北师大版物理九年级全册第十一章 简单电路重点解析
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电压表的示数为1V,下列描述正确的是( )
A.L1两端电压为1V B.L1 两端电压为2V
C.L2两端电压为2V D.L1和L2两端电压之和为4V
2、如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
3、如图所示电路中,闭合电键后,发现灯泡L1、L2都不亮,用电压表进行电路故障检测,测试结果如右表所示,则可以判断电路中的故障是( )
测试点 a、c a、b b、c
电压表示数 有示数 无示数 有示数
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
4、如图所示,当人触摸科技馆内“静电球”时,头发便会飘起来,形成“怒发冲冠”的现象。关于这个现象的说法错误的是( )
A.手必须与“静电球”的外壳不断摩擦起电
B.散开的头发带的一定是同种电荷
C.在干燥的环境中完成这个实验会更容易
D.脚与大地之间必须用绝缘体隔离
5、下列关于电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
B.不考虑温度的影响,同种材料制成的长短相同的两条导线,细导线的电阻较大
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
6、下列说法中正确的是( )
A.如甲图当带电物体靠近不带电的验电器时,金属箔片会张开一定角度
B.如乙图瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.如丙图是研究做功可改变内能的装置,缓慢压缩空气,空气内能一定增大
D.如丁图表示的是内燃机压缩冲程,该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱
7、在如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,电流表A1 A2的指针均在下图所示的位置,则下列说法中正确的是( )
A.电流表A2的示数2.4A B.通过灯L1的电流为1.92A
C.通过灯L1的电流为0.48A D.电流表A1的示数是0.48A
8、如图所示的电路中,L1、L2是两个完全相同的灯泡,在开关闭合时,下列说法中正确的是( )
A.可能L1亮,L2不亮 B.可能L1不亮,L2亮
C.L1、L2不可能同时亮 D.L1断路,则L2一定不亮
9、在物理实验中,往往要对物理量进行多次测量,有的是为了减小误差,有的是为了寻找规律。下列四个实验中,通过多次测量减小误差的是( )
A.在探究“并联电路电流关系”时,测量多组对应的干路电流和支路电流
B.在探究“液体压强的影响因素”时,多次改变液体密度、深度,测量对应的压强
C.在探究“电阻大小与哪些因素有关”时,多次更换电阻丝,测量对应的电流
D.在测量“某种物质的密度”时,测量多组质量与体积
10、下列关于电压的叙述正确的是( )
A.电压是形成电流的原因
B.电路中只要有电压就一定有电流
C.对人体的安全电压是36V
D.教室里电灯的供电电压是110V
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题5分,共计25分)
1、如图所示是一种定时课间音乐播放装置的原理图。“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置;“定时开关”是到达设定时间,自动断开的开关。闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯 (填“会”或“不会”)亮,播放器 (填“会”或“不会”)播放音乐。
2、如图所示,甲、乙是电流表或电压表。当开关S闭合后,要使电阻 R1、R2并联,甲表是 ,乙表是 。
3、如图所示为某定时炸弹的引爆电路工作原理图,当起爆器中有电流通过时就会引爆炸弹。请你结合所学知识进行排爆分析。
(1)定时器(时钟)安装在 (选填“a”或“b”)导线上。在定时阶段,该导线是 (选填“通”或“断”)路,所以在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹。
(2)为使该定时爆炸装置停止工作,在定时阶段应立即剪断导线 (选填“a”或“b”)。
4、如甲所示电路中,当开关S闭合后,电流表A1和A2的指针偏转如乙图和丙图,其中电流表A1测量的是通过 的电流,电流表A1和A2的读数分别为 A和 A,则L2的电流值为 A。
5、旋转式风扇调速器及其结构如图所示,金属滑片ab可以绕中心O转动,转动过程中a端分别接触“0~5”挡位的金属片,另一端b与“0”挡位的金属片或与弧形铜片紧密接触,不同挡位接入电路的电阻不同,与电动机串联的电阻越大,电动机转速越慢。当滑片a端转到“ ”挡位时,风扇处于关闭状态;滑片转到“ ”挡位时,风扇转速最快(以上两空均选填“0~5”中的挡位数字)。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、小明同学按图甲所示的电路进行实验,已知电源由四节新干电池组成。闭合开关S后,电流表A1和A2的指针均指在图乙所示的位置。则L1、L2的电流各是多少?电源电压及两电压表V1、V2示数是多少?
2、如图甲所示的电路,闭合开关S后,电流表A1、A2的示数分别如图乙所示,电压表的示数为4.5V。求:
(1)通过灯L1、L2的电流;
(2)灯L1两端的电压。
3、物理学中把单位时间内通过导体任一横截面的电荷量叫做电流强度,简称电流,其定义式为,其中表示电流,单位为安培(A),表示在时间(单位为s)内通过导体横截面的电荷量,单位为库仑(C)。
(1)已知在内通过某段导线横截面积的电子数为个,单个电子的电荷量为,求导线中的电流;
(2)如图所示,是横截面积为、长为的一段粗细均匀的导体。两端加一定的电压后,设导体中自由电荷定向移动的速度大小为,导体单位体积内的自由电荷数为,每个自由电荷的电荷量为。请用题中所给的物理量符号表示出导体中的电流。要求写出具体过程。
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、小朱用三个电流表和两个小灯泡做实验,探究并联电路的电流规律,连接的电路图如图甲所示。
(1)请你找出这个电路中连接错误的那一根导线,并在这根导线上打“×”,表示这根导线不能这样接,然后画出正确的连接位置;
(2)实验中应选用规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡L1、L2连接电路;
(3)正确连接好电路并检查无误后,小明进行了多次实验,得出如表数据。某次实验中电流表A和A1的指针都指在表盘上的同一位置,如图乙所示,则通过灯泡L2的电流是 ;
实验次数 电流表A示数I/A 电流表A1示数I1/A 电流表A2示数I2/A
1 0.6 0.2 0.4
2 0.9 0.3 0.6
3 1.2 0.4 0.8
(4)该同学进行以上3次实验是通过______方式实现的;(选填序号)
A.改变小灯泡的规格 B.改变电池节数
(5)分析各组数据后,小明总结出并联电路的电流规律是:并联电路中 。
2、为探究“串联电路的电压规律”,小敏设计了如图所示的电路,单刀双掷开关接 1 时,电压表测 R1两端的电压;单刀又掷开关接2 时,电压表测 R2两端的电压。电源电压已知且恒定,所选用的电压表为零刻度线在表盘刻度线最左端的电压表。
(1)她不能完成该探究实验,因为 ;
(2)在现有的实验器材基础上,老师又给了小敏一个单刀双掷开关,请你帮她设计一个电路,可以不拆改导线,通过操作两个开关来改变电压表的连接,分别测出 R1和 R2两端的电压;
(3)按照设计好的电路图完成实验,数据记录如表所示,分析后得出结论: (请用文字叙述)。这个实验在设计方案上还存在的不足之处是 。
R1 两端的电压U1/V R2 两端的电压U2/V 电源两端的电压U/V
2.4 1.4 3.8
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】由图可知,L1、 L2串联,电压表测量L2两端的电压,则L2两端电压为1V,由串联分压可知U1=U-U2=3V-1V=2V
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器电压和。
2、【答案】D
【解析】【解答】A.滑动变阻器的左下方接线柱和右上方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,所以电阻变小,A不符合题意;
B.滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小且不变,B不符合题意;
C.滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变,C不符合题意;
D.滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变长,所以电阻变大,D符合题意。
故答案为:D
【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,要使滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的阻值减小,就要使电阻丝接入电路的长度变短,由此入手分析.
3、【答案】D
【解析】【解答】A.如果L1短路,则灯L2可以亮,A不符合题意;
B.如果L2短路,灯L1可以亮,B不符合题意;
C.如果L1断路,则电压表接ab两点时应有示数,与题意不符,C不符合题意;
D.如果L2断路,则现象与题意符合,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】用电压表判断故障时,若电压表有读数,可能是所并联的地方开路或其他地方短路了,若电压表没有读数,则可能是所并联的地方短路或其他地方断路了。
4、【答案】A
【解析】【解答】A.人体是导体,只要静电球带静电,当手接触静电球时,便有电荷导向人体使人体带电,不需要手与静电球的外壳摩擦,故A错误,符合题意;
B.头发能够散开,说明头发丝之间有相互排斥的力,根据同种电荷互相排斥可知,头发带的一定是同种电荷,故B正确,不符合题意;
C.静电球上的电荷能够通过湿润的空气传导到其他物体上,所以在干燥的环境中完成这个实验会更容易,故C正确,不符合题意;
D.人体是导体,人必须站在绝缘板上才能完成实验,否则电荷会通过人体导入地下,故D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】带电体间同种电荷相互排斥;干燥的环境中更容易产生静电。
5、【答案】B
【解析】【解答】AD.导体的电阻是导体本身的一种性质,由自身的材料、长度、横截面积决定,还与温度有关,与其两端的电压和是否有电流通过它无关,AD不符合题意;
B.在温度和材料一定时,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,B符合题意;
C.金属电阻随着温度上升而增大,半导体随着温度上升而减少,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻是导体本身的阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。
6、【答案】A
【解析】【解答】A.当带电物体靠近不带电的验电器时,由于静电感应,验电器的金属箔片会带上同种电荷而相互排斥,金属箔片会张开一定角度,A符合题意;
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小;B不符合题意;
C.如图是研究做功可改变内能的装置,缓慢压缩空气,对空气做功,但由于筒内空气会与外界发生热传递,放出热量,故空气内能不一定增大,C不符合题意;
D.由图可知,该冲程是内燃机压缩冲程,缸内气体内能增大,温度升高,该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度加强,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】验电器的金属箔片带上同种电荷而相互排斥,会张开一定角度;内能对外做功时,转化为机械能;对物体做功时,内能增大。
7、【答案】B
【解析】【解答】由图可知,电流表A1测量的是干路电流,两个灯泡为并联,电流表A2测量的是L2灯电流,故电流表A2接的是0-0.6A档位,电流表A1接的是0-3A档位,故电流表A2示数为0.48A,电流表A1示数为2.4A,则通过灯L2的电流为0.48A,通过灯L1的电流为2.4A-0.48A=1.92A
B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;根据电流表的位置选择不同量程,结合指针位置测量电流大小。
8、【答案】D
【解析】【解答】AB、两灯泡串联,且规格相同,所以只要有一盏灯泡发光,另一盏一定发光,AB不符合题意;C、据上面的分析可知,在没有短路的情况下,一定两个灯泡同时亮,同时灭,C不符合题意;D、两灯泡串联,它们互相影响,若L1断路,则L2一定不亮,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】理清元件的连接方式,根据串联电路中各用电器互相影响进行判断,同时知道灯泡规格相同时的亮度情况。
9、【答案】D
【解析】【解答】A.在探究“并联电路电流规律”时,测量多组对应的干路电流和支路电流,是为了探究干路电流和各支路电流的关系,找到普遍规律,故A不符合题意;
B.液体的压强与液体密度和深度都有关系。在探究影响液体压强大小的因素时,多次改变液体密度、深度,测量对应的压强目的是寻找规律,避免结论的偶然性,故B不符合题意;
C.在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,多次更换电阻丝,测量对应的电流是为了探究电阻与电阻丝的材料、长度、横截面积的关系,找到普遍规律,故C不符合题意;
D.在“测量某种物质的密度”时,测量多组对应的质量和体积值,用分别求出密度取平均值的办法来减小误差,提高准确度,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物理实验中,以“探究”二字开头的课题,多次测量的目的一般是发现规律;以“测量”二字开头的课题一般是减小误差。
10、【答案】A
【解析】【解答】A.电路中有电流必定有电压,电压是形成电流的原因,A符合题意;
B.电路中有持续电流的条件是有电压且电路通路,B不符合题意;
C.对人体的安全电压是不超过36V,C不符合题意;
D.教室里电灯的供电电压是220V,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电压是形成电流的原因;人体的安全电压是不超过36V;我国家庭电路的电压是220V。
二、填空题
1、【答案】会;不会
【解析】【解答】根据题意,如图,闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,播放器处于短路状态,不能工作;指示灯有电流正常通过,可以照常工作。
【分析】理清元件的连接方式,当定时开关闭合时播放器被短路,则播放器中没有电流通过;若定时开关断开时,播放器与指示灯串联。
2、【答案】电压表;电流表
【解析】【解答】电压表并联在电路中,在电路中可以看作开路;电流表必须串联在电路中,在电路中相当于导线;由电路图可知,当开关S闭合后,若乙是电流表、甲是电压表,两电阻首首相连、尾尾相连,两电阻R1、R2并联。
【分析】电压表并联在电路中,在电路中可以看作开路;电流表必须串联在电路中,在电路中相当于导线。
3、【答案】(1)b;通
(2)a
【解析】【解答】定时器安装在b导线上,由图可知,导线b将起爆器短路了,没有电流通过起爆器,所以爆炸不了,定时结束时,定时器(时钟)会把b导线断开,此时有电流能通过起爆器,起爆器立即引爆炸弹。
为使该定时爆炸装置停止工作,在拆除该定时炸弹时,应在定时结束前剪断导线a,使电路处于断路状态。
【分析】(1)在电路中,能够工作的部分是通路;
(2)断开电路的干路部分,所有用电器不能工作。
4、【答案】L1;0.3;1.2;0.9
【解析】【解答】由甲图可知电路为并联电路,电流表A1和A2分别测量L1和干路电流。由乙图可知A1的电流可能为0.3A或1.5A,A2的电流可能为0.24A或1.2A,因为干路电流大于支路电流,故电流表A1和A2的示数分别应为0.3A和1.2A。L2的电流值为1.2A-0.3A=0.9A
【分析】电流表和所测量的位置串联;根据电流表选择的量程和指针位置测量电流;并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
5、【答案】0;1
【解析】【解答】由图可知,当滑片a端转到“0”挡位时,电路处于断开状态,电路中没有电流,则风扇处于关闭状态。因为与电动机串联的电阻越小,电动机转速越快,则风扇转速最快时与电动机串联电阻最小,即滑片转到“1”挡位。
【分析】电路未接通时,用电器不工作,电路中的电阻最小时,电功率最大。
三、计算题
1、【答案】解:因为开关闭合后,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2中的电流,电压表V1,V2测量并联电路两端的电压,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,当电流表A1的示数等于A2的示数,电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1A,即干路电流I=1A,电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,即通过L2的电流I2=0.2A;则通过L1中的电流为
由于电源由四节新干电池组成,则
由于V1,V2测量并联电路两端的电压,所以电压表V1、V2的示数与电源电压相等,为6V。
答:L1,L2的电流分别是0.8A、0.2A;电源电压及两电压表V1,V2示数都是6V。
【解析】【分析】分析电路结构,两个灯泡为并联关系,电压相等,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2的电流,结合并联电路电流、电压规律求解即可。
2、【答案】(1)解:由图甲可知,灯L1、L2并联,电流表A1测通过灯L1的电流,电流表A2测干路电流。结合图乙可知,电流表A1选用的是0~0.6A量程,电流表A2选用的是0~3A量程,所以,通过灯L1的电流I1=0.24A,干路电流I=1.2A,通过灯L2的电流
I2=I-I1=1.2A-0.24A=0.96A
答:通过灯L1的电流0.24A,通过灯L2的电流0.96A;
(2)解:由题意可知,灯L1两端的电压等于电源电压为4.5V。
答:灯L1两端的电压4.5V。
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,结合并联电路的电流关系读出电流表的示数,进一步计算即可。
(2)利用并联电路的电压关系解答即可。
3、【答案】(1)解:已知在内通过某段导线横截面积的电子数为个,单个电子的电荷量为,通过导线的电荷量
导线中的电流
答:导线中的电流是;
(2)解:如图所示,因为导体中的自由电荷的速度为,则电荷移动距离所用的时间为
其体积为,则通过导体某一截面的自由电子数为,该时间内通过导体该截面的电量
根据电流的定义式,解得
【解析】【分析】根据电流定义式可求导线中的电流。
(2)先计算出t秒内通过导体某一截面的自由电子数,然后再算总电荷量,结合电流定义式可证明出电流强度的微观表达式。
四、实验探究
1、【答案】(1)如图所示:
(2)不同
(3)1.12A
(4)B
(5)干路电流等于各支路电流之和
【解析】【解答】(1)由图可知,电流表A1、A2都与小灯泡L1串联,应该让A2与小灯泡L2串联,即把接L2左侧的导线改接到A2的左侧,见下图
(2)实验中应选用规格不同的小灯泡L1、L2连接电路进行实验,才能得到普遍的规律。
(3)电流表A在干路上,量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.4A, A1在支路上,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,由并联分流可知,通过灯泡L2的电流是I2=I-I1=1.4A-0.28A=1.12A
(4)由表格可知,第二次实验三个电流表的示数是第一次实验三个电流表的示数1.5倍;第三次实验三个电流表的示数是第一次实验三个电流表的示数2倍。又由电阻不变时,电流与电压成正比可知,该同学进行以上3次实验是通过改变电池节数方式实现的。
(5)第一次实验,由I=0.6A,I1=0.2A,I2=0.4A可知I= I1+ I2
第二次实验,由I=0.9A,I1=0.3A,I2=0.6A可知I= I1+ I2
第三次实验,由I=1.5A,I1=0.4A,I2=0.8A可知I= I1+ I2
分析各组数据后,可得并联电路的电流规律是:并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
【分析】(1)结合实验目的可知,要使两灯泡并联,分别测出干路和支路的电流。
(2)规律类实验,要进行多次试验,才能得到普遍的规律。
(3)并联电路的特点是:各支路电压相等,干路电流等于各支路电流之和;分析干路和支路中的电流表所选的量程,根据指针位置可读出相应的电流值。
(4)根据改变电池节数会导致电压成倍变化,结合表中数据分析得出。
(5)并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
2、【答案】(1)电压表的正负接线柱接反
(2)
(3)在串联电路中,电源电压等于电路中各用电器的电压之和;只进行一次实验,结论具有偶然性
【解析】【解答】(1)由题意知,单刀双掷开关接1时,电压表测电阻R1的电压,直接将双掷开关接2时,电压表的正负接线柱会反接,那么没法测出电阻R2的电压,所以没法完成题中的实验。(2)在已有实验器材的基础上,再增加一个单刀双掷开关,若想不拆改导线,通过开关控制电压表测量两个电阻的电压,那么电路应如图所示:
上图中,当开关S1接1、S2接4时,电压表测R1的电压,当开关S1接2、S2接3时,电压表测R2的电压。(3)分析表中数据可知,在串联电路中,电源两端的电压等于各用电器的电压之和。由表格知,实验中只有一次实验数据,则实验操作次数太少,其结论具有偶然性。
【分析】(1)电压表连接时,接线柱要正入负出;(2)通过单刀双掷开关,可以设计电压表正确连接;(3)在串联电路中,电源两端的电压等于各用电器的电压之和;探究物理量规律时,多次实验的规律具有普遍性。