资源描述
安徽合肥市2025届初三第一次模拟物理试题理试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.用大小不变的水平力,拉木块在水平桌面上做匀速直线运动,如图所示.木块在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
C.绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
D.木块受到的滑动摩擦力大小保持不变
2.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为10N.把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是
A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是 100J
B.甲滑轮组所做的有用功为 200J,乙滑轮组所做的有用功为 300J
C.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D.甲和乙两滑轮组的机械效率不相等
3.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志,人类的现代生活已越来越离不开各种热机,热机从根本上改变着我们的世界.下列相关说法正确的是
A.热机是把机械能转变为内能的装置
B.四冲程内燃机的一个工作循环对外做功1次
C.使用热值大的燃料可提高热机效率
D.采取有效的措施可以使热机效率达到100%
4.如图所示,设水对底部的压强为p瓶子对桌面的压强为p′.将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则p和p′的变化情况是
A.p变小,p′变小 B.p变小,p′变大
C.p变大,p′变小 D.p变大,p′变大
5.如图所示,电源电压不变,闭合开关后,下列关于电压表示数变化的说法正确的是( )
A.滑片P向右移动,V1表示数变大,V2表示数不变
B.滑片P向右移动,V1表示数变小,V2表示数变大
C.滑片P向左移动,V1表示数变小,V2表示数变大
D.滑片P向左移动,V1表示数变大,V2表示数不变
6.下列情景中,处于平衡状态的是( )
A.绕地球匀速运行的卫星
B.加速追赶猎物的猎豹
C.下落的苹果
D.匀速下降的跳伞运动员
7.下列光路图正确的是
A. B.
C. D.
8.下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A.用锯条锯木头,锯条温度升高 B.向饮料中加冰块,饮料温度降低
C.寒冬,用热水袋暖手,手感到温暖 D.盛夏,阳光曝晒路面,路面温度升高
9.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律.如图描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是( )
A. B. C. D.
10.指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品,它的“钥匙”是特定人的指纹(S1)、磁卡(S2)或应急钥匙(S3),三者都可以单独使电动机M工作而打开门锁.下列电路设计符合要求的是
A.
B.
C.
D.
二、多选题(本大题共3小题,共12分)
11.下列是小涛同学总结的四个关于“力与运动”的知识,其中你认为正确的是( )
A.嫦娥四号轨道飞行时,若所受外力同时消失,它将做匀速直线运动
B.踢出的球滚动一段距离后停下来,说明力可以改变物体的运动状态
C.小华匀速爬杆时,手对杆的握力和小华所受到的重力是一对平衡力
D.匀速直线行驶的车中小明竖直跳起,落回原地是因为小明具有惯性
12.直流电动机模型如图所示,通电后沿顺时针方向转动,现在想改变电动机的转动方向,可以
A.改变通电电流的大小 B.将电源的正负极对调
C.将两磁极对调 D.增加电动机的线圈匝数
13.小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=15cm时,在光屏上能得到一个放大的像
C.当u=25cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
三、填空题(本大题共5小题,共10分)
14.如图所示是一种薪能源——可燃冰.2017年5月l8日,我国在南海开采可燃冰获得成功!1m3可燃冰可分解释放约168m3的天然气,可燃冰属于_____(选填“可”或“不可”)再生能源,完全燃烧168m3的天然气可以释放的热量为_____J,若这些热量全部被水吸收,可以将质量为_____t的水由20℃加热到70℃,q天然气=4×107 J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15.如图所示,敲击鼓面时,看到鼓面上的泡沫颗粒跳动,说明声音是由物体的_____产生的,增加敲击鼓面的力度,我们听到鼓声的_____发生变化。
16.王宇将焦距为5cm的凸透镜放在光具座上进行实验,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,其中明显还需要调整的是__________的高度.调整后,在光屏上恰好得到一个清晰的、倒立的烛焰的_________像,生活中的__________机是利用这一原理的.
17.用2N的拉力拉着一木块在水平桌面上做匀速直线运动,突然将拉力增加到5N,则此时木块受到桌面的摩擦力大小为____N,木块做_____(选填:加速、匀速、减速)运动.
18.如图所示,是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在_____,支持此结论的现象是_______.如果移走小磁针,该结论_____(选填“成立”或“不成立”).
四、计算题(本大题共3小题,共29分)
19.如图所示是某型号的电热水壶,有关参数如表,将电热水壶装入最大容量的水 后,放置于面积为 1.2m2 的水平桌面上,求:
(1)该热水壶受到的总重力为多少 N?
(2)该热水壶对桌面的压强多大?
(3)若正常工作 7 分钟即可将该壶中初温为 20℃的水加热到 100℃,则电热水壶正常工作 时的效率多大?(c 水=4.2×103J/(kg·℃))
20.图甲是某电吹风机的工作原理图,开关可置于1、2、3三个档位.电吹风工作时,可以分别吹出热风和凉风.为了防止温度过高,用一个热敏电阻R0与电阻为100Ω的电热丝R串联,R0的阻值随温度的变化如图乙所示.
当开关S置于图甲中的2档位,电吹风可以吹出凉风,此时功率为500W,求电路中的电流.假设电热丝在最大发热功率下工作1min,产生的热量是多少?此时电吹风的功率多大?
21.工人利用如图所示的滑轮组在5s内把重物匀速提升2m,已知所用的拉力为250N,不计绳重和各处摩擦,求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)拉力的功率;
(3)若滑轮组的机械效率为80%,求所提升物体的重力大小.
五、作图题(本大题共2小题,共4分)
22.如图所示(F为凸透镜的焦点),图中光线为某光线经过平面镜后的反射光线,请在图中画出与它对应的入射光线并标出入射角的大小、光线经凸透镜后的折射光线.
(______)
23.为了安全用电,请将独立工作的电灯和插座接到家庭电路。
六、实验探究题(本大题共3小题,共15分)
24.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,实验器材有:3节干电池、标有2.5V的小灯泡(正常发光时,电阻约为10Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关等各一个和导线若干,电路图如图甲所示。
(1)在图乙的电路中有一处导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(_____)
(2)改正电路后,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,其原因可能是______。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器连入电路的阻值太大
D.滑动变阻器连入电路的阻值太小
(3)在提供的滑动变阻器中,分别有规格为A(5Ω 1A)、B(20Ω 1A),为了顺利完成实验,应选择_____(填“A” 或“B”)滑动变阻器最为合适。
(4)调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡此时的电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向__端移动(填“左”或“右”)。当电压表示数为2.5V时,电流表的指针在图丙指针的位置偏转了一个小格,则小灯泡正常发光时的功率为____W。
(拓展)在上述电路中,不管怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使灯泡两端的电压足够小,请你在原电路图甲中增加一条线,仍保证电流表测通过小灯泡的电流,使得灯泡两端的电压可以在0~2.5V之间连续变化。
(______)
25.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:学生电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω1A”的滑动变阻一个,导线若干。连接了如图甲所示的实验电路
请你用笔画线代替导线,将她未完成的实物电路连接完整。(要求:滑片P向A端移动时,电流表示数变大,且导线不得交叉)在连接电路时,她应将开关_____。电路连接完整后,小华闭合开关S,她发现电流表有示数,电压表的指针偏转角度很大,小华操作中存在的错误是_____。故障排除后,小华移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。断开开关S,她拆下10Ω的电阻,换成阻值为20Ω的电阻继续实验。闭合开关S,电压表示数如图乙所示,其示数是_____V.此时她应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为_____V时,才能记录电流表的示数。当小华换用50Ω的电阻继续实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,都无法使电压表示数达到实验要求的值。你认为出现该现象的原因可能是_____
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了小华解决了该问题后,完成了实验,将收集到的多组数据记录在事先设计好的下表中。她设计的表格中存在的不足之处是_____。分析下表中的实验数据,她能得出的结论是_____。
实验次数
U
R
I
1
2
10
0.20
2
2
20
0.10
3
2
50
0.04
26.在探究电流通过导体产生的热量多少与哪些因素有关时,采用如图所示的实验装置,请观察甲、乙两图并回答下列问题.
(1)在甲图实验中,若通电时间相同,发现右侧U形管内液面高度变化较大,这表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,导体的_______越大,产生的热量越多.乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与__________的关系.在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差且高度差相等,原因是电阻丝______断路排除故障后,重新利用乙装置进行实验,要使实验现象更明显,应该将R3换成电阻更_______(选填“大”或“小”)的电阻.
参考答案
一、单选题(本大题共10小题,共30分)
1、D
【解析】
A.平衡力和相互作用力都是大小相等方向相反作用在一条直线上,不同的是平衡力作用在一个物体上,而相互作用力作用在彼此两个物体上.木块对桌面压力作用在桌面上,而重力是地球对木块,不在一个物体上所以不是平衡力,也不是彼此之间的力所以不是相互作用力.A错误.
B.绳对木块和木块对绳是相互作用力而不是平衡力,B错误.
C.木块在桌面做匀速直线运动,处于平衡状态,即拉力和摩擦力是平衡力,二者大小相等.C错误.
D.滑动摩擦力和压力接触面粗糙程度有关,木开移动过程中,对桌面压力不变,而接触面粗糙程度也不变,因此摩擦力也不变.D正确.
2、A
【解析】
AB、甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同,则两滑轮组所做的有用功相同,即W有=Gh=100N×1m=100J,故A正确、B错误;
C、由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2,n乙=3,因为动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同,根据可知,两滑轮组绳子自由端的拉力不相等,故C错误;
D、不计绳重和摩擦时,滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功,根据W=Gh可知,动滑轮重和上升高度相同时,两者的额外功相等,由W总=W有+W额可得,两滑轮组的总功相同,有用功和总功的比值等于机械效率,故两滑轮组的机械效率相等,故D错误.
故选A.
3、B
【解析】
A.热机是利用内能来工作的机器,其中能量的转化是将内能转化为机械能的机械.故A不符合题意。
B.四冲程内燃机的一个工作循环对外做功1次.故B符合题意。
C.燃料的热值是燃料的特性,燃料的热值大,只能说明完全燃烧1kg的燃料放出的热量多,而热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,采用使用热值大的燃料,并不能提高热机的效率.故C不符合题意。
D.热机工作时,总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中,用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量,所以热机效率一定小于1.故D不符合题意。
故选B。
4、D
【解析】
由图知道,瓶内水不满,瓶子的形状是上细下粗,所以倒过来会使水的深度变大,由公式P=ρgh知道,液体对瓶塞的压强变大;瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,所以无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,故对桌面的压力也不变,但倒过来后受力面积变小,即对桌面的压强变大,所以将瓶子从正放变为倒放,则p变大,p′变大,故选D.
5、D
【解析】
BC.由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源的电压,因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,故BC错误;
A.当滑片P向右移动时,接入电路中电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电路变小,由U=IR可知,R两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故错误;
D.同理可知,滑片P向左移动,接入电路中电阻变小,电路中的电路变大,R两端的电压变大,电压表V1的示数变大,故正确.
故选D
6、D
【解析】
物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态。
A.绕地球匀速运动的卫星,速度大小不变,运动方向不断变化,不是平衡状态,故A不符合题意。
B.加速追赶猎物的猎豹,速度增大,方向不断变化,不是平衡状态,故B不符合题意。
C.下落的苹果,向下做加速运动,不是平衡状态,故C不符合题意。
D.匀速下降的跳伞运动员,做匀速直线运动,速度和运动方向不变,处于平衡状态,故D符合题意。
故答案为D。
本题考查对平衡状态的理解和掌握。物体保持静止状态或匀速直线运动状态时,处于平衡状态。物体不受力或受平衡力时,处于平衡状态。
7、D
【解析】
A.反射是入射光线入射到两种介质的分界面处,返回原介质的情况,图中光线方向错误,故A错误;
B.凸透镜对光有会聚作用,平行于主光轴的光经过凸透镜折射后会聚焦点上,故B错误;
C.凹透镜对光有发散作用,图中的折射光线比原来的入射光线变得会聚,故C错误;
D.图中物距在一倍与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像距在2倍焦距以外,故D正确.
8、A
【解析】
A中锯木头时,是通过做功的方法改变物体内能的,故A正确;而BCD都是通过热传递的方法改变物体内能的.
9、B
【解析】
A.玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,所以应该是下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故A错误;
B.玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,且下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故B正确;
C.玻璃管水平放置在液体中,液体对两侧橡皮膜有向内的压强,所以右侧橡皮膜应该向左凹,故C错误;
D.玻璃管水平放置在液体中,两侧的橡皮膜都应向内凹,故D错误;
故选B。
10、B
【解析】
根据题意,三者都可以单独使电动机M工作而打开门锁,符合并联电路的特等,即三个开关应该并联后控制电动机,任一开关闭合,电动机都能工作.
A.两开关并联后与第三个开关串联,当S3断开时,另外两个开关不能使电动机工作,故A不符合题意;
B.三个开关并联控制电动机,任一开关闭合电动机都能工作,故B符合题意;
C.三个开关串联,必须三个开关同时闭合电动机才能工作,故C不符合题意;
D.S2闭合会将电动机以及电源短路,不符合电路设计的原则,且S3断开时,电动机也不可能工作,故D错误;
二、多选题(本大题共3小题,共12分)
11、ABD
【解析】
A.嫦娥四号在轨道飞行时,如果所受的外力同时消失,由于惯性它将做匀速直线运动.故A正确;
B.踢出去的球在向前滚动时受到阻力的作用,速度越来越慢最后停下来,球的运动状态发生了改变,这说明力可以改变物体的运动状态;故B正确;
C.小华匀速爬杆时,手对杆的握力和小华受到的重力不作用在同一直线上,所以二力不是一对平衡力;故C错误;
D.在匀速直线行驶的车中,小明竖直跳起后会落在原地,是因为小明具有惯性的缘故;故D正确.
12、BC
【解析】
A.改变电流的大小只能改变电动机的转速,不能改变转动方向,故A不符合题意。
B.将电源的正负极对调,改变线圈中电流的方向,能改变直流电动机的转动方向,故B符合题意;
C.将两磁极对调可以改变磁场方向,能改变直流电动机的转动方向,故C符合题意;
D.增加电动机的线圈匝数能改变电动机的转速,不能改变转动方向,故D不符合题意。
故选:BC。
13、BCD
【解析】
A、由u-v图像可知,u=v=20cm=2f,此时凸透镜成倒立、等大的实像,故 f=10cm,A错误,不符合题意.
B、当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像.故B正确,符合题意.
C、当u=25cm时,u>2f,在光屏上成倒立、缩小的实像,故C正确,符合题意.
D、物体从距凸透镜12cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”,物距增大,像距减小,像变小.故D正确,符合题意.
三、填空题(本大题共5小题,共10分)
14、 不可 6.72×109 32
【解析】由题知,可燃冰在短时间之内不可再生,所以可燃冰是不可再生能源;1m3可燃冰在常温常压下可释放出168m3的天然气,则完全燃烧168m3的天然气可放出的热量:Q放=qV=4×107J/m3×168m3=6.72×109J,天然气完全燃烧放出热量全部被水吸收,则Q吸=Q放=6.72×109J,由Q吸=cm△t可得,这些热量可加热水的质量:m= ==32000kg=32t.
15、振动 响度
【解析】
正在发声的鼓面的振动通过泡沫颗粒的跳动反映出来,说明鼓面在振动,声音是由物体的振动产生的;增大敲鼓的力度,听到声音的响度发生了变化,同时看到泡沫颗粒跳得更高,根据上述实验现象,可以总结出的结论是振幅越大,响度越大。
16、光屏 实 照相
【解析】
烛焰、凸透镜、光屏的中心没有在同一高度,像不会成在光屏的中央位置,所以要调整光屏的高度,使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一直线上,像才能在光屏的中央位置;
由图可知,u>v,成倒立、缩小的实像,照相机利用此原理制成的.
17、2 加速
【解析】
拉力为2N,拉动木块做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力平衡,f=F=2N;当拉力为5N时,木块对水平桌面的压力大小和接触面的粗糙程度仍不变,滑动摩擦力仍为5N,此时木块将做加速运动.
18、磁场 闭合开关,小磁针偏转 成立
【解析】
试题分析:当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了通电导线周围存在磁场,该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,该结论仍成立.
考点:通电直导线周围的磁场
四、计算题(本大题共3小题,共29分)
19、(1)20N (2)8000Pa (3)80%
【解析】
(1)水的质量为m水==1.0kg/1.5=1.5kg;
则水重为G水==1.5kg10N/kg=15N.空壶重为G壶=0.5kg10N/kg=5N,
热水壶受到的总重力G总=G水+G壶 =15N+5N=20N.
(2)热水壶对水平桌面的压力F=G总=20N,热水壶对水平桌面的压强P==8;
(3)水吸收的热量为:Q=cmΔt=4.2J/(kg•℃)1.5kg(100℃-20℃)=5.04J,
消耗的电能为W=Pt=1500W760s=6.3J,
电热水壶正常工作 时的效率为:=100==80;
20、(1)2.27A;(2)24000J;940W
【解析】
(1)由电路图可知,当开关S置于图甲中的2档位时,电路中只有电动机工作,电吹风可以吹出凉风,电路中的电流I=≈2.27A;
(2)由图乙可知,热敏电阻的最小阻值R0=10Ω,此时电热丝R所在支路的总电阻最小,该支路的电流最大,电热丝的发热功率最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热丝R所在支路的最大电流:I大==2A,则电热丝在最大发热功率下工作1min产生的热量:Q=I大2Rt=(2A)2×100Ω×60s=24000J;此时电吹风的发热功率P大=UI大=220V×2A=440W.电吹风的总功率P总=P电动机+P大=500W+440W=940W.
21、(1)0.8m/s;(2)200W;(3)400N
【解析】
(1)由图可知滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,
绳子自由端移动的速度:;
(2)拉力做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,
拉力的功率:;
(3)有用功:W有用=W总η=1000J×80%=800J;
由W有用=Gh可得物体的重力:.
答:(1)绳子自由端移动的速度为0.8m/s;
(2)拉力的功率为200W;
(3)若滑轮组的机械效率为80%,所提升物体的重力大小为400N.
五、作图题(本大题共2小题,共4分)
22、
【解析】
首先过平面镜的反射点垂直镜面作出法线,由于反射光线与镜面的夹角为30°,所以,反射角是:90°-30°=60°,根据反射定律知道,入射角也为60°,故在法线右侧作出入射光线,并标出入射角;由于过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,故光路如图:
23、
【解析】
(1)对于电灯接线的基本要求是:“火线零线并排走,零线直接进灯口,火线接在开关上,通过开关进灯头”。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【详解】
(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;
(2)安装三孔插座的方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
六、实验探究题(本大题共3小题,共15分)
24、 C B 9.1 左 0.6
【解析】
(1)由图乙可知,电流表和灯泡的左接线柱相连,导致灯与电压表没有接入电路,修改后,实物电路如图所示:
(2)改正电路后,闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,即电路为通路且没有短路,而小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,其原因可能是滑动变阻器连入电路的阻值太大;
(3)标有2.5V的小灯泡,正常发光时,电阻约为10Ω,由欧姆定律可得,灯的额定电流约为:I==0.25A,电源为3节干电池串联,则电源电压为4.5V,根据串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为:R滑==8Ω,故选用B滑动变阻器最为合适;
(4)调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.22A,由欧姆定律可得,小灯泡此时的电阻为:RL=≈9.1Ω;灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由串联分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片应向左移动,直到电压表示数为额定电压;当电压表示数为2.5V时,电流表的指针在图丙指针的位置偏转了一个小格,即此时的电流为0.22A+0.02A=0.24A,则小灯泡正常发光时的功率为:P=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W;
【拓展】
图甲中,当B滑动变阻器的最大电阻为20Ω时,由分压原理可知,灯分得的电压最小,此时灯的电阻约为变阻器最大电阻的0.5倍,由分压原理可知,灯的电压也为变阻器电压的0.5倍,根据串联电路电压的规律,电压表最小示数为:U小==1.5V,为使得灯泡两端的电压可以在0~2.5V之间连续变化,可将变阻器右下接线柱与灯的右接线柱连接起来,如图所示:
这样灯与变阻器滑片以右电阻丝并联后再与变阻器滑片以左电阻丝串联;当滑片移动到最右端时,灯泡被短路,灯的电压为0;由串联电路的电压特点可知,并联部分的电压与变阻器滑片以左电阻丝的电压之和等于电源电压,当滑片连续移动时,可使得灯泡两端的电压可以在0~2.5V之间连续变化。
25、 断开 滑片未移到阻值最大处 2.4 B 2 C 缺少单位 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)要求滑片P向A端移动时,电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,电压表与电阻并联,如下图所示:
(2)在连接电路时,为保护电路,她应将开关断开;
(3)电路连接完整后,小华闭合开关S,她发现电流表有示数,电路为通路,电压表的指针偏转角度很大,说明电阻的电压较大,变阻器分得的电压较小,即小华操作中存在的错误是滑片未移到阻值最大处。
(4)故障排除后,小华移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。断开开关S,她拆下10Ω的电阻,换成阻值为20Ω的电阻继续实验。闭合开关S,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数是2.4V;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B端移动,使电压表的示数为2V,才能记录电流表的示数。
(5)电压表控制的电压为2V,电源电压一定,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压也是一定的,变阻器分得的电压与电压表示数之比是定值k,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=k×50Ω,故为了完成整个实验,当小华换用50Ω的电阻继续实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,都无法使电压表示数达到实验要求的值的原因是变阻器的最大电阻过小,应该选取最大阻值更大的滑动变阻器,故C正确;
(6)物理量应有单位,她设计的表格中存在的不足之处是缺少单位。分析下表中的实验数据知,在电压一定时,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故她能得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
26、电阻 电流 R3 小
【解析】
(1)由甲图实验知道,两电阻串联,通过的电流相同,根据题意知道,通电时间相同,发现B玻璃管内液面高度变化较大,说明10Ω电阻丝产生的热量多,这表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.
(2)图乙容器中,右容器中两个5Ω的电阻并联后再与左容器中一个5Ω的电阻串联,由并联电路的电流特点知道,通过左容器内电阻丝的电流大于通过右容器内电阻丝的电流大,即I左>I内,而烧瓶内的电阻值都是5Ω,电阻相同,通电时间相等,所以,乙图的装置可以用来研究电阻丝产生的热量与电流大小的关系;
在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差而且高度差相等,说明两容器内电阻丝产生的热量相同,由于两电阻丝大小和通电时间相同,由Q=I2 Rt知道,通过两电阻丝的电流也相同,即原因是电阻丝R3 断路;
(3)若使实验现象更明显,则应使右容器中电阻丝产生热量更小一些,由Q=I2 Rt知道,应让通过右容器中电阻丝的电流更小一些,根据串联、并联电路电流的规律知道,通过R3 的电流应更大一些,由并联电路电压的规律和欧姆定律知道,应该将R3 换成电阻更小的电阻.
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