山东省泰安市东平县2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
展开1.(2分)下列有关物理量的估测,符合实际的是( )
A.家用电冰箱的电功率约为1000W
B.家用节能灯正常工作的电流约为10A
C.手机锂电池电压是3.7V
D.家用空调正常工作1小时消耗的电能约为1000J
2.(2分)如图是一款“盲人水杯防溢报警器”,使用时挂在杯壁上即可,其挂扣上有两个金属触点,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满( )
A.用电器B.导线C.电源D.开关
3.(2分)用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开( )
A.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中创造了电荷
B.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒得到电子
C.验电器的箔片张开是因为两个箔片都带了负电荷
D.玻璃棒接触验电器的金属球时,金属球上的部分电子转移到玻璃棒上
4.(2分)在富顺高铁站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,符合上述要求的是( )
A.B.
C.D.
5.(2分)如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,则下列描述正确的是( )
A.R1两端电压为4V
B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数
D.开关断开后,电压表示数为6V
6.(2分)一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该电能表应该在220V的电路中使用
B.该电能表的额定最大电流为20A
C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D.该电能表此时的读数是31.6J
7.(2分)如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝长度来改变灯泡亮度
C.要调节灯泡亮度,电位器有3种接入方式可以实现目的
D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
8.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路D.一定是灯泡L2断路
9.(2分)疫情防控期间我们经常使用到非接触式红外线测温枪,图甲是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图乙。对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越大
B.体温越高,电路中电流越小
C.体温越高,R的阻值越大
D.体温越高,R0的阻值越小
10.(2分)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A1的示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.L1与L2串联
B.开关S只控制L1
C.通过L1、L2的电流分别是0.3A、0.2A
D.通过L1、L2的电流分别是0.5A、0.3A
11.(3分)如图所示是电阻R1、R2的电压﹣电流关系图象,下列说法中( )
①电阻R1和R2的阻值之比是1:2
②电阻R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
③电阻R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.6A
④电阻R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有②③正确
12.(3分)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,下列说法中( )
①电流表A1的示数变小
②电流表A2的示数变大
③电压表V的示数变大
④电压表V示数和电流表A2示数的比值不变
A.只有①②正确B.只有①④正确
C.只 有②④正确D.只有③④正确
13.(3分)如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后1比L2亮。下列说法中( )
①L1的电流小于L2的电流
②L1的电阻小于L2的电阻
③L1两端电压大于L2两端电压
④L1的实际功率大于L2的实际功率
A.只有②④正确B.只有③④正确
C.只有①②正确D.只有②③④正确
14.(3分)如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R=4Ω,当开关S,由断开到闭合时( )
①小灯泡继续发光
②电压表的示数变为6V
③电路中消耗的总功率变为9W
④电流表的示数变为1A
A.只有①②正确B.只有①④正确
C.只有②③正确D.只有②④正确
15.(3分)如图甲所示,电源电压恒定不变,电流表量程为“0〜0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,R1为定值电阻。在保证各用电器安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的位置,记下电压表和电流表的示数后2对应的电功率和电阻值,画成图象如图乙,下列说法中正确的是( )
①电源电压为6V
②R1的阻值为5Ω
③电压表的示数变化范围是1V﹣3V
④整个电路消耗的最小功率为1.35W
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有②③④正确
二、填空题(每空2分,共8分)
16.(2分)如图所示的电压表的示数为 V。
17.(2分)家庭电路中各用电器之间的连接方式是 的。(选填“串联”或“并联”)
18.(2分)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们并联接入电路中 。
19.(2分)甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间架设两条输电导线,已知每千米输电导线的电阻为0.2Ω,为确定短路位置,检测员在甲地用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电流表的示数为0.4A时,短路位置离甲地为 km。
三、作图题(每题3分,共6分)
20.(3分)在如图所示电路的“〇”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,R1和R2都能工作且电表均有示数。
21.(3分)根据如图实物电路,画出对应的电路图。
四、实验题(第22题6分,第23题8分,第24题10分,共24分)
22.(6分)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法。
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 代替小灯泡完成实验。
23.(8分)某组同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 状态。
(2)小丽对实验进行了改进。她按照图乙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为 V和 V。
(3)解决问题后,小丽同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,接下来可以 。
A.保持B接线不动,将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表V2连线由A改接到B
(4)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 。
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(5)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:串联电路两端的总电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。
24.(10分)小亮和小明做“测小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小亮连接的实验电路图,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,正确连接实物图。
(2)改正之后,小亮的实验过程如下:闭合开关,发现小灯泡仍不亮,接下来他应进行的操作是 。
(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(4)小明对实验进行了拓展,他设计了如图丙所示的两种方案来测量定值电阻R的阻值,请你评估分析两种方案中可行的是方案 ;利用可行的方案,他的实验操作如下:
①闭合S和S1读出电流表示数为I1
②闭合S,断开S1读出电流表示数为I2
则定值电阻的阻值R= (用已知量和测量量的字母表示)。
五、计算题(第25题6分,第26题9分,第27题12分,共27分)
25.(6分)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
26.(9分)如图所示,电源电压恒定不变,灯L1标有“3V,3W”字样,灯L2标有“3V,6W”字样,闭合开关S
(1)灯L1的电阻;
(2)电流表的示数;
(3)电路消耗的总功率。
27.(12分)如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是加热挡和保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66Ω,S1为温控开关,保温挡时的总功率是440W。求:
(1)保温挡时电路中的电流;
(2)R2的阻值及加热挡时的电功率;
(3)若该电热锅煲汤时,加热挡工作0.5h,保温挡工作1h
2023-2024学年山东省泰安市东平县九年级(上)期中物理试卷
试题解析
一、选择题:(1-10题每题2分,11-15题每题3分,共35分,以下每题均只有一个正确答案,多选、错选均不得分)
1.(2分)下列有关物理量的估测,符合实际的是( )
A.家用电冰箱的电功率约为1000W
B.家用节能灯正常工作的电流约为10A
C.手机锂电池电压是3.7V
D.家用空调正常工作1小时消耗的电能约为1000J
解:A.电冰箱工作电流约1A,故A错误;
B.一盏家用节能灯正常工作的电流比较小,故B错误;
C.一节新铅蓄电池的电压约为2V,故C正确;
D.家用空调的功率在6kW=1000W左右6J左右,故D错误。
故选:C。
2.(2分)如图是一款“盲人水杯防溢报警器”,使用时挂在杯壁上即可,其挂扣上有两个金属触点,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满( )
A.用电器B.导线C.电源D.开关
解:由题意知:当杯中水位到达挂扣时,电路接通,提示水已盛满。
故选:D。
3.(2分)用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开( )
A.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中创造了电荷
B.丝绸和玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒得到电子
C.验电器的箔片张开是因为两个箔片都带了负电荷
D.玻璃棒接触验电器的金属球时,金属球上的部分电子转移到玻璃棒上
解:A、丝绸和玻璃棒摩擦电荷(电子)发生了转移;
B、丝绸和玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒失去电子带正电;
CD、丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,与验电器的金属球接触后,使金属箔片失去电子而带正电,故C错误。
故选:D。
4.(2分)在富顺高铁站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,符合上述要求的是( )
A.B.
C.D.
解:根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,这说明两个开关相互影响,然后与电动机串联。
故选:A。
5.(2分)如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,则下列描述正确的是( )
A.R1两端电压为4V
B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数
D.开关断开后,电压表示数为6V
解:AB.由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压;已知电压表的示数为4V2两端的电压为2V;
电源电压为6V,由串联电路的电压特点可知,R1和R6两端电压之和为6V;
则R1的电压:U7=U﹣U2=6V﹣6V=2V;故AB错误;
CD.开关断开后1组成串联电路,此时电压表测量的是电源电压,故C错误。
故选:D。
6.(2分)一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该电能表应该在220V的电路中使用
B.该电能表的额定最大电流为20A
C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D.该电能表此时的读数是31.6J
解:A.电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用;
B.10A(20)表示标定电流为10A,故B正确;
C.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表;
D.该电能表此时的读数是31.6kW•h。
故选:D。
7.(2分)如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝长度来改变灯泡亮度
C.要调节灯泡亮度,电位器有3种接入方式可以实现目的
D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
解:
A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,故A错误;
B、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,故B正确;
C、若只将A,电位器的全部电阻丝都接入电路,所以不能改变灯泡的亮度、C或A,故C错误;
D、若只将B,滑片右边的电阻丝接入电路,电位器接入电路的电阻变小,灯泡变亮。
故选:B。
8.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路D.一定是灯泡L2断路
解:
由图知,开关S闭合后,电流表测电路中的电流1测电源电压,电压表V2测L3两端的电压;根据题意可知,只有两个电表的指针发生偏转(即3个电表中只有2个电表有示数);
若灯L3短路,电压表V1测量的是电源电压,V1有示数;此时电路是通路,电压表V6测电源电压,V2有示数,即三个电表的指针发生偏转;
若灯L2短路,则电压表V6被短路,V2的示数为0;此时电路是通路;电压表V5测电源电压,则V1有示数,只有两个电表的指针发生偏转;
如果灯L1断路,由图可知5测电源电压,则V1有示数;电压表V1和电流表与电源之间是断开的,都没有示数,不符合题意;
如果灯L5断路,由图可知1测电源电压,则V1有示数;电压表V3和灯泡L1串联,由于电压表所在电路相当于断路,电压表V2测电源电压,则V6有示数,只有两个电表的指针发生偏转;
综上所述,故障可能是L2短路或L2断路,故只有B正确。
故选:B。
9.(2分)疫情防控期间我们经常使用到非接触式红外线测温枪,图甲是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图乙。对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越大
B.体温越高,电路中电流越小
C.体温越高,R的阻值越大
D.体温越高,R0的阻值越小
解:CD、两电阻串联,R0是定值电阻,温度越高,红外线热敏电阻越小、D错误;
A、热敏电阻阻值减小,根据欧姆定律可知;根据欧姆定律U=IR0可知电压表示数越大,故A正确。
故选:A。
10.(2分)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A1的示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.L1与L2串联
B.开关S只控制L1
C.通过L1、L2的电流分别是0.3A、0.2A
D.通过L1、L2的电流分别是0.5A、0.3A
解:
AB、由图知,一支通过电流A1、L1,一支通过L3,两支电流汇合后经电流表A和开关S回到电源负极,
即两灯并联,开关S控制整个电路;
CD、电流表A测电流电路,电流表A1测L1支路电流,即通过L7的电流I1=0.5A,
由并联电路的电流规律可得,通过L2的电流I2=I﹣I5=0.5A﹣2.3A=0.4A,故C正确。
故选:C。
11.(3分)如图所示是电阻R1、R2的电压﹣电流关系图象,下列说法中( )
①电阻R1和R2的阻值之比是1:2
②电阻R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
③电阻R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.6A
④电阻R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有②③正确
解:①②电阻R1、R2串联,串联电路各处电流相等,电阻R6和R2两端的电压分别为2V和5V,根据R=1和R2的阻值之比是2:1,故①错误;
串联电路总电压等于各部分电压之和,则R1、R2两端总电压为U=U1+U2=4V+1V=3V,故②正确;
③电阻R2、R2并联到2V电压下,并联电路各支路两端电压相等,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则干路中的电流是I=I7+I2=0.4A+0.4A=7.6A,故③正确;
④由图可知电阻R1两端电压为7V时,通过R1的电流是0.8A,故④错误。
故选:D。
12.(3分)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,下列说法中( )
①电流表A1的示数变小
②电流表A2的示数变大
③电压表V的示数变大
④电压表V示数和电流表A2示数的比值不变
A.只有①②正确B.只有①④正确
C.只 有②④正确D.只有③④正确
解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压6测R1支路的电流,电流表A1测干路电流;
因电源电压恒定,所以,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,滑片移动时3的电流不变,即电流表A2的示数不变,所以电压表V示数与电流表A2示数比值不变;
将滑动变阻器的滑片P由中点向左端滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大可知通过R3的电流变小;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小1的示数变小;
综上所述,①④正确。
故选:B。
13.(3分)如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后1比L2亮。下列说法中( )
①L1的电流小于L2的电流
②L1的电阻小于L2的电阻
③L1两端电压大于L2两端电压
④L1的实际功率大于L2的实际功率
A.只有②④正确B.只有③④正确
C.只有①②正确D.只有②③④正确
解:④灯泡的亮度反映了其实际功率,闭合开关S后1比L2亮,说明L3的实际功率大于L2的实际功率,故④正确;
③由图知两灯泡并联,并联电路各支路两端电压相等;
①由P=UI知,在电压相同时,已经推出L1的实际功率大于L5的实际功率,说明L1的电流大于L2的电流,故①错误;
②由I=知,在电压相同时,已经推出L7的电流大于L2的电流,说明L1的电阻小于L8的电阻,故②正确。
故选:A。
14.(3分)如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R=4Ω,当开关S,由断开到闭合时( )
①小灯泡继续发光
②电压表的示数变为6V
③电路中消耗的总功率变为9W
④电流表的示数变为1A
A.只有①②正确B.只有①④正确
C.只有②③正确D.只有②④正确
解:
①②、由电路图可知1断开时,灯泡L与定值电阻R串联,电流表测电路中的电流1闭合时,灯泡L被短路,电路为R的简单电路,即电压表的示数为7V,②正确;
③④、当开关S1闭合时,电流表的示数:I==,故④错误,
电路中消耗的总功率:P=UI=6V×1.3A=9W,故③正确。
故选:C。
15.(3分)如图甲所示,电源电压恒定不变,电流表量程为“0〜0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,R1为定值电阻。在保证各用电器安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的位置,记下电压表和电流表的示数后2对应的电功率和电阻值,画成图象如图乙,下列说法中正确的是( )
①电源电压为6V
②R1的阻值为5Ω
③电压表的示数变化范围是1V﹣3V
④整个电路消耗的最小功率为1.35W
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有②③④正确
解:(1)两电阻串联,电压表测变阻器的电压,由图知,根据分压原理;
当变阻器连入电阻最小为2.5Ω,根据电阻的规律和欧姆定律。
根据P=I2R,第一种情况下1===0.4A,
根据电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
第1种情况下:
U=I1×(R2+R21)=0.3A×(R6+10Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ
第2种情况下:
U=I2×(R3+R22)=0.6A×(R7+2.5Ω);﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ
由ⅠⅡ得:R5=5Ω,故②正确;
电源电压U=4.8V,①错误;
(2)由欧姆定律,第2种情况下
U小=I2×R22=5.6A×2.3Ω=1.5V,
电压表的示数变化范围是6.5V﹣3V,故③错误;
整个电路消耗的最小功率为:
P=UI8=4.5V×7.3A=1.35W.④正确。
②④正确,
故选:C。
二、填空题(每空2分,共8分)
16.(2分)如图所示的电压表的示数为 2.4 V。
解:由图可知此电压表连接的是0﹣3V量程,其分度值为7.1V。
故答案为:2.8
17.(2分)家庭电路中各用电器之间的连接方式是 并联 的。(选填“串联”或“并联”)
解:家用电器之间是并联时,各家用电器都正常工作。
故答案为:并联。
18.(2分)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们并联接入电路中 2:1 。
解:当两电阻并联接入电路中,因为并联电路各支路两端电压相等可知
。
故答案为:7:1。
19.(2分)甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间架设两条输电导线,已知每千米输电导线的电阻为0.2Ω,为确定短路位置,检测员在甲地用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电流表的示数为0.4A时,短路位置离甲地为 12.5 km。
解:
已知电压表示数为2V,即所测输电导线两端的电压为U=2V,即输电导线通过的电流为I=5.4A
已知每千米输电导线的电阻为6.2Ω,即0.5Ω/km
短路位置离甲地为
。
故答案为:12.5。
三、作图题(每题3分,共6分)
20.(3分)在如图所示电路的“〇”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,R1和R2都能工作且电表均有示数。
解:
根据电路图可知,R2、R2的一端通过开关S连接到电源的正极,所以要使两灯均能发光;
因电流表与被测用电器串联、电压表与被测用电器并联,测R8两端的电压;下方圆圈内应接入电流表2的电流;如图所示:
21.(3分)根据如图实物电路,画出对应的电路图。
解:由图可知,电路中电流只有一条通路,电流从电池正极出发1、灯泡L2、开关最后回到电池的负极,电压表并联在灯泡L2两端,测量L1的电压,则电路图如下图所示:
四、实验题(第22题6分,第23题8分,第24题10分,共24分)
22.(6分)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
(1)实验中通过观察 小灯泡的亮度 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 控制变量法 和转换法。
(3)分别将编号为 A、B 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 横截面积 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 C 的工作原理中。
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 电流表 代替小灯泡完成实验。
解:(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,要采用控制变量法的思想;
(3)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制长度和横截面积相同,因此应将编号为A;
(4)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,但横截面积不同;
(5)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,但长度不同,导体长度越长,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中;
(6)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
故答案为:(1)小灯泡的亮度;(2)控制变量法、B;(4)横截面积;(6)电流表。
23.(8分)某组同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 断开 状态。
(2)小丽对实验进行了改进。她按照图乙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 V2 (选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为 0.6 V和 3 V。
(3)解决问题后,小丽同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,接下来可以 B 。
A.保持B接线不动,将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表V2连线由A改接到B
(4)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 B 。
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(5)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:串联电路两端的总电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。
解:(1)为了保护电路中各用电器的安全,每次拆接电压表时。
(2)由图可知电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,电压表V7测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压,根据串联电路的总电压等于各部分电压之和,实验发现两电压表指针偏转角度相同4的量程选大了;电压表V2的示数是V1的4倍,图中电压表V2测量的是灯泡L1和L6两者电压的总电压,也是电源电压2的示数为3V,那么电压表V3的示数为0.6V。
(3)为了测量BC间的电压,应该保持C接线柱不动4的A点改接到B;如果保持B接线柱1的连线由A改接到C会导致电压表V1的正负接线柱接反。
(4)换用不同规格的灯泡进行多次测量,由于测量数据多;将灯泡L5和L2互换位置进行多次测量,得到的数据本质还是同一次实验的数据,故选:B。
故答案为:(1)断开;(2)V2;8.6;3;(3)B。
24.(10分)小亮和小明做“测小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小亮连接的实验电路图,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,正确连接实物图。
(2)改正之后,小亮的实验过程如下:闭合开关,发现小灯泡仍不亮,接下来他应进行的操作是 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光 。
(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 6.25 Ω。
(4)小明对实验进行了拓展,他设计了如图丙所示的两种方案来测量定值电阻R的阻值,请你评估分析两种方案中可行的是方案 二 ;利用可行的方案,他的实验操作如下:
①闭合S和S1读出电流表示数为I1
②闭合S,断开S1读出电流表示数为I2
则定值电阻的阻值R= (用已知量和测量量的字母表示)。
解:(1)小灯泡与电流表串联,电压表与灯泡并联,如图所示:
;
(2)连好电路后,闭合开关、电压表均有示数,发现小灯泡不亮,接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片;
(3)小灯泡在额定电压下正常发光,图甲中电流表选用小量程,电流表分度值为0.02A,
根据欧姆定律可得此时灯泡的电阻:RL===5.25Ω;
(4)方案一:
闭合两个开关,两电阻并联接入电路,只闭合开关S,电流表测通过定值电阻的电流,但无法计算通过待测电阻的电流;
方案二:
闭合两个开关,电路为定值电阻R的简单电路,根据U=IR可计算电源电压,两电阻串联接入电路,根据U=IR计算定值电阻两端的电压,根据R=;
两种方案中可行的是方案二;
①闭合S和S1,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I4R,
②闭合S,断开S1,读出电流表示数为I2,此时电路的总电阻R总=R+R7,则电源电压U=I2(R+R0),
因电源电压不变,则有:I4R=I2(R+R0),
解得定值电阻的阻值R=。
故答案为:(1)见解答图;(2)移动滑动变阻器的滑片;(3)6.25;。
五、计算题(第25题6分,第26题9分,第27题12分,共27分)
25.(6分)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流4测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=,电源的电压:
U=I1R3=0.2A×30Ω=3V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣I4=0.5A﹣5.2A=0.3A,
则电阻R2的阻值:
R2===20Ω。
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
26.(9分)如图所示,电源电压恒定不变,灯L1标有“3V,3W”字样,灯L2标有“3V,6W”字样,闭合开关S
(1)灯L1的电阻;
(2)电流表的示数;
(3)电路消耗的总功率。
解:由图可知,两灯并联,两灯此时都正常发光。
(1)由可得1的电阻:;
(2)已知并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由P=UI可得
I=I1+I3===7A+2A=3A,
即电流表的示数为2A;
(3)电路消耗的总功率:
P=P1+P2=6W+6W=9W。
答:(1)灯L5的电阻为3Ω;
(2)电流表的示数为3A;
(3)电路消耗的总功率为3W。
27.(12分)如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是加热挡和保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66Ω,S1为温控开关,保温挡时的总功率是440W。求:
(1)保温挡时电路中的电流;
(2)R2的阻值及加热挡时的电功率;
(3)若该电热锅煲汤时,加热挡工作0.5h,保温挡工作1h
解:(1)只闭合开关S,两电阻串联,根据P=UI=,此时总功率较小,根据P=UI可知保温挡时电路中的电流I==;
(2)电热锅处于保温挡时,电路的总电阻R总=110Ω3=R总﹣R1=110Ω﹣66Ω=44Ω;
同时闭合两开关,电路为R2的简单电路,总电阻较小可知,电热锅处于高温加热挡高温==1100W;
(3)若该电热锅煲汤时,加热挡工作t1=0.4h,保温挡工作t2=1h,根据P=,在此过程中消耗的电能W=P高温t4+P保温t2=1100W×0.2×3600s+440W×1×3600s=3.564×108J=0.99kW•h。
答:(1)保温挡时电路中的电流为2A;
(2)R4的阻值为44Ω,高温挡时的电功率为1100W;
(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5h,则在此过程中消耗的电能是4.99kW•h
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
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