第十六章 电压 电阻 单元培优-2025-2026学年人教版(2024)物理九年级上册
2025-09-07
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内容正文:
第16章 电压 电阻
一.选择题(共11小题)
1.下列说法中符合实际情况的是( )
A.中学生的身高约180dm
B.成人步行的速度约为5m/s
C.人体安全电压是36V
D.一个篮球的质量约为600g
2.对于图所示的电路,如果两只灯泡有一只发生了故障,闭合开关S,以下描述正确的是( )
A.若L1断路,则电压表有示数,电流表无示数
B.若L1短路,则电压表无示数,电流表有示数
C.若L2断路,则电压表和电流表均无示数
D.若L2短路,则电压表无示数,电流表有示数
3.如图所示是一款无线蓝牙耳机,关于此耳机估测合理的是( )
A.单只耳机的质量为1kg
B.耳机内置发声单元直径8cm
C.耳机单次充满能正常工作时间4小时左右
D.耳机的工作电压为220V
4.空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
5.下列说法正确的是( )
A.一节新的干电池的电压是1.5V
B.人体的安全电压是220V
C.家用空调的电流一般是2A
D.家庭电路的电压是360V
6.在国际单位制中,用“福特(V)”作单位的物理量是( )
A.电压 B.速度 C.电阻 D.电功
7.下列关于电流和电压的估测正确的是( )
A.家用空调工作时的电流约为5A B.看电视时,电视机中的电流为100A
C.我国家庭电路的电压为110V D.一节普通干电池的电压为2V
8.下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( )
A.一支新2B铅笔的长度约18cm
B.高速公路上小汽车的正常行驶速度约为100m/s
C.一枚1元硬币的质量约为50g
D.对人体的安全电压是不高于220V
9.如图所示,在探究“串联电路中电压的规律”时,小芸同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
C.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
10.如图所示电路中,与小灯泡L并联的电路元件是( )
A.开关S B.电压表V
C.电流表A D.滑动变阻器R
11.日前,我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性,结合输运和扫描隧道显微学及谱学数据。团队最终发现二维极限下的单层Bi﹣2212已具备高温超导所需的一切因素。利用超导材料电阻为零的特性,你认为超导材料最不适合用来做( )
A.输电导线 B.电动机线圈
C.计算机电子元件 D.电炉丝
二.多选题(共5小题)
(多选)12.下列数据中,较为合理的是( )
A.我国家庭电路的电压为380V
B.家用柜式空调的电流约为10A
C.烈日下暴晒后的自行车座的温度为37℃
D.普通节能灯正常发光的电流约为0.045A
(多选)13.如图所示,AB和CD是由同种材料制成的长度相同、横截面积(SAB<SCD)不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体电阻及通过它们的电流的大小,则下列说法中正确的是( )
A.RAB>RCD B.RAB<RCD C.IAB=ICD D.IAB<ICD
(多选)14.如图1所示的电路中,闭合开关后,L1、L2正常发光。若将图2中的两个夹子分别接在灯泡L1两端,则出现的现象及其描述正确的是( )
A.L1被短接,只有L2发光
B.电源被短路,两灯泡都不发光
C.电压表能测量出L2两端的电压U2
D.电压表可以较准确的测量出灯泡L1两端电压
(多选)15.如图所示电路,电源电压恒定,开关闭合后两灯均发光,各电表均有示数,根据你所学的知识判断,下列说法中正确的是( )
A.这是个既有串联又有并联的电路
B.两电流表的示数一定相等
C.电压表V的示数一定比电压表V1的示数大
D.两电压表的示数有可能相等
(多选)16.我国研发出全球首款5G芯片麒麟9000,拥有强大的CPU性能,遥遥领先于同行。芯片制作流程相当复杂,主要步骤有硅提炼、离子注入、金属填充等,这些步骤涉及主要材料有( )
A.超导材料 B.绝缘材料
C.导体材料 D.半导体材料
三.填空题(共5小题)
17.在“用电压表测电压的实验”中,晓聪同学先测得电池组两端电压为3.0V,然后将两只灯泡L1、L2并联在电池组两端,测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V,如图,由此得到:并联电路中,各支路两端电压 。此时,他发现了问题,并联的两只灯泡两端电压小于3.0V,0.5V的电压哪儿去了?经过分析和检查,他提出猜想:电池内部可能有电阻。如果是这样的话,我们把并联的两只灯泡等效成一个电阻,则电池内部电阻与这个等效电阻相当于是 联的(填“并”或“串”),这个内电阻就应分得一定的电压。根据欧姆定律,若增大外部电路中的电阻,电路的总电流就会 ,电池内部电阻分得的电压就会 ,那么外部电路得到的电压就会 。(填“增大”、“减小”、“不变”)想到这,他立刻找来了滑动变阻器,设计了一个电路,进行实验,结果与猜想完全一致。他高兴极了。喜悦过后,他又有了新的思考,提出了新的问题。请你:①在右面的虚线框中画出他设计的电路图。
②你猜他又提出了什么问题: 。
(写出一个即可)
18.某小组同学按图示的电路图连接电路,闭合开关,电流表、电压表示数均大于零。他们讨论后认为根据止述现象无法确定电路中是否存在故障。
(1)甲同学思考后认为用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,根据替换前后 (选填“电压表”“电流表”或“任意一个电表”)的示数变化情况就能判断电路是否存在故障。请写出他的判断方法。 。
(2)乙同学思考后认为用一个完好的电阻R替换R1,也可以判断电路是否存在故障,但电阻R的阻值需要满足一定条件。下列符合条件的选项有 。
A.R>R1
B.R=R1
C.R<R1
19.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
(1)小明设计了如图甲所示电路。为判断a、b两点间导体电阻的大小,小明应注意观察 ,具体指明该方案存在的不足: 。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是: 。
(3)“科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比”。 小丽设计了如图丙所示电路,你认为用小丽的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释。 。
20.如图所示,a是电压表的负接线柱引出的导线头,开关S闭合后,a接b时,电压表的示数是6V,a接d时,电压表的示数为1.5V,则a接c时,电压表的示数为 V,则灯L1两端电压为 V,灯L2两端电压为 V。
21.在研究电阻的大小与哪些因素有关时,小明猜想电阻与电压、电流有关,小李猜想电阻与导体的长度、横截面积有关。他们设计了如图所示的电路,选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。
(1)在设计电路时,小明认为还需在M、N两端并联一个电压表才能正确测出导体两端的电压;小李认为干电池的电压是已知的,所以实验中不需要电压表;经讨论后他们达成了共识并完成了实验。你认为 (选填“小明”或“小李”)的观点是正确的。
(2)两位同学正确连接电路,并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体A
长度0.4米 横截面积0.3毫米2
表二 导体B
长度1.2米 横截面积0.3毫米2
表三 导体C
长度1.5米 横截面积0.3毫米2
实验序号
1
2
3
实验序号
4
5
6
实验序号
7
8
9
U(V)
1.2
2.4
3.6
U(V)
2.4
3.6
4.8
U(V)
1.5
3.0
4.5
I(A)
0.30
0.60
0.90
I(A)
0.20
0.30
0.40
I(A)
0.10
0.20
0.30
分析比较表一、表二、表三中的数据,可判断 (选填“小明”或“小李”)的猜想是错误的。
分析比较表一和表二和表三中的数据,可初步得出: 。
(3)为了在表三的基础上继续研究导体的电阻与导体横截面积的关系,请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。
表四
导体
长度
(米)
横截面积
(毫米2)
D
E
小明认为在后续实验中,D、E两端的电压必须与表三中的电压值相同;小李认为在后续实验中,通过D、E的电流必须与表三中的电流值相同。请你判断:小明的观点是 的,小李的观点是 的。(均选填“正确”或“错误”)
四.作图题(共2小题)
22.要让图中的灯L1和L2都能发光,请在图中圆圈ab内填入相应的电流表或电压表符号。
23.如图,为使电路正常工作,请在图中〇位置填入合适的电表。
五.实验探究题(共4小题)
24.如图是“探究串联电路的电压关系”的实物连接图。
(1)小灯泡L1、L2应该选择规格 (填“相同”或“不同”)的。
(2)在连接电路时,开关必须 。
(3)测量完小灯泡L1两端的电压,为了测量小灯泡L2两端的电压,只将电压表与小灯
泡L1的A接线柱连接的那一段导线,直接改接到小灯泡L2的D接线柱上,你认为这种接法 (填“正确”或“不正确”)的,理由是 。
(4)正确连接电路后,测得UBA=1.4V,UDC=1.5V和UDA=2.9V,小华据此得出结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和。小明认为结论不可靠,需要改进的实验方案是: 。
25.某实验小组在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)某次实验中,小芳测出L1两端的电压后保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端的电压。这一做法会造成 ;
(3)小明在实验中发现灯L1比L2亮,那么通过两灯的电流I1 I2(选填“>”、“=”或“<”)。
26.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察小灯泡 来比较电阻丝电阻的大小,小灯泡越 则电阻丝电阻越大;
(2)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中;(填序号)
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(3)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化并不明显,于是对实验方案进行了改进,就用 (选填“电压表”或“电流表”)代替小灯泡完成实验,该电表示数越大,则表示电阻丝电阻越 。
27.小明和小华同学在“探究串、并联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)设计好实验电路后,在连接实物电路时,开关应处于 状态。
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,则他接下来应该进行的操作是 。
(3)小明按照如图甲所示的电路将实物电路连接完整,闭合开关,发现两灯不亮,电压表有示数,则出现这种情况的原因可能是 。
(4)小华按照丁图连接电路,闭合开关后V1的示数为1.5V,V2的示数应为 V,小华可得出的初步实验结论是 。
(5)为使实验结论更具有普遍性,接下来小华应该采取的操作是 (填序号),再进行实验。
A.改变开关位置
B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡L1、L2的位置互换
六.计算题(共5小题)
28.在如图所示的电路中,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S,电流表A2的示数是0.6A,而电流表A1的示数如图所示
(1)灯L1两端的电压U1;
(2)通过灯L1的电流I1;
(3)通过灯L2的电流I2;
(4)灯L2两端的电压U2。
29.如图所示的电路中,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为6V;当S1、S3断开,S2闭合时,电压表的示数为3V。求:
(1)电源电压。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数。
30.如图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为多少?
31.如图所示电路,电源电压恒为6V,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”,此时滑片的位置处于最大阻值的一半处,求:
(1)通过R2的电流;
(2)通过R1的电流;
(3)R2两端的电压;
(4)R1的滑片P移至最左端时,R1的电压。
32.如图甲所示的电路中,闭合开关S,电流表A的示数是0.6A,电压表V如图乙所示,而电流表A1的示数如图丙所示,求:
(1)L1两端的电压;
(2)L2两端的电压;
(3)L1的电流;
(4)L2的电流。
七.综合能力题(共1小题)
33.小明同学听老师说,电压表也有电阻,且它的电阻值很大。小明问老师能否用实验方法测电压表的内阻,老师赞扬了小明同学的想法,并为小明提供了如图所示的器材:待测电压表、开关、符合实验要求的电阻箱和电源(电源电压恒定且不超过电压表量程)、导线若干。小明经过认真思考,应用这些器材,终于测出了电压表的电阻。请你
(1)用笔画线代替导线将实物图连成测量电压表电阻的实验电路。
(2)叙述连好电路后测电压表电阻的实验过程。
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.下列说法中符合实际情况的是( )
A.中学生的身高约180dm
B.成人步行的速度约为5m/s
C.人体安全电压是36V
D.一个篮球的质量约为600g
【答案】D
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、中学生中个子高的身高可能为180cm=18dm,不可能达到180dm,故A不符合实际;
B、成人步行的速度约为1.1m/s,故B不符合实际;
C、人体安全电压不高于36V,故C不符合实际;
D、一个篮球的质量约为600g,故D符合实际。
故选:D。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.对于图所示的电路,如果两只灯泡有一只发生了故障,闭合开关S,以下描述正确的是( )
A.若L1断路,则电压表有示数,电流表无示数
B.若L1短路,则电压表无示数,电流表有示数
C.若L2断路,则电压表和电流表均无示数
D.若L2短路,则电压表无示数,电流表有示数
【答案】D
【分析】由电路图知:灯泡L1、L2串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡L2两端电压;闭合开关灯泡不亮,原因有二:断路或短路,具体原因从电流表、电压表示数是否正常分析。
【解答】解:
A、若L1断路,整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,此选项错误;
B、若L1短路,电压表测量电源电压示数增大,电路电阻减小,电流表示数增大,此选项错误;
C、若L2断路,电流表无示数,电压表测量电源电压示数增大,此选项错误;
D、若L2短路,电压表相当于与导线并联示数为零,电路电阻减小电流表示数增大,此选项正确。
故选:D。
【点评】电路故障问题,是电学实验经常出现的问题,也是物理试题考查的热点、难点。在不能直接确定答案时,采用“排除法”,将每个选项依次代入题干,一一排除,最终确定正确选项。
3.如图所示是一款无线蓝牙耳机,关于此耳机估测合理的是( )
A.单只耳机的质量为1kg
B.耳机内置发声单元直径8cm
C.耳机单次充满能正常工作时间4小时左右
D.耳机的工作电压为220V
【答案】C
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、单只耳机的质量约为几克,故A不符合实际;
B、耳机内置发声单元直径约为8mm=0.8cm,故B不符合实际;
C、耳机单次充满能正常工作时间4小时左右,故C符合实际;
D、耳机的工作电压约为3.7V,故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
4.空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】B
【分析】容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体,导电性能介于导体和绝缘体之间的材料属于半导体。
【解答】解:发光二极管是由半导体材料制成的,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】此题考查了半导体材料在生活中的应用,比较简单,属基础题目。
5.下列说法正确的是( )
A.一节新的干电池的电压是1.5V
B.人体的安全电压是220V
C.家用空调的电流一般是2A
D.家庭电路的电压是360V
【答案】A
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A.一节新的干电池的电压是1.5V,故A符合实际;
B.人体的安全电压不高于36V,故B不符合实际;
C.家用空调的电流约为5A,故C不符合实际;
D.家庭电路的电压是220V,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
6.在国际单位制中,用“福特(V)”作单位的物理量是( )
A.电压 B.速度 C.电阻 D.电功
【答案】A
【分析】在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。
【解答】解:A、电压的单位是伏特,符号是V,故A正确;
B、速度的单位是米/.秒,故B错误;
C、电阻的单位是欧姆,故C错误;
D、电功的单位是焦耳,故D错误。
故选:A。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
7.下列关于电流和电压的估测正确的是( )
A.家用空调工作时的电流约为5A
B.看电视时,电视机中的电流为100A
C.我国家庭电路的电压为110V
D.一节普通干电池的电压为2V
【答案】A
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A.家用空调工作时的电流约为5A,故A符合实际;
B.看电视时,电视机中的电流约为1A,故B不符合实际;
C.我国家庭电路的电压为220V,故C不符合实际;
D.一节普通干电池的电压为1.5V,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
8.下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( )
A.一支新2B铅笔的长度约18cm
B.高速公路上小汽车的正常行驶速度约为100m/s
C.一枚1元硬币的质量约为50g
D.对人体的安全电压是不高于220V
【答案】A
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、一支新2B铅笔的长度约18cm,故A符合实际;
B、100m/s=360km/h,高速公路上小汽车的限速为120km/h,小汽车正常行驶速度可能为100km/h,不可能为100m/s,故B不符合实际;
C、一枚1元硬币的质量约为6g,故C不符合实际;
D、对人体的安全电压是不高于36V,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
9.如图所示,在探究“串联电路中电压的规律”时,小芸同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
C.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【答案】D
【分析】从为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性的角度进行分析。
【解答】解:为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,应该更换不同规格的小灯泡,重复多次实验,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了探究型实验的实验过程,属于基础题型,题目难度不大。
10.如图所示电路中,与小灯泡L并联的电路元件是( )
A.开关S B.电压表V
C.电流表A D.滑动变阻器R
【答案】B
【分析】电压表使用时,应与被测元件并联。
【解答】解:由图可知,与小灯泡L并联的电路元件是电压表。
故选:B。
【点评】本题考查了电压表的使用,属于基础题。
11.日前,我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性,结合输运和扫描隧道显微学及谱学数据。团队最终发现二维极限下的单层Bi﹣2212已具备高温超导所需的一切因素。利用超导材料电阻为零的特性,你认为超导材料最不适合用来做( )
A.输电导线 B.电动机线圈
C.计算机电子元件 D.电炉丝
【答案】D
【分析】超导体在某个温度时电阻就为零,电阻为零就不会发热,就没有能量损失,但无法利用电流的热效应来工作。
【解答】解:A、根据焦耳定律Q=I2Rt,超导体电阻就为零不会发热,因此用来做输电导线可以减少电能损耗,故A错误;
B、因为超导体电阻为零,所以用超导体做电动机线圈可以提高电动机的效率,减小不必要的能量损耗,故B错误;
C、如果用超导材料来制作电子元件,电子元件在通电时将不会发热,可以延长电子元件的使用寿命且降低电能损耗,同时元件尺寸还可以大大缩小,故C错误;
D、电炉丝是靠电流的热效应来工作的,超导体电阻为零不会发热,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了超导体的特点与作用,属常规题型。
二.多选题(共5小题)
(多选)12.下列数据中,较为合理的是( )
A.我国家庭电路的电压为380V
B.家用柜式空调的电流约为10A
C.烈日下暴晒后的自行车座的温度为37℃
D.普通节能灯正常发光的电流约为0.045A
【答案】BD
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、我国家庭电路的电压为220V,故A不符合实际;
B、家用柜式空调的电流约为6A~15A之间,故B符合实际;
C、烈日下暴晒后的自行车座的温度烫手,可高达70℃,故C不符合实际;
D、普通节能灯正常发光的电流约为0.045A,故D符合实际。
故选:BD。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
(多选)13.如图所示,AB和CD是由同种材料制成的长度相同、横截面积(SAB<SCD)不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体电阻及通过它们的电流的大小,则下列说法中正确的是( )
A.RAB>RCD B.RAB<RCD C.IAB=ICD D.IAB<ICD
【答案】AC
【分析】(1)电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,故在分析时用控制变量的思维来考虑;
(2)对于串联电路,电流是处处相等的。
【解答】解:对于AB和CD是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于AB段的横截面积小,CD段的横截面积大,故AB段的电阻大于CD段的电阻,即RAB>RCD;且此两段电阻串联,据串联电流处处相等的关系可知,这两段导体中的电流是相等的,即IAB=ICD。
故选:AC。
【点评】本题考查串联电路的电流规律及影响电阻大小的因素,应熟记电阻大小与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比。
(多选)14.如图1所示的电路中,闭合开关后,L1、L2正常发光。若将图2中的两个夹子分别接在灯泡L1两端,则出现的现象及其描述正确的是( )
A.L1被短接,只有L2发光
B.电源被短路,两灯泡都不发光
C.电压表能测量出L2两端的电压U2
D.电压表可以较准确的测量出灯泡L1两端电压
【答案】CD
【分析】(1)由于电压表的电阻很大,不会造成灯L1短路或电源短路,据此确定AB的正误。
(2)先分析实物连接图得出两灯的连接方式和开关的位置;再分析当将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端时电压表的测量对象。
【解答】解:
AB、由于电压表的电阻很大,所以,将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端时,不会造成灯L1短路或电源短路,故AB错误;
CD、由图知,两灯并联,开关处在干路上;若将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端,可以直接测量灯L1两端的电压,由并联电路的电压特点可知L2两端的电压U2,故CD正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了并联电路的特点、电压表的使用方法,分析电路图得出电路连接方法解答本题的突破口。
(多选)15.如图所示电路,电源电压恒定,开关闭合后两灯均发光,各电表均有示数,根据你所学的知识判断,下列说法中正确的是( )
A.这是个既有串联又有并联的电路
B.两电流表的示数一定相等
C.电压表V的示数一定比电压表V1的示数大
D.两电压表的示数有可能相等
【答案】BC
【分析】由电路图可知,开关闭合后,两灯泡串联,电流表A、A1均测电路中的电流,电压表V1测L1两端电压,电压表V测电源电压。
(1)根据串联电路的电压特点分析电压表示数的大小情况;
(2)根据串联电路的电流特点可知两电流表的示数关系。
【解答】解:由电路图可知,开关闭合后,两灯泡串联,电流表A、A1均测电路中的电流,电压表V1测L1两端电压,电压表V测电源电压;
因串联电路中各处的电流相等,所以电流表A1、A的示数相等;
两灯都发光,这说明每个灯泡两端都有电压,因串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和,所以电压表V的示数一定比电压表V1的示数大;
综上所述,BC正确。
故选:BC。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和串联电路电流特点的应用,关键是正确分析电路的连接方式和电表的作用。
(多选)16.我国研发出全球首款5G芯片麒麟9000,拥有强大的CPU性能,遥遥领先于同行。芯片制作流程相当复杂,主要步骤有硅提炼、离子注入、金属填充等,这些步骤涉及主要材料有( )
A.超导材料 B.绝缘材料
C.导体材料 D.半导体材料
【答案】CD
【分析】CPU的主要材料是半导体和导体。
【解答】解:芯片制作流程相当复杂,主要步骤有硅提炼、离子注入、金属填充等,这些步骤涉及主要材料有导体和半导体,故CD符合题意,AB不符合题意。
故选:CD。
【点评】本题考查的事半导体和导体的特点及应用,属于基础性题目。
三.填空题(共5小题)
17.在“用电压表测电压的实验”中,晓聪同学先测得电池组两端电压为3.0V,然后将两只灯泡L1、L2并联在电池组两端,测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V,如图,由此得到:并联电路中,各支路两端电压 相等 。此时,他发现了问题,并联的两只灯泡两端电压小于3.0V,0.5V的电压哪儿去了?经过分析和检查,他提出猜想:电池内部可能有电阻。如果是这样的话,我们把并联的两只灯泡等效成一个电阻,则电池内部电阻与这个等效电阻相当于是 串 联的(填“并”或“串”),这个内电阻就应分得一定的电压。根据欧姆定律,若增大外部电路中的电阻,电路的总电流就会 减小 ,电池内部电阻分得的电压就会 减小 ,那么外部电路得到的电压就会 增大 。(填“增大”、“减小”、“不变”)想到这,他立刻找来了滑动变阻器,设计了一个电路,进行实验,结果与猜想完全一致。他高兴极了。喜悦过后,他又有了新的思考,提出了新的问题。请你:①在右面的虚线框中画出他设计的电路图。
②你猜他又提出了什么问题: 电池内部电阻有多大? 。
(写出一个即可)
【答案】见试题解答内容
【分析】用电表测量并联电路两端的电压,并找出规律;
电池内部电阻与外部电阻的关系是串联,串联电路起分压作用,并且根据电阻的比值进行分压,所以当外部电阻增大时,外部电路分得的电压会增大;
①将电源、开关和滑动变阻器连接为串联电路,使电压表与滑动变阻器并联;
②从电源内阻有多大?变化吗?与什么有关?等回答。
【解答】解:从电压表测量的结果中可得,并联电路两端的电压相等;
电池内部电阻与这个等效电阻串联,根据串联电路的分压关系,外部电路的电阻越大,分得的电压会随之增大,电路中的电流会变小;
①用导线将电源、开关以及滑动变阻器顺次连接起来,电压表并联在滑动变阻器两端。如图所示;
②他又提出了问题:电池内部电阻有多大?
故答案为:相等,串,减小,减小,增大;
①如图所示;②电池内部电阻有多大。
【点评】本题综合考查了串联、并联电路的特点,考查了学生设计电路的能力、分析电路的能力,是一道比较好的实验探究题。
18.某小组同学按图示的电路图连接电路,闭合开关,电流表、电压表示数均大于零。他们讨论后认为根据止述现象无法确定电路中是否存在故障。
(1)甲同学思考后认为用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,根据替换前后 电压表 (选填“电压表”“电流表”或“任意一个电表”)的示数变化情况就能判断电路是否存在故障。请写出他的判断方法。 电压表示数不变,则R1短路,电压表示数改变,则没有故障 。
(2)乙同学思考后认为用一个完好的电阻R替换R1,也可以判断电路是否存在故障,但电阻R的阻值需要满足一定条件。下列符合条件的选项有 BC 。
A.R>R1
B.R=R1
C.R<R1
【答案】(1)电压表;电压表示数不变,则R1短路,电压表示数改变,则没有故障;
(2)BC。
【分析】根据闭合开关,电流表、电压表示数均大于零分析故障,结合替换的电阻与欧姆定律分析解答;
【解答】解:根据闭合开关,电流表、电压表示数均大于零,说明电路是通路,如果有故障只能是局部短路,即R1短路,
(1)若用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,电路中的电阻发生改变,无论是否短路,则电流改变,如果短路,则电压表示数不变,不短路则电压表示数改变,故只能观察电压表示数。
(2)用一个完好的电阻R替换R1,如果没有短路,用相同电阻替换,都不变,如果短路了,相同电阻替换,则电流表和电压表不变,短路了都会减小,现象不同可以区分,如果用较大的电阻替换,电流表示数无论是短路还是正常,都是变小,电压表示数变小,不好区分,如果用较小的电阻替换,短路时,电流变大,电压表示数减小;如果正常,替换后电流增大,电压表示数变大,现象不同,可以区分,故选:BC。
故答案为:(1)电压表;电压表示数不变,则R1短路,电压表示数改变,则没有故障;
(2)BC。
【点评】本题考查串联电路故障的分析,属于中档题。
19.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
(1)小明设计了如图甲所示电路。为判断a、b两点间导体电阻的大小,小明应注意观察 电流表示数变化 ,具体指明该方案存在的不足: ab间电阻较小时,会导致电路中电流过大烧坏电路中的元件 。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是: ab间电阻太大,灯泡两端实际电压远小于额定电压 。
(3)“科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比”。 小丽设计了如图丙所示电路,你认为用小丽的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释。 不能,改变导体长度时,无法控制ab间电压相等 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应观察电流表的示数变化,该电路的最大缺点是,当电路电流较大时,容易烧坏电路元件。
(2)如果a、b间电阻太大,灯泡与电阻串联,当灯泡两端的电压远小于额定电压时,灯不亮。
(3)小丽的设计不能达到实验目的,因为当改变电阻长度时,电路总电阻变了,ab间的电压也变了,无法由欧姆定律判断电阻的大小变化。
【解答】解:(1)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应知道流过电阻的电流大小,所以应注意观察电流表的示数变化。该电路无保护电阻,当ab间电阻太小时,可导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。
(2)灯泡与电阻串联,电路无任何故障,但灯不亮,是因为电路中ab间电阻太大,远大于灯的电阻,灯的分压太小,灯两端的电压远小于灯的额定电压,故灯不亮。
(3)由电路中电流表可以读出流经电阻的电流大小,电阻与灯串联,当电路电阻一定时,电阻两端的电压也一定,由欧姆定律I,可求出电阻R.按照小丽设计的电路,当ab间电阻长度变化时,ab间电阻也发生了变化,电路电流变了,从而ab间的电压U也变了,由R,不能判断电阻大小的变化,从而达不到实验目的。
故答案为:(1)电流表示数变化,ab间电阻较小时,会导致电路中电流过大烧坏电路中的元件。
(2)ab间电阻太大,灯泡两端实际电压远小于额定电压。
(3)不能,改变导体长度时,无法控制ab间电压相等。
【点评】本题通过“探究影响导体电阻大小的因素”实验,考查了学生分析电路的能力,以及应用欧姆定律分析问题解决问题的能力,难度较大。
20.如图所示,a是电压表的负接线柱引出的导线头,开关S闭合后,a接b时,电压表的示数是6V,a接d时,电压表的示数为1.5V,则a接c时,电压表的示数为 6 V,则灯L1两端电压为 1.5 V,灯L2两端电压为 4.5 V。
【答案】见试题解答内容
【分析】从图可知,灯L1和L2串联,a接b时,电压表与灯L1和L2并联,测量的是灯L1和L2两端的电压,即为电源电压,a接d时,电压表测量的是灯L1两端的电压U1,则a接c时,电压表与灯L1和L2并联,测量的是灯L1和L2两端的电压,故电压表的示数为电源电压,已知灯L1两端电压,可利用串联电路中电压的特点求出灯L2两端电压。
【解答】解:
a接b时,电源电压为:U=6V,
a接d时,灯L1两端电压为:U1=1.5V,
∵a接c时,电压表测量的是电源电压,
∴此时电压表的示数为:U=6V,
又∵U1=1.5V,
∴灯L2两端电压为:U2=U﹣U1=6V﹣1.5V=4.5V。
故答案为:6,1.5,4.5。
【点评】本题考查了串联电路电压的特点,以及电压表测量的是哪一个用电器两端的电压,此为易错点,需要让学生明确,电压表与哪一用电器并联测量的就是哪一用电器两端的电压。
21.在研究电阻的大小与哪些因素有关时,小明猜想电阻与电压、电流有关,小李猜想电阻与导体的长度、横截面积有关。他们设计了如图所示的电路,选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。
(1)在设计电路时,小明认为还需在M、N两端并联一个电压表才能正确测出导体两端的电压;小李认为干电池的电压是已知的,所以实验中不需要电压表;经讨论后他们达成了共识并完成了实验。你认为 小明 (选填“小明”或“小李”)的观点是正确的。
(2)两位同学正确连接电路,并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体A
长度0.4米 横截面积0.3毫米2
表二 导体B
长度1.2米 横截面积0.3毫米2
表三 导体C
长度1.5米 横截面积0.3毫米2
实验序号
1
2
3
实验序号
4
5
6
实验序号
7
8
9
U(V)
1.2
2.4
3.6
U(V)
2.4
3.6
4.8
U(V)
1.5
3.0
4.5
I(A)
0.30
0.60
0.90
I(A)
0.20
0.30
0.40
I(A)
0.10
0.20
0.30
分析比较表一、表二、表三中的数据,可判断 小明 (选填“小明”或“小李”)的猜想是错误的。
分析比较表一和表二和表三中的数据,可初步得出: 材料和横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大 。
(3)为了在表三的基础上继续研究导体的电阻与导体横截面积的关系,请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。
表四
导体
长度
(米)
横截面积
(毫米2)
D
1.5
0.2
E
1.5
0.4
小明认为在后续实验中,D、E两端的电压必须与表三中的电压值相同;小李认为在后续实验中,通过D、E的电流必须与表三中的电流值相同。请你判断:小明的观点是 错误 的,小李的观点是 错误 的。(均选填“正确”或“错误”)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)一节干电池的电压是1.5V,但在使用过程中,电流表和导线等会有一部分消耗;
(2)通过数据分析判断出对错,利用控制变量法分析得出结论;
(3)研究导体的电阻与导体横截面积的关系,需要控制材料相同,长度相同,结合数据完成表格;
(4)影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积,与导体两端电压和通过导体的电流无关。
【解答】解:(1)虽然干电池的电压是已知的,但电流表和导线会分担一部分电压,从而导致M、N两端电压小于电源电压,故小明的观点是正确的,只有通过电压表的测量才能正确测出导体两端的电压;
(2)①比较表一、表二、表三中的数据可知,在同一导体两端的电压增大时,通过导体的电流也增大,并且电压与电流的比值相等,说明导体的电阻与导体两端的电压和流过导体的电流无关,故小明的观点是错误的;
②比较表一、表二、表三中的数据可知,在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,导体的电阻越大;
(3)表三中的导体C的长度是1.5m,横截面积是0.3毫米2,根据控制变量法,选择长度1.5m,横截面积不是0.3毫米2的即可,如下表:
(4)影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积,与导体两端电压和通过导体的电流无关,故小明和小李的观点都是错误的。
故答案为:(1)小明;(2)小明;材料和横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;(3)如上表格;(4)错误;错误。
【点评】本题是一道实验探究题,探究影响导体电阻大小的因素,实验中应用了控制变量法,解题时要注意控制变量法的应用。
四.作图题(共2小题)
22.要让图中的灯L1和L2都能发光,请在图中圆圈ab内填入相应的电流表或电压表符号。
【答案】见试题解答内容
【分析】电压表与被测用电器并联,并且在电路中相当于开路;电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线。
【解答】解:由电路图分析可知,闭合开关S后,要想使两只灯泡均发光,此图中只能使它们并联,则左面圆圈与L2串联,则应该是电流表;右边圆圈并联在L2两端(或并联在电源两端),则应该是电压表。如图所示:
【点评】解决本类题的关键是牢记电压表和电流表的正确使用方法,并且能够识别串并联电路。
23.如图,为使电路正常工作,请在图中〇位置填入合适的电表。
【答案】
【分析】电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,使用时必须与电路元件并联;电流表的内阻很小、在电路中相当于导线,使用时必须与电路元件串联。
【解答】解:左边电表和灯泡L2并联,是电压表,中间电表串联在电路中,是电流表,如图所示:
【点评】本题根据电流表、电压表的使用规则分析即可。
五.实验探究题(共4小题)
24.如图是“探究串联电路的电压关系”的实物连接图。
(1)小灯泡L1、L2应该选择规格 不同 (填“相同”或“不同”)的。
(2)在连接电路时,开关必须 断开 。
(3)测量完小灯泡L1两端的电压,为了测量小灯泡L2两端的电压,只将电压表与小灯
泡L1的A接线柱连接的那一段导线,直接改接到小灯泡L2的D接线柱上,你认为这种接法 不正确 (填“正确”或“不正确”)的,理由是 电压表的正负接线柱接反 。
(4)正确连接电路后,测得UBA=1.4V,UDC=1.5V和UDA=2.9V,小华据此得出结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和。小明认为结论不可靠,需要改进的实验方案是: 换用不同规格的小灯泡进行多次实验 。
【答案】(1)不同;(2)断开; (3)不正确;电压表的正负接线柱接反;(4)换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
【分析】(1)(4)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)为保护电路,连接电路时,开关要断开;
(3)用电压表测量电压时,电流从电压表正接线流入,从负接线柱流出,否则,电压表指针反向偏转。
【解答】解:(1)根据归纳法的要求,小灯泡L1、L2应该选择规格不同;
(2)在连接电路时,为保护电路,开关必须断开;
(3)已测出L1两端的电压,与B相连的为电压表正接线柱,与A相连的为电压表的负接线柱,若只将电压表与小灯泡L1的A接线柱连接的那一段导线,直接改接到小灯泡L2的D接线柱上,这种接法不正确的,理由是电压表的正负接线柱接反;
(4)根据一组数据得出的结论有偶然性,为得出普遍性的规律,要换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)不同;(2)断开; (3)不正确;电压表的正负接线柱接反;(4)换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
【点评】本题探究串联电路电压规律,考查电压表的使用、注意事项及归纳法的运用。
25.某实验小组在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,实验中应选择规格 不同 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)某次实验中,小芳测出L1两端的电压后保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端的电压。这一做法会造成 电压表正负接线柱接反 ;
(3)小明在实验中发现灯L1比L2亮,那么通过两灯的电流I1 = I2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)不同;(2)电压表正负接线柱接反;(3)=。
【分析】(1)为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选不同规格的小灯泡进行实验;
(2)电表使用时,电流应从电表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电表指针反向偏转;
(3)串联电路中电流处处相等。
【解答】解:(1)为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选不同规格的小灯泡进行实验;
(2)测出L1两端的电压时,与A点连接的是电压表的正接线柱,与B点连接的是电压表的负接线柱;要测量L2两端的电压,保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,这样会导致电压表正、负接线柱接反,无法测出L2两端电压;
(3)由电路图可知,两灯串联,由于串联电路中电流处处相等,所以通过两灯的电流I1=I2。
故答案为:(1)不同;(2)电压表正负接线柱接反;(3)=。
【点评】本题探究串联电路中的电压规律,考查了电压表的正确使用和串联电路的电压特点以及归纳法的应用等知识。
26.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察小灯泡 小灯泡亮度 来比较电阻丝电阻的大小,小灯泡越 C 则电阻丝电阻越大;
(2)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 电流表 的工作原理中;(填序号)
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(3)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化并不明显,于是对实验方案进行了改进,就用 电流表 (选填“电压表”或“电流表”)代替小灯泡完成实验,该电表示数越大,则表示电阻丝电阻越 小 。
【答案】(1)小灯泡亮度;(2)C;(3)电流表;小。
【分析】(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫做转换法;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积、温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(3)电流表可较准确的测量电流大小。
【解答】解:(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法;
(2)选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中,故选C;
(3)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
故答案为:(1)小灯泡亮度;(2)C;(3)电流表;小。
【点评】本题是一道实验题,考查了“探究影响导体电阻大小的因素”实验,解题时注意控制变量法和转换法的应用,分析实验数据,根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论,是正确解题的前提与关键。
27.小明和小华同学在“探究串、并联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)设计好实验电路后,在连接实物电路时,开关应处于 断开 状态。
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,则他接下来应该进行的操作是 将指针调零 。
(3)小明按照如图甲所示的电路将实物电路连接完整,闭合开关,发现两灯不亮,电压表有示数,则出现这种情况的原因可能是 L1断路 。
(4)小华按照丁图连接电路,闭合开关后V1的示数为1.5V,V2的示数应为 1.5 V,小华可得出的初步实验结论是 并联电路中,各支路两端的电压相等 。
(5)为使实验结论更具有普遍性,接下来小华应该采取的操作是 B (填序号),再进行实验。
A.改变开关位置
B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡L1、L2的位置互换
【答案】(1)断开;(2)将指针调零;(3)L1断路;(4)1.5;并联电路中,各支路两端的电压相等;(5)B。
【分析】(1)连接电路时,开关应该断开;
(2)连接电路前,发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零;
(3)两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表有示数,说明电压表的两端与电源连通;
(4)由丁电路图可知,两灯泡并联,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;
(5)为得出普遍结论,应更换不同规格灯泡、或改变电源电压进行多次实验。
【解答】解:(1)为了保证电路安全,连接电路时,开关应该断开;
(2)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(3)由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表有示数,说明电压表的两端与电源连通,则原因可能是L1断路;
(4)由丁电路图可知,两灯泡并联,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,因为并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压,所以三电压表的示数相等,均为1.5V;
(5)为得出普遍结论,应更换不同规格灯泡、或改变电源电压进行多次实验,测出多组实验数据,故B符合题意,AC不符合题意,故选B。
故答案为:(1)断开;(2)将指针调零;(3)L1断路;(4)1.5;并联电路中,各支路两端的电压相等;(5)B。
【点评】本题考查学生对于“探究串、并联电路的电压关系”实验的理解和掌握,关键是电路现象的分析,为了使实验结论具有普遍性,应换用不同规格的实验器材进行多次实验。
六.计算题(共5小题)
28.在如图所示的电路中,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S,电流表A2的示数是0.6A,而电流表A1的示数如图所示
(1)灯L1两端的电压U1;
(2)通过灯L1的电流I1;
(3)通过灯L2的电流I2;
(4)灯L2两端的电压U2。
【答案】(1)灯L1两端的电压为3V;
(2)通过灯L1的电流为0.2A;
(3)通过灯L2的电流为0.4A;
(4)灯L2两端的电压为3V。
【分析】(1)由电路图知,两灯并联,电流表A1测L1支路电流,A2测干路电流,根据并联电路的电压规律可得L1两端的电压U1;
(2)根据并联电路的电流规律结合A2示数判断A1的量程,再读出A1的示数,即得到通过灯L1的电流I1;
(3)由并联电路的电流规律计算通过灯L2的电流I2;
(4)由并联电路的电压规律可知,L2两端的电压U2。
【解答】解:(1)由电路图知,两灯并联,电流表A1测L1支路电流,A2测干路电流,
因为并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,所以灯L1两端的电压:
U1=U=3V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且A2的示数是0.6A,所以A1使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.2A,即通过灯L1的电流为I1=0.2A;
(3)通过灯L2的电流:I2=I﹣I1=0.6A﹣0.2A=0.4A;
(4)由并联电路的电压规律知,灯L2两端的电压:U2=U=3V。
答:(1)灯L1两端的电压为3V;
(2)通过灯L1的电流为0.2A;
(3)通过灯L2的电流为0.4A;
(4)灯L2两端的电压为3V。
【点评】本题考查了并联电路的电流和电压规律的应用以及电流表的读数,属于一道基础题。
29.如图所示的电路中,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为6V;当S1、S3断开,S2闭合时,电压表的示数为3V。求:
(1)电源电压。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数。
【答案】(1)电源电压为9V;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为9V。
【分析】当S1闭合,S2、S3断开时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压;
当S1、S3断开,S2闭合时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压;
(1)根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压。
【解答】解:(1)当S1闭合,S2、S3断开时,
两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,
所以U1=6V,
当S1、S3断开,S2闭合时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,
所以U2=3V,
根据串联电路的电压特点可知电源的电压U=U1+U2=6V+3V=9V;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,
电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,所以L1两端的电压为9V。
答:(1)电源电压为9V;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为9V。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键时开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电压表所测电路元件的判断。
30.如图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为多少?
【答案】电阻R1和R2两端的电压分别8V和2V
【分析】由电路图可知,闭合开关后,两电阻串联、电压表V1测量电源电压,V2测量电阻R2两端的电压,利用串联电路的电压特点分析。
【解答】解:由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表V1测量电源电压,V2测量电阻R2两端的电压;
根据串联电路电压的规律可知,电压表V1的示数应大于V2的示数,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电压表V1接大量程,示数为10V,电压表V2接小量程,示数为2V。所以,电源电压为电压表V1的示数为U=10V,电阻R2两端的电压U2=2V,电阻R1两端的电压为:U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V。
答:电阻R1和R2两端的电压分别8V和2V。
【点评】本题考查了学生对串联电路电压规律的理解,分清电压表的测量对象是解答此题的关键。
31.如图所示电路,电源电压恒为6V,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”,此时滑片的位置处于最大阻值的一半处,求:
(1)通过R2的电流;
(2)通过R1的电流;
(3)R2两端的电压;
(4)R1的滑片P移至最左端时,R1的电压。
【答案】(1)通过R2的电流为0.2A;
(2)通过R1的电流为0.4A;
(3)R2两端的电压为6V;
(4)R1的滑片P移至最左端时,R1的电压为6V。
【分析】(1)由图可知,闭合开关S后,R1与R2并联,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测通过R2的电流。根据电流表A2的示数可得通过R2的电流;
(2)根据电流表A1的示数可得干路中的电流,根据并联电路的电流规律可得通过R1的电流;
(3)根据并联电路的电压规律可得R2两端的电压;
(3)根据并联电路的电压规律可得R1的滑片P移至最左端时,R1的电压。
【解答】解:(1)由图可知,闭合开关S后,R1与R2并联,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测通过R2的电流。
已知电流表A2的示数为0.2A,即通过R2的电流为I2=0.2A;
(2)已知电流表A1的示数为0.6A,即干路中的电流为I=0.6A,
由并联电路电流的规律可知,通过R1的电流:I1=I﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A;
(3)由并联电路的电压规律可知,R2两端的电压:U2=U=6V;
(4)滑片移至左端,R1与R2并联,由并联电路的电压规律可知,
R1的电压:U1=U=6V。
答:(1)通过R2的电流为0.2A;
(2)通过R1的电流为0.4A;
(3)R2两端的电压为6V;
(4)R1的滑片P移至最左端时,R1的电压为6V。
【点评】本题考查并联电路的电流、电压规律的应用,明确电路的连接方式是关键。
32.如图甲所示的电路中,闭合开关S,电流表A的示数是0.6A,电压表V如图乙所示,而电流表A1的示数如图丙所示,求:
(1)L1两端的电压;
(2)L2两端的电压;
(3)L1的电流;
(4)L2的电流。
【答案】(1)L1两端的电压为6V;
(2)L2两端的电压为6V;
(3)L1的电流为0.1A;
(4)L2的电流为0.5A。
【分析】(1)由图甲可知,灯L1、L2并联,电流表A1测通过灯L1的电流,电流表A测干路电流,电压表测L1两端电压。根据电压表的示数可知L1两端的电压;
(2)根据并联电路的电压规律可知L2两端的电压;
(3)根据图丙可知电流表A1的示数,即通过L1的电流;
(4)根据电流表A的示数可知干路电流,根据并联电路的电流规律可得通过L2的电流。
【解答】解:(1)由图甲可知,灯L1、L2并联,电流表A1测通过灯L1的电流,电流表A测干路电流,电压表测L1两端电压。由图乙可知,电压表选用的是0~15V量程,分度值为0.5V,示数为6V,即L1两端的电压为6V;
(2)并联电路各支路两端的电压相等,故L2两端的电压为U2=U1=6V;
(3)由图丙可知,电流表A1选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.1A,
即通过灯L1的电流I1=0.1A。
(4)电流表A的示数是0.6A,即干路中的电流为I=0.6A,
由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,
所以L2的电流为I2=I﹣I1=0.6A﹣0.1A=0.5A。
答:(1)L1两端的电压为6V;
(2)L2两端的电压为6V;
(3)L1的电流为0.1A;
(4)L2的电流为0.5A。
【点评】本题考查并联电路的电流、电压规律的应用,难度一般。
七.综合能力题(共1小题)
33.小明同学听老师说,电压表也有电阻,且它的电阻值很大。小明问老师能否用实验方法测电压表的内阻,老师赞扬了小明同学的想法,并为小明提供了如图所示的器材:待测电压表、开关、符合实验要求的电阻箱和电源(电源电压恒定且不超过电压表量程)、导线若干。小明经过认真思考,应用这些器材,终于测出了电压表的电阻。请你
(1)用笔画线代替导线将实物图连成测量电压表电阻的实验电路。
(2)叙述连好电路后测电压表电阻的实验过程。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据串联电路起分压作用进行分析;
(2)先调节电阻箱的阻值使电压表测量电源电压,然后再次调节电阻箱接入电路的阻值,直到电压表示数为电源电压一半时即可,最后根据电阻箱阻值可求出电压表的内阻。
【解答】(1)因为串联电路起分压作用,因此让电压表和电阻箱串联,当电压表指针为电源电压一半时,电压表的电阻与电阻箱的阻值相等,直接读出电阻箱阻值即为电压表的内阻;电路图如下:
(2)①将电阻箱的电阻调至零。
②闭合开关,记录电压表的示数。
③逐渐增大电阻箱的阻值,使电压表的示数减小到原来的,此时电阻箱的阻值就等于电压表的电阻。
【点评】本题利用电压表考查串联电路的特点,有一定的难度。
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