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2024-2025学年江西省宜春市江西省丰城中学九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
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这是一份2024-2025学年江西省宜春市江西省丰城中学九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析),共30页。试卷主要包含了填空题,选择题,简答与计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)丰中2025年元旦汇演节目精彩纷呈,其中有一个节目为“肖哥物理实验课”,也特别出彩,他手拿自制的“电磁炮”给台下观众发放礼物。如图甲所示,电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器,具有速度快、命中率高等特点。为了认识电磁炮的特性,青青同学查阅资料画出如图乙所示的原理图,螺线管通电后,铁制撞针会被磁化成磁体,铁制撞针由静止到迅速前移。根据该原理可知,电磁炮工作时将电能转化为 能,其能量的转化与 (选填“发电机”或“电动机”)相同。
2.(2分)中国文化源远流长,其中不乏优美的诗句。如诗句“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”,诗中“遥知不是雪,为有暗香来。”说明分子 。相同质量的0℃的水和0℃的冰, (选填“水”或“冰”)的内能大。
3.(2分)最是书香能致远,少年郎你也是学了家庭电路知识的人,相信你好厉害。那么你作为电路上的“福尔摩斯”,现有问题如下:如图为家庭电路中的一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:
①闭合S1,灯L1亮;
②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;
③再用试电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。
现在该你这个“福尔摩斯”上场了,若电路中只有一处故障,则是 ;电路维修好后,闭合S1、S2,再用试电笔测量四个接线点,氖管不发光是 点。
4.(2分)美丽的丰水湖晚上,道路旁会亮起一排排的路灯。丰城中学某项目化学习小组设计的自动控制型路灯简化电路如图,其工作原理为:在白天光照较亮时,衔铁被电磁铁吸引,路灯L不发光;晚上光照较暗时,衔铁向上弹起,路灯L亮,实现自动控制。为实现路灯的自动控制,光敏电阻R光的阻值随光照强度增强应 (选填“增大”或“减小”)。遥遥同学提议为节约用电,路灯需在傍晚光照强度更弱时才亮起,这时应 (选填“增大”或“减小”)电阻R0。
5.(2分)如图所示,为某一四冲程汽油机工作过程中某一时刻的示意图,请判断此刻该汽油机处于 冲程,若这台汽油机飞轮转速为1800r/min,则它在一秒内做功 次。
6.(2分)如图甲所示,当开关S由触点1转接到2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,当开关S连接触点2时,通过L1的电流是 A,灯泡L2两端的电压是 V。
7.(2分)科技活动中,某同学设计了一种酒精测试仪,吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压,其工作电路如图,已知RP的阻值为20Ω。某次测试中,当电流表指针指向30mA时,酒精测试仪两端的电压为 V。从电路完整性看,该同学设计的电路中值得改进之处是在电路中加接 。
8.(2分)如图甲所示是一款电热煎药壶,正常工作时,有加热(600W)、保温(200W)两个挡位,工作电路简化为图乙,R1、R2是定值电热丝。当S1、S2都闭合时,电路处于 挡;用该电器的“加热”挡正常工作10min,R1产生的热量为 J。
二、选择题(本大题共6小题,第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。不定项选择全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是( )
A.比热容变大,内能增加,温度升高
B.比热容、内能、温度都不变
C.比热容变大,内能增加,温度不变
D.内能不变,比热容也不变
10.(2分)为了节约能源,需要提高热机效率,关于提高热机效率,下列说法正确的是( )
A.尽量使用热值大的燃料
B.采用先进的制造技术,能将热机的机械效率提高到100%
C.尽量增加热机工作时间
D.尽量减少废气带走的热量
11.(2分)如图所示,下列说法中正确的是( )
A.图甲:地磁场的N极在地理的北极附近
B.图乙:滑片P向左移动,能吸引更多铁钉,说明电磁铁的磁性强弱与电阻大小有关
C.图丙:只对调磁极,闭合开关S,通电导体AB在磁场中的受力方向不会发生改变
D.图丁:该实验过程中,主要将机械能转化为电能
12.(2分)如图甲电路,电源电压保持不变。当闭合开关时,将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙,下列说法正确的是( )
A.图像a表示V1示数变化
B.电源电压为12V
C.滑片移至最左端时R1的功率为0.6W
D.电路消耗的最大功率为3.6W
(多选)13.(3分)如图所示的电路中,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A2示数变大
B.电压表V的示数变大
C.电压表V与电流表A1示数的比值不变
D.电流表A2与A1的示数差不变
(多选)14.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格是“10Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”的字样。闭合开关S,要求两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
B.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~10Ω
C.电压表的示数变化范围是1.5~3V
D.该电路最大的功率是2.25W
三、简答与计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)如图所示的电路中,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2铭牌上标有“20Ω 1A”字样,电源电压为6V。问:
(1)滑片P在最左端时,求R1两端的电压和通过它的电流?
(2)滑片P在最右端时,求通过电阻R1的电流和它两端的电压?
(3)滑片P在最右端时,求R2两端的电压?
16.(7分)图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒,低温挡电功率为121W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。
求:
(1)低温挡工作时的电流是多少?
(2)低温挡加热5min,共产生多少热量?
(3)R1的阻值是多少?
17.(8分)图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/(kg•℃)]
(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V,额定功率为1100W。正常工作时,工作电路的总电流为5.55A,求此时指示灯支路的功率。
(3)控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃,R3的阻值调为100Ω时,闭合开关S,电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,开始加热;直到温度达到150℃时,衔铁向上弹起,停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时,对应的加热温度设定为多少?
四、实验与探究题(本大题共4小题,共28分)
18.(7分)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图,电源电压不变。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1 ;(选填“短路”或“断路”)
(3)他在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,这样得出的规律不具有普遍性,请你指出他们实验应改进方法是 ;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 ,电流表A2的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(7分)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,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)问题解决后,开始按图甲连接好电路,用开关试触时发现电压表的指针又偏转到图乙的位置,你如何处理这个问题: ;
(3)如图所示,开关闭合后,电压表测灯L1两端的电压,为了测量B、C两点间的电压,保持B点不动,只将接A点的线端改接到C点,则上述方法: (选填“正确”或“不正确”),理由是: ;
(4)排除故障后,他们按照正确的操作重复做了几次实验,得到了多组数据,其目的是: (选填以下序号);
A.多次测量求平均值,减小误差
B.寻找普遍规律,避免偶然性
(5)实验数据如下表,分析实验数据可得出串联电路电压的特点: (写出关系式即可);
(6)为了多次实验,除了更换不同规格的灯泡,还有其他的方案,你的方案是: 。
20.(7分)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
21.(7分)如图所示是某实验小组“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验装置。电路中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)①A同学发现,闭合开关后只有 表有示数。②经检查发现有一根导线连接错误,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑片适当向 滑动。
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,发现小灯泡变亮,此时小灯泡的阻值将增大ΔR2,则ΔR1 ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为4V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= Ω。
2024-2025学年江西省宜春市江西省丰城中学九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
二.多选题(共2小题)
一、填空题(本大题共8个小题,每小题2空,每空1分,总计16分)
1.(2分)丰中2025年元旦汇演节目精彩纷呈,其中有一个节目为“肖哥物理实验课”,也特别出彩,他手拿自制的“电磁炮”给台下观众发放礼物。如图甲所示,电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器,具有速度快、命中率高等特点。为了认识电磁炮的特性,青青同学查阅资料画出如图乙所示的原理图,螺线管通电后,铁制撞针会被磁化成磁体,铁制撞针由静止到迅速前移。根据该原理可知,电磁炮工作时将电能转化为 机械 能,其能量的转化与 电动机 (选填“发电机”或“电动机”)相同。
【分析】电动机的原理是通电导体在磁场中会受力运动。
【解答】解:螺线管通电后,铁制撞针会被磁化成磁体,磁体在通电导体中受到力的作用,改变了铁制撞针的运动状态,使铁制磁针由静止迅速前移,即电磁发射器把电能转化为机械能,它与生活中电动机的原理是相同的。
故答案为:机械;电动机。
【点评】本题考查了电动机的能量转化,属于基础题。
2.(2分)中国文化源远流长,其中不乏优美的诗句。如诗句“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”,诗中“遥知不是雪,为有暗香来。”说明分子 在不停地做无规则运动 。相同质量的0℃的水和0℃的冰, 水 (选填“水”或“冰”)的内能大。
【分析】一切物质的分子都在不停地做无规则运动,这种无规则运动叫作分子的热运动。
晶体熔化时,吸收热量、内能增大、温度不变。
【解答】解:闻到梅花的香气是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
冰熔化成水要吸收热量,所以质量相等温度为0℃的水和冰,水的内能大。
故答案为:在不停地做无规则运动;水。
【点评】此题考查了分子热运动、内能的认识。
3.(2分)最是书香能致远,少年郎你也是学了家庭电路知识的人,相信你好厉害。那么你作为电路上的“福尔摩斯”,现有问题如下:如图为家庭电路中的一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:
①闭合S1,灯L1亮;
②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;
③再用试电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。
现在该你这个“福尔摩斯”上场了,若电路中只有一处故障,则是 点c、d之间断路 ;电路维修好后,闭合S1、S2,再用试电笔测量四个接线点,氖管不发光是 c、d 点。
【分析】①闭合S1,灯L1亮,说明灯L1闭合回路正常;
②断开S1,闭合S2,灯L2不亮,说明灯L2闭合回路故障;
③再用试电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光,d点发光,说明b、d电压相同,没有电流流过,由此可知故障原因;
电路维修好后,闭合S1、S2,再用试电笔测量四个接线点火线使氖管发光。
【解答】解:①闭合S1,灯L1亮,说明灯L1闭合回路正常;
②断开S1,闭合S2,灯L2不亮,说明灯L2闭合回路故障;
③再用试电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光,d点发光,说明b、d电压相同,没有电流流过,所以故障原因使c、d两点之间发生的断路;
电路维修好后,闭合S1、S2,再用试电笔测量四个接线点火线使氖管发光,所以a、b两端使氖管发光,c、d两点氖管不发光。
故答案为:点c、d之间断路;c、d。
【点评】本题考查了家庭电路故障的分析。
4.(2分)美丽的丰水湖晚上,道路旁会亮起一排排的路灯。丰城中学某项目化学习小组设计的自动控制型路灯简化电路如图,其工作原理为:在白天光照较亮时,衔铁被电磁铁吸引,路灯L不发光;晚上光照较暗时,衔铁向上弹起,路灯L亮,实现自动控制。为实现路灯的自动控制,光敏电阻R光的阻值随光照强度增强应 减小 (选填“增大”或“减小”)。遥遥同学提议为节约用电,路灯需在傍晚光照强度更弱时才亮起,这时应 减小 (选填“增大”或“减小”)电阻R0。
【分析】(1)光照减弱时,控制电路的电阻增大,电流减小,衔铁在弹簧拉力作用下被拉起,据此解答:
(2)根据欧姆定律分析解答。
【解答】解:在白天光照较亮时,衔铁被电磁铁吸引,路灯L不发光;晚上光照较暗时,光敏电阻R光的阻值随光照强度的减弱而增大,电路中的电流变小,衔铁向上弹起,路灯L亮,实现自动控制;因此光敏电阻R光的阻值随光照强度增强应减小。
当光照强度逐渐变弱时,光敏电阻R光的阻值变大,而继电器的衔铁被吸合时线圈中的电流不变,根据R知控制电路的总电阻不变,由R总=R光+R0可知,减小R0的阻值可以实现在更微弱的光照下,也能使继电器的衔铁被吸合,从而实现节约用电。
故答案为:减小;减小。
【点评】本题考查了电磁继电器、欧姆定律的应用以及光敏电阻在现实生活中的应用,体现了物理与社会生活的密切联系,要求灵活应用相关知识。
5.(2分)如图所示,为某一四冲程汽油机工作过程中某一时刻的示意图,请判断此刻该汽油机处于 做功 冲程,若这台汽油机飞轮转速为1800r/min,则它在一秒内做功 15 次。
【分析】(1)判断冲程可以看气阀门的开关情况和活塞运动情况,结合规律总结进行判断内燃机的冲程;
(2)四冲程内燃机1个工作循环中包括4个冲程,飞轮转动2周,对外做功1次。
【解答】解:由图可知,进气门和排气门均关闭,活塞向下运动,通过连杆带动曲轴转动,对外做功,说明此刻该汽油机处于做功冲程。
这台汽油机飞轮转速为1800r/min,即30r/s,说明该飞轮每秒钟转30圈。因为一个工作循环飞轮转2圈,做功1次,所以一秒内飞轮转30圈共做功15次。
故答案为:做功;15。
【点评】此题是关于内燃机的题目,知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。
6.(2分)如图甲所示,当开关S由触点1转接到2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,当开关S连接触点2时,通过L1的电流是 0.2 A,灯泡L2两端的电压是 4 V。
【分析】由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压;当S接2时,两电阻串联,电压表测L1两端的电压,知道电源电压,可以计算出灯泡L2两端的电压,由图乙可知电路中的电流,由串联电路的特点可知通过L1的电流。
【解答】解:由电路图可知,当开关S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压;由图乙可知,电源的电压U=6V;
当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,由图乙可知,此时L1两端的电压为U1=2V,通过电路的电流是0.2A,由串联电路电流的特点可知通过L1的电流是0.2A。由串联电路的电压特点可知,灯泡L2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V。
故答案为:0.2;4。
【点评】本题考查对电路组成部分的认识、电路的动态分析,根据题意和图乙得出对应的电压是解决该题的关键。
7.(2分)科技活动中,某同学设计了一种酒精测试仪,吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压,其工作电路如图,已知RP的阻值为20Ω。某次测试中,当电流表指针指向30mA时,酒精测试仪两端的电压为 0.6 V。从电路完整性看,该同学设计的电路中值得改进之处是在电路中加接 在电路中串联一个开关 。
【分析】(1)电路的电阻和电流已知,利用欧姆定律得到酒精测试仪两端的电压;
(2)一个完整的电路由电源、开关、用电器和导线等组成。
【解答】解:(1)根据欧姆定律可得当电流表指针指向30mA时,酒精测试仪两端的电压为:U=IRP=30×10﹣3A×20Ω=0.6V;
(2)一个完整的电路还要有开关,所以应在电路中串联一个开关。
故答案为:0.6;在电路中串联一个开关。
【点评】本题考查电路的组成、欧姆定律的灵活运用。
8.(2分)如图甲所示是一款电热煎药壶,正常工作时,有加热(600W)、保温(200W)两个挡位,工作电路简化为图乙,R1、R2是定值电热丝。当S1、S2都闭合时,电路处于 加热 挡;用该电器的“加热”挡正常工作10min,R1产生的热量为 2.4×105 J。
【分析】由电路图知,当S1、S2都闭合时,两电热丝并联,根据并联电路的电阻规律和P分析其工作状态;
只闭合S1时,电路中只有R2连入电路中,分析此时其工作状态,根据电路特点可知R2的功率,从而可知R1的功率,再根据Q=W=Pt计算加热挡正常工作10min,R1产生的热量。
【解答】解:由电路图可知,当S1和S2闭合时,R1与R2并联,总电阻较小,电源电压不变,根据P可知此电煎药壶总功率较大,处于加热挡,
所以P加热=P1+P2=600W,
只闭合S1时,电路中只有R2连入电路中,此时电路中的电阻较大,总功率较小,处于保温挡,
所以P保温=P2=200W,
因为并联电路中各支路间互不影响,所以加热和保温挡中R2的功率不变,
则P1=600W﹣200W=400W,
加热挡正常工作10min,R1产生的热量:
Q1=W1=P1t=400W×10×60s=2.4×105J。
故答案为:加热;2.4×105。
【点评】本题考查了并联电路特点、电功率以及电热计算公式的灵活应用,难度适中。
二、选择题(本大题共6小题,第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。不定项选择全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是( )
A.比热容变大,内能增加,温度升高
B.比热容、内能、温度都不变
C.比热容变大,内能增加,温度不变
D.内能不变,比热容也不变
【分析】晶体熔化过程中,温度保持不变,持续吸热,则内能增加;
冰的比热容是2.1×103J/(kg•℃),水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),即冰的比热容小于水的比热容。
【解答】解:冰在熔化过程中,温度不变,持续吸热,内能增加,而冰的比热容小于水的比热容,即冰化成水后,比热容变大,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对晶体熔化的特点、冰和水的比热容数据的掌握,属于基础题,难度不大。
10.(2分)为了节约能源,需要提高热机效率,关于提高热机效率,下列说法正确的是( )
A.尽量使用热值大的燃料
B.采用先进的制造技术,能将热机的机械效率提高到100%
C.尽量增加热机工作时间
D.尽量减少废气带走的热量
【分析】热机效率指有用能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,比值越大,效率越高;
使用热机时,真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分,热机的效率不能达到100%。
【解答】解:
A.使用热值大的燃料时,完全燃烧相同质量的燃料,可以产生更多的热量,但是不能提高热机效率,故A错误;
B.由于摩擦等因素的存在,也无法将热机的机械效率提高到 100%,故B错误;
C.增加热机工作时间,可以增加对外做的有用功,但是不能提高热机效率,故C错误;
D.减少废气带走的热量可以增加燃料产生热量的利用率,可以提高热机的效率,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对热机效率的理解,属于基础题,难度不大。
11.(2分)如图所示,下列说法中正确的是( )
A.图甲:地磁场的N极在地理的北极附近
B.图乙:滑片P向左移动,能吸引更多铁钉,说明电磁铁的磁性强弱与电阻大小有关
C.图丙:只对调磁极,闭合开关S,通电导体AB在磁场中的受力方向不会发生改变
D.图丁:该实验过程中,主要将机械能转化为电能
【分析】(1)地磁场的N极在地理的北极附近;
(2)根据安培定则判断磁极,当线圈的匝数一定时,电磁铁中的电流越大,磁性越强;
(3)通电线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象,将机械能转化成电能。
【解答】解:A.地磁场的N极在地理的北极附近,故A错误;
B.P向左移电阻减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,能吸引更多铁钉,电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,故B错误;
C.电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关,只对调磁极,电流方向不变,线圈的转动方向发生改变,故C错误;
D.导体切割磁感线,产生感应电流,机械能转化成电能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查影响电磁铁磁性强弱的因素、地磁场、发电机的能量转化、影响电动机转动方向的因素。
12.(2分)如图甲电路,电源电压保持不变。当闭合开关时,将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙,下列说法正确的是( )
A.图像a表示V1示数变化
B.电源电压为12V
C.滑片移至最左端时R1的功率为0.6W
D.电路消耗的最大功率为3.6W
【分析】(1)由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压,电流表测量电路中的电流。所以电压表V2的示数大于电压表V1的示数,可以判断ab图像的物理意义;
(2)根据电源电压不变,建立方程组求出电源电压和R1;
(3)当滑片P向左移动时,滑动变阻器连入的电阻变大,电路中的总电阻变大,当滑片在最左端时,电阻最大,电流最小,利用公式计算最小功率;
(4)当滑片在最右端时,电阻最小,电流最大,利用公式计算最大功率。
【解答】解:A.由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压。所以电压表V2的示数大于电压表V1的示数,由乙图可知,电流相同时,a的电压大于b的电压,所以图像a表示V2示数变化,故A错误;
B.由于电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联,
则由乙图可知当I=0.2A时(滑片在最左端时),U=12V,R60Ω,U总=0.2A×(60Ω+R1);
则由乙图可知当I=0.6A时(滑片在最右端时),U=6V,R10Ω,U总=0.6A×(10Ω+R1);
解上面的方程组得:U总=15V,R1=15Ω,故B错误;
C.当滑片在最左端时,电阻最大,电流最小,R1的功率P=UI=I2R1=(0.2A)2×15Ω=0.6W,故C正确;
D.当滑片在最右端时,电阻最小,电流最大,电路消耗的最大功率P=U总I=15V×0.6A=9W,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查学生对欧姆定律公式和电功率公式的理解和应用。
(多选)13.(3分)如图所示的电路中,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A2示数变大
B.电压表V的示数变大
C.电压表V与电流表A1示数的比值不变
D.电流表A2与A1的示数差不变
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化;根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R2的电流变化;
根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R1的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化;
根据并联电路的电流特点结合通过R1的电流判断电流表A2与A1的示数之差变化。
【解答】解:AB.由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流;
由于电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变;并联电路各支路互不影响,所以滑片移动时通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,变阻器接入电路中的电阻变小,由I知,通过R1的电流变大;根据并联电路的电流规律可知,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,故A正确,B错误;
CD.电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,则电压表V与电流表A1示数的比值不变;根据并联电路的电流规律可知,电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流,通过R1的电流变大,电流表A2与A1的示数之差变大,故C正确,D错误。
故选:AC。
【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的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
(多选)14.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格是“10Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”的字样。闭合开关S,要求两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
B.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~10Ω
C.电压表的示数变化范围是1.5~3V
D.该电路最大的功率是2.25W
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出电压表的最小示数,进一步的得出电压表的示数变化范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。
灯泡的额定电流;
灯泡的电阻为:;
(1)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大R大=10Ω时,电路中的电流最小,
此时0.3 A,此时电压表示数最小,U小=IR=0.3A×5Ω=1.5 V。
(2)当灯泡正常发光时,电压表示数最大,
U大=U=2.5V,此时电路中电流最大,I=0.5A,电路的功率最大,
P大=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W。滑动变阻器两端电压U滑=U′﹣U=4.5V﹣2.5 V=2V,滑动变阻器接入电路中的阻值最小,R小,
综上所述:电流表的示数变化范围是0.3~0.5A,故A正确;
滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~10Ω,故B正确;
电压表的示数变化范围是1.5~2.5V,故C错误;
该电路最大的功率是2.25W,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流,对于选择题并不一定完全解答选项,只要有不正确的地方,本选项即为不正确。
三、简答与计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)如图所示的电路中,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2铭牌上标有“20Ω 1A”字样,电源电压为6V。问:
(1)滑片P在最左端时,求R1两端的电压和通过它的电流?
(2)滑片P在最右端时,求通过电阻R1的电流和它两端的电压?
(3)滑片P在最右端时,求R2两端的电压?
【分析】(1)由图可知,滑片P在最左端时,电路为R1的简单电路。R1两端的电压等于电源电压,根据欧姆定律求通过R1的电流;
(2)滑片P在最右端时,R1和R2的最大阻值串联,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求电路中的电流,根据串联电路的电流规律可知通过R1的电流,根据欧姆定律求R1两端的电压;
(3)根据欧姆定律求R2两端的电压。
【解答】解:(1)由图可知,闭合开关S,滑片P在最左端时,电路为R1的简单电路,
R1两端的电压等于电源电压,即U1=U=6V,
通过R1的电流:;
(2)滑片P在最右端时,R1和R2的最大阻值串联,
串联电路中的电流处处相等,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,
通过电阻R1的电流:I′1,
此时R1两端的电压:U′1=I′1R1=0.2A×10Ω=2V;
(3)滑片P在最右端时,R2两端的电压:U2=IR2=0.2A×20Ω=4V。
答:(1)滑片P在最左端时,R1两端的电压为6V,通过它的电流为0.6A;
(2)滑片P在最右端时,通过电阻R1的电流为0.2A,它两端的电压为2V;
(3)滑片P在最右端时,R2两端的电压为4V。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,明确电路的连接方式是关键。
16.(7分)图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒,低温挡电功率为121W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。
求:
(1)低温挡工作时的电流是多少?
(2)低温挡加热5min,共产生多少热量?
(3)R1的阻值是多少?
【分析】(1)根据P=UI求低温挡工作时的电流;
(2)根据Q=W=Pt求低温挡加热5min时产生的热量;
(3)由图乙可知,当开关S接2时,电路为R1的简单电路;当开关S接1时,电阻R1与R2串联,根据P判断饭盒的工作状态,并求得R1的阻值。
【解答】解:(1)低温挡工作时的电流:I低0.55A;
(2)低温挡加热5min时产生的热量:Q=W=P低t=121W×5×60s=36300J;
(3)由图乙可知,当开关S接2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻较小;当开关S接1时,电阻R1与R2串联,电路的总电阻较大,在电源电压一定时,由P可知,此时电路消耗的功率较小,饭盒处于低温挡,
电路的总电阻:R总=R1+4R1400Ω,即R1的阻值为R1=80Ω。
答:(1)低温挡工作时的电流是0.55A;
(2)低温挡加热5min,共产生36300J热量;
(3)R1的阻值是80Ω。
【点评】本题考查电功率、电热的相关计算,明确电路的连接方式是关键之一。
17.(8分)图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/(kg•℃)]
(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V,额定功率为1100W。正常工作时,工作电路的总电流为5.55A,求此时指示灯支路的功率。
(3)控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃,R3的阻值调为100Ω时,闭合开关S,电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,开始加热;直到温度达到150℃时,衔铁向上弹起,停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时,对应的加热温度设定为多少?
【分析】(1)根据Q=cmΔt可得空气需要吸收的热量;
(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联,所以各支路两端的电压相等,各支路电流之和等于总电流,根据并联电路特点和欧姆定律即可得出通过指示灯的电流和两端的电压,再利用功率公式可得指示灯的功率;
(3)由于衔铁被吸下时的电流不变,电源电压也不变,则总电阻不变。所以不管滑动变阻器怎么变,总电阻不变。
【解答】解:(1)将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量Q=cmΔt=1.0×103J/(kg•℃)×5×10﹣3kg×(200℃﹣20℃)=900J;
(2)R1的额定电流I额5A;
指示灯支路的电流I指=I﹣I额=5.55A﹣5A=0.55A;
指示灯支路消耗的功率P指=UI指=220V×0.55A=121W;
(3)R3的阻值调为100Ω,加热温度设定为150℃,R2的阻值是30Ω,衔铁向上弹起,停止加热。此时的总电阻R=R2+R3=30Ω+100Ω=130Ω;
当R3的阻值调为80Ω时,由于衔铁被吸下时的电流不变,电源电压也不变,则总电阻不变。
所以此时R′2=R﹣R′3=130Ω﹣80Ω=50Ω;
由图乙可知,温度为200℃;
答:(1)将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J;
(2)指示灯支路消耗的功率是121W;
(3)当R3的阻值调为80Ω时,对应的加热温度设定为200℃。
【点评】本题考查了热量和功率的计算、电磁继电器的动态辨析,有一定的难度。
四、实验与探究题(本大题共4小题,共28分)
18.(7分)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图,电源电压不变。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 断开开关 ;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1 断路 ;(选填“短路”或“断路”)
(3)他在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表的正负接线柱接反了 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,这样得出的规律不具有普遍性,请你指出他们实验应改进方法是 应换用不同的灯泡测量多组数据 ;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 不变 ,电流表A2的示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,说明连电路的时候开关是闭合的;
(2)甲图中两个灯泡并联,闭合开关后,一灯亮一灯不亮,电流表示数是零,说明电表所在支路是断路;
(3)闭合开关后,电流表指针反偏,是正负接线柱接反了;根据图丙中电流表的接线柱判断量程和分度值,然后正确读数;
(4)只做一次实验,根据一组数据得出的结论不具有普遍性,要多次测量,根据多组数据,才能找到普遍规律;
(5)当S断开时,只有灯泡L1接入电路,两个电流表都测L1的电流;当S闭合时,两个灯泡并联,电流表A1还测L1的电流,A2测干路电流,根据并联电路电流、电压的特点,结合欧姆定律判断。
【解答】解:(1)在连接电路时,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关;
(2)将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1所在支路断路,因为是并联电路,不可能是L1所在支路短路;
(3)闭合开关后,电流表的指针偏转如图乙所示,发生反向偏转,说明:电流表正负接线柱接反了;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A;
(4)实验中,只测量了一组数据得出的结论具有偶然性,改进方法:为了使结论更有说服力,更具普遍性,应换用不同的灯泡测量多组数据;
(5)当S断开时,只有灯泡L1接入电路,两个电流表都测L1的电流;当S闭合时,两个灯泡并联,电流表A1还测L1的电流,L1两端的电压不变、电阻不变,根据欧姆定律可知,A1示数不变;此时A2测干路电流,等于两支路电流之和,所以示数变大。
故答案为:(1)断开开关;(2)断路;(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(4)应换用不同的灯泡测量多组数据;(5)不变;变大。
【点评】本题考查了探究并联电路电流规律的实验,要求学生会连接电路,会判断电路故障、能够根据开关的状态判断电路的连接方式、电表示数的变化。
19.(7分)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,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: 进行调零 ;
(2)问题解决后,开始按图甲连接好电路,用开关试触时发现电压表的指针又偏转到图乙的位置,你如何处理这个问题: 将电压表的正接线柱进行调换 ;
(3)如图所示,开关闭合后,电压表测灯L1两端的电压,为了测量B、C两点间的电压,保持B点不动,只将接A点的线端改接到C点,则上述方法: 不正确 (选填“正确”或“不正确”),理由是: 电压表正负接线柱接线接反,电压表指针反向偏转 ;
(4)排除故障后,他们按照正确的操作重复做了几次实验,得到了多组数据,其目的是: B (选填以下序号);
A.多次测量求平均值,减小误差
B.寻找普遍规律,避免偶然性
(5)实验数据如下表,分析实验数据可得出串联电路电压的特点: U=U1+U2 (写出关系式即可);
(6)为了多次实验,除了更换不同规格的灯泡,还有其他的方案,你的方案是: 换不同电压的电源进行实验。 。
【分析】(1)电压表使用前要调零;
(2)(3)用电压表测量电压时,电流从电压表正接线流入,从负接线柱流出,否则,指针反向偏转;
(4)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(5)分析实验数据可得出结论;
(6)改变电源电压也可多次实验。
【解答】解:(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)连接好电路,用开关试触时发现电压表的指针又偏转到图乙的位置,说明电压表的正负接线柱接反了,应该将电压表的正负接线柱接线进行调换。
(3)上述方法不正确;测出L1两端电压时,电压表所接的B接点与电压表正接线柱相连,A与负接线柱相连;若B不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则电压表正负接线柱接反,电压表指针反向偏转。
(4)按照正确的操作重复做了几次实验,得到了多组数据,为了使结论更具有普遍性,寻找普遍规律,故B符合题意,A不符合题意。
故选:B。
(5)分析实验数据可得出串联电路电压的特点:各用电器两端的电压之和等于电路的总电压,U=U1+U2。
(6)为了多次实验,除了更换不同规格的灯泡,还有可以灯泡的规格不变,换不同电压的电源进行实验。
故答案为:(1)进行调零;
(2)将电压表的正接线柱进行调换;
(3)不正确;电压表正负接线柱接线接反,电压表指针反向偏转;
(4)B;
(5)U=U1+U2;
(6)换不同电压的电源进行实验。
【点评】本题探究串联电路电压规律,考查电压表的使用、注意事项及归纳法和分析数据归纳结论的能力。
20.(7分)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 断开 ,电流表的量程应选0~ 0.6 A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 A (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 2.2 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
【分析】(1)为保证安全,连接电路时,开关应断开;电流表的量程根据灯泡规格确定。
(2)连接实物图时,应注意电流表、电压表量程及电流方向,滑动变阻器要采用“一上一下”的接法;
(3)为保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大;
(4)读取电压表示数时,注意选择的量程和对应的分度值;要测量灯泡的额定功率,两端电压应该为额定电压。
(5)已知额定电压和正常工作电流,利用P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】解:
(1)连接电路时,开关S应处于断开状态。
灯泡正常发光时,通过的电流为I0.25A,所以电流表选择0~0.6A量程。
(2)电路大部分连接完成,由上面知道了选择的电流表的量程,只要将电流表的“0.6A”与灯泡左侧的接线柱连接即可。
(3)为使滑动变阻器接入电路的电阻最大,应该使滑片位于距离B接线柱最远的位置,也就是处于A端。
(4)电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应使电路电流变大,滑动变阻器阻值变小,由电路图知滑片应向B滑动。
(5)由图象知U=2.5V时,I=0.2A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:
(1)断开;0.6;(2)实物连接如下图:
(3)A;(4)2.2;B;(5)0.5。
【点评】连接实物图时应注意:1、电压表、电流表的正负接线柱不要接反。2、注意电压表、电流表的量程不要接错。3、滑动变阻器的分压与限流接法,滑片移动时阻值的变化应符合题意要求。4、作图要美观,连线不要交叉。
21.(7分)如图所示是某实验小组“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验装置。电路中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)①A同学发现,闭合开关后只有 电压 表有示数。②经检查发现有一根导线连接错误,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑片适当向 左 滑动。
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω。
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,发现小灯泡变亮,此时小灯泡的阻值将增大ΔR2,则ΔR1 大于 ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 6 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为4V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= 4 Ω。
【分析】(1)①根据电路连接分析回答;②在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(3)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用R求出小灯泡正常发光时的电阻;
(4)通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论;
(5)①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器接入电路的阻值;
③在①中,根据欧姆定律求出电路中的电流,然后利用R可求出小灯泡正常发光时的电阻。
【解答】解:(1)①原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联,电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,闭合开关后,电路中几乎没有电流通过,故电流表无示数,此时电压表测电源电压,故电压表有示数;
②在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,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)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.02A,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故他应将滑片适当向左滑动;
(3)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R10Ω;
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,发现小灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路中的电阻减小,灯泡两端电压增大,电流也增大,根据欧姆定律可知电路中总电阻变小,由于灯泡两端电压增大,电流增大,则灯泡的功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,根据R=R滑+R灯可知:只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小;
(5)实验步骤:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为4V;
③在步骤①中,滑动变阻器滑片与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压:UL'=U额=3V,
根据串联电路电压的规律可得:U滑=U﹣UL'=9V﹣3V=6V,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V,则灯泡正常发光;
在步骤②中,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压为4V,根据串联电路电压规律,R1两端电压为U1=U﹣U滑'=9V﹣4V=5V,
根据串联分压原理可知,
,即,
解得:R滑=8Ω;
在步骤①中,电路中的电流为:
IL'=I滑0.75A,
则小灯泡正常发光时电阻为:
RL4Ω。
故答案为:(1)①电压;②见解答图;(2)左;(3)10;(4)大于;(5)①6;②4。
【点评】本题测小灯泡正常发光时电阻实验考查了电路分析、电路连接、实验操作、电阻的计算、影响电阻大小因素及设计实验方案测电阻的能力。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/1/20 20:29:34;用户:秦子政;邮箱:13669037329;学号:41037197实验次数
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
题号
9
10
11
12
答案
C
D
D
C
题号
13
14
答案
AC
ABD
实验次数
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
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