专题7电路与欧姆定律——2022-2023浙江省杭州市中考科学一模二模考试试题分类
一.选择题(共17小题)
1.(2023 杭州模拟)物理中的“吸引”包含很多物理原理。如电视屏幕易吸引灰尘。下列“吸引现象”的原理与此相同的是( )
A.磁铁吸引起铁片
B.两个铅柱紧压在一起后,没有被重物拉开
C.摩擦后的气球吸引头发
D.吸盘挂钩“吸”在墙上
2.(2022 杭州模拟)两个完全相同的极轻小球,其中一个带电为a球,另一个不带电为b球,将两球靠近时,所发生的现象是( )
A. B.
C. D.
3.(2022 杭州模拟)甲、乙两个相同质量的小球,都带正电,但甲球带的电荷比乙球的多。用两根绝缘细线,将它们悬挂起来,会出现的情形是( )
A. B.
C. D.
4.(2023 上城区模拟)美团共享电单车归还时,只有将头盔按要求放入车筐,电单车上的S1才会闭合,再在手机上完成费用支付后会闭合,锁扣的电动机才能锁车。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2023 下城区校级模拟)如图所示是小明设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻,过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警。Rt是热敏电阻,一般有两种:阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时报警器不响,火警时产生高温,报警器响起,则下列说法不正确的是( )
A.Rt必须是负温度系数热敏电阻
B.当高温时Rt阻值减小,AB之间电压升高,报警器响起
C.环境温度不变时,使可变电阻增大,AB之间电压增大
D.为了在更低温度时报警,应适当减小可变电阻R的阻值
6.(2023 西湖区校级二模)图甲是一种新型“水温感应龙头”。当水流温度低于50℃时,感应开关S1闭合、S2断开,仅绿灯照亮水流;当水温达50℃及以上,感应开关S1断开、S2闭合,仅红灯照亮水流,警示安全。下列电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
7.(2023 西湖区二模)如图是一款锂电池电动自行车,锂离子电池可充电,以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极。以下说法正确的是( )
A.LiMn2O4是氧化物
B.电池使用时,电池外部金属导体中电子从负极流向正极
C.充电时化学能转化为电能
D.将后轮略微提起,力作用在A点一定比B点省力
8.(2022 杭州模拟)如图甲为坐位体前屈测量示意图,测试时需要从刻度尺上读数。小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进,改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示。则他设计的电路是( )
A. B.
C. D.
9.(2022 钱塘区二模)分类法是学习和研究科学的常用方法。下列有关分类错误的是( )
A.根据材料导电性能分为导体、半导体和绝缘体
B.根据体内有无脊椎骨将动物分为脊椎动物和无脊椎动物
C.根据组成物质的元素是否含碳元素将纯净物分为有机物和无机物
D.根据物体运动的轨迹将机械运动分为直线运动和曲线运动
10.(2023 西湖区校级三模)如图甲所示,电源电压恒为6V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化如图乙所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2A
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
11.(2023 西湖区二模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为15V
B.R1的阻值为15Ω
C.R2的最大功率为8.1W
D.为保证电压表安全,滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω
12.(2023 杭州模拟)如图所示是小敏设计的检测汽车尾气中一氧化碳排放量的电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法中正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当一氧化碳浓度升高时,电磁铁的磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时一氧化碳最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
13.(2023 下城区模拟)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示。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R2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. B.
C. D.
14.(2022 余杭区二模)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯做四种不同的运动时,电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示。下列判断中错误的是( )
A.甲图表示电梯可能匀速下降
B.乙图表示电梯可能上升时速度变大
C.丙图表示电梯可能匀速上升
D.丁图表示电梯可能下降时速度变大
15.(2022 西湖区二模)如图所示,滑动变阻器滑片两端移动过程中,两电压表示数随电流表示数变化如图乙中AC、BC两直线表示。则下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0阻值为3Ω B.电源的电压为7.5V
C.变阻器的总电阻12Ω D.电阻r阻值为1Ω
16.(2022 杭州模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”,且电阻不随温度变化,闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从a端移动到c点,RcbRab。这一过程中电流表示数变化了0.1安,电路消耗的总功率变化了1.2瓦,小灯泡消耗的电功率没有超过额定功率。滑片P从a移动到c的过程中,电压表示数的变化范围是( )
A.7.2伏~6伏 B.6伏~7.2伏 C.3.6伏~3伏 D.3伏~3.6伏
17.(2022 上城区模拟)如图是小明同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯L1不亮,灯L2亮,电流表的指针明显偏转,电压表示数为电源电压,则故障原因可能是( )
A.L1灯座两接线柱直接接通了
B.L1灯丝断了
C.L2灯座两接线柱直接接通了
D.L2灯丝断了
二.填空题(共5小题)
18.(2023 杭州模拟)如图甲为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度t 变化关系(如图乙)。控制电路电源电压 恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于某一电流时,继电器的衔铁被吸合,工作电路中空调正常工作。
(1)教师常会在空调房间里放盆水,这是利用水的 来提高房间内的空气湿度。(填物态变化名称)
(2)闭合开关后,电磁铁的上端为 极。
(3)为了省电,夏季要适当提高空调启动温度,结合上述信息对图甲提出一种改进方法: 。
19.(2023 杭州二模)电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,小明查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。
(1)据图甲,该电加热眼罩内部总电阻是 欧姆。
(2)图乙是小明设计的可以手动调节加热的电热眼罩原理图。若要将该电路改装成R1和R2的并联电路,则小明该如何操作?
(3)小明还想设计一个开关外观如图丙所示的电热眼罩,可通过“手动金属旋转滑片”连续微调加热,其电路设计要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片OP能起到开关通断的作用,不能出现短路;②滑片OP顺时针旋转时电流表的示数增大(即升温)。下列符合以上设计要求的电路是 。
A.B.C.
D.
20.(2023 上城区模拟)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)用测电笔测试A、B两处,能使氖管发光的是 处。
(2)小柯的设计要求是:“智能家居照明灯”在天暗时自动点亮,天亮时自动熄灭。那么他选择的光敏电阻阻值应随光照强度的减弱而 。
21.(2023 杭州二模)小明同学想在家里安装一盏照明灯,如图所示是他设计的电路,图中虚线框1和2应连入开关和电灯,安装完毕后,闭合开关。电灯不亮,用测电笔分别测试a、b、c点时,测电笔的氖管都发光。则电路的故障为 。若保险丝处用一只相同型号的灯泡替换,在排除故障的情况下,闭合开关,原来的照明灯亮度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2023 余杭区一模)如图是一个检测天然气泄漏的电路,R1气敏电阻,其阻值浓度的增大而减小。当天然气浓度高于某一设定值时,连接在 (选填“AB“或“CD”)两端的警报响起。为使该检测电路在天然气浓度更低时报警,可将控制电路中R2的滑片向 (选填“上”或“下”)移。
三.实验探究题(共10小题)
23.(2022 杭州模拟)小金用图甲所示的电路探究串联电路电压的规律,实验时意外发现:“当变阻器滑片P向左移时,两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑,在老师的引导下,知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻,可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(图乙所示),为了测量干电池电阻r,他选择了适当器材,设计出如下的实验方案。
(1)选用的器材:一个电压表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1,导线和开关若干,一节旧干电池。
(2)设计出了如图丙的实验电路图。
(3)请你根据他所设计的电路图,帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量。 。
(4)请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示): 。
24.(2023 杭州模拟)某实验小组用电源(电压恒为3V)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压的关系实验。
(1)小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 。
(2)小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论,小丽认为还不能归纳结论,他们接下来的实验操作是 。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
(3)该小组用电流表和一个定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S和S1,此时电流表的示数为I2。
③则Rx= (用R0、I1、I2表示)。
25.(2022 杭州三模)科学实验小组同学做“伏安法测电阻”的实验,连成如图1所示电路,请你完成下列内容。
(1)正准备实验时,同学检查发现电路连接有错误。若在错误的电路中,闭合开关后,电流表的指针将 (填“正向偏转”“反向偏转”或“不动”)。
(2)排除故障后,当滑片P移动到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图2所示,其读数为 ,则可计算得出未知电阻R的阻值,接下来测量多组实验数据后算出R的平均值。
(3)用“伏安法测电阻”的实验中,同组的小蒋和小赵同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣Ⅰ的图象,如图3、4所示。对于图像的分析,正确的是 。
A.图4是定值电阻的U﹣I图象,图3是小灯泡的U﹣I图象
B.由图象可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图4及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
26.(2023 西湖区校级二模)如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.6 1.8
电流I/A 0.32 0.56
电阻Rx/Ω 3.13 3.21
电阻的平均值Rx/Ω
(1)现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成图中实验电路的连接。
(2)同学们按照电路图中正确连接电路后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。
同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为 。
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2。由I1R0=I2Rx可得Rx,请判断结果是否正确并简要说明理由 。
27.(2023 余杭区一模)某科学兴趣小组在测量小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,灯丝阻值也越大,据此进行如下探究:
[建立假设]①灯丝两端电压增大,导致电阻增大;②灯丝的温度升高,导致电阻增大。
[实验方案]①按图连接好电路,将灯丝浸入装满纯水的大烧杯中(如图);②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录在表格中。
次数 1 2 3 4
电压(V) 1.5 2.0 2.5 3.0
电流(A) 0.20 0.27 0.33 0.40
电阻(Ω)
(1)实验时将灯丝浸入纯水中的目的是 。
(2)分析表中数据,可初步得出的实验结论是 。
(3)利用上述电路探究灯丝电阻与温度的关系。请写出实验步骤。
28.(2022 萧山区校级模拟)用两节旧的干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为R0=20Ω的定值电阻、导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端。
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S电压表示数为U1,如图乙,U1= V。
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为U2,若电源电压不变,忽略电阻大小对温度影响,则Rx= (用题中给的字母表示)。
29.(2022 西湖区一模)小金用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,已知电源电压3伏,电压表量程为0﹣3V,电流表量程为0﹣0.6A。
(1)依据图甲,请在答题卷上用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整。
(2)当电压表读数为2.1V时,电流表示数如图丙所示。
①此时小灯泡的电阻为 Ω。
②若想测量小灯泡在额定电压时的电阻,则接下去的操作是 。
30.(2022 拱墅区校级一模)某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变;滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外,在不同的实验中作用各不相同。
(1)第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,将答题卡图乙中的实物图连接完整;该实验中滑动变阻器的另一个作用是 。
(2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记下电流表示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。该实验中滑动变阻器的另一个作用是 ;为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少 Ω的滑动变阻器。
(3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入2.5V的小灯泡,正确连接电路,实验步骤及操作都正确。闭合开关后,发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压,小灯泡发光较亮,出现这种现象的原因是 ;该组同学经过讨论后,调整实验器材继续实验,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 W。
31.(2022 上城区一模)小金用如图甲所示电路测定小灯泡的额定功率,小灯泡上标有“2.5V”字样电源为两节新的干电池。
次数 电压U/V 电流I/A 功率P/W
1 1.5 0.30 0.45
2 2.0 0.35 0.70
3 2.5 0.40 1.00
(1)请用铅笔代替导线将甲图连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动。
(3)小金在实验过程中测得数据如图丙,他认为要使测得的额定功率更加准确,需取小灯泡三次电功率的平均值,即P额0.72W,你认为他的想法正确吗?请判断并说明理由 。
32.(2022 临平区一模)用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I—U图象如图乙所示。
(1)连接电路时,开关应 。
(2)实验进行过程中,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 移动;
(3)由图象可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 。造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而 。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
四.计算题(共4小题)
33.(2022 萧山区校级模拟)如图是小金研究串联电路的电压关系实验电路图,他测得L2的电压为1V;已知电源电压恒为3V,忽略温度对电阻的影响,试分析:
(1)小金把电压表从A接线柱改接到C接线柱来测L1的电压是否正确?理由是 。
(2)实验过程中突然发现L1熄灭,L2变亮这是由于 引起的。
(3)L1熄灭前后电路消耗功率之比为多少?
34.(2022 淳安县校级一模)小金设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示其中,电源电压4V(恒定不变),电压表的量程为0~3V,R0是阻值为150Ω定值电阻,Rt是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,试回答:
(1)电压表的示数会随着环境温度的升高而 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
(2)当环境温度为20℃时,电压表的示数是多少?
(3)该电路允许的最高环境温度是多少?
35.(2022 西湖区二模)如图甲所示电路,滑动变阻器电阻R2的滑片P从下端往上端滑动过程中,电压表与电流表的示数呈图乙所示的规律。求:
(1)滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围。
(2)电阻R1的阻值。
36.(2022 杭州一模)如图,R1=6Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A;S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率。
五.解答题(共7小题)
37.(2023 上城区一模)俗话说:开门七件事,柴米油盐酱醋茶。
(1)为了提高水稻产量,某农民发现自己地里的水稻茎秆细弱,易倒伏,则他最应该补施 肥。
(2)下列物质中:①食用油,②酱油,③食盐水溶液,容易导电的是 (填序号)。
(3)某品牌牛奶,常压下的沸点是107℃,但这样的高温会破坏牛奶的部分营养成分,所以,人们制造了一种“低压锅”。用这种锅煮牛奶,可以使该品牌牛奶不到107℃就沸腾,这种“低压锅”的原理是 。
(4)茶叶中含有的茶多酚有益人体健康,茶多酚是一种白色晶体,易溶于水,实验室从茶叶中提取茶多酚的步骤如下:
据以上信息可知,操作操作②中玻璃棒的作用是 。
38.(2023 下城区模拟)如图甲,电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内,电源电压U=6V,继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1﹣t图象,且已知在50~150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1t=常数;电阻R2是可变电阻,当线圈中的电流达到40mA时,继电器的衔铁被吸合,此时可变电阻R2=0Ω时,恒温箱可保持60℃恒温,图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源,它的额定功率是1500W。
(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在 端(“A,B”或“C,D”)
(3)根据统计,正常情况下,恒温箱内的加热器,每天加热50次,每次加热10min,恒温箱每天消耗电能多少kW h。
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为多少?
39.(2023 滨江区模拟)某兴趣小组用两节新干电池,规格为“10Ω 1.5A“的滑动变阻器等器材,来测导体电阻。请分析回答:
(1)连接好电路,闭合开关,向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,发现两表才有示数,示数分别为2V、0.2A。根据以上信息思考该电路的连接方式,并用笔画线代替导线按该连接方式,将图1电路连接完整。
(2)继续调节滑动变阻器进行测量,测得数据如表所示,第二次测量时电流表示数如图2所示,据图把表中所缺数据填写完整。
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5
3 2.8 0.28
(3)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、15Ω、25Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 V。
40.(2023 萧山区模拟)在某次综合实践活动中,小明利用蓄电池(电压24V)、电压表(量程为0~15V)、校准电阻R0,滑动变阻器R(最大值为100Ω)等器材,设计了一种测定油箱内油量的方案(图甲)。选配合适的校准电阻,能够使油箱装满汽油,滑动变阻器是触片在某一端时,油量表示数为最大值(即电压表示数达到最大值);油箱中的汽油用完,滑动变阻器是触片在另一端时,油量表示数为零(即电压表示数为零)。
(1)校准电阻除了可以校准表盘,还有什么作用?校准电阻的阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路,请你从能耗的角度分析这种方案的优点。
41.(2022 上城区模拟)交通法规禁止酒后驾驶,为加强检查力度,酒精测试仪被广泛应用。如图甲所示是酒精测试仪简化的工作电路,已知电源的电压U=4V,且恒定不变。定值电阻R0=2Ω。图中酒精气体传感器电阻R1的阻值随酒精气体浓度的变化关系如图乙所示,电压表示数对应相应的酒精气体浓度。以酒精气体浓度≥0.2mg/mL为酒驾判断标准,求:
(1)当被检者的酒精气体浓度为0时,电压表的示数。
(2)当电压表的示数为2V时,试通过计算判断被检者是否为酒驾。
42.(2022 滨江区二模)在如图所示的电路中,电阻R的阻值为10欧,滑动变阻器上标有”20欧 2安”字样。电源电压为7.5伏且不变,闭合开关S,电表的示数为0.5安。求:
(1)R2接入电路的电阻值。
(2)已知电流表量程为0﹣0.6A、电压表量程为0﹣3伏,求R1的最大功率。
43.(2022 西湖区校级二模)如图所示,是小金设计的模拟调光灯电路。他选用的电源电压恒为15V,小灯泡上标有“6V 6W“字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S后:
(1)电压表的示数为3V时,滑动变阻器两端的电压是多少?
(2)小灯泡正常发光时的电阻是多大?
(3)小灯泡正常发光时,整个电路10min内消耗的电能是多少?
参考答案与试题解析
一.选择题(共17小题)
1.【解答】解:电视机工作过程中感应起电,电视机的屏幕带电,会吸引轻小物体。
A、磁铁吸引铁片,是靠磁铁周围的磁场的作用,故A错误;
B、两个铅柱紧压在一起后,没有被重物拉开,是分子间有引力作用,故B错误;
C、摩擦后的气球吸引头发,是带电体具有吸引轻小物体的性质,故C正确;
D、挤压后的吸盘吸在墙上,是靠大气压的作用,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:两个完全相同的极轻小球,其中一个带电为a球,另一个不带电为b球,将两球靠近时,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此所发生的现象是a球和b球相互吸引。
故选:D。
3.【解答】解:甲、乙两个质量相同的小球悬挂起来,两个小球都带正电,同种电荷相互排斥,两个小球都偏离线的竖直方向,虽然甲球带的电荷比乙球的多,但两个排斥力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,两个小球都偏离线的竖直方向的角度相等,故C符合题意。
故选:C。
4.【解答】解:根据题意可知,只有将头盔按要求放入车筐,电单车上的S1才会闭合,再在手机上完成费用支付后会闭合,锁扣的电动机才能锁车,这说明两个开关相互影响,是串联在一起的,一起控制电动机,故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.【解答】解:由图知,热敏电阻与可变电阻串联,过压报警器检测AB间的电压;已知过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警:
A、要做到低温时报警器不响,火警时产生高温,报警器响起,即温度升高时,AB间电压升高,根据串联电路电压的规律,热敏电阻的电压减小,由串联分压原理可知,热敏电阻的阻值应减小,即用阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻,故A正确;
B、由A项解答可知,当高温时热敏电阻Rt的阻值应减小,故B正确;
C、环境温度不变时,热敏电阻的阻值不变,使可变电阻增大,根据串联分压原理可知,A、B之间电压也增大,故C正确;
D、根据电阻的串联和欧姆定律可得,A、B之间电压为:
UABRU,由此可知,在温度更低的情况下,Rt的阻值更大,只有当R增大时,UAB变大触发蜂鸣器报警,因此为了在更低温度时报警,应适当增大可变电阻R的阻值,故D错误。
故选:D。
6.【解答】解:由题意可知,当水流温度低于50℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明感应开关S1只控制绿灯,因此感应开关S1与绿灯串联;
当水温达50℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明感应开关S2只控制红灯,因此感应开关S2与红灯串联;
因为绿灯和红灯工作时互不影响、独立工作,所以绿灯与红灯并联,故A正确。
故选:A。
7.【解答】解:A、LiMn2O4含有三种元素,不是氧化物,故A错误;
B、电池使用时,电池外部金属导体中电子从负极流向正极,与电流方向相反,故B正确;
C、充电时电能转化为化学能,故C错误;
D、将后轮略微提起,以前轮的轴为支点,作用在A点的力臂可能比作用在B点的力臂短,作用在A点的力可能比作用在B的力小,故D错误。
故选:B。
8.【解答】解:由图象可知电压表的示数随着刻度尺读数的增大而减小。
A、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,电压表示数越大,故A不符合题意;
B、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器左边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故B符合题意;
C、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器右边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,故C不符合题意;
D、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端的电压变大,电压表示数越大,故D不符合题意。
故选:B。
9.【解答】解:A、不同材料导电性不同,根据材料导电性的差异,物体能分为导体、半导体和绝缘体三大类,故A正确;
B、根据动物体内有无脊椎骨,可以将动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类,故B正确;
C、含有碳元素的不一定是有机物,故C错误;
D、根据物体运动的轨迹,可以将机械运动分为直线运动和曲线运动两种情况,故D正确。
故选:C。
10.【解答】解:由电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知,温度升高时R的阻值变小,如果电路中没有R0,当温度过高时,R的阻值过小,会造成电路中的电流过大,烧坏电流表和电源,所以R0有保护电路的作用,故A正确;
B、由图乙可知,温度升高时R的阻值变小,由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B正确;
C、由图乙可知,温度为40℃时,R=20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以电流表的示数:I0.2A,故C正确;
D、由图乙可知,温度降低时,R的阻值变大,根据R可知,电压表与电流表示数的比值等于R的阻值,则该比值变大,故D错误。
故选:D。
11.【解答】解:
(1)由图知,闭合开关,两电阻串联,电压表测R1两端电压,
由图像知当电压表示数为U1=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,
由欧姆定律可得此时电路中电流:I=I2=I1,
电源电压:U=U1+I2R2=9V10Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图像知当电压表示数U1'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,
此时电路中电流I'=I2'=I1',
电源电压:U=U1'+I2'R2=6V20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得,R1=10Ω,U=18V,故AB错误;
(2)滑动变阻器连入电路的电阻为R时,电路中电流:I,
则滑动变阻器上的功率为:P滑=I2R=()2R,
所以,当R=R1=10Ω时,滑动变阻器的功率最大,
则滑动变阻器的最大功率:P2最大8.1W,故C正确;
(3)因为电压表的量程为0~15V,所以当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最小,定值电阻分担电压最大,为15V,
由I可得,电路中的电流最大,最大电流:I最大1.5A,
由串联电路电压的规律得,滑动变阻器两端的电压:U2最小=U﹣U1最大=18V﹣15V=3V,
由欧姆定律,滑动变阻器接入电路的最小电阻:R2最小2Ω,故D错误。
故选:C。
12.【解答】解:
AB.因气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小,所以当一氧化碳浓度升高时,R1阻值减小,控制电路的总电阻减小,由I可知,控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,故B错误;
当一氧化碳浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,则电铃应接在B和D之间,故A错误;
C.用久后,电源电压U1会减小,因电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,所以由R可知,控制电路的总电阻减小,
当R2的阻值不变时,气敏电阻R1阻值应更小,则报警时一氧化碳最小浓度比设定值高,故C正确;
D.电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,由R可知,控制电路的总电阻一定,
要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R1阻值变大)时报警,应减小R2接入电路中的电阻,可将R2的滑片向上移,故D错误。
故选:C。
13.【解答】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,滑动变阻器两端电压变小,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。
14.【解答】解:
A.由图甲可知,电路中电流的大小I0不变,则压敏电阻的阻值不变,压敏电阻受到的压力不变,则电梯可能匀速下降,故A正确;
B.由图乙可知,电路中的电流均匀增大,压敏电阻的阻值是减小的,则压力增大,电梯可能做加速度变化的加速上升运动,故B正确;
C.由图丙可知,电路中的电流为静止时的两倍,而且不变,由欧姆定律知压敏电阻的阻值减小且不变,则压力增大且不变,电梯可能做匀加速上升运动,故C错误;
D.由图丁可知,电路中的电流均匀减小,其电阻是增大的,则压力变小,电梯可能做下降的加速运动,故D正确。
故选:C。
15.【解答】解:由图可知:电阻R0、滑动变阻器R和电阻r串联,电压表V1测量R0和R的总电压,电压表V2测量R0两端的电压,
随着滑动变阻器的滑片从右端滑到左端,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表示数变大,根据欧姆定律可知定值电阻R0两端电压变大,即电压表V2示数变大,其示数随电流表示数的变化图像是U﹣I图中的AC,
所以,U﹣I图中的BC是电压表V1随电流表示数变化的图像,U﹣I图中的AC是电压表V2随电流表示数变化的图像;
(1)当滑动变阻器的滑片在右端时,R接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,
由U﹣I图线可知:I最小=0.5A,U0=1.5V,U1大=7.5V,
根据串联电路的电压特点可知:
U滑大=U1大﹣U0=7.5V﹣1.5V=6V,
根据I可得:
R03Ω,故A正确;
R滑大12Ω,故C正确;
(2)根据I和串联电路的电阻特点可得:
当滑动变阻器的滑片在最右端时,电源电压:U=I最小(R0+R滑大+r)=0.5A×(3Ω+12Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器的滑片在最左端时,R接入电路的电阻为零,电路中的电流最大,由U﹣I图线可知:I最大=2A,
则电源电压:U=I最大(R0+r)=2A×(3Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得:r=1Ω,U=8V,故B错误,D正确。
故选:B。
16.【解答】解:(1)由ΔP=U×ΔI可得,电源电压为:U12V;
(2)由P可得,灯丝的电阻:RL12Ω;
闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从a端移动到c点时,电流表示数变化了0.1A;
由I可得,0.1A;
即0.1A;
化简后可得:Rab=18Ω或Rab=12Ω;
当Rab=12Ω,滑片在a点时,滑片在a点时灯泡正常发光,滑片右移,灯泡的功率会超过其额定功率,因此该阻值不符合题意;
(3)当Rab=18Ω,滑片在a点时,电路中的总电阻:R=18Ω+12Ω=30Ω,电压表的示数:U1=I1Rab18Ω=7.2V;
滑片在c点时,电路中的总电阻:R′18Ω+12Ω=24Ω,电压表的示数:U2=I2Rab18Ω=6V;
故滑片P从a移动到c的过程中,电压表示数的变化范围是7.2V~6V。
故选:A。
17.【解答】解:根据电路可知,两灯泡串联,电压表测量灯L2两端电压;当开关闭合时,灯L1不亮,灯L2亮,电流表的指针明显偏转,说明电路故障一定不是断路,而是短路,由于灯L2亮,所以L1短路,此时电压表测量电源电压,故A正确。
故选:A。
二.填空题(共5小题)
18.【解答】解:(1)在空调房间里放盆水,这是利用水的汽化现象,增大了空气中水蒸气的含量,增大了空气湿度;
(2)根据图甲可知,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极;
(3)为了省电,夏季要适当提高空调启动温度,此时控制电路的吸合电流不变,R的阻值变小,根据欧姆定律可知,控制电路的总电阻不变,所以需要在控制电路中串联接入一个滑动变阻器。
故答案为:(1)汽化;(2)N;(3)控制电路中串联接入一个滑动变阻器。
19.【解答】解:(1)根据欧姆定律此时电阻为R9.6Ω;
(2)要使两电阻并联应该闭合S1、S2,再将S3接b;
(3)A、当滑片到达B点时电源短路,不合题意。故A错误;
B、滑片顺时针转动时,电阻增大,根据I此时总电流减小,所以是降温,不合题意,故B错误;
C、滑片顺时针转动时,电阻减小,根据I此时总电流增大,所以是升温,且不会短路,故C正确;
D、当滑片在关闭档时,此时电路中仍然有电流,不合题意,故D错误。
答:(1)9.6;
(2)当开关S1、S2闭合,S3接b时,两个电阻并联;
(3)C。
20.【解答】解:(1)电磁继电器的实质是一个开关,接入家庭电路中,开关应控制火线,所以A为火线,B为零线,用测电笔测试A、B两处,能使氖管发光的是A;
(2)天暗时自动电灯亮说明此时照明电路闭合即衔铁断开,由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小,根据R可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大;反之,天亮时光敏电阻的阻值变小,所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的减弱而增大。
故答案为:(1)A;(2)增大。
21.【解答】解:
(1)为了用电的安全,开关应接在火线与电灯之间,因此开关应接在2处;灯不亮,可能是电路开路或短路;当测电笔分别测试a、b、c点时,测电笔的氖管都发光,说明火线上有电,保险丝没有烧断,不会是短路;只能是断路,由于火线上有电,说明火线没有断路,只能是零线断路。
(2)若保险丝处用一只相同型号的灯泡替换,两灯泡串联,串联分压,所以原来的照明灯亮度将变小。
故答案为:零线断路;变小。
22.【解答】解:当天然气浓度升高时,气敏电阻R1阻值减小,由欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁磁性增强;当天然气浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,故电铃应接在CD之间;
天然气浓度越低电阻越大,因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,根据欧姆定律可知,衔铁吸下时电路的总电阻不变,此时需要减小变阻器的电阻,故将R2的滑片向上移。
故答案为:CD;上。
三.实验探究题(共10小题)
23.【解答】解:根据实验电路丙图可知,将R1与电源(r)串联起来,将电压表并联在R1两端。
当S断开时,电压表测的是电源电压;当S闭合时,电压表测的是R1两端电压,利用串联电路电流规律和电压规律即可求解。
所以实验步骤:
①按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;②闭合开关S,记下电压表的示数U1。
因为串联电路电流相等:则 ,整理得r。
故答案为:(3)①按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;②闭合开关S,记下电压表的示数U1;(4)。
24.【解答】解:(1)探究电流与电压的关系,要控制定值电阻阻值不变,改变电阻电压。由图丙得,定值电阻与滑动变阻器串联,实验时可以保证定值电阻不变,还可以通过移动滑片改变定值电阻的电压。
(2)实验中,小明用同一电阻进行多次实验,为了得到普遍规律,应该换用不同阻值的电阻进行多次实验。
(3)由图得,①闭合S、断开S1,电路中只有R0工作,电流表测量R0电流;②闭合S和S1,R0与Rx并联,电流表测量干路电流;由并联电路特点得,Rx电流为Ix=I2﹣I1,
由欧姆定律得,Rx电压为U=IxRx=(I2﹣I1)Rx,
根据电源电压相等知:I1R0=(I2﹣I1)Rx,
解得Rx。
故答案为:(1)定值电阻阻值;定值电阻电压;(2)换用不同阻值的电阻进行多次实验;(3)。
25.【解答】解:(1)根据电流表的使用规则可知,电流应从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,而图1中电流表的正负接线柱接反了,故电流表指针会反向偏转;
(2)电流表示数如图2所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,其示数为0.16A;
(3)ABC、图3中电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变;
图4中电流与电压不成正比,当灯泡两端电压增大时(灯丝温度会升高),灯泡的阻值也随之发生变化,且电压的变化比电流的变化快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大;故A错误,BC正确;
D、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,因不同温度下灯丝的电阻不同,求平均值无意义,所以不能求平均值减小误差,故D错误。
故选:BC。
故答案为:(1)反向偏转;(2)0.16A;(3)BC。
26.【解答】解:(1)滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
;
(2)第二次实验中电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则Rx的阻值为:
R23.20Ω;
则Rx3.18Ω;
①闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,根据串联分压原理可知,
,解得:Rx R0;
②该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因Rx≠R0,当开关S由a拨到b时,电阻R0和Rx两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.5;3.20;3.18;①Rx R0;②该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因Rx≠R0,当开关S由a拨到b时,电阻R0和Rx两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等。
27.【解答】解:(1)实验时将灯丝浸入纯净冷水中的目的是控制灯丝的温度不变;
(2)利用R分析实验数据可知,灯丝两端电压增大,灯丝电阻不变,故可初步得到的实验结论是:温度一定时,灯丝两端电压增大,电阻不变;
(3)移动滑动变阻器滑片,使灯丝两端的电压保持不变,逐渐升高水的温度,观察电流表示数的变化。
故答案为:(1)控制灯丝的温度不变;(2)温度一定时,灯丝两端电压增大,电阻不变;(3)移动滑动变阻器滑片,使灯丝两端的电压保持不变,逐渐升高水的温度,观察电流表示数的变化。
28.【解答】解:(1)由题知,要求图甲中的电压表接在R0两端,因两节干电池的最大电压为3V,所以电压表应选用“0~3”量程,注意电流从“+”接线柱流入,从“ ”接线柱流出,如图所示:
(2)由(1)可知电压表选用“0~3V”量程,分度值为 0.1V,图乙中指针指在2.8刻度线上,读数为2.8V;
(3)闭合开关S1和S时,RX被短路,电路为R0的简单电路,电压表测电源电压,则电源电压为2.8V;
断开S1,闭合S,则RX和R0串联,电压表测R0两端的电压,U0=U2,
根据串联电路的电压特点,Rx两端的电压为UX=U1 U2=2.8V U2,
由串联分压知识得:,则RX。
故答案为:(1)如上图所示;(2)2.8;(3)。
29.【解答】解:(1)由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,滑动变阻器采用“一上一下”的原则接入电路,如图所示:
;
(2)①由图乙可知,电流表选用小量程,由图丙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,此时灯泡的电阻:R7Ω;
②若想测量小灯泡在额定电压时的电阻,应让小灯泡两端的实际电压等于额定电压,此时小灯泡的两端的电压为2.1V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故应将滑动变阻器的滑片向左移动,眼睛盯着电压表,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V时,记下电流表的示数。
故答案为:(1)如图所示;(2)①7;②将滑动变阻器的滑片向左移动,眼睛盯着电压表,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V时,记下电流表的示数。
30.【解答】解:(1)在该实验中,滑动变阻器必须串联在电路中,且接法是一上一下,电压表与电阻并联,如图所示:
为减小误差,应改变电阻两端的电压和通过的电流,多测几组数据,求电阻的平均值,所以变阻器除了保护电路的作用外,还有改变电阻的电压和电流的作用;
(2)由图知,电阻两端的电压始终保持U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,可知变阻器除了保护电路外,另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变;
由图象知,当电阻的阻值为25Ω时,电路中的电流为0.1A,此时变阻器的阻值最大,可知其最大阻值为:R最大35Ω;
(3)正确连接电路,实验步骤及操作都正确,说明滑动变阻器在阻值最大处,闭合开关后,发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压,小灯泡发光较亮,说明变阻器的最大电阻太小;
由图丁知,电流表的示数为0.24A,可知小灯泡的额定电功率为:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
故答案为:(1)见上图;改变电阻的电压和电流;(2)控制电阻两端的电压为2.5V不变;35;(3)变阻器的最大电阻太小;0.6。
31.【解答】解:(1)电压表和小灯泡并联,电压表测量小灯泡两端的电压,小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表选择0~3V;滑动变阻器选择一上一下两个接线柱,所以实物图连接如图。
(2)电压表使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.7V;
小灯泡两端的电压是1.7V,需要小灯泡两端的电压是2.5V,要增大小灯泡两端的电压,在电源电压一定时,要减小滑动变阻器两端的电压,所以滑动变阻器的阻值变小,滑片向右端滑动。
(3)用电器的功率与电压有关,额定功率是指额定电压下时的功率,不能取不同电压下实际功率的平均值,所以小金的想法错误。该灯泡的额定电压是2.5伏,额定电压下的电功率为小灯的额定功率。
故答案为:(1)见解答图;(2)右;(3)错误,该灯泡的额定电压是2.5伏,额定电压下的电功率为小灯泡的额定功率。
32.【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)电流表接入电路的量程为0~0.6A,每一小格表示0.02A,所以电流表的示数为0.16A,
由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时通过电路的电流小于灯泡的额定电流,
由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻太大,所以滑动变阻器的滑片应右移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小;
(3)由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流为0.25A,
由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻:R10Ω;
(4)由图可知当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是成正比的,造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而增大。
故答案为:(1)断开;(2)右;(3)10;(4)变大;变大。
四.计算题(共4小题)
33.【解答】解:
(1)通过电压表的电流应“正进负出”,由图知,小金把电压表从A接线柱改接到C接线柱来测L1的电压时,会造成电压表的正负接线柱接反,所以该方法是不正确;
(2)由图可知,两灯串联,电压表测量L2两端的电压;实验过程中突然发现L2变亮,说明电路仍然为通路,而L1熄灭,则是由于L1短路引起的;
(3)L1熄灭前,两灯串联,L2的电压为1V,由串联电路的电压特点可知L1两端的电压U1=U﹣U2=3V﹣1V=2V,
根据串联电路的分压规律可知两灯的电阻之比:;
L1熄灭后,电路为L2的简单电路,
则L1熄灭前后电路消耗功率之比:1:3。
答:(1)不正确,理由是电压表的正负接线柱接反;
(2)L1短路;
(3)L1熄灭前后电路消耗功率之比为1:3。
34.【解答】解:由电路图可知,R0与Rt串联,电压表测R0两端的电压。
(1)由图乙可知,当环境温度升高时,热敏电阻的阻值随环境温度升高而减小,根据串联分压原理可知热敏电阻两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电压表的示数会随着环境温度的升高而变大;
(2)由图乙可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻Rt的阻值为250Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I0.01A,
则电压表的示数:U0=IR0=0.01A×150Ω=1.5V;
(3)由题意可知,电压表示数允许最大值为3V,则R0两端电压的最大值为3V,此时电路能够测量的温度最高,
因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以,Rt两端的电压:Ut=U﹣U0=4V﹣3V=1V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流为:I00.02A,
由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值:Rt50Ω,
由图乙可知,热敏电阻的阻值为50Ω时对应温度为100℃,即最高环境温度为100℃。
答:(1)变大;
(2)当环境温度为20℃时,电压表的示数是1.5V;
(3)电路所允许的最高环境温度为100℃。
35.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象可知,电压表示数为零时,电路中的电流最大,即滑片位于上端时,电路为R1的简单电路,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为0;
当滑片位于下端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图象可知,电压表的最大示数U2=2.5V,电路中的最小电流I小=0.1A,
则滑动变阻器的最大阻值:
R2大25Ω;
所以,滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围是0~25Ω;
(2)由电路图可知,滑片位于上端时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,当由图象可知,电路中的最大电流I大=0.6A,
由I可得,电源的电压:
U=I大R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图象可知,电压表的最大示数U2=2.5V,电路中的最小电流I小=0.1A,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可知:
电源的电压U=I小(R1+R2大)=0.1A×(R1+25Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,由①②解得:
R1=5Ω,U=3V。
答:(1)滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围是0~25Ω;
(2)电阻R1的阻值是5Ω。
36.【解答】解:(1)当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R1的简单电路,
由I可得,电源的电压:
U=I1R1=1A×6Ω=6V;
(2)当S3闭合,S1、S2断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
此时电路中的总电阻:
R30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R2的阻值:
R2=R﹣R1=30Ω﹣6Ω=24Ω;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,电路的总功率:
P7.5W。
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为24Ω;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率为7.5W。
五.解答题(共7小题)
37.【解答】解:(1)为了提高水稻产量,某农民发现自己地里的水稻茎杆细弱,易倒伏,则他最应该补施钾肥,因钾肥可以使植物茎秆粗壮、抗倒伏;
(2)有自由移动的带电微粒才能导电。食用油是由分子构成的物质,没有自由移动的带电微粒,不易导电;酱油、食盐水溶液有可溶性盐,在溶液中电离产生自由移动的离子,容易导电;
(3)某品牌牛奶,常压下的沸点是107℃,但这样的高温会破坏牛奶的部分营养成分,所以,人们制造了一种“低压锅”。用这种锅煮牛奶,可以使该品牌牛奶不到107℃就沸腾,这种“低压锅”的原理是沸点会随着气压的减小而减小;
(4)据以上信息可知,操作②是从溶液中获得可溶性固体,操作是蒸发结晶,其中玻璃棒的作用是搅拌,使液体受热均匀,防止液体飞溅。
故答案为:(1)钾; (2)②③;(3)沸点会随着气压的减小而减小;(4)搅拌。
38.【解答】解:(1)因为,可变电阻R2=0Ω,电流是40mA,电压6V,所以,R1150Ω。
(2)由图可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小,可见温度越高,电路中的电流越大,当电流达到40mA时,继电器的衔铁被吸合,电路应当断开,所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端。
(3)所用时间t=10×60s×50=30000s,所以,恒温箱每天消耗电能W=Pt=1500W×30000s=45000000J=12.5kW h。
(4)因为R1t=常数,所以,当温度是100℃时,150Ω×60℃=R1×100℃,解得R1=90Ω,
R总150Ω,所以,电阻R2的阻值,R2=R总﹣R1=150Ω﹣90Ω=60Ω。
答:(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是150Ω;
(2)A、B;
(3)恒温箱每天消耗电能12.5kW h。
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为60Ω。
39.【解答】解:(1)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联;
由题意可知,当向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,发现两表才有示数,这说明C点左侧有断路故障(或接触不良),则变阻器应选择右下接线柱(A接线柱)与电源正极相连,如图所示:
(2)图1中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;
(3)由题知,向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,两表的示数分别为2V、0.2A,
据此可知滑动变阻器两端的电压U=3V﹣2V=1V,
根据欧姆定律可得,滑动变阻器此时的电阻值为:R滑5Ω(即接入电路的最大阻值);
因为定值电阻的最大阻值为25Ω,滑动变阻器接入电路的最大阻值为5Ω,根据“在串联电路中,电阻两端的电压之比等于电阻之比”可得U定:U滑=R定:R滑=25Ω:5Ω=5:1;
又因电源电压为3V,故25Ω的电阻分得的最小电压值为U定U电源3V=2.5V,故实验时将定值电阻两端的电压最小设定为2.5V。
故答案为:(1)见上图;(2)0.24;(3)2.5。
40.【解答】解:
(1)由题知,电源电压U=24V,电路中若没有校准电阻R0,则R两端电压等于电源电压24V,超过了电压表量程0~15V,会被烧坏,所以校准电阻R0串联在电路中,除了可以校准表盘,还起到分压的作用,能避免电压超过电压表量程而烧坏。
当油箱装满汽油,由图甲知,滑片在最下端,此时变阻器连入阻值最大R=100Ω,电压表示数达到最大值15V,
因为R0与R串联,所以根据串联电路的电压特点可得R0两端的电压:
U0=U﹣UR=24V﹣15V=9V,
电路中的电流:I0=IR0.15A,
所以R0的阻值:R060Ω;
(2)当油箱装满汽油,变阻器连入阻值最大时,电路中总电阻最大,电源电压一定,由P可 知整个电路总功率最小,
整个电路的最小功率:P最小3.6W;
当汽油用完时,滑片在另一端,即在最上端,此时只有R0接入电路中,电路总功率最大,
则电路的最大功率:P最大9.6W,
所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W~9.6W;
(3)由图乙知,滑动变阻器始终以最大阻值串联接入电路中,电压表示数为:UV=IR滑,能反应测量的变化情况,且电路中电阻始终处于最大阻值,由P可知电路中功率最小,由W=Pt可知,同样时间内电路消耗的电能最少,所以乙图的电路设计可以节能。
答:(1)校准电阻除了可以校准表盘,还有能起保护电路的作用,校准电阻的阻值为60Ω;
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W~9.6W;
(3)图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。
41.【解答】解:由电路图可知,酒精气体传感器R1与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)由图乙可知,当被检者的酒精气体浓度为0时,酒精气体传感器R1的阻值为6Ω,
串联电路中总电阻等于各串联电阻之和,
所以根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I0.5A,
电压表的示数:
U0=IR0=0.5A×2Ω=1V;
(2)当电压表示数为2V时,电路中的电流:
I′1A,
串联电路中总电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和,
所以酒精气体传感器两端的电压:
U1′=U﹣U0′=4V﹣2V=2V,
酒精气体传感器的电阻:
R1′2Ω,
由图乙可知,此时被检者的酒精气体浓度为0.3mg/mL>0.2mg/mL,
所以被检者为酒驾。
答:(1)当被检者的酒精气体浓度为0时,电压表的示数为1V;
(2)当电压表示数为2V时,被检者酒驾。
42.【解答】解:(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
根据欧姆定律可知总电阻R15Ω,
根据电阻串联的特点可知R2接入电路的电阻值R2′=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω;
(2)定值电阻的阻值不变,根据P=I2R可知电路中的电流最大时,定值电阻的电功率最大;
已知电流表量程为0﹣0.6A,则电路中的电流最大值为0.6A,定值电阻R1的最大功率P1=I大2R1=(0.6A)2×10Ω=3.6W。
答:(1)R2接入电路的电阻值为5Ω。
(2)R1的最大功率为3.6W。
43.【解答】解:(1)闭合开关S后,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压。
电压表的示数为3V时,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U灯=15V﹣3V=12V;
(2)小灯泡正常发光时的电阻RL6Ω;
(3)小灯泡正常发光时,电路电流I=IL1A,整个电路10min内消耗的电能W=UIt=15V×1A×10×60s=9000J。
答:(1)电压表的示数为3V时,滑动变阻器两端的电压是12V;
(2)小灯泡正常发光时的电阻是6Ω;
(3)小灯泡正常发光时,整个电路10min内消耗的电能是9000J。