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微信:cs5311742016 主营各地名校期中期末真题卷及小初高全套教材教案讲义知识点总结
2023-2024 学年九年级 11 月月考(电压电阻欧姆定律)
班级: 姓名:
一、单选题
1. 在国际单位制中,电压的单位是( )
A. 安培 B. 伏特 C. 欧姆 D. 库仑
【答案】B
【解析】
【详解】在国际单位制中,电流的单位是安培,伏特是电压的单位,欧姆是电阻的单位,库仑是电量的单
位,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 通常情况下,下列物体中不属于导体的是( )
A. 铅笔芯 B. 大地 C. 人体 D. 纯净水
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。常见的导体包括:人体、大地、石
墨、各种金属、酸碱盐的溶液等。铅笔芯主要成分是石墨,属于导体,故ABC不符合题意;
D.纯净水里面没有自由移动的离子或者电子,所以无法导电,属于绝缘体,故D符合题意。
故选D。
3. 有一段金属丝,下列方法不能增大它的电阻的是( )
A. 加大金属丝两端的电压 B. 减小通过金属丝的电流
C. 把金属丝截短一些 D. 把金属丝拉长一些
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.电阻是导体本身的属性,大小与电压、电流无关,加大金属丝两端的电压、减小通过金属丝
的电流均不能增大金属丝的电阻。故AB符合题意;
CD.在其他情况都相同的情况下,长度越大、横截面积越小,导体的电阻越大。减小导体长度会减小导体
的电阻;将导体拉长时,增大了长度的同时减小了横截面积,导体的电阻会变大。故C符合题意,D不符
合题意。
故选ABC。
4. 关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A. 只有自由电子定向移动才能形成电流
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B. 电路两端有电压,电路中就一定有电流
C. 规定正电荷定向移动的方向为电流方向
D. 金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,自由电子、正负离子发生定向移动均能形成电流,故A错误;
B.电路两端有电压,且是通路,电路中才会有电流,故B错误;
CD.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,金属导体中有大量自由移动的电子,金属导体
靠自由电子定向移动导电,金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故C正确,D错误。
故选C。
5. 如图,甲为某调光台灯,乙为该调光台灯用到的电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转
动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 电位器应该与调光台灯的灯泡并联
B. 若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变暗
C. 若只将A、B接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
D. 将B、C接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
【答案】D
【解析】
【详解】A.并联电路各支路互不影响,故电位器必须与台灯串联才能调节亮度,故A错误;
B.若只将A、C接入电路,则电阻丝全部接入电路,相当于接入一个定值电阻,旋转滑片,不会改变电阻,
灯泡亮度不变,故B错误;
C.若只将A、B接入电路,顺时针旋转滑片,接入的电阻丝长度变长,电阻变大,电流变小,灯泡变暗,
故C错误;
D.将B、C接入电路,若只将电阻丝做得更细些,则等长度电阻丝电阻越大,以相同速度顺时针旋转滑片,
电阻变化大,电流变化大,所以灯泡亮度变化更明显,故D正确。
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故选D。
6. 如图所示为滑动变阻器的结构示意图,要使滑片P向右移动时连入电路的电阻变小,接线柱连接正确的
是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】滑动变阻器的连线原则是“一上一下”, 要使滑片P向右移动时连入电路的电阻变小,应该把
下面电阻丝的右端接入,故ABC错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,当甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均为如图乙所示,R 和R 两端的电压分
1 2
别为( )
A. 1.2V,6V B. 6V,1.2V C. 4.8V,1.2V D. 1.2V,4.8V
【答案】C
【解析】
【详解】甲电路中的开关S闭合时, 、 串联,电压表 测电源电压,电压表 测 电压。两个电
压表的指针位置均为如图乙所示,根据串联分压规律可知电压表 选用大量程,分度值为0.5V,则电源电
压为6V,电压表 选用小量程,分度值为0.1V,则 电压为1.2V,所以 电压为
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故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 图所示电路中,若使电阻R 与R 并联,图中的电表分别是( )
1 2
A. ①是电压表,②是电压表
B. ①是电压表,②是电流表
C. ①是电流表,②是电压表
D. ①是电流表,②是电流表
【答案】C
【解析】
的
【详解】在图中,要想电路中R 和R 并联,电流分别通过R 和R,有两条电流 路径,故①和③分别与
1 2 1 2
R 和R 串联,必须填入相当于导线的电流表;②内必须填相当于开路的电压表。故C符合题意,ABD不
1 2
符合题意。
故选 C。
9. 在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,R 是甲种材
1
料制成的电阻丝,R 是乙种材料制成的电阻丝,它们的长度相等,R、R 的横截面积分别为S、S,且
2 1 2 1 2
S<S 闭合开关S后,观察到电流表A 的示数I 大于电流表A 的示数I 则下列说法中正确的是( )
1 2。 1 1 2 2。
A. R 两端的电压大于R 两端的电压 B. R 的阻值大于R 的阻值
1 2 1 2
C. 甲材料的导电性能较好 D. 乙材料的导电性能较好
【答案】C
【解析】
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【详解】A.由于两个电阻并联,故两电阻两端的电压相同,故A错误;
B.观察到电流表A 的示数I 大于电流表A 的示数I,根据 可知,两电阻两端的电压相同,通过
1 1 2 2
R 的电流较大,故R 的阻值较小,故B错误;
1 1
CD.如果是长度相等,材料相同时,R、R 的横截面积分别为S、S,且S<S,则电阻R 的阻值大于R
1 2 1 2 1 2 1 2
的阻值,而此时 ,则说明甲材料导电性能好一些,故C正确;D错误。
故选C。
10. 小刚用图所示电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验过程中,当把电阻R由5Ω更换为10Ω
后,为了探究上述问题,他应采取的操作是( )
A. 保持变阻器滑片不动 B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动 D. 适当增加电池的节数
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.探究“通过导体的电流跟电阻的关系”,根据控制变量法可知,需保持导体两端的电压不
变,当把电阻R由5Ω更换为10Ω后,电阻变大,则电压表的示数变大,所以此时应该增大变阻器的电阻
减小电阻R两端的电压,使电压表的示数保持不变。则滑片需向左移动增大滑动变阻器接入电路中的电阻。
故B符合题意,AC不符合题意;
D.增加电池的节数时,电阻R和滑动变阻器的两端电压都会变大,故D不符合题意。
故选B。
11. 在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息
可知( )
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A. 导体A的电阻大于导体B的电阻
B. 导体B的阻值为5Ω
C. 将A、B串联在电路中时,A两端的电压小于B两端的电压
D. 将A、B并联在电路中时,通过A的电流小于通过B的电流
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图像可知,通过A、B两导体的电流与两端的电压关系图线均为过原点的倾斜直线,故
A、B两导体均为定值电阻。由当电压为2.0V时,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,两导体
的电阻分别为
则A导体的电阻小于B导体的电阻,故A、B错误,不符合题意;
C.因串联电路各处的电流都相等,且R <R ,所以由U=IR可知,A、B串联时A两端的电压小于B两
A B
端的电压,故C正确,符合题意;
D.将A、B并联在电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且R <R ,所以由欧姆定律
A B
可知,通过A的电流大于通过B的电流,故D错误,不符合题意。
故选C。
12. 如图所示的电路中,电源电压U保持不变,定值电阻R=3Ω,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,只
2
闭合开关S,电压表V 示数为U,电压表V 的示数为U,电流表的示数I 为0.4A;再将滑动变阻器的滑
1 1 1 2 2 1
片P置于最左端时,电压表V 示数为U′,电压表V 示数为U′,电流表的示数为I 。已知U∶U′=2∶1,
1 1 2 2 2. 1 1
U∶U′=1∶3.以下说法正确的是( )
2 2
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A. U=6V B. R=10Ω
1
C. I = 0.8A D. 当开关都闭合,电流表的最小示数为5A
2.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示,因为U∶U′=1∶3,电阻R=3Ω不变,所以两次通过的电流之比为
2 2 2
因
由题可知,U 测的是在变阻器的滑片P移至最右端,只闭合开关S 时,R和R 两端的总电压,U′测的是
1 1 1 1
变阻器的滑片P置于最左端时,R 两端的电压;又因为U∶U′=2∶1,则
1 1 1
解得 ,因电源电压不变,电流与总电阻成反比,则
解得
当变阻器的滑片P移至最右端,只闭合开关S 时,电源电压为
1
当三个开关都闭合时,三个电阻并联;当变阻器电阻最大时电路总电阻最大,总功率最小,则各支路电流
分别为
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则电路最小总电流为
A.电源电压为6V,故A正确;
B.因为 ,故B错误;
C.因为 ,故C错误;
D.当开关都闭合,电流表的最小示数为5.6A,故D错误。
故选A。
二、多选题
13. 在物理实验中,对物理量进行多次测量,有的是为了通过多次测量减小误差,有的是为了通过多次测
量寻找规律。下面四个实验中,通过多次测量寻找规律的是( )
A. 在探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系时,测量多组对应的干路电流和各支路电流
B. 在探究电流与电阻的关系时,测量不同导体在相同电压下通过的电流
C. 在探究电流与电压的关系时,测量同一段导体对应的多组电压和电流
D. 在测量铁的密度时,测量多个铁块的质量和体积
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.在探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系时,测量多组对应的干路电流和各支路电流,
是为了探究干路电流和各支路电流的关系,找到普遍规律,故A符合题意;
B.在探究电流与电阻的关系时,测量不同导体在相同电压下通过的电流是为了寻找普遍规律,故B符合
题意;
C.在探究电流与电压的关系时,测量同一段导体对应的多组电压和电流是为了寻找普遍规律,故C符合
题意;
D.在测量铁的密度时,测量多个铁块的质量和体积是为了通过多次测量减小误差,故D不符合题意。
故选ABC。
14. 下列说法中正确的是( )
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A. 由 可知,当导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B. 由 可知,当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
C. 由 可得 ,表明对某一导体来说,它的电阻与它两端的电压成正比
D. 由 可得 ,表明导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由欧姆定律 可知,在导体电阻一定的条件下,通过导体的电流与其两端的电压成正比,
故A正确;
B.由欧姆定律 可知,在导体两端电压相同的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B
正确;
CD.导体电阻是由导体材料、长度、横截面积决定的,与电压和电流无关,故CD错误。
故选AB。
15. 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。电源电压为24V,且保持不变,电流表的量程为
0~0.6A,滑动变阻器的最大阻值为80Ω,R 为保护电阻。下列说法中正确的是( )
0
A. 电流表示数越大,表示油箱中的油量越多
B. 用电压表替换电流表接入电路,也能实现设计要求
C. 为了保证电流表不超量程,保护电阻R 的最小阻值应为20Ω
0
D. 当油箱向外输油时,R接入电路的电阻变大,电流表的示数变小
【答案】AD
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【解析】
【详解】由图可知,R 与R串联,电流表测电路中电流。
0
A.由欧姆定律可知,电源电压不变时,电流增大,则电路中总电阻减小,滑动变阻器接入电路的阻值减
小,由图可知,此时滑杆向下移动,浮子向上移,油箱中的油量增多,故A正确;
B.电流表串联在电路中,电压表应并联在电路中,因此用电压表替换电流表接入电路,不能实现设计要
求,故B错误;
C.电流表的量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电电路
中电阻电阻最小为
故C错误;
D.当油箱向外输油时,液面下降,浮子向下移动,滑杆向上移动,接入电路的电阻变大,电路中总电阻
变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,故电流表示数减小,故D正确。
故选AD。
三、实验解答题
16.
(1)下图所示电流表的示数为______A;
(2)如图所示,电阻箱的示数为______Ω。
【答案】(1)0.3 (2)1783
【解析】
【小问1详解】
图所示电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
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【小问2详解】
电阻箱的示数为
17. 如图所示,水果电池可以把___________ 能转化为电能。用导线将电压表两个接线柱分别接在铜片和
锌片上,电压表指针发生了偏转,由此可知锌片是水果电池的___________极,依据是 ___________
【答案】 ①. 化学 ②. 负 ③. 见解析
【解析】
【详解】[1]电源是提供电能的装置,水果电池是电源,可以把化学能转化为电能。
[2][3]用导线将电压表的两个接线柱分别接在铜片和锌片上,电压表指针向右偏转,说明电流从正接线柱流
入,由此可知锌片是水果电池的负极。
18. 小明在“探究影响导体电阻大小的因素”实验后,想到盐水也能导电,他想研究盐水导电能力的强弱
与哪些因素有关。于是设计了如下实验:他连接了如图所示的电路,他用两块表面平整、大小相同的金属
板正对着平行地插入盐水中,并将金属板连入电路。请你帮助他完成下列探究过程。小明在实验探究前先
提出了多种猜想,通过与同学们的交流和筛选后,最终提出影响盐水导电能力强弱的因素可能有:a、两
金属板间距离;b、盐水的浓度
(1)该实验通过比较___________来判断食盐水导电能力的强弱;
(2)下表是小明实验时记录的表格,他是为了验证猜想___________的(选填“a”或“b”),由表格的
数据能得到的结论是___________。
实验次 金属板间 的距离/ 盐水的浓 电流表示
数 cm 度/% 数/A
1 2 10 0.06
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2 4 10 0.03
3 6 10 0.02
【答案】(1)电流表的示数大小
(2) ①. a ②. 当盐水浓度相同时,金属板间的距离越小,盐水导电能力越强
【解析】
【小问1详解】
在电压一定的情况下,导体中通过的电流与导体的电阻成反比,因此盐水的导电能力的强弱可以用电流表
的示数大小来反映。
【小问2详解】
[1][2]根据表格数据,盐水的浓度相同,金属板间的距离越大,电流表示数越小,他是为了验证猜想a;分
析表格数据可得到结论:当盐水浓度相同时,金属板间的距离越小,盐水导电能力越强。
19. 为了探究“导体电阻与导体长度的关系”,小军利用器材把一根较长的镍铬合金丝AB组装成如图所示
的电路,E、F是电夹。
(1)电路中 的作用是________。
(2)将电夹E夹在A点,电夹F分别在m、n、o、p、q和B点时,改变了合金丝接入电路的长度,此时,
通过观察电流表示数的变化可以间接地反映出接入电路中电阻的大小变化,这体现了________物理思想。
(3)只利用图中器材,还可以探究导体电阻与________(选填“材料”或“横截面积”)的关系。
(4)研究了电阻与长度关系后,小军设计了如图所示的坐位体前屈长度测量仪。在测试中,测试者向前
推动的测试仪滑块实际上是滑动变阻器,滑块推动距离越大,仪器示数就越大。如图的三副设计图,符合
向左推动时电表示数变大的设计是________(可多选)
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A. B. C.
【答案】 ①. 保护电路 ②. 转换法 ③. 横截面积 ④. AB
【解析】
【详解】(1)[1]在电路中,R 的作用是保护电路的安全,防止电路发生短路而烧坏电源。
0
(2)[2]将电夹E夹在A点位置不变,电夹F分别夹在m、n、o、p和B点时,改变了合金线接入电路的长
度,由欧姆定律可知,此时通过观察电流表示数的变化可以间接地反映出接入电路中电阻的大小变化,这
属于转换法。
(3)[3]实验的器材中只有镍铬合金线,不能探究电阻与材料的关系,但可以通过将合金线多条拧成一股
的方法,改变其横戳面积,故可以探究导体电阻与横截面积的关系。
(4)[4]A.闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测电阻丝两端的电压,向左推动时电阻丝接入电路的
电阻变大,根据串联分压原理可知电阻丝两端的电压变大,故A符合题意;
B.闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,向左推动时电阻丝接入电路的电阻变小,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大,故B符合题意;
C.闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,向左推动时电阻丝接入电路的电阻变大,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变小,故C不符合题意。
故选AB。
20. 图甲是“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”的实验电路图。实验中,只要用
电压表分别测出A与B、B与C 以及A与C之间的电压,就可以找出串联电路中各用电器两端的电压与电
源两端电压的关系。
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(1)实验过程中连接电路时,开关应该______,且应选用规格______(选填:“相同”或“不相同”)
的灯泡;
(2)某同学对照图甲及实验设计后认为:用一块电压表分别测A与B以及B与C之间的电压时,需要对
电路进行改接,为了不反复拆接电压表,优化实验过程。于是,他设计了图乙所示的电路,他的思路是:
只闭合开关S和S,电压表测L 的电压,只闭合开关S和S,电压表就可以测L 的电压。这种设计思路是
1 1 2 2
______(选填:正确、错误)的,因为______;
(3)该同学正确连接电路后,分别测出 间的电压并记录在如下表中,分析实验数据得出结
论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请根据该同学做法中的不足之处,提出一个改进措施:
______。
2.4 1.4 3.8
【答案】(1) ①. 断开 ②. 不同
(2) ①. 错误 ②. 会导致电压表正负接线柱接反
(3)换用不同规格的灯泡多次实验
【解析】
【小问1详解】
[1]连接电路时,为了保证电路安全,开关应断开。
的
[2]为避免实验 偶然性,使探究得出的结论具有普遍性,应该选取规格不相同的小灯泡进行实验。
【小问2详解】
[1][2]测L 的电压时,只闭合开关S和S,此时电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出,符合电压表
1 1
的使用规则;而当只闭合开关S和S,测L 的电压时,这种接法会造成电压表正负接线柱接反,从而导致
2 2
指针反偏,不符合电压表的使用规则,因此他的思路是错误的。
【小问3详解】
本实验只做了一次实验,只凭一组实验数据得出结论具有偶然性,不能得出普遍规律,是不可靠的,故应
更换规格不同的灯泡进行多次实验。
21. 小强与小刚利用实验证明“并联电路中,其中一条支路中的电流不断改变,干路中的电流仍等于各支
路电流之和”。小强先用导线将符合要求的学生电源、三块电流表、两个阻值相同的电阻、开关连接成图
所示的电路。
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(1)小刚发现电路中只有一根导线连接有误。请你在错误的导线处打×,用笔画线代替导线画出正确的连
接位置______;
(2)电路连接正确后,他们发现要想完成实验,还需添加的器材是______若干。
【答案】(1) (2)不同阻值的定值电阻
【解析】
【小问1详解】
电路中,正确的连接方法应该是,R 与R 并联,电流表A 与R 串联,测R 电流,电流表A 与R 串联,
1 2 1 1 1 2 2
测R 电流,电流表A测干路电流,以上电路图中,电流表A 的连接方法错误,应当在R 支路上,与R 串
2 2 2 2
联,如下图:
【小问2详解】
要想证明:并联电路中,其中一条支路中的电流不断改变,干路中的电流仍等于各支路电流之和,需要用
不同的定值电阻分别接入电路来改变电流。
22. 小阳在探究电流与电压的关系时,选择了下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源、
定值电阻及导线等。
(1)小阳分别设计了如图甲、乙所示的实验电路。若按照甲图所示的电路进行实验,改变自变量的方法
是___________;若按照乙图所示的电路进行实验,改变自变量的方法是___________;
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(2)请按照如图乙所示的电路,将右侧实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑时,电流表
示数变小。则导线m应连接滑动变阻器___________(选填A、B、C、D)接线柱 。
(3)闭合开关后发现电压表有示数,电流表示数为零,原因可能是( )
A. 滑动变阻器发生了断路 B. 电压表的量程选小了
C. 电阻R 发生了断路 D. 把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
【答案】(1) ①. 改变电源电压 ②. 改变滑动变阻器电阻的大小
(2)A (3)C
【解析】
【小问1详解】
[1]甲图电路中只有定值电阻和电流表串联,无法通过改变电阻来改变定值电阻两端的电压,因此只能改变
电源电压。
[2]乙图接入了滑动变阻器,可以通过改变滑动变阻器电阻的大小,来改变电路中的电流,从而改变定值电
阻两端的电压。
【小问2详解】
要求滑动变阻器的滑片P向右滑时,电流表示数变小,由此判断滑片P向右滑时,电阻应变大,故导线m
应连接滑动变阻器的左下接线柱A。
【小问3详解】
闭合开关后发现电压表有示数,说明电路 是通路,电流表示数为零,说明电路中电阻太大,故应是电压表
串联在了电路中,即电阻R发生了断路。
故选C。
23. 实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个、电阻箱(电路图符号 )一个、电压表一只、
开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。高天磊想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:
“当通过电阻的电流保持不变时,电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请根据上述要求帮助高天磊
画出实验电路图,并写出实验步骤和实验表格。
(1)请在虚线框内画出实验电路图
(2)请写出实验步骤
(3)表格
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【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)让这些不同的电阻串联,可以保证通过它们的电流是相同的;故实验电路图如图所示:
(2)可以用电压表分别测出每个电阻两端的电压,记录电压值和对应的电阻值,分析研究得出结论;故
实验步骤如下:
①按电路图将电压表和六个阻值不同的电阻R、R、R、R、R 和R 接入电路中,并把这六个电阻的阻值
1 2 3 4 5 6
记录在设计好的表格中;②闭合开关S,测出R 两端的电压U,并把数据记录在表格中;③断开开关S,
1 1
把电压表连接在R 两端,仿照步骤②,测出R 两端的电压U,并把数据记录在表格中;④仿照步骤③,
2 2 2
分别测出电阻R、R、R 和R 两端的电压U、U、U 和U,并把数据记录在表格中。⑤求出六组 ,并
3 4 5 6 3 4 5 6
把数据记录在表格中。
(3)实验数据表格
R/Ω 5 10 15 20 25 30
U/V
/A
四、科普阅读题
24. 请阅读《烤面包片机中的学问》并回答问题。
烤面包片机中的学问
你曾想过在烤面包片机(如图所示)中烤面包片时,为什么会自动停止加热?这是因为烤面包片机中使用
了某种恒温器。恒温器是一个对温度敏感的元件,简单的恒温器是怎样工作的呢?如果拆开一个烤面包片
机(首先确认它已切断电源)并观察它内部的接线,通常可以找到一个金属片或金属条,它是电路中的一
部分,常位于一个能够感觉到电器的加热线圈产生热的位置上。这个特殊的金属片虽然外貌简单,但它和
它的附件却构成了恒温器(图中虚线框内部分)。
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这个特殊的金属片是一个双金属片,由两种长、宽、厚都相同的金属粘合在一起构成。因为不同的金属在
相同条件下受热膨胀程度不同,受热后双金属片的一面变得比另一面更长。由于两种金属粘合在一起,当
温度升高时,双金属片会向膨胀得少的金属一侧弯曲,如图所示。烤面包片机接通电源后,压下烤面包片
机的把手,双金属片与触点接触使电路闭合,暖管发热烤炙面包片,温度升高到某一值时,双金属片因发
生弯曲而与触点分离,烤面包片机自动停止加热。
这个简单的物理效应涉及的是不同金属的热膨胀不同,它在电器中得到了广泛使用,有些应用可能还没有
发明,也许你能想出一种新用途并且获得专利。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)烤面包片机中的双金属片实质上相当于电路中的______。
(2)图中的双金属片涂黑一侧的金属受热膨胀得______(选填“多”或“少”),依据是______。
(3)一般情况下,气体、液体、固体都会在温度升高时膨胀,在温度降低时收缩。请你列举一个应用实
例:______。
【答案】 ①. 开关 ②. 少 ③. 当温度升高时,双金属片会向膨胀得少的金属一侧弯曲 ④.
液体温度计
【解析】
【详解】(1)[1]烤面包片机中的双金属片可以控制电路的通与断,相当于电路中的开关。
(2)[2][3]由图2中的双金属片向涂黑一侧的金属一侧弯曲,结合题目材料中,当温度升高时,双金属片
会向膨胀得少的金属一侧弯曲,可知图中的双金属片涂黑一侧的金属受热膨胀得少。
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(3)[4]生活中利用物质的热胀冷缩原理的是水银温度计。
五、计算题
25. 在如图所示的电路中,电源两端电压为3V,电流表A 示数为0.5A,电流表A 示数为0.3A。求:
1 2
(1) 通过小灯泡L 和L 的电流I、I;
1 2 1 2
(2) 灯泡L 两端的电压与通过L 的电流的比值。
2 2
【答案】(1)I=0.3A,I=0.2A;(2)15Ω
1 2
【解析】
【详解】解:(1)由题图可知,两灯泡并联,电流表A 测的是干路电流,电流表A 测的是通过L 的电流。
1 2 1
因为电流表A 示数为0.3A,则通过小灯泡L 的电流为I=0.3A;根据串联电路的电流特点可得,通过小灯
2 1 1
泡L 的电流为
2
(2)由于两灯泡并联,根据并联电路的电压特点可知,两灯泡的两端电压相等,都等于电源电压,根据
欧姆定律可得,灯泡L 两端的电压与通过L 的电流的比值,即L 的电阻为
2 2 2
答:(1) 通过小灯泡L 和L 的电流I=0.3A,I=0.2A;
1 2 1 2
(2) 灯泡L 两端的电压与通过L 的电流的比值为15Ω。
2 2
的
26. 如图所示,电源电压为6V,且保持不变,已知滑动变阻器 最大阻值是 ,滑片P在变阻器的最
左端时,电流表的示数为0.6A,求:
(1)R 的电阻。
1
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是多大?
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【答案】(1) ;(2)5V
【解析】
【详解】解:如图所示,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压。
1 2 2
(1)滑片P在变阻器的最左端时,变阻器的阻值为0,此时电路为R 的简单电路,电流表的示数为
1
0.6A,R 的电阻为
1
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,滑动变阻器为最大阻值,是 ,此时电路的电流为
电压表的示数是
答:(1)R 的电阻为 ;
1
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是5V。
六、选做题
27. 如图所示是某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”的原理图。托盘质量30g,与质量不计的滑片P相连,
并一起上下自由滑动(滑动过程中的摩擦力忽略不计,托盘底部始终保持水平,且托盘、弹簧不与电路连
通)。圆柱形浮筒A底面积为100cm2,高为10cm,密度为0.12g/cm3,漂浮在底面积为300cm2,装有足够
深的水的容器中。托盘与浮筒A用质量不计的轻质弹簧相连,且控制弹簧只能在竖直方向上形变,弹簧的
形变量与受到的外力成正比,受到1N的外力时形变量为1cm。BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝,
最大阻值为16Ω,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V。当托盘中不放物体时,闭合开关S,调节容
器中水量,使滑片P正好位于R最上端,读出电压表示数为0.9V。求:
(1)定值电阻R 的阻值为多少?
0
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(2)托盘中不放物体时,浮筒A的下表面受到水的压强是多大?
(3)若要保证整个电路的安全,“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为多少g?
【答案】(1)4Ω;(2)150Pa;(3)840g
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,滑片P位于R最上端时,定值电阻与BC电阻丝串联,电压表测量R 的
0
两端电压;串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以BC两端电压为
U =U﹣U=4.5V﹣0.9V=3.6V
BC 0
此时通过电路的电流为
定值电阻R 的阻值为
0
(2)托盘的重力为
G =m g=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
P P
浮筒A的质量为
m =ρ V =ρ S h =0.12g/cm3×100cm2×10cm=120g
A A A A A A
浮筒A的重力为
G =m g=120×10-3kg×10N/kg=1.2N
A A
托盘中不放物体时,滑片P正好位于R最上端,浮筒A的重力和托盘的重力之和等于浮筒A受到的浮力,
则有
F =G +G =1.2N+0.3N=1.5N
浮A A P
浮筒A浸入水中的体积为
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浮筒A浸入水中的深度为
浮筒A的下表面受到水的压强诶
p=ρ gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa
水
(3)由电路图可知,托盘中物体的质量越大,滑片越向下移动,BC接入电路的电阻越小,定值电阻两端
的电压越大,电压表测量R 的两端电压,电压表量程为0~3V,所以当电压表示数最大时,“电子浮力
0
秤”所能称量物体的质量最大,根据串联电路电压规律可知BC两端的电压为
U ′=U﹣U′=4.5V﹣3V=1.5V
BC 0
此时通过电路的电流为
此时BC接入电路的电阻为
BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝,最大阻值为16Ω,所以BC接入电路的长度为2cm,滑片向下
移动14cm,秤盘上放置物体后,弹簧会缩短;当滑片下移14cm时,设弹簧缩短了xcm,由题意可知此时
弹簧增加的弹力为xN,因此时被测物体处于静止状态,则所测物体的重力为
G =F =xN
物 弹
滑片下移14cm时,弹簧缩短了xcm,则浮筒向下移动的距离d=(14﹣x)cm,浮筒浸入水中深度的增加
量等于水面上升的高度与浮筒向下移动的距离之和,即
Δh =Δh+d
浸
根据ΔV 的两种计算方法可得
排
ΔV =S Δh=S Δh
排 容器 A 浸
即
S Δh=S (Δh+d)
容器 A
化简可得水面上升的高度为
则浮筒排开水的体积变化量为
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秤盘上放置物体前后,浮筒都处于漂浮状态,则由浮沉条件可得,被测物体的重力等于增加的浮力,所以
G =ΔF ,即
物 浮
xN=ρ gΔV =1.0×103kg/m3×10N/kg×150×(14﹣x)×10-6m3
水 排
解得x=8.4,则被测物体的最大重力为8.4N,由G=mg得“电子浮力秤”的最大称量为
答:(1)定值电阻R 的阻值为4Ω;
0
(2)托盘中不放物体时,浮筒A的下表面受到水的压强是150Pa;
(3)若要保证整个电路的安全,“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为840g。
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