第16章 电压 电阻 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

人教版九年级物理单元复习—《第16章电压 电阻》 一.选择题(共11小题) 1.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关后,电路中各元件正常工作,两个相同的电流表(均有0~0.6A,0~3A两个量程)指针偏转的角度相同。一段时间后电流表A1指针偏转的角度突然变为原来的,若定值电阻R1或R2出现了断路故障,其它元件均完好。针对故障电路的观察分析,下列说法正确的是( ) A.电压表示数为零 B.电流表A1的示数一定大于A2的示数 C.一定是电阻R1出现了断路故障 D.一定是电阻R2出现了断路故障 2.下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( ) A.物理课本的长度约为25dm B.成年人步行的速度约为5m/s C.一名普通中学生的重力约为500N D.一节新干电池的电压约为36V 3.在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( ) A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路 4.物理学的宗旨是发现自然现象背后的规律,使人们可以运用物理规律解决实际问题。根据所学物理学知识,下列表述正确的是( ) A.使用杠杆可以同时省力又省距离 B.物体不论温度高低都具有内能 C.选用精密的测量工具可以消除误差 D.导体的电阻跟它两端的电压成正比 5.实验是科学探究的重要形式,下列实验情景说法不正确的是( ) A.探究“电阻大小与材料的关系” B.比较水和铁砂的吸热能力 C.探究“定滑轮的使用特点” D.估测大气压强值 6.估测是物理学习中的一种重要的能力,下列数据中符合生活实际的是( ) A.冰箱冷冻室的温度约为5 B.教室内的大气压强约为100Pa C.对人体安全的电压一般不高于36V D.八年级上册物理教科书的质量约为10kg 7.关于超导材料,下列说法正确的是( ) A.是绝缘体材料 B.是半导体材料 C.常温常压下电阻为零 D.用来输电可减少电能损耗 8.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( ) A.小灯泡L1与L2串联 B.电流表测量电路的总电流 C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光 D.若灯L1突然熄灭,是因为电压表发生断路 9.如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( ) A.灯L1和L2是串联连接的 B.电压表不能测量灯L2的电压 C.断开S2后电流表的示数不变 D.两灯的额定电压一定相同 10.如图所示是滑动变阻器的结构示意图,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,应选择的接线柱为( ) A.A和B B.B和C C.B和D D.A和D 11.如图所示电路,闭合开关后,整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为( ) A.L1短路 B.L2短路 C.L1开路 D.L2开路 二.多选题(共3小题) (多选)12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( ) A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2断路 (多选)13.如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2。闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( ) A.R1>R2 B.水位超过防洪预警线时,红灯亮 C.R1<R2 D.水位低于干旱预警线时,红灯亮 (多选)14.如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为I1、I2,电压表的示数分别为U1、U2、U3,L1的电阻小于L2的电阻,则下列关系中正确的是( ) A.I1=I2 B.U1>U2 C.U1+U2=U3 D.U1=U2=U3 三.填空题(共10小题) 15.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。 (1)用电压表测量电压,该水果电池电压为 V,水果电池是将 能转化为电能。 (2)该水果电池正极是 (填“铁片”或“铜片”)。 (3)为获得更高电压,可以将多个水果电池 联。 16.生活中常用干电池作为 ,它是提供电压的装置,电压是电路中形成 的原因。 17.如图所示,物块处于静止状态,则物块重力为 N,电流表读数为 A,电压表读数为 V。 18.液冷充电桩可以提高电动汽车的充电速度,充电时导线产生的热量通过 的方式转移给周围流动的液体,物体间温差越大散热效果越好,则应 液体的流动速度。为了减少充电时导线产生的热量,在保持充电时间和电流不变的情况下,应选用长度相同、横截面积较 的铜导线。 19.一节新干电池电压为 V,如图所示测量7号干电池长度,读数方法正确的是 (选填“A”或“B”),长度为 cm。 20.某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器 。 21.20世纪初,科学家发现汞在温度降低至﹣269 时,电阻值就变成了零,这种现象叫“超导现象”,具有这种特性的物质叫“超导体”。 低温为什么能发生超导呢?基于初中知识,我们建立一个简易模型进行理解,将导体的原子核与核外受到约束的电子(能量较低而不能自由运动)组成“原子实”,可类比成小球。原子实做着热运动,穿行其间的自由电子会与它发生碰撞,表现为导体对自由电子传导的阻碍,即电阻。导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。 高压也能让材料发生超导。理论上,某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下,15 的“高温”(相对极低温)也能发生超导现象。在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动,宏观上就显示出超导现象。 常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月,世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运,实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。 (1)实现超导现象的方式有低温和 。 (2)极低温度下,原子实与自由电子的 都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。 (3)超高的压力限制了 的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。 (4)超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少电能由于 引发的电能损耗。 22.如图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障,小申为研究故障的原因,特地设计了两个方案。 方案一:请你通过移动滑动变阻器的滑片P来探究出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及故障情况。 。 方案二:请你用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,你可选用的电阻R0的阻值是 。 A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1 23.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要 (选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。 24.LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等,制作LED灯的材料是 (选填“半导体”或“超导体”)。如图所示为某学校电子屏中滚动播放的标语,其显示屏中的“增”字有一部分未显示出来,其它部分正常发光,由此可知,未发光部分与其它部分之间是 联的。 四.作图题(共3小题) 25.如图所示,R1和R2串联,用电压表测量R1两端的电压,请将电路图补充完整。 26.根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图。要求: ①电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A; ②滑动变阻器的滑片置于a端时,接入电路的阻值最大。 27.在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 五.实验探究题(共5小题) 28.如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是 联。 (2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变 。 (3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为 V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置。 (4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20 ,乙的电阻为10 。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 。 A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低 C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低 29.学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。 (1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 (选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。 (2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 。 (3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。 (4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示: 线夹位置 b c d e f 铅笔芯接入长度l/cm 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/ 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 ①请如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图象。 ②通过分析图象可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, 。 (5)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。 30.“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图甲所示的电路图,电源两端电压恒为12V,R0是定值电阻,R是热敏电阻,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~15V。 (1)同学们按电路图连接实物后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是热敏电阻R处发生 (选填“短路”或“断路”)。 (2)排除故障后,闭合开关S,他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值,并绘制成如图乙所示的图象。由图象可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而 。(选填“增大”“不变”或“减小”) (3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电流表示数为0.2A,则此时热敏电阻R的温度为 。 (4)探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100 ,则电压表示数的变化范围为 。 31.探究串联电路中电压的规律。 (1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。 (2)连接电路时,开关应处于 状态。正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 (选填“有”或“无”)电压。 (3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。 实验次序 电压UAB/V 电压UBC/V 电压UAC/V 1 1.7 2.9 2 1.3 1.6 2.9 3 1.1 1.8 2.9 ①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 。 ②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。 32.在“探究串联电路电压的特点”实验中,小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。 (1)根据图1所示的电路图用笔画线代替导线,将图2所示的实物图补充完整。 (2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示,示数为 V。 数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V 1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5 2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5 3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5 … (3)根据数据可知R0的阻值为 。 (4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 。 (5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线。 (6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: 。 【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,小明利用图1中的灯泡L,对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路,只闭合S1,调节电源电压至某一值时,通过电压表判断出L1正常发光;断开S1,闭合S2,发现不用改变电源电压,L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 。 人教版九年级物理单元复习—《第16章电压 电阻》 参考答案与试题解析 一.选择题(共11小题) 1.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关后,电路中各元件正常工作,两个相同的电流表(均有0~0.6A,0~3A两个量程)指针偏转的角度相同。一段时间后电流表A1指针偏转的角度突然变为原来的,若定值电阻R1或R2出现了断路故障,其它元件均完好。针对故障电路的观察分析,下列说法正确的是( ) A.电压表示数为零 B.电流表A1的示数一定大于A2的示数 C.一定是电阻R1出现了断路故障 D.一定是电阻R2出现了断路故障 【分析】(1)首先根据电路可知,R1、R2并联。电流表A1测干路电流,电流表A2测R2电流,电压表测电源电压; (2)结合并联电路电流与电压规律分析解答即可。 【解答】解:分析电路可知,R1、R2并联。电流表A1测干路电流,电流表A2测R2电流,电压表测电源电压。 A、电压表测电源电压,所以电压表示数不为零,故A错误; BCD,两个相同的电流表(均有0~06A,0~3A两个量程)指针偏转的角度相同,根据并联电流规律,可知电流表A1选用大量程,电流表A2选用小量程,且电流表A1示数是电流表A2示数的5倍。一段时间后,电流表A1针偏转的角度突然变为原来的,则电流表A1和电流表A2示数相等,所以故障是电阻R1出现了断路故障,故C正确,BD错误。 故选:C。 【点评】本题考查了并联电路中电路故障分析,根据并联电路电流、电压规律并结合电流表和电压表的示数情况分析,难度一般。 2.下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( ) A.物理课本的长度约为25dm B.成年人步行的速度约为5m/s C.一名普通中学生的重力约为500N D.一节新干电池的电压约为36V 【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。 【解答】解:A、物理课本的长度约为26cm=2.6dm,故A错误; B、成年人步行的速度约为1.1m/s,故B错误; C、一名普通中学生的质量约50kg,受到的重力约为:G=mg=50kg 10N/kg=500N,故C正确; D、一节新干电池的电压约为1.5V,故D错误。 故选:C。 【点评】本题考查了对长度、速度、重力、电压的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。 3.在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( ) A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路 【分析】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量灯泡L2两端的电压,两个小灯泡都不再发光,可能出现了断路,根据电压表示数判定故障的原因。 【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量灯泡L2两端的电压,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数; 两个小灯泡都不发光,不可能是L1短路或L2短路,如果L1短路,L2会发光,如果L2短路,L1会发光; 可能出现了断路,电压表无示数,说明是灯L1 断路,如果灯L2断路,电压表会有示数。 故选:B。 【点评】用电压表判断故障时,若电压表有读数,可能是所并联的地方开路或其他地方短路了,若电压表没有读数,则可能是所并联的地方短路或其他地方开路了。 4.物理学的宗旨是发现自然现象背后的规律,使人们可以运用物理规律解决实际问题。根据所学物理学知识,下列表述正确的是( ) A.使用杠杆可以同时省力又省距离 B.物体不论温度高低都具有内能 C.选用精密的测量工具可以消除误差 D.导体的电阻跟它两端的电压成正比 【分析】(1)杠杆分三类,动力臂大于阻力臂的是省力杠杆,动力比小于阻力臂的是费力杠杆,动力臂等于阻力臂的既不省力也不费力; (2)一切物体都有内能; (3)测量时,受所用仪器和测量方法的限制,测量值和真实值之间总会有差别,这就是误差。不同于错误,作为误差来说不可避免,只能尽量减小。在实际中经常用多次测量求平均值的办法来减小误差; (4)导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是电阻是导体本身的一种性质,与流过的电流和两端的电压无关。 【解答】解:A、由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,使用动力臂大于阻力臂的杠杆,可以省力,但费距离;既省力又省距离的杠杆是不存在的,故A错误; B、一切物体不论温度高低都具有内能,故B正确; C、认真测量、选用精密的测量工具,可以减小误差,但不能避免误差,故C错误; D、电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,故D错误; 故选:B。 【点评】本题考查改杠杆、内能、误差和电阻的有关知识,是一道基础题。 5.实验是科学探究的重要形式,下列实验情景说法不正确的是( ) A.探究“电阻大小与材料的关系” B.比较水和铁砂的吸热能力 C.探究“定滑轮的使用特点” D.估测大气压强值 【分析】(1)图中实验装置只有一种材料的导体,不能探究电阻大小与材料的关系,可以探究电阻大小与导体的长度关系; (2)图中实验装置相同质量的水和铁砂在同一加热装置下加热,吸收相同热量时,可通过比较它们升高温度的大小反映它们的吸热能力; (3)使用定滑轮不省力,为了使结论更具有普通,需测量不同方向的拉力来得出结论; (4)图中用压力计可估测大气压的值。 【解答】解:A、图中实验装置只有一种材料的导体,不能探究电阻大小与材料的关系,可以探究电阻大小与导体的长度关系,故A错误; B、图中实验装置相同质量的水和铁砂在同一加热装置下加热,吸收相同热量时,可通过比较它们升高温度的大小反映它们的吸热能力,故B正确; C、使用定滑轮不省力,为了使结论更具有普通,需测量不同方向的拉力来得出结论,故C正确; D、图中用压力计来估测大气压的值,故D正确。 故选:A。 【点评】本题考查探究型实验的基本能力,难度不大。 6.估测是物理学习中的一种重要的能力,下列数据中符合生活实际的是( ) A.冰箱冷冻室的温度约为5 B.教室内的大气压强约为100Pa C.对人体安全的电压一般不高于36V D.八年级上册物理教科书的质量约为10kg 【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的数据,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。 【解答】解:A、冰箱冷冻室的温度低于0 ,故A不符合实际; B、教室内的大气压强约为1 105Pa,故B不符合实际; C、对人体安全的电压一般不高于36V,故C符合实际; D、八年级上册物理教科书的质量约为200g,故D不符合实际。 故选:C。 【点评】估测是一种科学的近似值,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要的作用,应用日常知识积累解答此题。 7.关于超导材料,下列说法正确的是( ) A.是绝缘体材料 B.是半导体材料 C.常温常压下电阻为零 D.用来输电可减少电能损耗 【分析】超导材料是一种电阻为零的材料。超导体的电阻为0,不会放热,所以电能无法转化为内能。 【解答】解:ABC、超导材料是在一定温度下电阻为零的材料,而半导体材料的导电性能介于导体和半导体之间,他们没有联系,故ABC错误; D、用超导体做输电导线,可以减少由电能到内能的损耗,提高传输效率,故D正确。 故选:D。 【点评】本题主要考查学生对超导现象及超导材料的特点的认识和了解,是一道基础题。 8.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( ) A.小灯泡L1与L2串联 B.电流表测量电路的总电流 C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光 D.若灯L1突然熄灭,是因为电压表发生断路 【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: AB、由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表串联在灯L2的支路上,则电流表测量通过L2的电流,故AB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L1不能发光,灯L2仍正常发光,故C正确; D、电压表并联在灯L1的两端,电压表发生断路,灯L1不会熄灭,故D错误。 故选:C。 【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。 9.如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( ) A.灯L1和L2是串联连接的 B.电压表不能测量灯L2的电压 C.断开S2后电流表的示数不变 D.两灯的额定电压一定相同 【分析】根据电路图可知,同时闭合开关S1和S2时,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,开关S2控制灯泡L2;电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,根据开关的断开或闭合情况分析。 【解答】解:AB、分析电路图可知,同时闭合开关S1和S2时,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,开关S2控制灯泡L2;电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,因为是并联电路,所以电压表也能测量灯L2的电压,故AB错误; C、断开S2后,灯L2支路断开,电流表的示数变小,故C错误; D、将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光,且两灯两端的电压相等,所以两灯的额定电压一定相同,故D正确。 故选:D。 【点评】本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构是正确解题的关键。 10.如图所示是滑动变阻器的结构示意图,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,应选择的接线柱为( ) A.A和B B.B和C C.B和D D.A和D 【分析】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。它的正确接法是“一上一下”。哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的。若接左下接线柱,滑片向右移动,电阻变大;若接右下接线柱,滑片向左移动,电阻变大。 【解答】解:根据题意可知,当滑片P向右移动时,要使连入电路中的电阻变大,则电阻丝的左半部分接入电路中,即需要接A接线柱,上面的两个接线柱接哪个都行,所以应选择的接线柱为CA或DA,故D正确。 故选:D。 【点评】本题考查了滑动变阻器的原理和作用,能够正确判断哪一段电阻丝被连入电路中是本题的解题关键所在。 11.如图所示电路,闭合开关后,整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为( ) A.L1短路 B.L2短路 C.L1开路 D.L2开路 【分析】此题为电路故障分析,结合串联电路电压、电流特点即可分析出故障原因。 【解答】解:串联电路中,“一盏灯突然熄灭”是短路现象,电路中电流变大;被短路的灯熄灭,分压变为0;另一盏灯依然能发光且亮度大于之前,分压会变大。 电压表测量的是L2的电压,根据题目描述电压表示数变大,即L2的电压变大,因此L2无故障,是L1短路导致。 综上分析,答案选择A。 故选:A。 【点评】串联电路故障分析,先判断故障类型,再分析故障位置。 二.多选题(共3小题) (多选)12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( ) A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2断路 【分析】由图可知,两灯串联,电压表测量灯L1两端的电压,闭合开关后发现电压表无示数,电路中可能出现了短路或断路。 【解答】解:由图可知,两灯串联,电压表测量灯L1两端的电压,闭合开关后发现电压表无示数,可能是灯泡L1短路,电压表被短路,也可能是灯泡L2断路,电压表断路。 故选:AD。 【点评】用电压表判断故障时,若电压表有读数,可能是所并联的地方断路或其他地方短路了,若电压表没有读数,则可能是所并联的地方短路或其他地方断路了。 (多选)13.如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2。闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( ) A.R1>R2 B.水位超过防洪预警线时,红灯亮 C.R1<R2 D.水位低于干旱预警线时,红灯亮 【分析】由图可知,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,此时红灯、定值电阻R0串联接入电路,电压表测量R0两端的电压;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,此时黄灯、定值电阻R0串联接入电路,电压表测量R0两端的电压;电源电压不变,知道电压表的示数变化,根据串联电路的电压特点可得灯两端的电压变化,再由串联分压的规律可知红灯、黄灯的电阻大小关系。 【解答】解:由图可知,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,此时红灯、定值电阻R0串联接入电路,红灯亮,电压表测量R0两端的电压,示数为U1; 当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,此时黄灯、定值电阻R0串联接入电路,黄灯亮,电压表测量R0两端的电压,示数为U2; 由题知,U1>U2,且电源电压不变,则根据串联电路的电压特点可知,红灯两端的电压小、黄灯两端的电压大,由串联分压的规律可知红灯的电阻小于黄灯的电阻,即R1<R2,故BC正确、AD错误。 故选:BC。 【点评】本题考查了串联电路的特点,分析题意、得出不同水位下的电路组成是关键。 (多选)14.如图所示,开关S闭合后,电流表的示数分别为I1、I2,电压表的示数分别为U1、U2、U3,L1的电阻小于L2的电阻,则下列关系中正确的是( ) A.I1=I2 B.U1>U2 C.U1+U2=U3 D.U1=U2=U3 【分析】首先对电路进行简化,电流表相当于一段导线,电压表所在电路相当于断路;再分析电压表和电流表各是测量谁的电压和电流,从而得出电压和电流的关系。 【解答】解:把电流表看做一段导线,电压表所在的电路看做断路,对电路进行简化如下图: 由图可以看出两灯泡属于串联,串联电路中各处的电流都相等,所以两电流表的示数相等,即I1=I2; 由电路图可以看出,电压表V1测的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测的是灯泡L2两端的电压,L1的电阻小于L2的电阻,根据串联电路电压的分配与电阻成正比,U1<U2; 电压表V3测的是电源电压,即总电压,根据串联电路的电压特点可知:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以U1+U2=U3。 故AC正确,BD错误。 故选:AC。 【点评】此题主要考查的是学生对电路的简化和串联电路中电流、电压特点的理解和掌握,对电路进行简化,弄清楚两灯泡的连接方式是解决此题的关键。 三.填空题(共10小题) 15.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。 (1)用电压表测量电压,该水果电池电压为 0.6 V,水果电池是将 化学 能转化为电能。 (2)该水果电池正极是 铜片 (填“铁片”或“铜片”)。 (3)为获得更高电压,可以将多个水果电池 串 联。 【分析】(1)先确定电压表的量程和分度值,再根据指针位置读数,电池是将化学能转化为电能的装置; (2)根据电压表的正确使用方法(电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出)确定电源的正负极; (3)如果想增大水果电池的电压,可将多个水果电池串联。 【解答】解: (1)由图知电压表选择的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能; (2)电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜片为正极,铁片是电池的负极; (3)如果想增大水果电池的电压,可将多个水果电池串联。 故答案为:(1)0.6;化学;(2)铜片;(3)串。 【点评】本题考查了电压表的读数以及电源的能量转化问题,属于基础性题目。 16.生活中常用干电池作为 电源 ,它是提供电压的装置,电压是电路中形成 电流 的原因。 【分析】理解电压、电流、电源; 【解答】解:电源是提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能;电压是电路中形成电流的原因。 故答案为:电源;电流。 【点评】本题考查对电压电流的理解,是一道基础题。 17.如图所示,物块处于静止状态,则物块重力为 1.6 N,电流表读数为 0.52 A,电压表读数为 2.3 V。 【分析】(1)根据测力计分度值读数; (2)根据电表选用的量程确定分度值读数。 【解答】解:(1)测力计分度值为0.2N,示数为1.6N,物块处于静止状态,则物块重力为1.6N; (2)电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.52A; 电压表选用小量程,分度值为0.1V,读数为2.3V。 故答案为:1.6;0.52;2.3。 【点评】本题考查测力计和电表的读数,为基础题。 18.液冷充电桩可以提高电动汽车的充电速度,充电时导线产生的热量通过 热传递 的方式转移给周围流动的液体,物体间温差越大散热效果越好,则应 加快 液体的流动速度。为了减少充电时导线产生的热量,在保持充电时间和电流不变的情况下,应选用长度相同、横截面积较 大 的铜导线。 【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递; (2)导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关; 由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。 【解答】解:(1)充电时导线产生的热量通过热传递的方式转移给周围流动的液体,物体间温差越大散热效果越好,则应加快液体的流动速度,尽快将温度高的液体流过; (2)根据焦耳定律公式Q=I2Rt知,在电流、通电时间相同的情况下,导体的电阻越小,产生的热量越少,因此应选用长度相同、横截面积较大的铜导线。 故答案为:热传递;加快;大。 【点评】本题考查了改变物体内能的方式、焦耳定律的应用和影响电阻大小的因素,综合性较强。 19.一节新干电池电压为 1.5 V,如图所示测量7号干电池长度,读数方法正确的是 A (选填“A”或“B”),长度为 4.20 cm。 【分析】(1)根据对常见电压值的了解进行解答; (2)使用刻度尺时要明确量程和分度值,若起始端从0刻度线开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;若起始端没有从0刻度线开始,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,用末端刻度值减去起始端所对刻度即为物体的长度;注意刻度尺要估读到分度值的下一位,读数时视线要与尺面垂直。 【解答】解:(1)由物理常识可知,一节新干电池电压为1.5V; (2)用刻度尺测量7号干电池的长度,读数时视线要与尺面垂直,则读数方法正确的是A; 由图知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以每个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值是0.1cm;图中干电池的左侧与0刻度线对齐,右侧与4.20cm对齐,所以该干电池的长度为4.20cm。 故答案为:1.5;A;4.20。 【点评】本题考查了对常见电压值的了解、用刻度尺测量物体的长度,属于基础题。 20.某调光台灯简化电路图如图所示,电源电压保持不变。为使台灯变亮,滑片应向 左 端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器 短路 。 【分析】闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,为使台灯变亮,滑动变阻器接入电路的阻值应变小;台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器短路。 【解答】解:闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,为使台灯变亮,滑动变阻器接入电路的阻值应变小,滑片应向左端移动。台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器短路。 故答案为:左;短路。 【点评】本题考查滑动变阻器的有关知识,是一道综合题。 21.20世纪初,科学家发现汞在温度降低至﹣269 时,电阻值就变成了零,这种现象叫“超导现象”,具有这种特性的物质叫“超导体”。 低温为什么能发生超导呢?基于初中知识,我们建立一个简易模型进行理解,将导体的原子核与核外受到约束的电子(能量较低而不能自由运动)组成“原子实”,可类比成小球。原子实做着热运动,穿行其间的自由电子会与它发生碰撞,表现为导体对自由电子传导的阻碍,即电阻。导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。 高压也能让材料发生超导。理论上,某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下,15 的“高温”(相对极低温)也能发生超导现象。在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动,宏观上就显示出超导现象。 常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月,世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运,实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。 (1)实现超导现象的方式有低温和 高压 。 (2)极低温度下,原子实与自由电子的 热运动 都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。 (3)超高的压力限制了 原子实 的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。 (4)超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少电能由于 电阻 引发的电能损耗。 【分析】阅读文中所给信息,找到关键词。 【解答】解:(1)由题意中“高压也能让材料发生超导”可知实现超导的现象的方式有低温和高压; (2)由题意中“导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。”可知极低温度下,原子实与自由电子的热运动都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象; (3)由题意中“在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。”可知超高的压力限制了原子实的热运动; (4)由题意中“若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。”可知这样减少电能由于电阻引发的电能损耗。 故答案为:高压;热运动;原子实;电阻。 【点评】本题考查了学生对给予信息的理解能力。 22.如图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障,小申为研究故障的原因,特地设计了两个方案。 方案一:请你通过移动滑动变阻器的滑片P来探究出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及故障情况。 移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数发生变化,说明定值电阻R1断路;若电流表的示数不变,说明滑动变阻器R2断路 。 方案二:请你用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,你可选用的电阻R0的阻值是 AB 。 A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1 【分析】(1)由图知,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器并联;已知在定值电阻R1或滑动变阻器R2中仅有一个故障,先根据图示、题意以及并联电路的特点判断电路故障的类型;若定值电阻断路,移动滑动变阻器的滑片,电路中电阻发生变化,根据欧姆定律可知电流表示数的变化;若滑动变阻器断路,移动滑动变阻器的滑片,电路中电阻不变,由欧姆定律可知电流表示数的变化; (2)若断R1路,则R0替换R1,电路的总电阻将变小,则电流表A的示数的将变大;若R2断路,则R0替换R1(R0大于或等于R1),电流表A的示数变小或不变。 【解答】解: (1)由图可知,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表测干路中的电流;由题知,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障; 若发生的故障是R1短路或R2短路,由并联电路的特点可知会造成电源短路,会烧坏干路中的电流表,且通过移动变阻器的滑片根本不能判断短路故障,另外通过更换定值电阻也不能准确判断短路故障,由此可知只能是定值电阻R1断路或滑动变阻器R2断路; 若定值电阻R1断路,移动滑动变阻器的滑片时,电路中电阻会发生变化,则电流表示数有变化;若滑动变阻器R2断路,移动滑动变阻器的滑片时,电路中电阻不变(等于R1的阻值),则电流表示数不变; (2)若定值电阻R1断路,用R0替换R1时,由电阻的并联可知电路的总电阻将变小,则由欧姆定律可知电流表A的示数将变大; 若变阻器R2断路,用R0替换R1时,如果R0等于R1,则电流表A的示数不变;如果R0大于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变小;如果R0小于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变大; 综上可知,如果选用的电阻R0小于R1,当出现电流表A的示数变大时,可能是R1断路,也可能R2断路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障,故选AB。 故答案为:(1)移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数发生变化,说明定值电阻R1断路;若电流表的示数不变,说明滑动变阻器R2断路;(2)AB。 【点评】本题考查并联电路特点和欧姆定律的灵活运用。 23.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要 半导体 (选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的 用电器 (选填“电源”或“用电器”)。 【分析】芯片是利用半导体材料制成的; 处理器工作时相当于用电器,电能转化为其他形式的能。 【解答】解:我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要半导体材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的用电器。 故答案为:半导体;用电器。 【点评】本题考查了半导体材料性质、电路的组成,属于基础题目。 24.LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等,制作LED灯的材料是 半导体 (选填“半导体”或“超导体”)。如图所示为某学校电子屏中滚动播放的标语,其显示屏中的“增”字有一部分未显示出来,其它部分正常发光,由此可知,未发光部分与其它部分之间是 并 联的。 【分析】(1)LED是一种发光二极管可以把电能直接转化成光能; (2)串联电路的特点:各用电器工作时相互影响,有一处有问题则整个电路都处于断路状态; 并联电路的特点:并联电路中的各用电器可以单独工作、互不影响。 【解答】解:(1)LED是一种半导体发光二极管,通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光,即把电能直接转化成光能; (2)由图可见当显示屏中的“增”字的土字旁未能显示出来,其它的灯仍能正常发光,由此可知,显示屏的每个小灯泡是互不影响的,所以它们之间能独立工作,一定是并联的。 故答案为:半导体;并联。 【点评】本题考查半导体材料的应用、串并联电路特点的理解,知道并联电路各用电器是可以独立工作的,互不影响。 四.作图题(共3小题) 25.如图所示,R1和R2串联,用电压表测量R1两端的电压,请将电路图补充完整。 【分析】电压表要并联在被测电路的两端。 【解答】解:根据电压表的使用规则,用电压表测量R1两端的电压,应该将电压表并联在R1两端,如图所示: 。 【点评】本题考查的是电压表的使用,属于基础性题目。 26.根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图。要求: ①电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A; ②滑动变阻器的滑片置于a端时,接入电路的阻值最大。 【分析】根据电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端; 电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A; 滑动变阻器的滑片置于a端时,接入电路的阻值最大,据此选择滑动变阻的接线柱。 【解答】解:根据电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端; 电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A; 滑动变阻器的滑片置于a端时,接入电路的阻值最大,即滑动变阻器下端连接右下的接线柱,如图所示: 【点评】本题考查了根据电路图连接实物图,连接实物图的过程中要注意电流的流向,特别是电表的正、负接线柱不能接反,还要注意滑动变阻器所接的接线柱。 27.在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 【分析】电压表与被测部分电路并联,为了读数准确,电压表应该使用0~3V量程,滑动变阻器应该一上一下接入电路,当滑片离下接线柱越远,滑动变阻器接入电路的阻值越大,据此作图。 【解答】解:根据电压表使用方法可知,电压表与被测部分电路并联,为了读数准确,电压表应该使用0~3V量程,滑动变阻器应该一上一下接入电路,由图可知,滑片在最右端,则应该把左下接线柱接入电路,如图所示 【点评】本题考查电压表的使用以及滑动变阻器的接法,难度不大。 五.实验探究题(共5小题) 28.如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是 串 联。 (2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变 亮 。 (3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为 0.5 V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置。 (4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20 ,乙的电阻为10 。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 B 。 A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低 C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低 【分析】(1)如图所示铅笔芯和小灯泡应为串联; (2)回形针向左移,铅笔芯接入长度变短,接入电阻变小,电路中电流变大; (3)根据串联电路分压法则进行分析即可。 (4)甲电阻大,因此可以拥有更大的调节范围;但是移动相同距离时,电阻的变化量大,因此精度较低。 【解答】解:(1)如图所示铅笔芯和小灯泡在一条路径上,即为串联; (2)回形针向左移,铅笔芯接入长度变短,接入电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮; (3)根据串联电路分压法则,当小灯泡达到额定电压2.5V时,铅笔芯的电压应为总电压3V与小灯泡额定电压2.5V之差,即0.5V。 (4)两铅笔芯长度相同,由于甲电阻大,因此从一端调到另一端时,电阻变化量大,因此电流变化量大,调节范围因此更大。但移动相同距离时,由于甲的电阻变化更大,因此甲的调节精度低。故选B。 故答案为:(1)串;(2)亮;(3)0.5;(4)B。 【点评】本题考查了滑动变阻器对电路的调节作用,考查了滑动变阻器调节对电流的影响、串联电路分压规律、滑动变阻器调节范围和精度的判断,有一定的综合性。 29.学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。 (1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 B (选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。 (2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 滑动变阻器断路 。 (3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 0.26 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。 (4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示: 线夹位置 b c d e f 铅笔芯接入长度l/cm 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/ 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 ①请如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图象。 ②通过分析图象可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, 电阻与长度成正比 。 (5)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 用不同的导体进行多次实验 。 【分析】(1)滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱; (2)闭合开关发现:小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,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; (3)根据电流表的量程和分度值读数; (4)根据数据描点画图,结合图象得出规律; (5)根据归纳得出结论必须具有普遍性且样本足够多分析。 【解答】解:(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,滑动变阻器阻值变小,则B接线柱必须接入电路,故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的B接线柱连接。 (2)将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,电路是断路,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,电路是通路,故与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。 (3)电流表的示数如图乙所示,使用的是小量程,分度值为0.02A,该读数为0.26A。 (4)①根据数据描点画图,如图所示: ②通过分析图象是过原点的直线,可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,电阻与长度成正比; (5)只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该换用不同的导体进行多次实验,具有普遍性。 故答案为:(1)B;(2)滑动变阻器断路;(3)0.26;(4)图象见解答;电阻与长度成正比;(5)用不同的导体进行多次实验。 【点评】本题考查探究电阻有关因素的实验,属于中档题。 30.“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图甲所示的电路图,电源两端电压恒为12V,R0是定值电阻,R是热敏电阻,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~15V。 (1)同学们按电路图连接实物后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是热敏电阻R处发生 断路 (选填“短路”或“断路”)。 (2)排除故障后,闭合开关S,他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值,并绘制成如图乙所示的图象。由图象可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而 减小 。(选填“增大”“不变”或“减小”) (3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电流表示数为0.2A,则此时热敏电阻R的温度为 20 。 (4)探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100 ,则电压表示数的变化范围为 11V﹣6V 。 【分析】(1)根据电流表示数分析故障,根据电压表示数分析故障位置; (2)根据图像分析; (3)根据欧姆定律计算热敏电阻的大小,根据图像确定温度; (4)根据温度确定电阻大小,根据串联电路的特点和欧姆定律分析电压表的大小。 【解答】解:(1)闭合开关,流表无示数,说明电路是断路,而电压表示数接近电源电压,电压表到电源是通路,则故障可能是热敏电阻R处发生断路。 (2)由图象可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而减小; (3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电压表用的是0﹣15V量程,读数为10V;电流表示数为0.2A,根据欧姆定律知,热敏电阻R===50 ,根据图像知,温度为20 。 (4)根据电源电压为12V,R0的电压为U0=U电源﹣U=12V﹣10V=2V; 则R0的电阻为R0===10 , 探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100 ,热敏电阻的阻值是110 ﹣10 ; 当R=110 时,I===0.1A, 电压表示数U=IR=0.1A 110 =11V; 当R'=10 时,I'===0.6A, 电压表示数U=IR=0.6A 10 =6V; 则电压表示数的变化范围11V﹣6V。 故答案为:(1)断路;(2)减小;(3)20;(4)11V﹣6V。 【点评】本题考查串联电路的特点与欧姆定律的应用,属于中档题。 31.探究串联电路中电压的规律。 (1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。 (2)连接电路时,开关应处于 断开 状态。正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 无 (选填“有”或“无”)电压。 (3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 1.2 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。 实验次序 电压UAB/V 电压UBC/V 电压UAC/V 1 1.7 2.9 2 1.3 1.6 2.9 3 1.1 1.8 2.9 ①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 之和 。 ②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 改变电源电压并多次实验 。 【分析】(1)根据如图甲所示的电路图,两灯泡串联,电压表测L1的电压; (2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关,若灯L2断路,电压表示数为0; (3)根据电压表选用小量程确定分度值读数; ①分析表中数据,得出结论; ②根据串联电路的规律进行解答。 【解答】解:(1)根据如图甲所示的电路图,两灯泡串联,电压表测L1的电压,连接完整电路如下图: (2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端无电压; (3)如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.2V; ①分析表中数据可得出:AC两端电压UAC等于AB两端电压UAB与BC两端电压UBC之和,即串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和; ②此外,还可以:改变电源电压并多次实验。 故答案为:(1)见解答;(2)断开;无;(3)1.2;①之和;②改变电源电压并多次实验。 【点评】本题为探究“串联电路的电压规律”的实验,考查电路连接、注意事项、电压表读数和数据分析等知识。 32.在“探究串联电路电压的特点”实验中,小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。 (1)根据图1所示的电路图用笔画线代替导线,将图2所示的实物图补充完整。 (2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示,示数为 1.8 V。 数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V 1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5 2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5 3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5 … (3)根据数据可知R0的阻值为 5 。 (4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 寻找普遍规律 。 (5)读取数据 ② (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线。 (6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 。 【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,小明利用图1中的灯泡L,对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路,只闭合S1,调节电源电压至某一值时,通过电压表判断出L1正常发光;断开S1,闭合S2,发现不用改变电源电压,L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 22.5 。 【分析】(1)按电路图连接实物; (2)电压表读数时,看清量程,认清分度值; (3)利用R=即可求解; (4)探究串联电路电压的特点实验,多次实验目的寻找普遍规律; (5)(6)由表格中数据分析; (7)利用功率相等列等式求出电压,再利用R=即可求解。 【解答】解:(1)按电路图连接实物,如图所示: ; (2)由图3可知,电压表用的小量程,分度值0.1V,故示数为1.8V; (3)根据数据可知R0的阻值为R0===5 ; (4)探究串联电路电压的特点实验,多次实验目的寻找普遍规律; (5)分析表格中的数据,数据②的大小为Uac2=Uad2﹣Ucd2=4.5V﹣1.2V=3.3V,此时电压表用的大量程,分度值为0.5V,则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线; (6)分析表格中的数据,观察R0两端电压与电流可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比; (7)设电源电压为U,只闭合S1,L与L1串联,灯L1的额定电流分别为0.2A,由表格中数据可知,此时灯L两端电压为1V, 则灯L1的额定电压为U﹣1V,所以灯L1的额定功率为P1=(U﹣1V) 0.2A……①; 断开S1,闭合S2,L与L2串联,灯L2的额定电流分别为0.3A,由表格中数据可知,此时灯L两端电压为2.5V, 则灯L2的额定电压为U﹣2.5V,所以灯L2的额定功率为P2=(U﹣2.5V) 0.3A……②; 灯泡L1和L2的额定功率相等,所以①=②;即(U﹣1V) 0.2A=(U﹣2.5V) 0.3A,解得U=5.5V; 则灯L1的额定电压为U﹣1V=5.5V﹣1V=4.5V,则L1正常发光时的电阻为R1==22.5 。 故答案为:(1);(2)1.8;(3)5;(4)寻找普遍规律;(5)②; (6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(7)22.5。 【点评】本题探究串联电路电压的特点实验,考查了电路连接,电压表读数,分析数据以及欧姆定律的简单计算,特殊方法测电阻,有一定综合性。 学科网(北京)股份有限公司 $$