析)新人教版
一、单选题:本题共8个小题,每小题3分,共24分.在每题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.在如图所示的电路连接中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联,电流表测的是L1支路的电流 B.灯泡L1和L2并联,电压表测量的是电源电压 C.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L2的电压 D.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L1的电压
2.如图是小明厨房安装的抽油烟机和照明灯的连接电路图.下列说法正确的是( )
A.抽油烟机和照明灯只能同时工作
B.抽油烟机和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等 C.抽油烟机和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等 D.抽油烟机和照明灯工作时,它们的功率一定相等 3.由欧姆定律公式可知( )
A.同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零 C.导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
4.在温度一定时,比较两根铜导线的电阻的大小,下列说法中正确的是( ) A.长导线的电阻大 B.细导线的电阻大
C.长度相同,粗导线的电阻大 D.粗细相同,长导线的电阻大
5.如图所示,电路中R1>R2,开关闭合,电压表V的示数为6V,电压表V1的示数( )
A.等于6V B.大于3V C.等于3V D.小于3V
6.如图所示电路,电源电压恒为3V,电路中各元件连接正确且均完好,导线连接牢固且电流表、电压表接入量程合理,R1、R2为定值电阻,则下列说法正确的是( )
1
A.当S1、S2都闭合时,示数为零,示数为零 B.当S1、S2都闭合时,示数为3V,有示数 C.当S1闭合S2断开时,示数为3V,有示数 D.当S1断开S2闭合时,示数为零,示数为零
7.如图所示的电路中,电源电压为3V,R为定值电阻,灯L标有“6V 3W”的字样,灯L的电阻不随温度变化.闭合开关S后,电流表的示数为0.75A,则定值电阻R 的阻值为( )
A.10Ω B.6Ω C.15Ω D.8Ω
8.如图所示的电路,电源电压恒定,开关S1闭合,S2断开.要使电压表和电流表的示数均增大,下列操作一定可行的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向右移 B.滑动变阻器的滑片P向左移
C.滑动变阻器的滑片P不动,S1由闭合到断开 D.滑动变阻器的滑片P不动,S2由断开到闭合
二、多项选择题(本题包括4个小题,每小题4分,共16分.每小题选项中至少有两项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不选的得0分)
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述正确的是( )
A.L1两端电压为2V B.L1两端电压为4V
C.L2两端电压为4V D.L1和 L2两端电压之和为6V
2
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P从中点向右端滑
动的过程中( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V1的示数变大 C.电压表V2的示数变小 D.灯泡L变暗
11.标有“6V 3W”的甲灯和“12V 12W”的乙灯,并联接在6V的电源上(假设灯丝的电阻不变),下列说法正确的是( ) A.甲、乙两灯消耗的电能之比是1:1 B.甲、乙两灯的电阻之比是1:1 C.通过甲、乙两灯的电流之比是1:2 D.甲、乙两灯的实际电功率之比是1:1 12.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑到变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,电源电压为8V不变(不考虑温度对灯丝电阻的影响),在保证各电路原件安全工作的情况下,下列选项正确的是( )
A.灯泡L的最小功率为0.75W
B.整个电路消耗的最大功率为4.8W
C.滑到变阻器连入电路中的最小阻值为4Ω D.灯泡L正常发光1min消耗的电能为180J
三、填空题(每空1分,共16分) 13.科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神,德国物理学家 最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:
.为了纪念他作出的杰出
贡献,人们将他的名字命名为 的单位. 14.电阻R1=5Ω,R2=10Ω,将它们串联在电路中,R1、R2两端的电压之比U1:U2为 ;若将它们并联在电路中,通过R1、R2的电流值之比I1:I2 . 15.家庭电路中,插座与电灯之间是 联,控制电灯的开关应接在 线与灯泡之间.
16.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1的阻值为15Ω,只闭合开关S,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表的示数变为0.5A,则此时电路的总功率为 W,R2的阻值是 Ω.
3
17.如图1电路,开关S闭合时,电压表V和V1的示数如图2甲、乙所示,则电阻R两端的电压是 V,电路中电流为 A.
18.如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图象,由图可知甲的电阻是 Ω.若将甲和乙并联接在电路中,通过它们的电流之比I甲:I乙= .
19.如图,是小谢同学研究“电流通过导体时产生的热量与 的关系”的实验装置,此实验采用的探究方法有 .(答出一种即可)
20.小明在老师指导下,用一个标明“1800revs/(kW•h)”的电能表测量某盏灯的电功率,
他让其它用电器停止工作,在10min内测得转盘转过的转数为30转,则这盏灯的电功率为 W.若这盏灯正常工作42min消耗的电能全部被水吸收,则可使质量为 kg的水温度从20℃升高到70℃.(c水=4.2×103J/(kg•℃))
四、作图题(每题2分,共6分)
21.根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出电路图.
4
22.某同学用如图所示的实验装置测小灯泡的电阻;请帮他用笔划线代替导线连接实物电路,导线不允许交叉.(电压表量程0﹣3V;电流表量程0﹣0.6A)
23.请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路.要求开关控制螺口灯泡,三孔插座直接接入电路.
五、实验、探究题(共4个小题,每空1分,共16分)
24.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想: 甲:导体的电阻与导体的长度有关. 乙:导体的电阻与导体的材料有关. 丙:导体的电阻与导体的横截面积有关. 实验室备有几种电阻丝,参数如下表. 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 a 镍铬合金丝 1.0 0.2 b 镍铬合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 0.5 0.1 d 锰铜合金丝 0.5 0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路.
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验.
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(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想.
25.为了探究电流跟电压的关系,王亮同学设计了图甲所示的电路.
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中未连成完整的电路连接起来(导线不能交叉).
(2)调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压,读出其中三组电流表、电压表的示数,如表(一)中所示.①由表(一)中的数据可知实验使用的定值电阻的阻值是 Ω. ②由表(一)中的数据进行分析,可归纳出的结论是 . 表(一) 次序 1 2 3 电压(V) 2.0 4.0 6.0 电流(A) 0.1 0.2 0.3 表(二) 次序 1 2 3 电阻(Ω) 5 10 15 电流(A) 1.2 0.6 0.4
(3)如果仍用图甲电路研究电流与电阻的关系,实验中当换用不同阻值的定值电阻后,每次应调节滑动变阻器的滑片,保持 不变.实验记录数据如表(二)所示,根据表(二)数据可得出的结论是 .(实验器材使用正确,量程选用合理).
26.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω.
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(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成的实物电路的连接;
(2)同学们进行测试时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使小灯泡L正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 (选填“电流表”或
“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是 W.
27.为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验,小柯同学选取了相应器材,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)如图甲电路无法正常完成实验,有一处导线连接错误,错误导线是 (选填“①”或“②”).
(2)改正电路后,小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻是 欧姆.
六、计算题(28题6分,29题8分,30题8分,共22分) 28.如图所示,电源电压为6V,R1=R2=30Ω,求:
①当开关S断开时,电路中的总电阻、和R2两端的电压; ②当开关S闭合时,电流表示数和R2两端的电压.
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29.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L2标有“24V 12W”.开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1A,电压表的示数为12V,灯泡L1正常发光.不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响,求: (1)灯泡L1的额定功率.
(2)在10s内,灯泡L1正常发光时消耗的电能. (3)灯泡L2的电阻.
(4)当开关S1、S2都闭合时,求电流表的示数和灯泡L2的实际功率.
30.如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻.当开关同时闭合时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.
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2015-2016学年山东省聊城市临清市九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题:本题共8个小题,每小题3分,共24分.在每题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.在如图所示的电路连接中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联,电流表测的是L1支路的电流 B.灯泡L1和L2并联,电压表测量的是电源电压 C.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L2的电压 D.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L1的电压
【考点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的使用;电压表的使用.
【分析】串联电路电流只有一条路径,各处电路相等,用电器不能独立工作;并联电路:电流有两条或两条以上路径,各用电器可以独立工作,各支路电压相等. 电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联.由此分析判断. 【解答】解:电压表在识别电路时可以看成是开路,
由图,电流从电源正极流出通过电流表和L1、开关和L2回到电源负极,所以灯光L1和L2串联,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端电压.故ABC错误,D正确. 故选D.
2.如图是小明厨房安装的抽油烟机和照明灯的连接电路图.下列说法正确的是( )
A.抽油烟机和照明灯只能同时工作
B.抽油烟机和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等 C.抽油烟机和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等 D.抽油烟机和照明灯工作时,它们的功率一定相等 【考点】并联电路的电压规律;并联电路的电流规律. 【分析】(1)并联电路各用电器独立工作、互不影响,串联电路各用电器相互影响不能独立工作;
(2)并联电路中,干路开关控制整个电路,支路开关只能控制所在的支路. 【解答】解:(1)由电路图可知,照明灯和抽油烟机并联,它们可以独立工作、互不影响;开关S1控制抽油烟机,开关S2控制照明灯;
(2)当只闭合S1时,只有抽油烟机工作,当只闭合S2时,只有照明灯工作,当S1与S2同时闭合时,换气扇与照明灯同时工作,故A错误;
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(3)并联电路电压相等,抽油烟机与照明灯并联,它们工作时两端电压一定相等,但它们的电流不一定相等,由P=UI可知,它们的功率不一定相等,故B正确,C、D错误; 故选B.
3.由欧姆定律公式可知( )
A.同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零 C.导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示 【考点】欧姆定律.
【分析】①电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比;电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;
②电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关.其大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比. 【解答】解:
A、电压是形成的电流的原因,不会随电流的变化而变化.此选项错误; B、导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不为零.此选项错误; C、导体中的电流越大,说明两端电压越大,但电阻不变.此选项错误;
D、在物理学中,导体的电阻等于两端的电压与通过的电流的比值.此选项正确. 故选D.
4.在温度一定时,比较两根铜导线的电阻的大小,下列说法中正确的是( ) A.长导线的电阻大 B.细导线的电阻大
C.长度相同,粗导线的电阻大 D.粗细相同,长导线的电阻大 【考点】影响电阻大小的因素.
【分析】导体电阻的大小由温度、材料、长度和横截面积三方面因素共同决定.所以在比较两根导线电阻大小关系时,一定要在其他三个因素都相同的情况下,通过比较其中的某一个因素,才能比较出两根电阻的大小关系,否则是很难比较出来的. 【解答】解: AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,所以选项A、B都不正确;
C、在长度和材料相同时,导体的横截面积越小,即导线越细,电阻越大,故C选项错误; D、在横截面积和材料相同,长的铜丝电阻大,故D正确. 故选D.
5.如图所示,电路中R1>R2,开关闭合,电压表V的示数为6V,电压表V1的示数( )
A.等于6V B.大于3V C.等于3V D.小于3V 【考点】串联电路的电压规律.
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【分析】已知R1>R2,判断电压表所测谁的电压,再根据串联电路两端的电压等于各部分电压之和可作出选择.
【解答】解:已知R1>R2,电压表V的示数为6V,即电源电压为6V,电压表V1测R1两端的电压,
根据串联电路两端的电压等于各部分电压之和可知,电压表V1的示数大于3V, 故选B.
6.如图所示电路,电源电压恒为3V,电路中各元件连接正确且均完好,导线连接牢固且电流表、电压表接入量程合理,R1、R2为定值电阻,则下列说法正确的是( )
A.当S1、S2都闭合时,示数为零,示数为零 B.当S1、S2都闭合时,示数为3V,有示数 C.当S1闭合S2断开时,示数为3V,有示数 D.当S1断开S2闭合时,示数为零,示数为零 【考点】电路的动态分析.
【分析】当两个开关都闭合时,电路中只有R2工作,R1被短路,电流表测量电路总电流,电压表测量电源电压;当S1闭合S2断开时,两电阻串联,电流表测量电路总电流,电压表测量R2两端的电压;当S1断开S2闭合时,电路只有电压表串联在电路中,测量电源电压. 【解答】解:A、由图示电路图可知,当S1,S2都断开时,电路断路,电路电流为零,电流表示数为零,电压表直接接在电源两端,电压表示数等于电源电压3V,故A错误;
B、由图示电路图可知,当S1,S2都闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2接入电路,电压表测电源电压,电压表示数为3V,电流表测电路电流,电流表有示数,故B正确;
C、由图示电路图可知,当S1闭合S2断开时,两电阻串联接入电路,电压表测电阻R2两端电压,电压表示数小于电源电压3V,故C错误;
D、由图示电路图可知,当S1断开S2闭合时,电路断路,电路电流为零,电流表示数为零,电压表接在电源两端,电压表示数等于电源电压3V,故D错误. 故选B.
7.如图所示的电路中,电源电压为3V,R为定值电阻,灯L标有“6V 3W”的字样,灯L的电阻不随温度变化.闭合开关S后,电流表的示数为0.75A,则定值电阻R 的阻值为( )
A.10Ω B.6Ω C.15Ω D.8Ω 【考点】欧姆定律的变形公式.
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【分析】分析电路的连接方式,计算出灯泡电阻,根据欧姆定律计算灯泡中的电流,从而得到R的电流,最后根据欧姆定律计算R的阻值. 【解答】解:
由图可知R与L并联,电流表测干路电流, 所以U=UR=UL=3V, 由P=RL=
=
得灯泡电阻:
=12Ω,
通过灯泡的电流IL===0.25A,
根据并联电路的电流特点,通过R的电流: IR=I﹣IL=0.75A﹣0.25A=0.5A, 所以定值电阻R 的阻值: R=
=
=6Ω.所以ACD错误,B正确.
故选B.
8.如图所示的电路,电源电压恒定,开关S1闭合,S2断开.要使电压表和电流表的示数均增大,下列操作一定可行的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向右移 B.滑动变阻器的滑片P向左移
C.滑动变阻器的滑片P不动,S1由闭合到断开 D.滑动变阻器的滑片P不动,S2由断开到闭合 【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,当开关S1闭合,S2断开时滑动变阻器和定值电阻是串联的,电流表测的是整个电路的电流,电压表测的是滑动变阻器两端的电压. 【解答】解:
AB、如果开关S1闭合,S2断开,则R1和R2串联,当R2变大时,电流表示数减小,R1两端电压减小,R2两端电压(即电压表示数)增加,也就是说电流表和电压表示数变化总是相反的;故AB不符合题意;
C、如果断开开关S1,则滑动变阻器未接入电路,电压表被串联在电路中,此时电压表示数增大,约等于电源电压,电流表示数却约等于0,所以C不符合题意.
D、如果S2闭合使R1短路,则整个电路中的电阻减小,电流表示数增大,此时滑动变阻器两端电压为电源电压,所以电压表的示数也增大.故D符合题意. 故选:D.
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二、多项选择题(本题包括4个小题,每小题4分,共16分.每小题选项中至少有两项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不选的得0分)
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述正确的是( )
A.L1两端电压为2V B.L1两端电压为4V
C.L2两端电压为4V D.L1和 L2两端电压之和为6V 【考点】串联电路的电压规律. 【分析】分析电路图可知两灯串联、电压表测量L2两端的电压,电源电压是6V并保持不变,利用串联电路的电压特点分析.
【解答】解:由图可知,L1、L2串联,电源电压为6V,故开关闭合后,两个灯泡的总电压是6V,
电压表测L2两端的电压,则L2两端的电压为4V, 因为两灯串联,则L1和L2两端电压之和为6V,
则L1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V.故B错误,ACD正确. 故选ACD.
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P从中点向右端滑
动的过程中( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V1的示数变大 C.电压表V2的示数变小 D.灯泡L变暗
【考点】电路的动态分析;欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流.根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和L两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化. 【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流. 当滑动变阻器R的滑片P从中点向右端滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故A正确; 由U=IR可知,灯泡L两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故B错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,变阻器R两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C错误;
13
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故D正确. 故选AD.
11.标有“6V 3W”的甲灯和“12V 12W”的乙灯,并联接在6V的电源上(假设灯丝的电阻不变),下列说法正确的是( ) A.甲、乙两灯消耗的电能之比是1:1 B.甲、乙两灯的电阻之比是1:1 C.通过甲、乙两灯的电流之比是1:2 D.甲、乙两灯的实际电功率之比是1:1 【考点】电功率的计算;实际功率. 【分析】(1)根据W=Pt可知灯泡消耗的电能还与通电时间有关,通电时间不确定,两灯泡消耗的电能就无法确定;
(2)知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出额定电流得出两者的比值,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻进一步得出两者的电阻之比;
(3)两灯泡并联在6V的电源上时,两灯泡两端的电压相等,根据P=
比较甲乙两灯的实
际电功率之比. 【解答】解:(1)根据W=Pt可知,灯泡消耗的电能还与通电时间有关,通电时间不确定,两灯泡消耗的电能不确定,故A不正确;
(2)根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为: I甲额=
=
=0.5A,I乙额=
=
=1A,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为: R甲=
=
=12Ω,R乙=
=
=12Ω,
电阻之比R甲:R乙=12Ω:12Ω=1:1,故B正确;
(3)两灯并联在6V电源上,通过两灯的电流之比: ====,故C错
误;
(3)当并联在6V的电源上时,并联电路中各支路两端的电压相等,
根据P=可得,甲乙两灯的实际电功率之比: ====,故D正确.
故选BD.
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12.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑到变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,电源电压为8V不变(不考虑温度对灯丝电阻的影响),在保证各电路原件安全工作的情况下,下列选项正确的是( )
A.灯泡L的最小功率为0.75W
B.整个电路消耗的最大功率为4.8W
C.滑到变阻器连入电路中的最小阻值为4Ω D.灯泡L正常发光1min消耗的电能为180J 【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算. 【分析】(1)知道灯泡的额定功率和额定电压,根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻;根据灯泡的额定电流和滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,整个电路消耗的电功率最大,欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出整个电路消耗的最大功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡消耗的电功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出灯泡L的最小功率;
(3)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出1min消耗的电能. 【解答】解:(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流: IL=
=
=0.5A,
由I=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω,
因灯泡的额定电流为0.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的最大示数为0.6A,
所以,电路中的最大电流I=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,整个电路消耗的电功率最大, 电路中的总电阻: R==
=16Ω,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小阻值: R滑min=R﹣RL=16Ω﹣12Ω=4Ω,故C正确; 电路消耗的最大功率:
P=UI=8V×0.5A=4W,故B不正确;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡消耗的电功率最小, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的电流:
15
I′===0.25A,
灯泡L的最小功率:
22
PLmin=(I′)×RL=(0.25A)×12Ω=0.75W,故A正确; (3)灯泡正常发光时的功率为3W,则1min消耗的电能: WL=PLt=3W×60s=180J,故D正确. 故选ACD.
三、填空题(每空1分,共16分) 13.科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神,德国物理学家 欧姆 最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:
.为了纪念他作出的杰出贡献,
人们将他的名字命名为 电阻 的单位.
【考点】欧姆定律;水的比热容的特点及应用. 【分析】德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:欧姆定律;电阻的单位是欧姆. 【解答】解:德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:欧姆定律;
为了纪念他作出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位; 故答案为:欧姆;电阻.
14.电阻R1=5Ω,R2=10Ω,将它们串联在电路中,R1、R2两端的电压之比U1:U2为 1:2 ;若将它们并联在电路中,通过R1、R2的电流值之比I1:I2 2:1 . 【考点】欧姆定律的应用.
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比;两电阻并联时它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过的电流之比. 【解答】解:两电阻串联时, 因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,R1、R2两端的电压之比:
====;
两电阻并联时,
因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,通过它们的电流之比:
===.
故答案为:1:2; 2:1. 15.家庭电路中,插座与电灯之间是 并 联,控制电灯的开关应接在 火 线与灯泡之间.
16
【考点】家庭电路的连接. 【分析】家庭电路中用电器和用电器之间是并联的,开关和开关控制的用电器之间是串联的,开关必须与火线相连. 【解答】解:
插座也是接用电器的,所以插座与电灯之间应并联;
为了安全,开关断开后用电器应与火线断开,则控制用电器的开关必须接在火线上. 故答案为:并;火.
16.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1的阻值为15Ω,只闭合开关S,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表的示数变为0.5A,则此时电路的总功率为 1.5 W,R2的阻值是 10 Ω.
【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.
【分析】当只闭合S时,R1单独接入电路,根据欧姆定律和已知条件求出电源电压;再闭合S1时,R2并联在电路中,已知总电流,利用P=UI求出总功率; 根据并联电压相等和分流作用,运用欧姆定律求出R2阻值.
【解答】解:当只闭合S时,R1单独接入电路,R1=15Ω,I1=0.2A, 由I=得:U=I1R1=0.2A×15Ω=3V,
当再闭合S1时,两电阻并联,则U2=U=3V,I=0.5A,I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A, 故总功率为:P=UI=3V×0.5A=1.5W; R2=
=
=10Ω.
故答案为:1.5;10.
17.如图1电路,开关S闭合时,电压表V和V1的示数如图2甲、乙所示,则电阻R两端的电压是 3.6 V,电路中电流为 0.6 A.
【考点】串联电路的电压规律;欧姆定律的应用.
17
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测灯泡的电压,电压表V测电源的电压,根据电压表的量程和分度值读出示数,利用串联电路的电压特点求出R两端的电压,利用欧姆定律求出通过电路中的电流.
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V测电源的电压,电压表V1测灯泡两端的电压,
由甲图可知,V的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数U=6V; 由乙图可知,V1的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数U1=2.4V; ∵串联电路中总电压等于各分电压之和, ∴R两端的电压:
UR=U﹣U1=6V﹣2.4V=3.6V,
根据欧姆定律可得,电路中电流: I=
=
=0.6A.
故答案为:3.6;0.6.
18.如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图象,由图可知甲的电阻是 10 Ω.若将甲和乙并联接在电路中,通过它们的电流之比I甲:I乙= 2:1 .
【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电压规律. 【分析】(1)由图象可知,甲乙两电阻的I﹣U图象为正比例函数,则两电阻为定值电阻,根据图象读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值;
(2)两电阻并联时它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过两电阻的电流之比. 【解答】解:(1)由图象可知,当U甲=U乙=2V时,I甲=0.2A,I乙=0.1A, 由I=可得,两电阻的阻值分别为:
R甲===10Ω,R乙===20Ω;
(2)将甲和乙并联接在电路中时, 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,通过它们的电流之比:
====.
故答案为:10; 2:1.
18
19.如图,是小谢同学研究“电流通过导体时产生的热量与 电阻大小 的关系”的实验装置,此实验采用的探究方法有 控制变量法 .(答出一种即可)
【考点】焦耳定律.
2
【分析】串联电路中各处的电流都相等;根据Q=IRt做出分析和解答;要探究电流通过导体产生的热量与电阻间的关系,应控制电流和通电时间相同.
【解答】解:根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,乙瓶中的电阻丝电阻值较大,所以它放出的热量较多,它里面的管中液面上升的较高;由此得出的结论是:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,放出的热量越多;
图中将两电阻丝串联在电路中,是为了控制电流和通电时间相同;运用方法是控制变量法; 故答案为:电阻大小;控制变量法.
20.小明在老师指导下,用一个标明“1800revs/(kW•h)”的电能表测量某盏灯的电功率,他让其它用电器停止工作,在10min内测得转盘转过的转数为30转,则这盏灯的电功率为 100 W.若这盏灯正常工作42min消耗的电能全部被水吸收,则可使质量为 1.2 kg的水温度从20℃升高到70℃.(c水=4.2×103J/(kg•℃)) 【考点】电功率的计算;热平衡方程的应用. 【分析】(1)根据电能表转盘转过的圈数可以求出灯泡消耗的电能,由功率公式可以求出灯泡功率.又知时间10min,根据W=Pt可求出电热水器消耗的电能;
(2)已知电热水器消耗的电能全部被水吸收,可求出水吸收的热量,根据热量公式Q吸=cm(t﹣t0)变形可求出水的质量. 【解答】解:(1)灯泡消耗的电能W=灯泡功率P==
=100W;
=
kW•h=6×104J,
(2)这盏灯正常工作42min消耗的电能: W=Pt=100W×42×60s=2.52×105 J; 由题意得:Q吸=W,
由Q吸=cm(t﹣t0)变形得, m=
=
=1.2kg.
故答案为:100;1.2.
四、作图题(每题2分,共6分)
21.根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出电路图.
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【考点】根据实物图画电路图.
【分析】从实物图中可以看出两灯泡串联连接,电压表测灯泡L1两端电压,根据实物图用各元件符号表示即可,
【解答】解:从电源正极出发,依次经过电流表、灯泡L1、开关、L2,然后回到电源负极,电压表并联在灯泡L1和电流表两端,如图所示:
22.某同学用如图所示的实验装置测小灯泡的电阻;请帮他用笔划线代替导线连接实物电路,导线不允许交叉.(电压表量程0﹣3V;电流表量程0﹣0.6A)
【考点】实物的电路连接.
【分析】根据R=知,要测灯泡电阻应用电压表测灯泡两端电压,用电流表测灯泡的电流,用滑动变阻器调节灯泡两端电压,由此连接电路. 【解答】解:
本实验中,应将电压表与灯泡并联来测灯泡两端电压,电流表与灯泡串联测其电流,滑动变阻器一上一下串联入电路中,起到调节灯泡电压的作用,电压表量程0﹣3V;电流表量程0﹣0.6A.如图所示:
20
.
23.请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路.要求开关控制螺口灯泡,三孔插座直接接入电路.
【考点】家庭电路的连接. 【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套.
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线. 【解答】解:(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故.既能控制灯泡,又能更安全.
(2)安装安全用电原则,上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线.如下图所示:
五、实验、探究题(共4个小题,每空1分,共16分)
24.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想: 甲:导体的电阻与导体的长度有关. 乙:导体的电阻与导体的材料有关. 丙:导体的电阻与导体的横截面积有关. 实验室备有几种电阻丝,参数如下表. 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
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a 镍铬合金丝 1.0 0.2 b 镍铬合金丝 1.0 0.1 c 镍铬合金丝 0.5 0.1 d 锰铜合金丝 0.5 0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路. (1)实验中应通过比较 电流 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的. (2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 c、d 两根电阻丝(填编号)进行对比实验. (3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 甲 同学的猜想.
【考点】影响电阻大小的因素. 【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)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法. 在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变; 在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变; 在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变. 【解答】解:(1)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小.
(2)验证导体的电阻与导体的材料有关时,应控制导体的长度和横截面积不变,编号c、d电阻丝符合;
(3)选用b、c两根电阻丝可知,两者的材料和横截面积相同、长度不同,是验证导体的电阻与导体的长度是否有关,即验证甲同学的猜想. 故答案为:(1)电流;(2)c、d;(3)甲.
25.为了探究电流跟电压的关系,王亮同学设计了图甲所示的电路.
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中未连成完整的电路连接起来(导线不能交叉).
(2)调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压,读出其中三组电流表、电压表的示数,如表(一)中所示.①由表(一)中的数据可知实验使用的定值电阻的阻值是 20 Ω.
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②由表(一)中的数据进行分析,可归纳出的结论是 电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比 . 表(一) 次序 1 2 3 电压(V) 2.0 4.0 6.0 电流(A) 0.1 0.2 0.3 表(二) 次序 1 2 3 电阻(Ω) 5 10 15 电流(A) 1.2 0.6 0.4
(3)如果仍用图甲电路研究电流与电阻的关系,实验中当换用不同阻值的定值电阻后,每次应调节滑动变阻器的滑片,保持 定值电阻两端电压 不变.实验记录数据如表(二)所示,根据表(二)数据可得出的结论是 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 .(实验器材使用正确,量程选用合理). 【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验. 【分析】(1)由电路图电压表与定值电阻并联,电流表串联在电流中;
(2)探究电流跟电压的关系时,要控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压;由表格数据根据R=计算定值电阻的阻值,由分析表格数据得结论;
(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,换用不阻值的定值电阻进行实验;由表格数据总结出结论即可. 【解答】解:
(1)由电路图电压表与定值电阻并联,电流表串联在电流中,电流从电表的正接线柱流进,负接线柱流出,如图所示:
;
(2)导体中的电流与导体电阻和导体两端电压有关.探究电流跟电压的关系,要控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,所以实验中要调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压; 由表格第一组数据:R==
=20Ω;
由表格数据知,电阻不变,电压增大为原来的几倍,则电流也增大为原来的几倍,可得:电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;
(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,换用不阻值的定值电阻进行实验,所以每次调节滑片应使定值电阻两端电压不变;
由表格数据,电阻增大的倍数与电流减小倍数相同,由此可得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比. 故答案为:(1)见上图;(2)20;电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;(3)定值电阻两端电压;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
23
26.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω.
(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成的实物电路的连接;
(2)同学们进行测试时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 小灯泡断路 (选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使小灯泡L正常发光应向 A (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 电压表 (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是 0.6 W. 【考点】电功率的测量;欧姆定律的应用. 【分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表的量程;求出灯正常工作时的电流,确定电流表的量程,变阻器接线柱一上一下;
(2)灯泡不发光,电流表无示数,说明电路断路或电路的电阻很大;电压表有示数,说明电压表与电源连通,据此判断可能的故障;
(3)比较电压表示数与额定电压的大小,根据分压原理确定滑片移动的方向,直到电压表示数为2.5V;根据电压表小量程读出电流表的示数,根据P=UI求灯的额定功率. 【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程,电压表并联在灯的两端;灯正常工作时的电流约为 I=
=0.25A,电流表选用小量程,变阻器接线柱一上一下,如图所示:
(2)灯泡不发光,电流表无示数,说明电路断路或电路的电阻很大;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则电路中发生的故障可能是灯泡断路导致电压表串联在电路中;
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,小于灯的额定电压,要增大灯的电压减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,同时视线应注意观察电压表示数,直到电压表示数为2.5V;
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电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.24A,则灯的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W. 故答案为:(1)如上图所示; (2)小灯泡断路; (3)A;电压表;0.6;
27.为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验,小柯同学选取了相应器材,小灯泡上标有“2.5V”字样. (1)如图甲电路无法正常完成实验,有一处导线连接错误,错误导线是 ② (选填“①”或“②”).
(2)改正电路后,小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻是 5 欧姆.
【考点】伏安法测电阻的探究实验. 【分析】(1)变阻器需串联在电路中,且要接一上一下; (2)根据图乙读出电流表的示数,由R=计算出电阻值.
【解答】解:(1)由图知,滑动变阻器同时接了上面两个接线柱,应接一上一下,导线②连接错误;
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,所以分度值为0.02A,示数为0.5A; 由R=得: R==
=5Ω.
故答案为:(1)②;(2)5.
六、计算题(28题6分,29题8分,30题8分,共22分) 28.如图所示,电源电压为6V,R1=R2=30Ω,求:
①当开关S断开时,电路中的总电阻、和R2两端的电压; ②当开关S闭合时,电流表示数和R2两端的电压.
【考点】欧姆定律的应用.
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【分析】(1)由电路图可知,当开关S断开时,R1、R2串联,根据电阻的串联特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中电流,进一步求出R2两端的电压;
(2)当开关S闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,根据欧姆定律求出电流表的示数.
【解答】解:①当开关S断开时,R1、R2串联, 电路中的总电阻为R=R1+R2=30Ω+30Ω=60Ω, 电路中的电流为I==
=0.1A,
R2两端的电压为U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
②当开关S闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路, 所以R2两端的电压为0, 此时电路中的电流为I′=
=
=0.2A,即电流表的示数为0.2A.
答:①当开关S断开时,电路中的总电阻为60欧;R2两端的电压为3V; ②当开关S闭合时,电流表示数为0.2A;R2两端的电压为0.
29.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L2标有“24V 12W”.开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1A,电压表的示数为12V,灯泡L1正常发光.不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响,求: (1)灯泡L1的额定功率.
(2)在10s内,灯泡L1正常发光时消耗的电能. (3)灯泡L2的电阻.
(4)当开关S1、S2都闭合时,求电流表的示数和灯泡L2的实际功率.
【考点】电功率的计算;电功率与电能、时间的关系;实际功率. 【分析】(1)分析S1闭合、S2断开时,电路的连接情况,根据P=UI计算出灯泡L1的额定功率;
(2)根据W=Pt计算L2正常发光时消耗的电能; (3)根据R2=
计算出灯泡L2的电阻;
(4)根据I=计算出L2的电流,由并联电路的电流规律得出电流表的示数;
根据P=UI计算出L2的实际功率. 【解答】解:(1)开关S1闭合、S2断开时,电路中只有L1,灯泡正常发光,则U额1=U=12V,I额1=I=1A,则其额定电功率为:P额1=U额1I额1=12V×1A=12W; (2)L2正常发光时功率为12W,由P=得:W=P额2t=12W×10s=120J;
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(3)由P=UI=得,灯泡L2的电阻R2===48Ω;
(4)当开关S1、S2都闭合时,两灯泡并联,此时通过L1的电流仍为1A, 通过L2的电流I2=
=
=0.25A;
所以电流表的示数为I=I1+I2=1A+0.25A=1.25A; L2的实际功率P2=UI2=12V×0.25A=3W. 答:(1)灯泡L1的额定功率为12W;
(2)在10s内,灯泡正常L2正常发光时消耗的电能为120J; (3)灯泡L2的电阻为48Ω;
(4)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.25A;灯泡L2的实际功率为3W. 30.如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻.当开关同时闭合时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.
【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电压规律;电功率的计算. 【分析】(1)当开关同时闭合时,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1的阻值;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路消耗的总功率最小,根据并联电路的电压特点和P=
分别求出R1和R2消耗的电功率,两者之和即为整个电路可能消耗的最小功率.
【解答】解:(1)当开关同时闭合时,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等, ∴根据欧姆定律可得,R1的阻值: R1=
=
=40Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路消耗的总功率最小, R1和R2消耗的电功率分别为: P1=
=
=3.6W,P2=
=
=1.44W,
电路的总功率:
P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W.
答:R1的阻值为40Ω,这种情况下整个电路可能消耗的最小功率为5.04W.
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