精品解析:江西省南昌市2020-2021学年九年级1月联考物理试题(解析版)
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2021年1月初三联考物理试题
一、填空题(共20分,每空1分)
1. 电学是物理学研究的重要方面,请你写出电学中两个定律的名称:______定律和______定律。
【答案】(1). 欧姆(2). 焦耳
【解析】【分析】【详解】[1][2]欧姆定律是导体中的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,焦耳定律是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2. 南昌市家庭生活用电的电压是______伏,充电宝在给手机充电的过程中,它属于______ (选填“电源”或
“用电器”)。
【答案】(1). 220 (2). 电源
【解析】
【分析】
【详解】[1]家用照明电路的电压为220V。
[2]充电宝在给手机充电的过程中,充电宝提供电能,属于电源。
3. 白炽灯泡用久会发黑,此时灯丝的电阻与它新买来时相比,电阻______ (选填“变大”、“变小”或“不
变”)。
在正常电压下工作时,其实际功率与额定功率相比______ 。
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】(1). 变大(2). 偏小
【解析】
【分析】
【详解】[1]白炽灯泡使用过程中,灯丝在高温下升华后横截面积变小,灯丝的电阻变大。
[2]在正常电压下工作时,由
2
U
P
R
可知,电阻变大,其实际功率偏小。
4. 如图所示的电路中开关闭合后两灯均能发光,则表1为______;表2为______。
(均选填“电流表”或“电压表”)
【答案】(1). 电流表(2). 电压表
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]若表2是电流表,则闭合开关S后,电源会被短路,所以表2一定是电压表,此时当表1是电流表时,电路才能正常工作,两个灯泡并联且均能发光。
5. 如图所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯______ (选填“L1”或“L2”)两端电压。
正常工作一段时间后,两电表示数都突然变大。
则该电路中出现的故障可能是______ 。
(选填“L1短路”或“L2短路”或“L2断路”)
【答案】(1). L1(2). L2短路
【解析】
【分析】
【详解】[1]如图所示电路,小灯泡 L1和L2的连接方式为串联,电压表测量L1两端的电压。
[2]电流表示数突然变大,不可能断路,电压表和L1并联,示数变大,只可能是L2短路,电压表测电源电压。
6. 疫情防控期间,同学们进校时需经过测温通道,测温设备通常是利用人体的温度越高,辐射的______ (填“红外线”或“紫外线”)越强来测温的。
若测温设备通常的工作原理如图所示,R0为热敏电阻,其阻值随
温度升高而减少,R1是可调电阻。
随着环境温度的升高,测温设备常会在无人通过时因电流过大而报警,为防止误报应将R1的阻值调______ (填“大”或“小”)一些。
【答案】(1). 红外线(2). 大
【解析】
【分析】
【详解】[1]人体会发出红外线,红外线具有热效应,人体的温度越高,辐射的红外线越强,测温设备就是根据这个原理来工作的。
[2]为防止误报,应减小电路中的电流,根据欧姆定律可知,需要将R1的阻值调大。
7. 如图甲所示是一块由同种材料制成的均匀梯形电阻片,将其分成长度相同的电阻R1、R2,按如图乙所示方向串联接入电路,则电阻R1______R2,通过两电阻的电流I1______I2(均选填“>”“<"或“=")
【答案】(1). > (2). =
【解析】
【分析】
【详解】[1]如图所示,电阻材料、长度相同,R1横截面积小于R2,电阻较大。
[2]串联电路中电流处处相等。
8. 如图是一款消防应急照明灯及它的铭牌。
当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯正常发光:
(1)应急灯的两个灯泡是______(选填“串联”或“并联”)的。
(2)应急灯的电池充满后,可储存的电能为______J。
【答案】(1). 并联(2). 5.4×104 J
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据铭牌的数据可知,灯泡的额定电压为6V,电源电压为6V,当两个灯泡并联时,每个灯泡两端的电压都为6V,两盏灯都能正常发光,所以应急灯的两个灯泡应该是并联的。
(2)[2]应急灯的电池充满电后,可储存的电能为
4
6V 2.5A3J
0 5.410
60s
W UIt⨯⨯
==⨯=
9. 标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2(灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,则灯_______更亮;若L1两端电压为额定电压的一半,则L1的实际功率为_______W。
【答案】(1). L2(2). 3
【解析】
【分析】
【详解】[1]由P=UI知道,1L的额定电流
1 1
112W
1A 12V
P
I
U
=== 2
L的额定电流
2 2
26W
0.5A 12V
P
I
U
===
由
U
I
R
=知道
1
L的的电阻为
1
1
1
12V
12
1A
U
R
I
===Ω
2
L的电阻为
2
2
2
12V
24
0.5A
U
R
I
===Ω
两灯泡串联时,由于串联电路中各处的电流相等,由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R 知道,L2的实际功率较大,灯泡较亮。
[2]若L1两端电压为额定电压的一半,由
2
U
P
R
=知道,L1的实际功率
()
2
2
1
1
6V
2
=3W
12
U
P
R
⎛⎫
⎪
⎝⎭
==
Ω
额
实际
10. 如图所示,R2的阻值为200Ω,电源电压不变,闭合S1,当S2由断开到闭合时,电压表的示数之比是1∶3,则R1=______Ω;若将电压表换成电流表,那么在利用该电路进行实验的过程______ (选填“能”或“不能”)同时闭合S1和S2。
【答案】(1). 100 (2). 不能
【解析】
【分析】
【详解】[1]闭合S1,当S2断开时,两电阻串联,电压表测量R1两端的电压U1,闭合S1,当S2闭合时,R2被短路,只有电阻R1工作,电压表测量总电压U,因为串联电路总电压等于各分电压之和,且S2由断
开到闭合时电压表的示数之比是1:3,所以可得两电阻电压比
112111312
U U U U U ===-- 根据串联电路分压规律得
112212
R U R U == 因为R 2的阻值为200Ω,所以R 1=100Ω。
[2]若将电压表换成电流表,由于电流表的电阻很小,若同时闭合S 1和S 2,电流会不经过电阻直接将电源的两极连接起来造成电源短路,所以不能。
二、选择题(共26分,第11-16题,每题3分;第17、18题每题4分)
11. 根据你对生活中物理量的认识。
指出下列数据符合实际的是( )
A. 普通家庭照明电灯的功率大约是2000W
B. 1度电能使电视工作约1小时
C. 人体安全电压是36V
D. 手电筒的电流约为0.2A
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A .普通家庭照明电灯的功率大约是40W ,故A 不符合题意;
B .电视机的功率约为100W ,1度电能使电视工作的时间约为
-31kW h =10h 10010kW
W t P ⋅=
=⨯ 故B 不符合题意; C .人体安全电压不高于36V ,故C 不符合题意;
D .手电筒由两节干电池供电,电压约为3V ,小灯泡的电阻约为15Ω,通过小灯泡的电流约为
3V =0.2A 15Ω
U I R ==
故D符合题意。
故选D。
12. 电风扇、电热毯和电动机上都标有“220V 100W”字样,它们都在额定电压下工作相同时间,产生热量最多的是()
A. 电风扇
B. 电动机
C. 电热毯
D. 一样多
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】电风扇和电动机工作时消耗电能,大部分转化为机械能,少部分转化为内能;电热毯工作时把电能全转化为内能;由于它们都在额定电压下工作,则P=P额,由于实际功率P相同,所以,工作时间相同时,三个用电器消耗的电能相同,又因为只有电烙铁把电能全转化内能,电热毯产生的热量最多。
故选C。
13. 甲灯和乙灯的额定电压相同,把它们串联在电路中,甲灯比乙灯亮。
下列说法正确的是()
A. 通过甲灯的电流大
B. 甲灯的实际功率小
C. 甲灯的电阻大
D. 甲灯的额定功率大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】串联电路电流相等,甲灯比乙灯亮,说明甲实际功率大,根据P=I2R可知,甲的电阻大,根据
2
U P
R
可知,甲的额定功率小。
故选C。
14. 车辆在探测到驾乘人员未系安全带时,会在仪表盘上出现指示灯提示,当车速超过20km/h 时增加声音提示。
主驾驶和副驾驶的安全带分别对应开关S1和S2,系好安全带,相当于闭合开关,车速超过20km/h 时开关S3闭合,蜂鸣器响起。
只有当主副驾驶都系好安全带时,指示灯熄灭,提示音消失。
图中最合理的设计方案是()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题知,未系好安全带时,相当于断开开关,此时指示灯发光,车速超过20km/h时开关S3闭合,蜂鸣器响起,当两人都系好安全带时,相当于两个都闭合开关,指示灯不亮,提示音消失。
说明两开关串联,且两开关闭合灯和铃被短路了,所以两开关串联再与指示灯、铃并联,要使电路不会出现短路,即电路中必须串联一个保护电阻。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
15. 关于公式
U
I
R
,下列说法中正确的是()
A. 导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B. 通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
C. 导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成正比
D. 导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】A.导体的电阻是导体的固有属性,与它两端的电压和通过它的电流无关,故A错误;B.通过导体的电流一定时,该导体两端的电压跟导体电阻成正比,故B错误;
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比,故C错误;
D.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
16. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端向中点滑动。
关于该过程,下列说法中正确的是()
A. 电流表A1的示数变小,灯泡的亮度不变
B. 电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C. 电压表V
的示数与电流表A1的示数的比值变小D. 整个电路的总功率变小【答案】C 【解析】【分析】【详解】AB.由电路图知,滑动变阻器与灯泡并联,电流表A1测滑动变阻器的电流,A2测干路的电流,
变阻器的滑片从最右端向中点滑动时,变阻器接入电路的阻值变小,则通过变阻器的电流变大,所以电流表A1的示数变大,但灯泡的工作不受变阻器的影响,所以灯泡的亮度不变,即通过灯泡的电流不变;电压表测电源电压,所以其示数也不变,据并联电路的电流特点知,干路的电流变大,即电流表A2的示数变大,故AB错误;
C.据欧姆定律知,电压表V的示数与电流表A1的示数比值即为变阻器接入电路的阻值,滑片滑动的过程,变阻器接入电路的阻值变小,所以两电表的比值变小,故C正确;
D.在滑片滑动过程中,电源电压不变,干路电流即总电流变大,据P=UI知,整个电路的总功率变大,故D错误。
故选C。
17. 在物理图像中纵坐标和横坐标分别代表特定的物理量,图像的斜率(斜率表示一条直线相对于横坐标轴的倾斜程度)和面积也具有特定的物理意义。
对图中的两个图像是所含信息的理解,错误的是()
A. 图a中阴影部分面积表示该导体的电功率的大小
B. 图a中直线的斜率越大,表示导体的电阻越大
C. 图b中水平直线表示物体处于静止状态
D. 图b中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】AB.图a表示的是质量与体积的关系,与电功率电阻均无关,故AB错误,符合题意;CD.图b是v-t图像,速度为定值,所以处于匀速直线运动状态,根据s=vt可知,阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选ABC。
18. 甲图是小灯泡L和电阻R的I−U图象。
将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L 的实际功率为1W。
下列说法正确的是()
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L 的电阻为5Ω
B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后,在1min 内电阻R产生的热量为240J
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A .只闭合 S 1时,电路为小灯泡L 的简单电路,L 的实际功率为 1W ,根据P=UI 可知,在甲图L 的图线上找符合U 、I 乘积为 1W 的坐标,则有:U L =2V ,I L =0.5A ,则小灯泡 L 的电阻 2V =4Ω0.5A
L L L U R I =
= 故 A 错误; B .由 A 选项分析得,电源电压U =U L =2V ,再闭合 S 2后,此时R 、L 并联接入电路,电流表测干路中的电流,电压为 2V ,在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A ,则电流表示数增大0.2A ,故B 正确;
C .电源电压为 2V ,R 的电流为 I R =0.2A ,L 的电流为I L =0.5A ,电路中总电流为
0.2 A+0.5 A=0.7 A R L I I I =+=
则电路总功率
2V 0.7A=1.4W P U I ==⨯总
故 C 正确;
D .再闭合 S 2时,电阻R 的电压为 2V ,电流为 0.2A ,通电 1min 产生热量
2V 0.2A 60s=24J Q W UIt ===⨯⨯
故D 错误。
故选BC 。
三、简答题与计算题(共26分)
19. 如图所示是人们常用的一种插线板。
现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,有些厂家为了节省成本,在制造插线板的过程中,将插线板的电源线芯做得细了一些,这样会存在什么安全隐患?请用所学知识解释。
【答案】见详解
【解析】
【分析】
【详解】答:在材料和长度一定时,导体横截面积越小电阻越大,所以伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品越细,电阻越大,根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过细的芯线产生的热量越多,易发生火灾。
20. 如图甲所示为个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。
已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。
则在电路安全工作的前提下,请计算出:
(1)当湿度RH=60%时,求电流表的示数;
(2)电压表示数为9V时,求湿度RH 的值。
【答案】(1)0.12A;(2)80% 【解析】【分析】【详解】解:(1)当湿度RH=60%时,湿敏电阻R=70Ω,两电阻串联,电流为012V0.12A30Ω+70ΩU I R R===+
(2)电压表示数为9V 时,定值电阻分压为
0112V 9V=3V U U U =-=-
电流为 0103V
0.1A 30Ω
U I R =
== 湿敏电阻为 119V '90Ω0.1A
U R I =
== 由图可知,此时RH 的值为80%。
答:(1)当湿度RH =60%时,电流表的示数为0.12A ;
(2)电压表示数为9V 时,湿度RH 的值为80%。
21. 如图所示,电源电压不变,电阻R 1的阻值为15Ω,当断开开关S 2和S 3,闭合开关S 1时,电流表的示数为0.2A ;当断开开关S 3,闭合开关 S 1、S 2时,电流表的示数为0.8A 。
求:
(1)电源电压;
(2)电阻R 2的电阻;
(3)断开开关S 1和S 2,闭合开关S 3,通电一分钟,求整个电路消耗的电能。
【答案】(1)3V ;(2)5Ω;(3)27J
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)当断开开关S 2和S 3,闭合开关S 1时,电路为R 1的简单电路,电源电压
01110.2A 15Ω=3V U U I R ===⨯
(2) 当断开开关S 3,闭合开关 S 1、S 2时,R 1、R 2并联,电流表测干路电流。
通过R 2的电流
210.8A 0.2A 0.6A I I I =-=-=
R 2两端电压
203V U U ==
电阻R 2的电阻值
2223V =5Ω0.6A
U R I == (3)当断开开关S 1和S 2,闭合开关S 3时,R 1、R 2串联。
电路总电阻
12+15Ω+5Ω=20ΩR R R ==
电路中的电流
'03V =0.15A 20Ω
U I R =
= 通电1min ,整个电路消耗的电能 '03V 0.15A 60s 27J W U I t ==⨯⨯=
答:(1)电源电压为3V ;
(2)电阻R 2的电阻为5Ω;
(3)断开开关S 1和S 2,闭合开关S 3,通电一分钟,整个电路消耗的电能为27J 。
22. 如图所示,小杨同学家新购入一台智能滚筒洗衣机,洗衣机部分数据如下:
(1)往洗衣机内注入10kg 的水,在额定电压下连续加热1000s ,水温由20℃上升到50℃,此过程中,水吸收的热量为多少?
(2)上述过程中,洗衣机的加热效率是多少?
(3)小杨同学通过查阅资料得知,
这台洗衣机脱水过程中,电动机效率可以达到80%,则在脱水工作的3min 时间内,电动机产生的热量为多少?
【答案】(1) 1.26×106J ; (2) 52.5%;(3)4.5×105 J
【解析】
【分析】
【详解】(1)由Q cm Δt =知道,水吸收的热量
306==4.210J /k J g 10kg 020 1.2610Q cm t cm t t =∆-⨯⋅⨯⨯-=⨯()(℃)(5℃℃)
(2)由W P t
= 知道,洗衣机加热消耗的电能 W=Pt =2400W×1000s=2.4×106J
则洗衣机加热的效率
661.2610J 100%100%52.5%2.410J
Q W η⨯=⨯=⨯=⨯吸 (3)脱水工作的3min 时间内电动机消耗的电能
W 1=Pt =500W×3×60s=9×104J
由W W η=有总
知道,电动机产生的热量为 451
910J ===1480%.510J W Q η⨯⨯-热 答:(1)水吸收的热量为1.26×106J ;
(2)洗衣机的加热效率是52.5%;
(3)电动机产生的热量为4.5×105 J 。
23. 物理学是一门注重实验的自然科学,小明同学做了以下实验:
(1)小明在使用电流表测量电路某处电流时,将电流表接入电路中,在开关断开时,电流表的指针偏转如图甲所示,其原因是______。
当小明正确测量时,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为______A 。
(2)小明将铜片、锌片插入土豆,制成土豆电池。
该电池对外供电时,将______能转化为电能。
为判断士豆电池的正、负极,小明连接电路如图丙所示,试触开关S 2,发现电压表的指针向左偏转,由此可知,铜片是土豆电池的______极。
(3)如图丁所示的仪器叫______,该表现在的示数为______度。
小明将电水壶单独接在该表上正常工作6min ,指示灯闪烁了320次,该电水壶的额定功率是______W 。
【答案】 (1). 电流表没有调零 (2). 0.24 (3). 化学 (4). 正 (5). 电能表 (6). 318.6
(7). 1000
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]在开关断开时,电流表的指针偏转如图甲所示,不在零刻度处,说明电流表未调零,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 。
(2)[3][4]土豆电池主要把化学能转化为电能,电压表反偏,说明正负接线柱接反了,所以铜片为正极。
(3)[5][6][7]该仪器为电能表,是测量电功的仪器,示数为318.6度,电水壶消耗电能为
320kW h 0.1kW h 3200W =
⋅=⋅ 电水壶的额定功率
0.1kW h 1kW 1000W 6h 60
W P t ⋅==== 24. 某实验小组在用“伏安法”测量小灯泡电功率的实验中,待测小灯泡额定电压为3.8V ,额定功率约1W 。
(1)请你用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路连接,连线时导线不能交叉。
______
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至______端(选填“C”或“D” )。
(3正确连接电路后闭合开关,发现电流表指针不动,电压表有明显偏转,故障原因可能是______ (填字母)。
A.小灯泡断路
B.电流表坏了
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡短路
(4)排除故障后,闭合开关继续实验,移动滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应把滑变阻器的滑片向______ (填“左”或“右”)端移动。
(5)继续调节滑动变阻器滑片使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙,则小灯泡的额定功率为______W。
此时灯丝的电阻为______。
(结果保留一位小数)
(6)完成上述实验后,老师请同学们思考,如果电流表坏了,再增加一个开关和阻值为R0的定值电阻,还能测出小灯泡的额定功率吗?图中是同学们设计的四个电路,你认为可行的是______。
(填字母序号)
A. B. C. D.
【答案】(1). (2). D(3). A (4). 左(5). 1.14 (6).
12.7 (7). B
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]待测小灯泡额定电压为3.8V ,额定功率约1W ,根据P =UI ,灯的额定电流约为 1W 0.26A 3.8V
P I U ==≈ 故电流表选用小量程与灯串联,电压表与灯并联。
(2)[2]为了电路安全,防止电流过大,滑动变阻器的阻值调到最大,所以调到D 点。
(3)[3]电流表指针几乎不动,电路断路,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障为灯泡断路,故选A 。
(4)[4]电压表大量程,分度值0.5V ,读数为3V 小于额定电压,需要增大灯泡分压,减少变阻器分压,即减小变阻器电阻,滑片左移。
(5)[5][6]电流表示数为0.3A ,额定功率为
=3.8V 0.3A=1.14W P UI =⨯额额
电阻为
3.8V 12.7Ω0.3A
U R I ==≈额 (6)[7] 没有电流表的情况下,利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联,首先使灯泡两端的电压等于
3.8V ,然后测出此时定值电阻两端的电压,便可求出电路中的电流,根据P =UI 计算出灯泡的额定电功率,图B 中只闭合S 2,调节滑动变阻器使电压表的示数等于3.8V ,断开S 2,闭合S 1,保持滑片不动,电压表测R 0和L 的总电压,由串联电路电压特点可求出定值电阻两端的电压,由欧姆定律可求出电路中的电流,根据P =UI 计算出灯泡的额定电功率,故选B 。
25. 如果甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等质量的空气。
(1)电流产生的热量不易直接测量因此在本实验中是通过观察两个U形管中的液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少,这里采用了______的研究方法。
(2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关系通电一段时间后,______(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。
(3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系,乙装置中的电阻R3的作用主要是______。
(4)如果乙装置中R3发生了断路,在通电时间相同的情况下,与R3未发生了断路相比较,左侧U形管中液面的高度差将______。
(选填“变大”“变小”“不变”)
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图______(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
【答案】(1). 转换法(2). 电阻(3). 右(4). 电流(5). 使通过R1和R2的电流不相等(6). 变小(7). 甲
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)[2][3]甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流I与通电时间t相同,电阻不同,可探究电流产生的热量与电阻的关系,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,则右侧U形管中液面的高度差大。
(3)[4][5]图乙的装置在实验中,右侧容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中电阻R 1的电流与通过右边容器中电阻R 2的电流不同,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。
(4)[6]当乙装置中R 3发生了断路时,电路中只有R 1和R 2串联,因R 2的阻值大于R 2与R 3并联的阻值,所以此时电路中的总电阻变大,电路中电流变小,根据Q =I 2Rt 可知,在相同时间内,电流通过电阻丝R 1产生热量变少,则左侧U 形管中液面的高度差将变小。
(5)[7]电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等)
,通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,与甲实验的原理相同。
26. 小龙利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”,可供选择的器材有:电源,电流表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器,导线若干。
已知电源电压为6V 。
(1)连接电路时,开关应处于______状态。
(2)实验中多次改变R 的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数, 得到图乙电流I 随电阻R 变化的图像。
完成第一组实验后,断开开关, 保持滑片位置不变,拆下5Ω的电阻,改接入10Ω的电阻,闭合开关,请问此时滑动变阻器应该向______(选填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为______V 。
(3)根据实验结果绘制出I-R 图像如图乙所示,小龙可以由此得到实验结论:______。
(4)请问小龙在该实验中,选取的哪种规格的滑动变阻器______(填字母)。
A.20Ω,1A
B. 50Ω,0.6A
C. 100Ω,0.3A
(5)小新认为利用该电路还可以去测量阻值未知的定值电阻R x ,将图甲中的定值电阻R 换为未知电阻R x ,其
余电路元件不变,如图丙所示。
①小新正确操作实验器材,移动滑片到某一位置时,电压表、电流表示数如图丁所示,则待测电阻
R x=______Ω。
②小龙认为小新只测量一次数据便结束实验的做法不对,应该进行多次实验,这样做的目的是______。
【答案】(1). 断开(2). 左(3). 2.5 (4). 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(5). B (6). 5 (7). 取平均值,减小误差
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时开关断开。
(2)[2][3]探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,由图乙可知,电压为2.5V定值,这说明实验中电阻两端的电压应保持2.5V不变,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,为使电阻两端的电压减小为原来的电压值,由串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)[4]由图可知,电流电阻乘积为定值,所以结论为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。
(4)[5]电阻两端的电压始终保持2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压3.5V,变阻器分得的电压为电阻的1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R=⨯=
1.425Ω35Ω
滑
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器,因0.5A>0.3A,故选B。
(5)[6][7]电流表读数为0.4A ,电压表读数为2V ,电阻为
2V 5Ω0.4A
U R I =
== 为减小误差,应进行多次实验取平均值。