内容正文:
第十五章成果展示 探究电路
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每题3分,共36分)
1.小明选取一根粗细均匀的铅笔芯,连接成如图所示电路,把左端夹子固定,移动右端夹子,观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中,影响导体电阻大小的因素是( A )
第1题图
A.长度 B.横截面积
C.电流 D.电压
2.如图所示是四种滑动变阻器接入电路的情景,滑片P向右移动,连入电阻变小的是( C )
A B C D
3.下列关于电阻的说法正确的是( C )
A.有电流通过导体,就有电阻,没有电流通过导体,就没有电阻
B.当导体两端电压一定时,通过导体的电流增大,则导体的电阻也增大
C.导体电阻是导体本身的性质,不管有没有电流通过,导体的电阻是不变的
D.导体的电阻只与导体的长度和横截面积有关
4.从欧姆定律可以导出公式R=,下列对电阻的理解正确的是( D )
A.当电压增大时,电阻也增大
B.当电流增大时,电阻减小
C.当电压为0时,电阻也为0
D.电阻由导体本身性质决定,与电流、电压无关
5.如图所示是某导体中的电流I跟它两端的电压U的关系图像,该导体的阻值为( D )
第5题图
A.40 Ω B.30 Ω
C.20 Ω D.10 Ω
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=4 Ω,R2=8 Ω,开关S闭合后电压表的示数为4 V,则电源电压为( B )
第6题图
A.4 V B.6 V
C.8 V D.12 V
7.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中( A )
第7题图
A.电流表A2示数不变
B.电流表A2示数变小
C.电压表V示数变小
D.电流表A1示数变大
8.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表的指针偏转情况均如图乙所示,则电阻R1和R2的比值为( D )
第8题图
A.5∶1 B.1∶5
C.1∶4 D.4∶1
9.如图所示,电源电压为3 V,R1=15 Ω,R2=5 Ω,闭合开关S,下列说法正确的是( C )
第9题图
A.R1、R2两端的电压之比为3∶1
B.通过R1的电流与干路的总电流之比为1∶3
C.通过R1、R2的电流之比为1∶3
D.电路的总电阻与R1之比为4∶3
10.小明家的屋顶上有一个水池,如图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表(用电流表改装)指针的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议,可行的是( A )
第10题图
A.用电压表改装水位表,并与R′并联
B.用塑料材料制作杠杆AB
C.用软绳连接杠杆A端与浮标
D.用导线代替电阻R′接通电路
解析:由题图可知,R与R′串联,当水池内水位的高低变化时,滑动变阻器R连入电路的电阻大小发生变化,从而导致电路中的电流变化,根据欧姆定律可知R′两端电压也随之变化,则用电压表改装水位表,并与R′并联可行,故A正确;图中的AOB是一根在力的作用下能绕O点转动的硬棒,电路通过水箱上的OB杆连通,所以AB需用导体制成,而塑料属于绝缘体,故B错误;由题意可知,A端应能随浮标而上升或下降,如果AB与浮标的连接是软绳,那么在浮标上升时,A端就不会随之上升,故C错误;由题图可知,电路中滑动变阻器R与R′串联,如果电路中用导线代替R′,当滑动变阻器的滑片滑到下端时,会出现短路,电路中电流过大,可能会烧毁电流表或其他元件,所以不能用导线代替电阻R′接通电路,故D错误。
11.“生命宝贵,安全第一”是同学们应具有的安全意识。下列做法不符合安全用电原则的是( D )
A.连接家庭电路时,开关接在火线和用电器之间
B.若家用电器着火,先切断电源,再用灭火器灭火
C.使用测电笔时,手指按住笔尾金属体
D.更换灯泡时,没有断开电源开关
解析:控制家用电器的开关必须接在火线和用电器之间,断开开关,切断火线,防止触电事故,故A符合安全用电原则;若家用电器着火,先切断电源,再用灭火器灭火,故B符合安全用电原则;使用测电笔时,手指按住笔尾金属体,故C符合安全用电原则;更换灯泡时,需断开电源开关,故D不符合安全用电原则。
12.如图所示是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( B )
第12题图
A.电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
B.断开开关S时,用测电笔接触A点时氖管发光,接触B点时氖管不会发光
C.保险丝烧断后可用铜丝代替
D.闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
二、填空题(每空2分,共28分)
13.某根金属丝两端的电压为6 V时,通过的电流为0.3 A;当该金属丝两端的电压降为4 V时,通过它的电流为 0.2 A;当该金属丝两端的电压降为0时,它的电阻为 20 Ω。
14.如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器实际上是一个 可变 (选填“可变”或“定值”)电阻;乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将 b和c (选填“a和b”“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。
第14题图
15.两个定值电阻,定值电阻甲标有“10 Ω 1 A”字样,定值电阻乙标有“15 Ω 0.6 A”字样, 把它们串联在同一电路中, 总电阻是 25 Ω;电路中允许通过的最大电流为 0.6 A,电路两端允许加的最大电压为 15 V。
16.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=5 Ω,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.8 A;开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数变为0.6 A。则电源电压为 3 V,电阻R2的阻值为 15 Ω。
第16题图
17.在家庭电路中,电热水器与家中的空调是 并联 (选填“串联”或“并联”)连接的。当电路中同时工作的用电器增多时,电路中的总电阻会变 小 ,干路中的电流会变 大 。
18.为了安全用电,家庭电路中的空气开关应装在 火 线上,测电笔 不能 (选填“能”或“不能”)区分零线与地线。
三、作图题(4分)
19.请在图中用笔画线代替导线将电灯与开关和三孔插座正确接入家庭电路中。
第19题图
答案:如图所示。
四、实验探究题(共21分)
20.(6分)如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
第20题图
(1)该实验是通过观察 电流表 的示数间接比较导线电阻的大小的。
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 材料 的关系。
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 长度 的关系。
(4)选用导线 b、d 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。
(5)导体电阻大小除了跟上述因素有关外,还可能跟 温度 有关。
(6)本探究实验所用到的探究方法: 控制变量法 。
21.(8分)小明用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。
第21题图
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态,连接好电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于 B (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数。其原因可能是 B (填字母)。
A.滑动变阻器开路
B.电阻R短路
C.电阻R开路
(3)排除故障后,用5 Ω的电阻替换R接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5 V时,电流表指针的位置如图乙所示,将电流表示数填入表中。
R/Ω
I/A
5
0.3
10
0.15
15
0.1
(4)将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时,记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是控制 电阻两端 的电压不变。
(5)再将电阻换成15 Ω,重复上述操作。进行多次实验,其目的是使得到的结论具有 普遍 性。
(6)分析表格中的数据可得出结论: 电压 一定时, 电流与电阻成反比 。
22.(7分)小勇利用图甲所示电路测量额定电压是2.5 V的小灯泡的电阻。
第22题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
答案:(1)如图所示。
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡发光较暗但亮度一直不变,其原因可能是 将滑动变阻器下面两个接线柱连入电路中 。
(3)正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2 V时,电流表示数如图乙所示,此时电流表的示数是 0.22 A,小灯泡的电阻为 9.1 Ω (结果保留1位小数)。
(4)若要测量小灯泡正常发光时的电阻,应再将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 2.5 V为止。
(5)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表示数及对应的电压表示数,并画出如图丙所示的IU图像,从图像可以计算出小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω 。
五、计算题(共11分)
23.(5分)在如图所示的电路中,电源电压为6 V且不变,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,闭合开关,某一时刻电流表示数为0.2 A。求:
(1)此时电压表的示数;
(2)此时R2连入电路中的阻值。
第23题图
解:(1)电阻R1的阻值为10 Ω,通过电阻R1的电流I1=I=0.2 A,由I=可得,此时电压表的示数
U1=I1R1=0.2 A×10 Ω=2 V。
(2)滑动变阻器R2两端的电压和电流
U2=U-U1=6 V-2 V=4 V,
I2=I=0.2 A,
由I=得,此时R2连入电路中的阻值
R2===20 Ω。
24.(6分)在如图所示的电路中,已知R1=40 Ω,R2=10 Ω。当开关闭合后,电流表的示数为0.3 A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)通过干路的总电流。
第24题图
解:(1)由I=可得,电阻R1两端的电压
U1=I1R1=0.3 A×40 Ω=12 V。
(2)并联电路中各支路两端电压相等,所以通过电阻R2的电流
I2====1.2 A。
(3)并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过干路的总电流
I=I1+I2=0.3 A+1.2 A=1.5 A。
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