第十三、十四章 简单电路、欧姆定律 专题训练——2026-2027学年沪粤版物理九年级上册
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
初中物理“简单电路、欧姆定律”单元卷,60分钟90分,以真实情境和分层设计落实物理观念与科学思维,适配单元复习巩固与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|9/27|静电现象、电路故障分析、电表使用|结合空气炸锅电路、体感游戏传感器等情境,考查物质观念与运动和相互作用观念|
|多选|2/8|动态电路分析、欧姆定律应用|涉及河水流速监测装置,通过参数计算培养科学推理与论证能力|
|填空|6/12|电路连接、串并联规律|融入壮族抛绣球计数器文化元素,体现科学态度与社会责任|
|作图|1/4|实物电路连接|强调规范操作,落实科学探究中的方案设计要素|
|实验探究|3/21|电流电压规律、电阻测量|设计多组数据对比,培养模型建构与质疑创新思维|
|综合应用|2/18|欧姆定律计算、传感器应用|结合地磅、材料撞击测试,提升问题解决与创新应用能力|
内容正文:
第十三、十四章 简单电路、欧姆定律 专题训练
(时间60分钟 满分90分)
一、单项选择题(本大题共9小题,每小题3分,共27分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.如图所示下列关于静电现象,说法正确的是( )
A.甲图:摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
B.乙图:细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.丙图:丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中丝绸会失去电子
D.丁图:验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
2.如图所示电路中,当开关S闭合后,灯L1不亮,L2亮,电压表无示数,则下列说法中正确的是( )
A.灯L1与L2并联,L1灯丝断了
B.灯L1与L2并联,L1被短路了
C.灯L1与L2串联,L1灯丝断了
D.灯L1与L2串联,L1被短路了
3.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,则下列描述正确的是( )
A.R1两端电压为4V
B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数
D.开关断开后,电压表示数为6V
4.在如图所示的电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表,当开关S闭合后,为使两灯泡均能发光,则下列判断正确的是( )
A.甲接电流表,乙接电压表
B.甲接电压表,乙接电流表
C.甲、乙均接电压表
D.甲、乙均接电流表
5.下列电路图中,电表的使用正确的是( )
A B C D
6.如图是一种时尚的烹饪工具——空气炸锅,使用它时发现:当同时闭合定时开关S1和温控开关S2时产生热风;仅闭合定时开关S1时产生冷风;不会只发热不吹风。则其电路可能是图中的( )
A. B.
C. D.
【解析】空气炸锅工作时,可以单独产生风,也可以产生热风,但不能只发热不吹风,说明电动机和电吹风可以独立工作、互不影响即为并联,且发热管支路有开关控制,所以S1在干路中,S2在发热管的支路中,故D正确。
7.如图甲所示,当电路中的开关S闭合时,两电压表的指针位置均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.7V,4V B.12V,8V C.6V,1.2V D.4.8V,1.2V
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端的电压。由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电压表V1选的是0~15V的量程,分度值为0.5V,根据指针位置可知,其为U=6V;电压表V2选的是0~3V的量程,分度值为0.1V,其读数,即R2两端的电压为U2=1.2V; 则R1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V,故D正确。
8.公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列判断正确的是( )
A.接线柱“3”应与“1”连接
B.“显示器”由电压表改装而成
C.货车质量越大,电阻R0两端电压就越大
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【解析】当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“2”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故A错误;图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故B错误;若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故C正确;电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
9.如图甲所示为最近风靡的体感游戏健身环大冒险,通过压力传感器电阻的变化,转化为电表示数的变化,从而测出压力的大小。图乙为小张设计的简化原理图,其中电源电压是24V,R0为定值电阻,其阻值为20Ω,健身环内部压力传感器的电阻R与所受压力的关系如图丙。下列说法正确的是( )
A.压力增大时,电流表示数变大,电压表示数变小
B.压力增大时,电流表示数不变,电压表示数变大
C.当电压表示数为16V时,压力为600N
D.当压力为400N时,电流表示数为0.8A
【解析】由图可知,R0与传感器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R0两端电压;压力增大时,根据丙图可知,压力传感器的电阻减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;当电压表示数为16V时,电路中的电流为:I===0.8A;电路的总电阻为:R===30Ω;压力传感器的电阻为:R压=R﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,根据丙图可知,此时的压力为600N,故C正确;当压力为400N时,根据丙图可知,压力传感器的电阻为R'=20Ω,则电路中的电流为:I'===0.6A,故D错误。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得3分,有选错得0分。)
10.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法正确的是( )
A.小灯泡变亮
B.电压表V1的示数不变
C.电压表V2与电流表A2示数的乘积变小
D.电压表V1与电流表A1示数之比不变
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压,两电流表都测通过电路的电流,
电压表V1的示数在滑片移动的过程中不会改变,故B正确;
将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可得通过电路的电流变小,串联电路各处电流相等,所以通过灯泡的电流变小,根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,则电压表V2与示数变小;根据P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡的亮度变暗;电压表V2与电流表A2示数都变小,则电压表V2与电流表A2示数的乘积变小,故A错误,C正确;
根据欧姆定律可知电压表V1与电流表A1示数之比为电路总电阻,所以电压表V1与电流表A1示数之比变大,故D错误;
11.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“15Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )
A.当水流速度增大时,电压表的示数变大
B.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大
C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为10Ω~15Ω
D.电阻R1的电功率的变化范围为0.45W~1.8W
【解析】由电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小,当水流速度增大时,机翼状的探头上下表面受到的压强不同,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,R2的滑片上移,变阻器接入电路中的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,变阻器R2两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;同理可知,当水流速度减小时,电流表的示数变小,电压表的示数变大,则电压表与电流表的示数之比变大,故B正确;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I===0.9A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为I大=0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电阻R1的电功率最大,此时电路中的总电阻:R===7.5Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2=R﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω,电阻R1的最大功率:P1大=I大2R1=(0.6A)2×5Ω=1.8W;当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R1的功率最小,此时R1的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,则电路中最小的电流:I小===0.3A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2′===10Ω,所以,滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω,故C错误;电阻R1的最小功率:P1小=I小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W,所以,电阻R1的电功率的变化范围为0.45W~1.8W,故D正确。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
12.图甲中一个充电宝正给手机电池充电,此时手机的电池相当于___________;图乙是取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于_________。(均选填“电源”、“开关”或“用电器”)
13.学校放广播时各班级广播同时开播同时停播,它们是__________联的;教室里电风扇的扇叶容易沾灰尘,主要是因为扇叶旋转时与空气发生___________现象,带电体具有吸引轻小物体性质的缘故。
14.如图所示,若使电灯L1、L2组成并联电路应同时闭合开关__________,同时闭合S1、S2、S3电路会形成__________。
15.在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过小灯泡L1的电流为__________A,通过小灯泡L2的电流为___________A。
16.如图所示电路中,电源电压12V。开关S闭合后,L1、L2、L3___________(选填“串”或“并”)联。电压表V1和V2的示数分别为7V和8V,灯泡L2两端的电压为_________V。
17.抛绣球是壮族人民喜爱的民俗活动之一,小天设计了一个自动记录绣球过圈数量的计数器,其简化电路如图甲所示。其中R1是光敏电阻,当绣球挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变小为10Ω,AB间电压变大,这时自动计数器计数一次。已知R2是定值电阻,电源电压恒为12V,当绣球穿过球圈时,AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则R2的阻值为_________Ω;当没有绣球通过球圈,红外线正常照射R1时,R1的阻值为_________Ω。
四、作图题(本大题共1小题,共4分)
18.完成下列作图:
(1)按照如图甲所示的电路,用笔画线表示导线,将图乙所示的元件连接起来(电流表的量程选用0~0.6A)。
(2)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
五、实验探究题(本大题共3小题,共21分)
19.(7分)图甲为研究并联电路中电流的规律的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应__________。
(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,其原因是___________________。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)纠正错误后,他将电流表仍接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:L1__________(填“断路”或“短路”)。
(4)要测量干路电流,电流表应串联在图甲中的___________(填“A”、“B”或“C”)处。
(5)为了得到普遍规律,本实验换不同规格的小灯泡,测出A、B、C三处的电流值如表所示。
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.14
0.24
2
0.20
0.22
0.42
3
0.26
0.30
0.56
由此得出本实验结论:__________________(用字母表达式)
(6)实验结束后,小明连接了如图丙所示电路,当开关S由闭合到断开时,电流表A2的示数会___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.(7分)在“探究串联电路电压特点”活动中,小亮同学按图甲所示连好了电路,电源由两节新的干电池串联而成:
(1)闭合开关后,小亮发现L1、L2均不发光,电压表示数接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了_____________(填“短路”或“断路”);若只有L1亮,电压表示数接近3V,则电路中出现的故障可能是L2发生了_________(填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后,在某次测量时,电压表示数如图乙所示,此时电压值为__________V;
(3)小亮同学在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成________________________________;
UAB/V
UCD/V
UAD/V
1.8
1.2
3.0
(4)正确连接好电路后,小亮同学分别测出AB、CD、AD间的电压并记录在如表中,分析实验数据得出结论:串联电路两端的电压___________各部分电路两端的电压之和。小亮同学得出的结论是否可靠?___________(填“是”或“否”),原因是____________________________________________。
21.(7分)如图测量定值电阻阻值实验中,小华准备了以下器材:直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线若干。
(1)按如图甲连接好电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,是为了_______________________;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是______________(选填“A”“B”或“C”);
A.电阻Rx短路
B.电阻Rx断路
C.滑动变阻器Rp短路
(3)如图乙是一只玻璃外壳破碎的小彩灯,留下玻璃芯和灯丝部分连接成如图丙所示电路。闭合开关,小灯泡微微发光,此时彩灯灯丝通过的电流____________小灯泡通过的电流(选填“大于”、“小于”或“等于”);然后用点燃的酒精灯给彩灯灯丝加热,电流表示数变小,可知灯丝温度升高,电阻___________(选填“增大”“减小”或“不变”);当用酒精灯给玻璃芯加热至红炽状态,电流表示数变大,说明玻璃加热后__________(选填“能”或“不能”)导电;
(4)兴趣小组继续进行实验创新,利用图丁电路图连接好的实物电路也能测出Rx阻值,已知变阻器最大阻值为R0,请将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关,调节滑片P至A端,记录此时电流表示数为I1;
②______________________________记录此时电流表示数为I2;
③则Rx=___________(用字母I1、I2和R0表示)。
六、综合应用题(本大題共2小题,共18分)
22.(8分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,已知R1的阻值为5Ω,当开关S、S1闭合时,电流表的示数为0.6A,求:
(1)电源电压;
(2)当开关S、S2闭合时,电流表的示数为0.3A,电阻R2的阻值;
(3)根据所学知识,计算开关均闭合时电流表的示数,并判断此时电路的总电阻与R1、R2的大小关系。
23.(10分)如图所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图甲,该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表(量程为0~0.6A)的示数I随时间t变化的图象如图乙,压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图丙。电源电压24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)重物在下落过程中,压力传感器的电阻;
(2)在撞击过程中,样品承受的最大撞击力;
(3)小明指出该电路在样品承受的最大撞击力时电流表示数过大,他打算选择定值电阻R1替换R0,使电路在最大载重时,电流表示数变化范围为0.3A~0.5A,求R1的阻值范围。
【答案与解析】
一、单项选择题(本大题共9小题,每小题3分,共27分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.如图所示下列关于静电现象,说法正确的是( A )
A.甲图:摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
B.乙图:细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.丙图:丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中丝绸会失去电子
D.丁图:验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
2.如图所示电路中,当开关S闭合后,灯L1不亮,L2亮,电压表无示数,则下列说法中正确的是( D )
A.灯L1与L2并联,L1灯丝断了
B.灯L1与L2并联,L1被短路了
C.灯L1与L2串联,L1灯丝断了
D.灯L1与L2串联,L1被短路了
3.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,则下列描述正确的是( D )
A.R1两端电压为4V
B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数
D.开关断开后,电压表示数为6V
4.在如图所示的电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表,当开关S闭合后,为使两灯泡均能发光,则下列判断正确的是( A )
A.甲接电流表,乙接电压表
B.甲接电压表,乙接电流表
C.甲、乙均接电压表
D.甲、乙均接电流表
5.下列电路图中,电表的使用正确的是( B )
A B C D
6.如图是一种时尚的烹饪工具——空气炸锅,使用它时发现:当同时闭合定时开关S1和温控开关S2时产生热风;仅闭合定时开关S1时产生冷风;不会只发热不吹风。则其电路可能是图中的( D )
A. B.
C. D.
【解析】空气炸锅工作时,可以单独产生风,也可以产生热风,但不能只发热不吹风,说明电动机和电吹风可以独立工作、互不影响即为并联,且发热管支路有开关控制,所以S1在干路中,S2在发热管的支路中,故D正确。
7.如图甲所示,当电路中的开关S闭合时,两电压表的指针位置均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( D )
A.7V,4V B.12V,8V C.6V,1.2V D.4.8V,1.2V
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端的电压。由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电压表V1选的是0~15V的量程,分度值为0.5V,根据指针位置可知,其为U=6V;电压表V2选的是0~3V的量程,分度值为0.1V,其读数,即R2两端的电压为U2=1.2V; 则R1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V,故D正确。
8.公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列判断正确的是( C )
A.接线柱“3”应与“1”连接
B.“显示器”由电压表改装而成
C.货车质量越大,电阻R0两端电压就越大
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【解析】当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“2”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故A错误;图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故B错误;若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故C正确;电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
9.如图甲所示为最近风靡的体感游戏健身环大冒险,通过压力传感器电阻的变化,转化为电表示数的变化,从而测出压力的大小。图乙为小张设计的简化原理图,其中电源电压是24V,R0为定值电阻,其阻值为20Ω,健身环内部压力传感器的电阻R与所受压力的关系如图丙。下列说法正确的是( C )
A.压力增大时,电流表示数变大,电压表示数变小
B.压力增大时,电流表示数不变,电压表示数变大
C.当电压表示数为16V时,压力为600N
D.当压力为400N时,电流表示数为0.8A
【解析】由图可知,R0与传感器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R0两端电压;压力增大时,根据丙图可知,压力传感器的电阻减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;当电压表示数为16V时,电路中的电流为:I===0.8A;电路的总电阻为:R===30Ω;压力传感器的电阻为:R压=R﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,根据丙图可知,此时的压力为600N,故C正确;当压力为400N时,根据丙图可知,压力传感器的电阻为R'=20Ω,则电路中的电流为:I'===0.6A,故D错误。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得3分,有选错得0分。)
10.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法正确的是( BC )
A.小灯泡变亮
B.电压表V1的示数不变
C.电压表V2与电流表A2示数的乘积变小
D.电压表V1与电流表A1示数之比不变
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压,两电流表都测通过电路的电流,
电压表V1的示数在滑片移动的过程中不会改变,故B正确;
将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可得通过电路的电流变小,串联电路各处电流相等,所以通过灯泡的电流变小,根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,则电压表V2与示数变小;根据P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡的亮度变暗;电压表V2与电流表A2示数都变小,则电压表V2与电流表A2示数的乘积变小,故A错误,C正确;
根据欧姆定律可知电压表V1与电流表A1示数之比为电路总电阻,所以电压表V1与电流表A1示数之比变大,故D错误;
11.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“15Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( BD )
A.当水流速度增大时,电压表的示数变大
B.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大
C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为10Ω~15Ω
D.电阻R1的电功率的变化范围为0.45W~1.8W
【解析】由电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小,当水流速度增大时,机翼状的探头上下表面受到的压强不同,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,R2的滑片上移,变阻器接入电路中的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,变阻器R2两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;同理可知,当水流速度减小时,电流表的示数变小,电压表的示数变大,则电压表与电流表的示数之比变大,故B正确;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I===0.9A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为I大=0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电阻R1的电功率最大,此时电路中的总电阻:R===7.5Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2=R﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω,电阻R1的最大功率:P1大=I大2R1=(0.6A)2×5Ω=1.8W;当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R1的功率最小,此时R1的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,则电路中最小的电流:I小===0.3A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2′===10Ω,所以,滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω,故C错误;电阻R1的最小功率:P1小=I小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W,所以,电阻R1的电功率的变化范围为0.45W~1.8W,故D正确。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
12.图甲中一个充电宝正给手机电池充电,此时手机的电池相当于 电源 ;图乙是取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于 开关 。(均选填“电源”、“开关”或“用电器”)
13.学校放广播时各班级广播同时开播同时停播,它们是 并 联的;教室里电风扇的扇叶容易沾灰尘,主要是因为扇叶旋转时与空气发生 摩擦起电 现象,带电体具有吸引轻小物体性质的缘故。
14.如图所示,若使电灯L1、L2组成并联电路应同时闭合开关 S1、S3 ,同时闭合S1、S2、S3电路会形成 短路 。
15.在探究串、并联电路中电流的规律时,做了如图所示的实验。闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A,则通过小灯泡L1的电流为 0.2 A,通过小灯泡L2的电流为 0.3 A。
16.如图所示电路中,电源电压12V。开关S闭合后,L1、L2、L3 串 (选填“串”或“并”)联。电压表V1和V2的示数分别为7V和8V,灯泡L2两端的电压为 3 V。
【解析】(1)在识别电路时,电压表相当于开路,由电路图可知,闭合开关,三个灯泡依次连接,所以它们是串联的;
(2)串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以U1+U2+U3=12V…①
由图知,电压表Ⅴ1测得L1、L2两端电压为7V,即:U1+U2=7V…②
电压表Ⅴ2测得L2、L3两端电压为8V,即:U2+U3=8V…③,
由①②可得:U3=5V,
由①③可得:U1=4V,
将U3代入③可得:U2=3V。
17.抛绣球是壮族人民喜爱的民俗活动之一,小天设计了一个自动记录绣球过圈数量的计数器,其简化电路如图甲所示。其中R1是光敏电阻,当绣球挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变小为10Ω,AB间电压变大,这时自动计数器计数一次。已知R2是定值电阻,电源电压恒为12V,当绣球穿过球圈时,AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则R2的阻值为 20 Ω;当没有绣球通过球圈,红外线正常照射R1时,R1的阻值为 40 Ω。
【解析】(1)由图甲可知,R1、R2串联,R1是光敏电阻,每当绣球挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变小,AB间电压变大,由乙图可知R1变小后,AB间输出的电压为8V,即R2两端的电压为U2=8V,由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V,由串联电路的分压原理可知:=,即=,解得R2=20Ω;
(2)当红外线照射R1时,由乙图可知,AB间输出的电压为4V,即R2两端的电压为U2′=4V,则R1两端的电压:U1′=U﹣U2′=12V﹣4V=8V,由串联电路的分压原理可知:=,即=,解得R1′=40Ω。
四、作图题(本大题共1小题,共4分)
18.完成下列作图:
(1)按照如图甲所示的电路,用笔画线表示导线,将图乙所示的元件连接起来(电流表的量程选用0~0.6A)。
如图所示:
。
(2)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
如图所示:
五、实验探究题(本大题共3小题,共21分)
19.(7分)图甲为研究并联电路中电流的规律的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应 断开 。
(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,其原因是 电流表没有调零 。调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 电流表的正负接线柱接反了 。
(3)纠正错误后,他将电流表仍接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:L1 断路 (填“断路”或“短路”)。
(4)要测量干路电流,电流表应串联在图甲中的 C (填“A”、“B”或“C”)处。
(5)为了得到普遍规律,本实验换不同规格的小灯泡,测出A、B、C三处的电流值如表所示。
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.14
0.24
2
0.20
0.22
0.42
3
0.26
0.30
0.56
由此得出本实验结论: IC=IA+IB (用字母表达式)
(6)实验结束后,小明连接了如图丙所示电路,当开关S由闭合到断开时,电流表A2的示数会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.(7分)在“探究串联电路电压特点”活动中,小亮同学按图甲所示连好了电路,电源由两节新的干电池串联而成:
(1)闭合开关后,小亮发现L1、L2均不发光,电压表示数接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了 断路 (填“短路”或“断路”);若只有L1亮,电压表示数接近3V,则电路中出现的故障可能是L2发生了 短路 (填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后,在某次测量时,电压表示数如图乙所示,此时电压值为 1.9 V;
(3)小亮同学在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成 电压表指针向左偏转 ;
UAB/V
UCD/V
UAD/V
1.8
1.2
3.0
(4)正确连接好电路后,小亮同学分别测出AB、CD、AD间的电压并记录在如表中,分析实验数据得出结论:串联电路两端的电压 等于 各部分电路两端的电压之和。小亮同学得出的结论是否可靠? 否 (填“是”或“否”),原因是 实验次数太少,得出的结论具有偶然性 。
21.(7分)如图测量定值电阻阻值实验中,小华准备了以下器材:直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线若干。
(1)按如图甲连接好电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,是为了 保护电路 ;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是 A (选填“A”“B”或“C”);
A.电阻Rx短路
B.电阻Rx断路
C.滑动变阻器Rp短路
(3)如图乙是一只玻璃外壳破碎的小彩灯,留下玻璃芯和灯丝部分连接成如图丙所示电路。闭合开关,小灯泡微微发光,此时彩灯灯丝通过的电流 等于 小灯泡通过的电流(选填“大于”、“小于”或“等于”);然后用点燃的酒精灯给彩灯灯丝加热,电流表示数变小,可知灯丝温度升高,电阻 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);当用酒精灯给玻璃芯加热至红炽状态,电流表示数变大,说明玻璃加热后 能 (选填“能”或“不能”)导电;
(4)兴趣小组继续进行实验创新,利用图丁电路图连接好的实物电路也能测出Rx阻值,已知变阻器最大阻值为R0,请将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关,调节滑片P至A端,记录此时电流表示数为I1;
② 调节滑片P至B处 记录此时电流表示数为I2;
③则Rx= (用字母I1、I2和R0表示)。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即b端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数始为0,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即造成这种现象的原因可能是电阻Rx短路,故选:A;
(3)由图可知,小灯泡与彩灯串联,所以闭合开关S,小灯泡微微发光,由串联电路中各处的电流相等可知,此时小灯珠中流过的电流等于彩灯灯丝中流过的电流;
用点燃的酒精灯给彩灯灯丝加热,发现电流表示数变小,因为电源电压一定,所以由I=可知,灯丝电阻变大;
若用酒精灯加热玻璃芯至红炽状态,电流表示数变大,由欧姆定律可知,电路的总电阻变小,说明玻璃芯从绝缘体变成了导体,电阻变小,能导电;
(4)检查电路无误后,闭合开关,滑动变阻器和Rx串联接入电路,调节滑片P至变阻器最小值A处,只有Rx接入电路,由欧姆定律可得Rx阻值:Rx=,
再调节滑片P处于变阻器最大值B处,由欧姆定律I=可得:
电源电压U=I2Rx+I2R0,
由两式可解得:Rx=。
六、综合应用题(本大題共2小题,共18分)
22.(8分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,已知R1的阻值为5Ω,当开关S、S1闭合时,电流表的示数为0.6A,求:
(1)电源电压;
(2)当开关S、S2闭合时,电流表的示数为0.3A,电阻R2的阻值;
(3)根据所学知识,计算开关均闭合时电流表的示数,并判断此时电路的总电阻与R1、R2的大小关系。
解:(1)当开关S、S1闭合时,该电路为只含有R1的简单电路,电流表测电路中的电流;
利用I=的变形式得电源电压为:
U=U1=IR1=0.6A×5Ω=3V;
(2)当开关S、S2闭合时,该电路为只含有R2的简单电路,电流表测电路中的电流,
利用I=得电阻R2的阻值为:
R2===10Ω;
(3)开关均闭合时,两电阻并联,电流表测量干路的电流,此时R1、R2两端的电压都等于电源电压,
由并联电路电流的规律知干路的电流为:
I″=I+I′=0.6A+0.3A=0.9A,即电流表的示数为0.9A;
两电阻并联后的总电阻为:
R==≈3.3Ω<R1<R2,所以并联电路的总电阻小于分电阻R1,也小于R2。
23.(10分)如图所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图甲,该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表(量程为0~0.6A)的示数I随时间t变化的图象如图乙,压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图丙。电源电压24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)重物在下落过程中,压力传感器的电阻;
(2)在撞击过程中,样品承受的最大撞击力;
(3)小明指出该电路在样品承受的最大撞击力时电流表示数过大,他打算选择定值电阻R1替换R0,使电路在最大载重时,电流表示数变化范围为0.3A~0.5A,求R1的阻值范围。
解:(1)由图可知,R压与R0串联,由图乙可知,重物在下落过程中,电路的电流I=0.1A,
此时传感器的电阻:R压=R串﹣R0=﹣10Ω=230Ω;
(2)由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,电流最大,
又由图乙可知,最大的电流为I大=0.6A,
根据欧姆定律和串联电路电压规律可知,
电源电压:U=I(R0+R),
此时压力传感器的电阻:R=﹣R0=﹣10Ω=30Ω,
由图丙可知,样品受到的最大撞击力:F=600N;
(3)电路在最大载重时,压力传感器的电阻为30Ω,电流表示数变化范围为0.3A~0.5A,
即0.3A≤I==≤0.5A,
解得:18Ω≤R1≤50Ω,综上可知R1的阻值范围为18~50Ω。
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