九年级电功率单元测试卷附答案
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九年级电功率单元测试卷附答案
一、初三物理 电功率 易错压轴题(难)
1.L 3V 0.2A 0.6W
P U I '==⨯=额额小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中,连接电路,如图甲所示.可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω.
(1)请你用笔划线代替导线,把图甲所示的电路补充完整,并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大_____.
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中的故障可能是_____(写出一种即可).故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为_____A .
(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为_____V 止,记录电流表的示数.
(4)完成上述实验之后,小聪想测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为U 额.他又找来一个阻值为R 0的定值电阻,设计了电路图丙.请补全实验步骤并写出表达式 ①只闭合开关S 和_____(选填“S 1”或“S 2”),移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_____,此时小灯泡正常发光.
②只闭合开关S 和_____(选填“S 1”或“S 2”),保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I .
③小灯泡额定功率的表达式是P 额=_____.(用已知量和所测物理量符号表示)
【答案】 电阻(或电压表)短路 0.4 右 2 S 2 v
S 1 0I U U R -额额
()
【解析】
【分析】
【详解】 (1)要使滑片向右移动时连入电路中的阻值变大,故连接滑动变阻器的左下接线柱与电阻
串联,如图:
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,电路中的故障可能是电阻短路,或电压表短路;
电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A ,电流为0.4A ;
(3)由欧姆定律的变形公式,电压表示数:
0.4A 5Ω2V V U IR ==⨯=,
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;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V ;
(4)①只闭合开关S 和S 2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为v ,此时小灯泡正常发光.
②只闭合开关S 和S 1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数I .
③在①中,电流表测定值电阻的电流,根据欧姆定律的变形公式,U =IR ,定值电阻的电压为
00
U R U R ⨯=额额, 根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与定值电阻并联的总电流,根据并联电路电流的规律灯的额定电流为:
U I I R =-
额额, 可得,小灯泡额定功率的表达式是:
2.(4)[7][8]实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U-I 图像应为图3中的虚线①,选择的依据是“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V ,五个定值电阻R 1(5Ω)、R 2(10Ω)、R 3(15Ω)、R 4(20Ω)、R 5(25Ω),标有“50Ω1A ”的滑动变阻器R 、电压表(可用量程:0~3V 、0~15V )、电流表(0~0.6A )、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S ,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R 1和R 上,则电路故障是______;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P 移到最______端,闭合开关,调节滑片P ,使电压表的示数为2.5V 时,电流表的示数应为______A ;
(3)分别用定值电阻R 2、R 3、R 4、R 5依次替换R 1,重复(2)的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I -R 图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是:______;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P 位置不变,断开开关,用R 2替换R 1,闭合开关,发现电压表示数______2.5V (选填“大于”或“小于”),应向______(选填“左”或“右”)移动滑片P 才能达到实验要求;
(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______Ω;
(6)在使用电阻R 1、R 5完成实验的过程中,当电压表示数为2.5V 时,滑动变阻器R 消耗的电功率分别为P 1、P 5,则15:P P =______。
【答案】R 1短路 右 0.5 当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比 大于 右 4 5:1
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,电阻R 1和滑动变阻器R 串联,电压表测R 1两端的电压,电流表测电路中的电流。闭合开关时,电流表有示数,则电路中出现短路,而电压表无示数,那么是电阻R 1短路了。
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,即最右端。
[3]由图乙知,电压表示数为2.5V ,R 1=5Ω时,电路中的电流为0.5A 。
(3)[4]由图乙知,当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[5][6]用R 2=10Ω代替R 1后,若滑动变阻器接入电路的阻值不变,据串联电路的分压特点知,R 2分去的电压变大,即电压表的示数大于2.5V ,要使R 2两端的电压保持为2.5V ,应让变阻器接入电路的阻值变大,以分去更多电压,所以应向右移动滑片。
(5)[7]实验中,定值电阻两端的电压保持不变,那么变阻器两端的电压也保持不变,当定值电阻更换的阻值越小,据串联电路的特点,变阻器接入电路的阻值也越小。所以,当R 1=5Ω时,变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中的电流I =0.5A ,那么最小电阻
1min 4.5V 2.5V 4Ω0.5A
U U U R I I --====滑