内容正文:
10 探究电路
题号
一
二
三
四
总分
累分人
得分
说明:共四大题23小题,满分70分,物理与化学的作答时间共120分钟。
中考对接点 考向1 欧姆定律的计算及应用 (10年10考)
考向2 滑动变阻器动态电路分析(10年10考)
考向3 探究电流与电阻的关系(10年1考)
考向4 伏安法测电阻(10年6考)
考查形式:本单元为中考重点和高频考点,分值大、综合性高,各题型均考查。由于学业水平考试不得超标命题和随意扩大、压减考试内容范围,严禁将高中课程内容、学科竞赛试题以及校外培训内容作为考试内容,所以近两年有关电学计算题的命题方向发生了较大变化。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.如果导体两端的电压是1 V,通过它的电流是1 A,当通过它的电流变为2 A时,它对电流的阻碍作用 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.如图所示,小明将台灯插头插入插座时,家里的空气开关跳闸了,检查发现插头处的绝缘皮已经破损,则引起此次空气开关跳闸的原因是发生了 。
3.如图所示的电路中,电源电压为6 V,电阻R2=30 Ω。当开关S闭合时,电流表A的示数为0.3 A,则通过电阻R1与电阻R2的电流之比为 。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为热敏电阻,若将经过防水处理的R2分别浸入温度为t1、t2、t3(其中t1<t2<t3)的水中,对应的电流表示数关系为I1<I2<I3,则热敏电阻的阻值随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
5.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的I-U图像, (选填“a”或“b”)代表的电阻丝较粗。
6.如图所示的实物电路中,电源由两节新干电池串联而成,R1和R2为定值电阻。当开关闭合后,电压表和电流表的示数分别为2 V和0.2 A,则R2的阻值为 Ω。
7.如图所示,电源电压不变,R2的阻值为20 Ω,闭合开关后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A,则电源电压为 V。
8.如图所示,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10 Ω,当只闭合开关S时,电流表示数为0.3 A,再闭合开关S1后,电流表示数变化了0.2 A,则电阻R1和R2的等效总电阻为 Ω。
9.如图所示,三个阻值均为6 Ω的定值电阻接在电压为U的电路中,此时电流表的示数为0.5 A。若将电流表换成电压表,则电压表的示数为 V。
10.如图所示,请将三孔插座和控制三孔插座的开关正确接入家庭电路中。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体的电阻越大,这段导体两端的电压就越高
C.导体的电阻越大,对通过这段导体电流的阻碍作用就越强
D.导体的电阻与加在其两端的电压成正比,与通过其的电流成反比
12.两个电阻R1、R2(R1>R2)组成如图所示的四种电路,其中电路总电阻最小的是 ( )
13.某同学要把一个阻值为15 Ω、正常工作时电压为3 V的灯泡接在9 V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡 ( )
A.串联一个30 Ω的电阻 B.并联一个30 Ω的电阻
C.串联一个45 Ω的电阻 D.并联一个45 Ω的电阻
14.如图所示,这是小明为养牛场设计的四个电路。养牛场要求:当牛正常在牛场内吃草时开关S1、S2均处于闭合状态,指示灯亮,电铃不响;若牛跑出栅栏,相当于断开S2,电铃响报警。图中所示的电路符合要求的是 ( )
15.图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像,将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S时,电压表的示数为1 V。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是 ( )
A.只闭合开关S时,电阻R的阻值为5 Ω
B.只闭合开关S时,通过电阻R的电流为0.2 A
C.闭合开关S和S1时,电压表的示数仍为1 V
D.小灯泡L的电阻始终为5 Ω
16.有一根阻值为R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个圆形电阻,如图所示。则AB间的电阻为 ( )
A. B.
C. D.R
17.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
B.电压表V1的示数与电压表V2的示数的比值变小
C.电压表V2的示数变化量ΔU2与电流表A的示数变化量ΔI的比值变大
D.电压表V1的示数变化量ΔU1与电流表A的示数变化量ΔI的比值不变
三、实验探究题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.小张同学进行“伏安法测电阻”的实验中,实物图如图甲所示。
(1)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图乙所示,本次测得R1的阻值为 Ω。
(2)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。Rx为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻为R0。实验步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2。
处理实验数据,测得Rx= Ω。(用题目中的物理量符号表示)
19.用“伏安法”测额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)小涛同学正确连接电路后,没有将滑动变阻器调到最大阻值,就闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
(2)小涛将数据记录在下表,数据都正确,请你指出他设计的表格中的错误: 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
1
0.5
0.16
3.1
6.1
2
1.3
0.21
6.2
3
2.5
0.28
8.9
20.用阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6 V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)
(2)先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,此时本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V。
(3)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻,闭合开关,接下来应进行的操作是
。
(4)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
四、计算与推导题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.把两个定值电阻R1、R2并联接入电压恒定的电路中,通过他们的电流分别记为I1、I2。已知R1=nR2,干路电流为I。
(1)试证明:I1=I。
(2)如果通过干路的电流是0.6 A,当n=5时,则通过电阻R1的电流是多少?
22.如图甲,这是某物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图,图乙是简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,通过电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为12 V,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器R1标有“15 Ω 1 A”字样,滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,定值电阻R2=20 Ω。求:
(1)刚开始不接电压表,当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动10 cm,此时电压表的示数;
(3)当电压表示数为3 V时,R1的阻值。(保留一位小数)
23.如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,将滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值;
(2)R0的阻值及电源电压。
参考答案
1.不变
2.短路
3.3∶2
4.减小
5.b
6.5
7.6
8.6
9.2
10.如图所示:
11.C 12.D 13.A 14.C 15.B 16.A 17.D
18.(1)12.5 (2)
评分标准:每空2分,共4分;有其他合理答案均参照给分
19.(1)A
(2)小灯泡灯丝的电阻会受温度的影响,计算灯丝的平均电阻没有意义
评分标准:每空2分,共4分;有其他合理答案均参照给分
20.(1)如图所示:
(2)2
(3)将滑动变阻器的滑片向左移动,直至电压表的示数为2 V
(4)40
评分标准:作图2分,其余每空2分,共8分;有其他合理答案均参照给分
21.解:(1)由题意可知,两定值电阻并联,通过他们的电流分别记为I1、I2。已知R1=nR2,干路电流为I。因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两支路的电流之比:==== (2分)
则I2=nI1,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,I=I1+I2=I1+nI1=(1+n)I1,
则I1=I。(2分)
(2)将I=0.6 A、n=5,代入I1=I可得,
I1=×0.6 A=0.1 A (2分)
22.解:由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。
(1)当滑片P位于最左端时,电路为定值电阻R2的简单电路,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:
I===0.6 A
即电流表示数为0.6 A。(2分)
(2)滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动10 cm,此时滑动变阻器接入电路的电阻:R1=0.5 Ω/cm×10 cm=5 Ω
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:
I'===0.48 A
此时滑动变阻器两端的电压:U1=I'R1=0.48 A×5 Ω=2.4 V
即电压表示数为2.4 V。(2分)
(3)根据串联电路电压规律,当电压表示数为3 V时,定值电阻两端的电压:
U2=U-U1'=12 V-3 V=9 V
根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流:
I″===0.45 A (1分)
此时滑动变阻器接入电路的电阻:
R1'===6.7 Ω (1分)
23.解:(1)当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.4 A,此时UR=8.0 V,
由I=可得,滑动变阻器R的最大阻值:
R===20 Ω (2分)
(2)因串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I小(R0+R)=0.4 A×(R0+20 Ω) (2分)
当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.2 A,
则电源的电压:U=I大R0=1.2 A×R0 (2分)
因电源的电压不变,
所以,0.4 A×(R0+20 Ω)=1.2 A×R0
解得:R0=10 Ω
电源的电压:U=I大R0=1.2 A×10 Ω=12 V (2分)
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