电压 电阻---5真题2模拟---2025年中考物理备考(湖北专用)
2024-09-21
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内容正文:
电压 电阻
一.选择题(共18小题)
1.(2021•恩施州)如图所示电路中,开关闭合后,两电灯都发光,电表正常工作,一段时间后,由于灯L1短路(灯L2、电表不会烧坏),会有下面哪种情况发生( )
A.电流表示数变小 B.电压表无示数
C.电压表示数不变 D.电压表示数变大
2.(2021•武汉)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb=Lc=Ld,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=Sd,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
3.(2024•武汉模拟)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A.将铅笔芯换成塑料吸管,灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
4.(2023•宜昌)下列有关材料的说法错误的是( )
A.家庭电路中保险丝的导电性比导线好
B.LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的
C.撑杆跳高时使用的撑杆具有强度高、弹性好的特点
D.密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来做航天服
5.(2020•襄阳)在如图所示的电路中,闭合电键S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
6.(2020•恩施州)如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数但无明显变化,电流表有示数并且有变化,小灯泡不亮。则可能的故障原因是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.变阻器短路 D.变阻器断路
7.(2024•孝南区三模)如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析不正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联
B.电压表只能测量灯L1两端的电压
C.只断开开关S1,灯L2正常发光
D.电流表测量L2电流
8.(2024•宜昌三模)小静同学在完成“探究串联电路电压特点”实验时,连接的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )
A.闭合开关后,如果灯泡L2不亮,L1亮,有可能是L2断路
B.闭合开关后,如果只有灯泡L1断路,则电压表示数为零
C.闭合开关后,如果只有灯泡L2断路,则电压表示数为零
D.闭合开关后,如果电压表示数为零,灯泡L1一定不发光
9.(2024•恩施州模拟)物理课上,小芳连接电路如图所示,当开关S闭合后,电流表有示数,电压表无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2短路
10.(2024•保康县模拟)如图甲是小美家的体重秤,它的电路图如图乙所示,R1为压敏电阻,其电阻值随人体质量的增大而变小。以下说法正确的是( )
A.体重秤显示器相当于一个电压表
B.人体质量越大,压敏电阻R1两端的电压越大
C.人体质量越大,电路消耗电功率越大
D.电路中的R2不起作用,可以去掉
11.(2024•武汉二模)如图所示是小宁连接的电路,电源电压保持不变。闭合开关后,发现两灯都发光,电流表A1的示数为0.28A,电流表A2的示数为0.6A,电压表示数为3V。关于该电路的下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.通过灯L2的电流为0.32A
C.若拧下灯L2,灯L1仍可以发光,电流表A2的示数变大
D.若用导线连接L2两端,两灯均不亮,所有电表的示数均为零
12.(2022•荆州)在进行“探究串联电路电压特点”实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表示数为零
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
13.(2022•武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
14.(2020•黄冈)在大型赛事的短跑比赛中,赛道起点均安装有电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻,以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图,电源电压恒定,圆圈处为电表,R0为定值电阻,压敏电阻Rx安装在踏板上,其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.电阻R0与Rx并联
B.圆圈处的电表为电压表
C.运动员起跑时,用力踩踏板,R0两端的电压变小
D.运动员没有踩踏板时,电路消耗的总功率最小
15.(2024•湖北一模)有一种压电晶体,当晶体两端同时受到向内的压力时,晶体一端就会聚集大量的正电荷,另一端就会聚集大量的负电荷;当晶体两端同时受到向外的拉力时,晶体两端聚集的电荷种类和受到压力时刚好相反。如图,在压电晶体ab两端连接一根金属导线,当晶体ab两端同时受到向内的压力时,测得导线中的电流从a端流向b端,下列分析错误的是( )
A.压电晶体ab两端受到向内的压力时,压电晶体产生了电荷
B.压电晶体ab两端受到向内的压力时,ab两端有电压
C.压电晶体ab两端受到向外的拉力时,金属导线中的自由电子从a端向b端定向移动
D.压电晶体工作时将机械能转化为电能
16.(2024•湖北模拟)把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入如图所示的电路中,下列说法错误的是( )
A.这是探究导体的电阻与导体材料的关系
B.通过灯泡的亮度判断电阻大小,这里用到了转换法
C.把铜丝接入电路时灯泡更亮,说明铜丝比镍铬合金丝的电阻大
D.若要实验现象更明显,可以把灯泡换成电流表
17.(2024•江汉区模拟)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为4V。下列说法正确的是( )
A.L1两端电压为4V
B.L1与L2电流之比为2:1
C.若灯L1发生断路,灯L2不能继续发光
D.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
18.(2024•武昌区模拟)将如图所示三个串联的灯泡与电源连接,灯泡L1、L3发光,L2不发光,电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.导线①中自由电子定向移动的方向是从c到b
B.a接线柱接电源正极,f接线柱接电源负极
C.灯泡L2不发光不可能是L2短路
D.灯泡L2不发光可能是通过L2的电流比通过L1、L3的电流小
二.填空题(共7小题)
19.(2021•襄阳)如图所示电路,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是 。
20.(2023•湖北)如图所示,酸甜多汁的水果提供的电能点亮了发光二极管,其中水果相当于电路中的 ,发光二极管主要由 材料制成。如果其中一个二极管熄灭,其它依然发光,说明熄灭的二极管与其它二极管是 (选填“串联”或“并联”)的。
21.(2022•襄阳)如图所示电路,两灯泡的连接方式为 联。闭合开关后,两灯均不发光,先检查导线连接情况,发现完好,再把电压表接在L1两端时有示数,接在L2两端时无示数,则电路故障原因是 。
22.(2022•襄阳)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
23.(2024•蕲春县一模)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,灯泡L1比L2亮,灯泡L1的电流是0.2A,L2的电流为0.3A,A1的示数应为 A,A2的示数应为 A;如果灯丝长度、材料都相同,L1的灯丝应比L2的灯丝 (选填“粗”或“细”)。
24.(2021•十堰)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 ;若此时电压表的示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 ;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
25.(2024•宜昌二模)如图所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V2的示数为3.8V,V的示数应为 V。小灯泡L1、L2的电阻之比为 。
三.实验探究题(共3小题)
26.(2022•襄阳)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 电压,就可以分析并联电路的电压规律;
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 ;
(3)正确连接电路后,若测得L1两端电压为2.5V,则测L2两端电压是 V。
27.(2023•湖北)在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1,2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
28.(2023•恩施州)在如图所示实验电路中,闭合开关后灯不亮。
(1)为判断电路是否正常,应首先进行的操作是 ,观察 ;
(2)如果在反复调节后灯仍不亮。若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障,观察电表的示数,请说明一种判断方法及故障产生的原因: 。
四.解答题(共2小题)
29.(2020•襄阳)某物理兴趣小组做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验。他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如表。
序号
材料
长度
横截面积
1
炭钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
2L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
2S
(1)他们应选择序号为 的两根电阻丝来研究;
(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体电阻大小与导体 的关系,这次你应该选择序号为 的两根电阻丝来做实验。
30.(2020•十堰一模)在探究串联电路的电压特点时,一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,选取两个串联起来接在相同电源上,组成如图1所示的电路。然后把一个电压表分别接入电路中AB,BC,AC间测量电压,并记录数据。
(1)小王同学将电压表接在AB之间,闭合开关,电压表指针如图2所示,他应该断开开关, ,重新进行试验。
(2)测出L1两端的电压后,小希断开开关,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。小明的办法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
(3)老师收集到几个组的数据如表:
组别
L1规格
L2规格
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
甲
甲
1.4
1.4
2.9
2
乙
丙
1.3
1.7
3.0
3
甲
丁
1.6
1.5
3.0
4
甲
丁
1.6
1.4
3.0
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的两个是 。
A.第1组数据没有测量误差 B.分析多组数据是为了减小误差
C.选用不同规格的灯进行实验,可使结论更具普遍性
D.第1、3组数据的偏差可能是电压表未调零引起的。
电压 电阻
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.(2021•恩施州)如图所示电路中,开关闭合后,两电灯都发光,电表正常工作,一段时间后,由于灯L1短路(灯L2、电表不会烧坏),会有下面哪种情况发生( )
A.电流表示数变小 B.电压表无示数
C.电压表示数不变 D.电压表示数变大
【分析】分析电路图,两灯泡串联,电流表测电流,电压表测L1两端的电压,以此判断当L1短路后电流表、电压表的读数变化。
【解答】解:由图可知:两灯泡串联,电流表测电流,电压表测L1两端的电压,当灯L1短路后,回路总电阻减小,电压不变,故电流增大,电流表读数增大;此时电压表就相当于接在导线两端,故电压表读数为零。故:ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,电路故障分短路和开路两种情况,平时做实验时试一试,多总结、提高分析能力。
2.(2021•武汉)利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb=Lc=Ld,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=Sd,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
【分析】电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关。
【解答】解:A、选用a和b进行实验,a和b长度相同,横截面积相同,而材料不同,所以可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故A正确;
B、选用c和d进行实验,c和d长度相同,材料相同,而横截面积不同,所以可以探究导体电阻跟导体横截面积的关系,故B错误;
C、选用a和c进行实验,a和c材料相同,横截面积相同,而长度不同,所以可以探究导体电阻跟长度的关系,故C错误;
D、选用b和d进行实验,b和d长度不同,横截面积不同,材料不同,有三个变量,所以不可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了探究影响导体电阻大小的因素,用好控制变量法正确分析是解决本题的关键。
3.(2024•武汉模拟)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A.将铅笔芯换成塑料吸管,灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,铅笔芯是导体,塑料吸管是绝缘体;
(2)电源电压不变,接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡会越暗;
(3)铅笔芯通过改变接入电路的长度来改变接入电路的阻值;
(4)电阻是导体自身的一种性质。
【解答】解:A.铅笔芯是导体,容易导电,塑料吸管是绝缘体,不容易导电,因此把铅笔芯换成塑料吸管后灯泡不会亮,故A错误;
B.电源电压不变,接入电路电阻变大时,电路中的电流就会变小,灯泡会变暗,因此可以通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小,故B正确;
C.当B夹子左右移动时,因铅笔芯接入电路的长度发生变化,因此接入电路的阻值发生变化,故C错误;
D.电阻是导体自身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流无关,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了导体和绝缘体、影响电阻的因素,属常规题型。
4.(2023•宜昌)下列有关材料的说法错误的是( )
A.家庭电路中保险丝的导电性比导线好
B.LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的
C.撑杆跳高时使用的撑杆具有强度高、弹性好的特点
D.密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来做航天服
【分析】(1)保险丝工作原理:保险丝的电阻比相连导线电阻更大,由电热功率P热=I2R可知,同样的电流,保险丝发热功率比导线更大,温度升高更快,又因为保险丝熔点较低,所以在电流过大时,保险丝迅速熔断,从而切断电路,起到保护作用;
(2)二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性等;
(3)撑杆跳高时使用的撑杆具有强度高、弹性好的特点;
(4)因气凝胶非常坚固耐用,用它制造的宇航服质量小,耐高温,方法可行。
【解答】解:A、家庭电路中保险丝的导电性比导线差,故A错误;
B、LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的,故B正确;
C、撑杆跳高时使用的撑杆具有强度高、弹性好的特点,故C正确;
D、密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来做航天服,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查学生对材料不同性能的理解和应用,达到学而致用的目的。
5.(2020•襄阳)在如图所示的电路中,闭合电键S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
【分析】据电流表无示数可判断通过电流表的示数是0,故该电路中无电流,所以该电路一定是断路,而后再逐个分析灯泡各自在断路时的情况即可得出答案。
【解答】解:
该电路中,由于两灯泡均不发光,且电流表无示数,即表明该电路是一个断开的电路,
若L2断路时,电压表V2可以和电源的正负极相连,即该电压表测的是电源电压,故有示数且等于电源电压;同时电压表V1和L1被断路,则电压表V1无示数,故该情况不符合题意;
故若L1断路时,电压表V1可以和电源的正负极相连,即该电压表测的是电源电压,故该电压表有示数且等于电源电压;同时电压表V2也能与电源的两极相连,故该电压表也有示数,且等于电源电压,故符合题意;
故选:A。
【点评】在判断电路故障时,首先要看电路中是否有电流,若有电流且很大则可能是短路,若没有电流则可能是断路。
6.(2020•恩施州)如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数但无明显变化,电流表有示数并且有变化,小灯泡不亮。则可能的故障原因是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.变阻器短路 D.变阻器断路
【分析】闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路是通路;根据灯泡的亮度和电压表示数变化情况判定故障的原因。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,滑动变阻器与灯泡串联在电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数并且有变化,说明电路是通路,滑动变阻器能改变电路,则滑动变阻器无故障;
灯泡不发光,且电压表有示数但几乎没有变化,说明灯泡短路,电压表测量的是电源电压,故B正确。
故选:B。
【点评】电压表在故障的判断中应用广泛,若电压表有示数则说明与电压表并联的部分存在开路,若电压表无示数则说明其他电路发生了开路,或并联部分发生了短路。
7.(2024•孝南区三模)如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析不正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联
B.电压表只能测量灯L1两端的电压
C.只断开开关S1,灯L2正常发光
D.电流表测量L2电流
【分析】分析电路图可知两灯的连接方式以及电流表和电压表的位置,结合并联电路的特点(并联电路中各支路独立工作、互不影响)、电流表和电压表的使用方法进行分析判断。
【解答】解:ABD.由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表串联在干路上,则电流表测量通过干路的总电流;电压表并联在灯L1的两端,则电压表测量灯L1两端的电压,故AB正确、D错误;
C.因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,只断开开关S1时,灯L2仍正常发光,故C正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串并联电路的辨别、并联电路的特点以及电流表和电压表的使用方法,分析电路图得出电路的连接方式以及电流表和电压表的位置是关键。
8.(2024•宜昌三模)小静同学在完成“探究串联电路电压特点”实验时,连接的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )
A.闭合开关后,如果灯泡L2不亮,L1亮,有可能是L2断路
B.闭合开关后,如果只有灯泡L1断路,则电压表示数为零
C.闭合开关后,如果只有灯泡L2断路,则电压表示数为零
D.闭合开关后,如果电压表示数为零,灯泡L1一定不发光
【分析】根据实物图可知,两灯泡串联,电压表测量L2两端电压;
电路故障包括断路和短路,断路时电路中没有电流;短路时,电路中有电流,被短路的用电器两端电压为零,据此对每个选择逐个分析。
【解答】解:由图可知,两灯泡串联,电压表测量L2的两端电压。
A、闭合开关后,如果灯泡L2不亮,L1亮,有可能是L2短路,不可能是L2断路,故A错误;
B、闭合开关后,如果只有灯泡L1断路,电路为断路,电压表与电源之间是断开的,示数为零,故B正确;
C、如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表与电源两极相连,电压表被串联在电路中,因此电压表有示数,故C错误;
D、开关闭合后,如果电压表示数为零,也可能是L2短路,此时灯泡L1发光,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查电路故障的分析。在判断故障时,电压表的示数的变化很关键,若电压表有示数,说明电压表与电源相通,若无示数,说明电压表与电源不能相通。
9.(2024•恩施州模拟)物理课上,小芳连接电路如图所示,当开关S闭合后,电流表有示数,电压表无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2短路
【分析】根据电路图知,两个灯串联,电压表测量灯L1的电压;当开关S闭合后,电流表有示数,说明电路是通路,只能发生短路故障,根据电压表无示数去掉故障位置。
【解答】解:电路如图所示,两个灯串联,电压表测量灯L1的电压;当开关S闭合后,电流表有示数,说明电路是通路,只能发生短路故障,而电压表无示数,说明电压表被短路,因而是灯L1短路。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路故障的分析,属于基础题。
10.(2024•保康县模拟)如图甲是小美家的体重秤,它的电路图如图乙所示,R1为压敏电阻,其电阻值随人体质量的增大而变小。以下说法正确的是( )
A.体重秤显示器相当于一个电压表
B.人体质量越大,压敏电阻R1两端的电压越大
C.人体质量越大,电路消耗电功率越大
D.电路中的R2不起作用,可以去掉
【分析】图中R1与R2串联,电子秤显示器串联在电路中,相当于一个电流表;已知R1为压敏电阻,其阻值随人体质量的增大而减小,根据串联电路的电压规律分析两个电阻两端的电压变化,根据欧姆定律分析电路中的电流变化;根据P=UI分析总功率的变化。
【解答】解:A、根据电路图可知,电子秤显示器串联在电路中,相当于一个电流表,故A错误;
BC、图中R1与R2串联,R1为压敏电阻,其阻值随人体质量的增大而减小;被测物体的质量越大,R1的电阻越小,根据串联电路的分压规律可知,R1分得的电压越小,R2分得的电压越大,根据欧姆定律可知,电路中电流越大,即电子秤的示数越大;质量越大,由P=UI可知,电路消耗的电功率越大,故C正确,B错误;
D、当R1的电阻很小时,R2可以起到保护电路的作用,所以电路中的R2不能去掉,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用,难度不大。
11.(2024•武汉二模)如图所示是小宁连接的电路,电源电压保持不变。闭合开关后,发现两灯都发光,电流表A1的示数为0.28A,电流表A2的示数为0.6A,电压表示数为3V。关于该电路的下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.通过灯L2的电流为0.32A
C.若拧下灯L2,灯L1仍可以发光,电流表A2的示数变大
D.若用导线连接L2两端,两灯均不亮,所有电表的示数均为零
【分析】(1)根据并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等来求电源电压;
(2)两灯并联,电流表A2测的是干路上电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;根据两个电流表的示数可知L1支路的电流和干路电流,由并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流;
(3)并联电路中,各支路互不影响,根据并联电路的特点分析电流表、电压表示数的变化;
(4)电源的两端被导线相连,则电源短路。
【解答】解:A、由图可知,电压表测量灯泡L2两端电压,则灯L2两端电压U2=3V,因为并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等,所以U=U1=U2=3V,故A错误;
B、由图可知,灯L1、L2并联,电流表A2测的是干路上电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;所以通过灯L1的电流I1=0.28A,干路上电流I=0.6A,通过灯L2的电流I2=I﹣I1=0.6A﹣0.28A=0.32A,故B正确;
C、若拧下灯L2,并联电路各支路互不影响,通过灯泡L1的电流不变,电流表A1示数不变,灯L1的亮度不变;根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变小,所以电流表A2示数变小;由于电源电压不变,所以电压表示数不变,故C错误;
D、用导线连接L2两端,电源被短路,则两灯均不亮,电流表A2的示数特别大,电流表A1和电压表被短路,无示数,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了根据实物电路图分析清楚电路结构、明确各电路元件的连接方式,是正确解题的前提与关键。对于这类题目要先分析电路的构成,然后结合并联电路的电流特点电压特点进行计算。
12.(2022•荆州)在进行“探究串联电路电压特点”实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表示数为零
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
【分析】该电路为串联电路,电压表测量L1的电压;电压表示数为零时,L2断路或L1短路;电压表示数为电源电压时,L1断路或L2短路;只要有一个灯泡亮,另一个灯泡一定是短路,据此解答。
【解答】解:该电路为两个灯泡的串联,电压表测量灯泡L1两端的电压;
A、只有L1断路时,电压表的读数等于电源电压,故A错误;
B、只有灯泡L2断路时,电路中无电流,两个灯泡都不亮,且电压表无示数,故B正确;
C、开关闭合后,L1亮,L2不亮,则L2短路,故C错误;
D、电压表示数等于电源电压时,可能是L1断路,也可能是L2短路,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查利用电压表判断电路的故障、串联电路中电压关系等,掌握电路变化是解答本题的关键。
13.(2022•武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【分析】影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积。探究这些因素的时候,常常使用控制变量法进行实验,改变一个量,控制其他量不变,分析最后结果的变化情况。根据给出的表格即可判断四个选项。
【解答】解:为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,需要控制材料和横截面积相同,改变长度,分析电阻阻值的变化,应选②③;
为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,需要控制材料和长度相同,改变导体横截面积,分析电阻阻值的变化,应选①②;
为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,需要控制长度和横截面积相同,改变导体材料,分析电阻阻值的变化,应选②④;
所以A、B、C错误,D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和控制变量法的设计和应用,属于中档题。
14.(2020•黄冈)在大型赛事的短跑比赛中,赛道起点均安装有电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻,以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图,电源电压恒定,圆圈处为电表,R0为定值电阻,压敏电阻Rx安装在踏板上,其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.电阻R0与Rx并联
B.圆圈处的电表为电压表
C.运动员起跑时,用力踩踏板,R0两端的电压变小
D.运动员没有踩踏板时,电路消耗的总功率最小
【分析】AB、两电阻串联,根据电流表串联在电路中分析;
CD、运动员起跑时,用力踩踏板,根据已知条件确定压敏电阻Rx的电阻变化,由串联电阻的规律和欧姆定律分析电流表示数变化,根据U=IR确定R0两端的电压变化;
运动员没有踩踏板时,F=0,由图知,压敏电阻最大,由电阻的串联P=分析。
【解答】解:
AB、两电阻串联,根据电流表串联在电路中,故圆圈处的电表为电流表,AB错误;
CD、运动员起跑时,用力踩踏板,压敏电阻Rx的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,根据欧姆定律,电流表示数变大,根据U=IR,R0两端的电压变大,C错误;
运动员没有踩踏板时,F=0,由图知,压敏电阻最大,由电阻的串联,电路的电阻最大,根据P=,电路消耗的总功率最小,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和电功率公式的运用,关键是从图中获取有效益信息。
15.(2024•湖北一模)有一种压电晶体,当晶体两端同时受到向内的压力时,晶体一端就会聚集大量的正电荷,另一端就会聚集大量的负电荷;当晶体两端同时受到向外的拉力时,晶体两端聚集的电荷种类和受到压力时刚好相反。如图,在压电晶体ab两端连接一根金属导线,当晶体ab两端同时受到向内的压力时,测得导线中的电流从a端流向b端,下列分析错误的是( )
A.压电晶体ab两端受到向内的压力时,压电晶体产生了电荷
B.压电晶体ab两端受到向内的压力时,ab两端有电压
C.压电晶体ab两端受到向外的拉力时,金属导线中的自由电子从a端向b端定向移动
D.压电晶体工作时将机械能转化为电能
【分析】(1)压电晶体ab两端受到向内的压力时,压电晶体的电荷发生了转移;
(2)产生电流的原因:电路中有电压、形成闭合的回路;
(3)规定:正电荷定向移动的方向为电流方向;
(4)压电晶体工作时因受到挤压而发生电荷移动,将机械能转化为电能。
【解答】解:A.压电晶体ab两端受到向内的压力时,压电晶体的电荷发生了转移,导致晶体一端就会聚集大量的正电荷,另一端就会聚集大量的负电荷,故A错误;
B.结合电流产生的条件可知ab两端有电压,故B正确;
C.当晶体ab两端同时受到向内的压力时,测得导线中的电流从a端流向b端,结合题意,“晶体两端同时受到向外的拉力时,晶体两端聚集的电荷种类和受到压力时刚好相反”,所以压电晶体ab两端受到向外的拉力时,导线中的电流从b端流向a端,电子移动方向与电流方向相反,则金属导线中的自由电子从a端向b端定向移动,故C正确;
D.压电晶体工作时因受到挤压而发生电荷移动,将机械能转化为电能,故D正确。
故选:A。
【点评】此题结合压电晶体考查了电流、电压及能量转化的认识,属于基础知识。
16.(2024•湖北模拟)把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入如图所示的电路中,下列说法错误的是( )
A.这是探究导体的电阻与导体材料的关系
B.通过灯泡的亮度判断电阻大小,这里用到了转换法
C.把铜丝接入电路时灯泡更亮,说明铜丝比镍铬合金丝的电阻大
D.若要实验现象更明显,可以把灯泡换成电流表
【分析】(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,影响电阻大小因素有:导体的材料、长度、横截面积和导体的温度;在实验中采用控制变量法进行判断电阻与哪个因素有关;
(2)电阻对电流的阻碍作用不能直接观察,但可通过观察灯泡的亮度或电流表的示数来反映,灯泡亮度变化不大时,电流表示数会有明显变化;
(3)灯泡越亮,电阻越小,电流表示数越大,电阻越小,这用到了转换法。
【解答】解:A、由控制变量法可知,此实验中保持长度相同、横截面积相同,材料不同,故实验探究的是导体的电阻与材料的关系,故A正确;
BC、此实验中通过灯泡的亮度反映电阻的大小,这用到了转换法,把铜丝接入电路时灯泡更亮,说明铜丝比镍铬合金丝的电阻小,故B正确、C错误;
D、此实验中用电流表替换小灯泡,用电流表示数的大小反映电阻的大小,实验现象更明显,故D正确。
故选:C。
【点评】此题考查控制变量法和转换法在探究电阻大小因素中的应用。
17.(2024•江汉区模拟)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为4V。下列说法正确的是( )
A.L1两端电压为4V
B.L1与L2电流之比为2:1
C.若灯L1发生断路,灯L2不能继续发光
D.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
【分析】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,根据V1的示数即可得出电源电压;根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压;
(2)串联电路中电流处处相等;
(3)串联电路只有一条电流的路径,某处断路时,整个电路断开,由此判断L2的发光情况;
(4)断开开关,只将电压表V2换成电流表,据此分析电路的连接方式。
【解答】解:A、由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,由两个电压表的示数可知,电源的电压U=6V;电压表V2的示数为4V,则L2两端的电压U2=4V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端电压:U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V,故A错误;
B、两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,通过两灯的电流相等,则L1与L2电流之比为:1,故B错误;
C、串联电路只有一条电流的路径,若灯L1发生断路,整个电路断开,灯L2不会发光,故C正确;
D、将电压表V2换成电流表,灯泡L2短路,电路为灯泡L1的简单电路,电流表测量灯泡L1的电流,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和电路的三种状态,难易程度适中。
18.(2024•武昌区模拟)将如图所示三个串联的灯泡与电源连接,灯泡L1、L3发光,L2不发光,电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.导线①中自由电子定向移动的方向是从c到b
B.a接线柱接电源正极,f接线柱接电源负极
C.灯泡L2不发光不可能是L2短路
D.灯泡L2不发光可能是通过L2的电流比通过L1、L3的电流小
【分析】(1)自由电子定向移动的方向与电流方向相反;
(2)根据电压表的使用方法确定电源正负极;
(3)串联电路中灯泡L1、L3发光,L2不发光,可能L2短路;
(4)串联电路中的电流处处相等。
【解答】解:AB、根据电压表的使用时,电流必须从正接线柱流入,因而右侧f接线柱接电源正极,电流方向向左,自由电子定向移动的方向与电流方向相反,导线①中自由电子定向移动的方向是从b到c,故AB错误;
C、灯泡L1、L3发光,L2不发光,电压表测量L2的电压,电压表有示数,可能是L2的实际功率太小,不可能L2短路,故C正确;
D、串联电路中的电流处处相等,通过L1的电流与L2一样大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的特点、电流分析和电压表的使用以及故障分析,属于中档题。
二.填空题(共7小题)
19.(2021•襄阳)如图所示电路,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是 串联 (选填“串联”或“并联”)。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是 L2短路 。
【分析】利用串并联电路的不同特征分析判断;由图可知,开关闭合后,两个灯泡串联在电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是灯泡L2两端的电压;某个灯泡发生故障,电流表有读数说明电路是通的,根据电压表的示数变化判定故障的原因。
【解答】解:两灯泡若有一盏发生故障断路,另一盏也熄灭,所以两灯泡串联;某个灯泡发生故障,电流表示有读数,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,说明电压表测的是导线两端的电压,所以故障是与电压表并联的灯泡L2短路。
故答案为:串联;L2短路。
【点评】利用电流表、电压表判断电路的故障是中考命题的热点,
20.(2023•湖北)如图所示,酸甜多汁的水果提供的电能点亮了发光二极管,其中水果相当于电路中的 电源 ,发光二极管主要由 半导体 材料制成。如果其中一个二极管熄灭,其它依然发光,说明熄灭的二极管与其它二极管是 并联 (选填“串联”或“并联”)的。
【分析】(1)水果电池提供电能,水果相当于电源;
(2)发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性;
(3)串联电路只有一条电流路径,各用电器之间相互影响;并联电路,各用电器之间互不影响。
【解答】解:水果能提供电能,在电路中相当于电源;发光二极管主要由半导体材料制成;如果其中一个二极管熄灭,其它依然发光,根据串并联电路的特点,说明熄灭的二极管与其它二极管是并联的。
故答案为:电源;半导体;并联。
【点评】本题考查了电源在电路中的作用、半导体材料、串并联电路的特点等,属于比较基础的习题。
21.(2022•襄阳)如图所示电路,两灯泡的连接方式为 串 联。闭合开关后,两灯均不发光,先检查导线连接情况,发现完好,再把电压表接在L1两端时有示数,接在L2两端时无示数,则电路故障原因是 灯泡L1断路了 。
【分析】串联电流中电流只有一条路径,并联电路中电流有两条或多条路径;
电流表在干路上,无示数,说明电路故障为断路;如果电压有示数,说明与电压表串联的元件是完好的;如果无示数,说明与电压表串联的元件有断路,或与电压表并联的元件短路或电路中无电源,据此判断故障所在。
【解答】解:开关闭合后,电流只有一条路径,因此两灯泡的连接方式是串联;
电压表接在L1两端时电压表有示数,说明有微弱的电流通过电压表,说明L2一定是通路,这样电流经过电压表再经过L2和开关形成一个闭合回路。因为L1是断路的,所以电压表并联在L2两端也不会有电流通过电压表,因为现在电路不是一个闭合回路。
故答案为:串;灯泡L1断路了。
【点评】本题考查的是串并联电路的判断以及电路故障分析排除,属于基础问题,难度不大;
22.(2022•襄阳)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
【分析】影响电阻大小的因素:导体长度、导体横截面积、材料和温度。当其它因素相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;而电阻并联相当于增加了电阻的横截面积。
【解答】解:由题可知多芯线是由多根细导线并联而成,而并联相当于增大了导体的横截面积,使总电阻减小,故多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻。
故答案为:小于。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素,并联电路电阻与支路电阻的大小关系判断,难度一般。
23.(2024•蕲春县一模)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,灯泡L1比L2亮,灯泡L1的电流是0.2A,L2的电流为0.3A,A1的示数应为 0.5 A,A2的示数应为 0.2 A;如果灯丝长度、材料都相同,L1的灯丝应比L2的灯丝 细 (选填“粗”或“细”)。
【分析】(1)如图所示,两灯并联。A1测干路电流,A2测L1电流。干路电流等于各支路电流之和。
(2)知道通过两灯电流的大小关系,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知两灯电阻的大小关系,再根据影响电阻大小的因素判断两灯灯丝的粗细。
【解答】解:(1)如图所示,两灯并联,灯泡L1的电流是0.2A,L2的电流为0.3A,A1测干路电流,A2测L1电流;因干路电流等于各支路电流之和,则A1的示数I=0.2A+0.3A=0.5A,A2的示数应为0.2A;
(2)由题知,闭合开关后,通过L1的电流小于通过L2的电流,且并联电路中各支路两端的电压相等,则由欧姆定律可知L1的电阻大于L2的电阻(即R1>R2);
如果灯丝的材料、长度都相同,因R1>R2,则根据影响电阻大小的因素可知,L1的灯丝应比L2的灯丝细。
故答案为:0.5;0.2;细。
【点评】该题考查了并联电路中电流的规律及电阻大小和哪些因素有关。电学基础知识应用。
24.(2021•十堰)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 L2断路 ;若此时电压表的示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 3:1 ;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 电流 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
【分析】(1)由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;根据两灯均熄灭判断故障类型,根据电压表示数明确故障对象;
(2)根据串联分压的规律可知,电阻两端的电压之比等于电阻之比;
(3)根据电压表和电流表的测量对象是否发生了改变,结合欧姆定律进行判断。
【解答】解:
(1)由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
一段时间后,两灯均熄灭,已知两灯中仅有一个出现了故障,这说明电路故障为断路,所以电流表示数减小,电压表示数变大,此时电压表到电源为通路,则L1是完好的,故L2断路;
(2)当L2断路时,电压表测电源电压,所以电源电压U总=4U;
当两灯串联均发光时,电压表测灯泡L2两端的电压,且U2=U,
根据串联电路电压规律可知,此时灯泡L1两端电压U1=U总﹣U2=4U﹣U=3U,
根据串联分压的规律可知,电阻两端的电压之比等于电阻之比,
所以灯泡L1、L2的电阻之比为R1:R2=U1:U2=3U:U=3:1;
(3)排除故障后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
若将小灯泡L1、L2的位置互换,两灯仍然串联,电流表仍然测串联电路的电流,
由于电源电压保持不变,电路总电阻(R总=R1+R2)仍然保持不变,所以由欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表示数一定不发生变化;
排除故障后,更换灯泡位置,此时电压表测L1两端的电压,虽然电路中电流不变,但两灯的电阻不同,由U=IR可知,电压表示数一定会发生变化。
故答案为:L2断路;3:1;电流。
【点评】本题考查了串联电路的故障分析,也考查了串联电路的电流、电压、电阻关系和欧姆定律的应用,综合性较强,理清电流表和电压表的测量对象是解决此题的关键。
25.(2024•宜昌二模)如图所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V2的示数为3.8V,V的示数应为 6.3 V。小灯泡L1、L2的电阻之比为 25:38 。
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,
电压表V测电源的电压,根据串联电路的电压特点求出电压表V的示数。
已知小灯泡L1、L2的电阻之比等于电压之比可求小灯泡L1、L2的电阻之比为。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V测电源的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U1=2.5V、U2=3.8V,所以,电压表V的示数:U=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V
[2]串联电路中电流相等,根据可知,小灯泡L1、L2的电阻之比等于电压之比,即
=25:38。
故答案为:6.3;25:38。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,是一道较为简单的应用题。
三.实验探究题(共3小题)
26.(2022•襄阳)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 电源 电压,就可以分析并联电路的电压规律;
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 正负接线柱接反了 ;
(3)正确连接电路后,若测得L1两端电压为2.5V,则测L2两端电压是 2.5 V。
【分析】(1)实验要探究并联电路的电压规律,应分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压的大小,据此找出规律;
(2)根据乙图中电压表指针出现反偏情况分析原因;
(3)因为两灯泡并联接在电路中,故电压表测出L1两端电压的同时也是L2两端的电压。
【解答】解:(1)实验要探究并联电路的电压规律,应分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压的大小,比较三者的数值大小关系,得出并联电路的电压规律;
(2)根据乙图中电压表指针出现反偏情况,说明电压表正负接线柱接反了;
(3)因为两灯泡并联接在电路中,故电压表测出L1两端电压的同时也是L2两端的电压,即L2两端电压也是2.5V。
故答案为:(1)电源;(2)正负接线柱接反了;(3)2.5。
【点评】本题是探究并联电路的电压的实验,同时考查了电压表的使用,难度一般,属基础题。
27.(2023•湖北)在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1,2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 不同 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 电压表选用的量程过大了 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱 。
【分析】(1)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,说明选用的量程过大了;
(3)串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,若能测出总电压,需要将电压表并接在两个灯泡两端。
【解答】解:(1)为了使探究得出的结论具有普遍性,L1、L2应选择规格不相同的灯泡;
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,说明电压表选用的量程过大了,测量误差较大;
(3)串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,若能测出总电压,需要将电压表并接在两个灯泡两端,他的改接方法可以是:将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
故答案为:(1)不同;(2)电压表选用的量程过大了;(3)将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
【点评】本题考查了探究串联电路电压规律的实验,涉及归纳法的运用、电路的连接。
28.(2023•恩施州)在如图所示实验电路中,闭合开关后灯不亮。
(1)为判断电路是否正常,应首先进行的操作是 左移动滑动变阻器的滑片 ,观察 灯是否发光 ;
(2)如果在反复调节后灯仍不亮。若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障,观察电表的示数,请说明一种判断方法及故障产生的原因: 若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通,即故障可能是滑动变阻器断路(或电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路;或电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,即故障可能是灯泡短路) 。
【分析】(1)闭合开关后灯不亮,说明电路可能断路或短路或灯泡实际功率太小,据此分析;
(2)若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通;若电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;若电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,据此分析。
【解答】解:(1)闭合开关后灯不亮,说明电路可能断路或短路或灯泡实际功率太小,为判断电路是否正常,应首先进行的操作是向左移动滑动变阻器的滑片,观察灯是否发光;
(2)如果在反复调节后灯仍不亮,若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障;观察电表,若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通,即故障可能是滑动变阻器断路;若电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路;若电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,即故障可能是灯泡短路。
故答案为:(1)左移动滑动变阻器的滑片;灯是否发光;(2)若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通,即故障可能是滑动变阻器断路(或电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路;或电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,即故障可能是灯泡短路)。
【点评】本题考查了根据电流表、电压表判断电路故障的方法,电流表示数为零说明故障是开路,电压表有示数,说明开路在电压表的两接线柱之间。
四.解答题(共2小题)
29.(2020•襄阳)某物理兴趣小组做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验。他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如表。
序号
材料
长度
横截面积
1
炭钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
2L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
2S
(1)他们应选择序号为 3和4 的两根电阻丝来研究;
(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体电阻大小与导体 横截面积 的关系,这次你应该选择序号为 2和4 的两根电阻丝来做实验。
【分析】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选择除了长度以外其余的因素都相同的两根电阻丝;
(2)电阻大小决定于导体的材料、长度和横截面积。要探究电阻与材料的关系,必须保证两根电阻丝的长度和横截面积都相同;要探究电阻与横截面积的关系,必须保证两根电阻丝的材料和长度都相同。
【解答】解:
(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,根据控制变量法的思路,应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知,序号3和序号4的材料、横截面积都相同,所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究;
(2)从表中所给电阻丝的规格看,不能探究电阻与材料的关系,因为要探究电阻与材料的关系,必须保证两根电阻丝的长度和横截面积都相同,而表格中序号2、3、4没有一个和序号1的长度、横截面积都相同;从表中所给电阻丝的规格看,可以探究电阻与横截面积的关系,要探究电阻与横截面积的关系,必须保证两根电阻丝的材料和长度都相同,序号2和4的材料、长度都相同,只有横截面积不同。
故答案为:(1)3与4;(2)横截面积;2与4。
【点评】本题主要考查影响电阻大小的因素以及学生对控制变量法的掌握,是一道比较好的实验探究题。
30.(2020•十堰一模)在探究串联电路的电压特点时,一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,选取两个串联起来接在相同电源上,组成如图1所示的电路。然后把一个电压表分别接入电路中AB,BC,AC间测量电压,并记录数据。
(1)小王同学将电压表接在AB之间,闭合开关,电压表指针如图2所示,他应该断开开关, 换用电压表0~3V的量程 ,重新进行试验。
(2)测出L1两端的电压后,小希断开开关,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。小明的办法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 电压表正负接线柱接反了 。
(3)老师收集到几个组的数据如表:
组别
L1规格
L2规格
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
甲
甲
1.4
1.4
2.9
2
乙
丙
1.3
1.7
3.0
3
甲
丁
1.6
1.5
3.0
4
甲
丁
1.6
1.4
3.0
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的两个是 CD 。
A.第1组数据没有测量误差 B.分析多组数据是为了减小误差
C.选用不同规格的灯进行实验,可使结论更具普遍性
D.第1、3组数据的偏差可能是电压表未调零引起的。
【分析】(1)电压表测量电压时要选择合适的量程,否则指针偏转角度过小或过大;
(2)电流应从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则,电压表指针反向偏转;
(3)A、测量过程中,误差不可避免,只能减小;
BC、明确用不同规格的灯多次实验的目的;
D、电压表表使用前应调零。
【解答】解:(1)由图可知,测量L1两端电压时,电压表指针偏转过小,说明电压表选择的量程太大,故他应该断开开关,换用电压表0~3V的量程,重新进行试验。
(2)测出L1两端的电压后,则电压表与A相连的为电压表正接线柱,若只将与A点相连的导线改接到C点,则电流从电压表负接线柱流入,从正接线柱流出,指针反偏,
故小明的办法是错误的,原因是电压表正负接线柱接反了。
(3)A、误差只能减小,不能避免,第1组数据也有测量误差,故A错误;
B、分析多组数据,是为了避免实验结论的偶然性,得出具有普遍性的结论,故B错误;
C、选用不同规格的灯进行实验,是为了得出具有普遍性的结论,故C正确;
D、电压表使用前要调零,第1、3组数据的偏差可能是电压表未调零引起的,故D正确。
故选CD。
故答案为:(1)换用电压表0~3V的量程;(2)错误;电压表正负接线柱接反了;(3)CD。
【点评】本题是探究串联电路的电压特点实验,考查电压表使用,为得出普遍结论,应选用不同规格的器材进行多次实验。
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