故C不符合题意;
D、该装置探究通电导体在磁场中受力运动,利用此原理人们发明了电动机,故D符合题意。
故选:D。
高速列车动力系统主要由电动机组成,根据电动机的工作原理结合各个选项的工作原理选出高速列车动力系统工作原理相同的选项。
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。
10.【答案】B
【解析】解:
A、保险丝熔断,可能是短路引起的,也可能是总功率过大引起的,故A错误。
B、图中,插座的左孔接地线,右孔接火线,不符合于两孔插座“左零右火”接法,不符合安全用电原则,故B正确。
C、保险丝应该接在进户线的火线上,这样切断火线后,可对电路起到保护作用,符合安全用电原则,故C错误。
D、图中开关接在零线和灯泡之间,这样开关也能控制灯泡,但是在断开开关时没有切断火线,接触灯泡时容易发生触电事故,不符合安全用电原则,故D错误。
故选:B。
(1)保险丝熔断是因为电流过大,电流过大可能是短路或总功率过大造成的。
(2)两孔插座的接法是左零右火。
(3)保险丝应该接在进户线的火线上。
(4)为了保证用电安全,家庭电路中控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间。
本题考查了家庭电路的连接,属于基础题目。
11.【答案】AC
【解析】解:(1)由B电路图可知,电压表始终测电源的电压,所以酒精浓度变化时电压表的示数不变,故B不符合题意;
(2)由ACD电路可知,R0与R1串联,
当酒精浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,电路中的总电阻变小,
由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A符合题意;
由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大,故C符合题意;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,酒精气体传感器电阻R1两端的电压变小,故D不符合题意。
故选:AC。
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。
12.【答案】ABD
【解析】解:A、不接触低压带电体,不靠近高压带电体。是安全用电的基本原则,故A符合安全用电原则;
B、更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关,否则可能引起触电,故B符合安全用电原则;
C、水是电的导体,用湿毛巾擦洗正在发光的台灯灯泡时,可能会因湿毛巾导电而发生触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、家用电器达到使用寿命应及时更换,避免因线路老化造成短路,故D符合安全用电原则。
故选:ABD。
①安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
②当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候,就会有电流流过人体,从而造成触电;
③湿物体是导体,接触带电体容易发生触电;
④保险装置、插座、导线、家用电器等老化后要及时更换,防止发生触电事故。
(1)本题来源于日常生活的常见现象和行为,在考查安全用电的原则中,实现安全用电知识的宣传和教育作用。
(2)家庭中有时自己私接电器,存在着很多安全隐患,尤其在农村更为严重,希望同学们及时杜绝,安全文明用电。
13.【答案】ABD
【解析】解:由电路图可知,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,
∵电流表示数变化范围是0.5A∼1.5A,电压表示数变化范围是6V∼3V。
∴R=UI=3V1.5A=2Ω,R′=U′I′=6V0.5A=12Ω,
则滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为12Ω∼2Ω。
∵定值电阻和滑动变阻器串联,
∴电源电压U总=U滑+UR,
即U总=3V+1.5A×R,U总=6V+0.5A×R,
∵电源的电压不变,
∴3V+1.5A×R=6V+0.5A×R,
解得:R=3Ω。
把R=3Ω代入①式得:U总=7.5V。
电流表示数变化范围是0.5A∼1.5A,而R=3Ω,
∴UR=IR=1.5A×3Ω=4.5V,UR′=I′R=0.5A×3Ω=1.5V,
则R两端的电压变化范围是1.5V∼4.5V。
故选:ABD。
由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;已知电压和电流表的示数变化范围,根据R=UI即可求出变阻器接入电路电阻的范围;根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式,解之即可求出定值电阻R的阻值和电源电压;知道电流表示数变化范围和电阻R的阻值,利用U=IR即可求出电阻R两端的电压变化范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是对电路连接情况的判断和滑动变阻器的使用。
14.【答案】C 南
【解析】解:已知A带负电,B和A互相吸引,B可能带正电,也可能不带电;已知A带负电,C和A互相排斥,说明C一定带负电;
指南针受到地磁场作用,静止时它的南极指向地磁场的北极,地磁场北极在地理南极附近。
故答案为:C;南。
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。带电体吸引轻小物体,所以相互排斥的物体一定带同种电荷,相互吸引的物体可能带异种电荷,也可能是带电体吸引轻小物体;
(2)地球是一个大磁体,司南是一个小磁体,根据磁极间的作用判断地磁场的磁极,根据地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,判断指南针指向。
本题主要考查了判断电荷的带电情况和地磁场的理解,常见题目。
15.【答案】4353.6①
【解析】解:电能表读数时,最后一位是小数,单位为kW⋅h,所以电能表的读数为4353.6kW⋅h。
解:根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针①的右端是S极,指向是错误的。
故答案为:4353.6;①。
电能表读数时,最后一位是小数,单位为kW⋅h,根据安培定则判定螺线管的极性;根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的指向。
本题考查电能表的读数和安培定则的应用与磁极间的作用规律,属于中档题。
16.【答案】0.38
【解析】解:小灯泡上标有“”字样,灯泡正常发光时的电流为0.3A。
电源电压为6V,要使小灯泡正常发光,则要使小灯泡两端的电压为3.6V,此时通过小灯泡的电流为0.3A,
根据串联电路电压、电流关系,串联电阻两端的电压UR=U−UL=6V−3.6V=2.4V,
通过串联电路的电流为0.3A,由欧姆定律得,需要串联的电阻R=URI=Ω。
故答案为:0.3;8。
由灯泡的铭牌可知,灯泡正常发光时的电压UL=3.6V,通过的电流IL=0.3A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,据此得出灯泡正常发光时串联电阻两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,则通过电阻的电流等于通过灯泡的电流,由I=UR可得串联电阻的阻值。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道综合题。
17.【答案】并 串
【解析】解:当甲乙均为电流表且开关S1闭合、S2断开时,电路中有两条电流路径,电阻R1、R2连接方式为并联,电流表甲测R2支路的电流,电流表乙测干路电流,干路开关控制整个电路;
当甲乙均为电压表且开关S1、S2都闭合时,电路中只有一条电流路径,电阻R1、R2连接方式为串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
故答案为:并;串。
电流表的电阻非常小,在电路中相当于导线,分析电路时可以用导线代替,电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路,分析电路时可以去掉。
串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;
并联电路中有多条电流路径,各支路上的元件互不影响;在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只控制本支路用电器。
本题考查了串联电路和并联电路的特点,关键是电表类型不同时电路串并联的判断和电表所测电路元件的辨别。
18.【答案】22.5
【解析】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2示数大于电流表A1的示数,所以电流表A2的量程为0∼3A,分度值为0.1A,示数为1.5A,即I=1.5A;
根据欧姆定律可得电路总电阻R=UI=3V1.5A=2Ω;
电流表A1的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即I1=0.3A,
根据并联电路电流的规律知,通过L2的电流为:I2=I−I1=1.5A−0.3A=1.2A;
并联电路各支路两端电压相等,电阻R2的阻值:R2=UI2=3V1.2A=2.5Ω。
故答案为:2;2.5。
由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2示数大于电流表A1的示数,所以电流表A2的量程为0∼3A,分度值为0.1A,示数为1.5A,即I=1.5A;
根据欧姆定律计算电路总电阻;
电流表A1的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即I1=0.3A,
根据并联电路电流的规律计算通过L2的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算电阻R2的阻值,定值电阻的阻值不变。
本题考查了并联电路的电流特点、电流表的读数以及欧姆定律的应用,会确定两电流表的量程是关键。
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=5−22=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】
【解析】解:(1)在测量额定电压2.5V的小灯泡的功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;由图2可知,两表选用小量程,滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
;
(2)连接好电路后,在某次测量过程中,闭合开关,电压表和电流表的示数如图2所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.2V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则小灯泡的功率为:
P=UI=1.2V×0.4A=0.48W。
故答案为:(1)见解答图;(2)1.2V;0.4A;0.48W。
(1)在测量额定电压2.5V的小灯泡的功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;
(2)根据两表选用的量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的功率。
本题测小灯泡的功率实验,考查了电路连接、电表读数和功率的计算等知识。
21.【答案】B 与电压表并联的电路断路 0.625
【解析】解:
(1)电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I=UR=2.5V12Ω≈0.21A<0.5A;
由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻约为:
R滑=U总−UI=6V−≈16.7Ω>10Ω,故选用“50Ω0.5A”的滑动变阻器,即选用B;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是与电压表并联的电路断路;
(3)由绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象可知,灯在2.5V时的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为:
P=UI′=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)B;(2)与电压表并联的电路断路;(3)0.625。
(1)电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律得出灯的额定电流,由串联电路的规律及欧姆定律求出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,确定选用的滑动变阻器;
(2)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)由绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象可知灯在2.5V时的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
本题测定小灯泡电功率的实验,考查串联电路的规律及欧姆定律的运用、故障分析和额定功率的计算。
22.【答案】解:(1)水吸收的热量:
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−10℃)=3.78×105J;
(2)电热水壶正常工作240s消耗的电能:
W=Pt=1000W×420s=4.2×105J;
电热水壶烧水的效率:
η=QW×100%=3.78×105J4.2×105J=90%。
答:(1)水吸收的热量为3.78×105J;
(2)电热水壶烧水的效率为90%。
【解析】(1)由公式Q=cmΔt计算水吸收的热量;
(2)根据W=Pt可以求电热水壶正常工作240s消耗的电能,再利用公式η=QW×100%计算电热水壶烧水的效率。
本题是一道电学与热学的综合应用题,理解效率公式是解题的关键之一。
23.【答案】解:(1)由图乙可知,当开关S1和S2均闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,
由P=UI可知,此时电路中的电流:I1=P加热U=968W220V=4.4A,
由欧姆定律可知,电阻R1的阻值:R1=UI1=220V4.4A=50Ω;
(2)仅闭合开关S1时,两电阻串联,
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:R总=UI2=220V1A=220Ω,
由串联电路的电阻特点可知,电阻R2的阻值:R2=R总−R1=220Ω−50Ω=170Ω。
答:(1)当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流为4.4A,电阻R1的阻值为50Ω;
(2)电阻R2的阻值为170Ω。
【解析】(1)由图乙可知,当开关S1和S2均闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,根据P=UI求出此时电路中的电流,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)仅闭合开关S1时,两电阻串联,根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出电阻R2的阻值。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
24.【答案】解:(1)未知电阻Rx、滑动变阻器与电流表串联,开关控制整个电路,如下图所示:
(2)主要实验步骤和需要测量的物理量:
①如上连接电路,断开开关,将变阻器滑片移动到最右端时,闭合开关,用电流表测出电路中的电流I1;
②断开开关,将滑动变阻器滑片调到最左端,闭合开关,记下电流表的示数I2;
(3)根据串联电路的规律和欧姆定律,因电源电压不变,故有
U=I1×(5Ω+RX)=I2×RX,
故待测电阻Rx的数学表达式:
RX=I1I2−I1×5Ω。
答:(1)实验电路图如上;
(2)①如上连接电路,断开开关,将变阻器滑片移动到最右端时,闭合开关,用电流表测出电路中的电流I1;
②断开开关,将滑动变阻器滑片调到最左端,闭合开关,记下电流表的示数I2;
(3)RX=I1I2−I1×5Ω。
【解析】可把未知电阻Rx、滑动变阻器与电流表串联,分别将将变阻器滑片移动最大电阻和阻值为0处,分别用电流测出电流,根据串联电路的规律及欧姆定律得出Rx的数学表达式。
本题考查在没有电流表的条件下,设计实验方案测电阻的能力。为中考的热点问题。
25.【答案】解:(1)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,当开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点可知,两电阻并联时R1两端的电压与电路为R1的简单电路时R1两端的电压相等,由欧姆定律可知,两电阻并联时通过R1的电流与电路为R1的简单电路时通过R1的电流相等,即I1=0.2A,
由并联电路的电流特点可知,开关S、S1都闭合时,通过R2的电流:I2=I−I1=0.5A−0.2A=0.3A;
(2)由并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,两端R2的电压:U2=U1=U=6V,
由欧姆定律可知,R2的阻值:R2=U2I2=6V0.3A=20Ω;
(3)开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功:W1=U1I1t=6V×0.2A×1×60s=72J。
答:(1)当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流为0.3A;
(2)R2的阻值为20Ω;
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功为72J。
【解析】(1)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,当开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的特点可知,两电阻并联时通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出开关S、S1都闭合时,通过R2的电流;
(2)根据并联电路的电压特点可知两电阻并联时两端R2的电压,根据欧姆定律求出R2的阻值;
(3)根据W=UIt求出开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用,难度不大。
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