广东省广州市增城区东江外语实验学校2024-2025学年九年级上学期第二次限时训练物理试题
一、单选题(每题只有一个选项是正确的,每题3分,共30分)
1.(2024九上·增城月考)下列说法中,你认为最接近实际情况的是( )
A.实验室中电流表的电阻约为1kΩ
B.家用空调的额定功率约为1kW
C.对人体的安全电压是220V
D.家用液晶电视工作电流约为10A
2.(2024九上·增城月考)图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态。当用与毛皮摩擦过的橡胶棒a棒靠近气球时,情景如图乙所示;当用b棒靠近气球时,情景如图丙所示。则( )
A.气球一定带负电 B.a棒一定失去了电子
C.b棒一定带电 D.b棒一定不带电
3.(2024九上·增城月考)如图所示,电路中电荷定向移动的情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.金属导线中发生定向移动的电荷是负电荷
B.电源的上端为正极
C.电源若是干电池,此过程是内能转化为电能
D.断开开关后,金属导线中的电荷就不再发生移动
4.(2024九上·增城月考)我市在城区许多道路口安装了违法闯红灯的高清自动抓拍系统。当开关S1闭合,行人指示信号灯的红灯亮起,若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关S2闭合,自动将行人的图像拍摄下来,曝光违法行人。下列图中模拟电路符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2024九上·增城月考)在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻R1、R2两端电压分别是( )
A.6V 7.5V B.7.5V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.6V 1.5V
6.(2024九上·增城月考)如图甲所示,小宇把锌片A和铜片B插入柠檬,闭合开关S,发光二极管发光,电压表示数如图乙所示,则( )
A.AB两端的电压为0.5V
B.制作二极管的主要材料是超导体
C.若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管发光,电压表有示数
D.若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管不发光,电压表有示数
7.(2024九上·增城月考)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源两端电压一定),以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电压表 B.电路中的R1是没有作用的
C.车辆越重,称重表的示数越大 D.车辆越重,称重表的示数越小
8.(2024九上·增城月考)如图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.甲导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
9.(2024九上·增城月考)小明家的电能表如图所示,表盘上的“”表示每消耗的电能,指示灯闪烁3000次,下列说法正确的是( )
A.该家庭电路允许同时使用的用电器的实际总功率最大为
B.若指示灯闪烁越快,则说明接入电路的用电器的实际总功率越大
C.若电能表指示灯闪烁3次,则说明接入电路用电器消耗电能为0.001J
D.若电能表指示灯闪烁3次,则电能表的示数应为:
10.(2024九上·增城月考)小灯泡L的额定电压为3.8V,定值电阻R阻值为20Ω,闭合开关,流过R的电流为0.1A,流过L的电流为0.2A。下列说法中正确的是( )
A.灯泡此时的电阻为19Ω B.灯泡此时两端电压为2V
C.定值电阻两端电压为3.8V D.灯泡的实际功率为0.76W
11.(2024九上·增城月考)定值电阻和分别如图甲、乙连接,定值电阻和两端电流与电压的图像如丙所示,则① A;② , (填“>”“<”或“=”)。
12.(2024九上·增城月考)小东决定更换家里的灯泡,甲、乙灯泡的规格如图所示,另外附上小东老师更换灯泡前的电能表示数。为了检测灯泡使用情况,小东老师关闭家里其他所有用电器,待电表停止转动后,让甲灯泡的用电器单独正常工作5h,发现电能表的转盘恰好转过900r,此用电器消耗的电能为 J,电能表的示数变为1992.1kW h。请帮助小东老师推测电能表中看不清的表盘参数信息为: r/(kW h)。
小东家还有另一个原来的灯泡,如图乙,二者均正常发光时,甲灯的电阻 乙灯的电阻(选填“大于”、“小于”或“等于”),若二者均正常发光半小时,甲灯消耗的电能是乙灯的 倍。
13.(2024九上·增城月考)下图是一款消防应急照明灯原理图,、为应急灯泡。当外部电源供电时,开关S接1,应急灯不亮,此时蓄电池在电路中相当于 (选填“电源”或“用电器”),将 能转化为 能;外部电路停电时,开关S接2,应急灯正常发光,此时指示灯 (选填“发光”或“不发光”)。
14.(2024九上·增城月考)如图甲为亮度可调台灯的一个电位器(符号),可调节灯泡亮度。若该台灯内置电源,电源两端电压恒定为6V,灯泡的伏安特性曲线U-I图如图丙所示,电位器标有“20Ω,2A”字样。
(1)若当电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮,则应把接线柱a、b、c中的 接入电路中。
(2)现有6V电源1个、灯泡1只、电位器1个、开关1个,请在图乙方框中设计出该台灯的电路图。
(3)连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图甲黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成 (选填“断路”或者“短路”)。
(4)当电位器阻值调到最小时,灯泡恰好正常发光,电流为 A,灯泡的额定功率为多少 W,通电2个小时消耗的电能是 J。
15.(2024九上·增城月考)如图所示,的连接方式未知,电源输出的电压恒为6V。闭合开关,两灯泡同时亮;断开开关,两灯泡同时熄灭。请根据下列操作(电路没有断路)及观察到的现象,完成以下题目。
操作 将一根导线并联在的两端 将电压表并联在的两端
现象 另一盏灯发光 另一盏灯不发光 电压表示数为4V 电压表示数为6V
的连接方式
(1)请把表格补充完整(均选填“串联”或“并联”);
(2)若电压表的示数为6V,请画出图中对应的电路图(不需要画出电压表)。
16.(2024九上·增城月考)如图1所示的电路,电源可提供不同的电压。R为定值电阻,其图像如图2所示;小灯泡L的额定电压为2.5V。当S和均闭合时,电压表的示数为3.3V;当S闭合,断开时,电流表的示数如图3所示,小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6J。
(1)求R的阻值;
(2)求当S和均闭合时,电流表的示数;
(3)当S闭合,断开时,求此时电源两端的电压。
17.(2024九上·增城月考)小明用伏安法测量小灯泡的电阻,设计了如下表格,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,进行了多次测量,并将实验数据填入表中。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 _______ 2.5 2.7
电流I/A 0.14 0.20 _______ 0.30 0.32
电阻R/Ω 7.14 7.50 _______ 8.33 8.44
电阻平均值R/Ω _______
(1)实验原理是
(2)小亮看后说小明设计的表格有问题,问题是 。
(3)实验过程中,小明第3次实验时,电压表和电流表的示数如图所示。请分别读出电压值和电流值,并计算出第3次实验的电阻值(保留两位小数),填写到表格中相应位置。
(4)小明同学做完第3次实验后,若他没有断开开关就直接将灯泡拧下,此时他会看到电压表和电流表的现象是 。
18.(2024九上·增城月考)小东在做“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验时,连接了如图甲所示电路。
(1)画完电路图,小王发现此时电路中有一根导线连接错误,请在如图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,重新画一根导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数。若电路只有一处故障,其原因可能是 (选填“开关处断路”“滑动变阻器短路”或“电压表短路”);
(4)排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验,并测得电流表的示数如下面表格所示(读数准确),通过分析小王的数据,可以发现小王的实验操作存在的错误是 。
实验序号 1 2 3 4
电阻(Ω) 5 10 15 20
电流(A) 0.20 0.14 0.12 0.10
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算;电阻;电功率
【解析】【解答】A.实验室中电流表相当于导线,电阻很小,约为0.01Ω,故A不符合题意;
B.家用空调功率较大,其额定功率约为1000W=1kW,故B符合题意;
C.人体的安全电压是不高于36V,电压越高,对人危害越大,故C不符合题意;
D.液晶电视的功率约110W,正常工作电流约为,故D错误。
故选B。
【分析】根据常见用电器的电功率、电压、电流和电阻,结合数据解答。
2.【答案】A
【知识点】物体带电情况的判断
【解析】【解答】 毛皮摩擦过的橡胶棒a ,a带负电,和气球靠近时排斥气球,所以气球带负电,b和气球靠近,气球和b相互吸引,所以b带正电,或者b不带电,A正确,BCD错误;
综上选A。【分析】两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电;
摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子).
3.【答案】A
【知识点】电流的形成;电流的方向;电路的构成及电路图
【解析】【解答】A.金属导线中,自由电子定向移动形成电流,而电子带负电,属于负电荷,故A正确;
B.电路中,自由电子的定向移动形成电流,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,则电源外部,电流方向是从电源下端流向上端,电源的下端为正极,故B错误;
C.干电池提供电能,将化学能转化为电能,故C错误;
D.闭合开关时,金属导线中自由电子定向移动,断开开关后,金属导线中自由电子仍然会移动,只是运动方向杂乱无章,故D错误。
故选A。
【分析】电源为电路提供电能,金属导体中自由电子定向移动形成电流,电流方向和负电荷定向移动方向相反。
4.【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 当开关S1闭合,行人指示信号灯的红灯亮起,若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关S2闭合,自动将行人的图像拍摄下来 ,所以照相机和灯泡为并联,且S1位于干路,S2和照相机串联,A正确,BCD错误。
综上选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。
5.【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;串联电路的电压规律
【解析】【解答】图中,电阻R1、R2串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;串联电路中总电压等于各分电压之和,两个电压表指针偏转角度相同,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源的电压为7.5V;电压表V1的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,则R2两端的电压为1.5V,则R1两端的电压:,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据电压表测量的位置,判断量程,结合指针位置,测量电压大小。
6.【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;半导体特点及作用
【解析】【解答】A.图中,电压表连接小量程,分度值为0.1V,则AB两端的电压为0.1V,故A不符合题意;
B.发光二极管具有单向导电性,制作二极管的主要材料是半导体,故B不符合题意;
CD.发光二极管具有单向导电性,若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管不能发光,但由于电压表能连通电源的两极,电压表测电源电压,电压表有示数,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】发光二极管是半导体材料,具有单向导电性;根据电压表的量程和指针位置,测量电压。
7.【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.图中,R1、称重表和R依次串联,称重表串联,相当于一个电流表,故A错误;
B.假设车辆很重使得滑片滑到最下端,如果没有电阻R1,可能会造成电源短路,烧坏称重表或电源,因此R1有保护电路的作用,故B错误;
CD.当车辆越重时,滑片向下滑,R连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,根据,电路的电流变大,则称重表的示数越大,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】在串联电路中,滑动变阻器的电阻减小,电路中的电阻减小,电流变大;电流表在电路中串联连接。
8.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.因为电压是产生电流的原因,有电压才会有电流,所以不能说甲导体两端的电压与电流成正比,故A错误;
BC.由图像可知,当乙两端电压为1V时,此时流经乙的电流为0.4A,则此时乙的电阻为
,将甲和乙串联,若电流为0.4A,则通过两电阻的电流均为0.4A,由图像可得此时甲两端的电压为2V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,此时电路两端的总电压为
,故B错误,C正确;
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,由图像可得此时流经甲、乙的电流均为0.5A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得此时电路中干路电流为
,故D错误。
故选C。
【分析】 图像的考查。1、U-I图象中图线是一条过原点的倾斜的直线则是定值电阻,若是曲线则电阻是变化的。
2、串联电路的总电压等于各支路电压之和。
3、并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
4、利用欧姆定律计算电阻。
9.【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】A.根据电能表的电压和最大电流,计算同时接入的用电器总功率为:
,故A错误;
B.电能表指示灯闪烁的快慢反映做功的快慢,指示灯闪烁越快,用电器做功越快,总功率越大,故B正确;
C.指示灯闪烁3次,消耗的电能为:,故C错误;
D.指示灯闪烁300次,消耗的电能为:,电能表的读数应该比之前增加0.1kW·h,应为:,故D错误。
故选B。
【分析】根据电能表上的电压和电流,利用P=UI,计算电功率;结合电能表指示灯闪烁次数,计算消耗的电能;指示灯闪烁越快表示做功越快,电功率越大。
10.【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】图中,和灯泡L并联,根据并联电压规律,则电源电压为,定值电阻两端电压为2V,灯泡两端电压为2V,计算灯泡的电阻为:,灯泡的实际功率为:,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】根据U=IR,计算电压,并联电路各支路电压相等;根据,计算电阻,根据P=UI,计算电功率。
11.【答案】8;=;>
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据图丙,计算电阻:,;乙图中,与并联,则,根据可得:;
甲图中,与串联,电路中各处的电流相等,故。
串联电路中总电压等于各分电压之和,则,
,故两端的电压,又已知,所以。故第1空填:;第2空填:;第3空填:。
【分析】根据,可以计算电阻的大小;在并联电路中,各支路电压相等;根据,计算电流;串联电路中,电流处处相等,各用电器分压之和等于电源电压。
12.【答案】;1800;小于;4
【知识点】电能表参数的理解;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】根据电功率和时间,计算用电器消耗的电能为:;电能表的转盘转数,
电能表中看不清的表盘参数信息为:,
即电能表的表盘参数信息为。
二者均正常发光时,甲灯、乙灯的电阻分别为:,
,,故甲灯的电阻小于乙灯的电阻。
二者均正常发光半小时则:;甲灯消耗的电能是乙灯的4倍。故第1空填:1.8×106;第2空填:1800;第3空填:小于;第4空填:4。
【分析】根据电功率和时间,利用W=Pt,计算用电器消耗的电能;结合电能表转盘转数,计算电能表的转数规格;利用,计算用电器的电阻;结合W=Pt,计算消耗电能的比值。
13.【答案】用电器;电;化学;不发光
【知识点】电源及其能量转化;电路的构成及电路图;电路的三种状态
【解析】【解答】图中,当外部电源能供电时,自动开关S接1,应急灯不亮,电源给蓄电池充电,蓄电池此时消耗电能,相当于用电器,充电过程中,电能转化为化学能。
外部电路停电时,自动开关S接2,应急灯正常发光,此时指示灯L3没有电流通过,处于断路状态,不发光。故第1空填:用电器;第2空填:电;第3空填:化学;第4空填:不发光。
【分析】电路中,消耗电能的是用电器;为电池充电时,电能转化为化学能;电路未接通时,用电器不工作。
14.【答案】(1)b、c
(2)
(3)断路
(4)1.0;6;
【知识点】电路故障的判断;变阻器;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】(1)电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流,改变灯泡亮度,若顺时针转动旋钮时灯泡变亮,通过灯泡的电流变大,接入电路的电阻变小,应将b、c两个接线柱接入电路中。
(2)灯泡与电位器串联接入电路,电位器连接一上一下,设计如图所示:
(3)图甲中,黑色弧形部分的碳膜电阻片磨损严重时,碳膜电阻片与滑片接触不良,电路中出现断路现象,从而导致小灯泡忽明忽暗;
(4)当电位器阻值最小为0时,小灯泡正常发光。图丙中,小灯泡两端的电压为6V,计算小灯泡的额定功率为:P额=U额I=6V×1A=6W;工作时间:t=2×3600s=7200s,
则小灯泡消耗的电能为:W=Pt=6W×7200s=43200J。
【分析】(1)电位器接入电路中电阻长度变小,电阻减小,电路中电流变大;
(2)电位器和灯泡串联,画出电路图;
(3)电路中各元件接触不良,电路时断时续;
(4)根据P=UI,根据灯泡的电功率;结合W=Pt,计算消耗的电能。
(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,若顺时针转动旋钮时灯泡变亮,这说明通过灯泡的电流变大,接入电路的电阻变小,则应将b、c两个接线柱接入电路当中。
(2)灯泡与电位器串联接入电路,整个是个串联电路,具体设计如下图所示:
(3)碳膜电阻片(如图甲黑色弧形部分)磨损严重时,碳膜电阻片与滑片时而接触,时而断开,电路中出现断路现象,从而导致小灯泡忽明忽暗。
(4)[1]当电位器阻值最小为0时,此时小灯泡正常发光。由图丙可知,此时小灯泡两端的电压为6V,此时通过灯泡的电流为1.0A。
[2]根据功率公式P = UI,可得小灯泡的额定功率为
P额=U额I = 6V×1A = 6W
[3]2小时换算成秒为
t=2×3600s=7200s
则小灯泡通电2小时消耗的电能为
W =Pt= 6W×7200s = 43200J
15.【答案】(1)串联,并联,串联,并联
(2)
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串、并联电路的设计
【解析】【解答】(1)在串联电路中,一处短路其他用电器仍能工作;在并联电路中,某一支路短路会导致电源短路,其他支路都不能工作;故将一根导线并联在的两端,相当于短路,若出现另一盏灯发光现象,则电路为串联;若出现另一盏灯不发光现象,则电路为并联。
电源电压恒为6V,将电压表并联在的两端,电压表示数为4V,即L1的两端U=4V,小于电源电压,根据串联电路的电压规律,两灯串联;电压表示数为6V,与电源电压相等,根据并联电路的电压规律知,两灯并联。
(2)若电压表的示数为6V,两灯并联,且闭合开关,两灯泡同时亮,断开开关,两灯泡同时熄灭,开关在干路上,电路图为:
【分析】(1)在串联电路中,一个用电器短路,其他用电器能工作,一个用电器断路,其他用电器不工作;在并联电路中,支路短路,其他用电器不工作,支路断路,其他支路能工作;
(2)各用电器电压等于电源电压,则电路并联,设计电路图。
(1)[1][2]在串联电路中,一处短路其他用电器仍能工作;在并联电路中,某一支路短路会导致电源短路,其他支路都不能工作;故将一根导线并联在的两端,相当于短路,若出现另一盏灯发光现象,则电路为串联;若出现另一盏灯不发光现象,则电路为并联。
[3][4]电源电压恒为6V,将电压表并联在的两端,电压表示数为4V,即L1的两端U=4V,小于电源电压,由串联电路的电压规律知,两灯串联;电压表示数为6V,与电源电压相等,由并联电路的电压规律知,两灯并联。
(2)若电压表的示数为6V,两灯并联,且闭合开关,两灯泡同时亮,断开开关,两灯泡同时熄灭,说明开关在干路上,电路图如图所示:
16.【答案】解:(1)图2中,当U=6V 时,I=0.4A,则R的阻值为:
(2)当S和 S1 均闭合时,电路为只有R的简单电路,电压表测R两端电压为3.3V,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
(3)当S闭合,S1 断开时,R与L串联,电压表测电阻R两端电压,电流表测电路中电流;此时电流表的示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.16A,即IR''=IL=0.16A
电阻R两端电压为UR''=IR''R=0.16A×15Ω=2.4V
因小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6.J,则小灯泡两端电压为
故电源电压为:U=UR''+UL=2.4V+2V=4.4V
答:(1)R的阻值为15Ω;
(2)当S和S1均闭合时,电流表的示数为0.22A;
(3)当S闭合,S1断开时,此时电源两端的电压为4.4V。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【分析】(1)根据,计算电阻;
(2)利用,计算用电器的电流;
(3)根据U=IR,计算用电器的分压,根据,计算灯泡的电压;根据串联电路电压规律,计算总电压。
17.【答案】(1)
(2)不需要求电阻平均值
(3)1.9 0.24 7.92
(4)电压表有示数,电流表没有示数
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量灯泡的电阻时,
(1)伏安法测电阻的时,需要测量电压和电流,实验原理为。
(2)灯泡的电阻受温度影响而改变,在不同电压下,灯泡的电阻是不同的,求电阻的平均值是没有意义的。表格中,求电阻平均值这一栏是不需要的。
(3)根据图像,电压表的量程是,分度值是0.1V,电压表的示数是1.9V;电流表的量程是,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。第3次实验的电阻值为:
;
(4)开关未断开,将灯泡拧下,此时电路处于断路状态,但电压表仍然与电源相连,则电压表有示数。电流表则与断路部分串联,因此电流表没有示数。
【分析】(1)测量电阻的实验原理为;
(2)测量灯泡的电阻时,灯泡电阻随温度升高而变化,不需计算平均值;
(3)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流,利用,计算电阻;
(4)电压表并联的位置断开,电压表连接在电源两端,测量电源电压;电路断开,电流表无示数。
(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律,即电阻等于电压与电流的比值,公式为。
(2)由于灯泡的电阻受温度影响,在不同电压下,灯泡的电阻是不同的,因此求电阻的平均值是没有意义的。所以,小明设计的表格中,求电阻平均值这一栏是不需要的。
(3)根据图片,电压表的量程是,分度值是0.1V,所以电压表的示数是1.9V;电流表的量程是,分度值是0.02A,所以电流表的示数是0.24A。根据欧姆定律,第3次实验的电阻值为
(4)小明同学做完第3次实验后,若他没有断开开关就直接将灯泡拧下,此时电路处于断路状态,但电压表仍然与电源相连,因此电压表有示数。而电流表则与断路部分串联,因此电流表没有示数。
18.【答案】(1)
(2)左
(3)电压表短路
(4)没有控制定值电阻两端电压相同
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流和电压关系时,
(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,将电压表并联在定值电阻两端,电路图为:
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑到最大值,保护电路元件,应将滑片移至最左端。
(3)闭合开关后,电流表有示数,则电路通路。电压表无示数,可能是电压表短路;
(4)探究电流与电阻的关系时,保持定值电阻两端的电压不变。根据U=IR,通过数据:0.20A×5Ω≠0.14A×10Ω≠0.12A×15Ω≠0.10A×20Ω,实验操作存在的错误是:没有保持定值电阻两端的电压不变。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,电压表和定值电阻并联;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表短路;
(4)探究电流和电阻关系时,需要保持电压表示数一定,根据U=IR,计算电阻的分压,根据电压大小,判断数据变化的原因。
(1)实验中,定值电阻应与滑动变阻器串联,电压表应接在定值电阻两端,而题干中电压表接在了定值电阻和滑动变阻器两端,故错误,具体电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,在闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑到最大值。因为滑动变阻器接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,从而保护电路元件。在本电路中,滑动变阻器接入电路的电阻线在左侧,所以应将滑片移至最左端。
(3)闭合开关后,电流表有示数说明电路是通路。电压表无示数,可能是电压表短路;若开关处断路,则整个电路断路,电路无电流,不符合题意;若滑动变阻器短路,则电流表和电压表都有示数,不符合题意;若电路只有一处故障,其原因可能是电压表短路。
(4)探究电流与电阻的关系时,要保持定值电阻两端的电压不变。根据欧姆定律U = IR,通过分析小王的数据可以发现
0.20A×5Ω≠0.14A×10Ω≠0.12A×15Ω≠0.10A×20Ω
小王的实验操作存在的错误是:没有保持定值电阻两端的电压不变。
广东省广州市增城区东江外语实验学校2024-2025学年九年级上学期第二次限时训练物理试题
一、单选题(每题只有一个选项是正确的,每题3分,共30分)
1.(2024九上·增城月考)下列说法中,你认为最接近实际情况的是( )
A.实验室中电流表的电阻约为1kΩ
B.家用空调的额定功率约为1kW
C.对人体的安全电压是220V
D.家用液晶电视工作电流约为10A
【答案】B
【知识点】电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算;电阻;电功率
【解析】【解答】A.实验室中电流表相当于导线,电阻很小,约为0.01Ω,故A不符合题意;
B.家用空调功率较大,其额定功率约为1000W=1kW,故B符合题意;
C.人体的安全电压是不高于36V,电压越高,对人危害越大,故C不符合题意;
D.液晶电视的功率约110W,正常工作电流约为,故D错误。
故选B。
【分析】根据常见用电器的电功率、电压、电流和电阻,结合数据解答。
2.(2024九上·增城月考)图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态。当用与毛皮摩擦过的橡胶棒a棒靠近气球时,情景如图乙所示;当用b棒靠近气球时,情景如图丙所示。则( )
A.气球一定带负电 B.a棒一定失去了电子
C.b棒一定带电 D.b棒一定不带电
【答案】A
【知识点】物体带电情况的判断
【解析】【解答】 毛皮摩擦过的橡胶棒a ,a带负电,和气球靠近时排斥气球,所以气球带负电,b和气球靠近,气球和b相互吸引,所以b带正电,或者b不带电,A正确,BCD错误;
综上选A。【分析】两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电;
摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子).
3.(2024九上·增城月考)如图所示,电路中电荷定向移动的情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.金属导线中发生定向移动的电荷是负电荷
B.电源的上端为正极
C.电源若是干电池,此过程是内能转化为电能
D.断开开关后,金属导线中的电荷就不再发生移动
【答案】A
【知识点】电流的形成;电流的方向;电路的构成及电路图
【解析】【解答】A.金属导线中,自由电子定向移动形成电流,而电子带负电,属于负电荷,故A正确;
B.电路中,自由电子的定向移动形成电流,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,则电源外部,电流方向是从电源下端流向上端,电源的下端为正极,故B错误;
C.干电池提供电能,将化学能转化为电能,故C错误;
D.闭合开关时,金属导线中自由电子定向移动,断开开关后,金属导线中自由电子仍然会移动,只是运动方向杂乱无章,故D错误。
故选A。
【分析】电源为电路提供电能,金属导体中自由电子定向移动形成电流,电流方向和负电荷定向移动方向相反。
4.(2024九上·增城月考)我市在城区许多道路口安装了违法闯红灯的高清自动抓拍系统。当开关S1闭合,行人指示信号灯的红灯亮起,若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关S2闭合,自动将行人的图像拍摄下来,曝光违法行人。下列图中模拟电路符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 当开关S1闭合,行人指示信号灯的红灯亮起,若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关S2闭合,自动将行人的图像拍摄下来 ,所以照相机和灯泡为并联,且S1位于干路,S2和照相机串联,A正确,BCD错误。
综上选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。
5.(2024九上·增城月考)在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻R1、R2两端电压分别是( )
A.6V 7.5V B.7.5V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.6V 1.5V
【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;串联电路的电压规律
【解析】【解答】图中,电阻R1、R2串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;串联电路中总电压等于各分电压之和,两个电压表指针偏转角度相同,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源的电压为7.5V;电压表V1的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,则R2两端的电压为1.5V,则R1两端的电压:,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据电压表测量的位置,判断量程,结合指针位置,测量电压大小。
6.(2024九上·增城月考)如图甲所示,小宇把锌片A和铜片B插入柠檬,闭合开关S,发光二极管发光,电压表示数如图乙所示,则( )
A.AB两端的电压为0.5V
B.制作二极管的主要材料是超导体
C.若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管发光,电压表有示数
D.若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管不发光,电压表有示数
【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;半导体特点及作用
【解析】【解答】A.图中,电压表连接小量程,分度值为0.1V,则AB两端的电压为0.1V,故A不符合题意;
B.发光二极管具有单向导电性,制作二极管的主要材料是半导体,故B不符合题意;
CD.发光二极管具有单向导电性,若将二极管两极对调后接入电路,闭合开关,二极管不能发光,但由于电压表能连通电源的两极,电压表测电源电压,电压表有示数,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】发光二极管是半导体材料,具有单向导电性;根据电压表的量程和指针位置,测量电压。
7.(2024九上·增城月考)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源两端电压一定),以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电压表 B.电路中的R1是没有作用的
C.车辆越重,称重表的示数越大 D.车辆越重,称重表的示数越小
【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.图中,R1、称重表和R依次串联,称重表串联,相当于一个电流表,故A错误;
B.假设车辆很重使得滑片滑到最下端,如果没有电阻R1,可能会造成电源短路,烧坏称重表或电源,因此R1有保护电路的作用,故B错误;
CD.当车辆越重时,滑片向下滑,R连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,根据,电路的电流变大,则称重表的示数越大,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】在串联电路中,滑动变阻器的电阻减小,电路中的电阻减小,电流变大;电流表在电路中串联连接。
8.(2024九上·增城月考)如图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.甲导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.因为电压是产生电流的原因,有电压才会有电流,所以不能说甲导体两端的电压与电流成正比,故A错误;
BC.由图像可知,当乙两端电压为1V时,此时流经乙的电流为0.4A,则此时乙的电阻为
,将甲和乙串联,若电流为0.4A,则通过两电阻的电流均为0.4A,由图像可得此时甲两端的电压为2V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,此时电路两端的总电压为
,故B错误,C正确;
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,由图像可得此时流经甲、乙的电流均为0.5A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得此时电路中干路电流为
,故D错误。
故选C。
【分析】 图像的考查。1、U-I图象中图线是一条过原点的倾斜的直线则是定值电阻,若是曲线则电阻是变化的。
2、串联电路的总电压等于各支路电压之和。
3、并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
4、利用欧姆定律计算电阻。
9.(2024九上·增城月考)小明家的电能表如图所示,表盘上的“”表示每消耗的电能,指示灯闪烁3000次,下列说法正确的是( )
A.该家庭电路允许同时使用的用电器的实际总功率最大为
B.若指示灯闪烁越快,则说明接入电路的用电器的实际总功率越大
C.若电能表指示灯闪烁3次,则说明接入电路用电器消耗电能为0.001J
D.若电能表指示灯闪烁3次,则电能表的示数应为:
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】A.根据电能表的电压和最大电流,计算同时接入的用电器总功率为:
,故A错误;
B.电能表指示灯闪烁的快慢反映做功的快慢,指示灯闪烁越快,用电器做功越快,总功率越大,故B正确;
C.指示灯闪烁3次,消耗的电能为:,故C错误;
D.指示灯闪烁300次,消耗的电能为:,电能表的读数应该比之前增加0.1kW·h,应为:,故D错误。
故选B。
【分析】根据电能表上的电压和电流,利用P=UI,计算电功率;结合电能表指示灯闪烁次数,计算消耗的电能;指示灯闪烁越快表示做功越快,电功率越大。
10.(2024九上·增城月考)小灯泡L的额定电压为3.8V,定值电阻R阻值为20Ω,闭合开关,流过R的电流为0.1A,流过L的电流为0.2A。下列说法中正确的是( )
A.灯泡此时的电阻为19Ω B.灯泡此时两端电压为2V
C.定值电阻两端电压为3.8V D.灯泡的实际功率为0.76W
【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】图中,和灯泡L并联,根据并联电压规律,则电源电压为,定值电阻两端电压为2V,灯泡两端电压为2V,计算灯泡的电阻为:,灯泡的实际功率为:,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】根据U=IR,计算电压,并联电路各支路电压相等;根据,计算电阻,根据P=UI,计算电功率。
11.(2024九上·增城月考)定值电阻和分别如图甲、乙连接,定值电阻和两端电流与电压的图像如丙所示,则① A;② , (填“>”“<”或“=”)。
【答案】8;=;>
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据图丙,计算电阻:,;乙图中,与并联,则,根据可得:;
甲图中,与串联,电路中各处的电流相等,故。
串联电路中总电压等于各分电压之和,则,
,故两端的电压,又已知,所以。故第1空填:;第2空填:;第3空填:。
【分析】根据,可以计算电阻的大小;在并联电路中,各支路电压相等;根据,计算电流;串联电路中,电流处处相等,各用电器分压之和等于电源电压。
12.(2024九上·增城月考)小东决定更换家里的灯泡,甲、乙灯泡的规格如图所示,另外附上小东老师更换灯泡前的电能表示数。为了检测灯泡使用情况,小东老师关闭家里其他所有用电器,待电表停止转动后,让甲灯泡的用电器单独正常工作5h,发现电能表的转盘恰好转过900r,此用电器消耗的电能为 J,电能表的示数变为1992.1kW h。请帮助小东老师推测电能表中看不清的表盘参数信息为: r/(kW h)。
小东家还有另一个原来的灯泡,如图乙,二者均正常发光时,甲灯的电阻 乙灯的电阻(选填“大于”、“小于”或“等于”),若二者均正常发光半小时,甲灯消耗的电能是乙灯的 倍。
【答案】;1800;小于;4
【知识点】电能表参数的理解;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】根据电功率和时间,计算用电器消耗的电能为:;电能表的转盘转数,
电能表中看不清的表盘参数信息为:,
即电能表的表盘参数信息为。
二者均正常发光时,甲灯、乙灯的电阻分别为:,
,,故甲灯的电阻小于乙灯的电阻。
二者均正常发光半小时则:;甲灯消耗的电能是乙灯的4倍。故第1空填:1.8×106;第2空填:1800;第3空填:小于;第4空填:4。
【分析】根据电功率和时间,利用W=Pt,计算用电器消耗的电能;结合电能表转盘转数,计算电能表的转数规格;利用,计算用电器的电阻;结合W=Pt,计算消耗电能的比值。
13.(2024九上·增城月考)下图是一款消防应急照明灯原理图,、为应急灯泡。当外部电源供电时,开关S接1,应急灯不亮,此时蓄电池在电路中相当于 (选填“电源”或“用电器”),将 能转化为 能;外部电路停电时,开关S接2,应急灯正常发光,此时指示灯 (选填“发光”或“不发光”)。
【答案】用电器;电;化学;不发光
【知识点】电源及其能量转化;电路的构成及电路图;电路的三种状态
【解析】【解答】图中,当外部电源能供电时,自动开关S接1,应急灯不亮,电源给蓄电池充电,蓄电池此时消耗电能,相当于用电器,充电过程中,电能转化为化学能。
外部电路停电时,自动开关S接2,应急灯正常发光,此时指示灯L3没有电流通过,处于断路状态,不发光。故第1空填:用电器;第2空填:电;第3空填:化学;第4空填:不发光。
【分析】电路中,消耗电能的是用电器;为电池充电时,电能转化为化学能;电路未接通时,用电器不工作。
14.(2024九上·增城月考)如图甲为亮度可调台灯的一个电位器(符号),可调节灯泡亮度。若该台灯内置电源,电源两端电压恒定为6V,灯泡的伏安特性曲线U-I图如图丙所示,电位器标有“20Ω,2A”字样。
(1)若当电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮,则应把接线柱a、b、c中的 接入电路中。
(2)现有6V电源1个、灯泡1只、电位器1个、开关1个,请在图乙方框中设计出该台灯的电路图。
(3)连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图甲黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成 (选填“断路”或者“短路”)。
(4)当电位器阻值调到最小时,灯泡恰好正常发光,电流为 A,灯泡的额定功率为多少 W,通电2个小时消耗的电能是 J。
【答案】(1)b、c
(2)
(3)断路
(4)1.0;6;
【知识点】电路故障的判断;变阻器;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】(1)电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流,改变灯泡亮度,若顺时针转动旋钮时灯泡变亮,通过灯泡的电流变大,接入电路的电阻变小,应将b、c两个接线柱接入电路中。
(2)灯泡与电位器串联接入电路,电位器连接一上一下,设计如图所示:
(3)图甲中,黑色弧形部分的碳膜电阻片磨损严重时,碳膜电阻片与滑片接触不良,电路中出现断路现象,从而导致小灯泡忽明忽暗;
(4)当电位器阻值最小为0时,小灯泡正常发光。图丙中,小灯泡两端的电压为6V,计算小灯泡的额定功率为:P额=U额I=6V×1A=6W;工作时间:t=2×3600s=7200s,
则小灯泡消耗的电能为:W=Pt=6W×7200s=43200J。
【分析】(1)电位器接入电路中电阻长度变小,电阻减小,电路中电流变大;
(2)电位器和灯泡串联,画出电路图;
(3)电路中各元件接触不良,电路时断时续;
(4)根据P=UI,根据灯泡的电功率;结合W=Pt,计算消耗的电能。
(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,若顺时针转动旋钮时灯泡变亮,这说明通过灯泡的电流变大,接入电路的电阻变小,则应将b、c两个接线柱接入电路当中。
(2)灯泡与电位器串联接入电路,整个是个串联电路,具体设计如下图所示:
(3)碳膜电阻片(如图甲黑色弧形部分)磨损严重时,碳膜电阻片与滑片时而接触,时而断开,电路中出现断路现象,从而导致小灯泡忽明忽暗。
(4)[1]当电位器阻值最小为0时,此时小灯泡正常发光。由图丙可知,此时小灯泡两端的电压为6V,此时通过灯泡的电流为1.0A。
[2]根据功率公式P = UI,可得小灯泡的额定功率为
P额=U额I = 6V×1A = 6W
[3]2小时换算成秒为
t=2×3600s=7200s
则小灯泡通电2小时消耗的电能为
W =Pt= 6W×7200s = 43200J
15.(2024九上·增城月考)如图所示,的连接方式未知,电源输出的电压恒为6V。闭合开关,两灯泡同时亮;断开开关,两灯泡同时熄灭。请根据下列操作(电路没有断路)及观察到的现象,完成以下题目。
操作 将一根导线并联在的两端 将电压表并联在的两端
现象 另一盏灯发光 另一盏灯不发光 电压表示数为4V 电压表示数为6V
的连接方式
(1)请把表格补充完整(均选填“串联”或“并联”);
(2)若电压表的示数为6V,请画出图中对应的电路图(不需要画出电压表)。
【答案】(1)串联,并联,串联,并联
(2)
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串、并联电路的设计
【解析】【解答】(1)在串联电路中,一处短路其他用电器仍能工作;在并联电路中,某一支路短路会导致电源短路,其他支路都不能工作;故将一根导线并联在的两端,相当于短路,若出现另一盏灯发光现象,则电路为串联;若出现另一盏灯不发光现象,则电路为并联。
电源电压恒为6V,将电压表并联在的两端,电压表示数为4V,即L1的两端U=4V,小于电源电压,根据串联电路的电压规律,两灯串联;电压表示数为6V,与电源电压相等,根据并联电路的电压规律知,两灯并联。
(2)若电压表的示数为6V,两灯并联,且闭合开关,两灯泡同时亮,断开开关,两灯泡同时熄灭,开关在干路上,电路图为:
【分析】(1)在串联电路中,一个用电器短路,其他用电器能工作,一个用电器断路,其他用电器不工作;在并联电路中,支路短路,其他用电器不工作,支路断路,其他支路能工作;
(2)各用电器电压等于电源电压,则电路并联,设计电路图。
(1)[1][2]在串联电路中,一处短路其他用电器仍能工作;在并联电路中,某一支路短路会导致电源短路,其他支路都不能工作;故将一根导线并联在的两端,相当于短路,若出现另一盏灯发光现象,则电路为串联;若出现另一盏灯不发光现象,则电路为并联。
[3][4]电源电压恒为6V,将电压表并联在的两端,电压表示数为4V,即L1的两端U=4V,小于电源电压,由串联电路的电压规律知,两灯串联;电压表示数为6V,与电源电压相等,由并联电路的电压规律知,两灯并联。
(2)若电压表的示数为6V,两灯并联,且闭合开关,两灯泡同时亮,断开开关,两灯泡同时熄灭,说明开关在干路上,电路图如图所示:
16.(2024九上·增城月考)如图1所示的电路,电源可提供不同的电压。R为定值电阻,其图像如图2所示;小灯泡L的额定电压为2.5V。当S和均闭合时,电压表的示数为3.3V;当S闭合,断开时,电流表的示数如图3所示,小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6J。
(1)求R的阻值;
(2)求当S和均闭合时,电流表的示数;
(3)当S闭合,断开时,求此时电源两端的电压。
【答案】解:(1)图2中,当U=6V 时,I=0.4A,则R的阻值为:
(2)当S和 S1 均闭合时,电路为只有R的简单电路,电压表测R两端电压为3.3V,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
(3)当S闭合,S1 断开时,R与L串联,电压表测电阻R两端电压,电流表测电路中电流;此时电流表的示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.16A,即IR''=IL=0.16A
电阻R两端电压为UR''=IR''R=0.16A×15Ω=2.4V
因小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6.J,则小灯泡两端电压为
故电源电压为:U=UR''+UL=2.4V+2V=4.4V
答:(1)R的阻值为15Ω;
(2)当S和S1均闭合时,电流表的示数为0.22A;
(3)当S闭合,S1断开时,此时电源两端的电压为4.4V。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【分析】(1)根据,计算电阻;
(2)利用,计算用电器的电流;
(3)根据U=IR,计算用电器的分压,根据,计算灯泡的电压;根据串联电路电压规律,计算总电压。
17.(2024九上·增城月考)小明用伏安法测量小灯泡的电阻,设计了如下表格,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,进行了多次测量,并将实验数据填入表中。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 _______ 2.5 2.7
电流I/A 0.14 0.20 _______ 0.30 0.32
电阻R/Ω 7.14 7.50 _______ 8.33 8.44
电阻平均值R/Ω _______
(1)实验原理是
(2)小亮看后说小明设计的表格有问题,问题是 。
(3)实验过程中,小明第3次实验时,电压表和电流表的示数如图所示。请分别读出电压值和电流值,并计算出第3次实验的电阻值(保留两位小数),填写到表格中相应位置。
(4)小明同学做完第3次实验后,若他没有断开开关就直接将灯泡拧下,此时他会看到电压表和电流表的现象是 。
【答案】(1)
(2)不需要求电阻平均值
(3)1.9 0.24 7.92
(4)电压表有示数,电流表没有示数
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量灯泡的电阻时,
(1)伏安法测电阻的时,需要测量电压和电流,实验原理为。
(2)灯泡的电阻受温度影响而改变,在不同电压下,灯泡的电阻是不同的,求电阻的平均值是没有意义的。表格中,求电阻平均值这一栏是不需要的。
(3)根据图像,电压表的量程是,分度值是0.1V,电压表的示数是1.9V;电流表的量程是,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。第3次实验的电阻值为:
;
(4)开关未断开,将灯泡拧下,此时电路处于断路状态,但电压表仍然与电源相连,则电压表有示数。电流表则与断路部分串联,因此电流表没有示数。
【分析】(1)测量电阻的实验原理为;
(2)测量灯泡的电阻时,灯泡电阻随温度升高而变化,不需计算平均值;
(3)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流,利用,计算电阻;
(4)电压表并联的位置断开,电压表连接在电源两端,测量电源电压;电路断开,电流表无示数。
(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律,即电阻等于电压与电流的比值,公式为。
(2)由于灯泡的电阻受温度影响,在不同电压下,灯泡的电阻是不同的,因此求电阻的平均值是没有意义的。所以,小明设计的表格中,求电阻平均值这一栏是不需要的。
(3)根据图片,电压表的量程是,分度值是0.1V,所以电压表的示数是1.9V;电流表的量程是,分度值是0.02A,所以电流表的示数是0.24A。根据欧姆定律,第3次实验的电阻值为
(4)小明同学做完第3次实验后,若他没有断开开关就直接将灯泡拧下,此时电路处于断路状态,但电压表仍然与电源相连,因此电压表有示数。而电流表则与断路部分串联,因此电流表没有示数。
18.(2024九上·增城月考)小东在做“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验时,连接了如图甲所示电路。
(1)画完电路图,小王发现此时电路中有一根导线连接错误,请在如图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,重新画一根导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数。若电路只有一处故障,其原因可能是 (选填“开关处断路”“滑动变阻器短路”或“电压表短路”);
(4)排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验,并测得电流表的示数如下面表格所示(读数准确),通过分析小王的数据,可以发现小王的实验操作存在的错误是 。
实验序号 1 2 3 4
电阻(Ω) 5 10 15 20
电流(A) 0.20 0.14 0.12 0.10
【答案】(1)
(2)左
(3)电压表短路
(4)没有控制定值电阻两端电压相同
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流和电压关系时,
(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,将电压表并联在定值电阻两端,电路图为:
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑到最大值,保护电路元件,应将滑片移至最左端。
(3)闭合开关后,电流表有示数,则电路通路。电压表无示数,可能是电压表短路;
(4)探究电流与电阻的关系时,保持定值电阻两端的电压不变。根据U=IR,通过数据:0.20A×5Ω≠0.14A×10Ω≠0.12A×15Ω≠0.10A×20Ω,实验操作存在的错误是:没有保持定值电阻两端的电压不变。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,电压表和定值电阻并联;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表短路;
(4)探究电流和电阻关系时,需要保持电压表示数一定,根据U=IR,计算电阻的分压,根据电压大小,判断数据变化的原因。
(1)实验中,定值电阻应与滑动变阻器串联,电压表应接在定值电阻两端,而题干中电压表接在了定值电阻和滑动变阻器两端,故错误,具体电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,在闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑到最大值。因为滑动变阻器接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,从而保护电路元件。在本电路中,滑动变阻器接入电路的电阻线在左侧,所以应将滑片移至最左端。
(3)闭合开关后,电流表有示数说明电路是通路。电压表无示数,可能是电压表短路;若开关处断路,则整个电路断路,电路无电流,不符合题意;若滑动变阻器短路,则电流表和电压表都有示数,不符合题意;若电路只有一处故障,其原因可能是电压表短路。
(4)探究电流与电阻的关系时,要保持定值电阻两端的电压不变。根据欧姆定律U = IR,通过分析小王的数据可以发现
0.20A×5Ω≠0.14A×10Ω≠0.12A×15Ω≠0.10A×20Ω
小王的实验操作存在的错误是:没有保持定值电阻两端的电压不变。
