2023-2024天津市河北区九年级(上)期末物理试卷(含解析)

2023-2024学年天津市河北区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题
1.通常情况下,下列都属于导体的一组物质是( )
A. 铁、湿木头、大地、食盐水 B. 水银、锡箔、玻璃、人体
C. 铜、塑料、人体、湿木头 D. 铝、石墨、陶瓷、油
2.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的一个冲程。下列对这个冲程的名称或能量转化判断正确的是( )
A. 吸气冲程
B. 做功冲程
C. 排气冲程
D. 机械能转化为内能
3.电位器实质是一种变阻器,图是电位器的结构和连入电路的示意图,、、是接线柱。当滑片向端旋转时,连入电路的电阻( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 先变大后变小
4.定值电阻的关系图象如图所示,当该电阻两端电压为时,通过它的电流为( )
A.
B.
C.
D.
5.如图所示电路中,下列关于灯泡、、连接说法中不正确是( )
A. 、都断开,、串联
B. 、都闭合,、并联
C. 断开,闭合, 、串联
D. 断开,闭合,只有能发光
6.某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过转,接在该电能表上的用电器消耗的电能是( )
A. B. C. D.
7.党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养,组织科技创新大赛,小明在比赛中制作了水位自动报警器,原理图如图所示。当水位达到金属块时一般的水都能导电,则( )
A. 两灯都亮 B. 两灯都不亮 C. 只有绿灯亮 D. 只有红灯亮
8.物理课上老师给同学们提供如下器材,三根镍铬合金丝、、,其长度关系,横截面积关系;电源、电压表、开关各一个;导线若干.想要探究的课题有:导体的电阻跟它的横截面积的关系;导体的电阻跟它的长度的关系;导体的电阻跟它的材料的关系.同学们利用上述器材可以完成的探究课题是( )
A. 仅有 B. 仅有 C. 和 D. 、和
9.如图所示电路,开关闭合后,灯不发光。用试电笔接触、、三处,氖管都发光;接触处,氖管不发光。则故障可能是( )
A. 灯丝断了
B. 灯短路了
C. 开关处断路
D. 间断路
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A. 电流表的示数变小
B. 电流表的示数不变
C. 电压表的示数变大
D. 电压表与电流表示数的比值不变
11.下列做法中符合安全用电原则的是( )
A. 不接触低压带电体,不靠近高压带电体
B. 更换灯泡、搬动电器前先断开电源开关
C. 用湿毛巾擦洗正在发光的台灯灯泡,保持其清洁
D. 长期使用的家用电器达到使用寿命后及时更换
12.如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关闭合后,滑动变阻器接入电路的电阻为时,小灯泡正常发光。若已知滑动变阻器的规格是“”,灯泡标有“”字样不考虑灯泡电阻随温度的变化,电流表量程为,电压表量程要保证电路安全开关闭合后。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为 B. 电路消耗的最大功率
C. 小灯泡的最小功率为 D. 电流表的示数变化范围
13.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,在滑动变阻器的滑片移动过程中,电流表的最小示数为,电压表的最大示数为,电压表的最大示数与最小示数之比为:,则下列说法正确的是不计温度对灯丝电阻的影响( )
A. 电源电压为
B. 灯的阻值为
C. 在滑片移动过程中,电流表示数变化范围为
D. 在滑片移动过程中,电路消耗的最大总电功率是最小总电功率的倍
二、非选择题
14.端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日,端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时闻到粽子的香味是______ 现象,改变粽子内能的方式是______ 。
15.如图所示,用带负电的橡胶棒去接触不带电的验电器,发现验电器金属箔片张开。验电器金属箔片张开是因为______电荷相互排斥;橡胶棒接触验电器时,验电器金属杆中瞬间电流方向是从______只选填标号:“金属球到金属箔片”或“金属箱片到金属球”。
16.如图所示、、是家庭电路中的三条导线,其中火线是______ 选填“”“”或“”。若将洗衣机接入此电路中,洗衣机应与电灯______ 联。
17.将电能输送到几百千米之外的用户,在输电线上会有能量的损耗,这主要是由于电流的______ 效应引起的。某段输电线路的总电阻为,输送电流为,每输电这段线路便会损耗______ 的电能。
18.在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,小明连接了如图所示的电路,电磁铁端放有一小磁针,闭合开关,小磁针______ 选填“顺”或“逆”时针转动,向右移动滑动变阻器的滑片,电磁铁磁性______ 选填“增强”、“减弱”或“不变”。
19.如图所示,灯的额定电压为,额定功率为,灯的额定电压为,额定功率为若保证一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则此时电流表的示数为______;灯、消耗的实际功率之比为______不计温度对灯丝电阻的影响.
20.额定功率为的电热水器正常工作时,把质量为的水从加热到。已知,不计热量损失,求:
水吸收的热量;
加热所需要的时间。
21.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,实验电路如图甲所示:
连接电路时,开关应______ ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最______ 选填“左”或“右”端;
连接好电路,闭合开关,实验过程中得到的部分数据如表所示。第次测量时,电流表的示数如图乙所示,请将该数据填入表格中;
实验序号
电压
电流 ______
在如图丙中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
22.如图所示的电路,电源电压为,四个定值电阻的阻值均为。请完成下列任务:
画出开关均断开时的等效电路图只画出电路中工作电阻的连接方式;
当开关均闭合时,求电流表的示数。
23.学习了“电生磁”的知识后,小明在家里进行实验探究。实验器材主要有:全新干电池若干节、铁钉枚、大头针若干、长导线根。
实验过程;
用细线把枚铁钉捆绑在一起,再用长导线缠绕铁钉圈,连接在节全新干电池两端如图所示,制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针,观察吸引大头针的数目通电时间不超过秒钟,下同。
将电磁铁连接在节串联的全新干电池两端,重复实验。
将电磁铁连接在节串联的全新干电池两端,重复实验。
增加电磁铁的线圈匝数至匝,连接在节全新干电池两端,重复实验。
增加电磁铁的线圈匝数至匝,连接在节全新干电池两端,重复实验。
节全新干电池的电压是______ 。
本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于______ 选填“类比法”或“转换法”。
请帮助小明设计用于记录上述实验数据的表格。
24.小明设计用“伏安法”测量未知定值电阻阻值范围为的实验。
实验器材:两节干电池总电压接近,电压表量程、、电流表量程、、滑动变阻器各一个,导线、开关若干。
一小明在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流。
二小明又找来一个阻值可连续调节且可读数的变阻器电路符号用“
”表示,再用除电流表以外的其他原有器材进行实验,设计出电路图,实验过程中不能拆接电路。请你按照上面要求帮小明完成这个实验。
在虚线框内画出实验电路图;
写出实验步骤。
25.如图甲所示的是一个黑盒子,绝缘外壳上有、、三个接线柱。盒内电路由两个定值电阻连接而成。小明同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及电功率。已知电源电压恒定不变,是阻值为的定值电阻,是滑动变阻器。小明进行了如下的实验操作:
Ⅰ把两个接线柱接到之间,只闭合开关,将的滑片移到最左端时,电压表示数为,电流表示数为;
Ⅱ用导线把连接起来,再将接线柱接入之间,闭合开关和,此时电流表的示数为;
Ⅲ把两个接线柱接到之间,只闭合开关,小海发现将的滑片从某位置移至最左端或最右端时,电压表示数均变化了,电路的总功率均变化了;
请根据操作Ⅰ求出黑盒子间的电阻;
请画出黑盒内的电路图,并标明各电阻的阻值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:、铁、湿木头、大地、食盐水都易导电,属于导体,故A正确。
B、水银、锡箔、玻璃、人体中,玻璃属于绝缘体,故B错误。
C、铜、塑料、人体、湿木头中,塑料属于绝缘体,故C错误。
D、铝、石墨、陶瓷、油中,陶瓷和油属于绝缘体,故D错误。
故选:。
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、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
2.【答案】
【解析】解:
图中进气门、排气门都关闭,活塞由下向上运动,所以为压缩冲程,即将机械能转化为内能。
故选:。
汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;
根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程。
此题主要考查的是学生对汽油机四个冲程的认识和了解,基础性题目。
3.【答案】
【解析】解:根据图示可知,此时接入电路中,当滑片向端旋转时,电阻丝接入电路中的长度变大,连入电路的电阻变小。
故选:。
电位器的实质是滑动变阻器,滑动变阻器依靠改变电阻线的长度来改变电阻大小。
本题考查了变阻器的连接方法、变阻器的原理,是一道较为简单的应用题。
4.【答案】
【解析】解:由图可知通过该电阻的电流为时,电阻两端的电压为,
根据欧姆定律可得电阻的阻值,
当该电阻两端电压为时,通过它的电流为。
故选:。
由图可知通过该电阻的电流为时,电阻两端的电压为,根据欧姆定律计算电阻的阻值,进一步计算当该电阻两端电压为时通过它的电流。
本题考查欧姆定律的简单运用,属于基础题。
5.【答案】
【解析】解:、、都断开时,电流从电源正极出发,经过灯泡、回到电源负极,所以灯泡、串联,故A正确。
B、、都闭合,电流从电源正极出发分支,一支经灯泡、另一支经开关、灯泡,然后共同经回负极,则、并联,故B正确;
、、断开,闭合,灯泡断路,灯泡短路,电流只从灯泡经过,此时只有灯泡工作。故C错误、D正确。
故选:。
通路:电路连接好后,闭合开关,处处相通的电路叫做通路;
开路:即断路,开关未闭合,或电线断裂、接头松脱致使路线在某处断开的电路,断路电路中没有电流;
短路:导线不经过任何用电器直接跟电源两端连接的电路。
此题考查我们对多个开关的开合引起电路连接关系变化的认识,分析电路连接关系时,特别注意开关与某一用电器并联造成的部分电路短路问题。
6.【答案】
【解析】解:表示电路中每消耗的电能,电能表的转盘转,
电能表的转盘转了转时,用电器消耗的电能:

故选:。
表示电路中每消耗的电能,电能表的转盘转,据此求出电能表的转盘转了转时,用电器消耗的电能。
本题考查了消耗电能的计算,明白电能表参数的含义是关键。
7.【答案】
【解析】解:当水位到达金属块时,左端的控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通,红灯亮。
故选:。
当水位到达金属块时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通。
本题考查电磁继电器的应用,这个自动控制装置是由控制电路和工作电路两部分组成,工作电路又包括红灯电路和绿灯电路。
8.【答案】
【解析】【解答】
在研究导体的电阻跟导体横截面积的关系时,要有长度相同、材料相同,横截面积不同的导体,而、两根镍铬合金线的长度相同、横截面积不同,正好符合实验要求;
在研究导体的电阻跟导体长度的关系时,要有材料相同、横截面积相同,长度不同的导体,而、两根镍铬合金线的材料相同、横截面积相同,长度不同,正好符合实验要求;
由于题目中用的是同一种材料,所以不可以完成探究电阻跟导体的材料的关系实验;
所以符合题意,、、不符合题意。
故选C。
9.【答案】
【解析】解:开关闭合后,灯不亮,用试电笔测试、、三点,氖管都发光,这说明从火线到、、点之间的电路都是完好的,没有断路;而试电笔测试点时,氖管不发光,这说明点到之间的导线出现断路。
故选:。
使用试电笔时,手要与试电笔尾部的金属体接触,笔尖接触火线或零线,氖管发光时表示接触的是火线,氖管不发光时表示接触的是零线;
用试电笔测试、、三处,氖管都发光,这说明、、与火线是连通的,据此判断。
本题考查了试电笔的使用、家庭电路的故障分析,属于基础题目。
10.【答案】
【解析】解:由电路图可知,闭合开关,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。
因电源电压保持不变,
所以,变阻器滑片移动时,电压表的示数不变,故C错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,变阻器的滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,
当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,
由可知,通过滑动变阻器的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表的示数变小,故A正确、B错误;
由电压表的示数不变、电流表的示数变小可知,电压表与电流表示数的比值变大,故D错误。
故选:。
由电路图可知,闭合开关,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过定值电阻的电流变化,根据滑片的移动可知变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步得出电压表与电流表示数的比值变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
11.【答案】
【解析】解:、不接触低压带电体,不靠近高压带电体。是安全用电的基本原则,故A符合安全用电原则;
B、更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关,否则可能引起触电,故B符合安全用电原则;
C、水是电的导体,用湿毛巾擦洗正在发光的台灯灯泡时,可能会因湿毛巾导电而发生触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、家用电器达到使用寿命应及时更换,避免因线路老化造成短路,故D符合安全用电原则。
故选:。
安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候,就会有电流流过人体,从而造成触电;
湿物体是导体,接触带电体容易发生触电;
保险装置、插座、导线、家用电器等老化后要及时更换,防止发生触电事故。
本题来源于日常生活的常见现象和行为,在考查安全用电的原则中,实现安全用电知识的宣传和教育作用。
家庭中有时自己私接电器,存在着很多安全隐患,尤其在农村更为严重,希望同学们及时杜绝,安全文明用电。
12.【答案】
【解析】解:由图可知:灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测串联电路的电流。
A、由可得,灯泡的额定电流:;
由于滑动变阻器允许的最大电流为,电流表的量程为,所以电路的最大电流为;
由可得:滑动变阻器两端的电压:,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:,故A正确;
B、电路消耗的最大功率:,故B错误;
C、灯泡的电阻:;
已知电压表量程为则当电压表示数为滑动变阻器连入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小;
因串联电路的总电压等于各分电阻的两端电压之和,所以灯泡两端的电压:,
电路中的最小电流:,
滑动变阻器连入电路的电阻:;
灯泡的最小功率:;故C错误;
D、由于电流表测量电路中电流,所以电流表的示数变化范围,故D正确。
故选:。
分析电路可知:灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测串联电路的电流。
由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据求出灯泡的额定电流,结合滑动变阻器允许的最大电流以及电流表的量程确定电路中的最大电流;根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;
根据即可求出最大功率;
当电压表示数为滑动变阻器连入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小;根据串联电路的特点和欧姆定律求出最小电流,利用求出灯泡的最小功率;
根据电路中的最小电流和最大电流可知电流表的示数变化范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是公式的灵活运用和灯泡铭牌参数含义的理解与掌握,还要知道灯泡正常工作时的电压为额定电压、电流为额定电流。
13.【答案】
【解析】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流.
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,变阻器两端的电压最大,两端的电压最小,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,两端的电压即为电源的电压
因电压表的最大示数与最小示数之比为:,
所以,由可得:
,即,
则在滑片移动过程中,电流表示数变化范围为,故C错误;
因电源的电压一定,电路中的电流与电阻成反比,
所以,,
解得:,
电源的电压:
,故A错误;
灯的阻值:
,故B正确;
在滑片移动过程中,电路消耗的最大总电功率和最小总电功率之比:
,故D正确.
故选BD.
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,变阻器两端的电压最大,两端的电压最小,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,两端的电压即为电源的电压,根据欧姆定律表示出电压表的最大示数与最小示数之比即可求出电路的电流关系,进一步得出电流表示数的变化范围;根据电压一定时电流与电阻成反比求出滑动变阻器的最大阻值与灯泡电阻的关系,然后根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,根据欧姆定律结合两电阻的阻值关系得出灯的阻值;利用求出在滑片移动过程中电路消耗的最大总电功率和最小总电功率之比.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断电路中电流最大和最小时的连接方式是关键.
14.【答案】扩散 热传递
【解析】解:能闻到粽子的香味是由于分子不停地做无规则运动产生的扩散现象;
煮粽子的过程是利用热传递的方法改变粽子的内能。
故答案为:扩散;热传递。
不同物质接触时,分子彼此进入对方的现象叫扩散;改变内能的方法:做功和热传递。
以端午节吃粽子为背景,考查了与热现象有关的两个知识点,贴近生活,体现了物理与生活的联系,难度不大。
15.【答案】同种
【解析】解:用带负电的橡胶板和不带电的验电器金属球接触,验电器金属箔片张开,这是因为金属箔片带上同种电荷,同种电荷相互排斥;
橡胶棒接触验电器时,橡胶棒上的负电荷由金属球转移到金属箔片上,由于正电荷定向移动的方向为电流的方向,所以此时的电流方向是从金属箱片到金属球即B正确。
故答案为:同种;。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理;
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
本题考查了验电器的原理和电流的方向,解答本题时注意:电流方向是正电荷定向移动方向,和负电荷定向移动方向相反。
16.【答案】 并
【解析】解:开关应接在灯与火线之间,这样开关断开后,电灯就与火线断开,三孔插座的正确接法:左零右火,中间接地线;所以图中是火线;家庭电路中,用电器之间独立工作、互不影响,所以各用电器是并联的。
故答案为:;并。
开关与被控制的灯串联,为了安全开关接在灯与火线之间。三孔插座的正确接法:左零右火,中间接地线。
家庭电路中,用电器之间都是并联的。
本题考查家庭电路的组成、连接方式和安全用电原则,属于基础题。
17.【答案】热
【解析】解:电流在输送时,由于电流的热效应,导线发热,引起能量的损失;
这段输电线上产生的热量。
故答案为:热;。
电流在输送时,由于电流的热效应,输电线会发热,造成能量损失;
根据计算输电线上产生的热量。
本题考查了电流的热效应和热量公式的应用,属于基础题,要求掌握。
18.【答案】顺 减弱
【解析】解:由图可知螺线管中电流由左侧流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管端为极,端为极,
因异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,则可知小磁针顺时针转动;
若滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则由欧姆定律可得线圈中的电流变小,则电磁铁的磁性减弱。
故答案为:顺;减弱。
开关闭合后,根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极,则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向;由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化。
本题考查安培定则及电路的动态分析,需认真分析题意,抓住题目的关键则可以较快解决本题。
19.【答案】;:
【解析】解:
两灯并联,则两灯两端的电压是相同的;若保证一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,因的额定电压较小,则电路中灯正常工作,此时两灯两端的电压均为;
由可得,通过灯的电流为:;
根据可得,两灯的电阻分别为:
灯的电阻为,灯的电阻为;
由欧姆定律可得,此时通过灯的电流为:;
电流表的示数为;
由可知,灯、消耗的实际功率之比为:
::::.
故答案为:;:.
两灯并联,则两灯两端的电压是相同的,灯的额定电压为,灯的额定电压为,故应使灯正常工作;根据灯两端的电压和电阻可以求出灯的电流,根据并联电路的电流规律可以求出总电流;根据公式比较功率的比值.
本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律和电功率公式的应用,关键是知道对于额定电压和额定电流不同的两个电阻来说,串联时比较电流取小的,并联时比较电压取小的.
20.【答案】解:使水温由升高到,水需要吸收热量为:

不计热量损失,电热丝所产生热量的全部被水吸收,由得加热所需要的时间:。
答:水吸收的热量为;
加热所需要的时间为。
【解析】由吸热公式计算吸收的热量。
不计热量损失,电热丝所产生热量的全部被水吸收,由算出电流产生这些热量所需要的时间。
本题是一道电学与热学的综合应用题,考查吸热公式和电功公式的灵活运用,与生活相连,使学生觉得学了物理有用。
21.【答案】断开 右
【解析】解:为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;正确连好电路后,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处即最右端;
根据电流表接线柱,电流表选择量程,可知此时电流表的分度值为,电流表示数是;
在坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线,如下图所示:

故答案为:断开;右;;见解答图。
为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;
电流表读数时要先确定量程和分度值,再根据指针位置读取电流数值;
在坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
本题是探究电流与电压关系的实验,考查注意事项、电流表的读数、描点连线,难度一般。
22.【答案】解:开关均断开时,、串联接入电路,如图:
开关均闭合时,、并联接入电路,电流表测干路电流,
并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得电流表示数。
答:见上图;
电流表示数为。
【解析】开关均断开时,、串联接入电路;
开关均闭合时,、并联接入电路,电流表测干路电流,根据并联电路电压特点、并联电路电流规律结合欧姆定律计算电流表示数。
本题考查串联电路特点、并联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
23.【答案】 转换法
【解析】解:节全新干电池的电压为;
通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱,此科学方法属于转换法;
小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数,观察电磁铁吸引大头针的数目,因此需要记录电磁铁两端电压、线圈的匝数和吸引大头针的数目,设计表格如下表:
线圈匝数圈
实验次数
电压
吸引大头针的数目枚
故答案为:;转换法;如上表所示。
节全新干电池的电压为;
通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱,这是转换法的思想;
根据小柯实验过程中改变的物理量分析所需记录的物理量,进而设计记录实验数据的表格。
本题探究电磁铁磁性强弱的影响因素,考查电池电压、探究目的、转换法和表格的设计,关键是根据实验过程确定所探究的物理量。
24.【答案】解:电压接近,未知定值电阻阻值范围为,由欧姆定律,电路的最大电流为:
,小于电流表的分度值,故用提供的电流表无法测量出电路中的电流;
实验电路图,如下所示:
实验步骤:
将的滑片移动到最右端,闭合、,移动的滑片使电压表示数为一定值;
断开,再闭合,控制的滑片不动,调节电阻箱的旋钮,使电压表示数保持不变;
由等效替代法,此时待测电阻大小等于电阻箱连入电路的电阻。
故答案为:电路图见解答;
实验步骤:
如下连接电路,将的滑片移动到最右端,闭合、,移动的滑片使电压表示数为一定值;
断开,再闭合,控制的滑片不动,调节电阻箱的旋钮,使电压表示数保持不变;
由等效替代法,此时待测电阻大小等于电阻箱连入电路的电阻。
【解析】电压接近,未知定值电阻阻值范围为,由欧姆定律得出电路的最大电流分析;
阻值范围为与滑动变阻器的最大电阻阻值比较接近,故可先将待测电阻与变阻器连入电路中,用电压表测量待测电阻的电压,控制变阻器的滑片位置不动,通过开关的转换,使电阻箱与变阻器连入电路中,通过调节电阻箱的旋钮,使电压表示数保持不变,由等效替代法,此时待测电阻大小等于电阻箱连入电路的电阻。
本题考查对实验方案的评估及等效替代法和设计方案测待测电阻的能力,最后一问难度较大。
25.【答案】解:把两个接线柱接到之间,只闭合开关,将的滑片移至最左端时,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,
由可得,黑盒子间的电阻;
把两个接线柱接到之间,只闭合开关,将的滑片移至最左端时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由可得,电源的电压:

用导线把连接起来,再将接线柱接入之间,闭合开关和,电路为黑盒子的简单电路,
用导线把连接起来,再将接线柱接入之间,黑匣子的电阻:

把两个接线柱接到之间,只闭合开关时,
由可得,电路中电流的变化量:

此时黑匣子的电阻:

综上可知,黑盒子间的电阻为,用导线把连接起来后间电阻为,间的电阻为,
黑盒子内的电路图如下图所示:
答:黑盒子间的电阻为;见解答图。
【解析】把两个接线柱接到之间,只闭合开关,将的滑片移至最左端时,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出黑盒子间的电阻;
把两个接线柱接到之间,只闭合开关,将的滑片移至最左端时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;用导线把连接起来,再将接线柱接入之间,闭合开关和,电路为黑盒子的简单电路,用导线把连接起来,再将接线柱接入之间,根据欧姆定律求出黑匣子的电阻;把两个接线柱接到之间,只闭合开关时,根据求出电路中电流的变化量,根据欧姆定律求出此时黑匣子的电阻,综上分析画出黑盒子内的电路图。
本题以探究黑匣子内部结构为背景考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的得出间的电阻、间的电阻、用导线把连接起来后间的电阻是解题的关键,也是难点。
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