内容正文:
第十六章 电压 电阻
一、单选题
1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,小灯正常发光,电路正常工作。一段时间后,小灯L突然变亮,然后就熄灭了,此时电流表的示数为零,电压表有示数。若电路故障发生在电阻R、灯L上,则电路的故障情况是( )
A.只有电阻R断路 B.只有灯L断路
C.先电阻R断路后灯L断路 D.先电阻R短路后灯L断路
2.如图所示电路,电源两端电压12V保持不变。下列说法中错误的是( )
A.当开关S1闭合、S2断开,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压
B.当开关S1断开、S2闭合,L1与L3串联,电压表V1示数为12V
C.当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,若电压表V1示数为7V,电压表V2示数为9V,则小灯泡L1两端电压为4V
D.当开关S1闭合、S2断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则故障原因可能为L3断路
3.将两滑动变阻器串联后接入电路,如图所示。欲使其接入电路的阻值最大,调节方法是( )
A.P1和P2都滑到最左侧 B.P1和P2都滑到最右侧
C.P1滑到最左侧,P2滑到最右侧 D.P1滑到最右侧,P2滑到最左侧
4.某同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图a所示的电路,当闭合开关后,和的指针位置完全一样,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.若电路完好,该电路为并联电路 B.若电路完好,两端的电压为6V
C.若电路有故障,可能是短路 D.若电路有故障,可能是短路
5.某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
6.如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮,如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中,若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快;则接入电路中的接线柱为( )
A.a与b B.b与c C.a与c D.以上都可以
7.如图所示,将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中,下列描述不正确的是( )
A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的阻值变小
B.将E接A、F接B,灯的亮度较暗,调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变
C.将E接C、F接D,滑动变阻器不能起到保护电路的作用
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于A位置
二、填空题
8.如图所示的电路中,电源电压为U保持不变。开关S从断开到闭合,电流表和电压表的示数均不变,若电路中仅有一处故障且故障只发生在电阻R1或R2上,且是 (选填“短路”或“断路”);若是R1的故障,则闭合开关,电压表示数为 ,电流表示数为 ;若是R2的故障,则闭合开关,电压表的示数为 ,电流表的示数为 。
9.如图甲所示,是、 两个灯泡的图象,请根据图像所给信息进行计算,若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为0.3A,保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数 。
10.“中国造”稀释制冷机已交付用户,并在实际运行中显示了良好的技术实力。稀释制冷机,是构建超导量子计算机的关键核心设备,可为超导量子计算芯片提供接近绝对零度的超低温环境。超导材料在很低的温度下 变为零;超导材料一旦在常温环境下成为现实,将会给人类带来极大的好处,请写出超导体材料的一种用途 。
11.下图为电动汽车“油门”模拟图.脚往下踩“油门”时,滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,此时接入电路的电阻变 ,电流表的示数变 .
三、实验题
12.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变通过小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮.按要求连接实物图并画出相应的电路图.
(1)请在实线框(如图)中画出符合要求的电路图 .
(2)请在如图的器材实物图中指出,连接电路时开关在应处于 状态,变阻器的滑片应处于 端(A或B).
(3)滑片P向左移动时,电流表示数变 ,灯泡亮度 .(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
(4)若闭合开关灯不亮,但电压表示数约等于电源电压,此时故障可能是 ;如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法 .
13.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合 两个开关;
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下, ,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了 (选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明电表所在支路的导体电阻越 ;
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍铬金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与 有关。
四、计算题
14.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。灯L1、L2是两个不同规格的小灯泡。只闭合开关S1时,电压表的示数为3V;只闭合开关S2时,电压表的示数为1.2V;只闭合开关S1、S3时,两电流表的示数分别为0.46A、0.18A。则:
(1)电源电压是多少?
(2)只闭合开关S2时,灯L2两端的电压是多少?
(3)只闭合开关S1、S3时,通过灯L1的电流是多少?
15.如图所示,电源电压为,闭合开关后,电压表的示数,电流表A的示数,求:
(1)通过灯泡的电流多大;
(2)电压表的示数多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
《第十六章 电压 电阻》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
D
D
C
C
B
B
1.D
【详解】如图所示的电路中,电阻R与灯泡L串联, 电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端电压;
A.只有电阻R断路,此时电路无通路,因此电压表不会有示数,灯泡也不会突然变亮,故A不符合题意;
B.只有灯L断路,此时电压表串联接入电路,测电源电压,电路相当于断路,因此电压表有示数,电流表无示数,灯泡不会突然变亮,故B不符合题意;
C.如果先电阻R断路后灯L断路,而若电阻R先断路,此时电路中无通路,电压表没有有示数,灯泡也不会突然变亮,故C不符合题意;
D.如果先电阻R短路,则电源电压全部加在灯泡上,会引起灯泡突然变亮,然后由于灯泡的实际电压太大,而烧坏灯丝,引起灯泡熄灭,而电流表示数为零,电压表仍然通过电阻与电源相连,所以示数不为零,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A、当开关S1闭合、S2断开时,电流的路径只有一条,L1被短路,L2与L3串联,电压表V1与L3并联,测量L3两端电压;电压表V2与L2并联,测量L2两端电压,故A正确,不符合题意;
B、当开关S1断开、S2闭合,电流的路径只有一条,L2被短路,L1与L3串联,电压表V1并联到了电源的两端,测量的是电源的电压,示数为12V,故B正确,不符合题意;
C、当开关S1、S2断开,电流的路径只有一条,电压表V1测量L1、L3两端电压,电压表V2测量L1、L2两端电压;电压表V1示数为7V,根据串联电路的电压关系可知L2两端电压为5V,电压表V2示数为9V,则小灯泡L1两端电压为4V。故C正确,不符合题意;
D、当开关S1闭合、S2断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,说明电路是通路;电压表V1变为12V,则电压表测量电源的电压,V2示数变为0,则故障为与电压表V2并联部分短路,即L2短路,故D错误,符合题意。
故选D。
3.D
【详解】如图,将A、B两个接线柱接入电路后,要使两串联滑动变阻器接入电路的阻值最大,则两个滑动变阻器的电阻线都应全部连入电路,则P1在最右端,P2在最左端。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.由图可知,当开关S闭合时,电流依次通过R1与R2,所以R1与R2是串联的,故A错误;
B.电压表V1测量电源电压U,电压表V2测量R2两端电压U2,由串联电路的电压特点可知U=U1+U2
两电压表指针位置相同,所以V1使用0~15V量程,分度值为0.5V,读数为6V;电压表V2使用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为1.2V,所以R2两端电压为1.2V,故B错误;
C.若电路故障是R1短路,则V1和V2都测量电源电压,则闭合开关后,V1和V2的指针位置会完全一样,故C正确;
D.若电路有故障,R2短路,则电压表V2的示数为0,则闭合开关后,V1和V2的指针位置不会完全一样,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】AB.金属丝①和②的材料、长度均不同,选择金属丝①和②不可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,也不可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故AB错误;
C.选择金属丝②和③的材料、横截面积相同,长度不变,可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故C正确;
D.电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联。实验中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电流表进行实验,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快,即电路中电流变大,电位器接入电路中的电阻变小,则接入电路中的接线柱为b与c,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.B
【详解】A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的电阻丝长度变短,阻值变小,故A正确,不符合题意;
B.将E接A、F接B,变阻器整根变阻丝连入电路,相当于连入一个定值电阻,电路中电流较小,灯的亮度较暗,电流不走滑片,所以调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度不会改变,故B错误,符合题意;
C.将E接C、F接D,相当于连入一根导线,滑动变阻器不能起到保护电路的作用,故C正确,不符合题意;
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处,即A位置,故D正确,不符合题意。
故选B。
8. 断路 U 0 0 0
【详解】[1]若故障发生在电阻上,且断路,无论闭合或断开开关,电压表串联在电路中且示数为U,电流表的示数为零,符合题意;若短路,开关闭合时,电流表有示数,电压表的示数为零;开关断开时,电流表的示数为零,电压表的示数为U,不符合题意。若故障只发生在电阻上,且断路,无论闭合或断开开关,两表均无示数,符合题意;若短路,断开开关,电流表的示数为零,电压表的示数为U;闭合开关,电流表的示数不为零,电压表的示数为U,不符合题意;由上述分析可知电路故障为R1或R2断路。
[2][3]若是R1断路,则闭合开关,电压表示数为电源电压U,电流表示数为0。
[4][5]若是R2断路,整个电路断路,无论是否闭合开关,电压表的示数为0,电流表的示数为0。
9.0.85A
【详解】如图乙所示,当两灯泡串联时,已知I=I1=I2=0.3A
由图甲可得U1=1.8V,U2=4.2V
串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,所以电源电压U=U1+U2=1.8V+4.2V=6V
将两灯泡的连接方式改为并联时,两灯泡两端电压均为电源电压6V。 由图甲可得,此时I1'=0.5A,I2'=0.35A
图丙中电流表测干路电流,则电流表的示数为
10. 电阻 用于制作输电导线(合理即可)
【详解】[1]超导体在超低温的情况下,电阻突然减小为零,所以超导材料在很低的温度下电阻变为零。
[2]超导体在临界温度下电阻为零,电流在其中不受阻碍,如能用超导体制成的导线把电能从发电厂送到各个用户,将大大降低输电过程的能量损耗,节约大量能源,所以超导体材料可以用于制作输电导线。
11. 小 大
【详解】[1][2]如图所示,电阻圈电流从M进,N出,滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,接入电路阻值减小,因此电路电流增大,电流表示数变大。
12. 断开 A 小 变暗 灯泡断路 调换电源的正负极
【详解】(1)根据题意,除了电压表元件都为串联关系,要使滑片向右滑动时灯泡变亮.滑动变阻器应连接B接线柱,最后将电压表并联在灯两端,根据电源由两节电池组成,以及电流为0.5A左右,所以电压表和电流都使用小量程,如图:
根据实物连接情况,画出电路图如下:
(2)根据保护电路及连接电路的一般要求知,连接电路时开关在应处于断开状态,变阻器的滑片应处于阻值最大端,即A端;
(3)因为滑动变阻器连接的B接线柱,滑片P向左移动时,电阻变大,所以电流表示数变小.灯泡亮度变暗;
(4)若闭合开关灯不亮,说明电路中存在断路性故障,但电压表示数约等于电源电压,说明电压表的两端到电源两端是通的,此时故障可能是灯泡断路,电压表串联在电路中,可以测出电源电压;
如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法将电源的正负极对调,则两表的电流方向都变为正常状态,如果分别将两表改接,显得麻烦,步骤多.
点睛:难点是电路故障的判断,要理解当灯泡断路时,电压表实际串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以电流表不会有示数,灯不亮,而电压表有示数且接近电源电压.
13.(1)灯泡的亮度
(2)S1和S2
(3)横截面积越小
(4) 电流表 小
(5)温度
【详解】(1)在探究影响导体电阻大小的因素时,通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小,运用了转换法。
(2)为了验证上述猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关;在一定温度下,应控制导体材料与横截面积相同,而长度不同,由电路图和表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验,应闭合开关S1和S2。
(3)闭合开关S1和S3,分别将A和C两电阻丝接入电路中,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,在一定温度下,此时导体的长度、材料都相同,但横截面积不同,故得到的结论是:其它条件相同的情况下,横截面积越小,电阻越大。
(4)[1][2]将灯泡换成电流表,电流表串联在电路中,电源电压一定,电流表的示数越大,说明电流表所在支路的导体电阻越小。
(5)用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风,此时会改变导体的温度,根据电流表示数变化可以得出电阻大小与温度的关系。故小明所做的这一实验基于的假设是导体的电阻与温度有关。
14.(1)3V
(2)1.8V
(3)0.28A
【详解】(1)只闭合开关S1时,电路中只有灯泡L1工作,电压表测电源电压,即。
(2)只闭合开关S2时,灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1电压,即,由串联电路电压的规律可知
(3)只闭合开关S1、S3时,灯L1与灯L2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过L2的电流,即、,根据并联电路电流规律可知,通过灯L1的电流
15.(1)0.5A
(2)3.4V
【详解】(1)根据串联电路中各处的电流相等可知:通过灯泡的电流为
(2)由题可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测灯泡L1两端的电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压,由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表的示数
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$$