(考試時(shí)間:90分鐘 試卷滿(mǎn)分:100分)
注意事項(xiàng):
1.測(cè)試范圍:人教版九年級(jí)全一冊(cè)第15-17章。
2.本卷平均難度系數(shù)0.2。
第Ⅰ卷 選擇題
一、選擇題(本題共12小題,每小題3分,共36分。其中1-10題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,11、12題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.如圖甲所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān),兩燈泡均發(fā)光,且兩個(gè)完全相同的電流表指針偏轉(zhuǎn)均如圖乙所示,通過(guò)干路和燈泡L2的電流分別為( )
A.0.3A,0.2AB.1.5A,0.3AC.1.5A,1.2AD.1.5A,1.5A
2.關(guān)于電阻的說(shuō)法中正確的是( )
A.兩段導(dǎo)線(xiàn)A和B,在相同的電壓下,通過(guò)A導(dǎo)線(xiàn)的電流大,說(shuō)明A導(dǎo)線(xiàn)的電阻大
B.A和B兩根完全相同的導(dǎo)線(xiàn),把A剪去一半,剩下的一半跟B相比,A的電阻大
C.A和B兩根完全相同的導(dǎo)線(xiàn),把A拉長(zhǎng)一些,拉長(zhǎng)后的A跟B相比,A的電阻大
D.導(dǎo)體的電阻與溫度沒(méi)有關(guān)系
3.圖中,在電鍵K斷開(kāi)時(shí)只有一盞燈熄滅的是( )
A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)
4.如圖所示是某電子秤的結(jié)構(gòu)示意圖,其中P是一個(gè)可以緊貼AB滑動(dòng)的金屬滑片,S為自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。閉合開(kāi)關(guān)S,秤盤(pán)內(nèi)不放物體時(shí),電子秤刻度表示數(shù)為0;在秤盤(pán)內(nèi)放入物體時(shí),就可以從電子秤刻度表上讀出該物體的質(zhì)量;當(dāng)被測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)電子秤量程時(shí),開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi),電子秤無(wú)示數(shù)。則下列判斷正確的是( )
A.電子秤的刻度表是一個(gè)電流表,它的示數(shù)越小說(shuō)明所稱(chēng)物體質(zhì)量越大
B.電子秤的刻度表是一個(gè)電壓表,它的示數(shù)越大說(shuō)明所稱(chēng)物體質(zhì)量越大
C.電子秤的AB部分是一個(gè)滑動(dòng)變阻器,且A端為絕緣體
D.R0電阻去掉后,也能保證電路安全工作
5.為了向建設(shè)宜居城市做貢獻(xiàn),銀川六中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了有害氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備,其工作原理如圖甲所示。電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為可以感知?dú)怏w污染指數(shù)的可變電阻(阻值隨污染指數(shù)變化的關(guān)系如圖乙所示),氣體監(jiān)測(cè)器示數(shù)隨有害氣體污染指數(shù)的增大而增大。以下分析正確的是( )

A.污染指數(shù)越大,電壓表示數(shù)越大
B.污染指數(shù)越大,電路消耗的總功率越小
C.氣體監(jiān)測(cè)器由電路圖中電流表改裝而成
D.污染指數(shù)越大,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值越大
6.如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變,定值電阻R2=3Ω,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最右端,只閉合開(kāi)關(guān)S1,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,電流表的示數(shù)I1為0.4A;再將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí),電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2′,電流表的示數(shù)為I2。已知U1:U1′=2:1,U2:U2′=1:3。以下說(shuō)法正確的是( )
A.U=6V
B.R1=10Ω
C.I2.=0.8A
D.當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合,電流表的最小示數(shù)為5A
7.如圖甲所示為某種跳繩自動(dòng)計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)化原理圖。跳繩時(shí),每當(dāng)繩子擋住了射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的電阻會(huì)變大,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次。信號(hào)處理系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)電壓表,能記錄AB間每一時(shí)刻的電壓。若已知電源電壓為10V并且保持不變,R2為定值電阻,某一段時(shí)間AB間的電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.AB 兩端電壓為6V時(shí),計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次
B.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的阻值是R2的4倍
C.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)電路中電流之比為2:1
D.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)R1的阻值之比為1:6
8.如圖1所示為升降機(jī)電路的部分原理圖,閉合開(kāi)關(guān)S后,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),提升物塊。電源電壓恒為6V,R0是阻值為100Ω的定值電阻,電壓表量程為0~3V,壓敏電阻R1的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖2所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.由圖2可知,壓敏電阻R1的阻值隨壓力的減小而減小
B.當(dāng)電阻R0發(fā)生斷路故障時(shí),電壓表的示數(shù)幾乎為0V
C.不改變電表量程的條件下,適當(dāng)減小R0的阻值可增大壓敏電阻的承壓范圍
D.當(dāng)電路正常工作時(shí),壓敏電阻能承受的最大壓力為3000N
9.如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端滑至另一端的過(guò)程中,電流表示數(shù)與兩個(gè)電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A.a(chǎn)圖像是電流表隨電壓表V1的關(guān)系圖像
B.某一時(shí)刻將燈泡與電壓表V1的位置對(duì)調(diào)后,三只電表的示數(shù)都不變
C.電源電壓為8V
D.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω
10.用如圖所示的電路可以測(cè)量電阻的阻值。圖中R1是待測(cè)電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過(guò)電流表G的電流為零時(shí),測(cè)得MP=l1,PN=l2,則R1的阻值為( )
A.R0 B.R0 C.R0 D.R0
11.(多選)如圖所示的普通電飯鍋具有加熱和保溫兩種工作狀態(tài),內(nèi)部電路由一根電熱絲和兩只開(kāi)關(guān)組成,開(kāi)關(guān)S1受溫度控制,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,當(dāng)溫度低于65℃時(shí)自動(dòng)閉合,高于85℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi);開(kāi)關(guān)S2須手動(dòng)閉合,按下按鈕時(shí)S2閉合,當(dāng)溫度升高到103℃時(shí)S2自動(dòng)斷開(kāi),此后不能自動(dòng)閉合。下列判斷正確的是( )
A.用電飯鍋燒冷水,不按下按鈕,水也能被加熱
B.用電飯鍋燒冷水,按下按鈕,水被燒開(kāi)后,溫度保持在65℃﹣85℃之間
C.用冷水煮飯,按下按鈕后,只有S2是閉合的
D.用電飯鍋燒冷水,按下按鈕,水溫不會(huì)升高到103℃
12.(多選)如圖所示,電源電壓不變。R1和R2為定值電阻,A1為電流表,a和b為電流表或電壓表。下列說(shuō)法正確的是( )
A.若R1、R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則a和b都為電流表
B.閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P向右滑動(dòng),若a的示數(shù)變大,b的示數(shù)變小,則a和b都為電壓表
C.閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P向右滑動(dòng),電表b的示數(shù)一定變小
D.若a和b都為電壓表,閉合S,滑片P向右滑動(dòng),b的變化量與a的變化量之和除以A1示數(shù)變化量,其比值等于R2
第Ⅱ卷 非選擇題
二.填空題(本題共6小題,每題3分,共18分)
13.如甲圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,電流表的指針偏轉(zhuǎn)均如乙圖所示,其中a電流表測(cè)量的是通過(guò) (選填“電源”“L1”或“L2”)的電流,b電流表的讀數(shù)應(yīng)為 A.流過(guò)L2燈的電流為 A。
14.小寶在探究電路中電壓關(guān)系時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了電壓U2隨電壓U1變化的圖象,如圖所示,請(qǐng)你根據(jù)該圖象寫(xiě)出電壓U1和U2的關(guān)系式:U2= 。
15.小聰所在的學(xué)校舉行了紀(jì)念“中國(guó)共青團(tuán)成立一百周年”科創(chuàng)活動(dòng),他用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出一個(gè)電路,其電路圖如圖所示,電源電壓為6V。當(dāng)滑片P在最左端時(shí),電壓表示數(shù)4V,電流表示數(shù)為0.2A,R2為 Ω;當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)會(huì) ,電壓表的示數(shù)會(huì) (兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”)。
16.如圖甲所示電路,R1、R2均為定值電阻,R0為滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變。改變滑動(dòng)變阻器R0滑片的位置,兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖象如圖乙所示。根據(jù)圖象信息可知 (選填“甲”或“乙”)是電壓表V1示數(shù)變化的圖線(xiàn),滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為 Ω。

17.“如圖甲為水位儀的原理圖。電源電壓為3V,R0為20Ω,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值20Ω且阻值與長(zhǎng)度成正比,滑片P可在長(zhǎng)為20cm的CD間移動(dòng)(摩擦不計(jì)),彈簧下端懸掛一重為50N的物體AB,其底面積為0.01m2、長(zhǎng)為0.3m。若水面與物體AB上表面齊平,滑片剛好在R的最上端C位置,彈簧伸長(zhǎng)量與外力的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S。
(1)當(dāng)水位與物體AB上表面相平時(shí),物體AB受到的浮力為 N。
(2)水位由與物體AB上表面相平降至與AB下表面相平的過(guò)程中,彈簧伸長(zhǎng) cm,電壓表的示數(shù)變化 V。
18.如圖1所示為一種自動(dòng)蓄水裝置示意圖:輕質(zhì)彈簧上端固定,下端與木塊相連,輕質(zhì)滑片P的右端固定在彈簧最下端,左端位于粗細(xì)均勻的金屬電阻R2的最下端A處且接觸良好,閉合S,水泵工作,向空水箱里緩慢注水,當(dāng)P上滑至B處(R2的中點(diǎn))時(shí),水面到達(dá)設(shè)定高度,水泵自動(dòng)停止注水,在此過(guò)程中,彈簧彈力F與滑片P上滑長(zhǎng)度x之間的關(guān)系如圖2所示。
已知:電阻箱R1接入電路中的阻值為20Ω,R2的總電阻為20Ω,長(zhǎng)度為l;當(dāng)線(xiàn)圈中電流I≥0.1A時(shí),銜鐵被吸下,g=10N/kg,彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi),不考慮線(xiàn)圈的電阻和滑片P滑動(dòng)時(shí)的摩擦。
(1)該電源電壓為 。
(2)當(dāng)P滑至B處時(shí)木塊浸入水中的體積是 。
(3)若將R1調(diào)至10Ω,則水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh 0.5l(選填“>”、“<”或“=”),你判斷的理由是:

三.解答題(本題共6小題,共46分)
19.在“探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
小明的猜想是:①電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān);
小亮的猜想是:②電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);
小敏的猜想是:③電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。
三位同學(xué)為上述探究活動(dòng)準(zhǔn)備了四條材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)如圖甲所示的電阻線(xiàn),他們已經(jīng)完成了乙圖的部分實(shí)物連接(接點(diǎn)A、B待接入電阻線(xiàn))。
(1)該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀(guān)察 來(lái)判斷接入A、B間的電阻大小。
(2)要探究猜想②,應(yīng)該選用 兩條導(dǎo)線(xiàn)(填導(dǎo)線(xiàn)的代號(hào)字母)分別接入A、B進(jìn)行對(duì)比;下列實(shí)驗(yàn)中與本實(shí)驗(yàn)方法相同的是 。
A、用伏安法測(cè)電阻 B、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
(3)另有甲、乙兩位同學(xué)分別對(duì)以上實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了如下改進(jìn):甲把燈泡更換為電流表,乙在原電路中串聯(lián)接入電流表,你認(rèn)為 同學(xué)的改進(jìn)更好一些,理由是
。
20.小芳利用如圖甲所示的電路,探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材:電源(電壓恒為4.5V)、電流表、電壓表各一個(gè),一個(gè)開(kāi)關(guān),若干定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一個(gè)滑動(dòng)變阻器(60Ω 3A),導(dǎo)線(xiàn)若干。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把圖乙所示的實(shí)物電路連接完整。
(2)小芳在閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是:

(3)小芳在探究“電流與電壓的關(guān)系”,連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng) ,滑片應(yīng)置于 端(選填“A”或“B”)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由這些數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖丙所示的圖象,由圖象可得結(jié)論:當(dāng)電阻一定時(shí), 。
(4)小芳在探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),先將5Ω定值電阻接入電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)而電壓表有示數(shù),則電路中的故障可能是 ;糾正錯(cuò)誤后,為了保證所有定值電阻均能完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小芳應(yīng)該保證電壓表示數(shù) (選填“至多”、“至少”) 為 V不變。
(5)小芳找來(lái)一個(gè)小燈泡將定值電阻更換,測(cè)得數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓與通過(guò)的電流關(guān)系如圖丁所示,與圖丙不相同的原因是

21.如圖甲所示,水平桌面上放置了一個(gè)足夠高的柱形儲(chǔ)水箱,重力為8N,底面積為400cm2,在其底部緊密嵌入一個(gè)壓敏電阻Rx(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與儲(chǔ)水箱水深h的關(guān)系如圖乙所示),Rx所在電路的電源電壓為15V,A為由電流表改成的水位指示表。把重為8N的柱體A與重為16N的正方體B用細(xì)繩連接,放入水箱底部,B未與Rx接觸,A的高為10cm,B的邊長(zhǎng)為10cm。向水箱中緩慢注水,當(dāng)細(xì)繩剛好變直時(shí),水箱中水的深度為24cm;當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),停止注水,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.15A。求:

(1)細(xì)繩剛好變直時(shí),電流表的示數(shù)I;
(2)停止注水后將A豎直向上提升,直至B下表面剛好離開(kāi)水面(忽略物體表面攜帶水),水面下降的高度;
(3)在B下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),保持A、B位置不變,沿豎直方向切下A的3/8并放入容器中,待水面靜止后,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
22.如圖甲所示,足夠高的柱形容器的底面積為100cm2,里面裝有24cm深的水,上方用一足夠長(zhǎng)的細(xì)繩吊著質(zhì)量為0.9kg的長(zhǎng)方體物體,其底面積為50cm2,高為20cm?,F(xiàn)將細(xì)繩掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,初始狀態(tài)時(shí),物體的下表面恰好與水面接觸。容器底部是一個(gè)壓敏電阻R(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與受到的水的壓力的關(guān)系如圖丙所示)。R所在的電路放在了容器底部,電路圖如圖乙所示,電流表的量程0~0.6A,電壓表的量程0~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣,且電阻不隨溫度的變化而變化。若在初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光,求:
(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入多少kg的水?(彈簧測(cè)力計(jì)拉力每變化1N,長(zhǎng)度變化1cm)。
23.如圖所示是“探究串聯(lián)電路電流規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)電路圖:
(1)實(shí)驗(yàn)中,選擇兩個(gè)小燈泡的規(guī)格最好是 的(填“相同”或“不相同”)
表1
(2)表1是某位同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一組數(shù)據(jù):指出上述表格所記錄數(shù)據(jù)中,明顯錯(cuò)誤的一組數(shù)值是: ,造成錯(cuò)誤的可能原因是 。
(3)改正錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的串聯(lián)電路中電流的規(guī)律是:

(4)你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是: 。
24.小明和小華設(shè)計(jì)了一款電子秤。圖甲是電子秤的結(jié)構(gòu)原理圖,通過(guò)改寫(xiě)電壓表的表盤(pán)數(shù)值后可直接讀出稱(chēng)量物體的質(zhì)量,電源電壓保持6V恒定不變,定值電阻R0=60Ω,電壓表的量程為0~3V,壓敏電阻R的阻值與所受壓力變化的圖象如圖乙所示。托盤(pán)和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì),g取10N/kg.
(1)物體質(zhì)量增加時(shí),電壓表的示數(shù) (選填“變大”或“變小”).
(2)電子秤的最大測(cè)量值是 kg.
(3)電子秤的刻度是 (選填“均勻”或“不均勻”).
(4)為了使電子秤的量程變?yōu)?~45kg,在原有器材不變的情況下,小明設(shè)計(jì)了如圖丙的改進(jìn)方案。
a.通過(guò)計(jì)算,小明方案中的R1阻值為 Ω.
b.改進(jìn)后的電子秤零刻度線(xiàn)應(yīng)該在原來(lái)電子秤零刻度線(xiàn)的 (選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“重合”).
c.為了讓電子秤充分利用電壓表的刻度范圍,小華認(rèn)為除了小明的方案外,在原來(lái)電子秤的方案上接入另一個(gè)電阻,也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,請(qǐng)?jiān)趫D丁虛線(xiàn)框中畫(huà)出小華的改進(jìn)方案,并標(biāo)出小華接入電阻的阻值。
九年級(jí)物理學(xué)霸賽考卷02(解析版)
初中物理
(考試時(shí)間:90分鐘 試卷滿(mǎn)分:100分)
注意事項(xiàng):
1.測(cè)試范圍:人教版九年級(jí)全一冊(cè)第15-17章。
2.本卷平均難度系數(shù)0.2。
第Ⅰ卷 選擇題
一、選擇題(本題共12小題,每小題3分,共36分。其中1-10題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,11、12題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.如圖甲所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān),兩燈泡均發(fā)光,且兩個(gè)完全相同的電流表指針偏轉(zhuǎn)均如圖乙所示,通過(guò)干路和燈泡L2的電流分別為( )
A.0.3A,0.2AB.1.5A,0.3AC.1.5A,1.2AD.1.5A,1.5A
【答案】C
【分析】由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A2測(cè)干路電流,電流表A1測(cè)L1支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和兩個(gè)電流表的指針在同一個(gè)位置確定兩表量程,根據(jù)分度值讀出示數(shù),進(jìn)一步求出燈L2中的電流。
【解答】解:由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A2測(cè)干路電流,電流表A1測(cè)L1支路電流;
因?yàn)椴⒙?lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以電流表A2的示數(shù)大于電流表A1的示數(shù),圖中的兩個(gè)電流表的指針在同一個(gè)位置,
所以,干路上的電流表A2的量程為0~3A,分度值為0.1A,其示數(shù)為1.5A,即干路電流為I=1.5A,
L1支路上的電流表A1的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數(shù)為0.3A,即通過(guò)L1的電流為I1=0.3A,
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得,通過(guò)燈L2的電流:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
2.關(guān)于電阻的說(shuō)法中正確的是( )
A.兩段導(dǎo)線(xiàn)A和B,在相同的電壓下,通過(guò)A導(dǎo)線(xiàn)的電流大,說(shuō)明A導(dǎo)線(xiàn)的電阻大
B.A和B兩根完全相同的導(dǎo)線(xiàn),把A剪去一半,剩下的一半跟B相比,A的電阻大
C.A和B兩根完全相同的導(dǎo)線(xiàn),把A拉長(zhǎng)一些,拉長(zhǎng)后的A跟B相比,A的電阻大
D.導(dǎo)體的電阻與溫度沒(méi)有關(guān)系
【答案】C
【分析】(1)已知兩電阻線(xiàn)的電壓相等、流過(guò)電阻的電流關(guān)系,由R=可判斷兩電阻線(xiàn)的阻值大??;
(2)影響電阻大小的因素有:導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度。
【解答】解:A、由題意知:UA=UB,IA>IB,由I=的變形式R=可知:RA<RB,故A錯(cuò)誤;
B、把A剪去一半,剩下的一半導(dǎo)線(xiàn)跟B相比,材料、橫截面積都相同,但長(zhǎng)度減小了,電阻變小,所以小于B的電阻,即B的電阻大,故B錯(cuò)誤;
C、A和B兩根完全的導(dǎo)線(xiàn),把A拉長(zhǎng)一些,材料不變,長(zhǎng)度一樣,但是橫截面積變小了,電阻變大,所以大于B的電阻,即B的電阻小,故C正確;
D、導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
3.圖中,在電鍵K斷開(kāi)時(shí)只有一盞燈熄滅的是( )
A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)
【答案】D
【分析】要使電路中只有一盞燈熄滅,而另一盞燈泡工作,則另一盞燈泡應(yīng)處于通路,而熄滅的燈泡應(yīng)由于電鍵K的斷開(kāi)處于開(kāi)路,則熄滅的燈泡與電鍵K保持串聯(lián)。
【解答】解:a與c圖中的燈泡保持并聯(lián),但開(kāi)關(guān)在干路上,在電鍵K斷開(kāi)時(shí)兩盞燈都會(huì)熄滅,不符合題意;
b圖中兩個(gè)燈泡與開(kāi)關(guān)K保持串聯(lián),電鍵K同時(shí)控制兩盞燈的發(fā)光或熄滅,不符合題意;
d圖中電鍵K只與一盞燈串聯(lián),斷開(kāi)時(shí)能熄滅這盞燈泡,而另一盞燈泡仍正常工作,符合題意。
故選:D。
4.如圖所示是某電子秤的結(jié)構(gòu)示意圖,其中P是一個(gè)可以緊貼AB滑動(dòng)的金屬滑片,S為自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。閉合開(kāi)關(guān)S,秤盤(pán)內(nèi)不放物體時(shí),電子秤刻度表示數(shù)為0;在秤盤(pán)內(nèi)放入物體時(shí),就可以從電子秤刻度表上讀出該物體的質(zhì)量;當(dāng)被測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)電子秤量程時(shí),開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi),電子秤無(wú)示數(shù)。則下列判斷正確的是( )
A.電子秤的刻度表是一個(gè)電流表,它的示數(shù)越小說(shuō)明所稱(chēng)物體質(zhì)量越大
B.電子秤的刻度表是一個(gè)電壓表,它的示數(shù)越大說(shuō)明所稱(chēng)物體質(zhì)量越大
C.電子秤的AB部分是一個(gè)滑動(dòng)變阻器,且A端為絕緣體
D.R0電阻去掉后,也能保證電路安全工作
【答案】C
【分析】根據(jù)電流表要串聯(lián)在電路中,電壓表要并聯(lián)在電路中,判斷電子秤刻度表是電流表。金屬片P和AB構(gòu)成了一個(gè)滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S,秤盤(pán)內(nèi)不放物體時(shí),滑片在A端,電子秤刻度表示數(shù)為0,說(shuō)明電路是斷路,A端是絕緣的;在秤盤(pán)內(nèi)放入物體時(shí),就可以從電子秤刻度表上讀出該物體的質(zhì)量;盤(pán)中放入的物體質(zhì)量越大,連入電路的電阻越小,電路中的電流越大,電子秤示數(shù)越大。R0電阻為保護(hù)電路的電阻。
【解答】解:
A、電子秤刻度表串聯(lián)在電路中,電子秤刻度表應(yīng)該是電流表;
當(dāng)盤(pán)中放入物體質(zhì)量越大時(shí),滑片下移,變阻器連入電路的電阻越小,由歐姆定律可知,電流越大,即它的示數(shù)越大,故A錯(cuò)誤。
B、電子秤刻度表串聯(lián)在電路中,電子秤刻度表應(yīng)該是電流表,不是電壓表,故B錯(cuò)誤。
C、金屬片P和AB構(gòu)成了一個(gè)滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S,秤盤(pán)內(nèi)不放物體時(shí),滑片在A端,電子秤刻度表示數(shù)為0,說(shuō)明電路是斷路,則A端是絕緣體,故C正確。
D、R0電阻為保護(hù)電路的電阻,可以避免電路中電流過(guò)大,不能去掉R0,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
5.為了向建設(shè)宜居城市做貢獻(xiàn),銀川六中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了有害氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備,其工作原理如圖甲所示。電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為可以感知?dú)怏w污染指數(shù)的可變電阻(阻值隨污染指數(shù)變化的關(guān)系如圖乙所示),氣體監(jiān)測(cè)器示數(shù)隨有害氣體污染指數(shù)的增大而增大。以下分析正確的是( )

A.污染指數(shù)越大,電壓表示數(shù)越大
B.污染指數(shù)越大,電路消耗的總功率越小
C.氣體監(jiān)測(cè)器由電路圖中電流表改裝而成
D.污染指數(shù)越大,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值越大
【答案】C
【分析】(1)分析電路的連接及電表測(cè)量的物理量,由圖像可知,污染指數(shù)越大可變電阻的阻值越小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)分析電壓表示數(shù)變化;根據(jù)可變電阻的阻值變化分析電路總電阻變化情況,再根據(jù)歐姆定律分析電流表示數(shù)的變化,從而得知?dú)怏w監(jiān)測(cè)器的組成;
(2)由圖象可知,污染指數(shù)越大,可變電阻的阻值越小,根據(jù)P=分析電路總功率的變化;
(3)根據(jù)歐姆定律結(jié)合可變電阻的阻值判斷電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變化。
【解答】解:A、由甲圖知,定值電阻與可變電阻串聯(lián),電壓表測(cè)可變電阻的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;
由圖象可知,污染指數(shù)越大,可變電阻的阻值越小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,可變電阻分擔(dān)的電壓越小,即電壓表示數(shù)越小,故A錯(cuò)誤;
B、由圖象可知,污染指數(shù)越大,可變電阻的阻值越小,電路總電阻越小,根據(jù)P=可知,電源電壓不變,總電阻越小,總功率越大,故B錯(cuò)誤;
C、由圖象可知,污染指數(shù)越大,可變電阻的阻值越小,可變電阻分擔(dān)的電壓越小,即電壓表示數(shù)越??;而可變電阻的阻值越小,電路總電阻越小,根據(jù)I=可知,電源電壓不變,總電阻越小,電路中的電流即電流表示數(shù)越大。因此氣體監(jiān)測(cè)器由電路圖中電流表改裝而成,故C正確;
D、由歐姆定律可知R=,即電壓表與電流的比值等于可變電阻的阻值,由圖象可知,污染指數(shù)越大,可變電阻的阻值R越小,則電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值越小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
6.如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變,定值電阻R2=3Ω,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最右端,只閉合開(kāi)關(guān)S1,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,電流表的示數(shù)I1為0.4A;再將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí),電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2′,電流表的示數(shù)為I2。已知U1:U1′=2:1,U2:U2′=1:3。以下說(shuō)法正確的是( )
A.U=6V
B.R1=10Ω
C.I2.=0.8A
D.當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合,電流表的最小示數(shù)為5A
【答案】A
【分析】(1)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至右端,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),R1、R2和滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián),電壓表V1測(cè)量電阻R1和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量電阻R2兩端的電壓,電流表A測(cè)量串聯(lián)電路的電流;將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于左端時(shí),電路中電阻R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)量電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量電阻R2兩端的電壓,電流表A測(cè)量串聯(lián)電路的電流;根據(jù)歐姆定律表示出電阻R2兩端的電壓之比即可求出兩電路的電流之比,再根據(jù)歐姆定律表示出電壓表V2的示數(shù)之比即可求出R1、R的阻值關(guān)系,根據(jù)電壓一定時(shí)電流與電阻成反比求出R1與R的阻值,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓;
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于右端時(shí),三電阻并聯(lián),且電路的總電阻最大,據(jù)此求得最小電流。
【解答】解:如圖所示,因?yàn)閁2:U2′=1:3,電阻R2=3Ω不變,所以?xún)纱瓮ㄟ^(guò)的電流之比為,
因I1=0.4A,則I2=1.2A,
由題可知,U1測(cè)的是在變阻器的滑片P移至最右端,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),R和R1兩端的總電壓,U1′測(cè)的是變阻器的滑片P置于最左端時(shí),R1兩端的電壓;又因?yàn)閁1:U1′=2:1,
則=,
解得R=5R1,
因電源電壓不變,電流與總電阻成反比,則=,
解得R1=2Ω,R=10Ω,
當(dāng)變阻器的滑片P移至最右端,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電源電壓為U=I(R1+R2+R)=0.4A×(2Ω+3Ω+10Ω)=6V,
當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí),三個(gè)電阻并聯(lián);當(dāng)變阻器電阻最大時(shí)電路總電阻最大,總功率最小,則各支路電流分別為
I1==3A,I2==2A,I3==0.6A,
則電路最小總電流為I′=I1+I2+I3=3A+2A+0.6A=5.6A,
A.電源電壓為6V,故A正確;
B.因?yàn)镽1=2Ω,故B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)镮2=1.2A,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合,電流表的最小示數(shù)為5.6A,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
7.如圖甲所示為某種跳繩自動(dòng)計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)化原理圖。跳繩時(shí),每當(dāng)繩子擋住了射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的電阻會(huì)變大,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次。信號(hào)處理系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)電壓表,能記錄AB間每一時(shí)刻的電壓。若已知電源電壓為10V并且保持不變,R2為定值電阻,某一段時(shí)間AB間的電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.AB 兩端電壓為6V時(shí),計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次
B.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的阻值是R2的4倍
C.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)電路中電流之比為2:1
D.繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)R1的阻值之比為1:6
【答案】D
【分析】(1)由左圖知R1和R2串聯(lián),AB間的電壓為R2兩端的電壓,當(dāng)繩子擋住了射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的電阻會(huì)變大,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律知,R1兩端的電壓會(huì)變大,電源電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律判斷R2兩端電壓的大小,根據(jù)右圖判斷此時(shí)AB間的電壓;
(2)根據(jù)乙圖判斷繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算此時(shí)R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等和歐姆定律求出R1和R2的比值;
(3)根據(jù)乙圖判斷繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出電流之比;
(4)根據(jù)乙圖判斷擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算此時(shí)R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等和歐姆定律求出R1和R2的比值,用R2表示R1,最后計(jì)算它們的比值。
【解答】解:A、由甲圖知R1和R2串聯(lián),AB間的電壓為R2兩端的電壓,當(dāng)繩子擋住了射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的電阻會(huì)變大,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律知,R1兩端的電壓會(huì)變大,電源電壓不變,R2兩端的電壓U2=U﹣U1會(huì)變小,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次,由乙圖知,此時(shí)R2兩端的電壓即AB間的電壓為U2=2V,故A錯(cuò)誤;
B、繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓為6V,此時(shí)R1兩端的電壓為U1′=U﹣U2′=10V﹣6V=4V,
R1和R2的電阻之比:====,則R1′=R2,即:沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R1的阻值R1′是R2的,故B錯(cuò)誤;
C、繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓為6V,此時(shí)電路中電流:I′=,
擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓為2V,此時(shí)電路中電流:I=,
則繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)電路中電流之比為:
I′:I=:=U2′:U2=6V:2V=3:1,故C錯(cuò)誤;
D、擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí),R2兩端的電壓為2V,此時(shí)R1兩端的電壓為U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V,
R1和R2的電阻之比:====4,則R1=4R2,
則繩子沒(méi)有擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)和擋住射向R1的紅外線(xiàn)時(shí)R1的阻值之比為:
R1′:R1=R2:4R2=1:6,故D正確。
故選:D。
8.如圖1所示為升降機(jī)電路的部分原理圖,閉合開(kāi)關(guān)S后,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),提升物塊。電源電壓恒為6V,R0是阻值為100Ω的定值電阻,電壓表量程為0~3V,壓敏電阻R1的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖2所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.由圖2可知,壓敏電阻R1的阻值隨壓力的減小而減小
B.當(dāng)電阻R0發(fā)生斷路故障時(shí),電壓表的示數(shù)幾乎為0V
C.不改變電表量程的條件下,適當(dāng)減小R0的阻值可增大壓敏電阻的承壓范圍
D.當(dāng)電路正常工作時(shí),壓敏電阻能承受的最大壓力為3000N
【答案】C
【分析】(1)根據(jù)圖象直接得出壓敏電阻的阻值隨壓力是如何變化的;
(2)當(dāng)電阻R0發(fā)生斷路故障時(shí),根據(jù)電壓表的測(cè)量對(duì)象即可判斷;
(3)由圖乙可知,壓敏電阻所受壓力越大時(shí),壓敏電阻的阻值越小,電路總電阻越小,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和定值電阻兩端的電壓變化,進(jìn)一步得出不改變電表的條件下增大壓敏電阻承壓范圍的方法;
(4)由圖象可知,壓力越大時(shí),R1的阻值越小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表的示數(shù)越大,則當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)壓敏電阻承受的壓力最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出壓敏電阻兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出壓敏電阻的阻值,然后根據(jù)圖象讀出壓敏電阻所受最大壓力。
【解答】解:A、由圖2可知,壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)電阻R0發(fā)生斷路故障時(shí),電壓表直接測(cè)量電源電壓,則電壓表示數(shù)為電源電壓,為6V,故B錯(cuò)誤;
C、由圖乙可知,壓敏電阻所受壓力越大時(shí),壓敏電阻的阻值越小,電路總電阻越小,
由I=可知,電源電壓不變,電路總電流越大,定值電阻兩端電壓越大,
要增大壓敏電阻的承壓范圍,而不改變電表的條件,可以適當(dāng)減小定值電阻阻值,故C正確;
D、由圖象可知,壓力越大時(shí),R1的阻值越小,
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)U0=3V時(shí),壓敏電阻所受壓力最大,
此時(shí)電路中的電流:I===0.03A,
壓敏電阻兩端的電壓:U1′=U﹣U0′=6V﹣3V=3V,
則壓敏電阻的阻值:R1===100Ω,
由圖2所示圖象可知,壓敏電阻所受最大壓力為2500N,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
9.如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端滑至另一端的過(guò)程中,電流表示數(shù)與兩個(gè)電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A.a(chǎn)圖像是電流表隨電壓表V1的關(guān)系圖像
B.某一時(shí)刻將燈泡與電壓表V1的位置對(duì)調(diào)后,三只電表的示數(shù)都不變
C.電源電壓為8V
D.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω
【答案】D
【分析】由電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器和燈泡L、定值電阻R0串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表V1測(cè)燈L兩端的電壓,電壓表V2測(cè)燈L和R0兩端的電壓之和。
(1)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)即可判斷I﹣U圖像;
(2)某一時(shí)刻將燈泡與電壓表V1的位置對(duì)調(diào)后,根據(jù)電路的連接方式即可判斷三只電表的示數(shù)變化;
(3)當(dāng)滑片位于b端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0,此時(shí)電路中電流最大,電壓表V2測(cè)電源兩端的電壓,其示數(shù)最大,根據(jù)圖乙讀出電壓表V2的最大示數(shù)即為電源的電壓;
(4)當(dāng)滑片位于a端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,此時(shí)電路中的電流最小,根據(jù)圖乙讀出電路中的最小電流和電壓表V2的示數(shù),利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
【解答】解:由電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器和燈泡L、定值電阻R0串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表V1測(cè)燈L兩端的電壓,電壓表V2測(cè)燈L和R0兩端的電壓之和。
A、根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和可知電壓表V2的示數(shù)大于電壓表V1的示數(shù),
所以,圖乙中,a圖線(xiàn)是電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)關(guān)系圖像,b圖線(xiàn)是電壓表V2示數(shù)與電流表A示數(shù)關(guān)系圖像,故A正確;
B、某一時(shí)刻將燈泡與電壓表V1的位置對(duì)調(diào)后,滑動(dòng)變阻器和燈泡L、定值電阻R0串聯(lián),則電路連接方式不變,電壓表V1仍然測(cè)燈L兩端的電壓,電壓表V2仍然測(cè)燈L和R0兩端的電壓之和,所以三只電表的示數(shù)都不變,故B正確;
C、當(dāng)滑片位于b端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0,此時(shí)電路中電流最大,電壓表V2測(cè)電源兩端的電壓,其示數(shù)最大,由圖乙可知,電壓表V2的最大示數(shù)為8V,則電源的電壓U=8V,故C正確;
D、當(dāng)滑片位于a端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,此時(shí)電路中的電流最小,
由圖乙可知,電路中的最小電流I小=0.2A,電壓表V2的示數(shù)U2=3V,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U滑=U﹣U1=8V﹣3V=5V,
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R滑大===25Ω,故D錯(cuò)誤。
故選:D。
10.用如圖所示的電路可以測(cè)量電阻的阻值。圖中R1是待測(cè)電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過(guò)電流表G的電流為零時(shí),測(cè)得MP=l1,PN=l2,則R1的阻值為( )
A.R0B.R0
C.R0D.R0
【答案】C
【分析】閉合開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過(guò)電流表G的電流為零時(shí),說(shuō)明通過(guò)電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,而總電流一定,故通過(guò)R0和R1的電流也相等;并聯(lián)電路電壓相等,故電阻絲MP段與PN段電壓之比等于R0和R1的電壓比;再結(jié)合歐姆定律列式求解即可。
【解答】解:閉合開(kāi)關(guān),R0與左側(cè)電阻絲并聯(lián),R1與右側(cè)電阻絲并聯(lián),然后兩并聯(lián)部分串聯(lián)在電路中;
通過(guò)電流表G的電流為零,說(shuō)明通過(guò)電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,而總電流一定,故通過(guò)R0和R1的電流也相等,因并聯(lián)電路電壓相等,則電阻絲MP段與PN段電壓之比等于R0和R1的電壓比,
即:===﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
通過(guò)電流表G的電流為零,說(shuō)明通過(guò)電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,則由U=IR可得:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②可得:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
根據(jù)電阻定律的公式R=ρ可知:=﹣﹣﹣﹣④,
由③④可得=,解得:R1=R0。
故選:C。
11.(多選)如圖所示的普通電飯鍋具有加熱和保溫兩種工作狀態(tài),內(nèi)部電路由一根電熱絲和兩只開(kāi)關(guān)組成,開(kāi)關(guān)S1受溫度控制,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,當(dāng)溫度低于65℃時(shí)自動(dòng)閉合,高于85℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi);開(kāi)關(guān)S2須手動(dòng)閉合,按下按鈕時(shí)S2閉合,當(dāng)溫度升高到103℃時(shí)S2自動(dòng)斷開(kāi),此后不能自動(dòng)閉合。下列判斷正確的是( )
A.用電飯鍋燒冷水,不按下按鈕,水也能被加熱
B.用電飯鍋燒冷水,按下按鈕,水被燒開(kāi)后,溫度保持在65℃﹣85℃之間
C.用冷水煮飯,按下按鈕后,只有S2是閉合的
D.用電飯鍋燒冷水,按下按鈕,水溫不會(huì)升高到103℃
【答案】AD
【分析】分析題意,得出電飯鍋的電路組成,分析兩個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)帶來(lái)的結(jié)果,對(duì)各個(gè)選項(xiàng)做出判斷。
【解答】解:
由題意可知,溫控開(kāi)關(guān)S1與按鈕開(kāi)關(guān)S2是并聯(lián),如圖所示:
A、用電飯鍋燒冷水,不按下按鈕S2,由于冷水的溫度低于65℃,開(kāi)關(guān)S1受溫度控制,當(dāng)溫度低于65℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,水也會(huì)被加熱,故A正確;
BD、用電飯鍋燒冷水,按下按鈕S2,水加熱被燒開(kāi)后,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的溫度為100℃,溫度達(dá)不到103℃,S2不能自動(dòng)斷開(kāi),水一直處于加熱狀態(tài),水的溫度會(huì)保持在100℃,故B錯(cuò)、D正確;
C、用冷水煮飯,按下按鈕S2,由于冷水溫度低于65℃,開(kāi)關(guān)S1受溫度控制,當(dāng)溫度低于65℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,所以?xún)蓚€(gè)開(kāi)關(guān)都是閉合的,故C錯(cuò)誤。
故選:AD。
12.(多選)如圖所示,電源電壓不變。R1和R2為定值電阻,A1為電流表,a和b為電流表或電壓表。下列說(shuō)法正確的是( )
A.若R1、R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則a和b都為電流表
B.閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P向右滑動(dòng),若a的示數(shù)變大,b的示數(shù)變小,則a和b都為電壓表
C.閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P向右滑動(dòng),電表b的示數(shù)一定變小
D.若a和b都為電壓表,閉合S,滑片P向右滑動(dòng),b的變化量與a的變化量之和除以A1示數(shù)變化量,其比值等于R2
【答案】BD
【分析】(1)若R1、R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),根據(jù)電流流向法結(jié)合電流只有一條路徑判斷電表a和b的類(lèi)型;
(2)分別討論a、b電表均為電壓表或均為電流表以及一個(gè)為電流表、另一個(gè)為電壓表時(shí)電路的連接方式和電表所測(cè)的電路元件,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律結(jié)合電源的電壓不變得出電表示數(shù)的變化;
(3)a和b都為電壓表時(shí),設(shè)出滑片P向右滑動(dòng)前后電路中的電流,根據(jù)歐姆定律表示出電壓表b示數(shù)的變化量,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電壓表a示數(shù)的變化量,然后得出b的變化量與a的變化量之和除以A1示數(shù)變化量的值。
【解答】解:
A.若R1、R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流從電源的正極出發(fā),依次經(jīng)滑動(dòng)變阻器、R2、R1、A1回到電源的負(fù)極,則a和b都為電壓表,故A錯(cuò)誤;
BC.若a和b都為電壓表時(shí),R1、R2、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表a測(cè)R2和變阻器兩端的電壓之和,電壓表b測(cè)R1和R2兩端的電壓之和,電流表A1測(cè)電路中的電流,
當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變大,電路的總電阻變大,
由I=可知,電路中的電流變小,
由U=IR可知,R1和R2兩端的電壓均變小,則電壓表b的示數(shù)變小,
因串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和,
所以,R2和變阻器兩端的電壓之和變大,即電壓表a的示數(shù)變大;
若a和b都為電流表時(shí),R1、R2、滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電流表a測(cè)R1和R2支路的電流之和,電流表b測(cè)變阻器和R2支路電流之和,電流表A1測(cè)干路電流,
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,
所以,滑片移動(dòng)時(shí),通過(guò)R1、R2的電流不變,則電流表a的示數(shù)不變;
當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變大,
由I=可知,通過(guò)變阻器的電流變小,
則變阻器和R2支路電流之和變小,即電流表b的示數(shù)變?。?br>若a為電流表、b為電壓表時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電流表a測(cè)電路中的電流,電壓表b測(cè)電源兩端的電壓,
滑片移動(dòng)時(shí),電路中的電阻不變,則a電流表和b電壓表示數(shù)不變;
若a為電壓表、b為電流表時(shí),電路為滑動(dòng)變阻器的簡(jiǎn)單電路,電壓表a測(cè)電源兩端的電壓,電流表b測(cè)電路中的電流,
由電源的電壓不變可知,滑片移動(dòng)時(shí),電壓表a的示數(shù)不變,
當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變大,I=可知,電路中的電流變小,即電流表b的示數(shù)變小;
綜上可知,滑片P向右滑動(dòng),若a的示數(shù)變大,b的示數(shù)變小,則a和b都為電壓表,電表b的示數(shù)不一定變小,故B正確、C錯(cuò)誤;
D.若a和b都為電壓表時(shí),設(shè)滑片P向右滑動(dòng)前后電路中的電流I、I′,且ΔI=I′﹣I,
則電壓表b示數(shù)的變化量:
ΔUb=I′(R1+R2)﹣I(R1+R2)=(I′﹣I)(R1+R2)=ΔI(R1+R2),
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電壓表a示數(shù)的變化量:
ΔUa=(U﹣I′R1)﹣(U﹣IR1)=(I﹣I′)R1=﹣ΔIR1,
b的變化量與a的變化量之和除以A1示數(shù)變化量的值:
==R2,故D正確。
故選:BD。
第Ⅱ卷 非選擇題
二.填空題(本題共6小題,每題3分,共18分)
13.如甲圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,電流表的指針偏轉(zhuǎn)均如乙圖所示,其中a電流表測(cè)量的是通過(guò) L1 (選填“電源”“L1”或“L2”)的電流,b電流表的讀數(shù)應(yīng)為 1.5 A.流過(guò)L2燈的電流為 1.2 A。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】(1)電流表要串聯(lián)使用,電流表與哪個(gè)用電器串聯(lián)就是測(cè)的哪個(gè)用電器的電流;
(2)電流表讀數(shù)規(guī)則:一看清量程,二看清分度值,三看清表針停留位置;
(3)并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和。
【解答】解:
(1)由電路圖可知,a電流表與燈L1串聯(lián),所以a電流表測(cè)量的是通過(guò)L1的電流。
(2)b電流表在干路中,測(cè)的是干路中電流,所以b電流表的示數(shù)一定比a電流表示數(shù)大,但兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,所以a電流表選用的量程是0~0.6A,b電流表選用的量程是0~3A.因此,a電流表的示數(shù)是0.3A,即通過(guò)燈L1的電流I1=0.3A;b電流表的讀數(shù)應(yīng)為1.5A。
(3)根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,可知通過(guò)燈L2的電流是:1.5A﹣0.3A=1.2A。
故答案為:L1;1.5;1.2。
14.小寶在探究電路中電壓關(guān)系時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了電壓U2隨電壓U1變化的圖象,如圖所示,請(qǐng)你根據(jù)該圖象寫(xiě)出電壓U1和U2的關(guān)系式:U2= 9V﹣U1 。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】小寶在探究電路中電壓關(guān)系時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了電壓U2隨電壓U1變化的圖象,如圖所示,請(qǐng)你根據(jù)該圖象寫(xiě)出電壓U1和U2的關(guān)系式
【解答】解:由圖象可知,當(dāng)U1增大時(shí)U2在減小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和并聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,這兩個(gè)電阻的連接方式為串聯(lián);
當(dāng)U1=3V時(shí),U2=6V;當(dāng)U1=4V時(shí),U2=5V;當(dāng)U1=5V時(shí),U2=4V;當(dāng)U1=6V時(shí),U2=3V;
由此可知,它們串聯(lián)的總電壓為9V;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得:U1+U2=9V,所以U2=9V﹣U1。
故答案為:9V﹣U1。
15.小聰所在的學(xué)校舉行了紀(jì)念“中國(guó)共青團(tuán)成立一百周年”科創(chuàng)活動(dòng),他用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出一個(gè)電路,其電路圖如圖所示,電源電壓為6V。當(dāng)滑片P在最左端時(shí),電壓表示數(shù)4V,電流表示數(shù)為0.2A,R2為 10 Ω;當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)會(huì) 不變 ,電壓表的示數(shù)會(huì) 變大 (兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】10;不變;變大。
【分析】由電路圖可知,由于電壓表的內(nèi)阻很大,相當(dāng)于斷路,滑動(dòng)變阻器的最大阻值和定值電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)滑片P左側(cè)部分兩端的電壓與R1兩端的電壓之和;滑片的移動(dòng)不能改變接入電路中的電阻,但可以改變滑片P左側(cè)部分電阻的大小,根據(jù)歐姆定律可知電表示數(shù)的變化。
【解答】解:由電路圖可知,由于電壓表的內(nèi)阻很大,相當(dāng)于斷路,滑動(dòng)變阻器的最大阻值和定值電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)滑片P左側(cè)部分兩端的電壓與R1兩端的電壓之和。
當(dāng)滑片P在最左端時(shí),電壓表R1兩端的電壓,則R2兩端的電壓U2=6V﹣4V=2V,
由歐姆定律可知R2===10Ω,
當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻不變,由I=可知,電路中的電流不變,即電流表的示數(shù)不變;
當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),P左側(cè)電阻變大,由U=IR可知,滑片P左側(cè)部分兩端的電壓變大,R1兩端的電壓不變,滑片P左側(cè)部分兩端的電壓與R1兩端的電壓之和變大,即電壓表的示數(shù)變大。
故答案為:10;不變;變大。
16.如圖甲所示電路,R1、R2均為定值電阻,R0為滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變。改變滑動(dòng)變阻器R0滑片的位置,兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖象如圖乙所示。根據(jù)圖象信息可知 甲 (選填“甲”或“乙”)是電壓表V1示數(shù)變化的圖線(xiàn),滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為 50 Ω。
【答案】甲;50。
【分析】由電路圖可知,R1、R2、R0串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量R1和R0兩端的總電壓,電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。
當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律分析電壓表示數(shù)的變化,從而判定出每個(gè)電壓表示數(shù)變化的圖象;
從圖象上讀出電壓表的示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流值,根據(jù)歐姆定律求出電阻R1、R0和R1的阻值,然后根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)求出R0的最大阻值。
【解答】解:由電路圖可知,R1、R2、R0串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量R1和R0兩端的總電壓,電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。
(1)當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流增大,R2兩端的電壓增大,故電壓表V2的示數(shù)是變大的,故圖象中的乙為V2示數(shù)變化的圖象;電壓表V1的示數(shù)是減小的,故圖象中的甲為V1示數(shù)變化的圖象;
(2)由圖象可知,當(dāng)電壓表V1的示數(shù)最大為12V時(shí),電流表示數(shù)最小為0.2A,此時(shí)R0的連入電路的阻值最大,
則根據(jù)I=可得:R0+R1===60Ω,
當(dāng)電壓表V1的示數(shù)最小為6V時(shí),電流表示數(shù)最大為0.6A,此時(shí)電壓表V1的只測(cè)量R1兩端的電壓,
則根據(jù)I=可得:R1===10Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和可得:
R0=(R0+R1)﹣R1=60Ω﹣10Ω=50Ω。
故答案為:甲;50。
17.“如圖甲為水位儀的原理圖。電源電壓為3V,R0為20Ω,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值20Ω且阻值與長(zhǎng)度成正比,滑片P可在長(zhǎng)為20cm的CD間移動(dòng)(摩擦不計(jì)),彈簧下端懸掛一重為50N的物體AB,其底面積為0.01m2、長(zhǎng)為0.3m。若水面與物體AB上表面齊平,滑片剛好在R的最上端C位置,彈簧伸長(zhǎng)量與外力的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S。
(1)當(dāng)水位與物體AB上表面相平時(shí),物體AB受到的浮力為 30 N。
(2)水位由與物體AB上表面相平降至與AB下表面相平的過(guò)程中,彈簧伸長(zhǎng) 15 cm,電壓表的示數(shù)變化 0.9 V。
【答案】(1)30;(2)15;0.9。
【分析】(1)物體浸沒(méi)時(shí),V排=V物,根據(jù)阿基米德原理F?。溅岩篻V排可求浮力大??;
(2)利用圖像可求力與伸長(zhǎng)量的比值,再由彈簧彈力的變化可求彈簧的伸長(zhǎng)量;
當(dāng)水面與物體AB上表面相平時(shí),滑片P在R最上端,可知此時(shí)R的阻值,根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出R兩端的電壓;
水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),已知彈簧的伸長(zhǎng)量,根據(jù)R接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)的棒長(zhǎng)成正比,求出此時(shí)R接入電路的阻值,
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)R兩端的電壓,兩次電壓表的示數(shù)之差即為變化量。
【解答】解:(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時(shí),物體AB剛好浸沒(méi)水中,排開(kāi)水的體積:
V排=V物=Sh=0.01m2×0.3m=3×10﹣3m3;
物體AB所受浮力F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N;
(2)水面與物體AB上表面相平時(shí),彈簧對(duì)物體AB的拉力F彈=G物﹣F浮=50N﹣30N=20N;
水面下降至與物體AB下表面相平時(shí),彈簧對(duì)物體AB的拉力F彈′=G物=50N;
水面從物體AB上表面逐漸下降至與下表面相平過(guò)程中,彈簧拉力的變化量ΔF彈=F彈'﹣F彈=50N﹣20N=30N;
由乙圖可知:==2N/cm;
物體AB剛好離開(kāi)水面時(shí),彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度ΔL′===15cm;
水面從物體AB上表面剛好與水面相平時(shí),滑片P在R最上端,此時(shí)R=20Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,電路的總電阻:
R總=R0+R=20Ω+20Ω=40Ω,
電路中的電流:I===0.075A,
由I=得,電壓表示數(shù)為:
U上=IR=0.075A×20Ω=1.5V;
水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),彈簧伸長(zhǎng)15cm,即滑片下移15cm,接入電路的電阻變化量ΔR=×15cm=15Ω;
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻:R′=R﹣ΔR=20Ω﹣15Ω=5Ω,
則根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,電路的總電阻:
R總′=R0+R′=20Ω+5Ω=25Ω,
電路中的電流:I′===0.12A,
此時(shí)電壓表的示數(shù)U下=I′R′=0.12A×5Ω=0.6V。
所以,電壓表的示數(shù)變化量:ΔU=U上﹣U下=1.5V﹣0.6V=0.9V。
故答案為:(1)30;(2)15;0.9。
18.如圖1所示為一種自動(dòng)蓄水裝置示意圖:輕質(zhì)彈簧上端固定,下端與木塊相連,輕質(zhì)滑片P的右端固定在彈簧最下端,左端位于粗細(xì)均勻的金屬電阻R2的最下端A處且接觸良好,閉合S,水泵工作,向空水箱里緩慢注水,當(dāng)P上滑至B處(R2的中點(diǎn))時(shí),水面到達(dá)設(shè)定高度,水泵自動(dòng)停止注水,在此過(guò)程中,彈簧彈力F與滑片P上滑長(zhǎng)度x之間的關(guān)系如圖2所示。
已知:電阻箱R1接入電路中的阻值為20Ω,R2的總電阻為20Ω,長(zhǎng)度為l;當(dāng)線(xiàn)圈中電流I≥0.1A時(shí),銜鐵被吸下,g=10N/kg,彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi),不考慮線(xiàn)圈的電阻和滑片P滑動(dòng)時(shí)的摩擦。
(1)該電源電壓為 3V 。
(2)當(dāng)P滑至B處時(shí)木塊浸入水中的體積是 5×10﹣4m3 。
(3)若將R1調(diào)至10Ω,則水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh > 0.5l(選填“>”、“<”或“=”),你判斷的理由是: R1調(diào)至10Ω時(shí),水泵工作先向水箱內(nèi)注水,當(dāng)滑片從B處上滑至R2的最上端時(shí),停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過(guò)程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh大于0.5l 。
【答案】(1)3V;(2)5×10﹣4m3;(3)>;理由:R1調(diào)至10Ω時(shí),水泵工作先向水箱內(nèi)注水,當(dāng)滑片從B處上滑至R2的最上端時(shí),停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過(guò)程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh大于0.5l。
【分析】(1)由題意可知,當(dāng)滑片P滑至B處時(shí),水泵停止注水,此時(shí)電路中的電流I=0.1A,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓;
(2)滑片沒(méi)有上滑前,彈簧的彈力即為木塊的重力,根據(jù)圖2讀出木塊的重力;當(dāng)P滑至B處時(shí),由圖2可知彈簧的彈力為0,根據(jù)二力平衡條件求出木塊受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理求出木塊排開(kāi)水的體積即為木塊浸入水中的體積;
(3)將R1調(diào)至10Ω,根據(jù)歐姆定律求出水泵停止注水時(shí)電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出R2接入電路中的電阻,進(jìn)一步判斷停止注水時(shí)滑片的位置;滑片位于b點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力為0,滑片上移時(shí),木塊受到的浮力增大,浸入水中的體積增大,然后比較兩種情況木塊浸入水中的體積得出答案。
【解答】解:(1)由題意可知,當(dāng)滑片P滑至B處時(shí),水泵停止注水,此時(shí)電路中的電流I=0.1A,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,由I=可得,電源電壓:
U=I(R1+R2)=0.1A×(20Ω+×20Ω)=3V;
(2)滑片沒(méi)有上滑前,彈簧的彈力即為木塊的重力,由圖2可知,木塊的重力G=5N;
當(dāng)P滑至B處時(shí),由圖2可知彈簧的彈力為0,
由二力平衡條件可知,木塊受到的浮力:
F浮=G=5N,
由F?。溅裧V排可得,木塊浸入水中的體積:
V排===5×10﹣4m3;
(3)將R1調(diào)至10Ω,水泵停止注水時(shí)電路中的總電阻:
R===30Ω,
此時(shí)R2接入電路中的電阻:
R2′=R﹣R1′=30Ω﹣10Ω=20Ω=R2,
即滑片位于最上端時(shí),水泵停止注水,
滑片位于b點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力為0,滑片上移時(shí),木塊受到的浮力增大,浸入水中的體積增大,
所以,水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh>l﹣0.5l=0.5l。
故答案為:(1)3V;(2)5×10﹣4m3;(3)>;理由:R1調(diào)至10Ω時(shí),水泵工作先向水箱內(nèi)注水,當(dāng)滑片從B處上滑至R2的最上端時(shí),停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過(guò)程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh大于0.5l。
三.解答題(本題共6小題,共46分)
19.在“探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
小明的猜想是:①電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān);
小亮的猜想是:②電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);
小敏的猜想是:③電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。
三位同學(xué)為上述探究活動(dòng)準(zhǔn)備了四條材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)如圖甲所示的電阻線(xiàn),他們已經(jīng)完成了乙圖的部分實(shí)物連接(接點(diǎn)A、B待接入電阻線(xiàn))。
(1)該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀(guān)察 燈泡的亮度 來(lái)判斷接入A、B間的電阻大小。
(2)要探究猜想②,應(yīng)該選用 a、c 兩條導(dǎo)線(xiàn)(填導(dǎo)線(xiàn)的代號(hào)字母)分別接入A、B進(jìn)行對(duì)比;下列實(shí)驗(yàn)中與本實(shí)驗(yàn)方法相同的是 B 。
A、用伏安法測(cè)電阻 B、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
(3)另有甲、乙兩位同學(xué)分別對(duì)以上實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了如下改進(jìn):甲把燈泡更換為電流表,乙在原電路中串聯(lián)接入電流表,你認(rèn)為 乙 同學(xué)的改進(jìn)更好一些,理由是 小燈泡可以起到保護(hù)電路的作用 。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】(1)電源電壓不變、燈泡電阻不變,接入電路的電阻不同,電路中電流變化,燈泡亮度不同,可觀(guān)察燈泡的亮暗來(lái)比較電阻的大小;
(2)導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料有關(guān),當(dāng)研究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制其它的因素不變;
(3)電路的總電阻越大,電路中的電流會(huì)越小,電路以及電路中的各元件越安全,因此根據(jù)保護(hù)電路的思路進(jìn)行分析。
【解答】解:
(1)不同的電阻絲電阻不同,將電阻絲分別接入A、B間時(shí),電路電流不同、燈泡的亮度不同,可觀(guān)察燈泡的亮暗來(lái)比較電阻絲電阻的大??;
(2)要探究猜想②,應(yīng)選取材料相同、橫截面積相等、長(zhǎng)度不同的電阻線(xiàn),所以可用a、c電阻線(xiàn),用到了控制變量法;
A.用伏安法測(cè)量定值電阻的阻值,多次測(cè)量,也是為了減小誤差;
B.電流與電壓和電阻有關(guān),探究電流與電壓、電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)要用控制變量法;
(3)將燈泡換為電流表,A、B間的電阻決定電路中的電流,因此,當(dāng)A、B間電阻過(guò)小時(shí),電流會(huì)過(guò)大,電流表可能會(huì)被燒壞;
在原電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,小燈泡可以起到保護(hù)電路的作用,因此乙同學(xué)的方案更好。
故答案為:(1)燈泡的亮度;(2)a、c;B;(3)乙;小燈泡可以起到保護(hù)電路的作用。
20.小芳利用如圖甲所示的電路,探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材:電源(電壓恒為4.5V)、電流表、電壓表各一個(gè),一個(gè)開(kāi)關(guān),若干定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一個(gè)滑動(dòng)變阻器(60Ω 3A),導(dǎo)線(xiàn)若干。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把圖乙所示的實(shí)物電路連接完整。
(2)小芳在閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是: 電壓表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了 。
(3)小芳在探究“電流與電壓的關(guān)系”,連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng) 斷開(kāi) ,滑片應(yīng)置于 B 端(選填“A”或“B”)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由這些數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖丙所示的圖象,由圖象可得結(jié)論:當(dāng)電阻一定時(shí), 電流和電壓成正比 。
(4)小芳在探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),先將5Ω定值電阻接入電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)而電壓表有示數(shù),則電路中的故障可能是 電阻斷路 ;糾正錯(cuò)誤后,為了保證所有定值電阻均能完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小芳應(yīng)該保證電壓表示數(shù) 至少 (選填“至多”、“至少”) 為 1.5 V不變。
(5)小芳找來(lái)一個(gè)小燈泡將定值電阻更換,測(cè)得數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓與通過(guò)的電流關(guān)系如圖丁所示,與圖丙不相同的原因是 小燈泡的電阻不是定值,其阻值隨溫度的升高而增大 。
【答案】(1)如上所示:(2)電壓表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了;(3)斷開(kāi);B;電流與電壓成正比;(4)電阻斷路;至少;1.5;(5)小燈泡的電阻不是定值,其阻值隨溫度的升高而增大。
【分析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖;
(2)電流從電壓表正接線(xiàn)柱流入,從負(fù)接線(xiàn)柱流出,否則電壓表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn);
(3)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)要斷開(kāi),變阻器連入電路中的電阻最大;根據(jù)電流隨電壓的變化圖象為一過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)分析回答;
(4)若電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能斷路;電壓表有示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了;
研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電阻兩端的不變,即電壓表示數(shù)不變,根據(jù)題中條件,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓規(guī)律分析解答;
(5)根據(jù)燈的電阻隨溫度的升高而增大分析回答。
【解答】解:(1)根據(jù)甲圖知,變阻器的左半部分連入電路中與電阻串聯(lián),則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇左下接線(xiàn)柱接入電路,根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,如下所示:
(2)小芳在閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是:電壓表正負(fù)接線(xiàn)接反了;
(3)小芳在探究“電流與電壓的關(guān)系”,為保護(hù)電路,連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi),滑片應(yīng)置于阻值最大處,即B端;
如圖丙所示的圖象,電流隨電壓的變化圖象為一過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),由圖象可得結(jié)論:當(dāng)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比;
(4)將5Ω定值電阻接入電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)而電壓表有示數(shù),則電路中的故障可能是電阻斷路;
設(shè)電壓表示數(shù)為UV不變,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓為:
U滑=U﹣UV,
由分壓原理:
=,即﹣1=﹣﹣﹣﹣﹣①,
因電壓表示數(shù)UV不變,故①左邊為一定值,故右邊也為一定值,當(dāng)定值電阻最大30Ω連入電路時(shí),對(duì)應(yīng)的變阻器連入最大電阻60Ω,將已知量代入①有:
﹣1=,
解之:UV=1.5V,
因變阻器的最大電阻連入電路中,根據(jù)分壓原理,變阻器分得電壓為最大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,故電壓表UV=1.5V為最小值,即保證所有定值電阻均能完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小芳應(yīng)該保證電壓表示數(shù)至少為1.5V不變;
(5)由圖丁可知,小燈泡的I﹣U圖像不是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),即小燈泡的電阻不是定值,原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
故答案為:(1)如上所示:(2)電壓表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了;(3)斷開(kāi);B;電流與電壓成正比;(4)電阻斷路;至少;1.5;(5)小燈泡的電阻不是定值,其阻值隨溫度的升高而增大。
21.如圖甲所示,水平桌面上放置了一個(gè)足夠高的柱形儲(chǔ)水箱,重力為8N,底面積為400cm2,在其底部緊密嵌入一個(gè)壓敏電阻Rx(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與儲(chǔ)水箱水深h的關(guān)系如圖乙所示),Rx所在電路的電源電壓為15V,A為由電流表改成的水位指示表。把重為8N的柱體A與重為16N的正方體B用細(xì)繩連接,放入水箱底部,B未與Rx接觸,A的高為10cm,B的邊長(zhǎng)為10cm。向水箱中緩慢注水,當(dāng)細(xì)繩剛好變直時(shí),水箱中水的深度為24cm;當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),停止注水,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.15A。求:

(1)細(xì)繩剛好變直時(shí),電流表的示數(shù)I;
(2)停止注水后將A豎直向上提升,直至B下表面剛好離開(kāi)水面(忽略物體表面攜帶水),水面下降的高度;
(3)在B下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),保持A、B位置不變,沿豎直方向切下A的3/8并放入容器中,待水面靜止后,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
【答案】(1)電流表的示數(shù)I=0.12A;
(2)水面下降的高度為6cm;
(3)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為2.375×103Pa。
【分析】(1)當(dāng)細(xì)繩剛好變直時(shí),水箱中水的深度為24cm,由乙圖可知,此時(shí)Rx的電阻為125Ω,利用歐姆定律求得電流表的示數(shù);
(2)當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),停止注水,此時(shí)A和B受到的浮力F?。紾A+GB,利用阿基米德原理求得排開(kāi)的水的體積,進(jìn)一步求得水面下降的高度;
(3)當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),停止注水,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.15A,利用歐姆定律求得此時(shí)Rx接入電路的電阻;由乙圖可知,當(dāng)Rx的電阻為100Ω時(shí),容器中水深27cm,當(dāng)B下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),求得容器中水深;利用G=mg求得此時(shí)容器中水的重力;沿豎直方向切下A的并放入容器中,求得此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力,進(jìn)一步求得壓強(qiáng)。
【解答】解:(1)當(dāng)細(xì)繩剛好變直時(shí),水箱中水的深度為24cm,由乙圖可知,此時(shí)Rx的電阻為125Ω,電流表的示數(shù);
(2)當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),A和B受到的浮力F浮=GA+GB=8N+16N=24N,
排開(kāi)的水的體積,
B下表面剛好離開(kāi)水面,水面下降的高度;
(3)當(dāng)B對(duì)容器底的壓力恰好為0時(shí),停止注水,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.15A,此時(shí)Rx接入電路的電阻,
由乙圖可知,當(dāng)Rx的電阻為100Ω時(shí),容器中水深27cm。當(dāng)B下表面剛好離開(kāi)水面時(shí),容器中水深h水=h'﹣h=27cm﹣6cm=21cm,
此時(shí)容器中水的重力,
切下的A的重力,
待水面靜止后,容器對(duì)桌面的壓力F=G水+G'A+G容=84N+3N+8N=95N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
答:(1)電流表的示數(shù)I=0.12A;
(2)水面下降的高度為6cm;
(3)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為2.375×103Pa。
22.如圖甲所示,足夠高的柱形容器的底面積為100cm2,里面裝有24cm深的水,上方用一足夠長(zhǎng)的細(xì)繩吊著質(zhì)量為0.9kg的長(zhǎng)方體物體,其底面積為50cm2,高為20cm?,F(xiàn)將細(xì)繩掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,初始狀態(tài)時(shí),物體的下表面恰好與水面接觸。容器底部是一個(gè)壓敏電阻R(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與受到的水的壓力的關(guān)系如圖丙所示)。R所在的電路放在了容器底部,電路圖如圖乙所示,電流表的量程0~0.6A,電壓表的量程0~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣,且電阻不隨溫度的變化而變化。若在初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光,求:
(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入多少kg的水?(彈簧測(cè)力計(jì)拉力每變化1N,長(zhǎng)度變化1cm)。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】(1)知道初始狀態(tài)下的水深,根據(jù)p=ρ液gh求出容器底受到的壓強(qiáng),根據(jù)F=pS求出壓敏電阻受到的壓力,根據(jù)圖丙得出壓敏電阻的阻值與所受壓力的數(shù)值比,然后得出壓敏電阻的阻值;
(2)由電路圖可知,燈泡L與壓敏電阻R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出初始狀態(tài)下電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出小燈泡的電阻,根據(jù)歐姆定律求出初始狀態(tài)下壓敏電阻兩端的電壓,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓;手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,根據(jù)V=Sh求出物體排開(kāi)水的體積,進(jìn)一步求出容器中水面上升的高度,利用p=ρ液gh求出此時(shí)容器底的壓強(qiáng),利用F=pS求出壓敏電阻受到的壓力,根據(jù)圖丙求出此時(shí)壓敏電阻的阻值,利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流;
(3)根據(jù)壓表的量程求出為了保證電路的安全時(shí)壓敏電阻兩端的最大電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)小燈泡兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)壓敏電阻的阻值,根據(jù)圖丙得出此時(shí)壓敏電阻所受的壓力,利用p=求出此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng),再利用p=ρ液gh求出此時(shí)容器中水的深度,根據(jù)m=ρV=ρSh求出物體的密度,比較物體的密度和水的密度判斷出水足夠多時(shí)物體處于漂浮狀態(tài),根據(jù)G=mg=ρVg=ρShg和F?。溅岩篻V排=ρ液gSh得出等式即可求出物體漂浮時(shí)浸入水中的深度,根據(jù)V=Sh求出物體此時(shí)排開(kāi)水的體積,然后求出往容器中加入水的體積,利用m=ρV求出加入水的質(zhì)量。
【解答】解:(1)初始狀態(tài)下,水深h=24cm=0.24m,
則容器底受到的壓強(qiáng):
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa,
壓敏電阻受到的壓力:
F=pS容=2400Pa×100×10﹣4m2=24N
由圖丙知,壓敏電阻的阻值與所受壓力的數(shù)值比為1:1,故壓敏電阻的阻值24Ω;
(2)由電路圖可知,燈泡L與壓敏電阻R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由P=UI可得,初始狀態(tài)下電路中的電流:
I===0.5A,
由I=可得,小燈泡的電阻:
RL===12Ω,
初始狀態(tài)下,壓敏電阻兩端的電壓:
UR=IR=0.5A×24Ω=12V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電源的電壓:
U=UR+UL=12V+6V=18V;
手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,
則物體排開(kāi)水的體積:
V排=S物h浸=50cm2×8cm=400cm3,
容器中水面上升的高度:
Δh===4cm=0.04m,
此時(shí)容器底的壓強(qiáng):
p′=ρ水gh′=ρ水g(h+Δh)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.24m+0.04m)=2800Pa,
壓敏電阻受到的壓力:
F′=p′S容=2800Pa×100×10﹣4m2=28N,
故此時(shí)壓敏電阻的阻值28Ω,電路中的電流:
I′===0.45A;
(3)電壓表的量程0~15V,為了保證電路的安全,壓敏電阻兩端的電壓最大等于15V,
此時(shí)小燈泡兩端的電壓:
UL′=U﹣UR′=18V﹣15V=3V,
此時(shí)電路中的電流:
I″===0.25A,
此時(shí)壓敏電阻的阻值:
R″===60Ω,
由圖丙知,此時(shí)壓敏電阻所受的壓力F″=60N,
此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng):
p″===6000Pa,
此時(shí)容器中水的深度:
h″===0.6m,
物體的密度:
ρ物====0.9×103kg/m3,
由ρ物<ρ水可知,水足夠多時(shí),物體處于漂浮狀態(tài),
則F?。紾,即ρ水gV排=ρ物gV,ρ水gS物h浸′=ρ物gS物h物,
物體浸入水中的深度:
h浸′=h物=×0.2m=0.18m,
則物體此時(shí)排開(kāi)水的體積:
V排′=S物h浸′=50×10﹣4m2×0.18m=9×10﹣4m3,
往容器中加入水的體積:
V加=S容h″﹣S容h﹣V排′=100×10﹣4m2×0.6m﹣100×10﹣4m2×0.24m﹣9×10﹣4m3=2.7×10﹣3m3,
加入水的質(zhì)量:
m加=ρ水V加=1.0×103kg/m3×2.7×10﹣3m3=2.7kg,
最多往容器中加入2.7kg的水。
答:(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值為24Ω;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流為0.45A;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入2.7kg的水。
23.如圖所示是“探究串聯(lián)電路電流規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)電路圖:
(1)實(shí)驗(yàn)中,選擇兩個(gè)小燈泡的規(guī)格最好是 不相同 的(填“相同”或“不相同”)
表1
(2)表1是某位同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一組數(shù)據(jù):指出上述表格所記錄數(shù)據(jù)中,明顯錯(cuò)誤的一組數(shù)值是: C ,造成錯(cuò)誤的可能原因是 讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)了電表量程 。
(3)改正錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的串聯(lián)電路中電流的規(guī)律是: 在串聯(lián)電路中,電流處處相等 。
(4)你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是: 只有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有片面性 。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】(1)為得出普遍結(jié)論,應(yīng)采用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(2)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷哪組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤;對(duì)電表讀數(shù)時(shí),要確定電表的量程與分度值;
(3)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;
(4)為得出普遍結(jié)論,應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)中,選擇兩個(gè)小燈泡的規(guī)格最好是不同的。
(2)下表中是某位同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一組數(shù)據(jù):指出表格所記錄的數(shù)據(jù)中,電流表在 C位置的讀數(shù)是明顯錯(cuò)誤,造成錯(cuò)誤的原因可能是:讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)了電表量程。
(3)改正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到串聯(lián)電路電流規(guī)律是:在串聯(lián)電路中,電流處處相等。
(4)你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是:只有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有片面性
故答案為:(1)不相同;(2)C;讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)了電表量程;(3)在串聯(lián)電路中,電流處處相等;(4)只有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有片面性。
24.小明和小華設(shè)計(jì)了一款電子秤。圖甲是電子秤的結(jié)構(gòu)原理圖,通過(guò)改寫(xiě)電壓表的表盤(pán)數(shù)值后可直接讀出稱(chēng)量物體的質(zhì)量,電源電壓保持6V恒定不變,定值電阻R0=60Ω,電壓表的量程為0~3V,壓敏電阻R的阻值與所受壓力變化的圖象如圖乙所示。托盤(pán)和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì),g取10N/kg.
(1)物體質(zhì)量增加時(shí),電壓表的示數(shù) 變大 (選填“變大”或“變小”).
(2)電子秤的最大測(cè)量值是 40 kg.
(3)電子秤的刻度是 不均勻 (選填“均勻”或“不均勻”).
(4)為了使電子秤的量程變?yōu)?~45kg,在原有器材不變的情況下,小明設(shè)計(jì)了如圖丙的改進(jìn)方案。
a.通過(guò)計(jì)算,小明方案中的R1阻值為 30 Ω.
b.改進(jìn)后的電子秤零刻度線(xiàn)應(yīng)該在原來(lái)電子秤零刻度線(xiàn)的 左側(cè) (選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“重合”).
c.為了讓電子秤充分利用電壓表的刻度范圍,小華認(rèn)為除了小明的方案外,在原來(lái)電子秤的方案上接入另一個(gè)電阻,也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,請(qǐng)?jiān)趫D丁虛線(xiàn)框中畫(huà)出小華的改進(jìn)方案,并標(biāo)出小華接入電阻的阻值。
【答案】(1)變大;
(2)40;
(3)不均勻。
(4)30;左側(cè);也可以與R0并聯(lián)一個(gè)60Ω的電阻,如下圖:
。
【分析】(1)根據(jù)電路圖可知,壓敏電阻R和定值電阻R0串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓;根據(jù)R與F的關(guān)系圖象結(jié)合歐姆定律進(jìn)行分析解答;
(2)當(dāng)電子秤所測(cè)質(zhì)量最大時(shí),對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)達(dá)到最大值,根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出壓敏電阻的阻值,由圖乙讀出壓敏電阻受到的壓力即為電子秤的最大稱(chēng)量的重力,再根據(jù)G=mg求出該電子秤的量程;
(3)利用串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流,然后利用歐姆定律求出壓敏電阻兩端電壓的表達(dá)式,即可判斷得出電子秤的刻度是否均勻;
(4)如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變,分析電路結(jié)構(gòu)不變部分,然后得出所加電阻的連接方式,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出所加電阻的阻值。
【解答】解:根據(jù)電路圖可知,壓敏電阻R和定值電阻R0串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓;
(1)當(dāng)被稱(chēng)物體的質(zhì)量增加時(shí),壓敏電阻受到的壓力增大;由R﹣F圖象可知,壓力增大時(shí),壓敏電阻的阻值減小,總電阻減小,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,根據(jù)歐姆定律可知:定值電阻R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大;
(2)由題意可知,電子秤是由電壓表改裝而成的,且當(dāng)電子秤所測(cè)質(zhì)量最大時(shí),對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)達(dá)到最大值;
所以,根據(jù)電壓表的量程可知,此時(shí)定值電阻R0兩端的電壓為:U0最大=3V,
則電路中的電流:I最大===0.05A,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可知:
壓敏電阻兩端分得的電壓:UR=U﹣U0=6V﹣3V=3V,
根據(jù)I=可得壓敏電阻的阻值:R′===60Ω,
由圖乙可知,此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為400N,
所測(cè)物體的最大重力為:G物最大=F=400N,
由G=mg可得,該電子秤的最大量程:
m物最大===40kg;
(3)根據(jù)圖象可得:R=300Ω﹣0.6Ω/N×F=300Ω﹣0.6Ω/N×G=300Ω﹣0.6Ω/N×m×10N/kg,
稱(chēng)量時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可得電路中的電流為:I=,
則根據(jù)I=可得R0兩端的電壓為:U0=IR0===V;
根據(jù)表達(dá)式可知:電壓表的示數(shù)與物體的質(zhì)量不是一次函數(shù),所以電子秤的刻度不均勻;
(4)使電子秤的量程變?yōu)?~45kg,則壓敏電阻受到的最大壓力為:F最大=G=mg=45kg×10N/kg=450N,
由圖乙可知,此時(shí)壓敏電阻為:R′=300Ω﹣0.6Ω/N×45kg×10N/kg=30Ω;
若電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變時(shí),R0兩端的電壓U0=3V不變,通過(guò)R0的最大電流:I大=0.05A不變,
圖丙:在電路中串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R1,電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,
由于通過(guò)R0的最大電流I大=0.05A不變,根據(jù)歐姆定律可得:
R總小===120Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和可知:
分壓電阻R1=R總小﹣R0﹣R′=120Ω﹣60Ω﹣30Ω=30Ω;
b、由于改進(jìn)后的電子秤,R0、R1是串聯(lián)的,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知當(dāng)壓敏電阻受到的壓力為0時(shí),R0兩端的電壓分得的電壓變小,則零刻度線(xiàn)應(yīng)該在原來(lái)電子秤零刻度線(xiàn)的左側(cè);
c、由于電子秤的量程增大時(shí),壓敏電阻受到的最大壓力變大,壓敏電阻變小,電路中的總電阻變小,電流變大,
所以,在R0兩端的電壓U0=3V不變的條件下,可以利用并聯(lián)電路的分流特點(diǎn),應(yīng)增加一個(gè)分流電阻,
即:在電路中R0兩端并聯(lián)一個(gè)分流電阻R2,如下圖:
由于此時(shí)R0兩端的電壓U0=3V不變,則壓敏電阻兩端的電壓UR=3V也不變,
當(dāng)壓敏電阻受到的壓力最大時(shí),干路電流:I===0.1A,
此時(shí)通過(guò)R0的最大電流I大=0.05A不變,則根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可得:
通過(guò)分流電阻R2的電流為:I2=I﹣I大=0.1A﹣0.05A=0.05A,
根據(jù)歐姆定律可得:
分流電阻R2===60Ω;
綜上可知,如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變,只在電路中增加一個(gè)電阻,使電子秤的量程變?yōu)?~45kg,可以串聯(lián)一個(gè)30Ω的電阻,也可以與R0并聯(lián)一個(gè)60Ω的電阻。
故答案為:(1)變大;
(2)40;
(3)不均勻。
(4)30;左側(cè);也可以與R0并聯(lián)一個(gè)60Ω的電阻,如下圖:

電流表的位置
A
B
C
電流I/A
0.3
0.3
1.5
電流表的位置
A
B
C
電流I/A
0.3
0.3
1.5

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