专题7电路与欧姆定律——2022-2023年浙江省温州市中考科学一模二模考试试题分类
一.选择题(共26小题)
1.(2023 鹿城区三模)如图在“静电章鱼”实验中,用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,把塑料丝往空中抛出后再将塑料管放在下面,此时塑料丝向四周张开,静止在空中,形状像“章鱼”。毛皮的失电子能力大于塑料,如图可用来表示它们电荷分布情况的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023 乐清市模拟)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.
3.(2023 鹿城区校级模拟)某小区门禁系统能识别本小区车牌,自动闭合“智能”开关,使电动机通电拾起道闸;也可以手动闭合“手动”开关,使电动机通电抬起道闸。光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。以下简化电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023 鹿城区三模)如图所示是某动感单车扶手的示意图,显示屏能显示有关骑行数据。正常骑行中,只有按压显示屏的“开始”按钮(相当于开关S1闭合),且将双手握住“手握感应片”(相当于开关S2闭合)时,显示屏才能接通电源,显示骑行数据。下列符合要求的模拟电路是( )
A. B.
C. D.
5.(2023 瑞安市校级一模)兴趣小组设计了可测沿河水流速的电路。金属杆OM可绕O点转动并与电阻丝ab接触良好,其下端安装有泡沫球,R为保护电阻,当向左的水流速度增大时电表示数增大。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(2023 鹿城区校级二模)取暖器中常有如图所示结构,倾倒时会自动断电,起保护作用。该结构相当于电路基本组成中的( )
A.电源 B.导线 C.开关 D.用电器
7.(2023 温州二模)如图为某品牌共享电动车,市民扫码开锁时,开关S1闭合,电动机启动;夜间行车时,开关S2闭合,行车灯亮起。行车灯只有在电动机运行时才能亮起。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.(2023 温州二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,现将R1电阻更换为70Ω,则更换后R1R2的I﹣U关系图可能是( )
A. B.
C. D.
9.(2023 平阳县模拟)教室有CO2通风机,手动闭合S1,CO2达到定值时S2自动闭合。只有S1闭合,CO2达到定值电动机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的( )
A. B.
C. D.
10.(2023 鹿城区校级一模)小温把两个小灯泡和电表连成了如图所示的电路。若电源电压恒定,先闭合S1,再闭合S2,两表示数变化正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
11.(2022 温州校级二模)用遥控智能钥匙解锁汽车车门有两种方式:方式一、当驾驶员携带钥匙在车附近时,车上的感应器感知到钥匙(相当于S1闭合),只需用手触摸车门把手(相当于S2闭合)汽车的车门就会解锁;方式二、当司机距离汽车较远时,只需直接按下开锁键(相当于闭合S3),车门就会解锁。以下能正确反映汽车开锁过程的电路图是( )
A. B.
C. D.
12.(2022 龙湾区一模)某兴趣小组设计了一个简易的身高测量仪电路。用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器;将电压表改装成身高显示仪。现要求所测身高越大,显示仪示数越大,且刻度均匀。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
13.(2022 永嘉县模拟)如图为自动感应干手器,其电动机正常工作电压为220伏,当手处于红外线感应范围内,自动感应开关S会闭合,它就正常工作,将手烘干。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
14.(2023 平阳县二模)某同学使用电流表时,估计待测电路中的电流应选用0~0.6A的量程,但他误用0~3A的量程来测量。这样做的结果是( )
A.指针摆动角度大,会损坏电流表
B.指针摆动角度小,会损坏电流表
C.指针摆动角度小,读数比较准确
D.指针摆动角度小,读数不够准确
15.(2022 平阳县模拟)用伏安法测小灯泡电功率时,某电表示数如图所示,其示数为( )
A.0.22A B.0.24A C.1.2A D.1.4A
16.(2023 永嘉县校级二模)小李同学在做电学实验时连接了如图所示电路,当开关闭合后,下列情况与实际相符的是( )
A.小灯泡发光
B.电压表和电流表指针都发生了明显偏转
C.由于小灯泡短路导致电流过大,电流表可能损坏
D.电压表所测的电压与电源电压大小近似相同
17.(2022 文成县一模)用伏安法测电阻时,某电表的指针位置如图所示。其示数是( )
A.1.8V B.5.8V C.1.8A D.9.0V
18.(2022 龙湾区校级模拟)在练习使用电流表、电压表时,某同学进行了四次读数,其中读数正确的是( )
A. 1.3A
B. 0.5A
C. 2.4V
D. 13V
19.(2023 乐清市模拟)科学项目化小组设计了一台只需少量待液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪,其工作原理为:桶中无液体时,滑片P指向A处;测量时,将待液体加满小桶,滑片P的滑块向下移动x,弹簧弹力增加F,待滑块稳定后闭合开关S,就能从已标注相应密度值的电表刻度盘上读出待测液体密度。下列设计中电表刻度能均匀表示液体密度变化,且密度越大,读数越大的是( )
A.
B.
C.
D.
20.(2023 永嘉县校级二模)黑箱中有两个阻值均为R的电阻,现测得ab间的电阻为R,cd间为2R,bc间也为2R。以下接法符合要求的是( )
A. B.
C. D.
21.(2022 温州模拟)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
22.(2023 鹿城区模拟)如图所示电路,电源电压保持不变,三只电表均完好。开关S闭合后,发现只有两个电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A.电压表V1示数为零,灯L1断路
B.电压表V1示数为零,灯L1短路
C.电流表A示数为零,灯L2断路
D.电流表A示数为零,灯L2短路
23.(2023 鹿城区一模)如图所示的电路,电源电压U不变,R0为定值电阻,滑动变阻器规格为“60Ω 1A”,R0的电功率为PR0,则当滑片P从右端向左端移动时,PR0与电流表示数IA图像关系正确的是( )
A. B.
C. D.
24.(2022 温州模拟)用如图1电路进行伏安法测电阻实验时,小明闭合开关后发现电压表、电流表示数如图2。他排除某处故障后即能正常实验,则发生故障的位置可能是( )
A.①②之间断路 B.①②之间短路 C.②③之间断路 D.②③之间短路
25.(2022 鹿城区模拟)如图所示,只闭合开关S时,两只电灯L1和L2都不亮,同时闭合开关S和S1时,灯泡L1亮,L2不亮,则电路中可能出现的故障是( )
A.灯L1开路 B.灯L2开路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
26.(2022 温州模拟)在如图所示的电路中,闭合开关后,只有一盏灯亮,且电路中只有一处故障,故障只发生在灯上,则判断正确的是( )
A.若电压表、电流表均无示数,则L1断路
B.若电压表无示数,电流表有示数,则灯L1短路
C.若电压表、电流表均有示数,则灯L2断路
D.若电压表有示数,电流表无示数,则L2短路
二.填空题(共8小题)
27.(2023 温州模拟)关于静电学的研究,科学家们经历漫长的探究过程。
材料一:公元前585年,泰勒斯发现用毛皮摩擦过的琥珀,能吸引一些绒毛等轻小物体。
材料二:1746年﹣1752年,“电学之父”富兰克林在研究静电现象时,有如下发现:
①带有电荷的尖锐导体之间容易产生电火花。
②用风筝收集的雷电(天电),它可以产生一切摩擦电(地电)所能产生的现象。
③手摩擦玻璃瓶后,两者带不同电荷;当两者再次接触后,电荷抵消不再带电。
(1)小明将摩擦过的琥珀靠近带负电荷的小球,现象如图所示,请判断琥珀所带电荷种类是 。
(2)某同学基于富兰克林发现进行了推测,其中合理的是 (可多选)。
A.物体的尖端可能容易放电
B.地电和天电本质是一样的
C.摩擦会产生电荷
D.只有摩擦才能使物体带电
E.带不同电荷的物体接触后可能会发生电荷转移
28.(2023 鹿城区模拟)接力式楼道电梯可方便老人上下楼梯,如图所示。
(1)老人乘坐电梯上楼时,其重力势能大小变化是 。
(2)电梯踏板的表面设计了很多花纹,其目的是 。
(3)使用该电梯时为了确保安全,操作要同时满足以下条件:老人需站上踏板,压力开关会自动闭合;手需握住扶手,压力开关会自动闭合;再手动按下启动开关,电梯才会开始运行;下列电路设计符合要求的是 。
A.B.
C.D.
29.(2022 温州模拟)2020年5月27日,珠峰高程测量登山队队员们克服重重困难,成功登上珠穆朗玛峰峰顶,并顺利完成峰顶测量等各项任务。
(1)为了帮助登山队顺利登顶,气象工作者在珠峰附近释放探空气球采集气象信息(如图)。推测该气球升空过程中体积的变化。并说明理由: 。
(2)某同学利用所学知识设计了“高度显示计”,用于粗略测量珠峰高度。以下是他设计的电路图,图中R是气压传感器。其阻值会随所受气压的增大而增大,R0是定值电阻。高度显示屏由电压表或电流表改装而成。设计要求海拔越高,电表的示数越大,则符合设计要求的电路图有 。(可多选)
A.B.C.
D.E.
30.(2023 温州一模)铅笔是常用的文具,由木质杆和主要成分为石墨的铅笔芯组成。小明利用铅笔做了如下实验:
(1)将铅笔斜插在盛水的碗中,所成像如图甲所示,A为铅笔上某点在水中所成的像。往碗中加水,从同一位置观察,A点的位置将 。(选填“向上移动”、“保持不变”或“向下移动”)。
(2)将笔芯一端接上电池,另一端插入水中(如图乙),发现水中的笔芯附近产生大量气泡。用化学方程式表示产生气体的原因 。
(3)按图丙所示将笔芯接入电路,闭合开关,保持电源电压不变,一段时间后发现电流表示数变大,笔芯温度升高。忽略笔芯体积变化,则温度升高,笔芯电阻 。(选填“变大”“不变”或“变小”)
31.(2023 文成县模拟)小文买了一个可充电桌面吸尘器如图所示。通过研究,他绘制了桌面吸尘器的电路图,请回答下列问题。
(1)充电时,开关S断开,蓄电池中能量转化的形式为 。
(2)使用时,闭合开关S,电动机开始工作,要想使电动机转速加快,滑动变阻器的滑片应向 移动。
(3)桌面吸尘器吸取桌面纸屑的原理是 。
32.(2023 鹿城区三模)如图甲是小科设计的一种新型潜水自救气囊的部分电路原理图,使用时需先闭合开关S、S1,随着电路中电流大小的变化,电路中的指示灯颜色会发生改变。当电路中通过的电流较小时,指示灯颜色为绿色:当电路中通过的电流较大时,指示灯颜色变为红色进行报警。该电路的电源电压恒定不变,R为力敏电阻。当潜水人员在水下发生危险时,通过断开S1来接通装置内部起燃电路即可实现自救。
(1)要实现到达一定深度时红灯亮报警,则应选择图甲中的力敏电阻 。(选填“A”或“B”)
(2)请解释S1可以控制电爆器工作的原因 。
33.(2023 龙湾区二模)图甲是某兴趣小组设计的苹果自动分拣装置的简化示意图,该装置能把苹果按一定质量标准自动分拣。R1是压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。闭合开关S,在托盘秤上放上苹果,当电路中的电流达到一定值时,衔铁被吸下,大苹果进入下通道。(电磁铁线圈的阻值忽略不计)
(1)电路中R1和R2的连接方式是 。
(2)结合图甲和图乙,分析该装置的工作原理是 。
(3)在调试过程中发现小苹果会进入下通道,请写出一种造成该现象的原因 。
34.(2022 温州模拟)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速,用画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。
(3)车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求:驾驶员踩下“油门”,车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 。(可多选)
三.实验探究题(共8小题)
35.(2023 温州模拟)某兴趣小组在研究“串联电路特点”的实验中,将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路(如图甲),闭合开关S,发现LED灯亮而小灯泡L不亮,小明认为这是因为通过LED灯的电流大于小灯泡的电流引起的。
实验次数 电压(伏) 电流(毫安) 电阻(欧)
1 1.4 12 116.7
2 1.6 14 114.3
3 1.8 16 112.5
… … … …
(1)小应同学反对小明的这种说法,理由是 。
(2)两位同学进行如下实验寻找原因:
实验一:将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端,观察到小灯泡L发光了。
实验二:在老师帮助下,他们利用电压表和电流表,按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,获得多组数据如表:
①实验一排除了哪种因素导致小灯泡不发光的可能性?答: 。
②根据实验数据,他们分析“LED灯亮而小灯泡L不亮”的可能原因: 。
【表达与交流】同学们把实验结果向老师汇报之后,老师肯定了他们的研究成果,并引导同学们该实验也说明了LED灯和普通小灯泡的发光原理有所不同,可以继续探究……
36.(2022 温州模拟)科学小组在探究并联电路电流规律的实验中,实验电路如图甲所示。
(1)小红同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转。由此可知在连接电路时存在的错误是 ;
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;
(3)同学们在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了电流并记录在如下表格中。并立即得出了并联电路的电流规律,请你指出他们实验中的不足是 ,改进方法是 。
A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
0.16 0.24 0.40
37.(2022 鹿城区校级模拟)在“探究影响导体电阻的因素”实验中,电阻丝A、B的长度、横截面积相同,材料不同;电阻丝A、C的材料和横截面积相同,A的长度大于C。实验电路如图甲所示,用电阻丝A、B进行实验,N点固定,M点是金属丝上可以左右移动的点,MN两点间距离用X表示。在实验过程中,用电压表测出MN两点间的电压,将电压U随距离X的变化关系画出如丙所示的实线。
(1)闭合开关,电流表的指针如图乙所示,读数为 。
(2)在实验过程中,电压表读数U随NM间距离X的变化如丙所示的实线oab,我们可得出电阻丝A比电阻丝B的阻值大,请根据丙图写出支持该结论的证据 。
(3)图丙中,a点表示滑片移到两电阻丝的交接处,若将电阻丝A更换成长度比它短的电阻丝c重新进行实验,则a点可能会向图中①②③④哪个方向移动: 。
38.(2023 鹿城区校级二模)实验课上,小吴同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光的电阻,选用的小灯泡L标有“2.0V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
序号 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.20
2 1.5 0.22
3 2.0 0.25
4 2.5 0.28
(1)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P,将得到的数据记录在表格中,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(2)小吴同学则用四次测得的电阻值最后取平均值算出小灯泡正常发光的电阻,老师告诉他此方法不合理。老师的理由是 。
(3)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为25Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求: 。
39.(2023 鹿城区校级二模)厚膜电阻是一种被广泛应用于高温电子设备中的定值电阻,具有耐高温的特性。小实想测定某一型号的厚膜电阻的阻值大小,设计如图甲实验。连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测量并记录实验数据如下表所示。
实验次数 电压(伏) 电流(安)
1 4.8 0.1
2 9.8 0.2
3 12 0.25
(1)请完成实物图甲的连接(要求滑动变阻器滑片在最左端时阻值最大)。
(2)分析表格中的实验数据,则该厚膜电阻的阻值是 欧。(结果保留一位小数)
(3)查阅资料发现:该厚膜电阻材料为导电金属陶瓷,滑动变阻器金属丝材料为镍铬合金丝,两种材料电阻随温度变化如图乙所示。保持滑片不变,开关闭合一段时间后,小实发现电压表示数减小,请解释其原因 。
40.(2023 鹿城区校级一模)如图所示,在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,规格不同的滑动变阻器,导线若干。
(1)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 ;
(2)要完成该实验,可选用的滑动变阻器是 ;
A.“10Ω 1A”
B.“20Ω 0.5A”
C.“30Ω 0.1A”
(3)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1,当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2,分析图像发现,P1 P2。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
41.(2022 龙湾区模拟)小龙根据伏安法利用图甲所示的电路来测量定值电阻R1的阻值。电源电压恒定为3伏,滑动变阻器的规格为(10欧2安)。
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.4 0.25
3 2.8 0.27
(1)小龙在表中记录了三组被测电阻两端的电压和通过电阻的电流值,为获得被测电阻的阻值,小龙将如何处理实验数据? 。
(2)为了更准确地测量待测电阻的阻值,老师要求电压表的指针偏转要在满刻度的到之间。当待测电阻的阻值约为20欧时,小龙发现用现有的器材无法顺利完成实验,其原因是 。
(3)小龙用小灯泡替换定值电阻测定小灯泡灯丝的电阻,发现灯丝电阻不是固定不变的。老师告知小龙,灯丝电阻会随温度的变化而变化。小龙将额定电压为2.5V的小灯泡L,以及其他相关器材按图甲连接电路,进行实验,测得小灯泡在温度恒定的环境中电流和电压的几组数据。再换用常温环境重复实验。将实验获取的数据画成图乙中的曲线a和b。请结合图像分析,灯丝电阻在常温环境下变化趋势及变化的原因。 。
42.(2022 永嘉县模拟)学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作烟雾报警器的项目化学习。
[项目名称]制作烟雾报警器。
[相关资料]烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成(如图甲所示)。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射,烟的浓度越大,接收电路接收到的光强度越强。接收电路能够将光信号转化为电信号,最后转化成报警信号。
[项目任务]小组同学讨论后,确定烟雾报警器的要求如下:
供电电源:6伏
报警电流:≥250毫安
功能:当环境中的烟雾浓度升高至一定值时,立刻报警鸣叫。
[方案设计]小组同学讨论后,利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计,如图乙所示,其中,光敏电阻的大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化。
(1)[器材选择]根据上述要求,该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材,其中,电源电压U1恒为6伏,滑动变阻器规格为“2安50欧”,要想实现烟雾报警器的功能,他们选择的光敏电阻Rx的阻值大小随光照强度变化的图像应为如图丙 。
(2)[项目调试]该组同学组装好电路后开始测试,闭合开关S,发现当通过线圈的电流为200毫安时,报警器就开始工作,此时滑动变阻器的阻值Rp=15欧(线圈电阻不计)。在光照强度不变的情况下,为了符合制作要求(即报警电流≥250毫安),应调节滑动变阻器连入电路的阻值为多大?(写出具体的计算过程)
(3)[项目评价与反思]为了提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警),该组同学提出以下几种方法,其中正确的是 。
A.增大电源电压
B.更换阻值较小的保护电阻
C.增加线圈匝数
D.增大线圈和衔铁之间的距离
E.更换阻值更小的线圈
四.计算题(共1小题)
43.(2023 平阳县模拟)小平为准确测定一只标有“12V”字样的灯泡正常发光时灯丝的电阻,按照如图甲电路开展实验,并将电压表和电流表的示数记录如图乙。研究图乙数据发现小灯泡的电阻并不是一个固定值,结合影响电阻的因素,小平认为可能是温度影响了小灯泡灯丝的电阻。他打破小灯泡的玻璃,将小灯泡的灯丝分别浸泡在0℃、26℃、60℃的蒸馏水恒温水浴中重复实验,得到如图丙的数据结果。
(1)请写出闭合开关后,为测得小灯泡正常发光时电阻需进行的操作: 。
(2)小平将小灯泡的灯丝浸泡在不同温度下的恒温水浴中进行实验是基于蒸馏水能满足实验的哪些需求?
(3)小平认为小灯泡通电后,当加在灯泡两端的电压介于2V﹣12V之间时,小灯泡的产热和散热基本达到平衡,他提出此观点的依据是 。
五.解答题(共2小题)
44.(2023 温州二模)项目学习小组同学设计了如甲图所示的质量仪,其中弹簧A(原长为1米)的上端与滑动变阻器的滑片P相连(此时P处于R的最上端),弹簧A、B的下端与金属板相连。电源电压恒为9伏,定值电阻R0=20欧,R=10欧,R的长度为0.3米,电压表的量程为0﹣3伏。其工作原理为:盛放物体的托盘对弹簧产生的压力,使弹簧压缩带动滑片P下移,从而使电压表的示数发生变化来指示物体的质量,弹簧压缩长度Δl与压力的关系如图乙所示。当被测物体质量较小时,质量仪比较精确,当物体质量较大时,则质量仪的量程变大。(托盘质量忽略不计)
(1)弹簧B的长度为 。
(2)电压表的示数为2伏时,计算被测物体的质量。
(3)若将甲装置中的弹簧A去掉,保持其他条件不变,通过计算在丙图中标出质量仪的零刻度线和量程(标出位置和具体数值)。
45.(2023 鹿城区模拟)为解决贵重物品落水后不易打捞的问题,某科学小组设计了一款“防沉水挂件”,部分电路如甲图所示。当配有挂件的物品掉入水中,气囊充气装置检测到电压变化,装置中的电爆管通电,药品分解产生气体,气囊缓慢鼓起,使得物品最终上浮。同时指示灯发光,提示物品位置。
(1)电路中湿敏电阻R的阻值随湿度变化情况如乙图所示。解释落水后该装置中指示灯发光的原因。
(2)电路中电源电压为1.5伏,指示灯的电阻恒为500欧姆,当指示灯两端的电压达到1伏时,计算此时电路消耗的功率?
(3)实验测得气囊内气体压强及体积随水的深度变化关系如下表所示。实验测得10米水深时,挂件恰好能使20克的物品浮出水面,计算水深2.5米时,防沉水挂件能上浮时,所带物品最大质量?
水的深度/米 0 5 10 15 20 25
气囊内气体压强/×105Pa 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
气囊体积/cm3 50.0 33.3 25.0 20.0 16.6 14.3
参考答案与试题解析
一.选择题(共26小题)
1.【解答】解:由题可知,毛皮比塑料易失去电子,所以用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,毛皮失去电子带正电,塑料丝和塑料管得到电子带负电;塑料丝向四周张开,静止在空中形状像“章鱼”,其科学原理是塑料丝因带同种电荷相互排斥。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
2.【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。
3.【解答】解:根据题意可知,“智能”开关和“手动”开关都能使电动机通电抬起道闸,所以“智能”开关和“手动”开关是并联的,能各自独立控制电动机;
光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明,灯泡能独立工作,这说明灯泡与电动机是并联的,“光控”开关与灯泡在另外的一条支路中,分析各个选项可知,A图符合题意。
故选:A。
4.【解答】解:由电路图可知,
A、两开关串联共同控制显示屏,两开关都闭合时显示屏工作,否则不工作,故A符合题意;
B、两开关并联,任何一个开关闭合显示屏都能工作,故B不符合题意;
C、只闭合开关S1,显示屏能够工作;再闭合S2,会造成电源短路,故C不符合题意;
D、只闭合开关S1,显示屏能够工作;只闭合S2,显示屏不能工作,两个开关同时闭合,会造成电源短路,故D不符合题意。
故选:A。
5.【解答】解:
A、由图知,电流表与R串联在电路中,电阻丝被短路,金属杆左右移动时电路中电阻不变,电源电压一定时,由I可知,电流表示数不变,故A不符合题意;
B、由图知,电阻丝的右侧部分与R串联,电压表测电阻丝的左侧部分两端电压,当向左的水流速度增大时,金属杆向左移动,电阻丝的右侧部分连入电路的阻值变大,由串联电路的分压原理知,电阻丝的右侧部分两端分得电压变大,即电压表示数变大,故B符合题意;
C、由图知,电阻丝的右侧部分与R串联,电压表和电阻丝的左侧部分被短路,所以金属杆左右移动时电压表示数都为0,故C不符合题意;
D、由图知,电阻丝的右侧部分、电流表、R串联,当向左的水流速度增大时,金属杆向左移动,电阻丝的右侧部分连入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压一定时,由I可知,电流表示数变小,故D不符合题意。
故选:B。
6.【解答】解:由取暖器倾斜或倾倒时,使电路断开,起到保护的作用,可知,保护装置相当于一个开关,故C正确。
故选:C。
7.【解答】解:由题意可知,开关S1闭合时电动机启动,再闭合开关S2时行车灯亮起,说明电动机和行车灯可以独立工作、互不影响即为并联;行车灯只有在电动机运行时才能亮起,这说明开关S1在干路中,开关S2与行车灯在一条支路中,故C正确。
故选:C。
8.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U关系图象,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R2两端的电压U2=14V,
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值:R270Ω,
将R1电阻更换为70Ω,根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时,滑动变阻器和定值电阻两端的电压相等,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,故B正确,ACD错误。
故选:B。
9.【解答】解:由题意,只有手动闭合S1,CO2达到定值时闭合S2电动机才工作,即两开关同时闭合时电动机才工作,只闭合其中一个开关电动机都不能工作,所以两开关串联后再控制电动机,由各选项图知,D正确,ABC错误。
故选:D。
10.【解答】解:根据实物图可知,先闭合S1,只有灯泡L2接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压;
再闭合S2,两个灯泡并联接入电路中,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压;
由于电源电压不变,所以再闭合S2时电压表示数不变;根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变大,即电流表示数变大,故A正确。
故选:A。
11.【解答】解:由题知,闭合S1和S2车门可解锁;闭合S3,车门可解锁。两种解锁方式互不影响,即S1、S2与S3并联后同时控制开锁模块,S1、S2同时闭合才能解锁,说明这两个开关是串联的。
由各选项电路图,ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
12.【解答】解:
A、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻R1两端的电压,身高越高,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据U=IR可知,R1两端的电压变小,电压表示数变小,故A错误;
B、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量电源的电压,电源电压不变,电压表示数不变,故B错误;
C、由图可知,该电路为串联电路,电压表串联接入电路中,电压表测量的是电源电压,移动滑片时,由于电源电压不变,电压表示数不变,故C错误;
D、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器下部分两端的电压,由于电压表所在电路相当于断路,滑片移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路中的电流不变,根据U=IR可知,与电压表并联部分两端的电压变大,电压表示数变大,故D正确。
故选:D。
13.【解答】解:根据题意可知,电动机正常工作电压为220伏,家庭电路的电压为220V,所以电动机与电热丝是并联接入电路中的,当手处于红外线感应范围内,自动感应开关S会闭合,它就正常工作,将手烘干,这说明开关能控制电动机和电热丝,所以开关接在干路中,根据选项可知,D正确。
故选:D。
14.【解答】解:估计待测电路中的电流应选用0~0.6A的量程,但误用0~3A的量程来测量,则分度值变大了,读数就不太准确了,且指针摆动角度小。
故选:D。
15.【解答】解:由图可知,电表表盘上标有A,这说明该表是电流表;电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.22A。
故选:A。
16.【解答】解:
由图可知,电流表与小灯泡并联,然后与电压表串联;
电流表相当于一根导线,则小灯泡被短路,小灯泡不发光,电压表与电流表串联接入电路中,此时电压表测量的是电源电压;由于电压表的电阻特别大,根据欧姆定律可知,电路中的电流特别小,电流表几乎无示数,故两表都不会被烧坏,电流表无示数,电压表有示数,电压表所测的电压与电源电压大小接近电源电压,故D正确,ABC错误。
故选:D。
17.【解答】解:由图可知,电表表盘上标有V,说明该表是电压表;由图知电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表的示数为1.8V。
故选:A。
18.【解答】解:A、电流表所选量程为0~3A,对应的分度值为0.1A;根据指针所指位置可读出电流值为1.3A,故A正确;
B、电流表所选量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A;根据指针所指位置可读出电流值为0.1A,故B错误;
C、电压表所选量程为0~15V,对应的分度值为0.5V;根据指针所指位置可读出电压值为12V,故C错误;
D、电压表所选量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;根据指针所指位置可读出电压值为2.6V,故D错误。
故选:A。
19.【解答】解:在小桶中加满不同的待测液体时,由G液体=m液体g=ρ液体Vg知,液体的重力与其密度成正比;由物体悬挂在弹簧下,知G桶+G液体=F拉,由在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比即F拉=kΔx,
故有G桶+ρ液体Vg=kΔx,
即ρ液体,
由于G桶、V、g、k都是定值,
故液体密度ρ液体与Δx为一次函数关系;
当弹簧伸长量Δx增大时,滑片P向下移动,
由电阻大小的决定因素知,在其它条件不变时,电阻与其长度成正比,
故液体密度ρ液体与电阻的变化量ΔR为一次函数关系;
A.选项中定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路的电流,由欧姆定律和串联电路电阻规律知电路电流I,电源电压和定值电阻的数值不变,随着RP的减小,电路电流I增大,但电流I与RP之间不存在一次函数关系,故电表刻度不能均匀表示液体密度的变化,故A错误;
B.选项中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,由欧姆定律知U0=IR0,由A选项知电路电流I与RP之间不存在一次函数关系,则电压U0与RP之间不存在一次函数关系,电表刻度不能均匀表示液体密度的变化,故B错误;
C.选项中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,由欧姆定律和串联电路电压规律得UP=U﹣IR0,已知电源电压U、定值电阻R0数值不变,则UP与I之间为一次函数关系,由A选项知电路电流I与RP之间不存在一次函数关系,则电压UP与RP之间不存在一次函数关系,电表刻度不能均匀表示液体密度的变化,故C错误;
D.选项中定值电阻与滑动变阻器串联,由于变阻器下端两个接线柱均接入电路,故变阻器在电路中仅作为定值电阻使用,电压表测量变阻器AP部分的电压,电压表示数UAP=IRAPΔR,已知电源电压、定值电阻和变阻器的数值均不变,则电压表示数与ΔR之间为一次函数关系,由于液体密度ρ液体与电阻的变化量ΔR为一次函数关系,所以电表刻度能均匀表示液体密度变化,且密度越大,读数越大,故D正确。
故选:D。
20.【解答】解:串联电路电阻关系:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,由题意知ab间的电阻为R,说明ab只有一个电阻R;cd间的电阻为2R,说明cd间有2个电阻R串联;bc间的电阻也为2R,说明bc间有2个电阻R串联,故B符合题意。
故选:B。
21.【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。
22.【解答】解:
A、如果灯L1断路,则电压表V1会和灯L2串联,电压表会有示数。不合题意。
B、电压表V1示数为零,灯L1短路。如果灯L1短路,则它两端的电压表也短路,即电压表V1示数为零。其它两表有示数,符合题意。
C、灯L2断路,整个电路就会断路,电压表V1和电流表会无示数,不合题意。
D、电流表A示数为零,灯L2短路。如果灯L2短路,灯L1正常工作,则电流表也有示数,不合题意。
故选:B。
23.【解答】解: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;
根据P=I2R可知:PR0R0,R0为定值电阻,所以PR0与电流表的示数IA成二次函数关系,其图像是开口向上的抛物线的一部分,由于电路中的电流不可能为0,所以该图像不过原点,根据选项可知,B正确。
故选:B。
24.【解答】解:根据图片可知,该电路为串联电路,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流;此时电压表的示数接近电源电压3V,而电流表的示数几乎为零。
A、①②之间断路时,整个电路被切断,此时没有电流经过电流表和电压表,所以它们的示数都是零,故A不合题意;
B、①②之间短路,那么电流表的示数为零,而此时电压表的示数肯定小于电源电压3V,故B不合题意;
C、②③之间断路时,电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以它几乎分得全部电压,示数接近3V,但是电路电流很小,则电流表示数几乎为零,故C符合题意;
D、②③之间短路时,电压表同时被短路,则它的示数为零,故D不合题意。
故选:C。
25.【解答】解:只闭合开关S时,两灯均不亮,说明有开路的地方,当同时闭合开关S和S1时,灯L1亮,L2不亮,说明是在L2灯处开路。
故选:B。
26.【解答】解:A、电流表均无示数,说明灯Ll断路;则L2完好,那么电压表应该有示数;故A错误。
BC、电流表有示数,说明灯Ll完好;则灯L2断路,电压表测量L1两端电压,故应该有示数;故B错误,C正确。
D、电流表均无示数,说明灯Ll断路;则L2完好,那么电压表应该有示数;故D错误。
故选:C。
二.填空题(共8小题)
27.【解答】解:(1)小明将摩擦过的琥珀靠近带负电荷的小球,现象如图所示,此时电荷间相互排斥,所以琥珀所带电荷种类是负电。
(2)A.物体的尖端可能容易放电,故A正确;
B.地电和天电本质是一样的,故B正确;
C.摩擦会使物体带电,不是产生电荷,故C错误;
D.除了摩擦使物体带电外,还有感应起电和接触带电,故D错误;
E.带不同电荷的物体接触后可能会发生电荷转移,故E正确。
故选:ABE。
故答案为:(1)负电;(2)ABE。
28.【解答】解:(1)老人乘坐电梯上楼时,其质量不变,高度增加,其重力势能增加;
(2)电梯踏板的表面设计了很多花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(3)由题意可知,老人需站上踏板,压力开关会自动闭合,电动机不工作;手需握住扶手,压力开关会自动闭合,电动机还不工作;再手动按下启动开关,电梯才会开始运行,即只有三个开关全部闭合时电动机才能工作,所以三个开关串联且与电动机串联,故B符合题意。
故答案为:(1)变大;(2)增大摩擦;(3)B。
29.【解答】解:
(1)气球在升空的过程中,高度增大,外界的气压减小,对气球的压力减小,外界气体的压力小于内部气体的压力,所以气球的体积会变大;
(2)根据题意可知,气压传感器的阻值会随所受气压的增大而增大,气球升空时,外界的气压减小,气压传感器的阻值变小;
A、由图知,该电路为串联电路,电压表测量电源的电压,当气压传感器的阻值发生变化时,电源电压不变,则电压表示数不变,故A不符合题意;
B、由图知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,高度升高时,气压传感器的阻值变小,根据串联电路的分压规律可知,传感器分担的电压减小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表示数变大,故B符合题意。
C、由图知,该电路为串联电路,电压表测量气压传感器两端的电压,高度升高时,气压传感器的阻值变小,根据串联电路的分压规律可知,传感器分担的电压减小,即电压表示数变小,故C不符合题意;
D、由图知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,高度升高时,气压传感器的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故D符合题意;
E、由图知,气压传感器被短路,只有定值电阻R0接入电路,电流表测通过R0的电流,因电源的电压和R0的阻值均不变,所以,当气压传感器的阻值发生变化时,电路中电流不变,即电流表示数不变,故E不符合题意;
故选BD。
故答案为:(1)变大;外界气体对球的压力变小;(2)BD。
30.【解答】解:(1)A为铅笔上某点在水中所成的像,往碗中加水,从同一位置观察,光线的折射点会向右偏移,所以观察到的A点的位置将向上移动;
(2)水通电后会产生氧气和氢气,化学方程式为:2H2O2H2↑+O2↑;
(3)将铅笔芯接入图示电路中,通电一段时间后,发现铅笔芯温度升高,电流表示数不断变大,说明电路中的电阻变小,即铅笔芯的电阻变小。
故答案为:(1)向上移动;(2)2H2O2H2↑+O2↑;(3)变小。
31.【解答】解:(1)当给蓄电池充电时,蓄电池内的能量转化过程是电能转化为化学能;
(2)使用时,闭合开关S,电动机开始工作,要想使电动机转速加快,即通过电动机的电流变大,根据欧姆定律可知,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,即将滑动变阻器的滑片向右端移动;
(3)用吸尘器吸取桌面纸屑时,吸尘器内空气流速大压强小,吸尘器外空气流速小压强大,在压强差的作用下纸屑被“吸”入吸尘器中。
故答案为:(1)电能转化为化学能;(2)右;(3)流体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小。
32.【解答】解:(1)要求到达一定深度时红灯亮报警,深度越深,压力越大,已知电流较小为绿灯,电流变大为红灯,故需使压力增大时,电路中电流增大,如图所示力敏电阻R与指示灯串联,当力敏电阻阻值减小时,电路中电流增大,故需使力敏电阻电阻随压力的增大而减小,分析甲图,力敏电阻A符合题意;
(2)发生危险时,S1闭合,此时电流经过指示灯和力敏电阻回到电源负极,电燃器被短路不工作;当遇到危险时,S1断开,此时指示灯、力敏电阻和电燃器串联,电燃器工作,点燃火药粉使电爆器工作。
故答案为:(1)A;
(2)发生危险时,S1闭合,此时电流经过指示灯和力敏电阻回到电源负极,电燃器被短路不工作;当遇到危险时,S1断开,此时指示灯、力敏电阻和电燃器串联,电燃器工作,点燃火药粉使电爆器工作。
33.【解答】解:(1)由图甲可知,R1、R2和电磁铁线圈串联在电路中,故电路中R1和R2的连接方式是串联;
(2)由图乙可知,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,故大苹果质量大对R1的压力大,R1电阻变小,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,吸引衔铁;
(3)小苹果会进入下通道,说明在压力较小时,电磁铁也能将衔铁吸下,由于电磁铁将衔铁吸下时的电流是一定的,即控制电路的总电阻是一定的;当压力较小时,由图乙可知,压敏电阻的阻值较大,而控制电路的总电阻是一定的,根据电阻的串联可知,滑动变阻器接入电路的阻值过小。
故答案为:(1)串联;(2)大苹果质量大对R1的压力大,R1电阻变小,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,吸引衔铁;(3)滑动变阻器接入电路的阻值过小。
34.【解答】解:(1)变阻器上旋钮滑片的材料是导体;
(2)驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,则应把O、E接入电路,如图所示;
(3)根据题意可知,当驾驶员向下踩“油门”踏板时,车速仪示数变大;
A、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,电压表测变阻器两端的电压,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻减小,串联电路中电压与电阻的关系,电压表示数变小,故A不符合题意;
B、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,电压表测电动机两端的电压,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻减小,串联电路中电压与电阻的关系,电压表示数变大,故B符合题意;
C、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,故C符合题意;
D、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,故D不符合题意;
故选:BC。
故答案为:(1)导体;(2)见解答过程;(3)BC。
三.实验探究题(共8小题)
35.【解答】解:
(1)由电路图知,小灯泡与LED灯串联,串联电路电流处处相等,所以小明说法错误;
(2)①实验中LED灯亮而小灯泡L不亮,小灯泡L不亮一定不是断路引起的,可能是短路,当将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端时,观察到小灯泡L发光,可以排除小灯泡L处短路;
②由题知LED灯的电阻大于小灯泡的电阻,而通过的电流相同,根据P=I2R知LED灯的实际功率大于小灯泡的实际功率小,所以LED灯亮而小灯泡L不亮。
故答案为:(1)串联电路电流处处相等;(2)①小灯泡L短路;②LED灯的电阻大于小灯泡的电阻。
36.【解答】解:(1)小红同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时存在的错误是没有断开开关;
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是电流表正负接线柱接反了;
(3)同学们在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了电流并记录在如下表格中。并立即得出了并联电路的电流规律,他们实验中的不足是:实验次太少,结论有偶然性;改进方法是换用不同规格的灯泡多次测量。
故答案为:(1)没有断开开关;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)实验次数太少,结论有偶然性;换用不同规格的灯泡多次测量。
37.【解答】解:(1)由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A;
(2)根据图丙可知,NM间距离X的变化相同时,oa段的电压变化量要大于ab段的电压的变化量,由于电路中的电流不变,根据R可知,oa段的电阻大,所以电阻丝A比电阻丝B的阻值大;
(3)a点表示滑片移到两电阻丝的交接处,若将电阻丝A更换成长度比它短的电阻丝c重新进行实验,在材料、横截面积不变的情况下,长度越短,电阻越小,总电阻越小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变大;电阻丝A的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,其两端分担的电压变小;由于电路中的电流变大,移动相同距离的情况下,电阻的变化量相同,根据U=IR可知,电压的变化量变大,由此可知,a点向③方向移动。
故答案为:(1)0.5A;(2)NM间距离X的变化相同时,oa段的电压变化量要大于ab段的电压的变化量,由于电路中的电流不变,根据R可知,oa段的电阻大;(3)③。
38.【解答】解:(1)利用欧姆定律R依次计算4组实验的电阻值为:5Ω、6.8Ω、8Ω、8.9Ω,灯泡在额定电压工作为正常发光,故第3组数据为正常发光,此时的电阻为
8Ω;
(2)改变电压,小灯泡的温度改变,电阻也改变,每次的电阻本来就不同,取平均值没有意义;
(3)为完成实验,可以只更换滑动变阻器,电源电压仍为4.5V,第1次实验时电压表示数最小为1V,则变阻器两端的最大电压为4.5V﹣1V=3.5V,由串联分压的规律可得:,即,解得R滑大=87.5Ω,即更换一个最大阻值不小于82.5Ω的滑动变阻器。
故答案为:(1)8Ω;(2)改变电压,小灯泡的温度改变,电阻也改变,每次的电阻本来就不同,取平均值没有意义;(3)更换一个最大阻值不小于82.5Ω的滑动变阻器。
39.【解答】解:(1)滑动变阻器滑片在最左端时阻值最大,故滑动变阻器选用右下接线柱与厚膜电阻串联在电路中,如下图所示:
;
(2)由表中数据可知,3次实验的电阻值为:
R148Ω,
R249Ω,
R348Ω,
则厚膜电阻的阻值为:
R48.3Ω;
(3)由图乙可知,镍铬合金丝的电阻随温度的升高而增大,导电金属陶瓷的电阻受温度的影响较小;保持滑片不变,开关闭合一段时间后,由于温度升高,镍铬合金丝的电阻随温度的升高而增大,而厚膜电阻的阻值受温度的影响不大,根据分压原理,滑动变阻器两端电压增大,根据串联电路电压规律,厚膜电阻两端减小,即电压表示数减小。
故答案为:(1)见解答图;(2)48.3;(3)镍铬合金丝的电阻随温度的升高而增大,导电金属陶瓷的电阻受温度的影响较小。
40.【解答】解:(1)闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,则故障原因可能是灯泡断路;
(2)额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,则灯泡正常发光时的电阻约为:
I;
电源电压恒为6V,根据串联电阻的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻约为:
R滑;
考虑到0.1A小于0.21A,故要完成该实验,可选用的滑动变阻器是“20Ω 0.5A;
故选:B;
(3)当灯泡实际电压为额定电压一半时,即为1.25V时,对应的电流约为0.15A,如下图所示:
实际电功率为:
P1=U1I1=1.25V×0.1A=0.125W;
当灯泡实际电流为额定电流的一半时,即约为0.10A时,对应的电压为0.7V,实际电功率为:
P2=U2I2=0.7V×0.10A=0.07W;
P1 大于P2。
故答案为:(1)灯泡断路;(2)B;(3)大于。
41.【解答】解:(1)根据R分别计算三组电阻值,进一步计算三组电阻值的平均值;
(2)串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得,即,
滑动变阻器接入电路最大阻值时,,
串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压为3V,当滑动变阻器接入电路最大阻值时定值电阻两端电压:UR3V=2V,
根据串联分压原理可知此时滑动变阻器两端的电压最大,根据串联电路电压规律可知此时定值电阻两端的电压最小,所以定值电阻两端的电压大于等于2V,无法达到要求的电压表的指针偏转要在满刻度的3V=1V到3V=2V之间,Q其原因是滑动变阻器的最大阻值太小;
(3)分析图像可知温度恒定时,灯泡的电阻是不变的,常温下灯泡的电阻是变化的,所以灯泡电阻变化的原因是灯泡电阻受温度影响很大;
根据电路的热效应可知实验开始时,电流的热效应未使灯丝温度明显升高,灯丝电阻没有明显变化,当电流通过灯丝产生的热量大于其向空气中散失的热量时,灯丝温度持续升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)根据R分别计算三组电阻值,进一步计算三组电阻值的平均值;(2)滑动变阻器的最大阻值太小;(3)灯丝的电阻先不变后变大,灯丝电阻受温度影响很大。
42.【解答】解:(1)根据图乙可知,当烟雾增大时,衔铁被吸下来,接通报警器所在的电路而报警。此时电磁铁的磁场增强,电流增大,而总电阻减小,也就是光敏电阻的阻值减小,故选B。
(2)根据欧姆定律可知,R的阻值为:R30Ω;当通过线圈的的电流为250mA时,电路中的总电阻为:,此时 RP=R'﹣RX=24Ω﹣15Ω=9Ω答:应将滑动变阻器连入电路的阻值调节为9欧。
(3)当烟雾较小时,光敏电阻的阻值增大,为了使衔铁被吸合;
A、为了保持磁场强度不变,需要保持电流不变。根据R总=R1+R2可知,此时总电阻增大,根据U=IR可知,此时需要增大电源电压,故A符合题意;
B、为了保持磁场强度不变,需要保持电流不变。当电源电压不变时,需要控制总电阻不变。根据R总=R1+R2可知,此时需要更换阻值更小的保护电阻。但是保护电阻太小,可能造成电源烧坏,故B不合题意;
C、总电阻增大时,通过电磁铁的电流减小。为了保持电磁铁的磁场强度不变,可以换用线圈匝数更多的电磁铁,故C符合题意;
D、增大线圈和衔铁之间的距离时,根据杠杆的平衡原理可知,此时磁力的力臂减小,为了吸合需要更大的磁场,故D不合题意;
E、根据B中分析可知,如果保持保护电阻不变,而换用阻值更小的线圈,则可以保持电流不变,电磁铁的磁场不变,故E符合题意。
故选:ACE。
故答案为:(1)B;(2)应调节滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω;(3)ACE。
四.计算题(共1小题)
43.【解答】解:(1)为测得小灯泡正常发光时电阻,应使灯泡两端电压为额定电压,故需进行的操作:移动滑片使电压表示数为12V;
(2)水的比热大,吸收灯丝热量后,温度基本保持不变;且蒸馏水是绝缘体,不会对电路的电阻效果造成影响;
(3)由图丙可知,灯丝温度不变时,电阻保持不变,图乙中电压2﹣12V范围内,电阻值保持不变,说明灯丝温度不变,即产热和散热平衡。
五.解答题(共2小题)
44.【解答】解:(1)由图乙可知,弹簧A与弹簧B并联,托盘刚好接触到弹簧B时,弹簧A被压缩的长度为0.2m,因此弹簧B的长度LB=1m﹣0.2m=0.8m;
(2)由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器滑片P上部分电阻的电压,
由于电压表在电路中相当于断路,滑动变阻器始终以最大阻值接入电路中,无论如何移动滑片P,电路中的总电阻不变,电流不变,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的电流:I0.3A,
由欧姆定律可知,滑片P上部分电阻的阻值:R上Ω,
此时滑片P上部分电阻丝的长度:L0.3m=0.2m,
则此时弹簧A的压缩长度:Δl=L=0.2m,
由图乙可知,此时被测物体对弹簧A的压力F=2N,
则被测物体的重力:G=F=2N,
由G=mg可知,被测物体的质量:m0.2kg;
(3)由图乙可知,弹簧A的压缩长度Δl与压力的关系为FA=kAΔlA,
当FA=2N时,ΔlA=0.2m,即2N=kA×0.2m,
解得:kA=10N/m,
则FA=10N/m×ΔlA,
当弹簧A的压缩长度为ΔlA时,弹簧B的压缩长度为ΔlA﹣0.2m,
则弹簧A和弹簧B的压缩长度Δl与压力的关系为FA+FB=10N/m×ΔlA+kBΔlB=10N/m×ΔlA+kB×(ΔlA﹣0.2m),
当FA+FB=5N时,ΔlA=0.3m,即5N=10N/m×0.3m+kB×(0.3﹣0.2m),
解得:kB=20N/m,
则FB=20N/m×ΔlB,
由图甲可知,托盘中没有放物体时刚好接触到弹簧B时,滑片P上部分电阻丝的长度:L=1m﹣0.8m=0.2m,
由(2)可知,此时电压表的示数为2V,
即丙图中2N的位置为质量仪的零刻度线;
当滑片P移至最下端时,弹簧B受到的压力最大,
由欧姆定律可知,此时电压表的示数:U大=IR=0.3A×10Ω=3V,
由R的长度为0.3米可知,托盘中放入物体时滑片移动的最大距离:ΔlB大=0.3m﹣0.2m=0.1m,
物体对弹簧B的最大压力:FB大=20N/m×ΔlB大=20N/m×0.1m=2N,
被测物体的最大重力:G大=FB大=2N,
由G=mg可知,被测物体的最大质量:m大0.2kg,
即丙图中3N的位置为质量仪的最大测量值,为0.2kg,如图所示:
。
答:(1)0.8m;
(2)被测物体的质量为0.2kg;
(3)见解答图。
45.【解答】解:(1)由图乙可知,落水后,湿敏电阻的阻值变小,电源电压不变,由可知,电路中电流变大,指示灯的实际功率变大,故指示灯发光;
(2)由图甲可知,指示灯与湿敏电阻串联,当指示灯两端的电压达到1伏时,电路中的电流为,
此时电路消耗的功率:P=UI=1.5V×0.002A=0.003W;
(3)设挂件的质量为m1,
要想使物品上浮,其所受的浮力至少要等于其自身的重力,
即F浮=G=mg,
实验测得10米水深时,挂件恰好能使20g=0.02kg的物品浮出水面,由表中数据可知,此时气囊排开水的体积为V排1=25cm3=2.5×10﹣5m3,
ρ水gV排1=(m物1+m1)g
挂件的质量:m1=ρ水V排1﹣m物1=1×103kg/m3×2.5×10﹣5m3﹣0.02kg=0.005kg,
由表中数据可知,气囊内气体的压强与气囊的体积乘积为定值,则当水深为2.5m时,气囊内气压为1.25×105Pa,气囊体积为40cm3=4×10﹣5m3,
则ρ水gV排2=(m物2+m1)g
所带物品最大质量:
m物2=ρ水V排2﹣m1=1×103kg/m3×4×10﹣5m3﹣0.05kg=0.035kg=35g
答:(1)由图乙可知,落水后,湿敏电阻的阻值变小,电源电压不变,由可知,电路中电流变大,指示灯的实际功率变大,故指示灯发光;
(2)当指示灯两端的电压达到1伏时,此时电路消耗的功率为0.003W;
(3)水深2.5米时,防沉水挂件能上浮时,所带物品最大质量35g。