


福建省九年级上学期期末物理易错题预测卷-A4
展开 这是一份福建省九年级上学期期末物理易错题预测卷-A4,共29页。试卷主要包含了填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.小明在家里烧水时发现,烧开同样温度的半壶水比一壶水更快。由此他提出了下面的四个问题,其中最具有探究价值又易于探究的问题是( )
A.为什么水升温相同时质量越少烧水时间越短?
B.水吸收热量的多少与水的温度变化是否有关?
C.物质吸收热量的多少与它的质量有什么关系?
D.水吸收热量的多少与水的质量有什么关系?
2.在学习了电流和电压的概念后,老师上课时又重做了下图所示的实验,发现:电路中用1节干电池时,小灯泡较暗;用2节干电池时,小灯泡较亮。大家根据这一实验现象提出了以下四个科学问题。其中最有探究价值且易于探究的是( )
A.同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B.同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C.同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D.导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
3.同学们用手摇发电机让小灯泡发光,发现摇得快电灯就亮。反之,电灯就暗。根据这一现象,下列科学问题中最有探究价值且易于探究的是( )
A.与发电机相连的灯泡亮度为什么有时亮有时暗
B.与发电机相连的灯泡的亮度与哪些因素有关系
C.发电机产生感应电流的大小与哪些因素有关系
D.发电机产生感应电流大小与转子转速有何关系
4.下列说法正确的是( )
A.由密度公式可知:物体吸收的热量越多,它的比热容就越大
B.由电阻公式可知:导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比
C.由热值公式可知:燃料完全燃烧时放出热量越多,其热值就越大
D.由功率公式可知:相同时间内,电流做功越多,电流做功的功率越大
5.小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理如图所示,电源电压恒为10V,电阻丝粗细均匀,总长度为30cm,。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0cm,电流表示数为0.05A;挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。下列说法正确的是( )
A.挡板P由B向A移动的过程中电流表示数变大
B.电压表示数为4V时,坐位体前屈的成绩为18cm
C.坐位体前屈成绩为12cm时,电压表示数为3V
D.电阻丝的阻值为
6.如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表接入电路的量程0~3V,电流表接入电路的量程0~0.6A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动,直至某一电表的指针达到满偏。有关变化下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A
C.电压表的示数变化范围为2V~6V
D. R2阻值变化范围为
7.如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 0.5A”。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.24~0.5A
B.电压表的示数变化范围是1.2~3V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是7~20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4.8V
8.用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法中正确的是( )
A.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
B.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
C.若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
9.以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B. C. D.
10.如图甲所示,电源电压保持不变,已知灯L1的额定电压为4V,灯L₂的额定电压为3V。图乙是L1、L2的I-U图像。当只闭合开关S、S2,且滑动变阻器R的滑片位于最右端时,电流表的示数为0.2A;当只闭合开关S、S1,且滑动变阻器R的滑片位于最右端时,电流表的示数为0.3A。下列说法中正确的是( )
A.只闭合开关S、S2,灯L2和滑动变阻器串联
B.灯丝电阻随电压的增大而减小
C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D.电源电压为8V
二、填空题
11.如图甲所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为13 Ω。只闭合开关S1,将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左移动,直至小灯泡正常发光。图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图像。小灯泡正常发光时的电流为 A,此时R2两端的电压为 V;接下来,保持滑片位置不动,断开S1闭合S2再将滑片向右移动,电压表示数与电流表示数变化关系如图丙所示。则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
三、实验题
12.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻,电压恒为4V的电源,“20Ω;1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)请你根据图甲,将图乙中的部分电路连接完整 (要求:滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路存在的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,首先接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”;
①记录表格如下,当电压表示数为2.8V时,电流表如图丙所示,为 A;实验小组记录的数据表格如下表所示,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是 ;
②分析正确的数据,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)接着小红继续按照图乙所示电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系;
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关,换上15Ω电阻,闭合开关后,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑片适当向调 (选填“左”或“右”);
②再把15Ω电阻换成25Ω,无论怎样移动滑动变阻器,电压表的示数都不能保持2V不变,原因是 。若想使5个电阻均能进行实验,滑动变阻器的阻值应不小于 Ω。
13.现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~ 15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、滑动变阻器(100Ω 0.5A),开关和导线若干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求滑片向右滑时,电流表示数变大);
(2)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ;
(3)小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是 。通过数据可知电阻 R的阻值是 Ω;
(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入 5Ω、10Ω、20Ω 三个定值电阻, 调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。实验中他接入 5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为 。在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电压表示数设置的范围为 V 至 V;
(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。现有器材如下:四个定值电阻 R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“60Ω 1A”的滑动变阻器,电压表(可用量程 0~3V、0~15V),电流表(可用量程 0~0.6A),导线, 开关,电源电压未知。把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为 0.05A。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在 1V~ 2V范围内,滑动变阻器的取值范围为 。
14.如图甲是小致测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。
(1)在实验过程中,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙,则小灯泡此时的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(2)小致认为,应该多次测量不同电压下小灯泡的电阻,求出平均值才更精确,你认为他的观点是否合理 ,原因是 ;
(3)小致又想测某未知电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出的表达式。实验步骤如下:
A.按照丙图连接电路;
B.闭合S、S1,记录电流表示数为I1;
C. ,记录电流表示数为I2;
D.利用测得数据写出待测电阻的表达式= 。
15.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉);
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,若故障只出在用电器上,则故障为 ;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动从而达到控制R两端的电压不变的目的;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω;
(4)实验结束后,小丽用如图丙所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下面实验步骤补充完整;
①只闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②只闭合开关 ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡电阻RL= 。(用U额、U1、R0表示)
16.爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计,图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片P固定在一起,(弹簧的电阻不计),定值电阻,、是一根长为的均匀电阻(其电阻大小与长度成正比),阻值为,电源电压,电流表的量程为;当不拉拉环时,金属滑片刚好处于端。已知该弹簧伸长的长度与所受拉力的关系如图乙所示。
(1)将电流表的表盘改为拉力计的表盘,可以把拉力的大小信息转化为电流信息,更加方便简洁,信息转化的关键环节为:拉力大小变化滑片P的位置变化电路的 变化电流的变化;
(2)当不拉拉环时,电路中的电流是 A;
(3)在电路中连入的目的是 ;
(4)为了保证电路安全,还需要对电阻丝接入电路的范围进行限制,其允许接入的阻值范围是 ,该拉力计能够测量的最大拉力是 N;
(5)在不改变电表的条件下,要增大电子拉力计测量范围,以下调整方案可行的是___________;
A.增大电源电压 B.减小电阻的阻值 C.在电路中再串联一个电阻
(6)在图丙所示的电流表盘上标出拉力为时指针的位置;
(7)小红同学设计了将电压表改装电子拉力计的电路,如图丁所示,弹簧伸长的长度与所受拉力的关系如图乙所示,已知电源电压为,定值电阻的阻值为,是长为的均匀电阻丝,阻值为,此方案中的电压表示数与被测拉力之间的关系式: (用、、、和表示)。
四、计算题
17.如图甲所示, 电源电压保持不变, 灯泡L标有“3.8V”的字样,闭合开关S, 当滑动变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端时,灯泡L刚好正常发光,在滑动变阻器滑片移动过程中, 两块电压表示数与电流表示数变化关系图像如图乙所示, 求:
(1)电源电压;
(2)R0阻值和滑动变阻器的最大阻值;
(3)电路的最小功率。
18.如图甲为气象馆的杯式风速仪,其工作原理如图乙所示。电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,用于反映风速大小,定值电阻的阻值为10Ω。迎风板是一块面积为的轻质薄板,与压力传感器紧密相连。的阻值随迎风板受到的压力F大小变化的关系如图丙所示。测量时风始终垂直吹在迎风板上,其受到的风压与风速的关系如下表。无风时电流表示数为0.3A。求:
(1)无风时两端的电压;
(2)电源提供的恒定电流;
(3)该风速仪所能测量的最大风速;
(4)请写出两条增大该风速仪所能测量的最大风速的措施。
19.图甲是某品牌身高、体重测量仪,电路原理图如图乙所示。电源UA的电压为18V,电压表量程为0~15V。电流表A1量程为0~0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒。其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,R2总长80cm。电源UB的电压为3V,脚踏板下方有一压敏电阻R3,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关S1、S2,身高h=160cm的小明站在踏板上时,电流表A2的示数为0.15A,此时滑片恰好在R2中点,电压表示数为14.4V,电流表A1的示数为0.36A。求:
(1)小明的重力。 (2)现有150cm的小华站在踏板上,求此时电压表示数。
(3)在电路安全前提下,滑动变阻器R2接入电路中的阻值范围。
20.某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置,其原理如图1。电源电压恒定,电阻R0的阻值为30Ω;R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时,表示水位达到警戒水位,电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压和电路的最小功率;
(3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化,记录下几组水位和对应的电流表示数,数据如下表,当电流表示数为0.25A时,水位达到警戒值,求警戒水位。
21.学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同学们被展厅自动大门所吸引,他们发现当人靠近大门时,大门自动打开,如图甲所示。回校后,科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器,电动机等元件制作了模拟电路,部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌.上标有“220 V 40 W”的字样,控制电路的电源电压U为24 V,R1为定值电阻,人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示;当电磁铁线圈中的电流为100 mA时,街铁刚好被吸下,触发电动机工作,大门打开。(不计电磁铁线圈的电阻)
(1)开门一次用时3 s,请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳?
(2)经测试L=3 m时刚好触发电动机工作,则R1的阻值为多少?
(3)善于思考的小明同学想通过电表示数直观反映人与大门间的距离,于是他将一只电压表并联在R两端。已知R1为第(2)问所求值,请你推导出L在0~6 m内,电压表示数UR随L的变化关系式。
22.神舟飞船控制组为了检验飞船的密封性能,科研人员将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中。如图甲所示,先向舱体M中充入压强为的空气,再把空腔N抽成真空(气压为零),若舱体M漏气,一段时间后会有空气从舱体M进入集气空腔N中。其中、是两个完全相同的压敏电阻,其阻值随气体压强变化的关系如下图乙所示,可分别用来测量舱体M和集气空腔N中的压强。图甲电路中电源电压恒为12V,定值电阻的阻值为20Ω。求:
(1)当开关S接b处时,若舱体M不漏气,则电流表A的示数是多少;
(2)若空气从舱体M中逸出,舱体M压强降为,当开关S接a处时,电压表V的示数;
(3)在检验过程中的某时刻,开关S接a处时压敏电阻两端电压为;开关S接b处时压敏电阻两端电压为。若,且,则此时舱体M内外的压强差是多少Pa。
参考答案:
1.C
【详解】A.由生活经验知道,烧开一壶水比烧开半壶水所用的时间长,此问题没有探究价值,故A不符合题意;
B.其它条件相同时,水吸收热量越多水的温度变化越大,此问题没有探究价值,故B不符合题意;
C.在火焰大小相同,即相同时间放出的热量相同;用同一个水壶,将一壶水烧开与将半壶水烧开,即水的初温和末温相同,而水的质量不同;所用的时间是不同的,即吸收的热量不同,故根据此现象,最具有探究价值又易于探究的问题是:物质吸收热量的多少与物质的质量有什么关系?故C符合题意;
D.由生活经验知道,水的初温和末温相同,水的质量越大,吸收热量越多,此问题没有探究价值,故D 不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】AB.都是针对具体的“灯泡”提出的问题,不是最有探究价值的问题,综上分析知,故AB不符合题意;
CD.通过对比两个实验的现象发现:同一个灯泡的亮度发生变化是由于电池个数的变化引起的,而亮度和电池个数的物理本质是通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,再将问题由特殊扩展到一般,且需要得出电流与电压之间的具体关系,所以可最有探究价值且易于探究的科学问题是“同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系”,综上分析知,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】AB.同一小灯的亮度与通过小灯的电流有关,这是已知的结论,不需要探究。故AB不符合题意;
C.探究目标不明,不易于探究。故C不符合题意;
D.探究的目标明确,且感应电流大小与转子转速可以观测,易于探究。故D符合题意。
4.D
【详解】A.比热是物质的属性,由物质本身决定,大小与变化的温度、吸放热、质量等无关。故A错误;
B.电阻是导体本身的属性,大小由导体本身决定,大小与外加的电压、通过的电流无关。故B错误;
C.热值是燃烧本身的属性,由燃烧性质决定,与质量、吸放热大小无关。故C错误;
D.功率等于做的功与做功时间之比,故在时间相同时,功越大,功率越大。故D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.由图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R2右侧电阻丝两端的电压;因电压表在电路中相当于开路,则移动推挡板P时无法改变电阻丝R2接入电路的阻值,即变阻器R2始终以最大阻值接入电路,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,即电流表示数不变,故A错误;
D.已知电流表示数为0.05A,根据欧姆定律可得电路的总电阻为
根据串联电路的电阻规律可得,电阻丝R2的阻值为
,故D错误;;
B.电压表示数为4V时,根据欧姆定律可得R2右侧电阻丝的阻值
因电阻丝R2的总长度为30cm,且电阻丝R2的阻值为150Ω,则此时坐位体前屈的成绩为:
故B错误;
C.坐位体前屈成绩为12cm时,R2右侧电阻丝的阻值
根据欧姆定律可得,此时电压表的示数为
故C正确。
故选C。
6.D
【详解】A.如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表电路中电流;滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,此时电路的总电阻变小,而电源电压不变,故电路中电流变大,所以电流表示数变大,定值电阻两端电压变大,所以电压表示数变大,故A错误;
BC.当滑片在b端时,由串联电路电阻特点可知,电路的总电阻
电路中的电流最小为
由欧姆定律得,电压表的最小示数为
因电压表接入电路的量程为0~3V,所以电压表最大示数为3V时,此时电路中的最大电流
电流表的示数变化范围是0.2A~0.3A,电压表的示数变化范围为2V~3V,故BC错误;
D.根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,滑动变阻器两端的最小电压
由可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值
因此R2阻值变化范围为20Ω~10Ω,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压。
A.灯丝电阻不变,由可得灯泡的电阻
灯泡正常发光时的电流为0.5A,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,则
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,小灯泡L的额定电流为0.5A,所以,电路中电流表的最大电流I大=0.5A,则电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A,故A正确,不符合题意;
B.当电路中的电流为0.5A时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为2.5V,即电压表的最大示数为2.5V,当电路中的电流最小时,灯泡两端的电压最小,即电压表的最小示数
所以,电压表的示数变化范围是1.2V~2.5V,故B错误,符合题意;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω~20Ω,故C正确,不符合题意;
D.根据串联电路的分压规律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,其分担的电压最大,最大电压为
故D正确,不符合题意。
故选B。
8.A
【详解】A.由图甲所示电路图可知,电流表采用内接法,由于电流表的分压作用,所测电压偏大,试验误差是由电流表的分压造成的,当待测电阻阻值远大于电流量表内阻时,即甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小,故A正确;
B.由图乙所示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使所测电流偏大,实验误差来源于电压表分流,当电压表内阻远大于待测定值阻值时,即乙图适合测量阻值较小的电阻,误差会减小,故B错误;
C.甲电路是安培表内接法,如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,甲图中电压表两侧的电压是待测电阻上的电压与电流表上的电压的和,所以甲图中电阻测量值
即测量值与真实值相比偏大,故C错误;
D.乙电路是安培表外接法,流过电流表的电流是待测电阻上的电流与电压表上电流的和,所以乙图中电阻测量值
即测量值与真实值相比偏小,故D错误。
故选A。
9.C
【详解】A.当闭合开关S、S2时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx两端的电压,读出电压表的示数为Ux,当闭合开关S、S1时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx和已知电阻R0两端的总电压,读出电压表的示数为U,R0两端的电压
根据串联电路电流规律可知,I0=Ix,即
解得未知电阻
能够测量,故A不符合题意;
B.只闭合S,只有未知电阻Rx接入电路,读出电流表的示数I1,此时电源电压
再闭合S1,定值电阻R0与未知电阻Rx并联接入电路,读出电流表示数为I,通过定值电阻R0的电流
此时电源电压
联立,解得未知电阻
能测量,故B不符合题意;
C.闭合开关S1,电压表测量电源电压,再闭合开关S2,电压表测量的还是电源电压,不能得到Rx的电流,不能测出未知电阻的阻值,故C符合题意;
D.只闭合S,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,读出电流表的示数为I1,此时电源电压
再闭合S1 时,只有定值电阻R0接入电路,读出电流表的示数为I2,此时电源电压
联立解得未知电阻,能测出,故D不符合题意。
故选 C。
10.C
【详解】B.根据图乙可知是L1、L2的I﹣U图为曲线,随着电压的增大而电流增长的原来越慢,说明电阻在变大,灯丝电阻随电压的增大而增大,故B错误;
ACD.由图甲可知,当只闭合开关S、S2时,灯L2被短路,灯L1与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为滑动变阻器的最大阻值,由串联电路的电流特点可知,此时通过灯L1的电流I1=0.2A,由图乙可知,灯L1两端的电压为4V,电源电压
U=U1+U滑1=4V+0.2A×R滑大 ①
当只闭合开关S、S1时,灯L2与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为滑动变阻器的最大阻值,由串联电路的电流特点可知,此时通过灯L2的电流I2=0.3A,由图乙可知,此时灯L2两端的电压为3V,电源电压
U=U2+U滑2=3V+0.3A×R滑大 ②
由①②解得
R滑大=10Ω,U=6V
故AD错误,C正确。
故选C。
11. 0.5 1.5 9
【详解】[1]只闭合开关S1,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,电压表测滑动变阻器右侧电阻两端分得的电压,电流表测通过电路的电流。串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为灯泡正常发光时的电流,由乙图可知灯泡正常发光时的电流为0.5A。
[2]滑动变阻器此时接入电路的电阻为3Ω,根据欧姆定律可得R2两端的电压为
[3]由图乙可知滑动变阻器的最大阻值为20Ω,保持滑片位置不动,断开S1、闭合S2,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据串联分压原理可知当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,由图丙可知通过该电路的最小电流为0.2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻
此时电路总电阻为
电源电压为
灯泡正常发光时的电压为
小灯泡正常发光时的阻值为
12. 见解析如图 断路 0.28 1 正比 左 滑动变阻器的最大阻值太小 25
【详解】(1)[1]滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[3][4]①由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A;由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的最小电流
因此第1组数据不符合实际;
[5]②根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[6]①根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变;
[7][8]②定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣UV=4V﹣2V=2V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1×25Ω=25Ω>20Ω
说明此时的滑动变阻器的最大阻值太小,若想使5个电阻均能进行实验,滑动变阻器的阻值应不小于25Ω。
13. 定值电阻短路 使用前电流表指针未调零 5 2∶1 1 2.5 5Ω~60Ω
【详解】(1)[1]要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连;如下图:
(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R短路。
(3)[3][4]检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中数据可知:电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。因此电阻 R的阻值是
(4)[5] 探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为
[6][7]电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为
当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为
12Ω-5Ω=7Ω
结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
可解得,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接如最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值为28Ω<100Ω,符合题意。
当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
可解得,综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V之间。
(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电源的电压
设电压表的示数为UR,则滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UR
由串联电路的电流特点可得,电路中的电流
则
当UR=1V时
四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω,当UR=2V时
四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。
14.(1) 2.5 8.3
(2) 不合理 见解析
(3) 闭合开关S,断开S1
【详解】(1)[1][2]灯泡在额定电压下正常工作,在实验过程中,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡此时的电阻为
(2)[1][2]当灯泡两端电压改变时,灯泡的亮度发生改变,所以灯丝的温度发生变化,而灯丝的电阻与温度有关,则小灯泡的阻值发生改变。因此取平均值没有意义,故小致的观点不合理。
(3)[1][2]A.按照丙图连接电路;
B.闭合S、S1,此时单独接入电路,记录电流表示数为I1,则电源电压为
①
C.闭合开关S,断开S1,此时、串联,记录电流表示数为I2,则电源电压为
②
联立①②,解得待测电阻为
15. 定值电阻断路 3 左 7.5 S、S1 R0
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即电阻变小,所以,变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下:
(2)[2]连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以,与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[3]图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像知道,电流I与电阻R的乘积为
U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V
说明R两端的电压为3V。
[4]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,电阻变大,分压增多,电压表示数增大,根据控制变量法知在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律知道,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为3V。
[5]根据串联电路电压的规律知道,变阻器分得的电压
U滑=U电源﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。
(4)由于电路中没有电流表,所以电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联;要测灯正常发光时的电阻,应首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;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,由可求出灯的电阻,故实验步骤如下:
①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;
②[6]保持滑片的位置不动,闭合开关S、S1,读出此时电压表的示数为U1。
[7]在②中,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,此时定值电阻的电压
U0=U1﹣U额
由欧姆定律知道,灯的额定电流
则小灯泡电阻为
16.(1)总电阻
(2)0.15
(3)保护电路
(4) 5~35 600
(5)C
(6)
(7)
【详解】(1)由图甲知,电阻丝R1与定值电阻R0和弹簧串联在电路中,弹簧受到的拉力变化时,滑片P移动,R1接入电路的阻值变化,电路的总阻值变化,而电源电压不变,据欧姆定律知,电路中的电流也随着变化。
(2)由图甲可知,两电阻串联,当不拉拉环时,R1接入电路的阻值最大,为35Ω,此时电路中电流为
(3)电路中R0的目的是保护电路,当滑片向b移动时,R1接入电路的阻值变小,R0可避免电路的阻值过小,电流过大而损坏电路。
(4)[1]电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,此时电路的总阻值最小为
R1接入电路的最小阻值
R小=R总小-R0=10Ω-5Ω=5Ω
所以R1接入电路的范围为5Ω~35Ω。
[2]R1接入电路的阻值最小时,弹簧所受的拉力最大。而R1的电阻大小与长度成正比,所以有
解得,R1接入电路的阻值最小时,弹簧的伸长量。由图乙可得
解得F=600N。
(5)由图乙可知,弹簧伸长的长度与所受拉力成正比,即。要增大电子拉力计测量范围,即增大F值,保证电路安全前提下,应增大的值,则需减小电阻丝R1连入电路的阻值,电路的最大电流一定,电路的总电阻,则
A.I大和R0一定,若增大电源电压,则电阻丝R1连入电路的电阻增大,故A不符合题意;
B.I大和电源电压U一定,若减小电阻R0的阻值,则电阻丝R1连入电路的电阻增大,故B不符合题意;
C.I大和电源电压U一定,电路的总电阻一定,若在电路中再串联一个电阻,则可减小电阻丝R1连入电路的阻值,故C符合题意。
故选C。
(6)由图象知,当拉力为F=400N时,,R1连入电路的长度
R1连入电路的阻值
电路中的总电阻
电路中的电流
图丙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,指针处于0.3A处,如图所示:
(7)由图丁知,两个电阻仍串联在电路中,R1接入电路的阻值不变,电压表测aP间的电压,电路中的电流
当弹簧受到的拉力为F时,其伸长量
aP间的电阻
电压表的示数
17.(1)9V
(2)20Ω,60Ω
(3)0.9W
【详解】(1)由图甲得,灯泡L、R0与变阻器R串联,电流表测量电路电流,电压表V1、V2分别测量L变阻器R的总电压、R0与变阻器R的总电压。闭合开关S, 当滑动变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端时,变阻器接入电路中电阻为0,灯泡L刚好正常发光,则此时电压表V1的示数为3.8V,则图乙中下面的图像是V1与电流表示数的图像,上面的图像是V2与电流表示数的图像,电源电压
(2)由欧姆定律得,R0阻值为
当变阻器接入电路中的电阻最大,电路中电阻最大,电流最小,由图得,此时电路电流为0.1A,电压表V1、V2示数分别为7V、8V,此时变阻器的电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值
(3)电路的最小功率
18.(1)9V;(2)1.2A;(3);(4)见解析
【详解】解:(1)由表格数据知道,无风时迎风板受到的压强是0,故压力F大小为0,由图丙知道,此时的阻值是30Ω,又因为无风时电流表示数为0.3A,所以,由欧姆定律知道,无风时两端的电压
(2)由图乙知道,R0与并联,所以,R0两端的电压等于两端的电压,即
由欧姆定律知道,通过R0的电流
由并联电路电流的特点知道,电源提供的恒定电流
(3)电流表量程为0~0.6A,所以,当时,所测风力最大,此时通过R0的电流
R0两端的电压
由于,所以
由图知道,当时,,迎风板受到的压强是
由表格可知,故当时
(4)减小阻值;减小迎风板受力面积;减小电源的输出电流;增大电流表量程。
答:(1)无风时两端的电压是9V;
(2)电源提供的恒定电流是1.2A;
(3)该风速仪所能测量的最大风速20m/s;
(4)增大该风速仪所能测量的最大风速的措施见解析。
19.(1)500N;(2)13.5V;(3)20Ω~50Ω
【详解】解:(1)根据乙图中右电路可知,电路为R3的简单电路,电流表A2测量电路电流,小明站在踏板上时,由,R3的阻值
根据图像数据可知,当R3=20Ω时,F=500N,由于压力等于重力,所以小红的重力
G=F=500N
(2)滑片恰好在R2中点时,R2接入电路的长度为40cm,电压表示数为14.4V,电流表A1的示数为0.36A;即电阻R2的一半大小为
即40cm长的电阻为40Ω,则1cm长度的电阻为1Ω。此时电阻R1的电压为
U1=UA﹣U2=18V﹣14.4V=3.6V
故电阻R1的大小为
身高h=160cm的小明站在踏板上时,此时滑片恰好在R2中点,当h=150cm的小华站在踏板上时,即电阻R2接入电路的长度为30cm;故接入电路中的电阻大小为
R华=30×1Ω=30Ω
串联电路中电压之比等于电阻值比
解得
U华=13.5V
此时电压表的示数为13.5V。
(3)在电路安全前提下,由于电流表A1量程是0~0.6A,接入电路的总阻值最小为
滑动变阻器接入电路的阻值最小为
R2min=R总﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω
在电路安全前提下,由于电压表量程是0~15V,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,R1两端的电压
U1′=U﹣U2′=18V﹣15V=3V
由串联电路的分压原理知
解得
R2max=50Ω
故在电路安全前提下,滑动变阻器R2接入电路中的阻值范围是20Ω~50Ω。
答:(1)小明的重力为500N;
(2)150cm的小华站在踏板上,电压表示数为13.5V;
(3)在电路安全前提下,滑动变阻器R2接入电路中的阻值范围是20Ω~50Ω。
20.(1)60Ω;
(2)9V,0.6W;
(3)28cm
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,当滑片P置于最下端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,则电压表示数为6V:此时滑动变阻器的最大值为
(2)根据串联电路的总电压等于各部分电压之和,通过电路的电流为0.1A时,总电压
电路的最小功率
(3)当电路中的电流为时,电路的总电阻
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化,则从0.1A到0.3A,电阻减小了60Ω,电水位上升了
电阻每减小3Ω,水位升高1cm;当电路中的电流为0.25A时,电路的总电阻
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
根据电阻每减小3Ω,水位升高1cm得;此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω,说明水位比30cm小2cm,即警戒水位是28cm。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值60Ω;
(2)求电源电压是9V,电路的最小功率是0.6W;
(3)警戒水位是28cm。
21.(1)120 J;(2)120 Ω;(3)UR=
【详解】(1)电动机铭牌上标有“220 V 40 W”的字样,根据P=可知,开门一次电动机消耗电能为W=Pt=40 W×3 s=120 J;
(2)当电磁铁线器中的电流为100 mA时,衔铁刚好被吸下,触发电动机工作,大门打开,此时控制电路的总电阻为R总==240 Ω,由题图丙可知,当L=3 m时,R的阻值为120 Ω,根据电阻的串联可知,R1=R总-R=240 Ω-120 Ω=120 Ω;
(3)由题图丙可知,R与L的数学关系为R=20L+60(6 m≥L≥0);
设电压表示数UR,根据串联电路电压规律和分压原理可知,
,即,
解得UR=,
因R=20L+60(6 m≥L≥0),故UR=(6 m≥L≥0)。
22.(1)0.1A
(2)3V
(3)
【详解】(1)当开关S接b处时,和串联,电流表A测电路中电流。若舱体M不漏气,则空腔内压强为零,由乙可知,,则电流表A的示数为
(2)当开关S接a处时,和串联,电流表A测电路中电流,电压表测电压。空气从舱体M中逸出,舱体M压强降为,由乙可知,,此时电路中电流为
则当开关S接a处时,电压表V的示数为
(3)若
且
则电流之比为
因为电压一定时,电流与电阻成反比,则有
①
而且
②
联立①②,解得
,
对应气压分别为
,
则此时舱体M内外的压强差为
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
0.30
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.14
0.24
0.34
0.44
0.54
风速
0
2
4
6
8
10
12
风压
0
2
8
18
32
50
72
水位h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
D
C
D
B
A
C
C
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