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教科版2025-2026学年九年级物理上册期末押题上分攻略卷
一、单选题
1.关于如图所示的热现象,说法错误的是( )
A.图甲中,冰块没有内能
B.图乙中,搓手时机械能转化为内能
C.图丙是热传递改变内能的应用
D.图丁是通过做功使物体内能增大
2.如图甲所示的电路中,两个灯泡L1、L2并联,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示。电流表A1和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.通过灯L2的电流为0.16A B.灯L1两端电压比灯L2大
C.电流表A的示数为0.2A D.通过灯L1的电流为0.2A
3.如图所示电路中,电源电压保持不变,合上电键后,电路各元件都正常工作。过了一会,发现有两个电表示数明显减小,还有一个电表示数基本不变,则下列判断正确的是( )
A.L2断路 B.L1断路 C.L2短路 D.L1短路
4.岳阳城区新投入的公交车后门左、右扶杆上均装有一个红色按钮(如图所示),每个按钮相当于一个开关.当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯亮,提醒司机有人下车.下列电路图能实现上述目标的是( ).
A. B.
C. D.
5. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A.火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能为零
D.火箭搭载着飞船升空的过程中,飞船的重力势能越来越大
6.如图所示,图中两条直线表示甲、乙两个质量相同的物体吸收热量时温度升高的情况,对甲、乙两物体的比热容,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙的比热容大
B.甲的比热容比乙的比热容小
C.甲的比热容和乙的比热容一样大
D.条件不足,无法判断
7.如图所示的四个实例中,主要是利用热传递方式改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热
B.划火柴点火
C.烧水时水温升高
D.铁丝来回弯折温度升高
8.小明同学观看《晒晒咱的国之重器》节目,记录了以下物理知识,其中不正确的是
A.中国“华龙一号”核电站是利用核裂变释放的能量发电
B.“长征七号”运载火箭使用液氢燃料是因为液氢的热值大
C.“极自一号”浮空艇在匀速上升的过程中机械能保持不变
D.“新型复兴号”列车设计成了流线型,是为了减小空气阻力
9.如图甲、乙分别是小明家5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A.电能表是测量电流做功快慢的仪表
B.该家庭在这一个月的时间内总共用电2000kW·h
C.该电能表转盘每转过300转,电路消耗电能为
D.电能表转盘转动越快,则小明家用电器消耗的电能越多
10.如图所示电路,当开关全部闭合时,灯泡L1、L2组成串联电路的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.制造白炽灯泡选用钨丝作为灯丝的材料,这是因为钨有较高的 ,测寒冷气温的温度计用酒精作测温物质,这是因为酒精的凝固点较 。
12.2023年8月29日,横空出世的华为新手机Mate60具有卫星通话、无线反向充电等功能遥遥领先,向世界展示了中国高科技企业的集体实力。当它利用无线反向充电功能为另一手机充电时,它相当于电路中的 。它还支持66W有线快充,快充会比普通充电的 (选填“电功”或“电功率”)大。
13.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则电源电压 V,定值电阻R阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
14.电路中两定值电阻A、B中的电流与其两端电压之间的关系如图所示,由图可知电阻A的阻值为 Ω,若将两电阻串联在电源电压为3V的电路中,整个电路10s所消耗的电能为 J。
15.如图所示,一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的内能 (选填“增大”或“减小”),这与热机 冲程的能量转化相同;某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒做功 次。
16.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合 开关后,滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V;定值电阻R的阻值是 Ω;滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
17.当一个定值电阻两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A,则该定值电阻的阻值为 Ω;当定值电阻两端的电压增加4V时,通过定值电阻的电流为 A;当定值电阻两端的电压为0V时,定值电阻的阻值为 Ω。
18.如图甲所示,一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过小灯泡L、电阻R的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω;当把这个工具接在电压为2V的电路两端,通过该工具的总电流为 A,此时工具的总电阻为 Ω。
三、计算题
19.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻,,滑动变阻器的规格为“”。当闭合全部开关时,电流表的示数为;当只闭合开关时,电压表的示数为。求:
(1)当闭合全部开关时,内产生的热量是多少?
(2)当只闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
20.如图甲所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.请画出该题的各个等效电路图.求:
(1)小灯泡正工作时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
四、作图题
21.根据实物图,在虚线框内画出电路图。
22.某同学用通电导线在瓷勺的长柄上绕上很多匝,再将其放在光滑的方形瓷盘上便成了“自制司南”.他将随州市地图按实际方位平铺在水平桌面上,将自制司南放在地图上,司南的长柄成功地指向南方.请在图中A、B两导线端之间画出几匝绕线(注意勺体中电路里电源的极性).
23.请根据图中的磁感线方向括号内标出条形磁体的N、S极.
五、实验探究题
24.测量小灯泡的电阻:器材:标有“20;2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、2节干电池和标有“2.5V”的小灯泡。
(1)根据电路图甲将图乙中的实物电路补充完整 ;
(2)某小组同学在连接好最后一根导线时,发现小灯泡立即发光,该组同学实验中操作的不当之处是 ;
(3)闭合开关,移动滑片,先后测量得到两组数据,如表所示,若要继续测量小灯泡电压为2.5V时的电阻,他应该向 (左、右)移动滑片,使电压表示数为2.5V,并记录此时电流表的示数,如图丙所示,请把表格中第三次实验数据填写完整;
次数 电压/V 电流/A 电阻/ 亮度
1 1.2 0.22 5.4 较暗
2 2.2 0.28 7.9 较亮
3 2.5 正常
(4)根据测得的数据,发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等,其原因是小灯泡的电阻受 的影响;
(5)实验可知小灯泡的额定功率为 W,结合表格中小灯泡的亮度,可以得出:小灯泡的亮度决定于 (额定功率、实际功率);
(6)图甲是同学们自制的“电阻测量盒”,可以用来测量一个定值电阻的阻值,盒内有电源(电压不变但未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外,他将盒外的两根导线分别与待测电阻R 两端的接线柱相连,根据盒内开关闭合、断开时电流表的示数,便可以计算出Rx的阻值。则图乙中设计的盒内电路图不符合要求的是_________。
A. B.
C. D.
25.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小龙设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)在连接实物电路过程中,开关应该是 (选填“断开”或“闭合”)的;
(2)图乙是小龙同学连接的电路,请你在只改变一根导线连接的情况下,使电路能正确完成测量任务(用“×”标出改动之处,画出改接导线) ;
(3)正确连接后,小龙继续实验,将有关实验数据标记在图丙上,分析图丙可知:
①接入电路的定值电阻R1= Ω;
②由图像可以得出结论: ;
(4)保持现有元件不变,若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验,需要增加的实验器材是 。
26.节假日,五颜六色的小彩灯给广场增添了热闹的气氛。在很多的城市中,许多的大型商场超市等等都会有这些彩灯来进行装饰,如图所示:
(1)一串小彩灯的灯泡有22只,这么多的小彩灯是如何连接的呢 小杜同学在市场上买了串小彩灯,按下列步骤进行实验探究:把所买的这串小彩灯接入电路,闭合开关后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯,闭合开关后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知每盏小彩灯间是以 方式连接的。当这串小彩灯正常工作时,用电流表测出电源插头处的电流为220mA,则经过第10盏小灯的电流为 A;则经过前面20盏小灯的总电流为 A。
(2)双金属片也称热双金属片,已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度,当温度升高时,双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲,则温度降低时,金属片将向 (选填“铜”或“铁”)片方向弯曲;
(3)小杜想设计如图乙所示的双金属片自动温度报警电路,当室温过高时红灯亮,室温过低时绿灯亮,请你帮小杜连接电路 。
27.课堂上小桂探究了导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料有关,他和同组成员想继续实验,测量未知电阻Rx的阻值。于是用电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线设计了以下实验,请你帮他完成:
(1)请将图甲中电路连接完整,要求滑片向左移时电流表示数变小 ;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表和电压表都无示数,有可能是滑动变阻器 (填“断”或“短”)路了;
(3)排除故障后,移动滑片P,电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙,为 V,则未知电阻的阻值为 Ω;
(4)同组成员认为小桂的实验存在不足,应该多次实验,目的是 ;
(5)小桂继续测量,发现电流表已损坏。设计如图丙的电路也可测得Rx的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数U1;
②再将滑片移到 ,读出电压表示数U2;
③未知电阻Rx的电阻Rx= (用相应的物理量符号表示)。
六、综合题
28.有一种测量体重的电子秤,原理如图所示,其中有踏板、压力杠杆ABO、压力传感器R(电阻值与所受压力的关系如下表所示)、显示体重大小的仪表A(实质是小量程电流表)。若AO:BO=4:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V。
(1)踏板空载时,电流表示数是 A;
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2,该秤的最大称量值是 N。
(3)人的体重G=720N时,电流表的示数为 A。
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教科版2025-2026学年九年级物理上册期末押题上分攻略卷
一、单选题
1.关于如图所示的热现象,说法错误的是( )
A.图甲中,冰块没有内能
B.图乙中,搓手时机械能转化为内能
C.图丙是热传递改变内能的应用
D.图丁是通过做功使物体内能增大
【答案】A
【解析】【解答】A:一切物体都有内能,所以也有内能,A错误;
B:图乙中,搓手时机械能转化为内能,正确;
C:图丙是热传递改变内能的应用,正确;
D:图丁是通过做功使物体内能增大,正确。
故选A。
【分析】内能是所有分子的动能和势能总和,分子动能与分子热运动有关,而分子热运动是永不停息的,所以一切物体都有内能,且不会为零。
2.如图甲所示的电路中,两个灯泡L1、L2并联,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示。电流表A1和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.通过灯L2的电流为0.16A B.灯L1两端电压比灯L2大
C.电流表A的示数为0.2A D.通过灯L1的电流为0.2A
【答案】D
【解析】【解答】A、 电流表A2 和L2串联,其示数为 通过灯L2的电流 ,A2示数为0.8A,故A错误;
B、 两个灯泡L1、L2并联 ,电压相等,故B错误;
C、 电流表A位于干路,干路电流为各支路电流之和,所以电流最大,所以电流表A的示数为1A;
D、 电流表A1为A电流与A2之差,所以A1示数1A-0.8A=0.2A,故D正确。
综上选D
【分析】1、电流表电阻小,不能直接与电源相连,需要与用电器串联,进而测量用电器的电流;
2、 并联电路的电压规律并联电路电压相等,两灯泡并联,所以灯泡的电压相同;并联电路电流规律:支路电流之和为干路电流,所以电流表A的实数等于A1+A2
3.如图所示电路中,电源电压保持不变,合上电键后,电路各元件都正常工作。过了一会,发现有两个电表示数明显减小,还有一个电表示数基本不变,则下列判断正确的是( )
A.L2断路 B.L1断路 C.L2短路 D.L1短路
【答案】A
【解析】【解答】图中,灯泡L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯泡L2的电流,电压表测电源电压。当两个电表示数明显减小,一个电表示数不变,则电压表示数不变,电流表示数减小,则L2断路了,A符合题意。
故选A。
【分析】在并联电路中,其中一个支路断路,总电流变小,电压表测量电源电压,示数不变。
4.岳阳城区新投入的公交车后门左、右扶杆上均装有一个红色按钮(如图所示),每个按钮相当于一个开关.当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯亮,提醒司机有人下车.下列电路图能实现上述目标的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】当乘客按下任一按钮,驾驶台上的指示灯亮,说明这两个开关可以独立工作、互不影响,是并联的,指示灯位于干路上,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】串联电路的特点是各用电器之间相互影响,并联电路的特点是互不影响。再根据开关的作用来判断符合要求的电路图。
5. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A.火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能为零
D.火箭搭载着飞船升空的过程中,飞船的重力势能越来越大
【答案】D
【解析】【解答】A:燃料的热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分无关。所以火箭的燃料燃烧得越充分,热值不变。故A错误;
B:火箭发动机工作过程中,由于存在能量的损耗,如克服摩擦做功、热量散失等,热机效率不可能达到 100%。故B 错误;
C:一切物体在任何温度下都具有内能,火箭“体内”的液氢燃料温度低至 -253℃,其内能不为零。故C错误;
D:火箭搭载着飞船升空的过程中,飞船的高度不断增加,质量不变,根据重力势能的定义,高度越高,重力势能越大,所以飞船的重力势能越来越大。故D正确。
综上所述,正确答案为D。
【分析】明确题目是关于神舟十八号载人飞船发射中涉及的物理知识的判断。根据热值的定义,它是燃料的固有属性,与燃烧充分程度无关;考虑热机工作时必然存在能量损耗,热机效率不可能达到 100%;依据内能的概念,一切物体在任何温度下都有内能;从重力势能的影响因素,即高度和质量,分析飞船升空过程中高度增加,质量不变,从而得出重力势能增大。
6.如图所示,图中两条直线表示甲、乙两个质量相同的物体吸收热量时温度升高的情况,对甲、乙两物体的比热容,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙的比热容大
B.甲的比热容比乙的比热容小
C.甲的比热容和乙的比热容一样大
D.条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】【解答】A :从图像可以看出,相同质量的甲、乙吸收相同热量时,甲升高的温度较小。根据比热容的定义,在质量和吸热量相同情况下,升高温度小的比热容大,所以甲的比热容比乙大。故A正确;
B:与分析得出的结论相悖,应该是甲的比热容大。故B错误;
C :明显甲和乙升高温度不同,比热容不可能一样大。故C错误;
D :通过对图像的分析以及比热容的相关知识,可以判断出甲乙比热容的大小关系,并非条件不足无法判断。故D错误。
综上所述,正确答案是A
【分析】 首先观察图像,明确是在比较相同质量的甲、乙吸收热量与温度升高情况的关系。然后根据比热容的性质,相同质量的物体吸收相同热量时,温度升高越小,比热容越大。由图像可知甲升高的温度小于乙升高的温度,由此可推断出甲的比热容大于乙的比热容。
7.如图所示的四个实例中,主要是利用热传递方式改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热
B.划火柴点火
C.烧水时水温升高
D.铁丝来回弯折温度升高
【答案】C
【解析】【解答】根据题意客舟,锯木头锯条发热是摩擦生热,划火柴点火也是摩擦生热,铁丝来回弯折生热,都属于做功改变物体的内能,故ABD不合题意;
烧水时,水吸收热源的热量而水温升高,属于热传递改变物体的内能,故C符合题意。
故选C。
【分析】改变物体内能的方式:做功和热传递,前者为能量的转化,后者为能量的转移。
8.小明同学观看《晒晒咱的国之重器》节目,记录了以下物理知识,其中不正确的是
A.中国“华龙一号”核电站是利用核裂变释放的能量发电
B.“长征七号”运载火箭使用液氢燃料是因为液氢的热值大
C.“极自一号”浮空艇在匀速上升的过程中机械能保持不变
D.“新型复兴号”列车设计成了流线型,是为了减小空气阻力
【答案】C
【解析】【解答】A.核电站是利用核裂变释放的能量发电,故A正确,不符合题意;
B.运载火箭使用液氢燃料是因为液氢的热值大,故B正确,不符合题意;
C.“极目一号”浮空艇在匀速上升的过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能变大,故C错误,符合题意;
D.“新型复兴号”列车设计成了流线型,目的是为了减小空气阻力,故D正确,不符合题意。
故选C。
【分析】(1)核反应堆是利用核裂变释放能量;
(2)液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(3)机械能等于动能与势能之和;动能的影响因素为质量和速度;重力势能的影响因素为质量和高度;
(4)流线型可以减小空气阻力。
9.如图甲、乙分别是小明家5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A.电能表是测量电流做功快慢的仪表
B.该家庭在这一个月的时间内总共用电2000kW·h
C.该电能表转盘每转过300转,电路消耗电能为
D.电能表转盘转动越快,则小明家用电器消耗的电能越多
【答案】C
【解析】【解答】A.电能表是测量家庭电路一段时间内消耗电能多少的仪表.故A错误。
B.该家庭在这一个月的时间内共用电W=W2-W1=1242.8 kW·h -1042.8 kW·h =200 kW·h 。故B错误.
C.该电能表转盘转过300转,电路消耗的电能为W===9×105J.故C正确. D.电能表转盘转动越快,则小明家用电器消耗的电能越快.故D错误。
【分析】电能表的作用是测量电路消耗电能多少的仪表。一个月消耗电能=下月初的读数-本月初的读数。1200rKW h表示每消耗1 kW·h 的电能,转盘转1200r。
10.如图所示电路,当开关全部闭合时,灯泡L1、L2组成串联电路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】串联电路,用电首尾依次连接,电路中只有一条路径,
A、图中开关全部闭合时,两个灯泡是串联电路,故A符合题意;
B.图中开关全部闭合时,电路中只有L2,故B不符合题意;
C.图中开关全部闭合时,电源正负极直接由导线连接,故C不符合题意;
D.图中开关全部闭合时,两个灯泡组成并联电路,故D不符合题意。
故选A。
【分析】电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
二、填空题
11.制造白炽灯泡选用钨丝作为灯丝的材料,这是因为钨有较高的 ,测寒冷气温的温度计用酒精作测温物质,这是因为酒精的凝固点较 。
【答案】熔点;低
【解析】【解答】灯丝正常工作时,温度约2000℃左右,用钨做灯丝,钨的熔点高,发光时灯丝温度较高,不会熔化。
酒精的凝固点是-117.3℃,我国北方气温很低,最低气温可达-50℃,酒精的凝固点低于所侧温度,在气温低时也不会凝固,酒精温度计可以在寒冷的地区使用。
【分析】熔点越高,不容易熔化;温度计中液体的凝固点低于所测量的低温。
12.2023年8月29日,横空出世的华为新手机Mate60具有卫星通话、无线反向充电等功能遥遥领先,向世界展示了中国高科技企业的集体实力。当它利用无线反向充电功能为另一手机充电时,它相当于电路中的 。它还支持66W有线快充,快充会比普通充电的 (选填“电功”或“电功率”)大。
【答案】电源;电功率
【解析】【解答】(1)当mate 60利用无线反向充电功能为另一手机充电时,它提供电能,相当于电路中的电源;
(2)它还支持66W有线快充,快充会比普通充电的电功率大。
故答案为:电源;电功率。
【分析】(1)电源的作用是提供电能,用电器是消耗电能;
(2)电功率是表示电流做功快慢的物理量,单位是瓦(W)。
13.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则电源电压 V,定值电阻R阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】3;5;10
【解析】【解答】第1空,第2空,由图甲可知,定值电阻R
与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为定值电阻R
的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大。
由图乙可知,此时电压表示数U=3V,即电源的电压U=3V,电路中的电流I=0.6A,定值电阻R的阻值
[3]当滑动变阻器的滑片P滑到b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小。此时
由图乙可知,电压表的示数U1=1V,即定值电阻R两端电压为U1=3V,电路中的电流I'=0.2A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,变阻器两端的电压
U2=U-U1=3V-1V=2V,
则变阻器R的最大阻值
。
故答案为:3;5;10.
【分析】(1)首先分析电路:由图甲可知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片P位于a端时,电路为只有R的简单电路,R两端电压等于电源电压,故电压表测电源的电压,此时电路中的电流最大,由乙图可知电源的电压;
(2)利用欧姆定律求出定值电阻R的阻值;
(3)当滑片P位于b端时,滑动变阻器连入电路电阻最大,此时电路中的电流最小,由乙图可得最小电流,以及定值电阻两端电压,由串联电路电压规律,可得滑动变阻器两端电压,再由欧姆定律求出电路中的总电阻,利用串联电路的电阻特点求出滑动变阻器的最大阻值。
14.电路中两定值电阻A、B中的电流与其两端电压之间的关系如图所示,由图可知电阻A的阻值为 Ω,若将两电阻串联在电源电压为3V的电路中,整个电路10s所消耗的电能为 J。
【答案】5;6
【解析】【解答】由图象知,当电压为3V时,通过电阻A、B中的电流为:,
电阻A的阻值为:
;
电阻B的阻值为:
若将两电阻串联在电源电压为3V的电路中,电路的总功率为:
,
整个电路10s所消耗的电能为:
。
【分析】在"U-I"图像中,找出相对应的电压和电流,根据求电阻;
根据串联电路的电阻特点,利用求出电路总功率,根据求出电路消耗的电能。
15.如图所示,一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的内能 (选填“增大”或“减小”),这与热机 冲程的能量转化相同;某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒做功 次。
【答案】减小;做功;20
【解析】【解答】软木塞冲出试管口的过程中,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,水蒸气的内能减小,这与热机的做功冲程的能量转化相同。
根据四冲程汽油机一个工作循环,完成四个冲程,飞轮转动2圈,做功一次可知,由飞轮的转速是2400r/min=40r/s,所以该汽油机每秒钟做功20次。
【分析】1.汽油机做功冲程能量转化:内能转化为机械能;
2.四冲程汽油机一个工作循环,完成四个冲程,飞轮转动2圈,做功一次。
16.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合 开关后,滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V;定值电阻R的阻值是 Ω;滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】12;8;16
【解析】【解答】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R两端的电压,电流表测通过电路的电流,当变阻器的滑片接在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中只有定值电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,电压表的示数就是电源电压,由乙图可知电源电压U=12V.
(2)此时通过电路的电流为1.5A,则定值电阻的阻值:。
(3)当变阻器的滑片接在b端时,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器接入电路最大电阻,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,此时电路中总电阻最大,通过电路的电流最小,由乙图可知此时通过电路的电流为0.5A,
则电路的总电阻:,则滑动变阻器的最大阻值:RH=R总-R=24Ω-8Ω=16Ω。
【分析】(1)(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,当滑片在a端时,电路中只有定值电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,电压表的示数就是电源电压,利用欧姆定律计算定值电阻阻值。
(3)当滑片在b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,电路中电阻最大,此时通过电路的电流最小,根据欧姆定律计算总电阻,根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器的最大阻值。
17.当一个定值电阻两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A,则该定值电阻的阻值为 Ω;当定值电阻两端的电压增加4V时,通过定值电阻的电流为 A;当定值电阻两端的电压为0V时,定值电阻的阻值为 Ω。
【答案】10;0.6;10
【解析】【解答】由欧姆定律可得,定值电阻的阻值为:。
当定值电阻两端的电压增加4V时,即定值电阻两端的电压:U'=2V+4V=6V。
定值电阻的阻值不变,所以通过定值电阻的电流:。
电阻是导体的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,故当定值电阻两端的电压为0V时,定值电阻的阻值为10Ω。
故答案为:10;0.6;10。
【分析】已知电压与电流,由欧姆定律可以求出电阻阻值,当电压改变后,已知电压与电阻,由欧姆定律可以求出电流;导体电阻由导体材料、长度、横截面积和温度决定,与其两端的电压和通过它的电流无关。
18.如图甲所示,一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过小灯泡L、电阻R的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω;当把这个工具接在电压为2V的电路两端,通过该工具的总电流为 A,此时工具的总电阻为 Ω。
【答案】10;0.8;2.5
【解析】【解答】灯泡的电阻随电压的增大而增大,所以曲线是灯泡的I-U图像,根据定值电阻R的I-U图像为倾斜的直线,由图像可知,当灯泡与R两端的电路为2V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.6A。
定值电阻的阻值:,
L、R并联在2V电路两端时,电压相等,干路电流等于各支路电流之和;
故总电流为:I=I1+IL=0.2A+0.6A=0.8A,
由欧姆定律,可知总电阻:。
【分析】 根据电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,并联电路干路电流等于各支路电流之和,并联电路电压相等;根据,可求出总电阻。
三、计算题
19.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻,,滑动变阻器的规格为“”。当闭合全部开关时,电流表的示数为;当只闭合开关时,电压表的示数为。求:
(1)当闭合全部开关时,内产生的热量是多少?
(2)当只闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
【答案】(1)解: 由图可知,当闭合全部开关时,、并联,被短路;电流表测量通过的电流,电流表被短路;
内产生的热量:;
答:当闭合全部开关时,内产生的热量是;
(2)解: 根据串联电路的电压特点和可知,电源电压:,
当只闭合开关时,滑动变阻器与串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
根据串联电路的电压特点可知,两端的电压:,
电路中的电流:,
由可知,滑动变阻器接入电路的阻值:。
答:当只闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值是。
【解析】【分析】本题考查了热量的计算、串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是电路中最大电流的确定,对于选择题只要有一处错误即可判断本选项错误。关键是根据电源的电压不变得出等式进行解答。 (1) 当开关全部闭合,是串联电路,通过焦耳热量公式计算热量; (2) 根据串联电路的特点和欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的阻值。
20.如图甲所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.请画出该题的各个等效电路图.求:
(1)小灯泡正工作时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
【答案】(1)解:小灯泡正常发光时两端的电压UL=4V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.4A,
由I= 可得,小灯泡正工作时的电阻:
RL= = =10Ω;
答:小灯泡正工作时的电阻是10Ω;
(2)解:闭合开关S、S2和S3时,等效电路图如下图所示:
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P= 可得,电源的电压:
U= = =5V,
由I= 可得,电路中的总电阻:
R= = =10Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以, = + ,即 = + ,
解得:R1=20Ω;
答:只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω;
(3)解:只闭合开关S和S1时,等效电路图下图所示:
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:
R′= = =12.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R1小=R′﹣RL=12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω,
当电压表的示数U1大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U1大=5V﹣3V=2V,
由图象可知,通过灯泡的电流即电路中的电流I小=0.25A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R1大= = =12Ω,
所以,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω~12Ω.
答:只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω~12Ω.
【解析】【分析】(1)小灯泡正工作时的电压和额定电压相等,根据图乙可知通过灯泡的电流,根据欧姆定律求出电阻;(2)只闭合开关S、S2和S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和P= 表示出R2消耗的电功率求出电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的并联求出
滑动变阻器R1接入电路中的阻值;(3)只闭合开关S和S1时,R1与L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,比较电流表的量程和灯泡正常发光时的电流确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据图象读出通过灯泡的电流即为电路中的电流,再根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻,然后得出滑动变阻器R1允许的取值范围.
四、作图题
21.根据实物图,在虚线框内画出电路图。
【答案】
【解析】【解答】根据图片可知,滑动变阻器和灯泡串联,电流从电源正极出发,依次经过开关、变阻器、灯泡,然后流回负极,如下图所示:
【分析】根据图片确定电路的串并联关系,以及电表所测的物理量,然后根据连接的先后顺序画出电路图即可。
22.某同学用通电导线在瓷勺的长柄上绕上很多匝,再将其放在光滑的方形瓷盘上便成了“自制司南”.他将随州市地图按实际方位平铺在水平桌面上,将自制司南放在地图上,司南的长柄成功地指向南方.请在图中A、B两导线端之间画出几匝绕线(注意勺体中电路里电源的极性).
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:从图上看电源在勺子尖端位置,B线是正极,A线是负极,根据司南的长柄指向南,判断出长柄为S极,根据电流的方向和右手螺旋定则判断绕法如图所示:
【分析】根据司南的长柄指向南,根据电流的方向和右手螺旋定则判断绕法.
23.请根据图中的磁感线方向括号内标出条形磁体的N、S极.
【答案】
【解析】【解答】解:由磁感线的特点可知:磁体外部磁感线由N极指向S极,所以分析上图不难看出,磁体的左端是N极,右端是S极;如下图所示:
【分析】由磁感线的特点可知:磁体外部磁感线由N极指向S极,则可判出磁铁的两极.
五、实验探究题
24.测量小灯泡的电阻:器材:标有“20;2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、2节干电池和标有“2.5V”的小灯泡。
(1)根据电路图甲将图乙中的实物电路补充完整 ;
(2)某小组同学在连接好最后一根导线时,发现小灯泡立即发光,该组同学实验中操作的不当之处是 ;
(3)闭合开关,移动滑片,先后测量得到两组数据,如表所示,若要继续测量小灯泡电压为2.5V时的电阻,他应该向 (左、右)移动滑片,使电压表示数为2.5V,并记录此时电流表的示数,如图丙所示,请把表格中第三次实验数据填写完整;
次数 电压/V 电流/A 电阻/ 亮度
1 1.2 0.22 5.4 较暗
2 2.2 0.28 7.9 较亮
3 2.5 正常
(4)根据测得的数据,发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等,其原因是小灯泡的电阻受 的影响;
(5)实验可知小灯泡的额定功率为 W,结合表格中小灯泡的亮度,可以得出:小灯泡的亮度决定于 (额定功率、实际功率);
(6)图甲是同学们自制的“电阻测量盒”,可以用来测量一个定值电阻的阻值,盒内有电源(电压不变但未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外,他将盒外的两根导线分别与待测电阻R 两端的接线柱相连,根据盒内开关闭合、断开时电流表的示数,便可以计算出Rx的阻值。则图乙中设计的盒内电路图不符合要求的是_________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)没有断开开关
(3)左;0.3;8.3
(4)温度
(5)0.75;实际功率
(6)C
【解析】【解答】(1)变阻器和灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,要断开开关,在连接好最后一根导线时,小灯泡立即发光,说明连接电路时,开关没有断开。
综上 第1空、 没有断开开关。
(3)电压表示数为2.2V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联分压,要减小滑动变阻器分得的电压,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑动变阻器的滑片向左移动。当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.3A,根据欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻
;
综上 第1空、 左;第2空、0.3; 第3空、8.3;
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据焦耳定律W=UIt,灯泡的温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
综上 第1空、 温度;
(5)小灯泡的额定功率为PL=ULIL=4V×0.5A=2W,小灯泡的实际功率越大,则灯泡的亮度越亮,即灯泡的亮度是由实际功率决定的。
综上 第1空、 0.75; 第2空、实际功率。
(6)A.根据图示可知,开关闭合时,电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,开关断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测量电路中的电流;根据并联电路干路电流等于支路电流之和,求解通过R0的电流,根据U=IR可以求出电源电压,同理计算Rx的阻值,故A不符合题意;
B.根据图示可知,开关断开时,两个电阻串联接入电路中,此时电流表示数为I',根据欧姆定律计算U=I'(Rx+R0);开关闭合时,电路为Rx的简单电路,电源电压为U=IRx;两个关系式联立,可以求出Rx的阻值,故B不符合题意;
C.根据图示可知,开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,开关闭合时,电路为R0的简单电路;由于无法测量出电源电压,所以无法求出Rx的阻值,故C符合题意;
D.根据图示可知,开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,根据电源电压和电流表示数可以求出电路的总电阻,开关闭合时,Rx被短路,电路为R0的简单电路,电流表测量电路中的电流,根据U=IR可以求出电源电压;根据串联电路的电阻关系可以求出Rx的阻值,故D正确,不符合题意。
故选C。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
4、功率:公式为P=UI。
(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,要断开开关,在连接好最后一根导线时,发现小灯泡立即发光,说明连接电路时,开关没有断开。
(3)[1]由表中第2组数据可知,电压表示数为2.2V,小于灯泡的额定电压2.5V,要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,要减小滑动变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片向左移动,使电压表的示数为2.5V。
[2][3] 当电压表示数为2.5V时,记录电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)[1][2]小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=4V×0.5A=2W
小灯泡的实际功率越大,则灯泡的亮度越亮,即灯泡的亮度是由实际功率决定的。
(6)A.根据图示可知,开关断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测量电路中的电流;开关闭合时,电路为并联电路,电流表测量干路中的电流;根据并联电路的电流关系可知通过R0的电流,根据U=IR可以求出电源电压,然后根据可以求出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.根据图示可知,开关闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测量电路中的电流,则电源电压为U=IRx;开关断开时,两个电阻串联接入电路中,此时电流表示数为I',则电源电压为
U=I'(Rx+R0)
两个关系式联立,可以求出Rx的阻值,故B不符合题意;
C.根据图示可知,开关闭合时,电流表和Rx被短路,电路为R0的简单电路;开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,由于无法测量出电源电压,所以无法求出Rx的阻值,故C符合题意;
D.根据图示可知,开关闭合时,Rx被短路,电路为R0的简单电路,电流表测量电路中的电流,根据U=IR可以求出电源电压;开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,根据电源电压和电流表示数可以求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系可以求出Rx的阻值,故D正确,不符合题意。
故选C。
25.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小龙设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)在连接实物电路过程中,开关应该是 (选填“断开”或“闭合”)的;
(2)图乙是小龙同学连接的电路,请你在只改变一根导线连接的情况下,使电路能正确完成测量任务(用“×”标出改动之处,画出改接导线) ;
(3)正确连接后,小龙继续实验,将有关实验数据标记在图丙上,分析图丙可知:
①接入电路的定值电阻R1= Ω;
②由图像可以得出结论: ;
(4)保持现有元件不变,若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验,需要增加的实验器材是 。
【答案】(1)断开
(2)
(3)5;通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)几个阻值不同的定值电阻
【解析】【解答】(1)为了保护电路,在连接实物电路过程中,变阻器阻值调节到最大,开关应该断开。
综上 第1空、 断开。
(2) 探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系 ,所以电压表并联在导体两侧,电流表串联在电路中,据此作图:
(3)根据图丙中的点画出图像,如下图所示
由图丙可知,当定值电阻两端电压为1V时,通过定值电阻的电流为0.2A,根据欧姆定律计算电路的定值电阻为,由图可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
综上 第1空、5; 第2空、通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(4)在“探究电流与导体电阻的关系”的实验中,变量为电阻,所以需要增加的实验器材是:几个阻值不同的定值电阻。
综上 第1空、几个阻值不同的定值电阻。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、欧姆定律:公式为U=IR,所以电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
4、控制变量法:在“探究电流与导体电阻的关系”的实验中,变量为电阻,需要的实验器材是:几个阻值不同的定值电阻。
(1)为了保护电路,在连接实物电路过程中,开关应该断开。
(2)原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(3)①②[1][2]根据图丙中的点画出图像,如下图所示
由图丙可知,当定值电阻两端电压为1V时,通过定值电阻的电流为0.2A,则接入电路的定值电阻为
由图可知,图线为一条过原点的斜线,故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)在“探究电流与导体电阻的关系”的实验中,根据控制变量法可知,需更换不同阻值的定值电阻,故保持现有元件不变,若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验,需要增加的实验器材是:几个阻值不同的定值电阻。
26.节假日,五颜六色的小彩灯给广场增添了热闹的气氛。在很多的城市中,许多的大型商场超市等等都会有这些彩灯来进行装饰,如图所示:
(1)一串小彩灯的灯泡有22只,这么多的小彩灯是如何连接的呢 小杜同学在市场上买了串小彩灯,按下列步骤进行实验探究:把所买的这串小彩灯接入电路,闭合开关后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯,闭合开关后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知每盏小彩灯间是以 方式连接的。当这串小彩灯正常工作时,用电流表测出电源插头处的电流为220mA,则经过第10盏小灯的电流为 A;则经过前面20盏小灯的总电流为 A。
(2)双金属片也称热双金属片,已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度,当温度升高时,双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲,则温度降低时,金属片将向 (选填“铜”或“铁”)片方向弯曲;
(3)小杜想设计如图乙所示的双金属片自动温度报警电路,当室温过高时红灯亮,室温过低时绿灯亮,请你帮小杜连接电路 。
【答案】(1)串联;0.22;0.22
(2)铜
(3)
【解析】【解答】(1)①根据“ 取下任意一盏小彩灯,闭合开关后发现全部小彩灯均不发光 ”可知,这些灯泡之间是相互影响的,所以它们之间是串联在一起的。
②已知电源插头处的电流为220mA,根据“串联电路中各处的电流处处相等”可知,经过第10盏小灯的电流就是为220mA=0.22A。
③根据串联电路电流处处相等的特点可知,经过前面20盏小灯的总电流为;
(2)根据“铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度”可知,当温度降低时,二者都会收缩,而铜的收缩程度大于铁,则向铜片方向弯曲。
(3)综上所述,由于铜的膨胀程度大于铁的膨胀程度,则当室温过高时,双金属片向铁片一侧弯曲,双金属片和上面接线柱接通,红灯亮;室温过低时,双金属片向铜片一侧弯曲,双金属片和下面接线柱接通,绿灯亮,如下图所示:
【分析】 (1)根据串联电路中各用电器互相影响进行分析;根据串联电路电流特点进行分析。
(2)温度升高时,双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲,温度降低时,双金属片向膨胀程度大的一侧弯曲。
(3)根据温度升高时,双金属片的弯曲方向设计电路。
(1)[1]因取下一盏灯泡后其它灯泡均不发光,故这些灯泡之间是相互影响的,所以它们之间是串联在一起的。
[2]串联电路中各处的电流处处相等,已知电源插头处的电流为220mA,经过第10盏小灯的电流就是为220mA,即0.22A。
[3]根据串联电路电流处处相等的特点,把前面20盏小灯看做一个整体,则经过前面20盏小灯的总电流为
(2)已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度,当温度升高时,双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲;当温度降低时,双金属片向膨胀程度大的一侧弯曲,所以当双金属片遇冷时,向铜片方向弯曲。
(3)当室温过高时,双金属片向铁片一侧弯曲,双金属片和上面接线柱接通,红灯亮;室温过低时,双金属片向铜片一侧弯曲,双金属片和下面接线柱接通,绿灯亮,故实物图为:
27.课堂上小桂探究了导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料有关,他和同组成员想继续实验,测量未知电阻Rx的阻值。于是用电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线设计了以下实验,请你帮他完成:
(1)请将图甲中电路连接完整,要求滑片向左移时电流表示数变小 ;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表和电压表都无示数,有可能是滑动变阻器 (填“断”或“短”)路了;
(3)排除故障后,移动滑片P,电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙,为 V,则未知电阻的阻值为 Ω;
(4)同组成员认为小桂的实验存在不足,应该多次实验,目的是 ;
(5)小桂继续测量,发现电流表已损坏。设计如图丙的电路也可测得Rx的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数U1;
②再将滑片移到 ,读出电压表示数U2;
③未知电阻Rx的电阻Rx= (用相应的物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2)断
(3)2.5;12.5
(4)求平均值减小误差
(5)最左端;U1R/(U2-U1)
【解析】【解答】(1)滑片向左移时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联,如下图所示:
故答案为:
。
(2)若变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,不符合题意;若变阻器断路,则整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,符合题意,故则电路故障原因可能是滑动变阻器断路;
故答案为:断路。
(3)由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.5V;
由欧姆定律可知,R'==12.5Ω;
故答案为:12.5。
(4)本实验进行多次实验目的是:减小实验误差;
故答案为:减小实验误差。
(5)①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数U1;
②再将滑片移到最左端,读出电压表示数U2;
③在步骤②中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U2;
在步骤①中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压U1,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U2﹣U1,
根据串联分压原理有,,即,解得:Rx=。
故答案为:②最左端;。
【分析】(1)滑片向左移时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,据此确定滑动变阻器接入电路的接线柱。
(2)若变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,不符合题意;若变阻器断路,则整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,符合题意,故则电路故障原因可能是滑动变阻器断路。
(3)由图乙确定电压表量程和分度值读数;根据欧姆定律计算未知电阻的阻值。
(4)多次实验,主要目的是:减小实验误差。
(5)在没有电流表的情况下,可通过开关的转换使电压表分别测出Rx两端的电压和电源电压,根据串联电路分压原理求出待测电阻。
六、综合题
28.有一种测量体重的电子秤,原理如图所示,其中有踏板、压力杠杆ABO、压力传感器R(电阻值与所受压力的关系如下表所示)、显示体重大小的仪表A(实质是小量程电流表)。若AO:BO=4:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V。
(1)踏板空载时,电流表示数是 A;
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2,该秤的最大称量值是 N。
(3)人的体重G=720N时,电流表的示数为 A。
【答案】(1)0.016
(2)1600
(3)0.025
【解析】【解答】解:(1)由图知,该电路为压力传感器R的简单电路,已知压力传感器两端的电压恒为4.8V,
踏板空载时,压力传感器的电阻为300欧,则此时电流表的读数:
I= = =0.016A;(2)根据p= 可得,压力传感器R表面能承受的最大压力:
F=pS=2×106Pa×2×10﹣4m2=400N,
根据杠杆平衡条件可得F×AO=G×BO,
则该秤的最大称量值为:G最大=F× =400N× =1600N;(3)人的体重G=720N时,
根据杠杆平衡条件可得,此时压力传感器受到的压力:
F′= =720N× =180N,
由表格数据可知,压力每增加50N,电阻减小30Ω,即 = N/Ω,
所以,传感器受到的压力为180N时,其电阻R′=300Ω﹣ =192Ω,
则此时电流表的读数I′= = =0.025A。
故答案为:(1)0.016;(2)1600;(3)0.025
【分析】(1)结合表格数据,读出踏板空载时电阻大小,利用欧姆定律I= 求电流.
(2)利用压强公式p= 求出压力传感器R表面能承受的最大压力,再根据杠杆的平衡条件求出该秤的最大称量值.
(3)根据杠杆的平衡条件求出压力传感器受到的压力,由表格得出此时压力传感器R的电阻,再根据欧姆定律求出电流表的读数.
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