北京市陈经纶中学分校实验中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
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一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个符合题意。共24分,每小题2分)
1.(2分)如图所示,要使开关S闭合后小灯泡能够发光,在金属夹A、B间应接入下列物品中的( )
A.橡皮 B.钢直尺
C.塑料尺 D.干燥的小木棍
2.(2分)市场上出售一种能手拿滚动的“刷子”,用“刷子”在衣服上滚擦时,可以把灰尘和微小脏物吸到“刷子”上,其物理原理是( )
A.“刷子”带胶可粘住轻小物体
B.摩擦起电和带电体可吸引轻小物体
C.摩擦起电
D.“刷子”带电可吸引轻小物体
3.(2分)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
4.(2分)如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图,该冲程为( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
5.(2分)如图所示是便携式充电宝正在给手机电池充电,在此过程中,该充电宝相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.用电器
6.(2分)如图甲是的小灯泡结构,灯丝两端分别与金属螺纹壳和金属触头相接,选项图中是同学们用新电池快速查找坏灯泡的几种连接图,哪个图的连接不能查出坏灯泡( )
A. B. C. D.
7.(2分)下列说法中正确的是( )
A.电饭锅工作时,将内能转化为电能
B.电风扇工作时,将机械能转化为电能
C.干电池给灯泡供电时,将电能转化为化学能
D.在阳光照射时,太阳能电池将太阳能转化为电能
8.(2分)根据图甲所示的实验电路,研究小组的同学们画出了下列所示的4个电路图,其中与甲图对应的电路图是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)如图所示的四个电路中,开关S闭合后,能用电流表测量出通过电阻R1电流的电路是( )
A.
B.
C.
D.
10.(2分)关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电流是电荷的移动,电流的方向是正电荷移动的方向
B.电阻中有电流通过时,电阻两端一定有电压
C.电阻大小可以用通过电流大小和导体两端电压大小的比值得知
D.横截面积大的导线电阻大
11.(2分)如图所示是一种测定油箱内油量的实验装置,电路中的为油量表。当电源两端电压不变,R0是定值电阻,当油箱内油面上升时,滑杆使金属滑片向b端移动。请你判断下列说法中正确的是( )
A.油量表是一块电压表
B.油量表的示数会变小
C.电阻R0的主要作用是为了使变阻器R两端电压不变
D.定值电阻R0在此电路中的主要作用是防短路
12.(2分)如图甲所示,有两个电路元件A、B串联在电路中,通过改变滑动变阻器滑片P的位置,改变通过它们的电流,根据多次测量的数据画出了通过两元件的电流I与其两端的电压U关系的图象如图乙所示。若将A、B串联后直接接在另一个两端电压保持不变的电源上,闭合开关后,测得通过A的电流为0.1A;若将A、B两元件并联后直接接在这个电源上,则( )
A.此时电路两端的电压为2V
B.此时元件B的电阻为40Ω
C.此时元件B中的电流为0.1A
D.此时电路中的总电流为0.6A
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
(多选)13.(2分)小红根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容c/[J•(kg•℃)﹣1]
水4.2×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A.我国北方家中的“暖气”用水作为介质是利用了水的比热容大的特性
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,煤油温度变化大
C.同一物质发生物态变化后,比热容改变
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量多
(多选)14.(2分)在测量未知电阻Rx阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干。如图所示是同学们设计的四种测量电路,在不拆改电路的前提下,能测算出未知电阻Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
(多选)15.(2分)物理陈老师亲自做实验,他将定值电阻R、滑动变阻器R1、电压表、电流表和电压恒定的电源按图1所示连接电路。他移动滑动变阻器的滑片,不断改变电压表和电流表的示数,并利用所得数据绘制出如图2所示的图象。请你根据上述信息运用所学知识,判断下列说法正确的是( )
A.这是探究电流与电压关系的实验
B.可以得知定值电阻R的阻值是7.5Ω
C.可以得知滑动变阻器R1的最大阻值大小
D.可以得知电源两端的电压大小
三、实验解答题(共28分,第16、19、21题2分,17、20、22题3分,18、23题4分,24题5分)
16.(2分)(1)如图甲所示电压表的示数为 V;
(2)如图乙所示电流表的示数为 A。
17.(3分)如图所示为马路两侧路灯,根据图中的现象,可知路灯的连接方式为 联,你所判断的依据是 。
18.(4分)(1)如图甲所示,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子运动的快慢跟 有关。
(2)如图乙将截面磨光的两铅柱对接并紧压在一起,下面挂很重的钩码或物体也不能将它们分开。这个现象可以说明 。
(3)如图丙所示,用酒精灯加热试管中的水。当水沸腾后,塞子被试管内的水蒸气推出,请从能量转化的角度分析说明: 。
19.(2分)电路中先后接入一节和两节干电池时,小灯泡的亮度是不一样的,如图所示。请根据以上现象,提出一个可以探究的科学问题: 。
20.(3分)同学们在进行电学知识的学习中,了解到各种金属的导电性各不相同,电阻大的导电性差,他们想利用实验来“探究影响导体电阻大小的因素”,在观察现象的基础上他们做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关;③导体的材料有关。
他们从实验室老师那里借到4根电阻丝,其规格、材料如图甲所示。请你根据他们下面的实验,完成下列问题:
(1)利用图乙所示的实验电路“探究影响导体电阻大小因素”,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)他们利用这些器材探究猜想③,实验步骤如下:分别将A和D两电阻丝接入图乙电路中M、N两点间,电流表示数不相同。他们由此初步得到的结论是:导体的电阻跟材料有关。在他们的实验探究中,存在的问题是: 。
21.(2分)科技小组的同学在老师课上实验后,又用精密的测量仪器做实验比较了质量相等的两种液体放热能力,并用图象对实验数据进行了处理如图所示。实验中,两种液体在相同时间内放出的热量基本相等。分析图象可以初步得知: 的放热能力强,如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源,你认为 (选填:“甲”或“乙”)液体较为合理。
22.(3分)小华在实验室测量小灯泡正常发光时的电阻,灯泡标有“2.5V”字样(即正常发光时的电压)。
(1)如图1所示是小华连接的实物电路,电路的连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,然后用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图2甲、乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
(3)小华又继续实验,通过调节滑动变阻器的滑片P,测得在不同电压下的电流值之后,她计算出小灯泡的电阻值,发现变化较大。你认为这可能是什么原因造成的: 。
23.(4分)小欣用图1所示的电路探究导体中的电流跟导体电阻的关系,他先后用5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω和50Ω定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数并填入表格,下表只列出了前三次的实验数据。
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.3
0.2
(1)由小欣的实验数据可以初步得出的结论是: 。
(2)可是小军他们用另一个电路做此实验,可以初步得到在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,请你帮小欣分析她的实验不能得出此结论的原因是: 。
(3)在图2的方线框中画出你做此实验的电路图。
24.(5分)小欣和小军在探究电流与电压的关系时,实验过程如下,小欣和小军分别设计并连接的电路如图甲、乙所示。
(1)若按照小欣的甲电路进行实验,改变自变量的方法是 ;若按照小军的乙电路进行实验,改变自变量的方法是 。
(2)若按照小军所连接的电路实验,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是 ,针对原因写出你的检验方法 。
(3)问题解决后,小军用完好的电路通过多次实验,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如表1所示,分析表1中数据可以初步得出的结论是: 。
U/V
0.6
1.0
1.6
1.8
2.4
2.8
I/A
0.06
0.1
0.16
0.18
0.24
0.28
四、科普阅读题(共4分)
25.(4分)阅读《半导体》一文完成小题。
《半导体》
半导体指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的一类材料。半导体在收音机、电视机、照明以及测温领域有着广泛的应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或者数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关系。半导体在多方面的重要应用,原因在于它除了导电能力外还有许多特殊的电化学性能。半导体的导电性能会受到温度、光照、压力和掺入杂质等多种因素的影响。一些半导体在受到压力后,其导电性能发生较大的变化,利用这种特性,可以做成体积很小的力敏元件,用来测量压力的变化;一些半导体在温度升高后,它的导电性能迅速增强,利用这种特性,可以做成体积很小的热敏电阻,用来测量很小范围的温度变化,反应快,且精度高。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)半导体的导电性能会受到 影响。(填写一种影响因素即可)
(2)智慧城市成为当前城市规划的热点。为了实现城市道路路灯的自动控制,需要用到一种智能开关,使其在天黑时能自动接通照明电路,使路灯工作。这种智能光照开关与多盏路灯的连接电路是什么样的,请在图1的方线框内画出你相像的电路图(电源用干电池,智能光照开关用开关,多盏路灯用三盏小灯泡表示即可)。
(3)如果将文中所述的热敏电阻与电源、电流表和一个定值电阻R串联成一个电路(如图2甲所示),随着温度的变化,电流表的示数也会相应变化。我们将电流表中的电流刻度盘换成相应的温度刻度盘,就能直接显示出热敏电阻附近的温度值。如果刻度盘正中温度值为20℃(如图2乙所示),则10℃的刻度应在20℃的 边(选填“左”或“右”)。
(4)如果在下述电路中,将电流表改为电压表,用电压表的示数反映热敏电阻附近的温度值,要求电压表和电流表的偏转方向相同时,所反映的规律也相同,则图3中所示电路符合要求的是 。
五、计算题(要求:写出必要的文字说明和依据的公式,代入数据,写明单位。共8分,26题4分,27题4分)
26.(4分)如图所示是一款高效燃气灶。为测定其效率到底有多高,小欣用该燃气灶将2kg的水从10℃加热至90℃,从天然气表读出消耗了大约0.028m3的天然气。气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积的关系为Q=qV。已知:q=4.0×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶的热效率。
27.(4分)反思是一种良好的学习品质。同学们逐步认识到计算题练习的目的,是通过计算出的数据反思得知知识的应用价值。科技小组的同学在学习了欧姆定律后,对实验室的一台电子秤进行了研究。从说明书中的简化电路(图甲)得知,当秤盘中放有物体时,秤盘向下移动并带动滑动变阻器的滑片P向下滑动。电源两端电压为12V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,经过多次实验测量,绘制出电阻R2接入电路中的阻值与台秤盘中物体质量m的关系图像如图乙所示,电流表示数I与电阻R2接入电路中的阻值的关系图像如图丙所示。求:
(1)写出当盘中不放物体时,电阻R2接入电路中的阻值为多少的依据;
(2)电阻R1的阻值为多少。
2022-2023学年北京市陈经纶中学分校实验中学九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个符合题意。共24分,每小题2分)
1.(2分)如图所示,要使开关S闭合后小灯泡能够发光,在金属夹A、B间应接入下列物品中的( )
A.橡皮 B.钢直尺
C.塑料尺 D.干燥的小木棍
【分析】容易导电的物体是导体;不容易导电的物体是绝缘体,根据导体和绝缘体的定义进行判断,AB之间接入导体,小灯泡发光,接入绝缘体小灯泡不发光。
【解答】解:常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。题中四个选项中,只有钢直尺是导体,所以要使开关S闭合后小灯泡能够发光,在金属夹A、B间应接入钢直尺。
故选:B。
【点评】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体包括:塑料、橡胶、陶瓷、空气、玻璃等。
2.(2分)市场上出售一种能手拿滚动的“刷子”,用“刷子”在衣服上滚擦时,可以把灰尘和微小脏物吸到“刷子”上,其物理原理是( )
A.“刷子”带胶可粘住轻小物体
B.摩擦起电和带电体可吸引轻小物体
C.摩擦起电
D.“刷子”带电可吸引轻小物体
【分析】(1)不同的物质相互摩擦,可以使物体带电;
(2)带电的物体能够吸引轻小的物体。
【解答】解:毛刷滚动时,毛刷与衣物摩擦使毛刷上带了电,带电的毛刷可以吸引轻小物体,从而把灰尘和微小脏物吸到刷内。
故选:B。
【点评】本题考查了摩擦起电、带电体性质的应用,是一道基础题,了解生活中的一些摩擦起电现象有助于解答此类习题。
3.(2分)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
【分析】本题抓住改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化;热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种形式。
【解答】解:A、在锯木料时,锯条的温度会升高,是摩擦生热,机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故A不符合题意。
B、划火柴点火是摩擦生热,机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故B不符合题意;
C、烧水时水温升高,属于热传递改变物体的内能,故C符合题意;
D、铁丝来回弯折温度升高,是机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】此题查学生对基本概念和基本规律的识记能力,做对题的前提是熟记这些知识点,并灵活进行运用。
4.(2分)如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图,该冲程为( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【分析】内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程;根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断是哪一个冲程。
【解答】解:观察图可知,进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸,是吸气冲程。
故选:A。
【点评】本题考查了内燃机各个冲程的判断,明确各个冲程的气门关闭情况和活塞的运行方向是解题的关键。
5.(2分)如图所示是便携式充电宝正在给手机电池充电,在此过程中,该充电宝相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.用电器
【分析】电路由电源、开关、导线、用电器组成,电源是提供电能的,用电器是消耗电能的.分析题意,然后答题.
【解答】解:
在用电宝正给手机电池充电的过程中,电能由充电宝转移到手机电池,在电路中手机电池消耗电能相当于用电器,而充电宝提供了电能相当于电源,故A正确.
故选:A。
【点评】本题考查了电路的组成,重点是用电器和电源的区分,是一道基础题.
6.(2分)如图甲是的小灯泡结构,灯丝两端分别与金属螺纹壳和金属触头相接,选项图中是同学们用新电池快速查找坏灯泡的几种连接图,哪个图的连接不能查出坏灯泡( )
A. B. C. D.
【分析】用电器或电源的两端被导线相连,则用电器或电源被短路;要使灯泡发光,则有电流流过灯泡。
【解答】解:根据四个选项可知,ABC中的接法,通过灯泡都有电流;D中接法通过灯泡无电流,不能查出坏灯泡,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的连接、电路的三种状态,属于基础题。
7.(2分)下列说法中正确的是( )
A.电饭锅工作时,将内能转化为电能
B.电风扇工作时,将机械能转化为电能
C.干电池给灯泡供电时,将电能转化为化学能
D.在阳光照射时,太阳能电池将太阳能转化为电能
【分析】不同的能量之间可以进行相互的转化,根据选项中描述的物体或现象,分析其消耗了哪种能量,又得到了哪种能量,从而做出判断。
【解答】解:A、电饭锅主要是用来发热的,因此,电饭锅工作时,主要将电能转化成为内能,故A错误;
B、电风扇工作时,消耗电能,使电风扇转动,得到的是机械能,故B错误;
C、干电池给灯泡供电时,将化学能转化为电能,再提供给灯泡,故C错误;
D、在阳光照射时,太阳能电池将太阳能转化为电能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了几种电器、电池的工作过程中能量的转化情况,难度不大,但要求细心作答,防止颠倒。
8.(2分)根据图甲所示的实验电路,研究小组的同学们画出了下列所示的4个电路图,其中与甲图对应的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】由实物图可知,两灯泡并联,其中一个开关控制整个电路,另一个开关控制L1,根据实物图判断电路图的连接即可。
【解答】解:由实物图可知,两灯泡并联,其中一个开关控制整个电路,另一个开关控制L1。
A、图中两个开关均在支路上,与实物图不一致,故A错误;
B、图中两个灯泡串联,与实物图不一致,故B错误;
C、图中两个开关均接在了干路,与实物图不一致,故C错误;
D、图中两灯泡并联,其中一个开关S1控制整个电路,另一个开关S2控制L1,与实物图一致,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查根据实物图画电路图,关键是知道电路中各个用电器的连接情况,画电路图是初中物理的重点也是难点。
9.(2分)如图所示的四个电路中,开关S闭合后,能用电流表测量出通过电阻R1电流的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】“走电流”、分析各个选项实物图中两电阻的连接方式、电流表的位置,确定哪个电流表能测量通过电阻R1的电流。
【解答】解:A、开关闭合,两电阻并联,电流表串联在R2支路,测量通过电阻R2的电流,故A错误;
B、开关闭合,电阻R1、电流表被短路,电流表不能测量通过电阻R1的电流,故B错误;
C、开关闭合,两电阻并联,电流表串联在干路上,测量干路电流,故C错误;
D、开关闭合,两电阻并联,电流表串联在R1支路,能测量通过电阻R1的电流,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了实物图的分析、电流表的连接方法,属于基础题,学生易于解答。
10.(2分)关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电流是电荷的移动,电流的方向是正电荷移动的方向
B.电阻中有电流通过时,电阻两端一定有电压
C.电阻大小可以用通过电流大小和导体两端电压大小的比值得知
D.横截面积大的导线电阻大
【分析】(1)物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向;
(2)电路中有电压,不一定有电流,电路中有电流,一定有电压;
(3)根据R=分析;
(4)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积、温度。
【解答】解:
A、电荷的定向移动形成电流;物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故A错误;
B、电压是形成电流的原因,所以电阻中有电流通过时,电路两端一定有电压,故B正确;
C、根据R=可知,电阻大小可以用导体两端电压大小和通过导体电流大小的比值求出,故C错误;
D、电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,只根据横截面积无法判定电阻的大小,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了电阻的影响因素、电流的形成以及电阻的计算方法等,属于基础性题目。
11.(2分)如图所示是一种测定油箱内油量的实验装置,电路中的为油量表。当电源两端电压不变,R0是定值电阻,当油箱内油面上升时,滑杆使金属滑片向b端移动。请你判断下列说法中正确的是( )
A.油量表是一块电压表
B.油量表的示数会变小
C.电阻R0的主要作用是为了使变阻器R两端电压不变
D.定值电阻R0在此电路中的主要作用是防短路
【分析】(1)电流表与所测电路元件串联接入电路;
(2)当油箱内油面上升时,滑杆使金属滑片向b端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变化,根据欧姆定律可知通过电路的电流变化;
(3)当油量最大时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,因此定值电阻在电路中起保护电路的作用。
【解答】解:A、由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,油量表串联接入电路中,所以油量表为电流表,故A错误;
B、当油箱内油面上升时,滑杆使金属滑片向b端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,即油量表示数变大,故B错误;
CD、当油量最大时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,因此定值电阻在电路中起防短路的作用,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,正确地分析油量变化时滑片移动的方向是关键。
12.(2分)如图甲所示,有两个电路元件A、B串联在电路中,通过改变滑动变阻器滑片P的位置,改变通过它们的电流,根据多次测量的数据画出了通过两元件的电流I与其两端的电压U关系的图象如图乙所示。若将A、B串联后直接接在另一个两端电压保持不变的电源上,闭合开关后,测得通过A的电流为0.1A;若将A、B两元件并联后直接接在这个电源上,则( )
A.此时电路两端的电压为2V
B.此时元件B的电阻为40Ω
C.此时元件B中的电流为0.1A
D.此时电路中的总电流为0.6A
【分析】由题知,两元件的电流I与其两端的电压U关系的图象如图乙;将A、B串联后直接接在另一个两端电压保持不变的电源上,根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压,然后求出电源电压;
把它们并联接在原来的电源上时,它们的电压相等,根据图象读出通过两元件的电流,根据欧姆定律求出元件B的电阻,根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解:由题知,两元件的I﹣U关系的图象如图乙;
将A、B串联后直接接在另一个两端电压保持不变的电源上,
测得通过A的电流为0.1A时,因串联电路中各处的电流相等,所以IB=IA=0.1A,
由图象可知,A和B两端的电压分别为:UA=2V,UB=4V,
所以,此时电源的电压:
U=UA+UB=2V+4V=6V;
若将A、B两元件并联接在原来的电源上,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,UA′=UB′=U′=6V,故A错误;
由图象可知,通过两元件的电流分别为:
IA′=0.3A,IB′=0.3A,故C错误;
根据I=可得:RB′===20Ω,故B错误;
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:
I′=IA′+IB′=0.3A+0.3A=0.6A.故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流对应的电压值。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
(多选)13.(2分)小红根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容c/[J•(kg•℃)﹣1]
水4.2×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A.我国北方家中的“暖气”用水作为介质是利用了水的比热容大的特性
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,煤油温度变化大
C.同一物质发生物态变化后,比热容改变
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量多
【分析】(1)水的比热容较大,与其他物质相比,在相同条件下,水吸收和放出的热量比其他物质更多。
(2)(4)根据Q吸=cmΔt分析。
(3)同种物质,状态不同,比热容不同。
【解答】解:
A、因为水具有较大的比热容,所以在相同条件下,水吸收和放出的热量比其他物质更多,冬天暖气供暖用水作为工作物质,故A正确;
B、质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,由于水的比热容大于煤油的比热容,根据Q吸=cmΔt可知,煤油温度变化大,故B正确;
C、水和冰是同一物质,水变成冰后比热容变化了,由此可知同一物质发生物态变化后,比热容变化了,故C错误;
D、由表中信息可知c铜<c铝,又知道m相同,升高的温度相同,根据放热公式Q吸=cmΔt可知铝块吸收的热量多,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查比热容、热量公式Q=mc△t的应用,考查的是基础知识,难度不大。
(多选)14.(2分)在测量未知电阻Rx阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干。如图所示是同学们设计的四种测量电路,在不拆改电路的前提下,能测算出未知电阻Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】要测量电阻阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解:
A、当S闭合时,只有R接入电路中,电流表测此时电路中的电流;两开关都闭合时两电阻并联,电流表测电阻R支路中的电流,根据U=IR可求出电阻R支路上的电压;但无法求出干路中的电流和通过Rx的电流,所以无法求出待测电阻的阻值,故A不符合题意;
B、当开关S闭合、S1断开,只有定值电阻R接入,此时的电流为I1,则根据欧姆定律可得电源电压,当开关S、S1闭合,两电阻并联,电流表测干路的电流,根据并联电路的电流特点可求出待测的电阻Rx的电流,根据待测电阻的电压和电流可以求出其电阻,故B符合题意;
C、当S闭合时,Rx与滑动变阻器串联,电流表测通过Rx的电流;电压表测量Rx两端的电压,根据待测电阻的电压和电流可以求出其电阻,故C符合题意;
D、当开关S、S1闭合时,只有Rx接入电路中,电压表可以测量出电源电压U;S闭合、S1断开时,该电路为串联电路,电压表测量的是Rx两端的电压;根据串联电路的电压规律可以求出R两端的电压;根据欧姆定律可以求出R的电流,即待测电阻的电流,根据待测电阻的电压和电流可以求出其电阻,故D符合题意。
故选:BCD。
【点评】利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流,然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值。
(多选)15.(2分)物理陈老师亲自做实验,他将定值电阻R、滑动变阻器R1、电压表、电流表和电压恒定的电源按图1所示连接电路。他移动滑动变阻器的滑片,不断改变电压表和电流表的示数,并利用所得数据绘制出如图2所示的图象。请你根据上述信息运用所学知识,判断下列说法正确的是( )
A.这是探究电流与电压关系的实验
B.可以得知定值电阻R的阻值是7.5Ω
C.可以得知滑动变阻器R1的最大阻值大小
D.可以得知电源两端的电压大小
【分析】图1中的电路属于串联电路,电压表测量的是滑动变阻器R1两端的电压,电流表测量的是电路中的电流,根据欧姆定律和串联电路中的电压电流规律分析各个选项。
【解答】解:A、根据控制变量法的思想,要探究电流与电压关系,应该控制导体的电阻保持不变,改变导体两端的电压进行实验,而题中电压表测量的是滑动变阻器R1两端的电压,而滑动变阻器R1的电阻一直是改变的,故A错误;
BD、图1中的电路属于串联电路,定值电阻R和滑动变阻器R1串联,电压表测量的是滑动变阻器R1两端的电压,电流表测量的是电路中的电流,
设电源电压为U,由图2知,当电流为0.1A时,滑动变阻器R1两端的电压为5V,根据串联电路电压规律和欧姆定理得,(0.1A)R+5V=U,
当电流为0.5A时,滑动变阻器R1两端的电压为2V,根据串联电路电压规律和欧姆定理得,(0.5A)R+2V=U,
联立以上两个等式,解得,R=7.5Ω,U=5.75V,故BD正确;
C、由图2中无法得出滑动变阻器R1的最大阻值,故C错误;
故选:BD。
【点评】本题主要考查了电路分析,串联电路的电压规律和欧姆定律的应用,正确分析电路和读懂图2中的U﹣I图像是解题的关键,题目难度适中。
三、实验解答题(共28分,第16、19、21题2分,17、20、22题3分,18、23题4分,24题5分)
16.(2分)(1)如图甲所示电压表的示数为 2.5 V;
(2)如图乙所示电流表的示数为 0.5 A。
【分析】(1)根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数;
(2)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数。
【解答】解:(1)如图甲所示,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.5V;
(2)如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.5A。
故答案为:(1)2.5;(2)0.5。
【点评】本题综合考查电流表和电压表的读数,关键是注意量程和分度值。
17.(3分)如图所示为马路两侧路灯,根据图中的现象,可知路灯的连接方式为 并 联,你所判断的依据是 每盏灯都可以独立工作,互不影响 。
【分析】串联电路中各用电器互相影响,并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响,据此判断。
【解答】解:由题意可知,马路两侧路灯如果有一只或几只损坏,其余的仍可以正常工作,说明它们可以独立工作,互不影响,为并联。
故答案为:并;每盏灯都可以独立工作,互不影响。
【点评】本题主要考查了串并联电路的判断,熟知串并联电路的不同特点,是解答的关键。
18.(4分)(1)如图甲所示,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子运动的快慢跟 温度 有关。
(2)如图乙将截面磨光的两铅柱对接并紧压在一起,下面挂很重的钩码或物体也不能将它们分开。这个现象可以说明 分子间存在引力 。
(3)如图丙所示,用酒精灯加热试管中的水。当水沸腾后,塞子被试管内的水蒸气推出,请从能量转化的角度分析说明: 水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 。
【分析】物质是由分子或原子组成的,分子间存在相互作用的引力与斥力,分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈;
物体对外做功,内能减小,内能转化为机械能。
【解答】解:(1)红墨水在热水中扩散的比冷水中快,说明温度越高,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关。
(2)图中两个压紧的铅块能吊起钩码,是由于分子间存在引力;
(3)在软木塞被冲出试管口的过程中,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
故答案为:(1)温度;(2)分子间存在引力;(3)水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
【点评】本题考查了对分子动理论和做功改变物体内能的理解,培养应用知识解决实际问题的能力。
19.(2分)电路中先后接入一节和两节干电池时,小灯泡的亮度是不一样的,如图所示。请根据以上现象,提出一个可以探究的科学问题: 小灯泡的亮度与电压有关吗? 。
【分析】小灯泡两端的电压增大,通过的电流增大,灯的实际功率最大,灯的亮度变大,据此提出可以探究的问题。
【解答】解:
先后接入一节和两节干电池时,小灯泡两端的电压不同,小灯泡的亮度不同,可以探究:小灯泡的亮度与电压有关吗?
故答案为:小灯泡的亮度与电压有关吗?
【点评】本题答案不唯一,只要能围绕影响灯泡亮度变化的因素提出问题,只要合理均是可以的。
20.(3分)同学们在进行电学知识的学习中,了解到各种金属的导电性各不相同,电阻大的导电性差,他们想利用实验来“探究影响导体电阻大小的因素”,在观察现象的基础上他们做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关;③导体的材料有关。
他们从实验室老师那里借到4根电阻丝,其规格、材料如图甲所示。请你根据他们下面的实验,完成下列问题:
(1)利用图乙所示的实验电路“探究影响导体电阻大小因素”,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 电流表示数 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,应该选用编号 B、D 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)他们利用这些器材探究猜想③,实验步骤如下:分别将A和D两电阻丝接入图乙电路中M、N两点间,电流表示数不相同。他们由此初步得到的结论是:导体的电阻跟材料有关。在他们的实验探究中,存在的问题是: 没有控制导体长度相同 。
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)(3)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:(1)在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,即将电阻的大小转换为电流的大小,这就是我们所说的转换法;
(2)要探究电阻大小跟导体长度的关系,应控制导体材料与横截面积相同,长度不同,由图中数据可知,应选编号为B、D的两根电阻丝进行实验;
(3)要探究电阻大小跟导体材料的关系,应控制导体长度与横截面积相同,材料不同,由图中数据可知A、D两电阻丝的横截面积相同,但长度不同,所以实验存在的问题是没有控制导体长度相同。
故答案为:(1)电流表的示数;(2)B、D;(3)没有控制导体长度相同。
【点评】本题通过探究影响电阻大小的因素考查了控制变量法的思想的应用,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
21.(2分)科技小组的同学在老师课上实验后,又用精密的测量仪器做实验比较了质量相等的两种液体放热能力,并用图象对实验数据进行了处理如图所示。实验中,两种液体在相同时间内放出的热量基本相等。分析图象可以初步得知: 甲 的放热能力强,如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源,你认为 甲 (选填:“甲”或“乙”)液体较为合理。
【分析】选同样的放热时间,甲和乙放热相同,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大;
【解答】解:时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;利用热量的计算公式Q=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得慢,它的放热能力大;甲的温度将的慢,故甲的放热能力大,比热容大;
质量相同的甲、乙两种液体降低相同的温度,因甲的比热容大,甲放热多,如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源,甲液体较为合理。
故答案为:甲;甲。
【点评】本题考查了学生对比热容概念的了解与掌握,分析时用好控制变量法是本题的关键。
22.(3分)小华在实验室测量小灯泡正常发光时的电阻,灯泡标有“2.5V”字样(即正常发光时的电压)。
(1)如图1所示是小华连接的实物电路,电路的连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,然后用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图2甲、乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 8.3 Ω。(结果保留一位小数)
(3)小华又继续实验,通过调节滑动变阻器的滑片P,测得在不同电压下的电流值之后,她计算出小灯泡的电阻值,发现变化较大。你认为这可能是什么原因造成的: 灯泡的电阻随温度的变化而变化 。
【分析】(1)在测小灯泡电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;
(2)根据两表选用的量程确定分度值读数,利用R=求出小灯泡正常发光时的电阻;
(3)灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)原电路图中,电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端是错误的,在测小灯泡电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图2甲、乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.5V;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为:
R==≈8.3Ω;
(3)在不同电压下灯泡的功率不同,其温度不同,灯泡的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)见解答图;(2)8.3;(3)灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题测小灯泡电阻的实验,考查了电路连接、电表读数、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
23.(4分)小欣用图1所示的电路探究导体中的电流跟导体电阻的关系,他先后用5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω和50Ω定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数并填入表格,下表只列出了前三次的实验数据。
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.3
0.2
(1)由小欣的实验数据可以初步得出的结论是: 导体的电阻越大,通过导体的电流越小 。
(2)可是小军他们用另一个电路做此实验,可以初步得到在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,请你帮小欣分析她的实验不能得出此结论的原因是: 没有控制导体两端的电压保持不变 。
(3)在图2的方线框中画出你做此实验的电路图。
【分析】(1)根据表格中的数据分析出合理的实验结论;
(2)根据控制变量法,在探究导体中的电流跟导体电阻的关系时,应该控制导体两端的电压保持不变,改变导体的电阻进行实验,结合图1的电路图进行分析;
(3)可以将图1中定值电阻R′更换成一个滑动变阻器,通过移动滑动变阻器的滑片来控制电阻两端的电压保持不变,并给定值电阻R并联一个电压表。
【解答】解:(1)根据表格中的数据知,当电阻增大时,电流在减小,则可得出的实验结论为:导体的电阻越大,通过导体的电流越小;
(2)根据控制变量法,在探究导体中的电流跟导体电阻的关系时,应该控制导体两端的电压保持不变,改变导体的电阻进行实验,由表格中的数据知,每次实验中电流与电阻的乘积不相等,即没有控制导体两端的电压保持不变,所以小欣的实验不能得出和小军一样的结论;
(3)为了方便的控制定值电阻两端的电压保持不变,可以将图1中定值电阻R′更换成一个滑动变阻器,通过移动滑动变阻器的滑片来控制电阻两端的电压保持不变,并给定值电阻R并联一个电压表,则小军的实验电路图如下:
故答案为:(1)导体的电阻越大,通过导体的电流越小;(2)没有控制导体两端的电压保持不变;(3)见解析。
【点评】探究导体中的电流跟导体电阻关系的实验,属于中考重点实验,需熟悉实验过程,熟练掌握实验方法、实验电路图和实验结论,题目难度适中。
24.(5分)小欣和小军在探究电流与电压的关系时,实验过程如下,小欣和小军分别设计并连接的电路如图甲、乙所示。
(1)若按照小欣的甲电路进行实验,改变自变量的方法是 改变电源电压 ;若按照小军的乙电路进行实验,改变自变量的方法是 移动滑动变阻器 。
(2)若按照小军所连接的电路实验,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是 定值电阻短路 ,针对原因写出你的检验方法 在定值电阻的两端连接一根导线,观察电压表表和电流表的示数 。
(3)问题解决后,小军用完好的电路通过多次实验,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如表1所示,分析表1中数据可以初步得出的结论是: 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
U/V
0.6
1.0
1.6
1.8
2.4
2.8
I/A
0.06
0.1
0.16
0.18
0.24
0.28
【分析】(1)探究电流与电压的关系时,应该控制电阻保持不变,改变电阻两端的电压进行实验,结合图甲、乙的电路图进行分析;
(2)图乙中的电路属于串联电路,电压表测量定值电阻R两端的电压,关键电流表和电压表的示数情况分析电路故障以及检验方法;
(3)根据控制变量法的思想,结合表格中的实验数据,归纳出合理的结论。
【解答】解:(1)探究电流与电压的关系时,应该控制电阻保持不变,改变电阻两端的电压进行实验,图甲中的电路图中,可以通过改变电源电压的方法改变定值电阻R两端的电压;
图乙中的电路图中,由于定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联分压规律,可以通过移动滑动变阻器的滑片的方法来改变定值电阻R两端的电压;
(2)图乙中的电路属于串联电路,电压表测量定值电阻R两端的电压,当闭合开关后,电流表有示数,若电路中存在故障,则故障为电路中发生了短路,又因为电压表无示数,则故障可能为定值电阻短路,
(3)由表格中数据知,电阻不变,电压增大为原来的几倍,则电流增大为原来的几倍,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。
故答案为:(1)改变电源电压;移动滑动变阻器;(2)定值电阻短路;在定值电阻的两端连接一根导线,观察电压表表和电流表的示数;(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【点评】此题是探究通过电阻的电流跟其两端电压的关系,考查了对实验数据的分析,同时考查了对电路故障的分析,注意控制变量法在实验中的应用,在写结论时,不要忘了控制的变量。
四、科普阅读题(共4分)
25.(4分)阅读《半导体》一文完成小题。
《半导体》
半导体指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的一类材料。半导体在收音机、电视机、照明以及测温领域有着广泛的应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或者数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关系。半导体在多方面的重要应用,原因在于它除了导电能力外还有许多特殊的电化学性能。半导体的导电性能会受到温度、光照、压力和掺入杂质等多种因素的影响。一些半导体在受到压力后,其导电性能发生较大的变化,利用这种特性,可以做成体积很小的力敏元件,用来测量压力的变化;一些半导体在温度升高后,它的导电性能迅速增强,利用这种特性,可以做成体积很小的热敏电阻,用来测量很小范围的温度变化,反应快,且精度高。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)半导体的导电性能会受到 温度 影响。(填写一种影响因素即可)
(2)智慧城市成为当前城市规划的热点。为了实现城市道路路灯的自动控制,需要用到一种智能开关,使其在天黑时能自动接通照明电路,使路灯工作。这种智能光照开关与多盏路灯的连接电路是什么样的,请在图1的方线框内画出你相像的电路图(电源用干电池,智能光照开关用开关,多盏路灯用三盏小灯泡表示即可)。
(3)如果将文中所述的热敏电阻与电源、电流表和一个定值电阻R串联成一个电路(如图2甲所示),随着温度的变化,电流表的示数也会相应变化。我们将电流表中的电流刻度盘换成相应的温度刻度盘,就能直接显示出热敏电阻附近的温度值。如果刻度盘正中温度值为20℃(如图2乙所示),则10℃的刻度应在20℃的 左 边(选填“左”或“右”)。
(4)如果在下述电路中,将电流表改为电压表,用电压表的示数反映热敏电阻附近的温度值,要求电压表和电流表的偏转方向相同时,所反映的规律也相同,则图3中所示电路符合要求的是 A 。
【分析】(1)根据材料中半导体的导电特点分析解答;
(2)利用路灯的工作特点分析;
(3)当热敏电阻附近的温度小于20℃时,热敏电阻的阻值变大,电路中的电流变小,所以10℃的刻度应在20℃的左边;
(4)将电流表改为电压表,用电压表的示数反映热敏电阻附近的温度值。当电压表并联接在热敏电阻两端时,若热敏电阻所在区域的温度降低,阻值增大,热敏电阻分的电压增大,电压表的示数增大;当电压表并联接在R0两端时,若热敏电阻所在区域的温度降低,阻值增大,热敏电阻分的电压增大,R0两端的电压变小,据此判断电压表所接的位置,画出电路图。
【解答】解:(1)半导体的导电性能会受到温度、光照、压力和掺入杂质等多种因素的影响;
(2)城市道路路灯应该是并联关系,各个灯互不影响,智能开关在干路上,可以控制所有灯,如下图:
;
(3)当热敏电阻附近的温度小于20℃变为10℃时,热敏电阻的阻值变大,电路中的电流变小,所以10℃的刻度应在20℃的左边;
(4)将电流表改为电压表,用电压表的示数反映热敏电阻附近的温度值。当电压表并联接在R0两端时,若热敏电阻所在区域的温度降低,阻值增大,热敏电阻分的电压增大,R0两端的电压变小,电压表的示数变小,符合要求,电路图如图A所示。
故答案为:(1)温度;(2)见解答;(3)左;(4)A。
【点评】本题关键:一是利用好热敏电阻的特点,二是利用好串联电路的分压关系。
五、计算题(要求:写出必要的文字说明和依据的公式,代入数据,写明单位。共8分,26题4分,27题4分)
26.(4分)如图所示是一款高效燃气灶。为测定其效率到底有多高,小欣用该燃气灶将2kg的水从10℃加热至90℃,从天然气表读出消耗了大约0.028m3的天然气。气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积的关系为Q=qV。已知:q=4.0×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶的热效率。
【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cmΔt求水吸收的热量;
(2)知道天然气的体积和热值,利用Q放=Vq求天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气灶的热效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(90℃﹣10℃)=6.72×105J;
(2)天然气完全燃烧时放出的热量:
Q放=Vq=0.028m3×4.0×107J/m3=1.12×106J;
(3)该燃气灶的热效率:
η=×100%=×100%=60%。
答:(1)水吸收的热量为6.72×105J;
(2)该燃气灶的热效率为60%。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,属于基础题目。
27.(4分)反思是一种良好的学习品质。同学们逐步认识到计算题练习的目的,是通过计算出的数据反思得知知识的应用价值。科技小组的同学在学习了欧姆定律后,对实验室的一台电子秤进行了研究。从说明书中的简化电路(图甲)得知,当秤盘中放有物体时,秤盘向下移动并带动滑动变阻器的滑片P向下滑动。电源两端电压为12V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,经过多次实验测量,绘制出电阻R2接入电路中的阻值与台秤盘中物体质量m的关系图像如图乙所示,电流表示数I与电阻R2接入电路中的阻值的关系图像如图丙所示。求:
(1)写出当盘中不放物体时,电阻R2接入电路中的阻值为多少的依据;
(2)电阻R1的阻值为多少。
【分析】根据电路图可知,R1、R2串联,电流表测量电路电流;
(1)根据图乙读出台秤盘中没有物体时,电阻R2接入电路的阻值;
(2)根据丙图读出没有物体时电路电流,再利用欧姆定律I=和串联电路电压的特点求出R1的阻值;
【解答】解:(1)根据甲图可知,R1、R2串联,电流表测量电路电流;
根据图乙可知,当台秤盘中没有物体(m=0)时,电阻R2接入电路中的阻值为500Ω;
(2)根据图丙可知,当R2=500Ω时,电路电流I=20mA=0.02A,
由I=可知,R2两端电压:U2=IR2=0.02A×500Ω=10V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,R1的电压:U1=U﹣U2=12V﹣10V=2V;
由I=可知,所以R1的阻值:R1===100Ω。
答:(1)当盘中不放物体时,电阻R2接入电路中的阻值为500Ω;
(2)电阻R1的阻值为100Ω。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键会根据图乙和图丙读出有用信息。
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