【物理】九年级上册物理全册全套精选试卷检测题(WORD版含答案)
【物理】九年级上册物理全册全套精选试卷检测题(WORD 版含答案)
一、初三物理 电流和电路 易错压轴题(难) 1.进一步探究
电容器是电气设备中的重要元件,是储存电荷的装置。通常简称其容纳电荷的本领为电容,用字母C 表示,单位为法拉,用字母
F 表示。两个相距很近又彼此绝缘的平行金属板形成一个最简单的电容器,在电路中用
表示。
(1)如图,闭合开关,电容的两个极板将带等量异种电荷,这个过程叫电容器充电。充电过程中,经过开关的电流方向是______(选填“从A 到B ”或“从B 到A ”)。改变电源电压,电容器所带电荷量Q 也发生改变,实验数据如下表。。
电压U /V 2 8 2
电荷量Q /C 4×10-3 6×10-3 2×10-3 5×10-3 电容C /F
2×10-3
0.75×10-3
1×10-3
2×10-3
(2)分析数据可知,电容C 与电容器两端电压U 及电荷量Q 的关系式为:C=______。
(3)请把表格补充完整______。
(4)电容的大小不是由带电量或电压决定的,常见的平行板电容器,电容决定式为S
C d
ε=(ε是一个常数,S 为极板面积,d 为极板间距离)。多电容器串联时,
121111=n
C C C C ++…,(C 表示总电容,C 1、C 2.……C n 表示各电容器的电容)。现有两个极板面积分别为S 1、S 2,极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上,则总电容C =______,总共能够储存的电荷量为______。
【答案】B 到A Q
C U
= 2.5V
121221S S S d S d ε+ 121221S S d d U S S ε+ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]充电过程中负电荷从A 运动到B ,正电荷从B 运动到A ,则根据电流方向的规定,经过开关的电流方向为B 到A 。
(2)[2]由表中数据可知
3-3210F 2V 410C -??=? 3-30.7510F 8V 610C -??=?
3-3110F 2V 210C -??=?
即
Q CU =
则
Q C U
=
(3)[3]根据上题所得公式Q
U C
=
,将表中数据带入可得 33510C 2.5V 210F
Q U C --?===?
(4)[4][5]现有两个极板面积分别为S 1、S 2,极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上,电容决定式为
S
C d
ε=
则
1
11
S C d ε= 2
22
S C d ε=
因为多电容器串联时
121111=n
C C C C ++… 则
12
111
=C C C + 带入12C C 、可得
12
1221
S S C S d S d ε=
+
则总共能够储存的电量为
121221
U
S S S d C S d Q U ε+==
2.小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”.她们连接的电路如图所示.
(1)当小敏用开关“试触”时,发现电流表A1无示数、电流表A2的指针快速右偏,两灯均不发光.由此可知,她们连接的电路发生了________故障;若闭合开关S,可能造成的后果是________.
(2)小英只改接了电路中的一根导线,电路便连接正确了,请你在图中画出她的改法.(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线)
(___________)
(3)她们利用改正后的电路进行实验:闭合开关S后,读出两块电流表的示数,得出的初步结论是:________.
【答案】短路电流表A2被烧坏在并联电路中,
干路电流大于支路电流
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电流表A1无示数、电流表A2的指针快速右偏,两灯均不发光,由此可知电路发生了短路故障,若闭合开关S,由于电路发生短路,电路中电流过大,可能造成的后果是电流表A2被烧坏.
(2)改正电路如图:
(3)利用改正后的电路进行实验,闭合开关S后,读出两块电流表的示数,得出的初步结论是:在并联电路中,干路电流大于支路电流.
【点睛】
电路中发生短路的危害,可能烧毁电流表或电源,为避免短路发生,可采用试触法.
3.酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供营养,还可以发电呢!小梦将接有导线的铜片和铝片插入橙子中,一个水果电池就做成了,如图所示。那么水果电池的正极是哪个金属片呢?给你电流表、电压表、发光二极管和导线若干,请选择其中合适的器材设计一个
实验方案进行探究。
(1)选用的器材:______________________________________________;
(2)探究的方法:______________________________________________________。
【答案】电压表、导线若干将电压表的正接线柱与铜片相连,再把与锌片相连的导线与电压表的负接线柱进行试触,若电压表指针正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的铜片是水果电池的正极;若电压表反向偏转,锌片是电池的正极
【解析】
【分析】
【详解】
由电流表、电压表和二极管的连接方法知,电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出,故可把电压表、电流表或发光二极管接在水果电池两极,观察指针的偏转方向或发光二极管是否发光,从而确定出电池的正负极。
(1)[1]选用的器材:电压表和导线若干。
(2)[2]探究的方法:将电压表的正接线柱与铜片相连,再把与锌片相连的导线与电压表的负接线柱进行试触,若电压表指针正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的铜片是水果电池的正极;若电压表反向偏转,锌片是电池的正极。
4.实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,若干个不同阻值的定值电阻和足够多的导线。小华想用实验桌上的器材证明:“当通过导体的电流一定时,导体的电阻越大,导体两端的电压越大”,为此他设计的实验电路如图所示。
(1)请写出他的实验步骤;
(2)设计一个实验数据记录表格。
【答案】见解析所示
【解析】
【详解】
(1)实验步骤:
①按图连接电路,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关后,调节滑片位置,使电流表示数为I,读电压表示数U,将R、I、U记录在数据表格中;
②断开开关,将R换为另一更大阻值的电阻,闭合开关后,调整滑片位置,使电流表示数
仍为I,读出电压表的示数U,将R、I、U记录在数据表格中;
③仿照步骤②,再重复1次实验。
(2)实验数据表格:
实验次数123
电流I/A
电阻R/Ω
电压U/V
5.实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻R x:阻值在49~52Ω之间
B.滑动变阻器:最大阻值如图甲
C.滑动变阻器:最大阻值如图乙
D.定值电阻R0:阻值20Ω
E.电压表V:测量范围0~3V
F.电源E:电源电压恒为4.5V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻R x的电阻,小明设计了图丙所示的电路.
(1)在小明设计的电路中,滑动变阻器应选________(填器材前面的序号字母).(2)小明在实验中的主要操作步骤及记录的数据是:
Ⅰ.将开关S掷向1,由________(填“a至b”或“b至a”)移动滑动变阻器的滑片P 至某一位置,读出V表的示数为2.5V;
Ⅱ.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2,读出V表的示数为1.5V.
根据小明的测量数据可以得到待测电阻的阻值R x=________Ω.
【答案】C b至a 50
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据串联电路的分压特点可知,若接最大阻值为20Ω的滑动变阻器时,根据串联电路电压与与电阻成正比的规律,电阻两端分得的电压最小为
49Ω
4.5 3.2
49Ω
20Ω
X
X
R
U V V
R R
?≈
++
甲
=>3V,即此滑动变阻器的最大阻值过小,故应选择最大阻值较大的C规格的滑动变阻器.(2)将开关S掷向1时,因开关闭合前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的b,由b至a移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,如下图所示:
则,X X
X
U U U
I
R R
-
==,即
2.5V 4.5V 2.5V
X
R R
-
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2时,如下图所示:
则00
'
U U U
I
R R
==
-
,即
1.5V 4.5V 1.5V
20ΩR
=
-
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,由①②两式
可得:50Ω
X
R=.
【点睛】
根据串联电路的分压特点求出待测电阻与滑动变阻器串联时分得的最小电压,再与电压表的量程相比较即可选择滑动变阻器的规格;闭合开关前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处;当开关S掷向1时,待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律分别得出等式,解等式即可求出待测电阻的阻值.
6.小丽做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2.5V”字样,电阻约10Ω)。
(1)如图甲所示是小丽连接的部分电路,请将电路连接完整_________。
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.若电路中仅有一处故障,这个故障可能是___________。
(3)实验过程中,当电压表的示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向___调节(选填“左”或“右”);小灯泡正常发光电流表的示数如图乙所示,则,此时小灯泡的电功率为______W。
(4)做完此实验后,小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻R x的阻值,与其他同学讨论后,她通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、定值电阻(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种方案(如图).在A、B两种方案中,方案__________可以让测量结果更准确,理由是_______。(电表为理想电表)
【答案】略灯短路右1.2B可以多次测量取平均值
【解析】(1)小灯泡与电流表串联,电压表接在小灯泡的两端,如下图:
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,故障为短;电压表无示数,说明电压表被短路,因此电路故障为灯泡短路;(3)电流表量程为0~0.6A,由表知0.4+4×0.02A=0.48A;此时小灯泡电功率:P=UI=2.5V×0.48A=1.2W;要使小灯泡正常发光,应使小灯泡两端电压为额定电压,由2V增大到2.5V,根据串联分压的特点,应使滑动变阻器阻值减小,故应将滑动变阻器的滑片P向右移动;(4)方案A通过R x与R串联,测得Rx两端电压,然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱,电压表示数与在a点相同,则可求得电阻值;
方案B先后把电压表分别放在R x和R0两端测出电压值,由串联分压公式可求R x.调节电阻箱阻值,可以多次测量.方案A,只能求一次阻值;方案B可以多次测量求平均值,以减小误差。
7.如图是“探究并联电路电流特点”的实验电路图:
电流表A1A2A
电流I/A0.160.24 2.0
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是______的(填“相同”或“不相同”);
(2)开关闭合前,琪皓同学发现电流表A1的指针在零刻度线左端,如图乙所示,其原因是______;
(3)上表是某同学实验中的一组数据:有同学指出上述表格中电流表A数据明显错误,造成错误的原因是________________;
(4)实验中某同学发现两个小灯泡中,一个发光,一个不发光,三个电流表都有示数,造成小灯泡不发光的原因可能是______;
(5)实验中,我们都要进行多次测量。以下实验中,与“探究并联电路电流特点”进行多次测量的目的不相同的是______。
A.探究电流与电压的关系 B.探究杠杆的平衡条件 C.刻度尺测物体的长度
【答案】不同电流表指针未调零电流表接小量程却按大量程读数实际功率过小 C 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要使结论具有准确性与普遍性,所选电阻不能特殊,因此最好选用不同规格的电阻,同时还应多次实验。
(2)[2]开关闭合前,电流表A1的指针在零刻度线左端,此时电路没有电流,说明原因是电流表指针未调零。
(3)[3]并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,上述表格中电流表A数据明显错误,观察电流表量程可发现,导致错误的原因是使用小量程测量,而读数却读成大量程。
(4)[4]两个小灯泡一个发光,一个不发光,三个电流表都有示数,说明各支路都有电流通过,但有可能是其实际功率过小。
(5)[5]在“研究串并联电路的电流特点”时,换用不同阻值的电阻,多次进行实验目的是寻找规律,避免结论的偶然性;而刻度尺测物体的长度是采用多次测量减小误差,其测量的目的不相同,故选C。
8.如图是小明探究串联电路特点的实验电路图:
(1)小明最好选择两个小灯泡的规格是_______的。(填“相同”或“不相同”)。
(2)小明连电路时把一只开关和两个小灯泡连接后,刚将线路两端接到电源两极,L2就亮了,但L1没亮。他在实验操作中不当之处是:____________。实验时L1没亮的原因可能是(____)
A.通过灯泡L1的电流比L2中的电流小
B.该灯泡的灯丝断了
C.该小灯泡灯座处可能短路了
D.该灯泡靠近电源负极
【答案】不相同连接电路时,开关没有断开 C
【解析】
【分析】
(1)探究实验中,为了使结果有普遍性,减少偶然性,应选用不同规格的灯泡做实验。
(2)为防止电路连接过程中出现短路,连接电路时开关应该断开;两只灯泡是串联的,一只灯泡的灯丝断了以后,整个电路发生断路,另一只灯泡不可能发光;一只发光,另一只不发光,可能不发光的这一只被短路或电路中电流远小于L1的发光电流。
【详解】
(1)[1]应选用不相同的灯泡做几次实验,是为了让结果具有普遍性。
(2)[2]刚将线路两端接到电源两极,L2就亮了,说明连接电路时,开关没有断开。
[3]A.两个灯泡串联时,通过的电流相等,故A错误;
B.L2亮说明电路是通路,即灯泡的灯丝不可能断了,故B错误;
C.L1没亮的原因可能是该小灯泡灯座处可能短路了,故C正确;
D.灯泡的亮与不亮与电源的正负极无关,故D错误。
故选C。
9.如图所示的各种实验装置,请按照要求回答:
(1)如图甲的电子天平可以用来测量物体的______,以下实验中需要电子天平的是_____(选填字母);
(a)测定铜块的密度;(b)验证阿基米德原理;(c)探究物质质量与体积的关系(2)在电学实验中,连接电路时电键应处于____状态,电流表应_____在被测电路中(选填“串联”或“并联”),电流应从电流表的_____接线柱流入.如图乙所示,电流表的示数为
______安.
(3)如图丙所示的装置,叫做______.
【答案】质量【答题空2】(a)(c)断开串联【答题空5】+ 0.3 U 形管压强计【解析】
【分析】
(1)天平测量物体的质量;分析哪个实验用到天平;
(2)根据电流表的使用解答本题,从图乙中得到电流表的分度值,由指针的位置得到电流表的示数;
(3)液体内部压强的存在可以用U形管压强计来证明它的存在,也可以用来比较液体内部压强的大小.
【详解】
(1)电子天平可以用来测量物体的质量;
(a)测定铜块的密度,需要用天平测量铜块的质量,量筒测量铜块的体积;
(b)验证阿基米德原理,用弹簧测力计测量物体的重力和浸入液体中受到的拉力;
(c)探究物质质量与体积的关系,需要用天平测量物体的质量;
需要电子天平的是(a)和(c);
(2)为了保护电路,连接电路时电键应处于断开状态,电流表应串联在被测电路中,电流应从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;从图乙中得到电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A;
(3)图丙中的实验装置为“U形管压强计”,利用它可以证明液体内部存在压强和比较液体内部压强的大小.
10.为了探究“并联电路电流规律”,小红实验小组设计了如图甲所示的电路图。
(1)准备连接电路时,他们首先就连接方法进行了如下讨论。几个说法中错误的是
(________)
A.按照电路图连接电路时,开关应该是断开的
B.每处接线都必须接牢
C.连接电路元件时不能从电池的负极开始
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关
(2)连接好电路后,小明闭合开关测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________;
(3)小亮同学根据下表实验数据得出的实验结论是;在并联电路中,干路电流等于各支路
电流之和,且各支路的电流相等。老师指出小亮的探究过程有不妥之处,请问他下一步应该被的最合理的操作是(________)
A点电流A I B点电流B I C点电流C I
0.16 A0.16 A0.32 A
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
【答案】C电流表正负接线柱接反C
【解析】
【详解】
(1)[1]A.连接电路时,开关应该断开,故A正确,不符合题意;
B.连接电路时每处接线都必须接牢,要不接触不良会造成断路,故B正确;
C.连接电路时,应该按照一定的顺序,开关断开,防止短路对电路元件的损坏,故C错误,符合题意;
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关,避免发生短路,故D正确。
(2)[2]由乙图知,电流表的指针反偏了,原因是电流表正负接线柱接反了;
(3)[3]探究并联电路的电流特点时,应选择两盏不同规格的灯泡,多做几次实验,以得到普遍的结论,故选C。
11.某同学希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来研究串联电路的电流规律.所接电路图如图甲所示,闭合开关后,两电流表指针偏转情况如图乙.
(1)电流表的读数是__________.
(2)该同学发现电流表指针偏转较小,所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器,电流都会减弱一些.”请你指出造成他判断错误的原因:________
(3)连接电路后,两灯泡都亮,由于连接较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单的判断方法是否可行?请你在表中空格填写“可行”或“不可行”_________.
【答案】0.4A 读数时没注意观察电流表量程方法1、可行方法2、不可行
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图示电流表可知,电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,读数为0.4A;
(2)由图示可知,电流表A1指针偏转角度大于A2偏转角度,
如果不注意观察电流表量程,会错误地认为电流表A1的示数大于A2的示数,
会得出“串联电路电流每流经一个用电器,电流都会减弱一些”的错误结论;
(3)方法1:把其中一只灯泡从灯座中取下来,如果观察另一只灯泡熄灭,则亮灯一定是串联,该方法是可行的;
方法2:把任意一根导线断开,如果观察两灯都熄灭,则是无法确定两灯的连接方式的.因为两灯无论是串联还是并联,当把任意一根导线断开时,都有可能造成两灯熄灭.串联电路的电流路径只有一条,一处断开则电路中就不会有电流,两灯都不发光;并联电路的电流路径虽然有多条,各用电器可以独立工作,但如果是并联电路干路上的导线断的话,则也会造成两灯都不发光,所以该方法是不可行的.
12.在探究“并联电路各支路中的电流与干路电流的关系”时,小明同学在实验室选取:电流表3只,灯泡2只,开关1个,干电池,导线若干.
(1)请你帮助小明设计一个能够同时测量出支路和干路电流的电路,把你设计的实验电路图画在方框内.
(______)
(2)小明同学按照电路图连接实物,把最后一根导线连接完毕后,看到灯泡立即发光,一个电流表指针向零刻度的左边偏转.小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是
_____,还有一处是_____.
(3)小明排除故障后开始实验,正确得出电流表示数如表
实验次数I1/A I2/A I3/A
1 0.100.20 0.30
分析表格中的数据,小明发现并联电路干路中的电流和支路中的电流关系是_____(可用字母表达式表示).但为了使实验结论更具科学性,请你提出一条合理化建议:_____.
【答案】连接电路的过程中,开关没有断开电流表的接线柱接
反了 I3=I1+I2更换不同的灯泡进行多次实验
【解析】
【分析】
(1)连接电路时,开关应断开;(2)电流表串联在电路中,电流要正进负出;(3)多次实验找出普遍性规律;
【详解】
(1)从电源正极依次串联开关、灯泡L1、电流表A1、电流表A回到电源负极,然后将灯泡L2和电流表A2串联后并联在灯泡L1和电流表A1两端,如下图所示:
(2)把最后一根导线连接完毕后,看到灯泡立即发光,说明连接电路的过程中,开关没有断开;一个电流表指针向零刻度的左边偏转,说明电流表的接线柱接反了.
(3)由表中数据分析可以知道,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I3=I1+I2
一组实验数据具有偶然性,要得到普遍规律,需多次实验得到多组实验数据,因此需更换不同的灯泡进行多次实验.
二、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
13.软硬程度不同的铅笔其用途不同例如6B软铅笔用来作画,软硬适中的HB铅笔用来写字,6H硬铅笔用来制图。已经知道铅笔芯的电阻大小与其长度、横截面积有关。小明有
5cm和15cm的6H、HB、6B的铅笔芯若干,用如图所示的方案探究铅笔芯的电阻大小与其硬度是否有关。
(1)实验中小明通过______反映铅笔芯电阻的大小。
(2)应选用______cm的铅笔芯做实验更好一些
(3)实验中更换不同硬度的铅笔芯,发现灯泡亮度几乎不变可能是铅笔芯的电阻差别比较小;改进的措施是:在电路中串联一个______。
(4)实验中,______更换不同硬度的铅笔芯时,(选填“需要”或“不需要”)保持电源电压不变。
(5)根据改进后的方案,画出记录数据的装格,表格中要有必要的信息______
【答案】灯泡的亮度 15 电流表需要
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当电压一定时,铅笔芯的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡越暗,所以可以用灯泡的亮度来反映铅笔芯的电阻大小。
(2)[2]不同硬度的铅笔芯,选用较长的,它们的电阻差别较大,灯泡亮度变化明显,便于观察。
(3)[3]灯泡亮度几乎不变,说明电流变化不明显,串联一个电流表,可以更准确地反映电流的变化情况。
(4)[4]研究不同硬度铅笔芯的电阻与硬度的关系,应该控制其它因素相同,所以需要保持电源电压不变。
(5)[5]实验时,要控制铅笔芯长度和横截面积相同,进行多次实验,由于没有电压表,所以不能测出铅笔芯的电阻值,只能通过电流表示数来比较其电阻大小,所以设计表格如下:
14.小明手边有6节同种型号的新锂电池(电池电压相同)和一个电流表,他想知道把这些电池串联起来接入长度为480m、横截面积为64mm2的电阻丝A时通过的电流是多少,他想到:通过电阻丝的电流大小与电池节数、电阻丝的长度、横截面积、材料都有关系。于是他就对由同种材料组成的不同规格的电阻丝样品进行了测试,实验数据如下:
(1)分析数据可知,电阻丝中通过电流大小与电阻丝的长度成______,与电阻丝的横截面积成______。(填“正比”或“反比”)
(2)经过对样品数据的分析,得出把电阻丝A接入6节该锂电池做为电源的电路中时通过的电流为______A。
【答案】反比正比 1.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由第一组和第四组的实验数据可知,电源电压相同,横截面积相同,长度变为原来的四倍,电流变为原来的四分之一,说明电电阻大了四倍,由此可得:在电压相同,材料和横截面积也相同时,电阻丝中通过电流大小与电阻丝的长度成反比。
[2]由第五组和第二组的实验数据可知,电源电压相同,长度相同,横截面积变为原来的四倍,电流也变为原来的四倍,说明电阻小为了原来的四分之一,由此可得:在电压相同,材料和长度也相同时,电阻丝中通过电流大小与电阻丝的横截面积成正比。
(2)[3]由第三组和第四组的实验数据可知,电源电压不相同,电阻丝的材料、长度和横截面积相同,电源电压大为原来的二倍,电流也变为原来的二倍,由此可得:在材料、长度和横截面积相同时,电阻丝中通过电流大小与电源电压成正比。A的横载面积为64mm2,为第一组横截面积的40倍,A的长度为480m,为第一组长度的120倍,则电阻为第一组的3倍,电阻丝A两端的电池节数是6节,为第一组电池节数的3倍,即电压变为原来的3倍,则电流为
1.6A×1
3
×3=1.6A
15.阅读下列一段文字,回答问题:
我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横
截面积成反比,这个规律叫做电阻定律,用公式表示为
L
R
S
ρ
=,其中R、L、S分别表示
导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫做材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见下表:
(1)写出电阻率ρ在国际单位制中的单位是_________________。
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是________(正确/错误)的,这种探究问题的方法叫_________________。
(3)分析比较实验序号_________的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是
__________________________。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用 _________材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较________(大/小)。
【答案】Ω·m错误控制变量法 1、3 电阻率与导体的材料有关镍铬合金大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]已知R的单位是Ω、L的单位是m、S的单位是2
m,由电阻定律公式
L
R
S
ρ
=。根
据等式两边的单位相等可以知道电阻率ρ在国际单位制中的单位是Ω·m ;
(2)[2][3]分析比较实验序号1、2的数据长度不同时电阻率相同,故猜想1是错误的;只允许一个量发生改变,控制其他量不变的实验方法叫控制变量法;
(3)[4]分析比较实验序号1、3的数据横截面积不同时,电阻率相同可以确定猜想2是错误的;
(4)[5]分析比较实验序号1、4、5的数据,它们的长度、横截面积相同,而材料不同时电阻率不同,可得到的初步结论是电阻率大小与材料的种类有关;
(5)[6][7]根据表格可知镍铬合金的电阻率比较大,所以如果要制作一个滑动变阻器,应选用镍铬合金材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较大。
16.某同学用下图所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,电源电压恒为.
(1)闭合开关后,电流表无示数,但电压表有示数,原因可能是__________.
A.电流表断路B.电压表断路C.R1断路D.R2断路
(2)探究电流与电压的关系时,应保持________不变(选填“R1”或“R2”).
(3)探究电流与电阻的关系时,当R1的阻值是2Ω,电流表示数是1.0A,要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是________Ω;多次测量后,作出的I-R1图像是图乙中的________.【答案】CR14D
【解析】
【分析】
(1)闭合开关,电流表无示数,可能电路出现断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;
(2)探究电流和电压的关系,应保持电阻不变;
(3)探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,根据欧姆定律得到R1的阻值;根据电流和电阻的关系得到I-R1图像。
【详解】
(1)闭合开关,电流表没有示数,可能出现断路,电压表有示数,则与电压表并联的R1断路,故选C。
(2)该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系,探究电流与电压的关系时,应保持R1不变;
(3)R1两端的电压U=IR=1.0A×2Ω=2V,探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电
压不变,要使电流表示数是0.5A,R1的阻值;因为电压不变,通过导体的电流和电阻成反比,所以作出的I-R1图像是图乙中的D。
【点睛】
本题考查电流电压和电阻的关系,当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
17.小华用如图所示电路来探究串联电路电压的特点。
(1)在拆接电路时,开关应处在___________状态(选填“断开”或“闭合”); (2)实验中应选择规格__________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(3)用电压表分别测出A 与B 、B 与C 、A 与C 两点间的电压为U AB 、U BC 、U AC 。经过多次实验,得到的数据记录在表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是_____________________________________;(用公式表示) 实验次数 U AB / V U BC / V U AC / V 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3
1.2
1.8
3.0
(4)小华进行多次实验的主要目的是_______;(填字母) a. 寻找普遍规律 b. 减小实验误差
(5)测出L 1两端的电压后,小华断开开关,准备拆下电压表,改接在B 、C 之间。小明认为这样做太麻烦,只需将与A 点相连的导线改接到C 点即可。小明的做法是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是_____________。
【答案】断开 不同 AC AB BC U U U =+ a 错误 电压表正负接线柱接反(或损坏电压表、测不出电压值) 【解析】 【详解】
(1)[1]在拆接电路时,为了保护电路,开关应处在断开状态;
(2)[2]实验中应选择规格不同的灯泡,因为串联电路电流是相等的,假如规格相同,那么这两灯泡的电压也是相同的,会得到错误的结论; (3)[3]从表中数据可知,第1次实验时
0.8V 2.2V 3.0V AB BC AC U U U +=+==
第2次、第3次实验时,也能得到这个结论,所以可知串联电路的电压特点是
AC AB BC U U U =+;
(4)[4]小华进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律; (5)[5]小明的做法是错误的;
[6]因为这样做,电流会从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,会损坏电压表。
18.用甲图测小灯泡电阻.灯泡正常发光的电压为2.5V .
(1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时电流表的示数为_______A ,小灯泡的电阻为_______Ω;
(2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,而小灯泡不亮.其可能原因是_______(说出一种即可);
(3)若一个电表发生故障,但有已知的定值电阻R 0可提供的情况下,下列电路中不能测出小灯泡电阻的是_______.
【答案】0.2 12.5 滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低 D 【解析】 【分析】 【详解】
(1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A 量程,分度值为0.02A ,此时电流表的示数为0.2A ,由欧姆定律,小灯泡的电阻为:
2.5V 12.50.2A
U R I =
==Ω; (2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,说明电路是连通的,小灯泡不亮,可能原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低,灯泡实际功率太小所致; (3)A .由电路图可知,S 断开时,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压U x ;S 闭合时,R 0短路,电压表测电源电压U ,根据串联电路电压的规律,可得出S 断开时定值电阻的电压U 0=U –U x ,由欧姆定律可求电路中的电流0
x
U U I R -=
,从而得出待测电阻的大小 00
x x
x U U R R I U U =
=-,
故A
不符合题意.
B .S 断开时,电流表测通过定值电阻的电流I 0,由欧姆定律可求出电源电压U=I 0R 0; S 闭合时,电流表测并联电路干路的电流I ,根据并联电路各支路互不影响,两电阻并联时,通过定值电阻的电流大小不变,故根据并联电路电流的规律可知,通过待则电阻的电流I x =I-I 0,由欧姆定律可求待测电阻大小
000
x x I R U
R I I I =
=-, 故B 不符合题意.
C .S 断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流I ,根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压的表达式U =(R x +R 0)I ;S 闭合时,为R 0的简单电路,电流表测通过R 0的电流I 0,由欧姆定律可得电源电压的表达式U =I 0R 0,根据电源电压不变,则
(R x +R 0)I =I 0R 0,
可求待测电阻大小为
00
(x I I R R I
-=
), 故C 不符合题意.
D .无论开关断开与闭合,电压表都测电源电压,故不能测量待测电阻的大小.故答案为D .
19.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U 0的大小和电阻R x 的阻值,电源电压U 0约为2V ~3V ,R x 的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A ,0~3A )、电压表(量程0~3V ,0~15V )、滑动变阻器R (最大阻值为30Ω).请你思考完成下列问题:
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图_________.
(2)用物理量U 0、R x 、电流表的示数I 写出表示电压表示数U 大小的关系式:U=_____. (3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为_____(选填“最大”或“零”);