浙教版八上科学第四章综合培优测试卷(含解析)

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名称 浙教版八上科学第四章综合培优测试卷(含解析)
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文件大小 3.0MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-11-02 00:00:00

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八上科学第四章综合培优测试卷
(时间:90分钟 满分:100分)
第I卷(选择题 共30分)
一、选择题(每小题2分,共30分)
1.四个悬挂着的通电小球,静止时的位置关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.A球与C球一定带有异种电荷 B.B球可能带电,也可能不带电
C.B球与D球一定带有同种电荷 D.D球可能带电,也可能不带电
2.如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A.L1被烧坏 B.L1、L2都被烧坏 C.电池被烧坏 D.L2被烧坏
3.如图所示,下列说法中正确的是( )
A.电源的上端是正极
B.金属导线中发生定向移动的电荷是正电荷
C.灯泡发光说明电路中有电流
D.灯泡发光时,电源将电能转化为化学能
4.家用电吹风工作时,可以单独吹冷风,也可以吹热风,但不能只发热不吹风,下列符合要求的电动机和电热丝连接方式的电路是( )
5.一个电阻R允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI的电路中去(n>1),必须给它并联一个电阻Rx,Rx和R的阻值之比是( )
A. B. C. D.n-1
6.如图所示,MN间电压稳定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25 A;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40A。则M、N间的电压是( )
A.6V
B.5V
C.4V
D.3V
7.如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有0∽3V和0∽15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表偏转的角度相同,则( )
R1:R2=1:4 B.R1:R2=4:1 C.R1:R2=1:5 D.R1:R2=5:1
8.有电阻两只,电流表、电压表各一只,选用其中的部分元件,以不同的方式接到如图所示的虚线方框内,可构成几种不同正确电路?( )
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
9.如图所示,电源电压U恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数。过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
10.为了提高行车的安全性,汽车安装了日间行车灯。当汽车启动时,“S1”闭合,日间行车灯L1亮起;光线不足时再闭合S2,车前大灯L2也亮起。则下列所示的电路图中符合上述要求的是( )
11.R0是已知阻值的定值电阻,则以下四种电路中(电源电压一定),能测出未知电阻Rx的阻值的有( )
A.(2)(4) B.(1)(2)(4)
C.(1)(2)(3)(4) D.(1)(3)
12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动。电表的变化情况是( )
A.电压表和电流表示数都变小
B.电压表和电流表示数都变大
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
13.如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2;只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3.则R1与R2的电阻之比( )
A.4:3
B.2:3
C.3:5
D.5:3
14.某学习小组在一次实验中利电压表和电流表测量出了多组数据,并记录入表中,请根据表中给出的数据,分析判断出他们实验时所使用的电路图可能是( )
15.下图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时,电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )
A.
D.
第II卷(非选择题 共70分)
二、填空题(每空1分,每图2分,共33分)
16.如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕铁支架自由转动的吸管,使它带上电,现用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带 (填“同种”或“异种”)电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是 (填“导体”或“绝缘体”)。
小明利用一个废弃的白炽灯,用图甲所示的装置来探究灯丝电阻与温度的关系。
(1)闭合开关,电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
(2)点燃酒精灯给白炽灯的灯丝加热,发现电流表示数变小,由此可知:灯丝温度升高,其电阻大小变化情况是 。
18.在如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知量和测得量可以推出:Rx= 。
19.电子秤利用了压力传感器。某电子秤使用的压力传感器的结构如图所示。弹簧钢右端固定,其上、下表面各贴一完全相同的金属电阻丝,它的阻值对长度变化很敏感。电子秤工作时,给上、下电阻丝分别提供相等且大小恒定的电流I。若在弹簧钢自由端施加压力F,则上电阻丝拉伸,下电阻丝压缩,此时两电阻丝两端的电压变为U1、U2,传感器把两电压的差值输出,用来反映力F的大小。
(1)压力F增大时,上金属丝的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1 (填“>”“<”或“=”)U2。
20.如图所示,电源电压U保持不变,三个电阻阻值均为R,当S1、S2都断开时,电流表的示数为 ;当S1、S2都闭合时,电流表的示数为 。
21.如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V。已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是 。
22.小明设计了如图甲所示的电路图,做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验,在A、B间接入下表中待研究的电阻丝,电源电压U恒定,忽略温度对灯丝电阻的影响(电阻丝用电阻符号表示):
(1)小明选择序号为 的两根电阻丝来探究,实验采用的方法叫 。
(2)他正确选择后,将电阻丝分别接入A、B间,闭合开关,观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中,两次电流表指针均有偏转,但第一次的示数大于第二次的示数,说明第一次接人的电阻丝阻值 (填“较大”或“较小”);其中第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是 。
(3)小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图,来探究导体电阻大小还与什么因素有关(温度、导体长度因素除外)。他应选择序号为 的两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。请你简述小明选择的原理: 及结论: 。
23.小敏用电压表和电流表测定电压2.5V的小灯泡电阻。
(1)在上面电路图的О中填入小灯泡、电压表和电流表的元件符号。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了 。
(3)闭合开关,移动滑片,读出电压表和电流表示数,记人表中。重复实验三次。计算电阻,发现小灯泡的电阻是变化的,原因是 。
(4)若在实验过程中,不慎将电压表和电流表位置互换,闭合开关后小灯泡出现的现象是 。
24.测定额定电压(正常工作时的电压)是2.5V小灯泡电阻的实验,电路如图甲,电源电压为4V。
(1)闭合开关,电压表指针如图乙所示,此时小灯泡两端电压是 V。
(2)图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U-I曲线。由图可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(3)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡电阻变化了ΔR2,则ΔR1 (填“大于”“等于”或“小于”)ΔR2,并说明理由: 。
25.小张同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料之间的关系”,准备了下列实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V) B.电流表A1(量程0∽100mA)
C.电流表A2(量程0∽0.6A) D.电阻箱R0(阻值0∽999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为5Ω) F.开关一个,导线若干。
(1)当探究电阻丝的电阻R与长度L的关系时,为了提高实验的精确程度,电流表应选的是 (填器材前的字母代号)。
(2)如图甲所示,把电阻丝两端固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度。闭合开关S前,电阻箱R0的阻值应调整到 Ω,目的是 。
(3)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组电流I、连人的长度L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图像如图乙所示,根据实验图像说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R 。
(4)该电阻丝1cm长度的阻值为 Ω。
三、计算分析题(共37分)
26.(12分)(2019·安徽)如图为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:(小灯泡额定电压3.8V,额定电流,0.32A);电压表(量程3V,阻3000 Ω);电流表(量程500mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(阻值1000 Ω)。按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为315mA。求此时:
(1)小灯泡两端的电压。
(2)通过小灯泡的电流。
(3)小灯泡灯丝的阻值。
27.(10分)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中R1=14Ω,R2=9Ω。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U和电阻r。
28.(15分)某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图乙所示,电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为0.02㎡的面承受海水压力。(设海水的密度P水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)当电流表示数为0.2A时,求压敏电阻R2的阻值。
(2)如图乙所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强。
(3)若电流的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少?
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浙教版八上科学第四章综合培优测试卷
(时间:90分钟 满分:100分)
第I卷(选择题 共30分)
一、选择题(每小题2分,共30分)
1.四个悬挂着的通电小球,静止时的位置关系如图所示,下列说法中正确的是(▲)
A.A球与C球一定带有异种电荷 B.B球可能带电,也可能不带电
C.B球与D球一定带有同种电荷 D.D球可能带电,也可能不带电
【答案】D
【解析】利用图示的A、B、C三个带电小球的相互作用情况,结合电荷间的作用规律,以B球的带电情况为突破口来解决此题。异种电荷相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质。
【分析】此题很容易漏掉了带电体具有吸引轻小物体的性质的这种情况。
【详解】AB相互排斥,因此它们一定带同种电荷。可能是正电,也可能是负电。BC相互吸引,则C可能带异种电荷,也可能为轻小物体。CD相互吸引,则D可能带电,也可能为轻小物体。故选D。
2.如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是(▲)
A.L1被烧坏 B.L1、L2都被烧坏 C.电池被烧坏 D.L2被烧坏
【答案】C
【解析】这是一个并联电路,开关闭合时,发生了短路,并联一条支路发生短路,则电源短路。
【分析】正确识别电路是解答本类题的关键,注意电源短路是绝对不允许的.
【详解】该电路为并联电路,当开关闭合时,会形成电源短路,即两灯泡均不发光,并且完好无损,但电池会被烧坏。故选 C。
3.如图所示,下列说法中正确的是(▲)
A.电源的上端是正极
B.金属导线中发生定向移动的电荷是正电荷
C.灯泡发光说明电路中有电流
D.灯泡发光时,电源将电能转化为化学能
【答案】C
【解析】(1)正电荷定向移动的方向为电流的方向;(2)金属导体中发生定向运动的是自由电子;(3)灯泡正常工作时,说明电路是通路,有电流通过;(4)用电器工作时,消耗电能,转化为其他形式的能。
【分析】本题考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力。
【详解】A、电源的内部,自由电子向上运动,说明电流方向向下,所以电源的上端是负极;故A错误;B、金属导线中发生定向移动的电荷是负电荷,故B错误;C、灯泡发光说明电路中有电流,故C正确;D、灯泡发光时,电源将电能转化为光能和热能,故D错误。故选C。
4.家用电吹风工作时,可以单独吹冷风,也可以吹热风,但不能只发热不吹风,下列符合要求的电动机和电热丝连接方式的电路是(▲)
【答案】D
【解析】家用电吹风工作时,可以单独吹冷风,也可以吹热风,但不能只发热不吹风,说明电动机和电吹风可以独立工作、互不影响即为并联,且电热丝支路有开关控制,据此进行解答。
【分析】本题考查了串并联电路的设计,根据题干中的条件分析每一个选项即可得出答案。
【详解】A由图可知,电热丝和电动机并联,开关S在干路上;开关S闭合时,电动机和电热丝同时工作吹热风,开关S断开时,电吹风不工作,故A不符合题意;B.由图可知,只开关S1闭合时,电热丝工作,电吹风只发热不吹风,故B不符合题意;C.由图可知,电热丝和电动机串联,电动机不能单独工作,电吹风不能单独吹冷风,故C不符合题意;D.由图可知,只闭合开关S1时,电动机工作吹冷风;再闭合S2时,电动机和电热丝同时工作吹热风;只闭合开关S2时电热丝不工作,不会出现只发热不吹风,故D正确。故选D。
5.一个电阻R允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI的电路中去(n>1),必须给它并联一个电阻Rx,Rx和R的阻值之比是(▲)
A. B. C. D.n-1
【答案】C
【解析】把它串联到电流是nI的电路中,则根据并联电路的电流特点可知:给它并联一个电阻Rx,应分担的电流为nI-l,然后利用并联电路的电流与电阻之间成反比的特点即可求出。
【分析】本题考查了并联电路电流、电阻的特点。能让学生体会到物理是有用的,引导学生用所学的知识解决简单的问题,学以致用。
【详解】∵一个电阻R允许通过的最大电流是I,∴串联到电流是nI的电路中,则应给电阻R并联一个电阻Rx,根据并联电路的电流特点知:Rx应分担的电流为nI-I=(n-1)I,∵并联电路的电流与电阻之间成反比,∴ ,故选C。
6.如图所示,MN间电压稳定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25 A;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40A。则M、N间的电压是(▲)
A.6V
B.5V
C.4V
D.3V
【答案】D
【解析】根据欧姆定律和并联电路的规律进行计算,在题中R1的阻值没有给出,似乎给我们的分析带来了麻烦.但仔细思考,R1和R2是并联的,当R2的滑片移动时:MN间的电压不变,即R1两端的电压不变,R1的阻值也不变,这说明通过R1的电流不变.所以R2的滑片滑动前后,电流表示数之差就等于流过R2的电流变化量,设MN间电压为U,滑片先后两个位置时流过R2的电流分别为:和。最后根据等量关系列出方程,解出MN间电压U。
【分析】欧姆定律的计算题,仔细分析,巧妙列式,可以减小计算量。
【详解】并联电路中:I=I1+I2,滑片在a端时,0.25A=+I1…①,滑片在ab中点时,0.40A=+I1…② 用②式减去①式,得:0.40A-0.25A=-,解方程得:U=3V。故选D。
7.如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有0∽3V和0∽15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表偏转的角度相同,则(▲)
R1:R2=1:4 B.R1:R2=4:1 C.R1:R2=1:5 D.R1:R2=5:1
【答案】A
【解析】由电路的特点可知电压表所测量的电压之间的关系,根据两表的量程及示数相等可得出电压表示数的之比,则由比例关系可求得两电阻上的电压关系,则由串联电路的特点可求得电阻之比。
【分析】电路的题目分析电路是解答题目的关键,故应在分析电路上下功夫,掌握常见的电路特点及电表的结构特点.
【详解】由电路分析可得,R1与R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,V2测量R1和R2两端的电压;因两电压表相同,说明两表的刻度盘相同,当选不同的量程但偏角相同时,说明两次示数之比即为量程之比,即;R2两端的电压U2′=U2-U1则可知R1两端的电压V1与R2两端的电压V2′之比为:.
由欧姆定律可得:,故选A。
8.有电阻两只,电流表、电压表各一只,选用其中的部分元件,以不同的方式接到如图所示的虚线方框内,可构成几种不同正确电路?(▲)
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
【答案】C
【解析】电路的基本连接方式有两种:一种是串联,一种是并联。电流表必须和电阻串联,电压表必须和电阻并联。
【分析】本题考查了电路的两种基本连接方式。
【详解】第一种:将两电阻分别接在两条支路上,将电流表接在干路上,此种连接方式是并联。第二种:将两电阻串联接入电路中,将电压表并联在某一电阻两端,此种连接方式是串联。第三种:一个电阻,一个电流表,一个电压表,将电压表并联在电阻两端,电流表与电阻串联。故选:C。
9.(2019·连云港)如图所示,电源电压U恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数。过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是(▲)
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】D
【解析】对于故障问题,可以进行假设选项正确,然后进行推断,推出的结论和题干相符,假设正确,否则假设错误。
【分析】对于故障问题,根据电流表有无示数判断电路是通路还是断路,电流表有示数电路是通路,电流表无示数是断路,然后通过电压表来判断电路故障的具体情况。
【详解】由图知,两灯泡是并联的,电流表测量L1的电流,电压表测量L2的电压,也就是测量整个电路的电压(并联电路中各支路的电压等于电源电压);根据题意可知,原来L1、L1两灯泡均正常发光,电流表和电压表均有示数;过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变;AB.如果L1短路或L2短路,整个电路都会短路,电源会被烧坏,电压表的示数减小为0,故AB都错误;C.如果L1断路,电流表会没有示数,不符合题意,所以假设错误,故C错误;D.如果L2断路,L2不发光,L1的支路没有问题,L1仍然发光,电流表示数不变,此时电压表测量电源电压,其示数也不变,故D正确。故选:D。
10.为了提高行车的安全性,汽车安装了日间行车灯。当汽车启动时,“S1”闭合,日间行车灯L1亮起;光线不足时再闭合S2,车前大灯L2也亮起。则下列所示的电路图中符合上述要求的是(▲)
【答案】D
【解析】由题意可知,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起,再闭合S2,车前大灯L2也亮起,说明L1与L2可以独立工作、互不影响即为并联,且S1位于干路,S2位于L2支路,据此分析选项得出答案.
【分析】本题考查了串并联电路的设计,对于该题型的题目可以根据题意找出符合要求的电路图即可。
【详解】A.由电路图可知,只闭合S1时,两灯泡均不亮,故A不符合题意;B.由电路图可知,只闭合S1时,两灯泡都亮,再闭合S2时,L1不亮,故B不符合题意;C.由电路图可知,只闭合S1时,车前大灯L2亮,再闭合S2时,日间行车灯L1亮,故C不符合题意;D.由电路图可知,只闭合S1时,日间行车灯L1亮,再闭合S2时,车前大灯L2亮,故D符合题意。故选D。
11.R0是已知阻值的定值电阻,则以下四种电路中(电源电压一定),能测出未知电阻Rx的阻值的有(▲)
A.(2)(4) B.(1)(2)(4)
C.(1)(2)(3)(4) D.(1)(3)
【答案】 C
【解析】【分析】【详解】(1)Rx=图;(2)中Rx=;(3)中与电压表连接的开关闭合时电压表为U1,此开关断开时电压表为U2,Rx=; 图(4) Rx =。故答案为:C。
12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动。电表的变化情况是(▲)
A.电压表和电流表示数都变小
B.电压表和电流表示数都变大
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【答案】C
【解析】(1)分析电路,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端电压。
(2)当滑动变阻器的滑片移动时,引起电阻变化,根据欧姆定律可判断电流变化,可知电流表的示数变化情况;根据U=IR可判断灯泡两端电压,又串联电路两端总电压等于各部分两端电压之和,判断滑动变阻器两端电压变化情况,从而判断电压表示数变化情况。
【分析】本题涉及到了电流表、电压表和滑动变阻器的有关内容,本题中在判断滑动变阻器两端电压时,根据U=IR通过电流和电阻的变化,不能做出判断,所以先判断出灯泡两端电压,再根据灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压之和等于电源电压做出判断。
【详解】(1)由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端电压。滑动变阻器滑片左边的电阻线接入电路中,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变大,电路的总电阻变大,欧姆定律可知,电流变小,电流表示数变小;
(2)根据UL=IRL可知,电流变小,灯泡电阻不变,所以灯泡两端电压变小,因为灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压之和等于电源电压,所以滑动变阻器两端电压变大,故电压表示数变大。故选C。
13.如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2;只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3.则R1与R2的电阻之比(▲)
A.4:3
B.2:3
C.3:5
D.5:3
【答案】A
【解析】电压表V1测量的是总电压,电压表V2在只闭合S1时,测量的是R1两端的电压,电压表V2在只闭合S1时,测量的是R2两端的电压。
【分析】串联电路中电压之比等于电阻之比。
【详解】串联电路中电压之比等于电阻之比。只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2,电阻之比为(R0+R1):R1=3:2,所以电阻R1:R1=1:2=2:4只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3,电阻之比为(R0+R2):R2=5:3,所以R0:R2=2:3,所以R1:R2=4:3。
14.某学习小组在一次实验中利电压表和电流表测量出了多组数据,并记录入表中,请根据表中给出的数据,分析判断出他们实验时所使用的电路图可能是(▲)
【答案】D
【解析】通过表格分析可知,电压表的示数减小时,电流是随着增大,但电压和电流的比值发生改变。
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析表格中的数据得出电表所测的电路元件,并能正确的分析选项中电路图的特点。
【详解】AB、根据电路图可知,电压表测电源的电压,示数不变,故AB不符合题意;C、根据电路图可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流,当电压表示数变大时,说明变阻器接入电路的阻值增大,则电流表示数减小,且比值改变,故C不符合题意;D、根据电路图可知,电压表测量定值电阻两端电压,当电压表示数变小时,电流表示数也变小,且比值不变,故D符合题意。故选D。
15.下图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时,电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是(▲)
A.
D.
【答案】D
【解析】(1)流体压强和流速的关系:流速越快的地方压强越小。(2)根据欧姆定律判断出电压表的示数变化和风速的关系。
【分析】解本题的关键是掌握流体压强跟流速的关系,能利用流体压强知识解释有关的现象。本题考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力。
【详解】A、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,而不是上移,故与题干要求不符,故A错误:B、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变大,则定值电阻两端电压减小,即电压表示数变小,故B错误:C、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变器两端电压变小,即电压表示数变小,故C错误,D、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变小,则定值电阻两端电压增大,即电压表示数变大,故D正确。故选D。
第II卷(非选择题 共70分)
二、填空题(每空1分,每图2分,共33分)
16.如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕铁支架自由转动的吸管,使它带上电,现用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带 ▲ (填“同种”或“异种”)电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是 ▲ (填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】同种;绝缘体
【解析】电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【分析】本题考查电荷规律的探究过程,关键是知道相互吸引的有两种可能:一是异种电荷之间,二是带电体和不带电的轻小物体之间(带电的性质)。
【详解】用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带同种电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是绝缘体故答案为:同种;绝缘体。
17.小明利用一个废弃的白炽灯,用图甲所示的装置来探究灯丝电阻与温度的关系。
(1)闭合开关,电流表的示数如图乙所示,其示数为 ▲ A。
(2)点燃酒精灯给白炽灯的灯丝加热,发现电流表示数变小,由此可知:灯丝温度升高,其电阻大小变化情况是 ▲ 。
【答案】(1)0.30;(2) 阻值变大
【解析】(1)明确电流表的量程和最小分度值,读出示数;(2)灯丝的电阻随温度的升高而增大;
【分析】本题考查了电流表的读数,电阻与温度的关系,本题同时考查了导体和绝缘体在条件变化时,是可以相互转化的。
【详解】(1)电流表选择0~0.6A量程,分度值是0.02A,示数为0.30A。
(2)点燃酒精灯给白炽灯的灯丝加热,发现电流表示数变小,根据欧姆定律I=UR可知,电压一定时,通过灯丝的电流变小,说明灯丝的电阻变大;由此可知:灯丝温度升高,其电阻变大。故答案为:(1)0.30;(2)阻值变大。
18.在如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知量和测得量可以推出:Rx= ▲ 。
【答案】
【解析】(1)根据欧姆定律和串联电路的电压、电流规律,可从R=入手,推导出电阻大小的表达式;(2)同样根据欧姆定律和串联电路的电压、电流规律,可从P=UI入手,推导出电功率的表达式。
【分析】本题主要考查了对欧姆定律、串联电路的电流和电压规律,以及对电功率公式的灵活掌握,有一定难度。
【详解】(1)因为串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,串联电路各处电流相等,由欧姆定律I=得:Rx=。故答案为:。
19.电子秤利用了压力传感器。某电子秤使用的压力传感器的结构如图所示。弹簧钢右端固定,其上、下表面各贴一完全相同的金属电阻丝,它的阻值对长度变化很敏感。电子秤工作时,给上、下电阻丝分别提供相等且大小恒定的电流I。若在弹簧钢自由端施加压力F,则上电阻丝拉伸,下电阻丝压缩,此时两电阻丝两端的电压变为U1、U2,传感器把两电压的差值输出,用来反映力F的大小。
(1)压力F增大时,上金属丝的电阻 ▲ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1 ▲ (填“>”“<”或“=”)U2。
【答案】(1)变大;(2)>
【解析】(1)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,材料相同、横截面积相同,导体越长,电阻越大;外力F增大时,上面金属电阻丝被拉伸,下面金属电阻丝被压缩,电阻丝长度发生变化,可知电阻的变化。
(2)在电流相同时,根据U=IR分析,电压随电阻的变化。
【分析】本题考查欧姆定律的应用和影响电阻大小的因素,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,难点是根据题目所给信息结合我们所学知识解题.
【详解】(1)外力F增大时,上面金属电阻丝长度变大,电阻变大,下面金属电阻丝长度变短,电阻变小;(2)由欧姆定律可知,电压U=IR,电流一定时,电阻越大,导体两端的电压越大,所以施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1>U2。故答案为:(1)变大;(2)>。
20.如图所示,电源电压U保持不变,三个电阻阻值均为R,当S1、S2都断开时,电流表的示数为 ▲ ;当S1、S2都闭合时,电流表的示数为 ▲ 。
【答案】;
【解析】【分析】【详解】电源电压U不变,三个电阻阻值均为R,当S1,S2都断开时,三电阻串联,则总电阻为R串=3R,电路中的电流为I串=;当S1,S2都闭合时,三个电阻并联,则有,
电路的总电阻为R并=,由图分析,电流表测的干路电流,则电路电流为=。
21.(2019·鄂州)如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V。已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 ▲ V,通过R2的电流为 ▲ A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是 ▲ 。
【答案】2;0.2;会导致电压表“十、一”接线柱接反
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电阻R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R2的电流;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,根据电流表正确使用判断这种接法错误的原因。
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,知道电压表的正确使用是关键。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,则电阻R1两端的电压U1=1V,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,则U=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R2的电流,I2=I1==0.2A;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,会导致电压表“十、-”接线柱接反,这种接法是错误的。故答案为:2;0.2;会导致电压表“十、一”接线柱接反。
22.小明设计了如图甲所示的电路图,做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验,在A、B间接入下表中待研究的电阻丝,电源电压U恒定,忽略温度对灯丝电阻的影响(电阻丝用电阻符号表示):
(1)小明选择序号为 ▲ 的两根电阻丝来探究,实验采用的方法叫 ▲ 。
(2)他正确选择后,将电阻丝分别接入A、B间,闭合开关,观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中,两次电流表指针均有偏转,但第一次的示数大于第二次的示数,说明第一次接人的电阻丝阻值 ▲ (填“较大”或“较小”);其中第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是 ▲ 。
(3)小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图,来探究导体电阻大小还与什么因素有关(温度、导体长度因素除外)。他应选择序号为 ▲ 的两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。请你简述小明选择的原理: ▲ 及结论: ▲ 。
【答案】(1)2和4,控制变量法;(2)较小,第二次接入的电阻大,电路电流小,灯泡的功率过小;(3)1和2(或选2和3),在串联电路中,电流处处相等,各用电器的电压与电阻成正比,即R1:R2=U1:U2,选序号1和2,在长度和横截面积相同条件下,不同材料的电阻其阻值不同,选序号2和3,同种材料在长度一定条件下,导体电阻跟导体横截面积有关
【解析】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,应控制导体的材料和横截面积都相同,这种方法叫控制变量法;(2)在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,而灯泡的实际功率由实际电压决定;(3)电阻的大小除了与导体的长度有关以外,还与导体的材料和横截面积有关.所以他还可以探究电阻与材料、电阻与横截面积的关系。 在串联电路中,因为电流处处相等,所以各电阻两端的电压跟它的阻值成正比.用电压表分别测出两根电阻丝两端的电压,然后去比较这两根电阻丝两端的电压,电压大的电阻阻值大。
【分析】控制变量法是物理实验中经常采用的方法,一定要掌握.该实验还涉及到转换法,我们在比较两根电阻丝的大小关系时,是通过比较电流大小关系或电压大小关系得出的.要记住:电压一定时,电流与电阻成反比;电流一定时,电压与电阻成正比。
【详解】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选择导体的材料和横截面积都相同,而长度不同的两根电阻丝.从表格中可知,序号2和序号4的材料、横截面积都相同,长度不同,所以应选用序号2和4,这种方法叫控制变量法;(2)电流表第一次的示数大于第二次的示数,表明第一次的电流比第二次的大,说明第一次的电阻阻值比第二次的电阻阻值小;由于第二次电路中的电阻大,会造成电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,灯泡的实际功率变小,以至于灯泡不亮;(3)电阻的大小除了与导体的长度有关以外,还与导体的材料和横截面积有关.所以他还可以探究电阻与材料、电阻与横截面积的关系。要探究电阻与材料的关系,可以选择序号1和2;要探究电阻与横截面积的关系,可以选择序号2和3。原理:在串联电路中,电流处处相等,各用电器的电压与电阻成正比,即=;结论:选序号1和2,在长度和横截面积相同条件下,不同材料的电阻其阻值不同。选序号2和3,同种材料在长度一定条件下,导体电阻跟导体横截面积有关。故答案为 :(1)2和4,控制变量法;(2)较小,第二次接入的电阻大,电路电流小,灯泡的功率过小;(3)1和2(或选2和3),在串联电路中,电流处处相等,各用电器的电压与电阻成正比,即R1:R2=U1:U2,选序号1和2,在长度和横截面积相同条件下,不同材料的电阻其阻值不同,选序号2和3,同种材料在长度一定条件下,导体电阻跟导体横截面积有关。
23.小敏用电压表和电流表测定电压2.5V的小灯泡电阻。
(1)在上面电路图的О中填入小灯泡、电压表和电流表的元件符号。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了 ▲ 。
(3)闭合开关,移动滑片,读出电压表和电流表示数,记人表中。重复实验三次。计算电阻,发现小灯泡的电阻是变化的,原因是 ▲ 。
(4)若在实验过程中,不慎将电压表和电流表位置互换,闭合开关后小灯泡出现的现象是 ▲ 。
【答案】(1)故答案为:电路图如图所示:
(2)保护电路;(3)灯泡电阻受温度影响;(4)灯泡不发光
【解析】(1)伏安法测灯泡电阻时,电流表与灯泡应串联在电路中,电压表与灯泡并联,
结合电路图判断灯泡、电压表、电流表的位置,并在图上标出;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,滑动变阻器在电路中的作用是保护电路;
(3)从温度对电阻影响的角度分析原因;
(4)电压表与电流表互换,即:电流表与灯泡并联,电压表串联接入电路,由于电压表内阻很大,
理想电压表内阻为无穷大,电压表串联在电路相当于电路断路,电路中没有电流,灯泡不发光.
【分析】本题考查了灯泡、电压表、电流表在电路中的接法,滑动变阻器的作用,影响灯泡电阻的因素;知道电压表与电流表在电路中的连接方式,是解(1)的关键.
【详解】(1)电流表与灯泡应串联在电路中,电压表与灯泡并联,电路图如图所示.
故答案为:电路图如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了保护电路;故答案为:保护电路;(3)随灯泡电压U与电流I的变化,灯泡功率P=UI不断变化,灯泡温度不断变化,灯泡电阻不断变化,由此可见:灯泡电阻随温度的变化而变化。故答案为:灯泡电阻受温度影响;(4)电压表和电流表位置互换,电压表串联接入电路,电路断路,电路中没有电流流过,灯泡不发光;故答案为:灯泡不发光。故答案为:(1)故答案为:电路图如图所示:
(2)保护电路;(3)灯泡电阻受温度影响;(4)灯泡不发光。
24.测定额定电压(正常工作时的电压)是2.5V小灯泡电阻的实验,电路如图甲,电源电压为4V。
(1)闭合开关,电压表指针如图乙所示,此时小灯泡两端电压是 ▲ V。
(2)图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U-I曲线。由图可知,小灯泡正常发光时的电阻是 ▲ Ω。
(3)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡电阻变化了ΔR2,则ΔR1 ▲ (填“大于”“等于”或“小于”)ΔR2,并说明理由: ▲ 。
【答案】(1)0. 5;(2)0.5;增大;(3)大于,因为电源电压不变,当滑动变阻器阻值减小时,电流I增大,所以总电阻减小。只有滑动变阻器电阻的减小值大于小灯泡电阻的增大值,总电阻才变小
【解析】(1)直接根据电压表选择量程读数。(2)根据U-I图象,当U=2.5V时,找到对应电流I,根据P=UI计算额定功率,通过取特殊的值可判断电阻的变化情况,(3)通过对滑动变阻器电阻、灯泡电阻、总电阻变化情况分析的出结论。
【分析】此题考查了电压表读数、U-I图象的应用、电阻的变化的判断。
【详解】(1)根据图乙电压表量程选择0-3V,分度值0.1V,电压表读数为0.5V。(2)根据图象当U=2.5V时,I=0.2A,根据P=UI=2.5V×0.2A=0.5W,通过图象可以看出电压增大电阻变大。(3)根据图象可知当滑动变阻器电阻变小时,灯泡两端电压增大,电流也增大,灯泡电阻变大,总电阻变小。根据R=R滑+R灯,只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小。故答案为:(1)0. 5;(2)0.5;增大;(3)大于,因为电源电压不变,当滑动变阻器阻值减小时,电流I增大,所以总电阻减小。只有滑动变阻器电阻的减小值大于小灯泡电阻的增大值,总电阻才变小。
25.小张同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料之间的关系”,准备了下列实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V) B.电流表A1(量程0∽100mA)
C.电流表A2(量程0∽0.6A) D.电阻箱R0(阻值0∽999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为5Ω) F.开关一个,导线若干。
(1)当探究电阻丝的电阻R与长度L的关系时,为了提高实验的精确程度,电流表应选的是 ▲ (填器材前的字母代号)。
(2)如图甲所示,把电阻丝两端固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度。闭合开关S前,电阻箱R0的阻值应调整到 ▲ Ω,目的是 ▲ 。
(3)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组电流I、连人的长度L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图像如图乙所示,根据实验图像说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R ▲ 。
(4)该电阻丝1cm长度的阻值为 ▲ Ω。
【答案】(1)B;(2)999.9;保护电路;(3)越大;(4) 0.3
【解析】(1)知道电源电压和电路最小电阻可以求出最大电流,最大电流小于电流表量程时,电流表的量程越小,分度值越小,测量的电流越准确;(2)闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处;(3)在图象上可以看到,通过电流的倒数分析电流变化,从电流变化分析电阻变化;(4)由乙图知,电阻箱和电阻丝的串联的,根据图象可知,当电阻丝阻值为零时,电路电流的倒数为10A-1,能求出电流,知道电源电压和电流,求出电阻箱接入电路的电阻;当电阻丝为10cm时,电阻箱的电阻不变,此时电路电流的倒数为12A-1,求出电流,知道电源电压和电流求出总电阻,再求出电阻丝的电阻,根据电阻和长度的关系求出1cm的电阻值。
【分析】本题的难度较大,一个是知识点考查的多,另一个是有难度,尤其是最后一问,从图象上分析数据,通过分析电流倒数来分析电流,通过电流来分析电阻,还涉及到两个电路过程,是电学中比较难的习题了。
【详解】(1)电路中的最大电流I==0.15A=150mA,所以为了提高实验的精确程度,电流表选最量程为100mA的电流表A1(或序号B);(2)闭合开关S前,电阻箱起到保护电路的作用,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处,由电阻箱R0(阻值0∽999.9Ω)可知,电阻箱的阻值应调整到999.9Ω;(3)在图象上可以看到,电阻的长度越长,电流的倒数越大,电流越小,在电压一定时,电阻越大;(4)由图乙知,电阻丝和电阻箱是串联的,由图丙知,当电阻丝接入0cm,就是电阻丝的电阻为零时,电源电压为1.5V,电流倒数为10A-1,所以电流为I ==0.1A,则电阻箱的电阻为:R ==15Ω,当电阻丝接入10cm,就是电阻丝的电阻为R时,电源电压为1.5V,电流倒数为12A-1,所以电流为I =,则电路总电阻为:R总==18Ω,所以10cm电阻丝的电阻为:R=R总-R =18Ω-15Ω=3Ω,在横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度成正比,所以1cm的电阻丝电阻为:R1==0.3Ω,故答案为:(1)B;(2)999.9;保护电路;(3)越大;(4)0.3。
三、计算题(共37分)
26.(12分)(2019·安徽)如图为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:(小灯泡额定电压3.8V,额定电流,0.32A);电压表(量程3V,阻3000 Ω);电流表(量程500mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(阻值1000 Ω)。按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为315mA。求此时:
(1)小灯泡两端的电压。
(2)通过小灯泡的电流。
(3)小灯泡灯丝的阻值。
【答案】(1)小灯泡两端的电压是3.6V;(2)通过小灯泡的电流是314.1mA;(3)小灯泡灯丝的阻值是11.461Ω。
【解析】(1)已知电压表的电阻,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为315mA。根据欧姆定律可求电压表的电流,电压表与R0串联可得R0的电流,由欧姆定律变形可求R0的两端电压;可求电压表与R0的总电压即小灯泡两端的电压;(2)已知电流表测量小灯泡所在支路和电压表、R0所在支路干路的电流,电流表的示数为315mA。根据并联电路的电流特点可求通过小灯泡的电流;(3)根据欧姆定律变形可求小灯泡灯丝的阻值。
【分析】本题主要考查并联电路的特点以及欧姆定律的应用,题目较难。
【详解】(1)通过电压表的电流:H1==9×10-4A;电压表与R0串联可得R0的电流:I0=I1=9×10-4A;由欧姆定律变形可得R0的两端电压:U0=I0R0=9×10-4A×1000Ω=0.9V,电压表与R0的支路总电压等于小灯泡两端的电压:U=Uv+U0=2.7V+0.9V=3.6V,(2)已知电流表测量小灯泡所在支路和电压表、R0所在支路干路的电流,电流表的示数为315mA。根据并联电路的电流特点可得通过小灯泡的电流:IL=I-Iv=315mA-0.9mA=314.1mA:(3)由I=可得,小灯泡灯丝的阻值:RL=。答:(1)小灯泡两端的电压是3.6V;(2)通过小灯泡的电流是314.1mA;(3)小灯泡灯丝的阻值是11.461Ω。
27.(10分)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中R1=14Ω,R2=9Ω。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U和电阻r。
【答案】3V
【解析】本题中应用等效法将电源当成理想电源与一电阻的串联,故闭合S1时R1与r串联,可由欧姆定律得出方程式; 同理闭合S2时,S2与r串联,也可得出一方程式,两式联立即可求得U和r。
【分析】本题中有两个变量,故利用欧姆定律分别列出方程从而组成方程组求解.这也是物理中常用的解题方法。
【详解】由题意可得:当开关S1闭合时,由欧姆定律得:U=I1(R1+r)当开关S2闭合时,由欧姆定律得:U=I2(R2+r)因电压不变,故可得:I1(R1+r)=I2(R2+r)代入数据得;0.2A×(14Ω+r)=0.3A×(9Ω+r)解得:r=1Ω将r=1Ω代入U=I1(R1+r),可得U=3V。故答案为:3V。
28.(15分)某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图乙所示,电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为0.02㎡的面承受海水压力。(设海水的密度P水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)当电流表示数为0.2A时,求压敏电阻R2的阻值。
(2)如图乙所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强。
(3)若电流的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少?
【答案】(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是28Ω;(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,此时压敏电阻R2所处的海水深度是P===2×106Pa;(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m。
【解析】(1)根据欧姆定律公式及串联电路的特点可求题目中的某些电学物理量;(2)认真分析图象的含义,再结合电路图可求海水深度;(3)将电学中的欧姆定律与力学中的液体压强有机结合起来,以压敏电阻做为媒介;可求最大深度。
【分析】此题是一道力学与电学的综合题;明确图象的含义,以压敏电阻做中介,将压强知识与欧姆定律结合起来进行计算即可。
【详解】(1)当电流表示数为0.2A时,总电阻为:R===30Ω;压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=30Ω-2Ω=28Ω;(2)根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,压敏电阻受到海水的压力为4×104N;则压敏电阻受到的压强为:P===2×106Pa;(3)当电流表示数达到最大0.6A时,总电阻为:R===10Ω;此时压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=10Ω-2Ω=8Ω;根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为8Ω时,压敏电阻受到海水的压力为:P大===5×106Pa;则使用此方法能测量出海水的最大深度是:h大===500m;故答案为:(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是28Ω;(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是P===2×106Pa;(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m。
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