内容正文:
电路和电阻、电流、电压
一、选择题
1.有甲、乙、丙三个泡沫塑料小球,甲带正电。先用甲靠近乙,发现乙被吸引;再用乙靠近丙,发现丙被排斥(如图K17-1所示)。则下列判断正确的是 ( )
图K17-1
A.乙带正电,丙带正电
B.乙带负电,丙带负电
C.乙带负电,丙带正电
D.乙带正电,丙带负电
2.与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是 ( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上
D.行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
3. 如图K17-2所示是电冰箱的简化电路图。图中M是电冰箱压缩机内的电动机,L是电冰箱内的照明灯。下列判断正确的是( )
图K17-2
A.S1闭合、S2断开时,照明灯与电动机并联
B.S1、S2都闭合时,照明灯与电动机串联
C.关上冰箱门时,S1自动断开,使得照明灯熄灭
D.冰箱内温度降低到设定温度时,S1自动断开,电动机停止工作
4.如图K17-3所示是某取暖器的工作电路图。为了安全起见,取暖器一般都要安装一个跌倒开关S,使取暖器倾倒时整个电路断开,则跌倒开关S应安装在 ( )
图K17-3
A.a处 B.b处
C.c处 D.d处
5.小梦将定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电压为U的电路中,如图K17-4所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由某一位置调到另一位置时,R1上的电压变化ΔU1=|U1-U1'|,滑动变阻器上的电压变化ΔU2=|U2-U2'|,关于ΔU1与ΔU2的大小比较,下列判断正确的是 ( )
图K17-4
A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1=ΔU2
C.ΔU1<ΔU2 D.无法比较
6.在如图K17-5所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,过一会儿,灯L突然变亮,电流表、电压表示数都变大。该电路中可能出现的故障是 ( )
图K17-5
A.灯L短路 B.灯L断路
C.电阻R短路 D.电阻R断路
7.如图K17-6所示,电源电压保持不变。表①②③是电流表或电压表,滑动变阻器R2的滑片P在中点位置。闭合开关S,三只电表均有示数。当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
图K17-6
A.若电阻串联,表①③是电压表,表②示数变大
B.若电阻串联,表①③是电压表,表②示数不变
C.若电阻并联,表①③是电流表,表②示数变小
D.若电阻并联,表①③是电流表,表②示数变大
8.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度。其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升。若电源电压不变,R0是定值电阻,如图K17-7所示的电路图中符合要求的是 ( )
图K17-7
9.小明想设计一种能反映并可调节温度高低的电热毯电路,其原理是:顺时针转动旋钮型变阻器触片,通过电热丝的电流增大,产热加快,温度升高,反映温度高低的电压表示数变大。下列电路图符合设计要求的是 ( )
图K17-8
10. 如图K17-9是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。则下列接法符合要求的是 ( )
图K17-9
A.M接A,N接D B.M接B,N接C
C.M接A,N接B D.M接C,N接D
11.指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品,它的“钥匙”是特定人的指纹(S1)、磁卡(S2)或应急钥匙(S3),三者都可以单独使电动机工作而打开门锁。下列电路设计符合要求的是 ( )
A B
C D
图K17-10
12.如图K17-11所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,只有一盏灯发光且只有一个电表有示数,其故障可能是( )
图K17-11
A.L1短路 B.L2短路
C.L1断路 D.L2断路
二、填空题
13.用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电荷,如图K17-12所示,若将此橡胶棒靠近带负电的轻小物体时会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
图K17-12
14.甲车两侧远光灯的规格均为“12 V 60 W”,供电的蓄电池电压为12 V,最大容量为60 A·h。某天晚上,该车熄火时忘记关闭远光灯,则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作 h。第二天由于蓄电池的电能耗尽,甲车无法启动,需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动,如图K17-13所示。“搭电”时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的 极相连,再将另两个电极用电线连通(如果误接,蓄电池会被短路)。
图K17-13
15.小明利用一个废弃的白炽灯,用如图K17-14甲所示的装置来探究灯丝电阻与温度的关系。
图K17-14
(1)闭合开关,电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
(2)点燃酒精灯给白炽灯的灯丝加热,发现电流表示数变小,由此可知:灯丝温度升高,其电阻变化情况是 。
三、实验探究题
16.为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”,小明设计了如图K17-15所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻。
图K17-15
(1)在本实验中电阻R0的作用是 。
(2)小明检查电路后认为电路设计存在问题,实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同,无法判断其电阻变化。小明的观点是否正确, ;
理由是 。
(3)闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热,每隔10 s记录一次电流值,实验测得的数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
电流/A
0.16
0.19
0.21
0.22
由此可以得出:铅笔芯的电阻随温度的升高而 。
17. 如图K17-16甲所示为探究并联电路电流规律的实验电路图。
图K17-16
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在图甲中的 (选填“A”“B”或“C”)处。
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示。调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 。
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如下表所示。由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上还存在的不足之处
是 (写出一条)。
位置
A
B
C
电流/A
0.18
0.18
0.36
18.物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中:
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池,如图K17-17所示。小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的芯片声音要响一些。由此他们作出如下猜想:
图K17-17
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关。
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关。
(1)为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断地慢慢切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示,分析表中数据,说明猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的。
表一
柠檬大小
一个
大半个
半个
小半个
电压U/V
0.80
0.80
0.80
0.80
(2)为了验证猜想二,小华用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极,将金属片电极插入柠檬,并保持 和 相同,分别测出电压,如表二所示,分析表中数据,得到的结论是 。
表二
电极材料
铜和锌
铜和铝
铜和铁
电压U/V
0.880
0.60
0.46
(3)小明先将柠檬压在桌面上滚了几下,再做成水果电池,测出电压达到1.0 V,据此请你提出一个有价值、可探究的问题: ?
19.某兴趣小组在探究“串联电路特点”的活动中,将一个阻值约为10 Ω的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路(如图K17-18甲所示)。闭合开关S1,发现LED灯亮而小灯泡L不亮。针对这种现象,同学们提出了以下猜想:
猜想一:小灯泡L处发生短路;
猜想二:LED灯电阻很大导致电路电流很小。
图K17-18
为了验证猜想,小组同学进行了如下实验:
实验一:将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端,根据观察到的现象否定了猜想一。
实验二:利用电流表和电压表,按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量。闭合开关,依次移动滑动变阻器的滑片,获得多组数据如下表所示。经分析,结果支持猜想二。
实验次数
电压/V
电流/mA
电阻/Ω
1
1.4
12
116.7
2
1.6
14
114.3
3
1.8
16
112.5
……
……
……
……
(1)实验一中观察到的现象是 。
(2)实验二中,某次测量时电压表示数如图丙所示,此时电压表示数为 V。
(3)在实验二测定LED灯电阻的过程中,滑动变阻器的滑片是向 (选填“a”或“b”)端移动。
20.学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干,连接如图K17-19甲所示的电路,小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如下表。
图K17-19
连接方式
一根
两根
串联
三根
串联
两根
并联
三根
并联
电流表读数/A
0.15
0.1
0.6
0.9
根据实验数据,回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
(2)导体电阻的大小跟导体材料、长度和横截面积的关系:
A.电阻的大小与长度的关系是 ;
B.电阻的大小与横截面积的关系是 。
(3)分析表中的实验数据,还可以得出导体的电流与电阻的关系: 。
(4)实验中一根合金丝的电阻为 Ω,若该合金丝的横截面积为1 mm2,则一根合金丝的长度是 m。(已知长1 m,横截面积1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
21.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图K17-20所示,连接电路时,至少需要 根导线;实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
图K17-20
(2)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零,原因可能是 。
(写出一种即可)
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压? ,理由是 。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价: ,改进方法: 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
★自主招生
22.如图K17-21甲所示是小明调灯光的电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6 V。闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I—U关系图像如图乙所示(电阻丝AB的阻值不随温度变化)。则:
图K17-21
(1)小灯泡的额定功率为 W。
(2)电阻丝AB的阻值为 Ω。
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5 Ω时,灯泡消耗的功率为3.2 W,此时灯丝阻值为 Ω。
23.用如图K17-22所示的电路探究并联电路中的电流关系。
图K17-22
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
(1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路,你认为他的判断是 (选填“正确”或“错误”)的。
(2)小易将电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是测 (选填“干路”或“L2支路”)的电流,请评价其可行性并说明理由: 。
(3)小易将实验数据记录在上表中。分析表中数据,可得出结论: 。
(4)根据上表信息,若L1的电阻大小为10 Ω,则电路的总电阻为 Ω。
24.电吹风是现代家庭的常用电器。如图K17-23甲所示的是电吹风的电路原理图,R是电阻丝,是带动风扇转动的电动机,三角牌某型号电吹风的主要技术参数如下表所示:
图K17-23
三角牌电吹风
ZJQF003
额定电压
220 V
频率
50 Hz
吹热风时功率
880 W
吹冷风时功率
80 W
(1)当只闭合S1时,电吹风正常工作,通过电动机的电流为多大?(小数点后保留两位)
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作,5 min内电流通过R产生的热量是多少?
(3)小明家的电能表如图乙所示,当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时,0.5 h内电能表的转盘旋转多少圈?
(4)小明家的电压很不稳定,当电吹风接入实际电压为198 V的电路,吹热风时电阻丝R的实际功率为多少?
参考答案
1.B [解析] 有甲、乙、丙三个泡沫塑料小球,甲带正电,先用甲靠近乙,发现乙被吸引,则乙有两种可能:可能不带电,也可能带负电;再用乙靠近丙,发现丙被排斥,即说明乙和丙一定带电,且带同种电荷,即乙一定带负电,丙也一定带负电。
2.C 3.D 4.A
5.B [解析] 该电路为串联电路,R1为定值电阻,当滑动变阻器滑片从某位置移至另一位置时,定值电阻两端的电压变化为ΔU1=|U1-U1'|,滑动变阻器两端的电压变化为ΔU2=|U2-U2'|,串联电路中,总电压等于用电器两端的电压之和,定值电阻两端增大(或减小)的电压就等于滑动变阻器两端减小(或增大)的电压,即ΔU1=ΔU2。
6.C 7.A
8.A [解析] A、B选项中的电路图,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联,光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大,所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联,所以A选项符合要求;C、D选项中,玻璃与电源并联,其两端的电压不变,不符合题意。
9.D 10.A
11.B
12.D [解析] 若L1短路,两灯都不发光,故A不正确。若L2短路,两灯都不发光,故B不正确。若L1断路,灯L2发光,电流表、电压表都有示数,故C不正确。若L2断路,灯L1发光,电流表无示数,电压表有示数,故D正确。
13.负 排斥
14.6 正
15.(1)0.3 (2)变大
16.(1)保护电路
(2)不正确 因为电路中电源电压及定值电阻R0不变,若电流变大,则总电阻变小,说明铅笔芯电阻变小;若电流变小,则总电阻变大,说明铅笔芯电阻变大。所以能够完成实验
(3)减小
[解析] (1)由题图可知,铅笔芯与定值电阻R0串联,当温度改变时,若铅笔芯电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,应该在电路中串联一个定值电阻,这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表,即起到保护电路的作用。
(3)由题可知:R铅=-R0,随着酒精灯给铅笔芯加热,其温度升高,由表格中数据可知:电路中电流增大,所以铅笔芯电阻减小,即铅笔芯的电阻随温度的升高而减小。
17.(1)C (2)电流表正、负接线柱接反
(3)选两个规格相同的小灯泡太特殊(或只测量了一次就得出结论不具有普遍性)
[解析] (1)电流表测电流时,应与被测电路串联;要测量并联电路中干路的电流,图中A、B、C、三点中C点在干路上,A、B两点都在支路上,因此应将C点断开接入电流表。
(3)由表中实验数据可知,两支路电流相等,说明所选的灯泡规格相同;只有一组实验数据,只进行了一次实验,实验次数太少,得出的结论不具有普遍性。
18.(1)错误 (2)金属片间距离 插入深度 水果电池的电压与电极的材料有关 (3)水果电池的电压与水果的硬度是否有关
19.(1)小灯泡L发光 (2)2.3 (3)b
[解析] (1)若小灯泡L处发生短路,当将一根导线并联在题图甲电路中LED灯的两端时,电流流经导线,灯泡不会发光,但根据观察到的现象否定了猜想一,说明小灯泡L发光了。
(2)由图可知,电压表所选量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则由指针位置可知此时电压表示数为2.3 V。
(3)由表中数据可知,LED灯两端的电压逐渐增大,由于电源电压不变,故滑动变阻器两端的电压变小,由欧姆定律可得,滑动变阻器的电阻也变小,即滑动变阻器的滑片向b端移动。
20.(1)0.3
(2)A.材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比
B.材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比
(4)5 5
21.(1)6 不同
(2) 电压表断路(或灯L1短路等)
(3)不能 电压表的正负接线柱接反了
(4)根据一次实验得出的结论具有偶然性 应更换规格不同的灯泡进行多次实验
[解析] (3)测L1两端的电压时,A连接点与电压表的正接线柱相连。小芳将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从电压表的负接线柱流入,即电压表的正负接线柱接反,不能测出L2两端电压。(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出普遍规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
22.(1)6 (2)9 (3)5
23.(1)错误
(2)L2支路 不可行,电流表的正负接线柱接反了
(3) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和 (4) 6
[解析] (1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。两灯是并联,若L2短路会造成电源短路,L1也不会亮,则故障原因应是L2断路。(4)根据表中信息,若灯泡L1的电阻大小为10 Ω,电流是0.3 A,则电源电压U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V,则电路的总电阻R===6 Ω。
24.解:(1)当只闭合S1时,电路为电动机的简单电路,电吹风吹冷风,由P=UI可得,电动机正常工作,通过电动机的电流:
I==≈0.36 A。
(2)当同时闭合S1、S2时,电动机M和电阻丝R并联,同时工作,电吹风吹热风,
由P=可得,5 min内电吹风消耗的电能W=P热风t=880 W×5 ×60 s=2.64×105 J;
电动机消耗的电能
W'=P冷风t=80 W×5×60 s=24000 J;
则R产生的热量WR=W-W'=2.64×105 J-24000 J=2.4×105 J。
(3)电吹风正常工作且吹热风时,0.5 h内消耗的电能
W热=P热风t'=0.88 kW×0.5 h=0.44 kW·h,
电能表转盘旋转的圈数
n=0.44 kW·h×3000 r/(kW·h)=1320 r。
(4)由(2)小题中5 min内通过R产生的热量为2.4×105 J可知,R的电阻为
R==×5×60 s=60.5 Ω,
则R的实际功率为
P 实===648 W。
1
学科网(北京)股份有限公司
$