2022-2023 学年山东省烟台市海阳市九年级(上)期中物理试卷
(五四学制)
一、单项选择题:(每小题 2 分,共 30 分)
1.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
2.如图所示,把铜片、铁片插入菠萝中,制成一个水果电池,用电压表测量它的电压,则( )
A.电压表能提供电压 B.水果电池的电压为 0.5V
C.铜片是水果电池的正极 D.铁片是水果电池的正极
3.如图所示电路,闭合开关后两灯均正常发光,下列判断正确的是( )
A.电流表 A1 测通过灯 L1 的电流
B.电流表 A1 的示数一定大于电流表 A2 的示数
C.电流表 A1 的示数一定小于电流表 A2 的示数
D.仅断开 S2,电流表 A2 的示数不变
4.如图所示是小勇连接的实验电路,他检查导线连接无误后,闭合开关,发现灯泡 L1、L2 均不发光,于是他用一
根导线来排查故障。当导线连接 L1 两端时两灯仍不发光,连接 L2 两端时 L1 发光、L2 不发光。由此判断电路的
故障是( )
A.L1 断路 B.L2 断路 C.L1 短路 D.L2 短路
5.为加强疫情防控、保护师生安全,学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过,开关 S1 闭合;
若红外测温数值在正常范围内,开关 S2 闭合。只有两个条件都满足时,系统才会启动电动机打开闸门放行。图
中电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,当开关 S 闭合时,小灯泡 L 不亮,小明同学利用电压表进行电路故障检测,检测结果如表所示。则
电路中的故障是( )
测试点 a、b b、c c、d
电压表示数 有示数 无示数 有示数
A.开关 S 断路 B.小灯泡 L 断路
C.滑动变阻器 R 断路 D.滑动变阻器 R 短路
7.我们学习了多种物理方法,下列探究实验涉及的方法中,其中一个与其余不同的是( )
A.探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系
B.探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C.探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D.探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
8.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关 S,电路正常工作,当滑片 P 向右移动的过程中,下列说法正确
的是( )
A.灯泡 L 变亮
B.电压表示数变小
C.电路的总电阻变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
9.如图所示,这是一种显示汽车油箱油量的装置图,其中滑杆 P 相当于滑动变阻器 R 的滑片,下列关于该装置的
说法错误的是( )
A.若电流表读数增大,R 接入电路的电阻减小
B.若电流表读数增大,表明油量增多
C.若电流表读数减小,电阻 R0 的功率减小
D.若电流表读数减小,滑动变阻器 R 两端的电压减小
10.“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式,如图是泡“工夫茶”用的电茶炉,在电路中用 R1 和
R2代表消毒锅和煮水壶,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热,选项的电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,电源电压不变,闭合开关 S,电压表 V1 的示数为 6V,电压表 V2 的示数为 2V。下列说法中正确的
是( )
A.L1 两端电压为 2V
B.电源两端电压为 4V
C.断开开关,只将电压表 V2 换成电流表,则 L1 与 L2 串联
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,则 L1 与 L2 并联
12.利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有 a、b、c、d 四根合金丝,长度关系为 La
=Lb= Lc= Ld,横截面积关系为 Sa=Sb=Sc= Sd,其中 a、c、d 均为镍铬合金丝,b 为锰铜合金丝。将导
线 P、Q 分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用 a 和 b 进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用 c 和 d 进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用 a 和 c 进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用 b 和 d 进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
13.如图甲所示电路的电源电压为 3V 恒定不变,小灯泡的额定电压为 2.5V,图乙是小灯泡的 I﹣U 图像。闭合开
关 S 后,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片 P 向左移动,灯泡变暗
B.小灯泡的电阻不随温度的改变而改变
C.滑动变阻器的滑片 P 向右移动,电压表的示数变小
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是 0.1W
14.如图中,灯泡 L1、L2 分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关 S 闭合。①只闭合 S1,灯泡 L1、
L 发光;②只闭合 S2,灯泡 L2、L 发光。灯泡 L 在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
15.如图所示的电路中,已知定值电阻 R1=5Ω,R2=4Ω。当开关 S2 接到位置 1 闭合 S1 时,电压表的示数为 1.0V;
当开关 S2 接到位置 2 闭合 S1 时,则电压表的示数可能为( )
A.1.2V B.2.1V C.0.9V D.1.1V
二、填空题(每小题 3 分,共 15 分)
16.如图甲、乙为两只相同电表,当闭合 S1,S2 时,甲、乙两表示数之比为 4:3,则两表均为 表,两电
阻阻值大小之比 R1:R2 为 ,两电阻消耗的电功率之比 P1:P2 为 。
17.如图所示的电路中,L1 标有“6V、3W”字样,L2 标有“3V、3W”字样,闭合开关后,两灯均发光,L1、L2
两灯的电阻之比为 R1:R2= ;此时两电压表示数之比为 U1:U2= ;若两灯并联后接入 3V 电路
中,则 L、L2 两灯的实际电功率之比为 P1:P2= (忽略温度对灯丝电阻的影响)。
18.如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置。实验中用 U 形管内液面的 反映导体
产生热量的多少,通电一段时间后,容器 (选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
19.如图所示,电源电压不变,灯泡 L 标有“6V 6W”字样。闭合开关 S1,灯泡 L 正常发光,此时灯泡 L 的电阻
为 Ω;再闭合开关 S2,前后两次电流表的示数之比为 2:3,则电阻 R 的阻值为 Ω,电阻 R 在
10s 内产生的热量为 J。
20.如图所示是一款加热便携式充电养生杯,可以在旅行中给饮水加热。该养生杯是利用了电流的 效应工
作的。它正常工作时的电流为 10A,额定功率为 36W。给养生杯充电时电流为 2000mA,电压为 6V,充电 0.5h,
所储存的电能为 J,最多可供它正常工作 min。
三、作图、简答题(21 题 2 分,22 题 6 分,共 8 分)
21.请按要求正确连接实物图。要求:定值电阻 R 与滑动变阻器串联,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片向左移动,
电压表和电流表的示数都变小,连线不能交叉。
22.阅读短文,回答问题
安全电压
初中物理课本中:“大量实验表明,不高于 36V 的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗?
人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小,而通过人体的电流除与加在人体上的
电压有关外,还与人体的电阻有关,人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大。因此人体的安全
电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的。因此,安全电压在理论上不可能有一个确定的值。
我国考虑到人体所处的环境不同,触电的危险性不同,又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定:
第一种情况,人体大部分浸在水中。例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水
死。因此,人体可能摆脱的自主电流为 5mA。由于人体浸在水中,人体电阻只有 500Ω,
此时的安全电压应为 2.5V。
第二种情况,人体显著淋湿的状态,人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态,通常指在隧洞或
潮湿场所,人体皮肤显著受潮。此时人体电阻仅为 500Ω 左右,若以安全电流 30mA 取代,则安全接触电压为 15V。
第三种情况,上述两种接触外的情况,对人体有接触电压后,危险性高的状态。通常指住宅、工厂、学校等场所。
在这种环境中人体皮肤干燥,属正常状态。安全电流最大取值 30mA,人体电阻取 1700Ω,持续允许接触电压为
50V。
第四种情况,接触电压后五危险或危险低的情况。对此,不规定安全电压值。由此可见,不高于 36V 的电压也
不是绝对的安全,是有条件的安全。
(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是什么?
(2)影响人体电阻大小的因素有哪些?
(3)某人在水中的电阻为 800Ω,其在水中能够摆脱的自主电流为 5mA,若此人浸在水中作业,则安全电压为
多少?
四、实验探究题(23 题 8 分、24 题 8 分、25 题 10 分共 26 分)
23.在医院住院部,病人需要护理时,闭合床头开关,就能及时通知值班室里的护士。这个呼叫电路应该怎么设计
呢?实验小组进行了模拟设计。
(1)设计呼叫电路时,下列因素中,不需要考虑的是 .
A.护士工作很忙,要用多种信号提醒
B.能够确定呼叫发出的位置
C.呼叫信号强弱合适
D.值班室是否有护士值班
(2)小李同学以一个病房只有一张病床为例,设计了如图 1 所示的电路。该电路能不能达到呼叫目的?
答: 。
(3)当一个病房有三张病床时,小杨同学设计的电路如图 2 所示,小张同学设计的电路如图 3 所示。对比这两
个电路,图 3 电路的优点是 .
(4)关于图 3 所示呼叫电路的器材选择,下列说法中,不合理的是 。
A.电源能长时间稳定供电
B.指示灯选用 15W 的节能灯
C.电铃额定功率不宜太大
D.病房开关必须安全且使用方便
(5)进一步讨论发现,图 3 所示的呼叫电路还不够完善,应该继续改进。
24.物理兴趣小组利用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻。他们连接的实物电路如图甲所示。
(1)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近 3V。取下灯泡,两表的示数仍然不变,出现
故障的原因可能是 ;
(2)故障排除后,当滑动变阻器的滑片 P 在如图所示的位置时,小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应把
滑片 P 向 (选填“左”或“右”)适当移动;
(3)他们测出的小灯泡电流 I 与电压 U 变化的情况如表所示,第 3 次实验时,电压表的示数如图乙所示,则小
灯泡的电压为 V,电阻为 Ω;
序号 1 2 3 4
电压/V 1.00 2.00 3.00
电流/A 0.17 0.25 0.28 0.30
(4)他们根据表中数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差,他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的
电阻值,你认为他们的做法是否正确?理由是什么?
25.图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图。已知电源电压为 4.5V,且保持恒定,定值电阻 R0
=10Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关 S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这
一现象的原因可能是 (假设电路只有一处故障);
A.定值电阻 R0 短路
B.定值电阻 R0 断路
C.滑动变阻器 R 断路
D.滑动变阻器 R 短路
(3)排除故障后,闭合开关 S 进行实验,并将实验数据记录在下表中。
一 二 三
U(V) 3 2 1
I(A) 0.3 0.2
实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻 R0 两端的电压达到 1V 或 1V 以下。其原因可能
是
A.定值电阻 R0 的阻值太小
B.电源电压太低
C.滑动变阻器 R 最大阻值太小
D.滑动变阻器 R 最大阻值太大
(4)解决上述问题后,继续实验,当电压表读数为 1V 时,电流表的示数如图丙所示,读数为 A。
(5)请根据实验记录的数据,在图丁中画出定值电阻 R0 的 U﹣I 图象;
(6)实验结论:当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
五、应用创新题(26 题 11 分、27 题 10 分共 21 分要写出必要的文字说明、单位,重要的公式及
主要的运算过程,只写结果的不能得分)
26.如图甲是体重秤结构图,R0 为定值电阻,秤盘下方的电阻 R 为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系
图象如图乙所示。已知电源电压为 6V 保持不变。求:
(1)当秤盘为空时,R 的阻值。
(2)体重为 600N 的小勇站在体重秤上时,电压表示数为 2.4V,则 R0 的阻值是多少?
(3)若小华站在体重秤上 5s 内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的电能是 0.45J,则小华的体重
为多少 N?
27.小明同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯,他发现这些指示灯都是 LED 灯(发光二极管)。在
实验室他找来了一只标有“5V”字样的 LED 灯,电压为 9V 的电源,并设计了如图甲所示的电路。闭合开关 S
后移动滑片 P,LED 灯发光,测得 4 组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。
(1)当该 LED 灯正常工作时,LED 灯的额定功率是多少?
(2)此时变阻器 Rp 接入电路的阻值是多少?
(3)再调节滑动变阻器,当 LED 灯两端电压达到 6V 时,该 LED 灯并未烧毁,则 LED 灯在 6V 电压下工作 10s
消耗的电能是多少?
参考答案与试题解析
一、单项选择题:(每小题 2 分,共 30 分)
1.【解答】解:AB、用毛皮摩擦橡胶棒,由于橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强,会从毛皮夺得电子,即一
部分电子从毛皮转移到橡胶棒,所以橡胶棒因有多余的电子带负电,故 A 错误,B 正确;
CD、验电器的金属箔片由于带同种电荷相互排斥而张开,金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相同,故 CD
错误。
故选:B。
2.【解答】解:A、能提供电压的装置叫电源,电压表测量电压的大小,电压表不能提供电压,故 A 错误;
B、电压表选用的是小量程,分度值为 0.1V,水果电池的电压为 0.1V,故 B 错误;
CD、电压表指针正向偏转,铜片连接了电压表的正接线柱,所以铜片是水果电池的正极,则铁片是水果电池的
负极,故 C 正确、D 错误。
故选:C。
3.【解答】解:
A、由图可知,该电路为并联电路,电流表 A2 测量干路的电流;电流表 A1 测量 L2 所在支路的电流;故 A 错误;
BC、根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流等于支路电流的和,即干路中的电流大于支路的电流:电流
表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数;故 B 错误,C 正确;
D、根据并联的特点可知,断开 S2,电流表 A2 只测量通过 L1 的电流,电流表 A2 的示数变小,故 D 错误。
故选:C。
4.【解答】解:由图可知:L1 与 L2 是串联电路,闭合开关,发现灯泡 L1、L2 均不发光,这说明电路出现了断路现
象;
当导线连接 L1 两端时两灯仍不发光,这说明故障出现在除 L1 以外的部分;连接 L2 两端时 L1 发光、L2 不发光,
这说明电路是通路,所以故障是 L2 断路。
故选:B。
5.【解答】解:由题知,只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时(即两开关都闭合时),系统才会启动电
动机打开闸门;当人脸识别不通过或体温不正常时(即一个开关断开时),闸门就不会打开,这说明两个开关是
相互影响的,所以两个开关是串联的,由选项可知 D 符合题意。
故选:D。
6.【解答】解:当开关 S 闭合时,小灯泡 L 不亮,说明电路可能出现了断路现象或灯泡短路;
ab 间电压表有示数,说明 a 到电源负极、b 到电源正极之间都是通路;
cd 间电压表有示数,说明 d 到电源负极、c 到电源正极之间都是通路;
bc 间电压表无示数,说明 c 到电源负极间有断路或 bc 间有短路;
所以符合条件的只有 C。
故选:C。
7.【解答】解:A、探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系时,要保持电阻和通电时间不变,用到控制
变量法;
B、探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系时,要保持电阻两端的电压不变,用到控制变量法;
C、探究导体电阻的大小与导体长度的关系时,要保持导体的材料和横截面积不变,用到控制变量法;
D、探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系时,用到等效替代法,D 与其它三项不同。
故选:D。
8.【解答】解:由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;
滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大;电源电压 U 不变,由 I= 可知,电
路电流变小,电流表示数变小,根据 U=IR 可知,灯泡两端的电压变小,根据 P=UI 可知,灯泡的实际功率变
小,灯泡变暗;
电压表示数与电流表示数的比值为灯泡的电阻,灯泡的实际功率变小,灯丝的温度降低,灯泡的电阻变小,电压
表示数与电流表示数的比值变小;
综上所述,B 正确。
故选:B。
9.【解答】解:由电路图可知,定值电阻 R0 与滑动变阻器 R 串联,电流表测电路中的电流。
A.若电流表读数增大,由 I= 的变形式 R= 可知,电路中的总电阻变小,由串联电路中总电阻等于各分电阻
之和可知,R 接入电路的电阻减小,故 A 正确;
B.若电流表读数增大,R 接入电路的电阻减小,由杠杆的作用可知,浮子应上浮,则油箱油量应增多,故 B 正确;
2
C.若电流表读数减小,由 P=UI=I R 可知,电阻 R0 的功率减小,故 C 正确;
D.若电流表读数减小,由 U=IR 可知,电阻 R0 两端的电压减小,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,
滑动变阻器 R 两端的电压增大,故 D 错误。
故选:D。
10.【解答】解:A.由图可知,当 S、S1、S2 同时闭合时,R1 和 R2 同时加热,故 A 不符合题意;
B.由图可知,当 S、S1 同时闭合时,R1 和 R2 同时加热,故 B 不符合题意;
C.由图可知,当 S 闭合,S1 接上面的接线柱时,只有 R1 加热,当 S 闭合,S1 接下面的接线柱时,只有 R2 加热,
故 C 符合题意;
D.由图可知,当 S 闭合时,R1 和 R2 同时加热,故 D 不符合题意。
故选:C。
11.【解答】解:
AB、由电路图可知,两灯泡串联,电压表 V1 测电源的电压,电压表 V2 测 L2 两端的电压,由两个电压表的示数
可知,电源的电压 U=6V;电压表 V2 的示数为 2V,则 L2 两端的电压 U2=2V;因串联电路中总电压等于各分
电压之和,所以,L1 两端电压:U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V,故 AB 错误;
C、断开开关,只将电压表 V2 换成电流表,闭合开关,灯泡 L2 被短路,电路为灯泡 L1 的简单电路,则 L1 亮,
L2 不亮,故 C 错误;
D、将两个电压表都换成电流表,断开开关,由于电流表相当于导线,则电流分别流入两个灯泡,所以 L1 与 L2
并联,故 D 正确。
故选:D。
12.【解答】解:A、选用 a 和 b 进行实验,a 和 b 长度相同,横截面积相同,而材料不同,所以可以探究导体电阻
跟导体材料的关系,故 A 正确;
B、选用 c 和 d 进行实验,c 和 d 长度相同,材料相同,而横截面积不同,所以可以探究导体电阻跟导体横截面
积的关系,故 B 错误;
C、选用 a 和 c 进行实验,a 和 c 材料相同,横截面积相同,而长度不同,所以可以探究导体电阻跟长度的关系,
故 C 错误;
D、选用 b 和 d 进行实验,b 和 d 长度不同,横截面积不同,材料不同,有三个变量,所以不可以探究导体电阻
跟导体材料的关系,故 D 错误。
故选:A。
13.【解答】解:
A、由图可知,闭合开关 S 后,灯泡与变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量 R 两端的电压,滑片 P
向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中
的电流变大,灯丝中电流变大,电根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路的电压特点
可知灯泡两端的电压变大,根据 P=UI 可知灯丝的实际功率变大,灯泡变亮,故 A 错误;
B、从图乙可知,灯泡的 I﹣U 图像为一条曲线,且当灯泡两端电压升高,灯丝温度升高,故小灯泡的电阻随温
度的升高而变化,故 B 错误;
C、由图可知,闭合开关 S 后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,滑片 P 向右滑动时,滑动变阻
器接入电路的阻值变大,根据串联分压的特点可知,电压表示数变大,故 C 错误;
D、小灯泡两端的电压等于额定电压:UL=2.5V,灯泡正常发光,由图象可知灯泡的额定电流为:IL=0.2A,
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器的电压为:U 滑=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V,
串联电路电流处处相等,所以通过滑动变阻器的电流:I 滑=IL=0.2A,
此时滑动变阻器的功率:P 滑=U 滑 I 滑=0.5V×0.2A=0.1W,故 D 正确。
故选:D。
14.【解答】解:
由 P= 可得两灯的电阻分别为:
R1= = =12Ω,R2= = =6Ω,
比较可知 R1>R2;
在开关 S 闭合的前提下,①只闭合 S1,灯泡 L1、L 串联接入电路,②只闭合 S2,灯泡 L2、L 串联接入电路,
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,且 R1>R2,所以 R 总 1>R 总 2,由欧姆定律可知 I1<I2,即在②中的电
流大;
2
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,所以根据公式 P=I R 可知,灯泡 L 在②中比在①中的电功率大,亮
度较亮。
故选:A。
15.【解答】解:由电路图可知,当开关 S2 接到位置 1 时,R1 与 R 串联,电压表测 R1 两端的电压,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I1= = ,
电压表的示数:
U1=I1R1= ×5Ω=1.0V,
则 U=0.2A×(5Ω+R),
当开关 S2 接到位置 2 时,R2 与 R 串联,电压表测 R2 两端的电压,
则电路中的电流:
I2= = = =0.2A+ ,
电压表的示数:
U2=I2R2=(0.2A+ )×4Ω=0.2A×4Ω+ ×4Ω=0.8V+ ×0.2V,
当 R 无限大时, 最小,为 0,U2 最小,为 0.8V,
当 R=0Ω 时, 最大,为 1,U2 最大,为 0.8V+0.2V=1V,
所以,0.8V<U2<0.8V+ ×0.2V=1V,
可见,ABD 错误、C 正确。
故选:C。
二、填空题(每小题 3 分,共 15 分)
16.【解答】解:(1)甲、乙为两只相同电表,当闭合 S1,S2 时,甲、乙两表示数之比为 4:3,若两表均为电流表,
则甲表会将电源短路,故两表均为电压表。
(2)当闭合 S1,S2 时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量 R2 两端的电压,
则电源电压 U=U 甲,R2 两端的电压 U2=U 乙,已知甲、乙两表示数之比为 4:3,
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得:
= = = = ,
根据串联电流的分压特点可知:R1:R2=U1:U2=1:3;
2 2
(3)由于串联电路的电流处处相等,则:P1:P2=I R1:I R2=R1:R2=1:3。
故答案为:电压;1:3;1:3。
17.【解答】解:根据 P=UI= 可得:
L1 的电阻 R1= = =12Ω,L2 的电阻 R2= = =3Ω;
则 R1:R2=12Ω:3Ω=4:1;
闭合开关后,两灯串联,两灯均发光,电压表 V1 测量电源电压,电压表 V2 测量 L2 两端的电压,
根据串联电路中分压特点可知,此时两电压表示数之比为为:
U1:U2=(R1+R2):R2=(12Ω+3Ω):3Ω=5:1;
若两灯并联后接入 3V 电路中,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压都为 3V,
根据 P=UI= 可得 L1、L2 两灯的实际电功率之比为:
= = = = =1:4。
故答案为:4:1;5:1;1:4。
18.【解答】解:(1)装置中右侧乙容器中一个 5Ω 的电阻和容器外面一个 5Ω 的电阻并联后再与甲容器中一个 5Ω
的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的一个电阻的电流相等,右侧两个 5Ω
的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,则通过右侧容器中电阻的电流
是通过左侧容器中电阻的电流的一半,故此装置是研究电流产生的热量与电流的关系;
(2)据实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致 U 形管中的液面会发生变化,
这种通过 U 形管液面高度差的变化来反映电流通过导体产生热量多少的研究方法叫转换法;
2
(3)根据公式 Q=I Rt 可知,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多,故通过容器
甲内电阻丝产生的热量较多。
故答案为:电流;高度差;甲。
19.【解答】解:(1)由 P= 可知,灯泡电阻 RL= = =6Ω;
(2)灯泡与电阻并联接在电源两端,闭合开关 S1 时,灯 L 正常发光,因此电源电压 U=UL=6V,
由 P=UI 可知,灯泡正常发光时的电流:IL= = =1A,
闭合开关 S1 时,只有灯 L 接入电路,电流表测通过灯 L 的电流,IA=IL=1A,
闭合开关 S2 时,灯泡 L 与电阻 R 并联接入电路,电流表测干路电流 IA′,
由前后两次电流表的示数之比为 2:3 可知, = ,
所以干路电流:IA′= IA= ×1A=1.5A,
根据并联电路的电流特点可知,通过电阻 R 的电流:IR=IA′﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A,
根据并联电路的电压规律可知,灯泡 L 与电阻 R 两端电压相等,都等于电源电压,即 UR=6V;
由 I= 可知,电阻 R 的阻值:R= = =12Ω;
2 2
(3)电阻 R10s 内产生的热量:Q=IR Rt=(0.5A) ×12Ω×10s=30J。
故答案为:6;12;30。
20.【解答】解:该养生杯是利用了电流的热效应工作的;
﹣3
养生杯充电时电流为 2000mA,电压为 6V,充电 0.5h,所储存的电能为:W=UIt=6V×2000×10 A×0.5×3600s
=21600J;
最多可正常工作的时间:t′= = =600s=10min。
故答案为:热;21600;10。
三、作图、简答题(21 题 2 分,22 题 6 分,共 8 分)
21.【解答】解:定值电阻 R 与滑动变阻器串联,则滑动变阻器与定值电阻前后接入电路中;闭合开关 S,将滑动
变阻器的滑片向左移动,电流表示数变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变大,即滑动变阻器电阻变大,
所以应接下方的右接线柱;根据 U=IR 可知,电流变小,定值电阻两端的电压变小,根据串联电路的电压关系
可知,滑动变阻器两端的电压变大,所以电压表接到定值电阻的两端,如图所示:
22【解答】解:
(1)由材料内容可知,人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是通过人体的安全电流;
(2)由材料内容可知,影响人体电阻大小的因素有环境、温度和湿度;
(3)已知某人在水中的电阻为 800Ω,其在水中能够摆脱的自主电流为 5mA,
﹣3
由 I= 可知,此人浸在水中作业,安全电压:U=IR=5×10 A×800Ω=4V。
答:(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是通过人体的安全电流;
(2)影响人体电阻大小的因素有环境、温度和湿度;
(3)安全电压为 4V。
四、实验探究题(23 题 8 分、24 题 8 分、25 题 10 分共 26 分)
23.【解答】解:(1)ABC、设计呼叫电路时,需要护士确定呼叫发出的位置,由于护士的工作较多,所以设计电
路时,需要用多种信号提醒,提醒的信号的强弱要合适,不能影响到他人,故 ABC 不符合题意;
D、设计呼叫电路时,不需要考虑值班室是否有护士值班,因为护士站都会有护士值班,故 D 符合题意;
故选 D;
(2)一个病房只有一张病床,所以只要闭合开关,铃响灯亮,能达到呼叫目的;
(3)由图 2 可知,三个开关闭合其中的任意一个开关,铃响灯亮,但无法确定是哪个床位呼叫;由图 3 可知,
每个床位都有对应的一个灯,闭合一个开关,铃响灯亮,根据亮的灯可以确定是哪个床位呼叫;
(4)A.为了能随时了解病人的情况,该电路要随时能工作,故电源要能长时间稳定供电,故 A 合理;
B.指示灯功率较小的节能灯,这样能节省电能,15W 的灯泡的功率太大了,故 B 不合理;
C.电铃额定功率不宜太大,否则会影响到病人的休息,故 C 合理;
D.病房开关必须安全且使用方便,这样不容易发生触电事故,故 D 合理;
故选 B。
故答案为:(1)D;(2)能达到;(3)能够确定发出呼叫的床位;(4)B。
24.【解答】解:(1)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近 3V,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;取下灯泡,两表
的示数仍然不变,则出现故障的原因可能是小灯泡断路;
(2)小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变
阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应把滑片 P 向左适当移动;
(3)第 3 次实验时,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值 0.1V,其示数为 2.5V,小灯泡的电
阻为:
R= = ≈8.9Ω;
(4)他们的做法是错误的;因小灯泡的电阻受温度的影响,即在不同电压下小灯泡的电阻值不同,所以取平均
值没有意义。
故答案为:(1)小灯泡断路;(2)左;(3)2.5;8.9;(4)见解答内容。
25.【解答】解:(1)电压表的“3”接线柱已接入电路,需要把“﹣”接线柱接到定值电阻的左边接线柱,使电压
表并联在定值电阻两端,连好的实物图如下图所示:
;
(2)发现电流表指针几乎没有偏转,说明电路总电阻很大或断路,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外,说明电
压表与电源连通,所以原因是定值电阻断路导致电压表串联在电路中,故选 B;
(3)滑动变阻器与定值电阻串联,若电源电压一定,由串联电路特点知:①定值电阻越大,电压表示数越大;
②滑动变阻器电压越大,定值电阻两端电压越小,电压表示数越小;现在无论如何调节滑动变阻器都不能使定值
电阻两端电压达到 1V 或 1V 以下,可能是因定值电阻的阻值太大造成的,也可能是因为滑动变阻器分压太小造
成的;也可能是电源电压太大造成的;
故选 C;
(4)由图丙可知,电流表的量程为 0~0.6A,分度值为 0.02A,所以电流表的示数为 0.1A;
(5)根据表格中的数据利用描点连线的方法做出图像,如下图所示:
;
(6)根据多次测量数据描绘出电流随电压变化的如图所示,由图像是一条过原点的直线可以得出的结论是:当
导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)如下图:
;
(2)B;(3)C;(4)0.1;
(5)如下图:
;
(6)正比。
五、应用创新题(26 题 11 分、27 题 10 分共 21 分要写出必要的文字说明、单位,重要的公式及
主要的运算过程,只写结果的不能得分)
26.【解答】解:(1)由图丙 R﹣F 图像可知,秤盘为空即 F=0N 时,R 的阻值为 600Ω;
(2)物体对水平秤盘的压力大小等于物体的重力大小,由图乙 R﹣F 图象可知,当 F=G 小华=600N 时,R=300Ω;
R 与 R0 串联,电压表测 R0 两端的电压,根据串联电路电压规律,R 两端电压为 UR=U﹣U0=6V﹣2.4V=3.6V,
通过 R0 的电流为:
I0=IR= = =0.012A,
R0 的阻值为:
R0= = =200Ω;
(3)由 W=UIt 可知,当小华站在体重秤上时,电路中的电流为:
I= = =0.015A,
电路的总电阻为:
R 总= = =400Ω,
R 的阻值为:R′=R 总﹣R0=400Ω﹣200Ω=200Ω,
由图乙 R﹣F 图象可知 F 的大小即小华的体重大小为 800N。
答:(1)当秤盘为空时,R 的阻值为 600Ω;
(2)体重为 600N 的小勇站在体重秤上时,电压表示数为 2.4V,则 R0 的阻值为 200Ω;
(3)若小华站在体重秤上 5s 内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的电能是 0.45J,则小华的体重
为 800N。
27.【解答】解:(1)当灯正常发光时,根据图像乙可知通过灯的电流为 I 额=20mA=0.02A;
LED 灯的额定功率为:P 额=U 额 I 额=5V×0.02A=0.1W;
(2)当灯正常发光时,UL=U 额=5V,电路中的电流:I=I 额=20mA=0.02A;
根据串联电压规律 U=U1+U2 得滑动变阻器两端的电压为:Up=U﹣UL=9V﹣5V=4V;
根据 I= 得滑动变阻器接入电路的阻值为:
Rp= = =200Ω;
(3)当 LED 灯两端电压达到 6V 时,根据图像乙可知通过灯的电流为 IL=35mA=0.035A;
则 LED 灯在 6V 电压下工作 10s 消耗的电能为:WL=ULILt=6V×0.035A×10s=2.1J。
答:(1)当该 LED 灯正常工作时,LED 灯的额定功率是 0.1W;
(2)此时变阻器 Rp 接入电路的阻值是 200Ω;
(3)LED 灯在 6V 电压下工作 10s 消耗的电能是 2.1J。