内容正文:
期末复习:第十五章 电流和电路
一、单选题
1.如图所示,是用电流表测量通过电灯电流的电路,其中正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变。灯泡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。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.2V
B.只闭合开关S2时,RL1∶RL2=3∶2
C.只闭合开关S1、S3时,通过L1的电流IL1=IA1﹣IA2
D.开关S1、S2、S3都闭合时,电源被短路,两电流表、灯泡和电源会损坏,电压表示数为0
3.关于电源和电流,下列说法中正确的是( )
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的
B.在电路中只要有电源,就一定会有电流
C.规定正电荷定向移动的方向为电流方向
D.电流的方向总是从电源的正极流向负极
4.以下科学家名字作为功率单位的是( )
A.安培 B.瓦特 C.伏特 D.焦耳
5.如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球,验电器B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法正确的是( )
A.该玻璃棒与验电器A接触后,验电器带负电
B.连接瞬间会有正电荷从A向B移动
C.连接瞬间会有电流,方向是A向B
D.连接后B验电器箔片张开,A验电器箔片闭合
6.将长短、粗细都相同的铜导线和铝导线串联,通过铜导线的电流为I1,通过铝导线的电流为I2,则 ( )
A.I1=I2 B.I1>I2
C.I1<I2 D.无法确定
7.在如图所示的电路中,电流表和的示数分别为安和安,若将电路中的某两个电阻的位置互换,电流表和的示数却不变,则电流表的示数可能为( )
A.安 B.安 C.安 D.安
8.如图所示是宾馆的房卡,当客人进入房间后只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才会有电.从物理学的角度分析,房卡的作用相当于电路中的( )
A.开关
B.导线
C.电源
D.用电器
二、填空题
9.电动自行车骑行时必须插入钥匙后,转动行驶开关自行车才能前进,如果不插入钥匙即使转动行驶开关自行车也不能启动;反之,即使插入钥匙而不转动行驶开关自行车也不能启动。从钥匙所起的作用来看,钥匙相当于电路中的 ;通过分析上面信息,可以得出钥匙与行驶开关的连接关系为 ;电动车的转向灯为LED灯组,如果灯组极性接反了灯组将不发光,这是由于发光二极管具有 的缘故。
10.如图所示,已知定值电阻R1=R2=R3=10 Ω,则此装置可探究电阻产生的热量与 的关系;若通过R1的电流为1 A,通电时间为20 s时,则R2产生的电热为 J。
11.如图所示,若使灯L1与L2串联,应闭合开关 ;若使灯L1与L2并联,应闭合开关 和 ;同时闭合开关 和 ,是不允许的
12.动车车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是 联。
13.我国多项先进技术已达到世界领先水平:锂电池是一种由锂金属或锂合金为正、负极材料,使用非水电解质溶液制成的电池。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。现在,我市许多小区安装了公共充电插座,采取扫码付费自动充电(如图所示),这些插座都是 (填“串联”或“并联”)的。假设某充电器输出电压为,输出电流为,则它的输出功率是 W;若当地的商用电价为1元/,那么充电5小时所需的电费是 元。
三、实验题
14.为了探究并联电路的电流特点,小明设计了如图甲所示的电路进行实验。
实验次数
L1中的电流I1/A
L2中的电流I2/A
干路中的电流I/A
1
0.12
0.18
0.30
2
0.18
0.22
0.40
3
0.24
0.26
0.50
(1)图中电流表测量的是通过灯 (选填“L1”或“L2”)的电流;
(2)小明连接电路时,当最后一根导线刚接入电路,就发现灯泡立即发光,电流表的指针发生偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时 ;
(3)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 (选填“a”“b”或“c”)的右端接在电流表的 (选填“3”、“0.6”或“﹣”)接线柱上;
(4)小明换用不同规格的灯泡,多次实验,数据记录如上表。由此可以得出并联电路的电流特点是 (用表格中的物理量符号表示);
(5)某次测量中,小明发现电流表接线柱上共连接了三根导线,如图乙所示,其中导线①中的电流为0.3A,导线②中的电流为0.5A,则根据并联电路中的电流特点,导线③中的电流 选填“可能”或“一定”)为0.2A。
15.在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小红所用的器材有:电源(恒定为3V),5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)实验中小红将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;(导线不要交叉)
(2)改正错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后进行实验,当把定值电阻由5Ω更换为10Ω时,电压表示数 (选填“变小”“不变”或“变大”),为保证顺利完成实验,滑动变阻器滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)多次进行实验,分别记录每次电阻R和电流表示数I,数据如下表:
实验次数
1
2
3
电阻
5
10
20
电流
0.4
0.2
0.1
根据实验数据分析可以得到的实验结论: ;
(5)本次实验选用滑动变阻器的最大阻值至少应为 Ω;
【拓展】若实验中电压表损坏,增加一个阻值为10Ω的定值电阻,小红利用图乙所示的实验电路测未知电阻的阻值(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关,断开开关,记录电流表示数为0.3A;
②同时闭合开关、,记录电流表示数为0.5A;
③待测电阻的阻值: 。
四、计算题
16.为了切实提高实践能力,创新小组开展了制作“多功能电热锅”的项目化学习。经过小组讨论确定制作要求如下表,请你根据要求解决下列问题。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
项目任务
制作“多功能电热锅”
主要器材
R1=44Ω,R2=88Ω的电阻各一个、开关两个、导线若干、电源插头一个
容积
2L
挡位
实现低温、高温加热功能
额定电压
220V
加热功率
80%
(1)请你在虚线框内设计电热锅的内部电路图;
(2)该电热锅在低温挡下工作时的电功率是多少?
(3)用该电热锅的高温挡将1kg、初温为20℃的水烧开所用的时间约是多少?(当地为标准大气压)
17.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R2的电阻为5Ω。闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,求:
(1)电源电压的大小;
(2)通电100s,电阻R2消耗的电能。
(3)某用电器R1上标有“10Ω 0.3A”,另一用电器R2上标有“50Ω 0.15A”,并联后接到电源上,为了使其中一个用电器正常工作,干路中总电流多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.A
【详解】A.测量方法和电流方向正确,此选项正确;
B.电流方向错误,电流表指针会向左偏转,此选项错误;
C.电流表与灯泡并联,造成电路短路,会烧坏电流表,此选项错误;
D.电流方向和连接方法错误,此选项错误。
故选A。
2.C
【详解】A.只闭合开关S1时,只有L1接入电路,电压表测L1两端的电压,已知电压表的示数为3V,即电源电压为3V,故A错误;
B.只闭合开关S2时,L1和L2串联,电压表测量L1两端电压,即灯L1两端的电压为1.2V,已知电源电压为3V,故L2两端的电压
U2=3V﹣1.2V=1.8V
根据串联分压特点可知
故B错误;
C.只闭合开关S1、S3时,L1和L2并联,根据并联电路的电流特点可知通过L1的电流
IL1=IA1-IA2
故C正确;
D.开关S1、S2、S3都闭合时,电流不经过用电器直接将电源两端连接起来,会造成电源短路,是不允许的,此时两电流表、两灯也被短路,但两电流表、灯泡和电源不会损坏,电压表示数为0,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.电流是由大量电荷定向移动形成的,电荷无规则运动不会形成电流,故A错误;
B.电路中有电源,还需要电路是通路,才会有电流;仅有电压,电路断开时不会有电流,故B错误;
C.规定正电荷定向移动的方向为电流方向,这是电流方向的定义,故C正确;
D.在电源外部,电流从电源正极流向负极;在电源内部,电流从电源负极流向正极,故D错误。
故选C。
4.B
【详解】A.安培是电流的单位,故A不符合题意;
B.瓦特是功率的国际单位,故B符合题意;
C.伏特是电压的单位,故C不符合题意;
D.焦耳是能量和功的单位,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,与验电器A接触后,电子从验电器上转移到玻璃棒上,验电器因失去电子而带正电,故A错误;
B.验电器A带正电,验电器B不带电,所以连接瞬间会有电子从B向A移动,故B错误;
C.物理学上规定电流的方向是正电荷的移动方向,即电子移动方向的反方向,所以电流方向是从A向B,故C正确;
D.连接后验电器B带正电,箔片因为带同种电荷而张开,而A验电器因为正电荷数减少而夹角变小,但不会闭合,故D错误。
故选C。
6.A
【详解】试题分析:因铜导线和铝导线串联,结合串联电路的电流相等特点可知:I1 =I2,故选A.
考点:串联电路的电流规律
7.C
【详解】
画出等效电路图,如图所示,R1、R2、R3并联,电流表A1测量通过R2、R3的电流之和,电流表A2测量通过R1、R2的电流之和;
①若互换R1、R2的位置,两电流表的示数不变,则R1=R2,因为电流表A2的示数为0.4A,所以I1=I2=0.2A;因为电流表A1的示数为0.3A,则I2+I3=0.3A;所以I3=0.1A;
所以干路上的电流
I=I1+I2+I3=0.2A+0.2A+0.1A=0.5A
②若互换R2、R3的位置,两电流表的示数不变,则R2=R3,因为电流表A1的示数为0.3A,所以I2=I3=0.15A;因为电流表A2的示数为0.4A,则
I1+I2=0.4A
所以
I1=0.4A−0.15A=0.25A
所以干路的电流
I=I1+I2+I3=0.25A+0.15A+0.15A=0.55A
③若互换R1、R3的位置,两电流表的示数不变,则R1=R3;而若R1=R3则两电流表的示数就应相同,所以不可能是互换R1、R3的位置。由上分析,可知电流表A的示数可能为0.5A或0.55A。
故选C。
【点睛】(1)分析电路图,画出等效电路图如图所示,R1、R2、R3并联,电流表A1测量通过R2、R3的电流之和,电流表A2测量通过R1、R2的电流之和;
(2)将R1、R2、R3中的某两个电阻互换位置而其他条件不变时,两电流表的示数不变,三电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知所换的两电阻大小相等,求出三条支路的电流,再求流过干路的电流值。
8.A
【详解】由题意可知,房卡在电路中起通断电路的作用,相当于电路中的开关,故应选A.
9. 开关 串联 单向导电性
【详解】[1][2]钥匙相当于电路中的开关,行驶开关实质是一个滑动变阻器,控制电动机的转速,进而控制电动车的车速,钥匙、行驶开关串联在电路中。
[3]LED灯组极性接反了,灯组不发光,这主要原因是灯组的主要部件是发光二极管,具有单向导电性。
10. 电流大小 50
【详解】[1]由图得,右侧容器内的R2与R3并联后再与R1串联,由串并联电路电流特点得,R1的电流小于R2电流,R1、R2阻值相等,通电时间相同,则此装置可探究电阻产生的热量与电流大小的关系。
[2]依题意得
由并联电路电压特点得
由欧姆定律得
由串联电路电流特点得
则
通电时间为20 s时,则R2产生的电热为
11. S1 S2 S3 S1 S2
【详解】[1]使灯泡L1、L2串联,则应将两灯泡首尾相连接到电源两端,则由图可知只能闭合S1,断开S2、S3才能实现两灯泡L1、L2串联;
[2][3]要使L1、L2并联,则应让电流从同一导线分别流入两灯泡中再汇合在同一导线中流回电源负极,则只能闭合S2、S3,断开S1;
[4][5]如果闭合S1、S2,电路会出现短路,电流不经过用电器直接从正极流回到负极是不允许的.
12.并
【详解】插座是连接用电器的,车厢内的各用电器工作时互不影响,是并联的,故插座也是并联的。
13. 并联 96 0.48
【详解】[1]这些插座在使用时互不影响,因此是并联。
[2]根据电功率计算公式可知其输出功率是
[3]充电5小时消耗电能
由于当地的商用电价为,则用电成本至少为0.48元。
14.(1)L2
(2)开关未断开
(3)
(4)I=I1+I2
(5)可能
【详解】(1)如图所示,灯、并联,与电流表串联,因此电流表测灯泡的电流。
(2)当最后一根导线刚接入电路后,发现灯泡立即发光,电流表指针偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时,开关没有断开。
(3)[1][2]用电流表测通过、的总电流,把电流表接在干路上,线的右端改接电流表负“”接线柱上即可。
(4)分析表格中数据发现
即,所以得出的结论为:并联电路中,干路的电流等于各支路电流之和。
(5)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
导线①电流小于导线②的电流,所以导线①一定是支路。但由于不知道导线②、③是干路还是支路,所以有两种情况。
若导线③是支路,导线②是干路,那么导线③中的电流
若导线③是干路,导线①是支路,那么导线③中的电流
所以导线③中的电流可能为0.2A。
15.(1)
(2)定值电阻断路
(3) 变大 B
(4)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) 10 15
【详解】(1)原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)改正错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表的示数始终等于电源电压,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,即产生故障的原因可能是定值电阻断路。
(3)[1]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大。
[2]研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向B端移动。
(4)由表中数据可知,电流与电阻的乘积为
UV=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
为一定值,故可以得到的实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[1]实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=3V-2V=1V
所以滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×20Ω=10Ω
即所选择的滑动变阻器的最大阻值至少不能小于10Ω。
[2]实验步骤:①闭合开关S1,断开开关S2,设记录电流表示数为I1=0.3A;②同时闭合开关S1、S2,设记录电流表示数为I2=0.5A;③在步骤①中,电路为只有R0的简单电路,电流表测R0的电流,R0两端电压为
U0=I1R0
在步骤②中,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
Ix=I2-I1
待测电阻两端的电压为
Ux=IxRx=(I2-I1)Rx
因并联电路各支路电压相等,即
Ux=U0=I1R0
所以
I1R0=(I2-I1)Rx
将R0=10Ω、I2=0.5A、I1=0.3A代入上式,可得待测电阻阻值为:Rx=15Ω。
16.(1);(2)550W;(3)382s
【详解】解:(1)由可知,可通过改变接入电路的电阻阻值来实现低温、高温加热功能。根据并联电路的特点,可设计电饭锅的内部电路图如图所示:
R1<R2,当S1断开、S2闭合时,此时电路只有R2,电热锅处于低温挡,当S1闭合、S2断开时,此时电路只有R1,电热锅处于高温挡。
(2)该电热锅在低温挡下工作时的电功率是
(3)该电热锅在高温挡下工作时的电功率是
水吸收的热量是
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
烧水消耗的电能是
烧水所用时间
答:(1)电热锅的内部电路图见解析;
(2)该电热锅在低温挡下工作时的电功率是550W;
(3)用该电热锅的高温挡将1kg、初温为20℃的水烧开所用的时间约是382秒。
17.(1)3V
(2)20J
(3)0.36A
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压U1,电流表测量电路中的电流I。在串联电路中,电流处处相等,所以通过R2的电流为0.2A。电阻R2两端的电压为
根据串联电路的电压规律,电源电压U等于各部分电路两端电压之和,即
(2)结合前面计算结果可知,电阻R2两端的电压为1V,通过R2的电流为0.2A,通电时间为100s。电阻R2消耗的电能为
(3)此小题为独立问题,与前两问的电路和条件无关。首先,根据用电器的铭牌信息,计算它们的额定电压:用电器R1的额定电压
用电器R2的额定电压
将这两个用电器并联接入电路,根据并联电路电压规律,为了保证两个用电器都能安全工作,电路两端的电压不能超过它们中额定电压较小的那一个。因此,电源电压最大只能为3V。当电源电压为3V时,用电器R1两端电压等于其额定电压,可以正常工作,通过R1的电流为0.3A。此时,用电器R2两端的电压也为3V,通过R2的电流为
因为0.06A < 0.15A(R2的额定电流),所以R2可以安全工作。根据并联电路的电流规律,干路中的总电流为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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