【精品解析】2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷:第十六章 电压 电阻(较难)

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名称 【精品解析】2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷:第十六章 电压 电阻(较难)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-03-05 08:03:53

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2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷:第十六章 电压 电阻(较难)
一、选择题
1.在确保电路安全的前提下,在下面甲图和乙图中的圆圈内,填入合适的电流表和电压表,闭合开关后,下列说法不正确的是(  )
A.甲图中L1和L2可能串联 B.甲图中L1和L2可能并联
C.乙图中R1和R2可能并联 D.乙图中R1和R2可能串联
2.(2018九上·福田期中)在如图所示的电路中,S闭合后下列各种情况正确的是(  )
A.如果甲、乙、丙是电压表,当S1闭合后U丙=U甲 =U乙
B.如果甲是电压表,乙、丙电流表,S1断开形成串联电路
C.电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D.如果电路是并联电路,则乙表的示数大于丙表的示数
3.(2024九上·重庆市期末)如图所示的电路中,小灯泡L1的电阻为4Ω,小灯泡L2的电阻为6Ω,电源由2节新干电池串联而成.下列说法中正确的是(  )
A.闭合开关S后,灯L1、L2并联且都能发光
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,闭合开关S后,灯L1、L2两端的电压均为1.5V
C.将导线b拆除,闭合开关S后,通过灯L1、L2的电流均为0.3A
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上,闭合开关S后,电路中的总电流为0.75A
4.(2023九上·临潼期中)如图所示,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是(  )
A.电流表A1只测量通过L2的电流
B.断开S1,电流表A1的示数变小
C.L1被短路时,L2正常发光
D.若L1比L2更亮,则说明L1两端的电压比L2两端的电压大
5.(2023九上·南京月考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中只有一个电流表的示数变大,一只灯泡变亮,下列关于其故障及元件的工作状况说法正确的是(  )
A.可能是L1断路,V表示数变大,L2变亮
B.可能是L2短路,A2表示数变大,L1变亮
C.电压表短路,A1表示数变大,L2变亮
D.可能是L1短路,A2表示数变大,L2变亮
6.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(  )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
7.(2018九下·金溪月考)如图所示的坐标图,如果可以给这个坐标图的横纵坐标加上一些适当的物理量及单位,可以用来说明(  )
A.匀速直线运动中速度与所运动路程的关系
B.导体的电阻与其两端的电压的关系
C.燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系
D.晶体加热时温度与时间的关系
8.(2024九上·朝阳月考)2022年10月12日,三名航天员在中国空间站的“问天”实验舱,为全国的中小学生进行了第三次天宫授课。下面关于太空生活的说法中合理的是(  )
A.空间站核心舱中分子间不再存在相互作用的引力或斥力
B.航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式,以便统一控制
C.太阳能电池板工作时,将太阳能转化为化学能
D.实验舱中的屏幕,主要是由半导体材料制成的
9.当温度降到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作:
A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电热丝 D.输电导线
10.图所示为滑动变阻器的四种接线方法.把它们分别连接在电路中,当滑片P向右移动时,可使通过滑动变阻器的电流变大的接法是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.(2023九上·广州期末) 如图所示, 在烧杯中加入盐水, 然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知: 锌片是盐水电池的     极。
12.(2017九上·梧州月考)小明在某次实验中采用图中所示的电路图,L1、L2是两个型相同的灯泡,灯泡电阻12Ω,① L1、L2是   联电路;②电流表A1的示数为   A、电压表的示数为   V;③电源电压为   V.④如果电流表A的读数为2.6A,则通过灯L2的电流为   A.
13.(2024九上·大渡口期末)现有一热敏电阻,其阻值R随温度t的升高而减小,部分数据如表所示,利用它可以制作温度报警器,其电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内一个接热敏电阻,一个接定值电阻,电源电压恒为12V,当图中的输出电压达到或超过8V时,便触发报警器(图中未画出)报警,不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40℃时开始报警,则热敏电阻应接在虚线框   (填数字)内,另一虚线框内定值电阻阻值为   k。
环境温度t/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R/kΩ 6.0 4.4 2.8 1.8 1.1 0.8 0.7
14.(2018九上·北京期末)在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示 . 请根据表中数据归纳出U与R的关系:U=   ;
15.(2018九上·广州月考)如图所示的电路,闭合电键,两灯均发光.
①若在电路中添加一根导线,连接在a、b、c、d四点中的两点.为避免实验中电 源短路,导线不能连接   两点.
②若过了一会儿,两灯都熄灭了.已知电路中只有一处故障,且发生在 L1或 L2.
(a)经过思考,小华认为故障   是短路.(选填“一定”、“可能”或“一定 不”)
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点.当小灯L3连接的是   两点时,闭合电键S,观察到小灯 L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上.
16.(2023九上·高州月考)电动自行车具有轻便、节能、环保等特点,为人们所喜爱。如图所示,跨上自行车后,将图中车钥匙插入锁孔并顺时针拧动一下,车子就通电了,但不会行驶,再将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快。车钥匙实质相当于一个   ,右手把实质相当于一个   ;给电动自行车充电时,电瓶相当于   (电源/用电器)。
三、实验探究题
17.(2023九上·沈阳期中)学习了电学知识后,小虹对水果电池和发光二极管都非常感兴趣,如图甲所示,他把两种不同的金属片A、B插入柠檬,制成的“水果电池”与电压表连接在一起,电压表示数为0.3V。小刚了解到:发光二极管具有单向导电性,其电学符号与正负极,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“-”极流入时二极管不能发光。
(1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管,要使二极管发光,金属片   (选填“A”或“B”)要接二极管负极;水果电池连接好二极管后,二极管发出微弱的光, 此时水果电池主要实现了把化学能转化为   能。
(2) 妈妈从市面上买回一个变光二极管给他。通过实验发现,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光 ,则该变光二极管的内部结构可能是图中的   。
(3)小虹还发现用电器可以并联或串联,开关也能并联或串联,从而达到不同的控制效果。高铁内每节车厢一般有两个洗手间。如果这两个洗手间都有人并且锁门时,“有人”的指示灯亮起来。如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时,灯不亮表示可以使用。门的插销相当于一个开关。要实现这个功能,需要将两个开关    (选填“串联”或“并联”)起来。以下情景中开关也需如此安装的有    。
A. 楼道里的电灯,夜间有人走动发出声音时会亮
B. 卧室门口有开关,床头也有开关,都能单独控制卧室里灯的亮与灭
C.电扇除了电源开关,里有还有保护装置,也相当于一个开关,运行的电扇倾倒时,这个开关会断开,电扇停止转动,避免危险发生
D.烟雾报警器有两个触发开关,一个是探测烟雾的,浓度达到一定程度,开始报警:另一个是探测温度的,温度达到一定的程度,也会开始报警
(4) 小虹家电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关,当冰箱门打开时,与开关相连的弹簧伸长,开关闭合使冰箱内的照明灯发光;当冰箱门关闭时,弹簧被压缩,开关断开使冰箱内的照明灯熄灭。下列符合要求的电路是    。
18.(2019九上·江苏期中)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路.
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是   .
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是   (写出一种即可).
(3)排除故障后,小明进行实验,并把数据记录在下表中.
UAB/V UBC/V UAC/V
2.0 2.0 4.0
分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的总电压   各部分电路两端电压之和:
②串联电路中,各部分用电器两端电压相等.
(4)小明和小华对实验进行讨论,小华认为结论②是错误的,造成结论错误的原因可能是   ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是   .
(5)两同学改进设计实验方案得出了正确的实验结论.实验结束后,他们应先   ,拆除   两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材.
四、计算题
19.(2017九上·北京期中)如图所示,电源电压保持不变.当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过R2的电流为多少安?(要求画简化电路图)
五、科普阅读题
20.(2022九上·海淀期中)请阅读《热敏电阻》并回答题。
热敏电阻
导体的导电能力,除了与导体的材料、长度和横截面积有关之外,还与导体的温度等因素有关。传统金属材料的导电能力通常随温度的升高而减弱,而有些半导体材料在温度升高时导电能力会增强,有些半导体材料在温度升高时导电能力也会减弱。可以利用这样的半导体材料制作热敏电阻,从而将温度这一热学量转换为电阻这一电学量。热敏电阻包含两类:负温度系数热敏电阻(NTC)和正温度系数热敏电阻(PTC)。NTC热敏电阻大多是以锰、钴、镍和铜等金属的氧化物为主要成分经过煅烧而制成的半导体元件,具有寿命长、灵敏度高等特性,NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小。PTC热敏电阻是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶瓷元件,它的电阻值能够在很小的温度范围内急剧增大,如图所示。虽然这一变化不是线性的,但是这些材料对于制造“过电流保护装置”来说非常有用。当电路正常工作时,PTC热敏电阻的温度与室温相近,电阻很小,而当电路因故障出现电流过大时,PTC热敏电阻迅速发热导致温度升高,当温度超过某一临界温度时,PTC热敏电阻阻值会瞬间急剧增大,于是电路中的电流迅速减小到安全值,达到保护电路的目的,同时因为电流减小,热敏电阻单位时间内产生的热量也随之减少,温度会迅速降下来。
根据以上材料,回答下列问题:
(1)利用半导体材料制作热敏电阻,可以将温度这一热学量转换为   这一电学量,实现物理量的转换测量;
(2)对于一个NTC热敏电阻,当该热敏电阻的温度降低时,其电阻值将   ;
(3)图中分别画出了NTC热敏电阻和由传统金属材料制成的电阻阻值与温度的关系,其中图线   (选填“1”或“2”)所代表的电阻是由传统金属材料制成的;
(4)根据PTC热敏电阻的特性,请设计一种PTC热敏电阻在生活或生产中可能的应用   。
六、综合题
21.(2019九上·安丘期中)力传感器
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩。力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1﹣U2)输出,用来反映力F的大小。金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
阅读短文,回答问题
(1)这种力传感器是将力的大小转换为   (选填“电流”或“电压”)的装置。
(2)作用在弹簧钢自由端向下的作用力F增大时,下列说法正确的是 。
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻变小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而   (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)进行温度补偿时,为了给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而   的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】对于甲图,如果如下图添加电压表和电流表,则两灯并联,
如果如下图添加电压表和电流表,则两灯串联,
所以甲图中L1和L2可能串联也可能并联,A、B说法正确,但不符合题意。
对于乙图,如果两表都是电流表,则电源短路; 如果两表都是电压表,则电路是只有R2的简单电路。
如果如下图添加电表,只有R2的简单电路,
如果按下图添加电表,则电路是并联电路。
所以乙图中,R1和R2不可能串联。D说法错误,符合题意。
故选D
【点评】解决本题的关键是熟知电路的连接.注意要先识别出电路的连接方式后,再连接.
2.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;并联电路的电流规律;电压表的连接
【解析】【解答】如图当S和S1闭合后,三表若是电压表,则电压表甲测量R1两端电压,电压表乙测量R2两端电压,电压表丙测量电源电压,电路为串联电路,故三者读数一定不等,A不符合题意;若甲是电压表,乙丙是电流表,S闭合,S1断开,电路形成并联电路;电路中甲表和乙表不能同时为电流表,否则构成短路;如果电路是并联电路,则S1断开,乙丙为电流表,乙测量干路电流,丙测量支路电流,故乙表的示数大于丙表的示数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电路的连接,电流表要和用电器串联使用,电压表和用电器并联使用,再分析开关在不同情况下各表的位置。
3.【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】A.闭合开关S后,电流将从电源正极经导线b和开关S回到电源负极,会造成电源短路,灯L1、L2都不能发光,故A错误;
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,电流从电源的正极出发,分别经两灯泡后汇合后经开关回到电源的负极,则灯L1、L2并联。电源是由两节干电池串联组成的,则电源电压为3V,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯L1、L2两端的电压均为3V,故B错误;
C.将导线b拆除,此时两灯泡串联。此时电路的总电阻R=R1+R2=4Ω+6Ω=10Ω,此时通过灯L1、L2的电流,故C正确;
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上时,此时灯L1、L2并联。此时通过L1的电流为:,通过L2的电流为:,则总电流I总=I1+I2=0.75A+0.5A=1.25A,故D错误。
故选C。
【分析】A.注意短路对灯泡的影响;
B.并联电路中,总电压等于各支路两端电压;
C.首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,然后根据计算通过灯泡的电流。
D.并联电路的总电流等于各支路电流之和。
4.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;电压表的连接;并联电路的电压规律
【解析】【解答】A. 灯泡L1和L2并联,电流表A1测量干路电流,故A错误
B.当断开开关S1、灯泡L1不发光,只有L2正常发光 ,干路电流变小,故B正确
C.灯泡L1和L2并联,L1被短路时,L2也短路,故C错误
D.灯泡L1和L2并联,无论灯的亮暗如何,两灯两端的电压一样,故D错误
【分析】理解并联电路的电流规律是干路电流等于支路电流和,并联电路电压处处相等,各用电器可以独立工作,也可以同时工作
5.【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】A.L1断路时,此时电压表与灯泡L2串联。由于电压表的内阻很大,因此电流很小,灯泡L2不发光,故A不合题意;
B.L2短路时,此时只有L1,此时总电阻减小,则总电流变大,即两个电流表的示数都变大,故B不合题意;
C.电压表短路,则灯泡L1和A2都被短路,则灯泡L1不发光,A2的示数减小。由于总电阻减小,所以总电流变大,即A1表示数变大,L2变亮 ,故C符合题意;
D.L1短路时,总电阻变小,则总电流增大,那么A1和A2的示数都变大,故D不合题意。
故选C。
【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
6.【答案】C
【知识点】电阻
【解析】【解答】导体的电阻是导体本身的一种性质,它不随通过它的电流以及它两端的电压的
改变而改变,只与导体本身的材料、长度、横截面积以及温度有关,从图中可以看出,电压为0时,电流为0,但导体的电阻并没有变,且电压增大时,电流也增大,但电压与电流的比值即电阻不变,仍是5Ω,故A、B错,C对;从图中可知,当导体两端的电压为2V时,电流为0.4A。
【分析】U—I图像是一种常见的物理图像,若是一条直线,其斜率表示电阻的大小。本题主要考查从图像中获取有效信息的能力,难度中等。
7.【答案】C
【知识点】晶体和非晶体;热量的计算;匀速直线运动特点;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A. 匀速直线运动中速度是不变的,即速度随运动路程没有变化,画出图像应为水平线,故不可以表示;
B. 导体的电阻是导体本身的属性,由材料、粗细和长度决定,与其两端的电压无关,所以不能表示;
C. 根据 可知,燃料完全燃烧放出的热量与质量成正比,可以用此图像来表示,横坐标为质量,纵坐标为热量即可;
D. 晶体加热时温度先升高,达到熔点后,吸热温度不变,全部熔化为液体后,温度再升高,画出图像中间也有水平的一段,故不能表示;
故答案为:C。
【分析】从图象上可以看出,该图象反应的物理量之间成正比关系,从所学物理规律中找到对应的物理量即可.
8.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.空间站核心舱中分子间仍然存在相互作用的引力或斥力,故A错误;
B.航天器中各工作单元的电路都应采用并联方式,这样其中一个单元损坏,其它的单元照常工作,故B错误;
C.太阳能电池板工作时,将太阳能转化为电能,故C错误;
D.实验舱中的屏幕,主要是由半导体材料制成的,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据分子之间作用力的知识判断;
B.串联时不相互影响,并联时不相互影响;
C.根据能量转化的知识判断;
D.根据半导体材料的应用判断。
9.【答案】D
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】假如科学家已研制出常温下就能使用的超导体,利用超导体的零电阻可以实现远距离输电,也可以做电动机线圈等.
所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作.A、B、C中都是利用电流热效应工作的.不符合题意.
故选D.
【分析】解答本题需掌握:超导现象是电阻为零的现象,超导体适合制作输电导线和电动机线圈等.本题主要考查学生对:超导体的特点,以及应用的了解和掌握,是一道基础题.
10.【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】解:A、电阻丝没有接入电路,当滑片P向右移动时,不会改变电路中的电阻,电流不变,所以该选项不正确.
B、图中将变阻器的下面两个接线柱连入电路,当滑片P向右滑动时,不会改变连入电路的电阻丝的长度,所以不会改变电阻,则电流不变,所以该选项不正确.
C、图中接法,滑片右边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变短,电阻变小,则电流变大,所以该选项正确.
D、图中接法,滑片左边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大,则电流变小,所以该选项不正确.
故选C.
【分析】(1)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电源电压不变,电阻变大,则电流变小,电阻变小则电流变大.
(2)哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分.
 
11.【答案】负
【知识点】电压和电压的单位换算
【解析】【解答】根据图示可知,因为锌片与电压表的负接线柱相连,且电压表正向偏转,因此锌片为盐水电池的负极。
【分析】电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,电源内部电流是由负极到正极。
12.【答案】并;1;12;12;1.6
【知识点】电流表的连接;并联电路的电流规律;电压表的连接
【解析】【解答】(1)由图可知,电流从电源正极出发,先经过电流表A,然后分成两条支路,一条支路通过灯L1回到电源的负极,另一条支路通过灯L2和电流表A1回到电源的负极,所以该电路为并联电路;(2)由图可知,电流表的量程为0-3A,分度值为0.1A,所以电流表示数为1A;
灯L1两端的电压为即电压表的示数为: ;(3)由图可知,电压表测量的支路电压,也是电源电压,故电源电压为:12V;(4)如果电流表A的读数为2.6A,根据并联电路的电流规律可知,通过灯L2的电流为
故答案为:(1)并;(2)1;12;(3)12;(4)1.6.
【分析】根据电流的路径分析电路的连接方式;结合电流表、电压表的量程和分度值读数电表的示数;根据并联电路的电流规律求出通过灯L2的电流.
13.【答案】2;2.2
【知识点】串联电路的电压规律
【解析】【解答】根据表格数据可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,因此温度升高时热敏电阻的电压减小。根据U总=U+U0可知,定值电阻两端电压增大。根据温度升高电压增大可知,2为热敏电阻,1为定值电阻。
根据表格数据可知,40℃时热敏电阻的阻值为1.1kΩ=1100Ω,
此时电压表的示数为8V,而压敏电阻的电压为:U0=U总-U=12V-8V=4V,
根据串联电路的电压与电阻成正比,得到:;

解得:R0=2200Ω=2.2kΩ。
【分析】根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律,再结合串联电路的分压规律分析解答。
14.【答案】0.5V/Ω ·R + 2V
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】分析表格数据可知电压增大时,电阻的阻值增大,两者成一次函数关系,所以设U与R的关系为: ,带入表中的两组实验数据得:
…①
…②
①②联立方程可得:k=0.5 V/Ω,b=2 V,
所以U与R的关系: .
故答案为:0.5V/Ω ·R + 2V .
【分析】已知电压与电阻为一次函数关系,根据表中不同电压时的电阻值,列出一次函数关系式,解方程组即可得出电压与电阻的关系式 .
15.【答案】ac;一定不;bc或dc
【知识点】电路的三种状态;电路故障的判断
【解析】【解答】①电源短路是指不经过用电器,用导线直接将电源的两极进行连接的电路,因此,读图可以知道,为避免实验中电源短路,导线不能连接ac两点。
②(a)L1和L2串联,闭合开关,电路正常工作,L1和L2都发光,说明电路正常;经过一段时间,两灯都熄灭,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L1和L2上,则L1灯断路或L2断路,一定不是短路。
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点,当小灯L3连接的是bc或dc两点时,闭合电键S,观察到小灯L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上。因此,本题正确答案是:①ac;②(a)一定不;(b)bc或dc.
【分析】①不经过用电器,用导线直接将电源的两极进行连接的电路会造成电源短路,此时会损坏电源;
②两灯串联在电路中,电流只有一条路径,若一只灯泡发生短路,则电路中无电流通过,两灯都不会亮; 添加一只完好的小灯L3, 当小灯L3连接的是bc或dc两点时,小灯L3始终不发光,则故障一定发生在L1上。
16.【答案】开关;滑动变阻器;用电器
【知识点】电路的构成及电路图;变阻器
【解析】【解答】(1)电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以这车钥匙其实就是一个开关。
(2)电动自行车将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,说明这右手把能改变电路中的电流,则这右手把就相当于一只滑动变阻器。
(3)给电动车的电瓶充电时,是将电能转化为化学能,此时电瓶相当于用电器。
【分析】(1)开关串联电路中,能起到控制电路中电流通断的作用。
(2)滑动变阻器可以改变通过用电器的电流。
(3)给电池充电的过程,消耗电能,获得化学能。
17.【答案】(1)B;电
(2)C
(3)串联;AC
(4)B
【知识点】能量的转化或转移;串、并联电路的设计;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)①根据电压表的使用方法可知,与“3”相连的A为正极,B为负极。那么要使二极管发光,则二极管的负极要与电源的负极B相连;
②水果电池主要实现了把化学能转化为电能。
(2)发光二极管具有单向导电性,如果两个二极管串联,那么电流方向是一定的,那么要么二者同时发光,要么二者都不光,与题意不符。让两个二极管并联,然后连接方向相反,即可实现题目的要求,故选C。
(3)根据题意可知,只有两个开关都闭合时灯泡才能发光,即两个灯泡相互影响,那么二者串联。
A.分析可知,只有光控开关和声控开关同时闭合时,灯泡才能发光,即二者相互影响,应该为串联,故A符合题意;
B.卧室里的两个开关为单刀双掷开关串联,故B符合题意;
C.根据题意可知,只有两个开关同时闭合,风扇才能转动,则二者相互影响,那么为串联,故C符合题意;
D.根据题意可知,两个开关独立控制报警器,二者不相互影响,应该为并联,故D符合题意。
故选ABC。
(4)根据图片A、C、D可知,当冰箱门打开时弹簧伸长,此时开关断开,故A、C、D不合题意;
根据图片B可知,当冰箱门打开时弹簧伸长,此时开关闭合,故B符合题意。
故选B。
【分析】(1)①电压表的“+”接线柱与正极相连,“-”接线柱与负极相连,据此确定水果电池的正负极方向,再根据二极管的接线方法分析解答。
②根据能量转化的知识解答;
(2)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,结合二极管的单向导电性分析解答;
(3)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,据此分析开关的串并联关系即可。
(4)对各个选项中的装置进行分析,推测工作过程,与题目描述一致的就是正确选项。
18.【答案】(1)调零
(2)L2断路(或L1短路等等,合理都可以)
(3)等于
(4)选用了规格相同的灯泡进行实验;实验次数太少,结论不具有普遍性
(5)断开开关;电源
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) 由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;(2) 由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,电压表示数为零,且只有L1或L2中的一处发生故障;若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路;若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路;(3) 由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和;(4) 由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;(5)本着安全用电原则,实验结束整理器材时应:先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材
【分析】“探究串联电路电压的规律” 在连接电路前,检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,闭合开关S后,电压表示数为零,若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路,若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,选用了规格相同的灯泡做实验 ,会使各部分电路两端电压相等,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验,实验结束整理器材时应:先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材.
19.【答案】(1)解:当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R1短路,电路中只有R2,如下图1所示,电压表示数为6V,即电源电压为6V;
当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电压表测R2的电压,如上图2所示,此时电压表示数为4V,根据串联电路电压的规律,则R1两端的电压为:U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V
答:当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为2V
(2)解:当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,如上图3所示,电流表A测总电流,电流表A1测通过R1的电流;根据并联电路电流的规律可得,通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A
答:当S1、S3闭合,S2断开时,通过R2的电流为0.3A
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【分析】分析开关转换时电路的连接,并画出等效电路图:根据串联电路电压的规律及并联电路电流的规律计算即可.
20.【答案】(1)电阻
(2)增大
(3)1
(4)电蚊香加热器
【知识点】电阻;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)利用半导体材料制作热敏电阻,对温度敏感的电阻,温度发生变化时,电阻发生变化,故可以将温度这一物理量转换为电阻这一物理量。
(2) NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小,对于一个NTC热敏电阻,温度降低时,电阻增大。
(3) NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小,故2是热敏电阻的图像,而1是传统的材料的电阻图像,温度越高,电阻的越大。
(4)根据PTC热敏电阻特点,可以制成“过电流保护装置”,比如电蚊香加热器;当电路正常工作时,PTC热敏电阻的温度与室温相近,电阻很小,而当电路因故障出现电流过大时,PTC热敏电阻迅速发热导致温度升高,当温度超过某一临界温度时,PTC热敏电阻阻值会瞬间急剧增大,于是电路中的电流迅速减小到安全值,达到保护电路的目的,同时因为电流减小,热敏电阻单位时间内产生的热量也随之减少,温度会迅速降下来。
【分析】(1)半导体材料随环境变化,电阻变化;
(2)根据电阻和温度的关系图像,判断电阻的变化趋势;
(3)金属导体的电阻随温度升高而变大;
(4)热敏电阻随温度变化而变化;可以制成“过电流保护装置”,比如电蚊香加热器。
21.【答案】(1)电压
(2)D
(3)增大
(4)减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置;(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小,故答案为:D;(3)压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大。(4)未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻;
故答案为:(1)电压;(2)D;(3)增大;(4)减小。
【分析】(1)力的大小不同,反应在电路中是分压的不同,则电压表不同;
(2)电阻大小和导体的长度有关,导体越长电阻越大;
(3)当电阻变大,分压变大,测量此处的电压表示数变大;
(4)若使电流不变,当感应电阻变大时,则应减小与之串联的电阻的大小。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷:第十六章 电压 电阻(较难)
一、选择题
1.在确保电路安全的前提下,在下面甲图和乙图中的圆圈内,填入合适的电流表和电压表,闭合开关后,下列说法不正确的是(  )
A.甲图中L1和L2可能串联 B.甲图中L1和L2可能并联
C.乙图中R1和R2可能并联 D.乙图中R1和R2可能串联
【答案】D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】对于甲图,如果如下图添加电压表和电流表,则两灯并联,
如果如下图添加电压表和电流表,则两灯串联,
所以甲图中L1和L2可能串联也可能并联,A、B说法正确,但不符合题意。
对于乙图,如果两表都是电流表,则电源短路; 如果两表都是电压表,则电路是只有R2的简单电路。
如果如下图添加电表,只有R2的简单电路,
如果按下图添加电表,则电路是并联电路。
所以乙图中,R1和R2不可能串联。D说法错误,符合题意。
故选D
【点评】解决本题的关键是熟知电路的连接.注意要先识别出电路的连接方式后,再连接.
2.(2018九上·福田期中)在如图所示的电路中,S闭合后下列各种情况正确的是(  )
A.如果甲、乙、丙是电压表,当S1闭合后U丙=U甲 =U乙
B.如果甲是电压表,乙、丙电流表,S1断开形成串联电路
C.电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D.如果电路是并联电路,则乙表的示数大于丙表的示数
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;并联电路的电流规律;电压表的连接
【解析】【解答】如图当S和S1闭合后,三表若是电压表,则电压表甲测量R1两端电压,电压表乙测量R2两端电压,电压表丙测量电源电压,电路为串联电路,故三者读数一定不等,A不符合题意;若甲是电压表,乙丙是电流表,S闭合,S1断开,电路形成并联电路;电路中甲表和乙表不能同时为电流表,否则构成短路;如果电路是并联电路,则S1断开,乙丙为电流表,乙测量干路电流,丙测量支路电流,故乙表的示数大于丙表的示数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电路的连接,电流表要和用电器串联使用,电压表和用电器并联使用,再分析开关在不同情况下各表的位置。
3.(2024九上·重庆市期末)如图所示的电路中,小灯泡L1的电阻为4Ω,小灯泡L2的电阻为6Ω,电源由2节新干电池串联而成.下列说法中正确的是(  )
A.闭合开关S后,灯L1、L2并联且都能发光
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,闭合开关S后,灯L1、L2两端的电压均为1.5V
C.将导线b拆除,闭合开关S后,通过灯L1、L2的电流均为0.3A
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上,闭合开关S后,电路中的总电流为0.75A
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】A.闭合开关S后,电流将从电源正极经导线b和开关S回到电源负极,会造成电源短路,灯L1、L2都不能发光,故A错误;
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,电流从电源的正极出发,分别经两灯泡后汇合后经开关回到电源的负极,则灯L1、L2并联。电源是由两节干电池串联组成的,则电源电压为3V,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯L1、L2两端的电压均为3V,故B错误;
C.将导线b拆除,此时两灯泡串联。此时电路的总电阻R=R1+R2=4Ω+6Ω=10Ω,此时通过灯L1、L2的电流,故C正确;
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上时,此时灯L1、L2并联。此时通过L1的电流为:,通过L2的电流为:,则总电流I总=I1+I2=0.75A+0.5A=1.25A,故D错误。
故选C。
【分析】A.注意短路对灯泡的影响;
B.并联电路中,总电压等于各支路两端电压;
C.首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,然后根据计算通过灯泡的电流。
D.并联电路的总电流等于各支路电流之和。
4.(2023九上·临潼期中)如图所示,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是(  )
A.电流表A1只测量通过L2的电流
B.断开S1,电流表A1的示数变小
C.L1被短路时,L2正常发光
D.若L1比L2更亮,则说明L1两端的电压比L2两端的电压大
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;电压表的连接;并联电路的电压规律
【解析】【解答】A. 灯泡L1和L2并联,电流表A1测量干路电流,故A错误
B.当断开开关S1、灯泡L1不发光,只有L2正常发光 ,干路电流变小,故B正确
C.灯泡L1和L2并联,L1被短路时,L2也短路,故C错误
D.灯泡L1和L2并联,无论灯的亮暗如何,两灯两端的电压一样,故D错误
【分析】理解并联电路的电流规律是干路电流等于支路电流和,并联电路电压处处相等,各用电器可以独立工作,也可以同时工作
5.(2023九上·南京月考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中只有一个电流表的示数变大,一只灯泡变亮,下列关于其故障及元件的工作状况说法正确的是(  )
A.可能是L1断路,V表示数变大,L2变亮
B.可能是L2短路,A2表示数变大,L1变亮
C.电压表短路,A1表示数变大,L2变亮
D.可能是L1短路,A2表示数变大,L2变亮
【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】A.L1断路时,此时电压表与灯泡L2串联。由于电压表的内阻很大,因此电流很小,灯泡L2不发光,故A不合题意;
B.L2短路时,此时只有L1,此时总电阻减小,则总电流变大,即两个电流表的示数都变大,故B不合题意;
C.电压表短路,则灯泡L1和A2都被短路,则灯泡L1不发光,A2的示数减小。由于总电阻减小,所以总电流变大,即A1表示数变大,L2变亮 ,故C符合题意;
D.L1短路时,总电阻变小,则总电流增大,那么A1和A2的示数都变大,故D不合题意。
故选C。
【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
6.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(  )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
【答案】C
【知识点】电阻
【解析】【解答】导体的电阻是导体本身的一种性质,它不随通过它的电流以及它两端的电压的
改变而改变,只与导体本身的材料、长度、横截面积以及温度有关,从图中可以看出,电压为0时,电流为0,但导体的电阻并没有变,且电压增大时,电流也增大,但电压与电流的比值即电阻不变,仍是5Ω,故A、B错,C对;从图中可知,当导体两端的电压为2V时,电流为0.4A。
【分析】U—I图像是一种常见的物理图像,若是一条直线,其斜率表示电阻的大小。本题主要考查从图像中获取有效信息的能力,难度中等。
7.(2018九下·金溪月考)如图所示的坐标图,如果可以给这个坐标图的横纵坐标加上一些适当的物理量及单位,可以用来说明(  )
A.匀速直线运动中速度与所运动路程的关系
B.导体的电阻与其两端的电压的关系
C.燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系
D.晶体加热时温度与时间的关系
【答案】C
【知识点】晶体和非晶体;热量的计算;匀速直线运动特点;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A. 匀速直线运动中速度是不变的,即速度随运动路程没有变化,画出图像应为水平线,故不可以表示;
B. 导体的电阻是导体本身的属性,由材料、粗细和长度决定,与其两端的电压无关,所以不能表示;
C. 根据 可知,燃料完全燃烧放出的热量与质量成正比,可以用此图像来表示,横坐标为质量,纵坐标为热量即可;
D. 晶体加热时温度先升高,达到熔点后,吸热温度不变,全部熔化为液体后,温度再升高,画出图像中间也有水平的一段,故不能表示;
故答案为:C。
【分析】从图象上可以看出,该图象反应的物理量之间成正比关系,从所学物理规律中找到对应的物理量即可.
8.(2024九上·朝阳月考)2022年10月12日,三名航天员在中国空间站的“问天”实验舱,为全国的中小学生进行了第三次天宫授课。下面关于太空生活的说法中合理的是(  )
A.空间站核心舱中分子间不再存在相互作用的引力或斥力
B.航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式,以便统一控制
C.太阳能电池板工作时,将太阳能转化为化学能
D.实验舱中的屏幕,主要是由半导体材料制成的
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.空间站核心舱中分子间仍然存在相互作用的引力或斥力,故A错误;
B.航天器中各工作单元的电路都应采用并联方式,这样其中一个单元损坏,其它的单元照常工作,故B错误;
C.太阳能电池板工作时,将太阳能转化为电能,故C错误;
D.实验舱中的屏幕,主要是由半导体材料制成的,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据分子之间作用力的知识判断;
B.串联时不相互影响,并联时不相互影响;
C.根据能量转化的知识判断;
D.根据半导体材料的应用判断。
9.当温度降到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作:
A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电热丝 D.输电导线
【答案】D
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】假如科学家已研制出常温下就能使用的超导体,利用超导体的零电阻可以实现远距离输电,也可以做电动机线圈等.
所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作.A、B、C中都是利用电流热效应工作的.不符合题意.
故选D.
【分析】解答本题需掌握:超导现象是电阻为零的现象,超导体适合制作输电导线和电动机线圈等.本题主要考查学生对:超导体的特点,以及应用的了解和掌握,是一道基础题.
10.图所示为滑动变阻器的四种接线方法.把它们分别连接在电路中,当滑片P向右移动时,可使通过滑动变阻器的电流变大的接法是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】解:A、电阻丝没有接入电路,当滑片P向右移动时,不会改变电路中的电阻,电流不变,所以该选项不正确.
B、图中将变阻器的下面两个接线柱连入电路,当滑片P向右滑动时,不会改变连入电路的电阻丝的长度,所以不会改变电阻,则电流不变,所以该选项不正确.
C、图中接法,滑片右边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变短,电阻变小,则电流变大,所以该选项正确.
D、图中接法,滑片左边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大,则电流变小,所以该选项不正确.
故选C.
【分析】(1)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电源电压不变,电阻变大,则电流变小,电阻变小则电流变大.
(2)哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分.
 
二、填空题
11.(2023九上·广州期末) 如图所示, 在烧杯中加入盐水, 然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知: 锌片是盐水电池的     极。
【答案】负
【知识点】电压和电压的单位换算
【解析】【解答】根据图示可知,因为锌片与电压表的负接线柱相连,且电压表正向偏转,因此锌片为盐水电池的负极。
【分析】电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,电源内部电流是由负极到正极。
12.(2017九上·梧州月考)小明在某次实验中采用图中所示的电路图,L1、L2是两个型相同的灯泡,灯泡电阻12Ω,① L1、L2是   联电路;②电流表A1的示数为   A、电压表的示数为   V;③电源电压为   V.④如果电流表A的读数为2.6A,则通过灯L2的电流为   A.
【答案】并;1;12;12;1.6
【知识点】电流表的连接;并联电路的电流规律;电压表的连接
【解析】【解答】(1)由图可知,电流从电源正极出发,先经过电流表A,然后分成两条支路,一条支路通过灯L1回到电源的负极,另一条支路通过灯L2和电流表A1回到电源的负极,所以该电路为并联电路;(2)由图可知,电流表的量程为0-3A,分度值为0.1A,所以电流表示数为1A;
灯L1两端的电压为即电压表的示数为: ;(3)由图可知,电压表测量的支路电压,也是电源电压,故电源电压为:12V;(4)如果电流表A的读数为2.6A,根据并联电路的电流规律可知,通过灯L2的电流为
故答案为:(1)并;(2)1;12;(3)12;(4)1.6.
【分析】根据电流的路径分析电路的连接方式;结合电流表、电压表的量程和分度值读数电表的示数;根据并联电路的电流规律求出通过灯L2的电流.
13.(2024九上·大渡口期末)现有一热敏电阻,其阻值R随温度t的升高而减小,部分数据如表所示,利用它可以制作温度报警器,其电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内一个接热敏电阻,一个接定值电阻,电源电压恒为12V,当图中的输出电压达到或超过8V时,便触发报警器(图中未画出)报警,不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40℃时开始报警,则热敏电阻应接在虚线框   (填数字)内,另一虚线框内定值电阻阻值为   k。
环境温度t/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R/kΩ 6.0 4.4 2.8 1.8 1.1 0.8 0.7
【答案】2;2.2
【知识点】串联电路的电压规律
【解析】【解答】根据表格数据可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,因此温度升高时热敏电阻的电压减小。根据U总=U+U0可知,定值电阻两端电压增大。根据温度升高电压增大可知,2为热敏电阻,1为定值电阻。
根据表格数据可知,40℃时热敏电阻的阻值为1.1kΩ=1100Ω,
此时电压表的示数为8V,而压敏电阻的电压为:U0=U总-U=12V-8V=4V,
根据串联电路的电压与电阻成正比,得到:;

解得:R0=2200Ω=2.2kΩ。
【分析】根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律,再结合串联电路的分压规律分析解答。
14.(2018九上·北京期末)在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示 . 请根据表中数据归纳出U与R的关系:U=   ;
【答案】0.5V/Ω ·R + 2V
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】分析表格数据可知电压增大时,电阻的阻值增大,两者成一次函数关系,所以设U与R的关系为: ,带入表中的两组实验数据得:
…①
…②
①②联立方程可得:k=0.5 V/Ω,b=2 V,
所以U与R的关系: .
故答案为:0.5V/Ω ·R + 2V .
【分析】已知电压与电阻为一次函数关系,根据表中不同电压时的电阻值,列出一次函数关系式,解方程组即可得出电压与电阻的关系式 .
15.(2018九上·广州月考)如图所示的电路,闭合电键,两灯均发光.
①若在电路中添加一根导线,连接在a、b、c、d四点中的两点.为避免实验中电 源短路,导线不能连接   两点.
②若过了一会儿,两灯都熄灭了.已知电路中只有一处故障,且发生在 L1或 L2.
(a)经过思考,小华认为故障   是短路.(选填“一定”、“可能”或“一定 不”)
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点.当小灯L3连接的是   两点时,闭合电键S,观察到小灯 L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上.
【答案】ac;一定不;bc或dc
【知识点】电路的三种状态;电路故障的判断
【解析】【解答】①电源短路是指不经过用电器,用导线直接将电源的两极进行连接的电路,因此,读图可以知道,为避免实验中电源短路,导线不能连接ac两点。
②(a)L1和L2串联,闭合开关,电路正常工作,L1和L2都发光,说明电路正常;经过一段时间,两灯都熄灭,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L1和L2上,则L1灯断路或L2断路,一定不是短路。
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点,当小灯L3连接的是bc或dc两点时,闭合电键S,观察到小灯L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上。因此,本题正确答案是:①ac;②(a)一定不;(b)bc或dc.
【分析】①不经过用电器,用导线直接将电源的两极进行连接的电路会造成电源短路,此时会损坏电源;
②两灯串联在电路中,电流只有一条路径,若一只灯泡发生短路,则电路中无电流通过,两灯都不会亮; 添加一只完好的小灯L3, 当小灯L3连接的是bc或dc两点时,小灯L3始终不发光,则故障一定发生在L1上。
16.(2023九上·高州月考)电动自行车具有轻便、节能、环保等特点,为人们所喜爱。如图所示,跨上自行车后,将图中车钥匙插入锁孔并顺时针拧动一下,车子就通电了,但不会行驶,再将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快。车钥匙实质相当于一个   ,右手把实质相当于一个   ;给电动自行车充电时,电瓶相当于   (电源/用电器)。
【答案】开关;滑动变阻器;用电器
【知识点】电路的构成及电路图;变阻器
【解析】【解答】(1)电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以这车钥匙其实就是一个开关。
(2)电动自行车将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,说明这右手把能改变电路中的电流,则这右手把就相当于一只滑动变阻器。
(3)给电动车的电瓶充电时,是将电能转化为化学能,此时电瓶相当于用电器。
【分析】(1)开关串联电路中,能起到控制电路中电流通断的作用。
(2)滑动变阻器可以改变通过用电器的电流。
(3)给电池充电的过程,消耗电能,获得化学能。
三、实验探究题
17.(2023九上·沈阳期中)学习了电学知识后,小虹对水果电池和发光二极管都非常感兴趣,如图甲所示,他把两种不同的金属片A、B插入柠檬,制成的“水果电池”与电压表连接在一起,电压表示数为0.3V。小刚了解到:发光二极管具有单向导电性,其电学符号与正负极,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“-”极流入时二极管不能发光。
(1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管,要使二极管发光,金属片   (选填“A”或“B”)要接二极管负极;水果电池连接好二极管后,二极管发出微弱的光, 此时水果电池主要实现了把化学能转化为   能。
(2) 妈妈从市面上买回一个变光二极管给他。通过实验发现,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光 ,则该变光二极管的内部结构可能是图中的   。
(3)小虹还发现用电器可以并联或串联,开关也能并联或串联,从而达到不同的控制效果。高铁内每节车厢一般有两个洗手间。如果这两个洗手间都有人并且锁门时,“有人”的指示灯亮起来。如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时,灯不亮表示可以使用。门的插销相当于一个开关。要实现这个功能,需要将两个开关    (选填“串联”或“并联”)起来。以下情景中开关也需如此安装的有    。
A. 楼道里的电灯,夜间有人走动发出声音时会亮
B. 卧室门口有开关,床头也有开关,都能单独控制卧室里灯的亮与灭
C.电扇除了电源开关,里有还有保护装置,也相当于一个开关,运行的电扇倾倒时,这个开关会断开,电扇停止转动,避免危险发生
D.烟雾报警器有两个触发开关,一个是探测烟雾的,浓度达到一定程度,开始报警:另一个是探测温度的,温度达到一定的程度,也会开始报警
(4) 小虹家电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关,当冰箱门打开时,与开关相连的弹簧伸长,开关闭合使冰箱内的照明灯发光;当冰箱门关闭时,弹簧被压缩,开关断开使冰箱内的照明灯熄灭。下列符合要求的电路是    。
【答案】(1)B;电
(2)C
(3)串联;AC
(4)B
【知识点】能量的转化或转移;串、并联电路的设计;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)①根据电压表的使用方法可知,与“3”相连的A为正极,B为负极。那么要使二极管发光,则二极管的负极要与电源的负极B相连;
②水果电池主要实现了把化学能转化为电能。
(2)发光二极管具有单向导电性,如果两个二极管串联,那么电流方向是一定的,那么要么二者同时发光,要么二者都不光,与题意不符。让两个二极管并联,然后连接方向相反,即可实现题目的要求,故选C。
(3)根据题意可知,只有两个开关都闭合时灯泡才能发光,即两个灯泡相互影响,那么二者串联。
A.分析可知,只有光控开关和声控开关同时闭合时,灯泡才能发光,即二者相互影响,应该为串联,故A符合题意;
B.卧室里的两个开关为单刀双掷开关串联,故B符合题意;
C.根据题意可知,只有两个开关同时闭合,风扇才能转动,则二者相互影响,那么为串联,故C符合题意;
D.根据题意可知,两个开关独立控制报警器,二者不相互影响,应该为并联,故D符合题意。
故选ABC。
(4)根据图片A、C、D可知,当冰箱门打开时弹簧伸长,此时开关断开,故A、C、D不合题意;
根据图片B可知,当冰箱门打开时弹簧伸长,此时开关闭合,故B符合题意。
故选B。
【分析】(1)①电压表的“+”接线柱与正极相连,“-”接线柱与负极相连,据此确定水果电池的正负极方向,再根据二极管的接线方法分析解答。
②根据能量转化的知识解答;
(2)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,结合二极管的单向导电性分析解答;
(3)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,据此分析开关的串并联关系即可。
(4)对各个选项中的装置进行分析,推测工作过程,与题目描述一致的就是正确选项。
18.(2019九上·江苏期中)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路.
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是   .
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是   (写出一种即可).
(3)排除故障后,小明进行实验,并把数据记录在下表中.
UAB/V UBC/V UAC/V
2.0 2.0 4.0
分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的总电压   各部分电路两端电压之和:
②串联电路中,各部分用电器两端电压相等.
(4)小明和小华对实验进行讨论,小华认为结论②是错误的,造成结论错误的原因可能是   ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是   .
(5)两同学改进设计实验方案得出了正确的实验结论.实验结束后,他们应先   ,拆除   两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材.
【答案】(1)调零
(2)L2断路(或L1短路等等,合理都可以)
(3)等于
(4)选用了规格相同的灯泡进行实验;实验次数太少,结论不具有普遍性
(5)断开开关;电源
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) 由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;(2) 由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,电压表示数为零,且只有L1或L2中的一处发生故障;若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路;若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路;(3) 由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和;(4) 由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;(5)本着安全用电原则,实验结束整理器材时应:先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材
【分析】“探究串联电路电压的规律” 在连接电路前,检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,闭合开关S后,电压表示数为零,若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路,若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,选用了规格相同的灯泡做实验 ,会使各部分电路两端电压相等,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验,实验结束整理器材时应:先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材.
四、计算题
19.(2017九上·北京期中)如图所示,电源电压保持不变.当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过R2的电流为多少安?(要求画简化电路图)
【答案】(1)解:当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R1短路,电路中只有R2,如下图1所示,电压表示数为6V,即电源电压为6V;
当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电压表测R2的电压,如上图2所示,此时电压表示数为4V,根据串联电路电压的规律,则R1两端的电压为:U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V
答:当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为2V
(2)解:当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,如上图3所示,电流表A测总电流,电流表A1测通过R1的电流;根据并联电路电流的规律可得,通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A
答:当S1、S3闭合,S2断开时,通过R2的电流为0.3A
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【分析】分析开关转换时电路的连接,并画出等效电路图:根据串联电路电压的规律及并联电路电流的规律计算即可.
五、科普阅读题
20.(2022九上·海淀期中)请阅读《热敏电阻》并回答题。
热敏电阻
导体的导电能力,除了与导体的材料、长度和横截面积有关之外,还与导体的温度等因素有关。传统金属材料的导电能力通常随温度的升高而减弱,而有些半导体材料在温度升高时导电能力会增强,有些半导体材料在温度升高时导电能力也会减弱。可以利用这样的半导体材料制作热敏电阻,从而将温度这一热学量转换为电阻这一电学量。热敏电阻包含两类:负温度系数热敏电阻(NTC)和正温度系数热敏电阻(PTC)。NTC热敏电阻大多是以锰、钴、镍和铜等金属的氧化物为主要成分经过煅烧而制成的半导体元件,具有寿命长、灵敏度高等特性,NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小。PTC热敏电阻是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶瓷元件,它的电阻值能够在很小的温度范围内急剧增大,如图所示。虽然这一变化不是线性的,但是这些材料对于制造“过电流保护装置”来说非常有用。当电路正常工作时,PTC热敏电阻的温度与室温相近,电阻很小,而当电路因故障出现电流过大时,PTC热敏电阻迅速发热导致温度升高,当温度超过某一临界温度时,PTC热敏电阻阻值会瞬间急剧增大,于是电路中的电流迅速减小到安全值,达到保护电路的目的,同时因为电流减小,热敏电阻单位时间内产生的热量也随之减少,温度会迅速降下来。
根据以上材料,回答下列问题:
(1)利用半导体材料制作热敏电阻,可以将温度这一热学量转换为   这一电学量,实现物理量的转换测量;
(2)对于一个NTC热敏电阻,当该热敏电阻的温度降低时,其电阻值将   ;
(3)图中分别画出了NTC热敏电阻和由传统金属材料制成的电阻阻值与温度的关系,其中图线   (选填“1”或“2”)所代表的电阻是由传统金属材料制成的;
(4)根据PTC热敏电阻的特性,请设计一种PTC热敏电阻在生活或生产中可能的应用   。
【答案】(1)电阻
(2)增大
(3)1
(4)电蚊香加热器
【知识点】电阻;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)利用半导体材料制作热敏电阻,对温度敏感的电阻,温度发生变化时,电阻发生变化,故可以将温度这一物理量转换为电阻这一物理量。
(2) NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小,对于一个NTC热敏电阻,温度降低时,电阻增大。
(3) NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小,故2是热敏电阻的图像,而1是传统的材料的电阻图像,温度越高,电阻的越大。
(4)根据PTC热敏电阻特点,可以制成“过电流保护装置”,比如电蚊香加热器;当电路正常工作时,PTC热敏电阻的温度与室温相近,电阻很小,而当电路因故障出现电流过大时,PTC热敏电阻迅速发热导致温度升高,当温度超过某一临界温度时,PTC热敏电阻阻值会瞬间急剧增大,于是电路中的电流迅速减小到安全值,达到保护电路的目的,同时因为电流减小,热敏电阻单位时间内产生的热量也随之减少,温度会迅速降下来。
【分析】(1)半导体材料随环境变化,电阻变化;
(2)根据电阻和温度的关系图像,判断电阻的变化趋势;
(3)金属导体的电阻随温度升高而变大;
(4)热敏电阻随温度变化而变化;可以制成“过电流保护装置”,比如电蚊香加热器。
六、综合题
21.(2019九上·安丘期中)力传感器
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩。力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1﹣U2)输出,用来反映力F的大小。金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
阅读短文,回答问题
(1)这种力传感器是将力的大小转换为   (选填“电流”或“电压”)的装置。
(2)作用在弹簧钢自由端向下的作用力F增大时,下列说法正确的是 。
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻变小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而   (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)进行温度补偿时,为了给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而   的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)电压
(2)D
(3)增大
(4)减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置;(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小,故答案为:D;(3)压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大。(4)未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻;
故答案为:(1)电压;(2)D;(3)增大;(4)减小。
【分析】(1)力的大小不同,反应在电路中是分压的不同,则电压表不同;
(2)电阻大小和导体的长度有关,导体越长电阻越大;
(3)当电阻变大,分压变大,测量此处的电压表示数变大;
(4)若使电流不变,当感应电阻变大时,则应减小与之串联的电阻的大小。
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