


2025-2026学年广西南南宁市青秀区九年级上学期1月月考物理试卷(解析版)
展开 这是一份2025-2026学年广西南南宁市青秀区九年级上学期1月月考物理试卷(解析版),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,作图题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 共38分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.下列物理量中,以科学家的名字欧姆作为单位的物理量是( )
A.电阻B.电流C.电压D.电能
【答案】A
【解析】电压、电流、电能的单位分别是伏特、安培、焦耳,电阻的单位是欧姆,故A符合题意。
2.在通常情况下,对下列物质进行的分类,正确的是( )
A.铝、铜、硅、锗是半导体
B.铅笔芯、大地、水银、人体是导体
C.水晶、冰、萘、常温下的玻璃是导体
D.塑料、干燥的木棒、蒸馏水、石墨是绝缘体
【答案】B
【解析】铝和铜是金属,容易导电,属于导体;硅和锗是半导体,故A错误;铅笔芯(主要成分石墨)是导体,大地(土壤导电)是导体,水银(液态金属汞)是导体,人体是导体,故B正确;水晶是绝缘体,冰(纯净)是绝缘体,萘是绝缘体,常温下的玻璃是绝缘体,故C错误;塑料是绝缘体,干燥的木棒是绝缘体,蒸馏水是绝缘体,但石墨是导体,故D错误。
3.如图所示是一个能吹冷风和热风的电吹风简化电路图,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时吹的是热风
B.吹风机和电热丝工作时通过的电流相等
C.吹风机和电热丝正常工作时互不影响
D.开关都闭合时,吹风机与电热丝是串联的
【答案】C
【解析】只闭合开关S1时,开关S2是断开的,电热丝断开,电动机通电转动,吹冷风,故A错误;吹风机(电动机)和电热丝工作时,它们并联在电路中,两端的电压相等。但电动机和电热丝的电阻一般不相等,根据欧姆定律可知,通过它们的电流不一定相等,故B错误;开关都闭合时,电流从电源正极流出后,分成两路,一路经过电动机,另一路经过电热丝,然后汇合流回电源负极。所以吹风机(电动机)与电热丝是并联,在并联电路中,各支路上的用电器工作时互不影响,可以独立工作,故C正确,D错误。
4.关于分子,下列说法正确的是( )
A.固体物质的分子是固定不动的
B.荷花飘香,说明分子在不停地运动
C.一根铁棍难以被压缩,说明分子间有引力
D.水低于0℃会结成冰,分子就会保持静止不动
【答案】B
【解析】固体物质的分子并非是固定不动的,构成一切物体的分子都在不停地做无规则运动,故A错误;荷花飘香,这是扩散现象,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,故B正确;分子间既有引力也有斥力,一根铁棍难以被压缩,是因为分子间存在斥力,故C错误;水低于0℃会结成冰,分子运动速度变小,但并不会停止运动,故D错误。
5.如图所示,小女孩将气球与头发摩擦后,头发会随着气球飘起来的原因是( )
A.分子间存在引力B.分子间存在斥力
C.同种电荷相互排斥D.异种电荷相互吸引
【答案】D
【解析】将气球与头发摩擦后,气球与头发之间因为得失电子和导致气球与头发带异种电荷,根据异种电荷相互吸引而使头发会随着气球飘起来,故D符合题意,ACB不符合题意。
6.下列关于电学中相关物理量的说法中,符合实际的是( )
A.华为手机电池的电压约为40V
B.手电筒中的小灯泡的电流约为5A
C.家用电饭锅煮饭时电流约为5A
D.电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1C
【答案】C
【解析】手机电池通常为锂离子电池,额定电压约为3.7V(充满电时约4.2V),远低于40V;故A不符合题意;手电筒小灯泡功率较小(约2W),常用两节干电池供电(总电压3V);由可得,通过手电筒中的小灯泡的电流约为,远小于5A,故B不符合题意;家用电饭锅功率通常为1000W左右,家庭电路电压为220V。由可得,通过家用电饭锅的电流约为,符合实际,故C符合题意;电子电荷量为,远小于1C,与实际不符,故D不符合题意。
7.下列电路中,闭合开关S,电压表测灯L1两端电压的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】闭合开关S,图中L1与L2串联,电压表与L2并联,测的是L2两端的电压,故A不符合题意;闭合开关S,图中L1与L2串联,电压表与L2并联,测的是L2两端的电压,故B不符合题意;闭合开关S,图中L1与L2串联,电压表与L2并联,测的是L2两端的电压,故C不符合题意;闭合开关S,图中L1与L2串联,电压表与L1并联,测的是L1两端的电压,故D符合题意。
8.在一次汽车创新大会上,奇瑞汽车在全球创新大会上展出了热效率高达48%的鲲鹏天擎发动机,为了提高热机效率,可采取的措施是( )
A.消耗更多的燃料B.延长工作时间
C.保证良好的润滑,减少摩擦D.降低热机功率
【答案】C
【解析】热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。消耗更多燃料,只会增加燃料燃烧放出的总能量,不会提高有用功的占比,无法提升热机效率,故A不符合题意;延长工作时间,和热机效率的计算没有关联,不会改变有用功与总能量的比值,故B不符合题意;保证良好的润滑、减少摩擦,能减少克服摩擦所做的额外功,从而让更多能量用于做有用功,提高热机效率,故C符合题意;降低热机功率,只是改变了热机做功的快慢,和热机效率的大小无关,故D不符合题意。
9.在“制作调光灯”的实践活动中,小傅设计了如图所示的电路,用A、P两个回形针将一根铅笔芯接入电路中,当A左右移动时,小灯泡亮度会发生变化,下列说法正确的是( )
A.铅笔芯电阻一定比铜丝电阻大
B.开关断开后,铅笔芯电阻变为零
C.为使灯泡亮度变化更明显,应选用长度较长的铅笔芯
D.灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的横截面积发生了变化
【答案】C
【解析】导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关,只从材料方面无法比较电阻的大小,故A错误;电阻是导体的一种固有属性,与是否接入电路无关,所以开关断开后,铅笔芯电阻不变,故B错误;长度较长的铅笔芯,电阻的变化范围更大,所以灯泡亮度变化会更明显,故C正确;灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的长度发生了变化,故D错误。
10.12月2日是全国安全交通日,其中不戴头盔存在安全隐患,于是小清设计了以下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下图电路符合设计要求的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】由图可知,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,电动机工作,故A不符合题意;由图可知,骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,电机不工作,再将开关S2闭合,电动机工作,开关S1干路中,只戴头盔不扫码则无法骑行,故B符合题意;由图可知,两个开关都闭合,指示灯和电机同时工作,故C不符合题意;由图可知,扫码成功后开关S1闭合,电机工作,再闭合开关S2,指示灯L亮,故D不符合题意。
故选B
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
11.如图是《天工开物》记载的古人炒蒸油料的场景,下列过程与物理知识对应正确的是( )
A.燃烧——主要把内能转化为电能
B.蒸煮——油料温度升高,内能不变
C.翻炒——主要用热传递的方式增加油料内能
D.揭盖——热量损失变多,热效率降低
【答案】CD
【解析】燃烧主要把化学能转化为内能,故A错误;蒸煮时油料温度升高,内能增大,故B错误;翻炒时主要利用热传递的方式来增加油料内能,故C正确;揭盖后,热量散失到空气中,热量损失变多,从而热效率降低,故D正确。
12.如图所示的电路中,电源电压不变。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电流表的示数变小B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变小D.电压表的示数变大
【答案】BC
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联后,再与灯泡并联,电流表测通过灯泡的电流,电压表测滑动变阻器右部分电阻两端的电压,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,与电压表并联的滑动变阻器右部分电阻变小;根据串联分压规律可知,滑动变阻器右部分电阻两端的电压会变小,即电压表的示数会变小;根据并联电压规律可知,灯泡两端的电压始终等于电源电压不变;灯泡的电阻不变,由可得,通过灯泡的电流不变,即电流表的示数不变;故BC正确,AD错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共62分)
三、填空题(每空1分,共12分。请把答案直接写在答题卡相应的位置上,不要求写出演算过程。)
13.白天在海边,我们常常会感受到风从海洋吹向陆地(海陆风),这主要是因为海水的比热容比陆地的________(选填“大”或“小”),导致白天海洋升温比陆地________(选填“快”或“慢”)。
【答案】大 慢
【解析】白天在海边,我们常常会感受到风从海洋吹向陆地(海陆风),这主要是因为海水的比热容比陆地的大,白天吸收相同的热量,海洋的温度变化比陆地小,即海洋升温慢;此时,陆地上方大气温度较高空气上升,近地面形成低压,海洋上方大气温度较低空气下降,近地面形成高压,风从海洋吹向陆地。
14.2025年最后一天,我国成功发射实践二十九号卫星A星、B星。卫星在加速上升的过程中机械能变________。卫星返回过程中会与大气摩擦,变成一个火球,返回过程的能量转化是机械能转化成_______能。
【答案】大 内
【解析】卫星在加速上升的过程中,高度变高,重力势能变大;速度变大,动能变大;机械能等于势能和动能之和,所以机械能变大。
卫星返回过程中会与大气摩擦,克服大气摩擦做功,将机械能转化为内能,卫星温度升高,变成一个火球,所以能量转化是机械能转化为内能。
15.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带_______电。用这个带电的橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,两片金属箔片由于带上_______种电荷而张开。
【答案】负 同
【解析】用毛皮摩擦橡胶棒,由于毛皮和橡胶棒原子核对核外电子的束缚能力不同,在摩擦的过程中,橡胶棒会因为得到电子而带负电。
用这个带电的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属球、金属杆、金属箔片都是良好的导体,负电荷会转移到两片金属箔片上,两片金属箔片因为都带上同种电荷相互排斥而张开。
16.如图所示的LED灯显示屏,当其中一个字不亮时,其他字还能正常发光,说明字与字之间的LED灯是_______联的;当整个显示屏显示的文字增加时,电路中的总电流会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】并 变大
【解析】当其中一个LED灯不亮时,其他LED灯还能正常发光,说明各个LED灯之间互不影响独立工作,这是并联的特征,所以LED灯之间是并联的。
当整个显示屏显示的文字增加时,即并联的LED灯增多,支路增多;根据并联电压规律及欧姆定律可知,通过原先接入电路的LED灯的电流不变;新增电流通过新增的LED灯,根据并联电流规律可知,电路的总电流等于各支路电流之和,总电流会变大。
17.我国已成为全球最大的电动汽车生产国,占全球产量的70%以上。给电动汽车充电时,汽车的蓄电池相当于________(选填“用电器”或“电源”)。充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现_______(选填“短路”或“断路”)现象。
【答案】用电器 短路
【解析】当给汽车充电时,外部电源(如充电桩)提供电能,蓄电池消耗电能,因此相当于用电器。
线路潮湿可能导致不同电路部分意外连接,引发短路。
18.图甲所示电路中,电源电压恒定。灯泡标有“3V,0.5A”,滑动变阻器标有“60Ω,2A”。单刀双掷开关置于b点、滑动变阻器滑片置于中点时,灯泡恰好正常发光,则电源电压为________V。将单刀双掷开关置于a点,滑动变阻器的滑片在某两点之间移动,得到电压表V1、V2随电流变化关系如图乙所示,则滑片在最左端时,电流为________A。
【答案】18 0.225
【解析】单刀双掷开关置于b点、滑动变阻器滑片置于中点时,灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器和灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测通过电路的电流;灯泡正常发光,即通过灯泡的电流为,灯泡两端电压为,由可得,此时灯泡的电阻为,滑动变阻器滑片置于中点,即滑动变阻器接入电路的电阻为,由可得,电源电压为。
将单刀双掷开关置于a点,滑动变阻器、定值电阻、定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电压表测定值电阻两端电压,电流表测通过电路的电流;当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻会变小,电路总电阻变小;根据欧姆定律可知,通过电路的电流会变大;根据串联分压规律可知,电压表的示数会变大,电压表的示数会变小。结合图乙分析可知,下面的图线为R2两端的电压和电流变化关系图像,上面的图线为R1两端的电压和电流变化关系图像。
由图乙可知,当时,R1两端的电压,R2两端的电压,此时电源电压①
当时,R1两端的电压,R2两端的电压,此时电源电压②
此时R2两端的电压变化量,
由①②整理得R3两端电压变化量,
设电流的变化量为,则R2两端的电压变化量,
同理,R3两端的电压变化量,
则,
所以,R2阻值与R3阻值的关系为,
根据串联电路的分压规律可知,,
所以当R2两端的电压时,R3两端的电压,
当时,电源电压,
解得,则R2两端的电压,
R3两端的电压,则R2的阻值,
R3的阻值,
由电路图可知,当滑片在最左端时,滑动变阻器的阻值最大,
此时电路中的总电阻,
电路中的电流。
四、作图题(本大题共1小题,共6分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
19.(1)在虚线框内画出与图相对应的电路图。
(2)酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
(3)如图所示,请将电源和电压表的符号分别填入电路图中的两个虚线框内,要求闭合开关后,灯泡L1与L2串联。
【答案】(1) (2)
(3)
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)
20.图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。被测导体为四根电阻丝,将电阻丝两端接入电路后,调节滑动变阻器;
(1)某同学连接好电路,闭合开关前,检查电路,发现电压表指针指示如图乙所示,原因是________________________________________________;
(2)完成实验后,记录的数据如表。为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验次序________进行对比;对比实验次序3、4,可知长度较长的导体对电流的阻碍作用较_________;
(3)科学研究表明导体电阻还与温度有关,某种金属电阻和温度的关系如图丙所示,该金属在降温的过程中电阻的变化情况是_______。探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造___________(写出一种),以减少能量损耗。
【答案】(1)指针未调零 (2)2、3 大 (3)见详解 输电线
【解析】(1)闭合开关前电压表的指针如图乙所示,指针在零刻度线左侧,说明电压表指针未调零。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
对比实验次序3、4,两次实验时电阻丝的材料和横截面积相同,c电阻丝的长度较长,电路电流较小,可知长度较长的导体对电流的阻碍作用较大。
(3)根据图丙可知,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
21.(1)如图1甲所示,在两只相同的烧杯里分别装入水和食用油,比较它们的吸热能力。
①在两只烧杯中分别装入初温和_______均相等的水和食用油;
②在两烧杯中放入规格相同的电加热器,目的是使水和食用油在相同时间内吸收的热量_______;
③根据实验数据绘制出的温度与时间关系图像如图1乙所示,分析图像可知,若要使水和食用油升高到相同的温度,_______吸收的热量多,说明_______的吸热能力更强。
(2)小林利用图2的甲、乙、丙三套完全相同的装置完成相关的热学实验,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。
①安装实验装置时,应按照________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序;
②为了比较不同燃料的热值,应选择________两套装置。
【答案】(1)质量 相同 水 水 (2)自下而上 乙丙
【解析】(1)比较水和食用油的吸热能力大小时,因为物体的质量、升高的温度等会对物体吸收热量的多少有影响,实验运用控制变量法,要装入初温相同和质量相同的水和食用油进行实验。
实验时,在两烧杯中放入规格相同的电加热器,规格相同的电加热器在相同时间内放出的热量相同,可以保证在相同时间内水和食用油吸收的热量相同。
如图1乙所示,分析图像可知,若要使质量相等的水和食用油升高到相同的温度,水需要加热的时间更长,说明水吸收的热量较多,则水的吸热能力较强。
(2)安装实验装置时,因为要使用酒精灯的外焰加热,所以需要点燃酒精灯,根据酒精灯外焰的位置调整铁圈的高度,根据铁圈的高度才可以调整确定温度计悬挂的位置和高度;所以,应按照自下而上的顺序组装器材。
为了比较不同燃料的热值,实验运用控制变量法,只有燃料的种类不同,不同种类的燃料质量相等,被加热的液体质量和初温均相同;所以,应选择乙丙两套装置实验。
22.小宇在“探究电流跟电阻的关系”时采用了如图甲所示电路,电源电压为6V且保持不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和40Ω,滑动变阻器有两种规格M(10Ω,1A)、N(20Ω,1A)。
(1)在连接电路时,小宇应将开关处于_______状态;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是___________________(写出其中一种)。
(3)分别改接四个定值电阻,移动滑片P的同时,眼睛注视_______表,当电压表示数为适当数值时,记录电流表示数,图乙是根据所测数据画出的电流随电阻变化图像,由图像可知=________V,由图像可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________;
(4)实验时,断开开关S,把电阻换成的电阻,再次闭合开关后,滑片应向_______(选填“左”或“右”)端移动;实验时,将题中四个定值电阻分别接入电路,完成所有实验,应选择的滑动变阻器的规格是_______(选填“M”或“N”)。
【答案】(1)断开 (2)定值电阻R短路 (3)电压表 反比
(4)右 N
【解析】(1)连接电路时,开关必须处于断开状态,防止电路接通瞬间出现短路,损坏电源或电表。
(2)电流表有示数说明电路是通路,没有断路;电压表无示数原因可能是定值电阻R短路导致电压表被短路,无示数,电流可以正常通过电路。
(3)探究电流与电阻的关系,需控制定值电阻两端电压不变,因此移动滑片时,眼睛要注视电压表,直至电压表示数回到预设值。
取图乙中一组数据,如时,,根据,得。
从图像能看出,电阻增大时电流减小,且IR的乘积始终为保持不变,因此电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)把换成,定值电阻的阻值变大,根据串联分压,其两端电压会超过。为使定值电阻电压回到,需增大滑动变阻器的接入电阻来分担更多电压。由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路的电阻变大,因此滑片向右移。
电源电压,定值电阻两端电压,则滑动变阻器两端电压。
根据串联分压,可得,由题可知当定值电阻R换大时,滑动变阻器的电阻需要调大,才能保证电压表的示数不变,题中最大的定值电阻,此时滑动变阻器的阻值,故选择滑动变阻器N。
23.小桂同学在学习伏安法测电阻时,设计了如图甲所示的电路。
(1)本实验的原理是___________,连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于最_________端;
(2)移动滑片P至某位置,电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示,对应电流值是_________A,则R的阻值为_________Ω。
(3)调节滑片P,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,求出电阻平均值,这样做的目的是_______________。
(4)小桂在实验中发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表最多只能到达2.6V,这与两节干电池可提供3V电压的理论值不相符。请教老师后了解到旧干电池本身会有一定的电阻,如图丙所示,可将干电池等效为一个没有阻值的理想电池和定值电阻R串联。为测定干电池的阻值,他设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0,请完成下列的实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,此时电压表测量_________(选填“电源”或“R0”)两端的电压值,记录示数为U;
②接着将滑片调至B端,闭合开关S和S1,记录电压表示数为U1。
(5)干电池的阻值R的表达式:___________(用测量的物理量、已知量的符号表示)。
【答案】(1) 右 (2)0.26 10 (3)减小测量误差
(4)电源 (5)
【解析】(1)伏安法测电阻时,用电流表和电压表分别测量通过待测电阻的电流和两端电压,再根据公式计算出电阻,所以实验原理是。
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大值处,即B端。
(2)电流表的量程使0-0.6A、分度值是0.02A,由指针位置可知电流表示数是0.26A。
R的阻值为。
(3)为了减少测量误差,测量定值电阻的方法是多次测量定值电阻两端的电压和通过的电流,求测量电阻的平均值作为定值电阻的阻值。
(4)闭合开关S,断开开关S1,电压表与R串联再接在电源两端,此时电压表的示数接近电源电压,所以此时电压表测量电源两端电压。
(5)接着将滑片调至B端,此时滑动变阻器接入最大电阻R0,闭合开关S和S1,电压表示数U1为滑动变阻器两端电压,由分压原理可知,整理得。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
24.无人驾驶汽车是一种智能汽车,主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了一段距离后牵引力做功为3.36×107J,消耗柴油2.1kg。[]求:
(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车发动机的效率;
(3)若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,可将多少千克水从20℃加热到70℃?
【答案】(1) (2)40% (3)400kg
【解析】(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量。
(2)已知汽车沿水平路面匀速直线行驶了一段距离后牵引力做功为,由效率公式可得,汽车发动机的效率。
(3)根据题意,水吸收的热量等于柴油完全燃烧释放的热量,即,
由比热容公式可得,水的质量。
25.为确保道路交通安全,高速公路均设有限速规定,最高车速不得高于120km/h。某科技小组基于此设计了一个车速报警装置,其简化电路如图甲所示。当系统检测到车辆行驶在高速公路上时闭合开关,电源电压不变,定值电阻R的阻值未知;可变电阻Rv的阻值随车速v变化关系如图乙所示。当电压表示数超过设定值时,会触发报警。已知当车速为60km/h时,电压表的示数为8V;当车速为100km/h时,电压表的示数为6V。
(1)当车速为60km/h时,求通过Rv的电流;
(2)求电源电压U和定值电阻R的阻值;
(3)为满足高速公路限速要求(车速超过120km/h时报警),求电压表的报警设定值;
(4)保持报警设定值不变,某些路段若要求车速高于100km/h时就开始报警,提出一种改进方案,并通过计算说明方案可行性。
【答案】(1)0.2A (2) (3)4V
(4)将定值电阻的阻值从增大到
【解析】(1)由图乙可知,当车速为60km/h时,可变电阻Rv的阻值,电压表的示数为8V;由电路图可知,定值电阻R和可变电阻Rv串联,电压表测可变电阻Rv两端电压,电流表测通过电路的电流;由可得,通过Rv的电流为。
(2)由图乙可知,可变电阻Rv的阻值与车速v的关系为一次函数,即满足关系式,
将车速为,可变电阻阻值为,代入关系表达式求解可知,关系式为,
将车速为,代入关系式可得,此时可变电阻阻值为,
此时电压表的示数为6V,由可得,此时通过Rv的电流为,
由可得,电源电压为……(1)
当车速为60km/h时,可变电阻Rv的阻值,电压表的示数为8V,通过Rv的电流为,
由可得,电源电压为……(2)
联立(1)式和(2)式可知,电源电压为,定值电阻阻值为。
(3)由图乙可知,当车速越高时,可变电阻的阻值越小,电路的总电阻越小;根据欧姆定律可知,电路的总电流越大;根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压增大;根据串联电压规律可知,可变电阻两端的电压变小。由图乙可知,当车速为120km/h时,可变电阻的阻值为;由可得,此时通过电路的电流为,
由可得,此时电压表的示数为,
所以当车速时,可变电阻阻值,电压表示数,此时报警器报警,即电压表的报警设定值为4V。
(4)当车速时,此时可变电阻的阻值为,电压表的示数为,
根据欧姆定律可知,此时通过电路的电流为,
由可得,此时定值电阻的阻值为,
所以,可以将定值电阻的阻值从增大到。实验次序
电阻丝
材料
长度/cm
直径/mm
电流/A
1
a
康铜
57.20
0.50
0.42
2
b
镍铬
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬
28.60
0.70
0.54
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