2023-2024学年人教版九年级上册物理期末模拟试卷
(第13章-第19章)
一、选择题(共36分)
1.(本题3分)下图所示情景中,改变物体内能方式与其他不同的是( )
A.搓手取暖 B.用火烧水
C.水蒸气将塞子冲出 D.压缩中的空气
2.(本题3分)厨房里有很多物理知识。下列说法错误的是( )
A.炒菜时,香气四溢说明分子在不停地做无规则运动
B.冻豆腐在熔化过程中温度不变,所以内能一定不变
C.高压锅在使用过程中,限压阀转动,此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
D.抽油烟机将油烟很快抽走,这是利用了流体压强与流速的关系原理
3.(本题3分)有甲、乙、丙三个轻小物体,它们之间任意两个都相互吸引,则甲、乙、丙三个物体的带电情况是( )
A.甲、乙、丙三个物体都带正电
B.甲、乙、丙三个物体都带负电
C.甲、乙、丙三个物体都不带电
D.一个带正电,一个带负电,一个不带电
4.(本题3分)小明在探究电路的电流规律实验时用了图中的某个电路,L1和L2规格相同,L3与L1规格不同,电流表读数分别为A1为0.3A,A2为0.15A,A3为0.45A。测量时的电路图应是( )
A. B.
C. D.
5.(本题3分)在探究串联电路电压特点时,小彤连接的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )
A.闭合开关,若灯泡L1发光,L2不发光,一定是L2灯丝断了
B.闭合开关,若电压表示数为零,灯泡L2一定不发光
C.若只有L1开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
D.如果所有元件均完好,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,两灯都变亮
6.(本题3分)某兴趣小组的同学想利用热敏电阻制作一个简易电子温度计。他们首先测量了该热敏电阻的阻值随温度变化的关系,并绘制成如图甲所示的图像。然后找来一台电压恒定的电源、一块电压表、定值电阻R0、开关和一些导线,按照图乙所示的电路连接,制作成一个电子温度计。关于这支电子温度计,下列说法正确的是( )
A.当所测温度在0℃到100℃之间时,该热敏电阻的阻值随温度升高而变大
B.当所测温度从20℃上升到80℃时,电压表的示数随之变小
C.当所测温度从20℃上升到60℃时,电路中的电流随之变小
D.当所测温度从70℃下降到20℃时,热敏电阻两端的电压随之变大
7.(本题3分)在图所示的电路中,电源电压保持不变.当电键S由断开到闭合时,正确的判断是 ( )
A.电流表的示数变小
B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变小
D.电压表的示数不变
8.(本题3分)如图所示的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表能直接测量用电器的电功率
B.该电能表正常工作的最大功率不超过2200W
C.此时电能表的示数为3186kW·h
D.电能表指示灯闪烁160次电路耗电0.05kW·h
9.(本题3分)如图是小华设计的输液提示器电路,通过观察电压表示数或灯泡亮暗的变化即可了解药液重量的变化。电源电压恒定,不考虑温度对灯泡电阻的影响,当药液量减少时( )
A.电压表示数增大 B.灯泡变亮
C.电路中的电流减小 D.电路的总功率减小
10.(本题3分)如图所示为小明家的电路简化后的示意图,对于这个家庭路,下列说法中正确的是( )
A.如果总开关突然跳闸(自动断开),则一定是由于电路发生短路
B.电能表是测量家庭电路中用电器总功率的仪表
C.台灯与电视机均接入电路常工作时它们是串联关系
D.洗衣机工作时其金属外壳需接地
11.(本题3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A.电流表A示数变小
B.电压表V2示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
12.(本题3分)如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个相同透明容器中密封着等质量的空气,下列说法正确的是( )
A.此实验装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.本实验利用了转换法将电流通过电阻产生热量的多少转换成U形管液面高度差的变化
C.通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
D.此实验结论可以用来解释电炉工作一段时间后,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热
二、填空题(共16分)
13.(本题3分)液化石油气携带方便,应用广泛。已知液化石油气的热值为,完全燃烧的液化石油气可以放出 热量,若放出的热量只有被水吸收,则水可以吸收 热量,这些热量可以将质量为、初温为的水加热到 。[]
14.(本题4分)如图所示,两灯泡L1和L2是 联的,电压表测量的是 两端的电压,电压表示数为2.4V,电源电压为6V,则灯泡L2两端电压为 V,灯泡L1两端电压为 V。
15.(本题2分)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P在左右两端间滑动的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示,则电源电压为 V,变阻器的最大阻值为 Ω。
16.(本题3分)如图所示,电源电压不变,开关S闭合,当滑动变阻器的滑片P滑至a端时,电流表的示数为2.4A,电压表的示数为12V;当滑片P滑至中点时,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为P2;当滑片P滑至b端时,R1消耗的功率为P1',R2消耗的功率为P2',P1∶P1'=25∶9。则电源电压为 V,P2∶P2'= ,滑动变阻器R2的最大阻值为 Ω。
17.(本题4分)学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动,本期活动的主题是“安全用电,珍惜生命”,下列是活动的部分内容。如图a所示,接地导线应该与三孔插座的 (选填“E”、“N”或“L”)孔相连接;如图b、c所示,两种使用测电笔的方法中,正确的是图 ;如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因,其中图d所示情况的原因是 ,图e所示情况的原因是 (后两空选填“用电器的总功率过大”、“短路”或“断路”)。
三、作图题(共6分)
18.(本题3分)如图所示的实物电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:
①电流表只测量的电流;
②闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,的亮度不变,的亮度变暗。(不考虑电流表的量程选择)
19.(本题3分)在探究“串联电路电压的规律”实验中,要用电压表测灯L2两端的电压,连接的电路如图所示。图中只有一根导线连错了,请在连错的导线上画“ ”,并画出正确的连线。
四、实验题(共27分)
20.(本题3分)如图所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=2kg。用两个规格不同的加热器加热,该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图丙所示的温度与加热时间的图线。
(1)前12min甲、乙两杯液体吸收的热量情况如图丁所示,则两种液体的比热容c甲 c乙(选填“>”“<”、“=”或“无法比较”);
(2)甲液体比热容的大小为c甲= J/(kg·℃);
(3)利用酒精灯装置加热甲杯中液体,假设酒精完全燃烧放出的热量有70%能被液体吸收,要使甲杯中液体温度升高60℃(忽略液体蒸发),则至少需燃烧质量为 g的酒精(已知酒精的热值为30×106J/kg)。
21.(本题7分)电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻,在电路图中符号是“”,为探究在导体两端电压不变的条件下,通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系,小明设计了图甲所示的实验电路图和甲乙所示实物连线图,图丙是根据实验数据描绘出的I﹣图象.
(1)如图(乙)是根据图(甲)连接的实物图,请在错误的导线上打×并连接正确.
( )
(2)滑动变阻器R'在此实验中除了能起到保证电路安全的作用外,另一主要作用是 .
(3)闭合开关后,小明发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是 .
(4)小明同学在发现电路有故障时,首要的规范操作应是 .
(5)实验时,当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时,电压表示数变大,此时,应该调节滑动变阻器的滑片向 移动,直到电压表示数为 V.
(6)分析实验数据,小明得出实验探究的结论是 .
22.(本题6分)某同学利用如图的电路来测量一未知电阻Rx
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整.
(2)闭合开关后,当滑动电阻器的滑片向左移动到某一位置时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数如图乙所示,则I= A,Rx= Ω.
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx,其中是定值电阻R0,请在空格内把实验步骤补充完整:
① ,用电压表测出电源的电压为U.
② ,用电压表测出待测电阻R0两端的电压为Ux.
③请用测量值U和Ux,已知量R0来表示Rx=
23.(本题11分)实验室购买了一批规格为“2.5V0.8W”的小灯泡,小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验,他设计了如图甲所示的电路图。实验中各元件完好,电源电压保持不变。
次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 平均电功率P′/W
1 2 0.34
2 2.5 0.4
3 3 0.44
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,连接导线不能交叉);
(2)连好线后小明发现滑动变阻器滑片P在图乙中的位置不对,于是她将滑片P调到 (填“A”或“B”)端。闭合开关,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是灯出现 (填“短路”或“断路”);
(3)小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据,填入他自己设计的表格中;
①请指出这个表格设计不合理的地方 ;
②小明操作规范、读数正确,根据表中数据,当小灯泡两端电压为2.5V时,求得小灯泡的电功率为 W,故小明认为该小灯泡不合格,原因是: ;
③假如生产这种小灯泡的钨丝粗细是一定的,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 (填“大于”或“小于”)合格产品小灯泡钨丝的长度;
(4)小明还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成2Ω的电阻,同时改变电流表的量程,此时电流表示数为1A;保持滑片不动,断开开关,将2Ω电阻换成4Ω,然后向 (填“A”或“B”)端移动滑片,同时眼睛应注视 (填“滑片”、“电流表示数”或“电压表示数”),滑片移动后,电流表示数为 A;多次测量后作出的I–R图像是下图中的 。
A. B. C. D.
五、计算题(共15分)
24.(本题7分)如图所示(甲)电路,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图(乙)中的AC、BC两直线表示。求:
(1)定值电阻R0与变阻器的总电阻;
(2)电源的电压和电阻r阻值。
25.(本题8分)某饮水机的电路原理图如图所示,饮水机的铭牌上的部分内容如表:
(1)饮水机加热时,开关S应该断开还是闭合
(2)R1的阻值为多大?
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要多少秒?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
额定电压 220V
加热功率 1100W
保温功率 44W
最大容积 2L
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.搓手取暖时,克服摩擦做功,摩擦生热,手的内能增加,属于通过做功的方式增加物体内能;
B.用火烧水,水吸收热量,使水的内能增加、温度升高,是利用热传递的方式改变内能;
C.水蒸气将塞子冲出,是利用水蒸气的内能来做功,把内能转化为机械能,水蒸气的内能减小,属于通过做功改变物体的内能;
D.厚塑料管内的空气被压缩时,活塞对空气做功,管内空气温度升高,空气的内能增加,是通过做功的方式增加空气的内能;
由分析可知,改变物体内能方式与其他不同的是B,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】A.炒菜时,香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故A正确,不符合题意;
B.冻豆腐在熔化过程中,温度虽然不变,但不断吸收热量,所以其内能增加,故B错误,符合题意;
C.高压锅在使用过程中,限压阀转动,此过程的能量转化情况是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相似,故C正确,不符合题意;
D.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
A.如果三个小球都带正电,当它们两个靠近,会有相互排斥的现象,故A不符合题意;
B.如果三个小球都带负电,当它们两个靠近,会有相互排斥的现象,故B不符合题意;
C.带电体具有吸引轻小物体的性质。如果三个小球都不带电,则相互靠近都既不排斥也不吸引,故C不符合题意;
D.带电体具有吸引轻小物体的性质。如果一个带正电,一个带负电,一个不带电,当带异种电荷的两个小球靠近时,互相吸引;而带电小球分别与不带电小球靠近时,也能吸引不带电的小球,故D符合题意。
故选D。
4.A
【详解】D.由题意可知,三个电流表读数分别为A1为0.3A,A2为0.15A,A3为0.45A,因串联电路中各处的电流相等,且三电流表的示数不相等,所以,两灯泡应并联,而不是串联,故D不符合题意;
C.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且,所以,电流表A3应位于干路,故C错误;
AB.由可知,两灯泡的规格不相同,且A1、A2分别与两灯泡串联,故A符合题意、B不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】根据电路图可知,两个灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡L1两端电压;
A.由于两个灯泡和滑动变阻器串联,如果电路故障是灯泡L2灯丝断了,那么整个电路断路,则开关闭合后,灯泡L2不亮、L1也不会亮,所以灯泡L2不亮、L1亮,一定不是灯泡L2灯丝断了,故A错误;
B.当L1短路时,开关闭合后,电压表示数为零,但灯泡L2仍可以发光,故B错误;
C.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表的正负两极与电源两极相连,因此电压表有示数,且接近电源电压,故C错误;
D.如果所有元件均完好,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的电流变大,两灯泡都变亮,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】由图象可知,Ro与R串联,电流表测电路中的电流;
A.由图象可知,当所测温度在0℃到100℃之间时,热敏电阻R阻值随温度的升高而减小,故A错误;
BC.由图象可知,当所测温度从20℃上升到80℃时,热敏电阻R阻值减小,电路的总电阻
减小,由乙可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知:电压表示数变大,故BC错误;
D.由图象可知,当所测温度从70℃下降到20℃时,热敏电阻R阻值变大,电路的总电阻
变大,由乙可知,电路中的电流减小,根据U=IR可知:R两端的电压变小,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:热敏电阻两端的电压变大,故D正确;
故选D。
7.D
【详解】当开关断开时,电压表测量总电压,即电源电压:
此时R与L串联,电路中的电流为;
;
当开关闭合时,灯L被短路,电压表仍测量电源电压,所以电压表示数不变,
电流表的示数为:,
综上所述可知,开关S由断开到闭合时,电流表的示数变大,电压表的示数不变.
故ABC错误,D正确.
故选D.
8.D
【详解】A.电能表是测量电能或电功的仪器,不是测电功率的,故A错误;
B.电能表正常工作的最大功率为
P=UI=220V×40A=8800W
故B错误;
C.电能表计数器最后一位是小数,所以此时电能表的示数为318.6kW·h,故C错误;
D.电能表标有3200imp/kW·h表示消耗1kW·h的电能,电能表闪烁3200次,所以电能表指示灯闪烁160次,消耗的电能为
故D正确。
故选D。
9.B
【详解】BC.由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当药液量减少时,药液袋对弹簧的拉力变小,弹簧的长度变短,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流的变大;通过灯泡的电流变大,灯泡亮度变亮,故B符合题意,C不符合题意;
A.滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小,故A不符合题意;
D.电源电压恒定,根据P=UI可知,总功率变大,故D不符合题意。
故选B。
10.D
【详解】A.如果总开关突然跳闸(自动断开),是因为干路上电流过大造成的,导致电流过大原因可能是总功率过大,也可能是由于电路发生短路,故A错误;
B.电能表是测量家庭电路中用电器消耗总能的仪表,故B错误;
C.台灯与电视机均接入电路常工作时它们都可以独立工作,相互不影响,是并联关系,故C错误;
D.凡是有金属外壳或有水易出现漏电的用电器都需要接地,洗衣机工作时其金属外壳需接地,可以防止金属外壳带电导致的触电事故,故D正确。
故选D。
11.ACD
【详解】A.分析电路图可知,这是一个串联电路,V1测R1的电压,V2测R2的电压,当滑动变阻器的滑片向右移动时,R1的电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故A符合题意;
B.根据串联电路的分压原理可知,当滑片向右移动时,R1的电阻变大,分配的电压变大,则R2两端的电压变小,即电压表V2电压变小,故B不符合题意;
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值即为R1的电阻,滑片向右滑动时,R1电阻变大,即比值变大,故C符合题意;
D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比,也即电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量,二者之比为定值电阻R2阻值,所以不变,故D符合题意。
故选ACD。
12.BD
【详解】A.探究电流产生的热量与电流大小的关系,要控制电阻和通电时间相同,改变电流大小进行实验。由图得,该实验装置由两电阻不同的电阻丝串联,控制了电阻丝的电流和通电时间相同,改变了电阻大小,可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系,不能探究电流产生的热量与电流大小的关系,故A错误;
B.本实验利用了转换法将电流通过电阻产生热量的多少转换成U形管液面高度差的变化,U形管液面高度差越大,说明电阻丝产生的热量越多。故B正确;
C.由得,电流相同,通电时间相同,电阻越大,产生的热量越多,故通电一段时间后,右侧电阻丝产生的热量比左侧电阻丝产生的热量多,因此右侧U形管中液面的高度差比左侧的大,故C错误;
D.电炉工作一段时间后,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,是因为电炉丝与导线的电流和通电时间相同,电炉丝的电阻很大,导线电阻很小,几乎为0,可以用本实验解释,故D正确。
故选BD。
13. 2.45×107 1.47×107 90
【详解】[1] 0.7kg的液化石油气全部完全燃烧放出的热量
Q放=m气q=0.7kg×3.5×107J/kg=2.45×107J
[2][3]由题可知,水吸收的热量
Q吸=60%×Q放=60%×2.45×107J=1.47×107J
由Q吸=cm(t﹣t0)可得,水加热到的温度
14. 串 L2 2.4 3.6
【详解】[1]由电路图可知电路中只有一条电流路径,所以两灯泡是串联;
[2]电压表与L2并联,所以电压表测量的是L2两端的电压;
[3][4] 电压表示数为2.4V,即L2两端的电压是2.4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L1两端电压:
U1=U U2=6V 2.4V=3.6V。
15. 12 9
【详解】[1]由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,此时电压表测电源两端的电压,电流表的示数最大,由图象可知,电源的电压
U=UL=12V
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象可知,灯泡两端的电压UL′=3V,电路中的电流I′=1.0A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL′=12V-3V=9V
滑动变阻器的最大阻值
16. 12 25∶18 20
【详解】[1]根据电路图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P滑至a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压与电源电压相等,因此电源电压U=12V,R1的阻值
[2]已知
P1∶P1'=25∶9
由P=I2R可得
设滑动变阻器R2的最大阻值为R,滑片P在中点和在b端时,R2消耗的功率之比
[3]由串联电路电流的规律和欧姆定律得到
R2=4R1=4×5Ω=20Ω
17. E b 用电器的总功率过大 短路
【详解】[1]根据“左零右火、中间接地”的原则可知,插孔“E”是接地的。
[2]使用测电笔时,手使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能辨别出火线或零线,故b图是正确的,c图是错误的。
[3]从图d中可以看出,用电器较多,并且还有大功率的电炉,因此是用电器的总功率过大而造成的。
[4]从图e中可以看出导线直接将火线和零线相连,因此是短路造成的。
18.
【详解】电流表只测量的电流,说明电流表在灯泡L1所在的支路,闭合开关, 的亮度不变,的亮度变暗,说明灯泡和并联,故用一根导线将灯泡的左端和电流表的正0.6接线柱相连;向右移动滑动变阻器的滑片,的亮度变暗,说明向右滑动时,滑动变阻器的阻值变大,电流变小,灯泡变暗,故用一根导线将滑动变阻器的左端下方接线柱和灯泡L2的左端相连即可,故如下图所示:
19.
【详解】图中两灯相当于并联,且电压表串联在电路中了。而根据“串联电路电压的规律”实验要求可知,两灯应串联,且电压表应并联在灯L2两端,故应去掉灯L2与开关间的连线并将其连接到电源一端,连线如图所示:
。
20. < 2.1×103 12
【详解】(1)[1]由图丁可知,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量,又因为甲乙液体的质量和初温都相等,由图乙可知,在12min时,甲液体的温度高于乙液体的温度,所以甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量,由可知,甲液体的比热容小于乙液体的比热容,即c甲<c乙。
(2)[2]由图丁可知,12min甲液体吸收的热量为252×103J=2.52×105J,由图丙可知,1min甲液体升高的温度为
Δt=80°C-20°C=60°C
由可知,甲液体比热容的大小为
(3)[3]要使甲杯液体温度升高60℃,需要吸收的热量是252×103J=2.52×105J,需要酒精放出的热量为
需要燃烧酒精的质量是
21. 控制电阻箱(R)两端电压一定 电阻箱(R)断路 先断开开关 右 10 导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比(或与导体电阻的倒数成正比)
【详解】(1)图乙电压表应与电阻箱并联,改正如下:
(2)探究在导体两端电压不变的条件下,通过导体的电流I跟导体电阻倒数1/R的关系时,滑动变阻器R'除了能起到保证电路安全的作用外,另一主要作用是控制电阻箱(R)两端电压一定;
(3)闭合开关后,电压表有示数,电流表无示数,说明与电压表并联的电阻箱(R)断路;
(4)在发现电路有故障时,首要的规范操作应是先断开开关;
(5)实验时,当电阻箱接入电阻从10 变成15 时,电压表示数变大,为使电阻箱(R)两端电压保持不变,应该调节滑动变阻器的滑片向右移动,增大滑动变阻器连入电路中的阻值,使其分得的电压增大,从而减小电阻箱(R)两端的电压,由图丙可知电阻箱(R)两端电压,
U=IR==10V,
因此电压表示数应保持10V不变;
(6)由图丙可知,通过电阻箱(R)的电流I与1/R的关系图像是一条过原点的直线,因此可得出的结论是:导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比(或与导体电阻的倒数成正比).
【点睛】(1)应将电压表应与电阻箱并联;
(2)本实验采用控制变量法,即控制电阻箱(R)两端电压一定,据此分析滑动变阻器的作用;
(3)电压表有示数,电流表无示数,说明与电压表并联的电阻箱出现断路;
(4)在发现电路有故障时,首要的规范操作应是先断开开关;
(5)由图丙可求电阻箱(R)两端电压;
(6)由图丙分析图像,得出结论.
22. 0.3 4 先闭合开关S,S1 再闭合开关S,断开开关S1
【详解】(1)[1]伏安法测电阻的实验中要求用电流表测电路中的电流,电压表测待测电阻两端电压,滑动变阻器改变电路中的电流进行多次测量.分析电路可知:只有滑动变阻器没有接入电路,而滑动变阻器要“一上一下”两个接线柱串联接入电路中.
(2)[2][3]电流表接入电路中的量程是“0~0.6A”,对应的分度值是0.02A,根据指针的位置读出示数为:0.3A,则待测电阻的阻值:
(3)[4][5][6]要测电阻就必须知道待测电阻两端的电压和通过的电流,实验中有电压表可方便测出待测电阻两端的电压,而通过待测电阻的电流只能通过定值电阻计算,且通过定值的电流与待测电阻的电流要相等就要把两电阻串联起来,故:
①先闭合开关S,S1,用电压表测出电源的电压为U;
②再闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为Ux
③R0两端的电压:
U0=U-Ux,
通过Rx的电流:
则:
考点:伏安法测电阻
23. B 断路 表中设计了平均电功率是不合理的 1 额定电压时(或电压为2.5V时),小灯泡消耗的功率大于额定功率 小于 B 电压表示数 0.5 D
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,说明变阻器连入电路的电阻变大,应该连接变阻器的A的接线柱,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,在闭合开关前,应将滑片移至最右端即B端,使其阻值最大。
[3]小灯泡始终不亮,电流表无示数,则是电路某处断路,电压表有示数,则与电压表并联的灯泡断路。
(3)①[4]灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的功率不同,将不同电压下的功率取平均值没有意义,是不合理的。
②[5][6]操作规范读数正确,根据表中数据,当小灯泡两端电压为2.5V时,由表中数据,灯的电流为0.4A,小灯泡的电功率为
P=UI=2.5V×0.4A=1W
规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡,因灯在额定电压下的功率大于灯铭牌上的额定功率,故小明认为该小灯泡不合格。
③[7]由可知,在额定电压一定时,功率越大,电阻越小,根据影响电阻大小的因素:导体的长度、横截面积和材料,在这种小灯泡钨丝的粗细是一定的情况下,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度。
(4)[8][9][10]由题意可知,电压表的示数是
U=I1R1=1A×2Ω=2V
保持滑片不动,断开开关,将2Ω电阻换成4Ω,由串联分压可知电压表的示数变大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,同时,眼睛应注视电压表示数,此时电流表的示数
=0.5A
[11]电压不变时,电流与电阻成反比,由数据可知,作出的I-R图象应是图中的D。
故选D。
24.(1);;(2);
【详解】(1)滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端时,变阻器接入电路的电阻从最小变到最大,电压表V1测的是定值电阻R0与变阻器的总电压,根据串联电路的分压原理可知,V1示数在变大,电路的总电阻在变大,电路的电流在变小,定值电阻R0两端的电压在变小,即V2的示数在变小,当滑动变阻器的滑片移到最左端,变阻器电阻为零,两电压表的读数相等,均为6.0V,从最左端到最右端时,电流在变小,那么从图乙可以看到,AC、BC两直线分别表示V2、V1示数;定值电阻的阻值是
当滑动变阻器的滑片移到最右端,变阻器电阻最大RMAX,电路总电阻最大,干路电流最小,此时,电流表示数是0.5A,根据欧姆定律得到
定值电阻R0与变阻器的总电阻分别是、。
(2)设电源电压为U,由V1电压表的读数随电流表读数的变化图线BC,以及图(甲)电路可以得到,当电路电流为时
当电路电流为时
由上式得到、。
答:(1)定值电阻R0的大小是,变阻器的总电阻是;(2)电源的电压是;电阻r阻值是。
25.(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;(2)44Ω;(3)400s。
【详解】解:(1)由图可知,当开关S闭合时,只有R1工作,当开关断开时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,所以当开关S闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大,饮水机处于加热状态;
(2)由铭牌数据可知,饮水机的加热功率是,由可知,R1的阻值
(3)水吸收的热量
由可知,饮水机消耗的电能
由可知,饮水机正常工作时的加热时间
答:(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;
(2)R1的阻值为44Ω;
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要400s。
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