2023-2024学年福建省厦门市集美区蔡林学校九年级(上)段考物理试卷(10月份)
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这是一份2023-2024学年福建省厦门市集美区蔡林学校九年级(上)段考物理试卷(10月份),共22页。试卷主要包含了选择题,填空题,画图题,简答题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)社会的进步离不开物理学家的辛勤工作。为了纪念物理学家对科学的贡献,许多物理量的单位用物理学家的名字命名。在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.帕斯卡B.焦耳C.牛顿D.欧姆
2.(2分)在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘。主要原因是( )
A.冬天气温低B.冬天灰尘多
C.化纤衣服创造了电荷D.化纤衣服摩擦带了电
3.(2分)毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明摩擦过程中橡胶棒( )
A.得到电子B.失去电子
C.得到正电荷D.失去正电荷
4.(2分)如图是手机一种解锁方式,用手指轻轻触碰手机感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁( )
A.电源B.用电器C.开关D.导线
5.(2分)电路和水路有许多相似之处。下列与如图中抽水机作用相似的电路元件是( )
A.用电器B.电源C.电键D.导线
6.(2分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互吸引,则这个小球( )
A.一定不带电B.一定带负电
C.一定带正电D.可能不带电
7.(2分)如图所示的各个图中,正确的电路是( )
A.B.
C.D.
8.(2分)如图所示,给出了滑动变阻器四种接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时( )
A.B.
C.D.
9.(2分)如图所示,电路元件及导线连接均完好,闭合开关S1、S2,则( )
A.L1不能发光,L2 能发光
B.L1能发光,L2 不能发光
C.L1、L2 都能发光
D.L1、L2 都不能发光
10.(2分)一根铝线的电阻为R,要使连入电路的电阻增大,可采取的措施为( )
A.将它对折后连入电路中
B.改变两端的电压
C.换用形状相同的铜线
D.将它拉成二倍长度后连入电路中
11.(2分)如图所示,开关S闭合时,灯泡L1与L2组成并联电路的是( )
A.B.
C.D.
12.(2分)如图所示的是甲、乙两个实物电路,以下说法正确的是( )
A.甲、乙都是串联电路B.甲、乙都是并联电路
C.甲是串联电路D.乙是串联电路
13.(2分)如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为4.5V,L1两端的电压为2V,则L2两端的电压和电压表的示数分別为( )
A.2.5V,2VB.2.5V,2.5VC.2V,5VD.2V,4.5V
14.(2分)为了安全,汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时,相当于闭合开关;未系好安全带时,相当于断开开关( )
A.B.
C.D.
15.(2分)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电压表测灯L1两端的电压
B.闭合开关S,电压表测电源两端的电压
C.断开开关S,电压表示数为电源两端的电压
D.断开开关S,电压表示数为零
16.(2分)如图所示的电路中,R1、R2其中一个电阻发生了故障。开关S从断开到闭合,电压表指针的位置不变,下列分析正确的是( )
A.若电流表有示数,则R1断路
B.若电流表有示数,则R2短路
C.若电流表无示数,则R1断路
D.若电流表无示数,则R2断路
二、填空题(共6小题,共12分)
17.(2分)一种节日小彩灯是由多个小灯泡串联而成的,如果电源插头处电流为200mA,则通过每只小灯泡的电流为 A;如果其中一个小灯泡的灯丝断了,则其他的小灯泡 (选填“能”或“不能”)发光。
18.(2分)试卷在印刷厂“诞生”时,由于 现象会使印刷机积累大量电荷,为避免出现火花放电,工人会将机器接地。当自由电子从机器流向大地时 (选填“从机器到大地”或“从大地到机器”)。
19.(2分)如图所示的电路中,若要使灯和电铃组成串联电路,只需闭合开关 ;若要使灯和电铃组成并联电路,只需闭合开关 。
20.(2分)将一支铅笔芯接在电压为6V电源两端,测出通过铅笔芯的电流是200mA,则该铅笔芯的电阻为 Ω;若将这支铅笔芯两端的电压增加到12V,则通过它的电流是 A。
21.(2分)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中粗导体的电阻小于导体的电阻 通过细导体的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
22.(2分)在如图甲所示的电路中,S闭合时,电流表A1与A2的示数分别为如图乙和图丙所示,则通过灯L1的电流是 A,通过灯L2的电流是 A。
三、画图题(共2小题,共4分)
23.(2分)将图中电路补充完整,要求两灯串联。
24.(2分)根据如图实物电路,画出对应的电路图。
四、简答题(共1小题,共4分)
25.(4分)夏天教室里的电风扇在给大家带来凉爽的同时,叶片上也特别容易沾染灰尘,请你解释吹电风扇时感觉凉爽
五、实验探究题(共5小题,共28分)
26.(5分)用如图所示电路探究“电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 (选填“A”或“B”)端。
(2)探究“电流与电阻的关系”,所测的数据如表所示:
①依据表格和电路图分析,将电阻R由5Ω换成10Ω,闭合开关进行实验时 (选填“A”或“B”)端移动滑片P,使电压表的示数保持 V不变。
②根据表中数据可得出的结论是: 。
27.(7分)在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)进行测量之前开关需要先 。
(2)测量过程中,小明发现电压表指针如图乙所示,L1两端电压为 。
(3)实验中选用的小灯泡的规格 。(选填“相同”“不同”)
(4)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零2 。
(5)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上2两端电压。她能否测出L2两端电压 (填“能”或“不能”),理由是 。
(6)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,经过多次实验,将得到的数据记录在下表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
28.(5分)在“探究电流与电压的关系”实验中,实验小组用电压表测得电源电压为2.8V,并连接了如图甲所示的部分电路;
(1)观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处是 。
(2)改正后,请用笔画线代替导线,在图甲上完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P其阻值增大)。
(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源,电流表无示数出现该故障的原因是定值电阻R 。
(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录表中,当电压表示数为2.0V时
(5)根据表中的实验数据,得出的实验结论是 。
29.(5分)某实验小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、c、d四段导体分别接入电路,经过测量
(1)实验中,通过比较电路中 的大小,判断导体电阻的大小。
(2)为探究导体电阻与导体材料的关系,应控制 和 相同、材料不同的导体进行实验。
(3)选取导体 (选填导体代号)对比可知:导体电阻大小与导体横截面积有关。
30.(6分)小明在探究并联电路的电流规律实验中,如图甲是设计的实验电路图。
(1)小明连接完最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时 。
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示 ;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数是 A。
(3)小明将电流表分别接入A、B、C三处,测出一组数据并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。实验的改进措施是 。
(4)小明又利用器材设计了如图丁所示的电路,在不拆电路的情况下,只通过控制开关1和L2的电流大小,他的方案 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
六、计算题(共3小题,共20分)
31.(6分)如图所示的电路,R1=20Ω,R=30Ω,开关S闭合后
(1)电源的电压;
(2)通过R的电流;
32.(7分)如图所示,电源电压为6V,电阻R=20Ω,闭合开关S后,求:
(1)灯泡中的电流是多少?
(2)R两端电压是多少?
33.(7分)如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图2所示,其中电源电压U恒定;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,力量计的示数为0N;C是一根弹簧,k=60N/cm。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为多少N?
2023-2024学年福建省厦门市集美区蔡林学校九年级(上)段考物理试卷(10月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(每题2分,共32分)
1.(2分)社会的进步离不开物理学家的辛勤工作。为了纪念物理学家对科学的贡献,许多物理量的单位用物理学家的名字命名。在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.帕斯卡B.焦耳C.牛顿D.欧姆
【答案】D
【分析】电阻的单位是欧姆。
【解答】解:电阻的单位是为了纪念物理学家欧姆而命名的;
故选:D。
2.(2分)在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘。主要原因是( )
A.冬天气温低B.冬天灰尘多
C.化纤衣服创造了电荷D.化纤衣服摩擦带了电
【答案】D
【分析】用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。摩擦起电的实质是电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电;
【解答】解:用摩擦的方法可以使物体带电,实质是电子发生了转移;带电体能够吸引轻小物体。
故选:D。
3.(2分)毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明摩擦过程中橡胶棒( )
A.得到电子B.失去电子
C.得到正电荷D.失去正电荷
【答案】A
【分析】当两个束缚电子的能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电;束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电。
【解答】解:摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转移,物体的电子比质子少;当得到电子时,带负电,说明橡胶棒得到电子。
故选:A。
4.(2分)如图是手机一种解锁方式,用手指轻轻触碰手机感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁( )
A.电源B.用电器C.开关D.导线
【答案】C
【分析】一个完整的电路由导线、电源、开关和用电器组成;根据感应区的作用判断感应区相当于手机电路中的什么元件。
【解答】解:手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,对手机起控制作用;
故选:C。
5.(2分)电路和水路有许多相似之处。下列与如图中抽水机作用相似的电路元件是( )
A.用电器B.电源C.电键D.导线
【答案】B
【分析】电路类比水路,电源与水泵作用相似,用电器与水轮机作用相似,开关与阀门作用相似,导线与管道作用相似。
【解答】解:A、用电器与水轮机作用相似,水轮机利用水流工作;
B、电源与水泵作用相似,水泵提供水压;
C、开关作用与阀门作用相似,阀门控制水路的通断;
D、导线与水管作用相似,水管是水流的通道;
故选:B。
6.(2分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互吸引,则这个小球( )
A.一定不带电B.一定带负电
C.一定带正电D.可能不带电
【答案】D
【分析】吸引有两种情况:异种电荷相互吸引,带电体吸引轻小物体。
根据上面的情况进行判断。
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,玻璃棒吸引轻小物体,可能不带电。
故选:D。
7.(2分)如图所示的各个图中,正确的电路是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】电源、开关、用电器,用导线连接起来组成简单的电路;
将导线未经过用电器直接连在电源的两极上,即是对电源短路,电路不允许出现短路现象;开关闭合后在电路中相当于导线。
【解答】解:电源、开关,用导线连接起来组成简单的电路;
A.电路中没有用电器;
B.电路中没有开关和电源;
C.电源、用电器,满足形成电路的条件;
D.导线直接接在电源两端,故D错误。
故选:C。
8.(2分)如图所示,给出了滑动变阻器四种接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】滑动变阻器使用时,接线柱的选取要一上一下。滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,当接入电阻丝的长度变大时,电阻变大;当连入电路的电阻丝减小时,电阻变小。
【解答】解:A、由图知,当滑片向左移动时,接入电路的阻值变小;
B、由图知,当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小;
C、由图知,当滑片向左移动时,接入电路的阻值变大;
D、由图知,滑动变阻器被接成了定值电阻,接入电路的阻值不变。
故选:C。
9.(2分)如图所示,电路元件及导线连接均完好,闭合开关S1、S2,则( )
A.L1不能发光,L2 能发光
B.L1能发光,L2 不能发光
C.L1、L2 都能发光
D.L1、L2 都不能发光
【答案】B
【分析】根据电路图可知,闭合开关S1、S2,电路为L1的基本电路,L2被短路。
【解答】解:闭合开关S1、S2,电路为L4的基本电路,L2被短路,故L1能发光,L3不能发光。
故选:B。
10.(2分)一根铝线的电阻为R,要使连入电路的电阻增大,可采取的措施为( )
A.将它对折后连入电路中
B.改变两端的电压
C.换用形状相同的铜线
D.将它拉成二倍长度后连入电路中
【答案】D
【分析】影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积,并且与长度成正比,与横截面积成反比;要改变导体的电阻大小,就要从以上三个因素入手考虑。
【解答】解:A.将导线对折后,但长度变小,由于导体的电阻与长度成正比,所以导体的电阻会变小;
B.导体的电阻跟导体两端的电压和导体中的电流无关,不能改变导体的电阻;
C.长度和横截面积相同条件下,用形状相同的铜导线代替铝导线,故C不符合题意。
D.将导线拉长后,长度变长,由于导体的电阻与长度成正比,该D符合题意。
故选:D。
11.(2分)如图所示,开关S闭合时,灯泡L1与L2组成并联电路的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】串联电路,电流只有一条路径,各元件之间相互影响;并联电路,电流有多条路径,各元件之间互不影响。据此结合图片进行判断。
【解答】解:A、图中电流只有一条路径,因此是串联电路;
B、图中开关断开时;开关闭合时2被短路,故该选项不符合题意;
C、图中开关闭合时,分别经过这两个灯,故该选项符合题意;
D、图中开关闭合时2被短路,是只有L3的简单电路,不符合题意。
故选:C。
12.(2分)如图所示的是甲、乙两个实物电路,以下说法正确的是( )
A.甲、乙都是串联电路B.甲、乙都是并联电路
C.甲是串联电路D.乙是串联电路
【答案】C
【分析】串联电路中电流只有一条路径,各元件首尾相连;并联电路中电流有两条或两条以上的路径,各用电器并列连接。
【解答】解:图甲利用电流流向法分析可知,电流依次流经两只灯泡,回到电源的负极,故属于串联电路;
图乙中两只灯泡是并列连接的,电流有两条路径,故属于并联电路,C正确。
故选:C。
13.(2分)如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为4.5V,L1两端的电压为2V,则L2两端的电压和电压表的示数分別为( )
A.2.5V,2VB.2.5V,2.5VC.2V,5VD.2V,4.5V
【答案】A
【分析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,即电压表的示数为L1两端的电压;根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压。
【解答】解:灯泡L1、L2串联,因为电压表测L7两端的电压,
所以L1两端的电压U1=7V,即电压表的示数为2V,
又因为L1、L8串联,
所以L2两端的电压为U2=U﹣U5=4.5V﹣3V=2.5V。
故选:A。
14.(2分)为了安全,汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时,相当于闭合开关;未系好安全带时,相当于断开开关( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由题意知,未系好安全带时指示灯亮,系好安全带灯泡不亮,说明开关断开指示灯亮,否则灯泡不亮即被短路了。
【解答】解:由题意知,指示灯与S并联,即电路中有保护电阻;
结合选项可知C符合题意,ABD不符合。
故选:C。
15.(2分)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电压表测灯L1两端的电压
B.闭合开关S,电压表测电源两端的电压
C.断开开关S,电压表示数为电源两端的电压
D.断开开关S,电压表示数为零
【答案】C
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式,串联电路只有一条电流路径,并联电路电流有多条路径。明确了串并联,然后再根据电流表与用电器串联,电压表与被测用电器并联来进一步判断其测量对象。
【解答】解:AB、由图可知,电流只有一条路径,电压表并联在灯L2的两端,测量的是灯L2两端的电压,故AB错误;
CD、由图可知,电压表与灯泡L8串联在电路中,所以电压表示数为电源两端的电压、D错误。
故选:C。
16.(2分)如图所示的电路中,R1、R2其中一个电阻发生了故障。开关S从断开到闭合,电压表指针的位置不变,下列分析正确的是( )
A.若电流表有示数,则R1断路
B.若电流表有示数,则R2短路
C.若电流表无示数,则R1断路
D.若电流表无示数,则R2断路
【答案】D
【分析】根据电路图可知,该电路为串联电路,电压表测量R1两端的电压,电流变测量电路中的电流;开关S断开时,整个电路断路,电压表无示数,电流表无示数;开关S闭合后,电压表指针的位置不变,电压表示数为0;根据电流表示数的变化分析电路故障的原因。
【解答】解:根据电路图可知,该电路为串联电路1两端的电压,电流变测量电路中的电流,整个电路断路,电流表无示数,电压表指针的位置不变;
AB、闭合开关后,这说明电路是通路,电压表示数为05短路,故AB错误;
CD、闭合开关后,这说明电路是断路,说明电压表的正负接线柱到电源不再相通2断路,故C错误。
故选:D。
二、填空题(共6小题,共12分)
17.(2分)一种节日小彩灯是由多个小灯泡串联而成的,如果电源插头处电流为200mA,则通过每只小灯泡的电流为 0.2 A;如果其中一个小灯泡的灯丝断了,则其他的小灯泡 不能 (选填“能”或“不能”)发光。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)串联电路中的电流是处处相等的;
(2)各串联的电路元件相互影响,不能独立工作,各并联的电路元件互不影响能独立工作;
【解答】解:节日小彩灯是由多个小灯泡串联而成的,如果电源插头处电流为200mA,即都为0.2A;
由于串联用电器是可以相互影响的,所以如果其中一个小灯泡的灯丝断了。
故答案为:8.2;不能。
18.(2分)试卷在印刷厂“诞生”时,由于 摩擦起电 现象会使印刷机积累大量电荷,为避免出现火花放电,工人会将机器接地。当自由电子从机器流向大地时 从大地到机器 (选填“从机器到大地”或“从大地到机器”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】摩擦起电的实质是电荷的转移;正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
【解答】解:试卷在印刷厂“诞生”时,由于摩擦起电现象会使印刷机积累大量电荷,工人会将机器接地,由于电子带负电荷,电流方向是从大地到机器。
故答案为:摩擦起电(静电);从大地到机器。
19.(2分)如图所示的电路中,若要使灯和电铃组成串联电路,只需闭合开关 S2 ;若要使灯和电铃组成并联电路,只需闭合开关 S1、S3 。
【答案】S2;S1、S3。
【分析】串联电路中电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极;并联电路中电流有多条路径,电流进行分支、汇合从电源正极回到负极。
【解答】解:若要使灯和电铃组成串联电路,则只需闭合开关S2,此时灯与电铃首尾顺次连接;
若要使灯和电铃组成并联电路时,则要断开开关S2,闭合开关S4和S3,此时灯和电铃并列地连接。
故答案为:S2;S5、S3。
20.(2分)将一支铅笔芯接在电压为6V电源两端,测出通过铅笔芯的电流是200mA,则该铅笔芯的电阻为 30 Ω;若将这支铅笔芯两端的电压增加到12V,则通过它的电流是 0.4 A。
【答案】30;0.4。
【分析】已知铅笔芯两端的电压和通过的电流,利用欧姆定律可求出铅笔芯的电阻;电阻是导体的一种特性,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,因此当铅笔芯两端的电压增加时,其电阻不变;再利用I=可求出此时通过的电流。
【解答】解:已知铅笔芯两端的电压为U=6V,通过的电流为I=200mA=0.4A,
由I=可知铅笔芯的电阻为:
R===30Ω;
若铅笔芯两端的电压变为U′=12V,其电阻不变,
则通过它的电流为:
I′===0.4A。
故答案为:30;8.4。
21.(2分)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中粗导体的电阻小于导体的电阻 等于 通过细导体的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于
【分析】根据串联电路的电流特点分析。
【解答】解:由题意知,这两根镍铬合金线是串联的,所以通过粗导体的电流和细导体的电流相等。
故答案为:等于。
22.(2分)在如图甲所示的电路中,S闭合时,电流表A1与A2的示数分别为如图乙和图丙所示,则通过灯L1的电流是 0.48 A,通过灯L2的电流是 0.52 A。
【答案】0.48;0.52。
【分析】由图甲可知,灯泡L1、L2并联,电流表A1测量干路的总电流,电流表A2测量题干L2的电流;由图乙和图丙可知电流表的量程和分度值,根据指针位置可以读数电流表的示数;根据并联电路的电流特点可知干路的总电流以及通过L1和L2的电流。
【解答】解:由图甲可知,灯泡L1、L2并联,电流表A5测量干路的总电流,电流表A2测量题干L2的电流;
根据图乙可知,电流表的量程为3~3A,由电流表的指针位置可知,
根据图丙可知,电流表的量程为0~3.6A,由电流表的指针位置可知,
根据并联电路的电流特点可知,干路的总电流大于支路的电流,图丙中的电流表示数为通过灯L2的电流I8=0.52A,
则通过灯L1的电流:I3=I﹣I2=1A﹣3.52A=0.48A。
故答案为:0.48;5.52。
三、画图题(共2小题,共4分)
23.(2分)将图中电路补充完整,要求两灯串联。
【答案】
【分析】用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路,据此连接实物图。
【解答】解:要求两灯串联,即两灯应顺次连接,如图所示:
24.(2分)根据如图实物电路,画出对应的电路图。
【答案】。
【分析】由图可知两灯泡串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测灯泡L1两端的电压。
【解答】解:由图可知两灯泡串联接入电路,电流表测通过电路的电流1两端的电压,如图。。
四、简答题(共1小题,共4分)
25.(4分)夏天教室里的电风扇在给大家带来凉爽的同时,叶片上也特别容易沾染灰尘,请你解释吹电风扇时感觉凉爽
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)电风扇工作时,加快了空气的流动,是空气的流动造成了人感到凉快。此题要从空气流动加快去考虑。
(2)带电的物体能够吸引轻小的物体;
【解答】答:电风扇工作时,加快了室内空气的流动,蒸发需要吸收热量。同时电风扇转动时,由于带电体能吸引轻小物体。
五、实验探究题(共5小题,共28分)
26.(5分)用如图所示电路探究“电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 B (选填“A”或“B”)端。
(2)探究“电流与电阻的关系”,所测的数据如表所示:
①依据表格和电路图分析,将电阻R由5Ω换成10Ω,闭合开关进行实验时 B (选填“A”或“B”)端移动滑片P,使电压表的示数保持 2 V不变。
②根据表中数据可得出的结论是: 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 。
【答案】(1)B;(2)①B;2;②电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)根据表中数据利用欧姆定律求出定值电阻两端所控制的电压,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(3)根据表中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关实验前,由图知,所以滑片应移到阻值最大的B端;
(2)①由表中数据可知,定值电阻两端所控制的电压为UV=IR=0.1A×20Ω=…=8.4A×5Ω=8V;根据串联电路的分压原理可知,电阻增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,为了保持定值电阻两端电压不变,由串联分压的分压原理可知,所以滑片应向B端移动;
②由表中数据可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与其电阻成反比。
故答案为:(1)B;(2)①B;2,通过导体的电流与其电阻成反比。
27.(7分)在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)进行测量之前开关需要先 断开 。
(2)测量过程中,小明发现电压表指针如图乙所示,L1两端电压为 1.9V 。
(3)实验中选用的小灯泡的规格 不同 。(选填“相同”“不同”)
(4)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零2 断路 。
(5)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上2两端电压。她能否测出L2两端电压 不能 (填“能”或“不能”),理由是 电压表正负接线柱接反了 。
(6)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,经过多次实验,将得到的数据记录在下表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 UAC=UAB+UBC (用公式表示)。
【答案】(1)断开;(2)1.9V;(3)不同;(4)断路;(5)不能;电压表正负接线柱接反了;(6)UAC=UAB+UBC。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开;
(2)根据电压表选用的量程确定分度值读数;
(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(4)分析电路的连接,发现电压表示数为零,可能是整个电路断路,据此分析;
(5)用电压表测量电压时,电流从电压表正接线流入,从负接线柱流出,否则,电压表指针反向偏转;
(6)分析表中数据得出结论。
【解答】解:(1)为保护电路,进行测量之前开关需要先断开。
(2)测量过程中,小明发现电压表指针如图乙所示,分度值为0.1V,L2两端电压为1.9V;
(3)为得出普遍性的结论,实验中选用的小灯泡的规格不同;
(4)两灯串联,电压表测L8的电压,闭合开关S,可能是整个电路断路2断路;
(5)已测出L1两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,小芳保持电压表的B连接点不动,并改接到C连接点上8两端电压。她不能测出L2两端电压,理由是电压表正负接线柱接反了;
(6)分析表中数据有:
0.7V+2.2V=6.0V;
1.6V+2.0V=8.0V;
1.6V+1.8V=7.0V;
分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是UAC=UAB+UBC。
故答案为:(1)断开;(2)1.8V;(4)断路;电压表正负接线柱接反了AC=UAB+UBC。
28.(5分)在“探究电流与电压的关系”实验中,实验小组用电压表测得电源电压为2.8V,并连接了如图甲所示的部分电路;
(1)观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处是 连接电路时未断开开关 。
(2)改正后,请用笔画线代替导线,在图甲上完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P其阻值增大)。
(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源,电流表无示数出现该故障的原因是定值电阻R 断路 。
(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录表中,当电压表示数为2.0V时
(5)根据表中的实验数据,得出的实验结论是 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
【答案】(1)连接电路时未断开开关;(2)见解答图;(3)断路;(4)0.20;(5)在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应该断开;
(2)向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(3)闭合开关后,观察到电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,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,则与电压表并联的电路断路了;
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数;
(5)根据表中数据分析得出结论。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应该断开,电路连接过程中的不妥之处:连接电路时未断开开关;
(2)向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大,如下图所示:
;
(3)闭合开关后,观察到电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,即出现该故障的原因是定值电阻断路;
(4)排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,电流表示数如图乙所示,分度值0.02A;
(5)由表中数据可知,当定值电阻两端电压增大为原来的几倍,故可得出的实验结论是:在电阻一定的情况下;
故答案为:(1)连接电路时未断开开关;(2)见解答图;(4)0.20,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
29.(5分)某实验小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、c、d四段导体分别接入电路,经过测量
(1)实验中,通过比较电路中 电流 的大小,判断导体电阻的大小。
(2)为探究导体电阻与导体材料的关系,应控制 长度 和 横截面积 相同、材料不同的导体进行实验。
(3)选取导体 b、c (选填导体代号)对比可知:导体电阻大小与导体横截面积有关。
【答案】(1)电流;(2)长度;横截面积;(3)b、c
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)(3)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:
(1)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)要探究导体电阻大小与材料是否有关,应控制长度和横截面积一定;
(3)导线b、c的材料相同,只是横截面积不同。
故答案为:(1)电流;(2)长度;(3)b、c。
30.(6分)小明在探究并联电路的电流规律实验中,如图甲是设计的实验电路图。
(1)小明连接完最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时 断开开关 。
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示 正负接线柱接反了 ;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数是 0.24 A。
(3)小明将电流表分别接入A、B、C三处,测出一组数据并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。实验的改进措施是 换用不同规格的灯泡测量多组数据 。
(4)小明又利用器材设计了如图丁所示的电路,在不拆电路的情况下,只通过控制开关1和L2的电流大小,他的方案 不可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是 其中一次测量时,电流表的指针会反向偏转 。
【答案】(1)断开开关;(2)正负接线柱接反了;0.24;(3)换用不同规格的灯泡测量多组数据;(4)不可行;其中一次测量时,电流表的指针会反向偏转
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开;
(2)(4)电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反向偏转;根据电流表选用小量程确定分度值读数;
(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】解:(1)在连接电路时,若他刚接好最后一根导线,由此可知在连接电路时;
(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示;电流表的示数如图丙所示,分度值为0.02A;
(3)只根据一组数据得出的结论有偶然性,实验方案不正确,应换用不同规格的灯泡测量多组数据;
(4)根据电路图可知,闭合S1、断开S2时,电流表测量的是通过灯泡L2的电流;闭合S2、断开S2时,电流表测量的是通过灯泡L1的电流,这两种情况下,其中一次测量时,无法测量电流的大小。
故答案为:(1)断开开关;(2)正负接线柱接反了;(3)换用不同规格的灯泡测量多组数据;其中一次测量时。
六、计算题(共3小题,共20分)
31.(6分)如图所示的电路,R1=20Ω,R=30Ω,开关S闭合后
(1)电源的电压;
(2)通过R的电流;
【答案】(1)电源的电压为6V;
(2)通过R的电流为0.2A。
【分析】由图可知,闭合开关,两电阻并联,电流表A测通过R1的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压;
(2)根据欧姆定律可知通过R的电流。
【解答】解:由图可知,闭合开关,电流表A测通过R1的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压:
U=U2=U2=I1R1=6.3A×20Ω=6V;
(2)根据欧姆定律可知通过R的电流为:
I6===5.2A。
答:(1)电源的电压为6V;
(2)通过R的电流为7.2A。
32.(7分)如图所示,电源电压为6V,电阻R=20Ω,闭合开关S后,求:
(1)灯泡中的电流是多少?
(2)R两端电压是多少?
【答案】(1)灯泡中的电流是0.2A;
(2)R两端电压是4V。
【分析】(1)由电路图知小灯泡与R串联,由串联电路电阻特点与欧姆定律求出电路电流,根据串联的电流规律可知灯泡中的电流大小;
(2)由U=IR算出R两端的电压。
【解答】解:(1)由电路图知小灯泡与R串联,由串联电路电阻特点和欧姆定律可得,
电路中的电流为:I===0.2A,
串联电路中各处电流相等,所以灯泡中的电流是0.2A。
(2)R两端电压是:UR=IR=6.2A×20Ω=4V。
答:(1)灯泡中的电流是4.2A;
(2)R两端电压是4V。
33.(7分)如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图2所示,其中电源电压U恒定;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,力量计的示数为0N;C是一根弹簧,k=60N/cm。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为多少N?
【答案】(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流为0.2A;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为300N。
【分析】(1)根据欧姆定律可知小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,变阻器R接入的电阻最大,R=18Ω,根据串联电路的电阻规律可知电路的总电阻,由欧姆定律可得电路中的电流;
(3)当电压表的示数为UL'=3.6V时,根据串联电路的电压特点可知变阻器R两端的电压,根据串联电路电压的分配与电阻成正比可得R的阻值,进而得出R接入电路的长度及力量计的示数。
【解答】解:(1)根据欧姆定律可知;
(2)当力量计的示数为0N时,变阻器R接入的电阻最大,根据串联电路的电阻规律可知总=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω,
由欧姆定律可得电路中的电流:;
(3)当电压表的示数为UL'=3.6V时,变阻器R两端的电压为:
UR=U﹣UL'=6V﹣3.8V=2.4V,
根据串联电路电压的分配与电阻成正比,可得:,
R接入电路的长度:,
所以:△L=L0﹣L=5cm﹣4cm=5cm,
根据F与压缩量ΔL的关系有:F=kΔL=k=60N/cm×7cm=300N。
答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流为0.2A;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为300N。U=2V
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
0.1
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
导体
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
U=2V
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
0.1
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
导体
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
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