物理学史专题
一.选择题
1.(2018?百色)如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A.实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中运动的小车会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
2.(2018?衢州)在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动距离如图所示。下列说法正确的是( )
A.小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少
B.小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多
C.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能相同
D.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同
3.(2019?连云港)下列关于运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接总结出来的
C.运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性
D.静止在地面上的“歼﹣20”战机,受平衡力的作用
4.(2019?铜仁市)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
5.(2018?东莞市)以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.欧姆定律 C.光的反射定律 D.焦耳定律
6.(2019?成都)下列情形与大气压强无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭 B.用吸管吸饮料
C.“玉兔”号在月球上留下“足迹” D.马德堡半球实验
7.(2018?株洲)下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用吸管吸饮料 B.马德堡半球实验
C.塑料吸盘“粘”在墙上 D.拦河坝“下宽上窄”
8.(2017?无锡)探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若 干,以下说法正确的是( )
A.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1.5V﹣5V
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1V﹣4V
C.电压预设值越大,在获得3组实验数据过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
D.实验电压预设值为2V.要获得3组实验数据,要更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
9.(2016?通辽)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象。分析图象得出的下列说法中错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A和B的电阻之比为1:2
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将导体A和B串联时通过A的电流为0.4 A,则导体B两端电压为2V
10.(2019?广西)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3.小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是( )
A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
.通电后,A管的液面将会比B管的液面高
11.(2018?宜宾)下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第
12.(2018?郴州)世界上第一个发现了电与磁之间联系的实验是( )
A. B. C. D.
13.(2018?贵阳)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
14.(2019?葫芦岛)如图所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时自动发电,使轮中的发光二极管发光,下图中的电器工作时的原理与它发电原理相同的是( )
A.耳机 B.动圈式话筒 C.空气开关 D.电钻
15.(2019?咸宁)有一种佩戴在手腕上的“计步器”,其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁,管外缠绕着线圈。运动时,磁铁在管中反复运动,线圈的输出电流随之不停地变化,显示出运动步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同( )
A.发电机 B. 电动机 C.电水壶 D.扬声器
二.填空题
16.(2019?镇江)用图示装置探究阻力对物体运动的影响时,应选________(选填“同一”或“不同”)滑块;小军进行了如下实验:①让滑块从斜面上A处由静止开始滑下,记下滑块停在棉布上的位置;②移开棉布,让滑块从B处由静止开始滑下,记下滑块停在木板上的位置,则滑块两次滑行时的惯性大小________,小军实验中错误的操作是________________。
17.(2019?哈尔滨)如图,同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,分别滑至粗糙程度不同的三个水平面上时速度为v0.(a)(b)图中小车最终停在图示位置,分析可知:在水平面上小车所受阻力即为小车所受合力,因为力可以改变物体运动状态,所以小车在(a)图比在(b)图受到的阻力大,________更明显;若(c)图水平面光滑,则小车在该水平面上将________。
18.(2017?淮安)1820年4月的一天,奥斯特讲课时突发奇想,在沿________方向的导线下方放置一枚小磁针,保证导线和小磁针能________放置进行实验,接通电源后发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间,做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转,这种现象称为________。奥斯特的发现,拉开了研究电磁间本质联系的序幕。
19.(2019?大庆)图示实验装置中,磁体和导体棒均水平放置,断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,电流表G的指针向右偏,这是________现象,为使G的指针向左偏,可使导体棒向________运动,断开S1、闭合S2,导体棒能运动起来,依此可制成________(选填“电动机”或“发电机”)。
三.解答题
20.(2018?安顺)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω四个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是________(填字母)。
A.电阻断路 B.电流表坏了 C.滑动变阻器短路 D.电阻短路
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到________的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向________(填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住________才可能达到这个目的。
(4)根据实验数据,作出I﹣R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论:________。
1.(2019?香洲区一模)在“阻力对物体运动的影响”实验中,如图所示,则( )
A.小车在斜面上运动过程中,运动状态没有发生改变
B.小车在毛巾水平面上所受的阻力使它的运动状态发生改变
C.小车在棉布水平面上运动过程中处于平衡状态
D.小车在木板水平面上速度减小得最慢,此时它的惯性最大
2.(2019?汉阳区二模)如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置,下列说法正确的是( )
A.由于受到惯性力,小车到达水平面后继续向前运动
B.每次实验时,应使小车滑到水平面时的初速度相等
C.水平表面越光滑,小车的速度减小得越快
D.小车最终会停下来,是因为在水平方向没有受到力的作用
3.(2019?兰州一模)实验是物理研究的重要方法之一,许多规律都能通过实验直接验证,但以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律
C.欧姆定律 D.焦耳定律
4.(2019?仙桃模拟)下列关于牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实根据的凭空想象
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体总是保持静止和匀速直线运动状态
5.(2019?兰陵县二模)下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
C.将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
6.(2019?崇明区二模)下列最能证明大气压存在的是( )
A.马德堡半球实验 B.托里拆利实验
C.热气球升空实验 D.离心式水泵抽水
7.(2019?惠山区一模)图甲是探究“通过导体的电流与电阻关系“的电路图(电源电压保持不变),电源电压为6V,滑动变阻器(50Ω,1A)、图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I﹣R图象。以下说法不正确的是( )
A.分析图象可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
B.当R由 10Ω换为 15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为 2V~3V
D.若电源电压可调,完成本次实验的电源电压最大为 15V
8.(2019?和平区模拟)小明在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,连接了如图所示的电路,正准备闭合开关,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了且只要改接一根导线就可以。请你帮助小明指出错误的接线以及正确的改法是( )
A.导线①错了,应将导线①左端改接在电压表最右边的接线柱
B.导线②错了,应将导线②上端改接在电流表中间的接线柱
C.导线③错了,应将导线③上端改接在电压表最左边的接线柱
D.导线④错了,应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱
9.(2019?嘉善县模拟)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是热敏电阻,其阻值大小随温度的升高而减小。闭合开关S后,当温度升高时( )
A.电路总电阻变大 B.通过R1的电流变大
C.R1消耗的电功率变大 D.R2消耗的电功率变大
10.(2019?临沂模拟)关于电流与电压,电阻的关系正确的是( )
A.导体中的电流与导体两端的电压成反比
B.导体中的电流与导体的电阻成反比
C.在导体两端的电压一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比
D.在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端所加电压成正比
11.(2019?襄城县一模)如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验过程中,下列说法中正确的是( )
A.左边容器中通过电阻丝中的电流比右边容器中通过电阻丝中的电流大
B.左边容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的电压高
C.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
12.(2019?山西模拟)焦耳24岁时,首先把电阻丝放入玻璃管内,做成一个电热器,然后把电热器放入一个玻璃瓶中,瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时,从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化,同时,他用电流计测出电流的大小,焦耳把这种实验做了一次又一次,获取大量数据归的得出焦耳定律。下列有关说法正确的是( )
A.焦耳定律只适用于电阻丝的电路
B.焦耳在实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量,是用了控制变量法
C.焦耳借助玻璃管做成电热器是因为玻璃是导体
D.焦耳实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
13.(2019?市北区一模)第一个发现通电导线周围有磁场的科学家是( )
A.托里拆利 B.法拉第 C.牛顿 D.奥斯特
14.(2019?武侯区模拟)课堂做实验时,发现通电导线周围的小磁针发生了偏转,由此揭示了电与磁联系的物理学家是图中的( )
A.焦耳 B.奥斯特 C.安培 D.法拉第
15.(2019?云霄县一模)下列的设备中,利用电磁感应现象的原理工作的是( )
A.电饭锅 B.风力发电机 C.洗衣机 D.电磁起重机
16.(2019?通州区一模)用如图所示的实验装置进行实验,下列说法正确的是( )
A.该实验装置是用来研究电磁感应现象的
B.电路元件及连接完好,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关,金属棒ab有可能不运动
C.闭合开关,金属棒ab运动,此过程是把机械能转化为电能
D.将磁铁N、S极对调,同时改变金属棒ab中电流的方向,金属棒ab的运动方向也会改变
17.(2017?鞍山)如图所示,一张纸片可以将满满的一杯水托住,这是________作用的结果。在杯中倒人适量的水,杯底受到的水的压强是1000Pa.则杯中水深为________cm.(g取10N/kg)
18.(2018?金华)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V“,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A“,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
(1)分析表中数据,可得出的实验结论是________;
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是________欧。
19.(2019?仙桃)如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与________的关系。通电一段时间后,左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为________。
20.(2019?新田县一模)小梦选取了下图中的实验器材,探究电流产生的热量与哪些因素有关。甲、乙是两个完全相同的玻璃瓶,内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入________、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间,若发现b温度计的示数比a的高(R甲<R乙)。此方案是探究________和通电时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与________大小的关系。
(2)已知R甲=5Ω,R乙=10Ω,若电路中的电流为0.4A,则乙电阻丝在1min内产生的热量为________J。
(3)善于思考的小梦在实验过程中还想到,若在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,当电阻丝的阻值R甲________R乙时,还可以用此装置做“比较不同物质的吸热能力”的实验。通过仔细操作后,她的想法得到了验证。
物理学史专题
一.选择题
1.(2018?百色)如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A.实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中运动的小车会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
【答案】D
【解析】A、实验中,我们让小车从同一斜面的同一高度自由下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较,故A错误;B、实验中运动的小车会停下来,其运动状态发生了改变,说明力能改变物体的运动状态,不是维持物体运动状态的原因,故B错误;C、实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,故C错误;D、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢。由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故D正确。选D。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。
2.(2018?衢州)在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动距离如图所示。下列说法正确的是( )
A.小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少
B.小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多
C.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能相同
D.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同
【答案】D
【解析】A、每次实验让小车从同一斜面同一高度由静止滑下,其一开始具有的重力势能是相同的,最后小车在水平面静止,其机械能为零,因此,整个过程中,消耗的机械能是相同的,故A错误;B、小车到达水平面时的速度相同,说明一开始的动能相同,最后静止时动能都为零,因此,消耗的动能是相同的,与小车运动的距离无关,故B错误; C、小车运动过程中,将机械能转化为自身的内能和接触面的内能,因此,小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,每次小车获得的内能也可能不同,故C错误;D、由前面的分析可知,小车一开始的机械能是相同的,其最终克服阻力做功,机械能变为零,机械能减少的量相同,因此,每次小车克服阻力所做的功相同,故D正确。选D。
【点评】在本题中,主要是从能量转化和角度考查了对“阻力对物体运动的影响”这一实验的分析,题目的考查形式比较新颖,值得我们关注。
3.(2019?连云港)下列关于运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接总结出来的
C.运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性
D.静止在地面上的“歼﹣20”战机,受平衡力的作用
【答案】D
【解析】A、物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;故A错误;B、牛顿第一定律是通过实验,加上科学的推理得出的;无法通过实验验证。故B错误;C、任何物体都具有惯性;即保持原运动状态不变的性质。故C错误;D、物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。故静止在地面上的“歼﹣20”战机,受平衡力(重力和支持力)的作用;故D正确。选D。
【点评】深入理解物体受力情况与运动状态间的关系、明确牛顿第一定律的得出、理解惯性概念;可解答此题。
4.(2019?铜仁市)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,是经受了实践的检验的,故A错误;B、物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B错误;C、一切物体在没有受到外力作用的时候时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;D、如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,故D正确。选D。
【点评】此题主要考查了学生对牛顿第一定律的理解。一定要掌握其内容,理解“或”字的真正含义。
5.(2018?东莞市)以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.欧姆定律 C.光的反射定律 D.焦耳定律
【答案】A
【解析】A、一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律;然而我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律,而是在实验和推理的基础上总结得出的;故A符合题意;B、欧姆定律:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;欧姆定律是在大量实验基础上总结得出的,故B不符合题意;C、光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居于法线两侧;反射角等于入射角。光的反射定律是在大量实验的基础上总结得出的,故C不符合题意;D、焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,能用实验直接验证,故D不符合题意。选A。
【点评】本题考查了理想实验的理解和应用,在平时学习中要加强基本规律的理解,平时注意加强练习。
6.(2019?成都)下列情形与大气压强无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭 B.用吸管吸饮料
C.“玉兔”号在月球上留下“足迹” D.马德堡半球实验
【答案】C
【解析】A、高原上用普通锅不易煮熟米饭,是因为海拔越高,大气压越低,而水的沸点越低造成的,与大气压强有关,故A不合题意;B、用吸管吸饮料时,吸走管内空气,使管内的气压减小,小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下被压入吸管,流入口中,故B不合题意;C、“玉兔”号在月球上留下“足迹”,是压力产生了一定的效果,使月球表面发生了形变,与大气压强无关,故C符合题意;D、马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在,故D不合题意。选C。
【点评】大气压相关的事例在生活中有很多,我们应该学会从原理的角度去分析它们。平时学习中注意贴近生活实际,激发学生探究物理现象的兴趣。
7.(2018?株洲)下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用吸管吸饮料 B.马德堡半球实验
C.塑料吸盘“粘”在墙上 D.拦河坝“下宽上窄”
【答案】D
【解析】ABC、用吸管吸饮料、马德堡半球实验、吸盘可以压在光滑的墙上,三个实例都由于大气压作用的缘故,所以这些现象都与大气压有关。故ABC不符合题意;
D、拦河坝“下宽上窄”利用液体压强随深度的增加而增大的原理,与大气压无关,故D符合题意。选D。
【点评】大气压强与液体压强同属于流体的压强,有一定的共同点。在生活中对大气压的相关实例有所了解,这样才能够比较快地得出答案。
8.(2017?无锡)探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若 干,以下说法正确的是( )
A.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1.5V﹣5V
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1V﹣4V
C.电压预设值越大,在获得3组实验数据过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
D.实验电压预设值为2V.要获得3组实验数据,要更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
【答案】C
【解析】(1)由图知,R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1.5V时,电路中电流最小:I最小=IR===0.075A,由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:R滑最大====60Ω>20Ω,所以此预设电压值不正确,即A错误;当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1V时,电路中电流最小:I最小=IR===0.05A,由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:R滑最大====100Ω>20Ω,所以此预设电压值不正确,即B错误;(2)电压预设值越大,电路中电流越大,变阻器两端电压越小,由欧姆定律可知,变阻器连入阻值越小,滑动变阻器阻值调节范围越小。故C正确;(3)实验电压预设值为2V时,当R=20Ω时,变阻器需连入阻值最大,此时电路中电流I===0.1A,此时变阻器连入电路的阻值:R===40Ω,故D错误。选C。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,关键知道定值电阻取最大值时,电路中电流最小时,变阻器需要连入阻值最大。
9.(2016?通辽)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象。分析图象得出的下列说法中错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A和B的电阻之比为1:2
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将导体A和B串联时通过A的电流为0.4 A,则导体B两端电压为2V
【答案】D
【解析】A.由图象可知,导体A的电流与电压关系图象为一条过原点的倾斜直线,所以通过导体A的电流与其两端的电压成正比,故A正确;B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,根据欧姆定律可得两导体的电阻分别为:RA===5Ω,RB===10Ω,所以导体A和B的电阻之比:RA:RB=5Ω:10Ω=1:2,故B正确;C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流:IB′===0.1A,故C正确;D.将导体A和B串联时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过A的电流为0.4A时,通过B的电流也为0.4A,则导体B两端电压:UB″=IB″RB=0.4A×10Ω=4V,故D错误。选D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象得出相关的信息。
10.(2019?广西)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3.小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是( )
A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
.通电后,A管的液面将会比B管的液面高
【答案】D
【解析】由题知,电阻丝的电阻R1=R2=R3;
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;B、由图知,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以通过电阻R1和R2的电流不相等,故B错误;C、已知R1=R2=R3,所以R2、R3并联后的总电阻是R2=R1,由于串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误;D、左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,A容器中电阻R1产生的热量多,则A管的液面将会比B管的液面高,故D正确。选D。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用,同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和应用。
11.(2018?宜宾)下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第
【答案】B
【解析】A、牛顿在力学方面的贡献最大,发现了牛顿三定律,被称为力学之父,故A不符合题意;B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上,精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系,即发现了焦耳定律,故B符合题意;C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系,总结得出了著名的欧姆定律,故C不符合题意;D、法拉第发现了电磁感应现象,故D不符合题意。选B。
【点评】本题考查了物理学常识,是一道基础题,平时要注意物理学常识知识的积累。
12.(2018?郴州)世界上第一个发现了电与磁之间联系的实验是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A、图是奥斯特实验装置图,说明了电流周围存在磁场,是世界上第一个发现了电与磁之间联系的实验,故A正确;B、图是磁场对电流的作用,由此制成了电动机,故B错误;C、图中是电磁感应装置图,说明了磁能生电,由此制成了发电机,故C错误;D、图中没有电源是发电机的模型图,故D错误。选A。
【点评】本题展现了四个电磁方面比较重要的插图,要明白每一个插图蕴含的物理意义。
13.(2018?贵阳)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
【答案】C
【解析】A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;B、当直导线通电时,导线的周围存在磁场,小磁针会发生偏转,不会悬浮起来,故B错误;C、小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故C正确; D、磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向改变,故错误。选C。
【点评】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用,更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学习中不能只注重了结论的学习,还要注意方法的学习。
14.(2019?葫芦岛)如图所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时自动发电,使轮中的发光二极管发光,下图中的电器工作时的原理与它发电原理相同的是( )
A.耳机 B.动圈式话筒 C.空气开关 D.电钻
【答案】B
【解析】观察轮子部分构造可知,当车轮转动时相当于金属线圈做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,使二极管发光,属于电磁感应现象;A、耳机工作时将电信号转换成声信号,利用的是磁场对电流的作用;故A不符合题意;B、动圈式话筒是根据电磁感应现象制成的,故B符合题意;C、空气开关利用的是电流的磁效应,故C不符合题意;D、电钻中有电动机,利用的是磁场对电流的作用;故D不符合题意。选B。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应的的了解和掌握,熟练各图的原理是解题的关键。
15.(2019?咸宁)有一种佩戴在手腕上的“计步器”,其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁,管外缠绕着线圈。运动时,磁铁在管中反复运动,线圈的输出电流随之不停地变化,显示出运动步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同( )
A.发电机 B. 电动机 C.电水壶 D.扬声器
【答案】A
【解析】根据“计步器”的特点可知,磁铁在管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流。因此,计步器的基本原理是电磁感应,产生电流的过程中将机械能转化成了电能。A是电磁感应现象;BD利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理;C是电流的热效应;故A正确。选A。
【点评】了解电磁感应现象,知道产生感应电流的条件,明确这一过程中的能量转化,是解答本题的关键。
二.填空题
16.(2019?镇江)用图示装置探究阻力对物体运动的影响时,应选________(选填“同一”或“不同”)滑块;小军进行了如下实验:①让滑块从斜面上A处由静止开始滑下,记下滑块停在棉布上的位置;②移开棉布,让滑块从B处由静止开始滑下,记下滑块停在木板上的位置,则滑块两次滑行时的惯性大小________,小军实验中错误的操作是________________。
【答案】同一;②相同;没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同。
【解析】为了保证物体的质量相同,选用同一滑块,因为惯性只与物体的质量有关,因为质量相同所以惯性相同,小军没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同。
【点评】本题考查阻力对物体运动的影响,采用控制变量法,难度不大。
17.(2019?哈尔滨)如图,同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,分别滑至粗糙程度不同的三个水平面上时速度为v0.(a)(b)图中小车最终停在图示位置,分析可知:在水平面上小车所受阻力即为小车所受合力,因为力可以改变物体运动状态,所以小车在(a)图比在(b)图受到的阻力大,________更明显;若(c)图水平面光滑,则小车在该水平面上将________。
【答案】力的作用效果;将以v0的速度永远运动下去。
【解析】力是改变物体运动状态的原因,(a)(b)两图相比,(a)图中小车运动的距离短,说明小车在(a)图比在(b)图受到的阻力大,力的作用效果更明显;小车原来处于运动状态,若(c)图水平面光滑,则小车在水平方向上不受力的作用,根据牛顿第一定律可知,小车该水平面上将以v0的速度永远运动下去。
【点评】此题考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握,本实验应用了控制变量法与科学推理法,掌握该方法的应用是正确解题的关键。
18.(2017?淮安)1820年4月的一天,奥斯特讲课时突发奇想,在沿________方向的导线下方放置一枚小磁针,保证导线和小磁针能________放置进行实验,接通电源后发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间,做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转,这种现象称为________。奥斯特的发现,拉开了研究电磁间本质联系的序幕。
【答案】南北;平行;电流的磁效应。
【解析】在奥斯特实验中,开关闭合时,即当导线中有电流通过时,发现导线下面的小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在着磁场;奥斯特讲课时突发奇想,在沿电流方向的导线下方放置一枚小磁针,保证导线和小磁针能平行放置进行试验,接通电源后发现小磁针明显偏转,电流的确能使磁针偏转,这种现象称为电流的磁效应;
【点评】奥斯特实验和法拉第的电磁感应实验都揭示了电与磁的联系,有着非常重大的意义,值得我们记忆和掌握。
19.(2019?大庆)图示实验装置中,磁体和导体棒均水平放置,断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,电流表G的指针向右偏,这是________现象,为使G的指针向左偏,可使导体棒向________运动,断开S1、闭合S2,导体棒能运动起来,依此可制成________(选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】电磁感应;左;电动机。
【解析】断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,此时导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就会产生感应电流,电流表G的指针向右偏,这是电磁感应现象;
感应电流的方向与导体运动方向有关,为使G的指针向左偏,可使导体棒向左运;
断开S1、闭合S2,导体棒有电流,在磁场中受到到力的作用,能运动起来,这就是电动机的原理。
【点评】本题通过产生感应电流的条件和感应电流的方向的影响因素来推导出实验现象,是学以致用的典型题目。
三.解答题
20.(2018?安顺)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω四个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是________(填字母)。
A.电阻断路 B.电流表坏了 C.滑动变阻器短路 D.电阻短路
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到________的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向________(填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住________才可能达到这个目的。
(4)根据实验数据,作出I﹣R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论:________。
【答案】(1)见上图;(2)A;(3)调节电阻两端电压保持不变;左;电压表;(4)电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【解析】(1)由图甲,实验中电压表测R两端电压,滑动变阻器与R串联,滑片向右移动时电流表示数变大,即电阻变小,所以应把变阻器右下角接线柱接入电路。如图所示:
。
(2)A、闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,原因可能是电压表所测量的电阻断路,这样使得电压表串联入电路中,故A符合题意;B、如果电流表坏了,整个电路断路,电压表也不会有示数,故B不合题意;C、如果滑动变阻器短路,电流表会有示数,且更大,故C不合题意;D、如果电阻短路,则电压表的示数将为零,且电流表的示数将变大,故D不合题意。(3)探究“电流与电阻的关系”,应不断改变电阻阻值而控制电阻两端电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其作用主要是控制电阻两端电压保持不变;根据串联电路的分压原理,把5Ω换成10Ω,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻分压,增大滑动变阻器分压,应使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图示电路图可知,闭合开关后应向左移动滑片,同时眼睛盯住电压表。(4)由图象知,电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【点评】探究电流与电阻关系实验,应采用控制变量法,即控制电阻两端电压不变。考查了电路连接、滑动变阻器的使用、电路故障的判断和图象的题解等。判断电路故障时,要根据故障的表现,逐一分析可能的原因或现象,最后做出判断,是较易出错的问题。
1.(2019?香洲区一模)在“阻力对物体运动的影响”实验中,如图所示,则( )
A.小车在斜面上运动过程中,运动状态没有发生改变
B.小车在毛巾水平面上所受的阻力使它的运动状态发生改变
C.小车在棉布水平面上运动过程中处于平衡状态
D.小车在木板水平面上速度减小得最慢,此时它的惯性最大
【答案】B
【解析】A、小车在斜面上运动过程中,速度越来越大,运动状态发生了改变,故A错误;B、小车在毛巾水平面上受到阻力的作用,阻力使它的运动状态发生改变,故B正确;C、小车在棉布水平面上运动过程中,由于受到阻力的作用,速度越来越慢,不是平衡状态,故C错误;D、惯性大小只与质量有关,与速度无关,故惯性是不变的,故D错误。选B。
【点评】本题考查了阻力对物体运动的影响,知道力可以改变物体的运动状态是解题的关键。
2.(2019?汉阳区二模)如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置,下列说法正确的是( )
A.由于受到惯性力,小车到达水平面后继续向前运动
B.每次实验时,应使小车滑到水平面时的初速度相等
C.水平表面越光滑,小车的速度减小得越快
D.小车最终会停下来,是因为在水平方向没有受到力的作用
【答案】B
【解析】A、小车从斜面上滑下时,由于惯性,小车到达水平面后继续向前运动,不是惯性力。此选项错误;B、每次实验时,应使小车滑到水平面时的初速度相等,是通过控制小车在斜面上的高度实现的。此选项正确;B、水平表面越光滑,小车的速度减小得越慢,小车滑行的距离越长。此选项错误;C、力可以改变物体的运动状态,小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力。此选项错误。选B。
【点评】由于影响摩擦力的因素有多个,在实验中采用了控制变量法,让小车在不同表面滑行时,需保证小车到达水平面时的速度相同,所以才让同一小车从斜面的同一高度滑下。如果小车在水平方向上不受力,它的运动状态将不会改变,一直做匀速直线运动。
3.(2019?兰州一模)实验是物理研究的重要方法之一,许多规律都能通过实验直接验证,但以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律
C.欧姆定律 D.焦耳定律
【答案】B
【解析】A、光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居于法线两侧;反射角等于入射角。光的反射定律是在大量实验的基础上总结得出的,能用实验直接验证,故A不符合题意;B、一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律;然而我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律,而是在实验和推理的基础上总结得出的;故B符合题意;C、欧姆定律:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;欧姆定律是在大量实验基础上总结得出的,能用实验直接验证,故C不符合题意;D、焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,能用实验直接验证,故D不符合题意。选B。
【点评】本题考查了理想实验的理解和应用,在平时学习中要加强基本规律的理解,平时注意加强练习。
4.(2019?仙桃模拟)下列关于牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实根据的凭空想象
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体总是保持静止和匀速直线运动状态
【答案】C
【解析】“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”﹣﹣牛顿第一定律。由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证,但是在大量实验的基础上,牛顿总结概括前人的研究成果得到的一条重要规律。故C说法正确。选C。
【点评】此题考查学生对牛顿第一定律的理解。注意牛顿第一定律是理想情况,不能用实验直接验证,而是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。
5.(2019?兰陵县二模)下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
C.将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
【答案】D
【解析】A、当受力面积一定时,将加有砝码的小桌放在海绵上,压力增大,压力的作用效果越明显;不能证明大气压强存在,故A不符合题意;B、压强计的探头放入水中后,受到了水给予的压强,使U形管中产生一定的高度差,并通过观察高度差的大小来判断压强的大小,不能证明大气压强存在,故B不符合题意;C、上端开口、下端连通的容器称为连通器,连通器内盛同种液体且液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,不能证明大气压强存在,故C不符合题意。D、试管口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,水不会流出,故D符合题意。选D。
【点评】本题考查了影响压力作用效果,大气压,连通器,压强计的原理及使用,是一道综合题。
6.(2019?崇明区二模)下列最能证明大气压存在的是( )
A.马德堡半球实验 B.托里拆利实验
C.热气球升空实验 D.离心式水泵抽水
【答案】A
【解析】A、马德堡半球内抽成真空,两个半球在大气压的作用下,八对马费了很大的力才拉开两个半球,这个实验有力地证明了大气压的存在,并且大气压很大。B、托里拆利实验,准确地测出了大气压的值,能够证明大气压的存在;C、热气球是利用密度小于空气的气体,使浮力大于重力而升空,与大气压没有关系;D、离心式水泵抽水时,抽水机是先将泵内的空气排出,此时泵内气压小于外界大气压,大气压将水压出,利用了大气压,能够证明大气压的存在。综合分析:此题是最能证明大气压的存在,故A符合题意。选A。
【点评】此题是一道基础题,在理解马德堡半球实验的原理后,可知,它证实了大气压的存在;托里拆利首先运用水银测出了大气压的值。
7.(2019?惠山区一模)图甲是探究“通过导体的电流与电阻关系“的电路图(电源电压保持不变),电源电压为6V,滑动变阻器(50Ω,1A)、图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I﹣R图象。以下说法不正确的是( )
A.分析图象可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
B.当R由 10Ω换为 15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为 2V~3V
D.若电源电压可调,完成本次实验的电源电压最大为 15V
【答案】D【解析】A、由图知,电阻两端的电压始终保持:UV=IR=0.2A×15Ω=0.6A×5Ω=3V﹣①,为一定值,故电压一定时,电流与电阻成反比,A正确;B、根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大;B正确;C、电压表示数为UV,根据串联电路的规律及分压原理有:=﹣②,即==2,故最小电压为UV=2V,由①知,当定值电阻最小时,变阻器分得的电压,电路中的电流最大,最大电压为3V,故利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为 2V~3V;C正确;D、根据串联电路的规律及分压原理,由②得:==2,故U′=9V,最大电压为9V,D错误。选D。
【点评】本题探究“通过导体的电流与电阻关系,考查串联电路的规律、欧姆定律的运用、控制变量法和数据分析的能力。
8.(2019?和平区模拟)小明在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,连接了如图所示的电路,正准备闭合开关,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了且只要改接一根导线就可以。请你帮助小明指出错误的接线以及正确的改法是( )
A.导线①错了,应将导线①左端改接在电压表最右边的接线柱
B.导线②错了,应将导线②上端改接在电流表中间的接线柱
C.导线③错了,应将导线③上端改接在电压表最左边的接线柱
D.导线④错了,应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱
【答案】D
【解析】原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,
故导线④错了,应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱,如下所示,只有D正确。选D。
【点评】本题考查探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验电路的正确连接。
9.(2019?嘉善县模拟)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是热敏电阻,其阻值大小随温度的升高而减小。闭合开关S后,当温度升高时( )
A.电路总电阻变大 B.通过R1的电流变大
C.R1消耗的电功率变大 D.R2消耗的电功率变大
【答案】D
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压不变,所以,温度变化时,通过R1的电流不变,R1消耗的电功率不变,故BC错误;因热敏电阻R2的阻值大小随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,R2的阻值变小,由I=可知,通过R2的电流变大,由P=UI可知,R2消耗的电功率变大,故D正确;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,由R=可知,电路的总电阻变小,故A错误。选D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
10.(2019?临沂模拟)关于电流与电压,电阻的关系正确的是( )
A.导体中的电流与导体两端的电压成反比
B.导体中的电流与导体的电阻成反比
C.在导体两端的电压一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比
D.在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端所加电压成正比
【答案】D
【解析】AD、由欧姆定律可知,在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,故A错误,D正确;B、在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,故B错误;C、电阻是导体本身的一种性质,决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以不能说在导体两端的电压一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比,故C错误;选D。
【点评】本题考查了我们对欧姆定律内容的理解,需要清楚:电流跟电压成正比,电流跟电阻成反比都是有条件的。
11.(2019?襄城县一模)如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验过程中,下列说法中正确的是( )
A.左边容器中通过电阻丝中的电流比右边容器中通过电阻丝中的电流大
B.左边容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的电压高
C.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】C
【解析】A、由图可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过电阻丝的电流相同,即左边容器电阻丝中的电流等于右边容器电阻丝中的电流。故A错误;B、左侧电阻阻值小于右侧电阻阻值,由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以左侧容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的电压低。故B错误;C、据实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致U型管中的液面会发生变化,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U型管液面高度差的变化来反映。故C正确;D、两电阻丝串联,电流相同,根据Q=I2Rt可知,由于图中右边容器的电阻丝阻值较大,在相同时间内,电流在右容器中产生的热量较多,B管液面上升得高。故D错误。选C。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。突出运用所学知识解决实际问题的能力,明白U形管在实验中的作用,具有一定的综合性。
12.(2019?山西模拟)焦耳24岁时,首先把电阻丝放入玻璃管内,做成一个电热器,然后把电热器放入一个玻璃瓶中,瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时,从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化,同时,他用电流计测出电流的大小,焦耳把这种实验做了一次又一次,获取大量数据归的得出焦耳定律。下列有关说法正确的是( )
A.焦耳定律只适用于电阻丝的电路
B.焦耳在实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量,是用了控制变量法
C.焦耳借助玻璃管做成电热器是因为玻璃是导体
D.焦耳实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
【答案】D
【解析】A、焦耳定律也适用于计算电动机中的电阻产热量,故A错误;B、焦耳在实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量,是用了转换法,故B错误;
C、玻璃不善于导电,属于绝缘体,故C 错误;D、焦耳定律的内容是:电流产生的热量与电流的二次方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比,故D正确。选D。
【点评】本题考查了焦耳定律的内容、实验方法以及导体与绝缘体的区分,是一道基础题。
13.(2019?市北区一模)第一个发现通电导线周围有磁场的科学家是( )
A.托里拆利 B.法拉第 C.牛顿 D.奥斯特
【答案】D
【解析】A、托里拆利做了托里拆利实验,是世界上第一个准确测出大气压值的人,故A不符合题意;B、法拉第发现了电磁感应现象,故B不符合题意;C、牛顿发现了牛顿运动定律,故C不符合题意;D、1820年,奥斯特意外地发现当给导线通电时,能使旁边的小磁针改变偏转的方向,从而发现了通电导线周围能够产生磁场,故D符合题意。选D。
【点评】多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的,所以考试中也时有涉及,在学习中应注意。
14.(2019?武侯区模拟)课堂做实验时,发现通电导线周围的小磁针发生了偏转,由此揭示了电与磁联系的物理学家是图中的( )
A.焦耳 B.奥斯特 C.安培 D.法拉第
【答案】B
【解析】A、焦耳发现了著名的焦耳定律,其名字被命名为功和各种能量的基本单位。故A不符合题意;B、奥斯特最早发现了电流的磁效应﹣﹣电生磁现象。故B符合题意;C、安培发现了著名的安培定则,其名字被命名为电流的基本单位。故C不符合题意;D、法拉第在电生磁的基础上发现了磁生电现象﹣﹣电磁感应,为人类大规模获得电能提供了可能。故D不符合题意。选B。
【点评】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
15.(2019?云霄县一模)下列的设备中,利用电磁感应现象的原理工作的是( )
A.电饭锅 B.风力发电机 C.洗衣机 D.电磁起重机
【答案】B
【解析】A、电饭锅是根据电流的热效应工作的。故A错误。B、风力发电机是利用电磁感应原理工作的。故B正确。C、洗衣机是利用电动机工作,电动机是通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的。故C错误。D、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的。故D错误。选B。
【点评】掌握电烙铁、发电机、电动机、电磁起重机、电热毯、话筒、扬声器等工作原理。
16.(2019?通州区一模)用如图所示的实验装置进行实验,下列说法正确的是( )
A.该实验装置是用来研究电磁感应现象的
B.电路元件及连接完好,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关,金属棒ab有可能不运动
C.闭合开关,金属棒ab运动,此过程是把机械能转化为电能
D.将磁铁N、S极对调,同时改变金属棒ab中电流的方向,金属棒ab的运动方向也会改变
【答案】B
【解析】A、由图可知,该实验图中有电源,探究的是通电导体在磁场中受力运动的情况,故A错误;B、电路元件及连接完好,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流较小,产生的力较小,金属棒ab有可能不运动,故B正确;C、通电导体在磁场运动时,电能转化为机械能,故C错误;D、通电导体运动的方向与磁场的方向、电流的方向有关,将磁铁N、S极对调,同时改变金属棒ab中电流的方向,金属棒ab的运动方向不变,故D错误。选B。
【点评】要改变通电直导线的运动方向,只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可,两个因素不能同时改变。
17.(2017?鞍山)如图所示,一张纸片可以将满满的一杯水托住,这是________作用的结果。在杯中倒人适量的水,杯底受到的水的压强是1000Pa.则杯中水深为________cm.(g取10N/kg)
【答案】大气压;10。
【解析】(1)纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,大气压大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来;
(2)由公式p=ρ水gh得:h===0.1m=10cm。
【点评】此题涉及了关于大气压的基础知识,以及液体压强的计算公式题目的难度不大,
18.(2018?金华)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V“,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A“,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
(1)分析表中数据,可得出的实验结论是________;
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是________欧。
【答案】(1)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(2)3.33~100。
【解析】(1)根据表中数据知:电流与电阻的乘积都为5Ω×0.4A=10Ω×0.2A=20Ω×0.1A=2V,故可以得出:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(2)因电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律可得,此时电路中的定值电阻最小为:R小===3.33Ω;
因为滑动变阻器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大;
此时电流的电流为:I′===0.02A;定值电阻的最大值为:R大===100Ω。
【点评】本题考查了电流与电阻关系的探究和定值电阻的取值范围,其中定值电阻的取值范围有一定的难度,是一道难题。
19.(2019?仙桃)如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与________的关系。通电一段时间后,左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为________。
【答案】电流;4:1。
【解析】(1)实验装置中,一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等,即I右=I左;两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I左=I1+I2,两电阻的阻值相等,则支路中电流相等,即I1=I2,所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半,即这是研究电流产生的热量与电流的关系;(2)右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,左侧的电流是右侧电流的2倍,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍,即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4:1。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解以及焦耳定律公式的应用,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
20.(2019?新田县一模)小梦选取了下图中的实验器材,探究电流产生的热量与哪些因素有关。甲、乙是两个完全相同的玻璃瓶,内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入________、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间,若发现b温度计的示数比a的高(R甲<R乙)。此方案是探究________和通电时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与________大小的关系。
(2)已知R甲=5Ω,R乙=10Ω,若电路中的电流为0.4A,则乙电阻丝在1min内产生的热量为________J。
(3)善于思考的小梦在实验过程中还想到,若在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,当电阻丝的阻值R甲________R乙时,还可以用此装置做“比较不同物质的吸热能力”的实验。通过仔细操作后,她的想法得到了验证。
【答案】(1)质量;电流;电阻;(2)96;(3)等于。
【解析】(1)控制变量法的要求在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,需要在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油;电流通过导体产生的热量不易直接观察,本实验中通过温度计升高的示数来反映电流产生热量的多少。由图可知,两电阻丝串联,通过的电流相同,通电时间也相同,而两电阻丝的阻值不同,故该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系;(2)电阻丝在1min内产生的热量:Q乙=I2R乙t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J。(3)探究“不同物质的吸热能力”的实验,应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,使用中需要控制在相同时间内,两种物质吸收的热量相同,故使甲乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同,即R甲=R乙。
【点评】掌握电流产生热量多少的影响因素,利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系。
课件46张PPT。7.1 物理学史问题 中考一轮复习3+2 全国版1.小孔成像:最早记载于 。
2.在对“力与运动的关系”的问题上,错误的认为“维持物体运动需要力”的是古希腊思想家
--。
3.利用著名的“斜面理想实验”得出“- ,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力”的结论,第一次把“实验”引入物理研究的是意大利物理学家 。并对牛顿第一定律的建立做出巨大贡献。
4. 总结了伽利略等人的研究成果,概括出著名的牛顿第一定律;万有引力定律、光的色散现象的发现者是英国 -。
5.马德堡半球实验,有力证明 。实验者是德国的 。7.1 物理学史专题大气压的存在《墨经》亚里斯多德物体运动不需要力维持伽利略牛顿牛顿奥托·格里克6.利用 实验,首先测出大气压值的是意大利的科学家 。
7.发现阿基米德原理(F浮?=G排)、杠杆平衡条件(又叫杠杆原理)的是希腊的_________
8.1782年发明往复式蒸汽机的是英国人 。
9.首先通过实验得到电流跟电压、电阻定量关系(即欧姆定律)的是德国的 。
10.1840年,英国物理学家 通过实验最先精确确定电流的热量跟电流、电阻和通电时间的关系(即焦耳定律)。
11.第一个发现电和磁有联系即电流周围存在磁场(电流的磁效应)的科学家是丹麦
__________.7.1 物理学史专题托里拆利瓦特阿基米德欧姆奥斯特焦耳托里拆利12.英国物理学家________-经过10年的探索于1831年发现了___________现象,继而人们发明了各种发电机。
13.判定通电螺线管的极性跟电流方向关系的法则(即安培定则)是法国的 ________
14.世界上最早记述地理的两极和地磁场的两极不重合的是宋代的________
15.1911年,荷兰_________发现了超导现象(零电阻效应)。
16.1876年 发明了早期电话。7.1 物理学史专题法拉第电磁感应安培贝尔昂尼斯沈括考点一:阻力对物体运动的影响例1(2019?葫芦岛)如图所示,在探究阻力对物体运动的影响的实验中:
(1)同一小车每次从同一斜面的________由静止滑下,使小车到达水平面的速度相同。【解析】(1)该实验要比较的是小车在阻力不同的路面上滑行的距离,这样就要求我们控制变量:初速度,而让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,可以保证每次到达水平面时的初速度相同;同一高度考点一:阻力对物体运动的影响例1(2019?葫芦岛)(2)分析实验现象可知,小车在水平面上运动速度的减小是因为受到________(填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。通过对实验现象的分析,推理可知:如果运动的物体不受力时,将做______________。
(3)实验后分析得出:如果让同一个小车在三种表面上运动的距离相等,________表面克服摩擦阻力做功最少,________表面上的小车从斜面上由静止下滑前的位置最高。【解析】(2)由题知,实验中通过改变水平面的粗糙程度改变小车在水平面上受到的阻力大小,车在水平面上运动速度的减小,说明运动状态发生了改变,所以是受到非平衡力的作用。从上述实验数据中,可以得出结论是:平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动;(3)如果让同一个小车在三种表面上运动的距离相等,木板表面最光滑,阻力最小,根据W=fs知,在距离相同时,小车在摩擦力最小的水平面上运动克服摩擦力做功就少,三种表面中木板最光滑,所以木板表面克服摩擦阻力做功最少;小车在毛巾表面运动时,克服摩擦力做功左多,毛巾表面上的小车从斜面上由静止下滑前的位置最高。非平衡力匀速直线运动毛巾木板变式跟进1 (2019?巴中)小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的________相同; 【解析】(1)让小车从斜面上“同一位置”由静止滑下的目的是使小车到达水平面时的速度相等;速度变式跟进1 (2019?巴中)(2)标记a是小车在________(选填“毛巾”、“棉布”、“木板”)表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越________(选填“快”、“慢”);
(3)在此实验基础上通过推理可知观点________(选填“A”或“B”)是正确的;
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
(4)在此实验的基础上进行改进,让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下,观察小车在相同水平面滑行的距离,可以探究小车的重力势能与________有关。【解析】(2)图中标记a的距离最远,说明其表面是最光滑的,是小车在木板表面停下来的位置,由实验现象可知:水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的越远;(3)由实验现象推理可知,物体不受力时,可以保持原来的运动状态不变,因此可得出:力可以改变物体运动状态而不能维持物体运动状态,故A正确;(4)物体的重力势能与物体的质量和高度有关。根据实验现象,若让同一小车从不同高度处滑下,发现高度越高,小车在水平面上滑行距离越远,由此得出结论:小车的重力势能的大小与小车所处的高度有关。慢木板A高度变式跟进2(2019?桂林)小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
(1)实验开始前,小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,大家发现,小车在斜面上的高度越高,小车到达水平木板时的________越大,小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了,本实验要使用________法。【解析】(1)小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,小车在斜面上的高度越高,重力势能越大,滑下时,转化成的动能越大,小车到达水平木板时的初速度越大,小车在水平木板上运动距离越远;实验中控制下车的质量不变,改变高度,用到了控制变量法;初速度控制变量变式跟进2(2019?桂林)(2)实验中,大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合,然后依次将毛巾、棉布铺在木板上,开始探究小车在三种平面上的运动情况,结果发现小车直接冲出棉布末端,在仅有目前已搭建好的实验器材基础上,他们采取________________的方法完成了整个实验探究过程。
(3)通过实验分析可知,水平面越光滑,同一运动小车受到的阻力________,速度减小得越________。推理可知,同一运动小车如果不受阻力作用,它将________________。【解析】(1)小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,小车在斜面上的高度越高,重力势能越大,滑下时,转化成的动能越大,小车到达水平木板时的初速度越大,小车在水平木板上运动距离越远;实验中控制下车的质量不变,改变高度,用到了控制变量法;(2)小车到达水平面的速度与高度有关,小车直接冲出棉布末端说明速度过大,因此需要控制速度变小,减小斜面倾角即可;(3)通过实验分析可知,水平面越光滑,同一运动小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,推理可知,同一运动小车如果不受阻力作用,它将做匀速直线运动。减小斜面倾斜角度慢做匀速直线运动越小考点二:牛顿第一定律例2(2019?铜仁市)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【解析】如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动。D变式跟进3 (2018?天门)哪位科学家在总结前人研究成果的基础上,通过实验和推理,得出了重要的物理度律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态( )
A.爱因斯坦 B.牛顿 C.伽利略 D.亚里士多德
【解析】“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止或匀速直线运动状态”这是牛顿第一定律的内容,牛顿总结了伽利略等前人的研究成果,概括出一条重要物理定律;这个定律是在实验的基础上,进一步推理、归纳得出来的;为了纪念他做出的杰出贡献,人们以他的名字作为力的单位。B变式跟进4(2018?东莞市)以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.欧姆定律
C.光的反射定律 D.焦耳定律【解析】一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律;然而我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律,而是在实验和推理的基础上总结得出的。A考点三:大气压的存在与测量例3(2019?黄石)如图所示,在一个标准大气压下,用1m长玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为________mm。【解析】一个标准大气压能支持760mm高的水银柱,故此时玻璃管内水银柱高度为760mm;760考点三:大气压的存在与测量例3(2019?黄石)(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况。
(选填“升高”、“不变”或“降低”)
将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将________。
将玻璃管向上提升一点,水银柱高度将________。
(2)如果用水来代替水银做实验,水________(选填“会”或“不会”)充满玻璃管,若管口刚好在水面上且保证不漏气,此时玻璃管内底部的压强________Pa。
(g=10N/kg,结果用科学记数法表示,保留一位有效数字)【解析】(1)将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱高度也不变,但长度会变大一些;将玻璃管竖直上提,水银柱产生的压强等于大气压,即高度不变,还是760mm水银柱;(2)一标准大气压能支持10m高的水柱,故水会充满玻璃管玻璃管;根据P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa,则玻璃管内底部的压强为1.0×105Pa﹣1×104Pa=9×104Pa。会9×104不变不变变式跟进5 (2018?十堰)下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值
B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的
D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
【解析】小轿车安全带是为了防止惯性造成伤害,但不能减小惯性。C变式跟进6 (2018?衢州)材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气含有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)变式跟进6 (1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是______________。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是____________________________________,就可以反驳反对者们的观点。【解析】(1)反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是酒精比水更容易蒸发;(2)大气压能够支持76cm的水银柱,用1m长的玻璃管做实验,结果不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同,就可以反驳反对者们的观点;酒精容易蒸发不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同变式跟进6 (3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有________
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法【解析】(3)A、由题意知:从1614年开始,伽利略认为空气是有重量,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了著名的托里拆利实验,故公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点是错误的,故A错误;B、科学实验中要努力得到和前人不一样的实验结论,故B错误;C、科学发现是一个不断完善、不断修正的过程,故C正确;D.物理是一门以实验为基础的学科,实验是科学研究的重要方法,故D正确。故选CD。CD考点四:欧姆定律例3(2017?绥化)德国物理学家欧姆,从1825年开始研究电流与电源及导线长度的关系,并于1826年归纳出了今天所称的欧姆定律,即:导体中的电流,跟导体两端的电压成________,跟导体的电阻成________。【解析】德国物理学家欧姆经过大量的实验研究,得出了电流与电压、电阻的关系:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
正比反比变式跟进5 (2018?呼和浩特)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流,导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ?E(S表示导体中的电流;E表示导体两电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是( )
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的【解析】由题知,导体中的电流S与导体两电压E成正比,即S=γ?E,γ表示电导率;A、由S=γ?E可知,在电压相同时,通过的电流与导体的电导率成正比,故A错误;B、电压是形成电流的原因,所以电压与导体的电导率无关,故B错误;C、由S=γ?E知,电压E一定时,通过的电流S与电导率γ成正比,所以电导率反映的是导体对电流的导通能力,故C正确;D、电导率是导体对电流的传导率,电导率是导体本身的一种性质,与加在导体两端电压与通过导体的电流无关,故D错误。C考点五:焦耳定律例3(2018?宜宾)下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第【解析】英国物理学家焦耳在大量实验的基础上,精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系,即发现了焦耳定律。B变式跟进5 (2018?北京)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油,阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2.闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是( )
A.此实验探究的是热量与电阻的关系
B.此实验探究的是热量与电流的关系
C.此实验探究的是热量与时间的关系
D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少【解析】ABC、由图可知,两电阻丝串联,则通过两电阻丝的电流和通电时间是相同的,电阻不同,所以探究的是热量与电阻的关系,故A正确,BC错误;D、电流通过电阻丝做功,消耗的电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量、温度升高,所以,本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少,故D正确。AD
变式跟进6 (2019?广西)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3.小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是( )
A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D.通电后,A管的液面将会比B管的液面高
【解析】由题知,电阻丝的电阻R1=R2=R3;左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,A容器中电阻R1产生的热量多,则A管的液面将会比B管的液面高。D考点六:电流的磁效应例3(2019?福建)最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特【解析】由物理学史可知,焦耳发现了焦耳定律,欧姆发现了欧姆定律,安培发现了安培定则等,奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场。
D变式跟进5 (2019?安徽)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间( )
A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转
B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转
C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转【解析】由图知,判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则,即:用右手握住直导线,使大拇指指向电流的方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向;若电流方向从西向东,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是北,小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针,小磁针原来指向北面(如图蓝色磁针),所以小磁针不转动。D
变式跟进6 (2018?郴州)世界上第一个发现了电与磁之间联系的实验是( )
【解析】A图是奥斯特实验装置图,说明了电流周围存在磁场,是世界上第一个发现了电与磁之间联系的实验。A考点七:电磁感应例3(2019?淮安)如图为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图,实验过程中磁体处于静止状态。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.导体棒处于静止状态时,灵敏电流计的指针发生偏转
B.导体棒沿竖直方向向下运动时,灵敏电流汁的指针发生偏转
C.导体棒沿水平方向左右运动时,灵敏电流计的指针发生偏转
D.导体棒向右上方运动时,灵敏电流计的指针不发生偏转【解析】导体捧沿竖方向向左右运动时,做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流计的指针发生偏转。
C变式跟进5 (2018?贵港)电磁感应现象是由哪位科学家发现的( )
A.爱因斯坦 B.法拉第 C.牛顿 D.伽利略
【解析】A、爱因斯坦发现了相对论,故A不符合题意;B、法拉第发现了电磁感应现象,故B符合题意;C、牛顿发现了牛顿三大定律、万有引力定律等等,没有发现电磁感应现象,故C不符合题意;D、伽利略发现了摆的等时性,故D不符合题意。B变式跟进6 (2018?巴彦淖尔)科学家经过长期研究,发现了电和磁有密切的联系,其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示,下列关于这两项科学探究的说法正确的是( )
A.甲图实验探究磁场对通电导线的作用
B.乙图实验所揭示的原理可制成电动机
C.甲图中导体棒ab只要运动,电路中就会产生电流
D.乙图中若只将磁体的两极对调,导体棒ab的运动方向不改变【解析】A、甲图中当棒ab做切割磁感线运动时,电路中会产生电流,故该实验探究的是电磁感应现象;故A错误;B、图乙实验是通电导线在磁场中受到磁场力的实验,根据该原理制成了电动机,故B正确;C、甲图中当棒ab只有做切割磁感线运动时,电路中才会产生电流,故C错误;D、影响导体运动方向的因素有两个:电流的方向和磁场的方向,当乙图中的磁体的两极对调,则导体的运动方向会改变,故D错误。B
1. (2019?铜仁市)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动 D【解析】如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动。2. (2018?青岛)“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。”总结概括出这重要规律的科学家是( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.牛顿 D.托里拆利 C【解析】牛顿在伽利略、笛卡尔的基础上得到牛顿第一定律:“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态”。所以此科学规律是牛顿得到的。3. (2019?郴州)将少量热水倒入一空矿泉水瓶中(矿泉水瓶未变形),轻轻摇晃后将热水倒出,立即拧紧瓶盖,然后浇上冷水,可以看到矿泉水瓶变瘪。产生这一现象的主要原因是( )
A.在所浇冷水的压力作用下,矿泉水瓶被压瘪
B.矿泉水瓶热胀冷缩的结果
C.矿泉水瓶内热气将它吸进去了
D.在大气压的作用下,矿泉水瓶被压瘪 D【解析】因为瓶子注入热水并振荡后,瓶中气体受热膨胀跑出了一些,倒出热水的矿泉水瓶密封后,再浇上冷水,瓶内气体温度降低,气压减小,内部压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压扁了。
4. (2019?成都)下列情形与大气压强无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭
B.用吸管吸饮料
C.“玉兔”号在月球上留下“足迹”
D.马德堡半球实验
C【解析】“玉兔”号在月球上留下“足迹”,是压力产生了一定的效果,使月球表面发生了形变,与大气压强无关。5. (2019?盘锦)在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差 【解析】由图知,这个不变的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=2V;电源至少选用两节新干电池(3V)。B6. (2019?宜昌)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行 D【解析】研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。7. (2019?广西)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3.小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是( )
A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D.通电后,A管的液面将会比B管的液面高 D【解析】左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,A容器中电阻R1产生的热量多,则A管的液面将会比B管的液面高。8. (2018?潍坊)最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是( )
A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第 B【解析】英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出Q=I2Rt;为了纪念他做出的贡献,人们将他的名字命名为热量(能量)的单位。9. (2019?福建)最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特 D【解析】由物理学史可知,焦耳发现了焦耳定律,欧姆发现了欧姆定律,安培发现了安培定则等,奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场。10. (2019?阜新)如图所示电路中,导线通电之前,处于静止状态的小磁针S极所指的方向是________的北极(选填“地理”或“地磁”);导线通电之后,小磁针静止时________极所指的方向为该点磁场的方向。 N【解析】地球是个巨大的磁体,磁体磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极,所以地球这个巨大磁体周围的小磁针N极指向地磁S极,指向地理北极附近,小磁针的S极指向地磁N极,指向地理南极附近;磁体周围的磁感线方向、磁场方向、小磁针静止是N极指向,三个方向是一致的。地磁11. (2019?镇江)用图示装置探究阻力对物体运动的影响时,应选________(选填“同一”或“不同”)滑块;小军进行了如下实验:①让滑块从斜面上A处由静止开始滑下,记下滑块停在棉布上的位置;②移开棉布,让滑块从B处由静止开始滑下,记下滑块停在木板上的位置,则滑块两次滑行时的惯性大小________,小军实验中错误的操作是____________________________________。 没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同【解析】为了保证物体的质量相同,选用同一滑块,因为惯性只与物体的质量有关,因为质量相同所以惯性相同,小军没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同。同一相同12. (2019?陕西)1831年,物理学家法拉第发现:闭合电路的一部分导体在磁场中做________________运动时,电路中会产生________________,这个现象叫作电磁感应。根据此原________,为人类进入电气化时代做出了重大贡献。 【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这个现象叫作电磁感应;根据电磁感应现象发明了发电机,为人类进入电气化时代做出了重大贡献。切割磁感线感应电流发电机13. (2019?益阳)如图,当导体棒ab向________运动时,与ab组成闭合电路的电流表指针会发生偏转。在生产和生活中有很多电器设备应用了电磁感应的原理,请试举一例:________。 【解析】如图,磁体周围磁感线从磁体的N指向S,就是从上指向下,导体ab向左或向右运动时,切割磁感线运动,电路中产生电流,应用于发电机或动圈式话筒等。左、右发电机14. (2019?抚顺)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中。
(1)小悦用如图所示的实验装置进行实验时,让小车从斜面的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)小车在粗糙程度不同的平面上静止时的位置如图甲、乙、丙所示。可以得出,物体受到的阻力越________(填“大”或“小”),速度减小得越慢。由此推理得出:如果运动的物体不受力时,将保持________________运动状态。 速度【解析】(1)实验中每次均让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等;(2)由实验知:接触面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;如果运动的物体不受力时,物体的运动状态将不会改变,则它将做匀速直线运动;小匀速直线14. (2019?抚顺)(3)小悦还想探究“动能的大小与速度的关系”,并进行了如图丁所示实验。
①让小车从斜面上的________(填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,撞击木块。观察木块移动的距离,并得出结论。
②实验中发现两次木块移动距离都较近,于是用木板代替毛巾进行实验。这样就可以在________相同时,通过减小接触面的________来减小木块与平面的滑动摩擦力,使木块移动距离较远,实验现象更明显。 不同【解析】(3)①为了探究动能大小与速度的关系,应控制质量不变,改变速度,可以让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始释放,使得小车到达斜面底部时的速度不同;②用木板代替毛巾进行实验,是在压力一定时,减小了接触面的粗糙程度,从而减小了摩擦力使木块移动距离较远,实验现象更明显。压力粗糙程度感谢欣赏