内容正文:
第十六章 探究电路单元练习
1.现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路中的________,该装置应该安装在电路的________(“干路”或“支路”)上。
2.实验室有一个电阻,当给它加上3V电压时,其阻值是20Ω,若给它加上6V电压,其阻值将____________(选填“变大”“变小”或“不变”),若此电阻两端无电压,这时它的电阻是____________Ω(不考虑温度的影响)。
3.如图所示的电路保护装置——漏电保护器。它在______(选填“电流过大”或“漏电”)时切断电路。
4.为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,若电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表的示数________(选填“增大”或“减小”),电压表的示数________(选填“增大”或“减小”)。
5.雷电是大气中一种剧烈的_______现象;为了防雷,高大建筑的顶端都安装_______.
6.在“用电压表、电流表测电阻”的实验中,某一次测量时,小华同学观察到接在待测电阻、两端电压表的示数如图所示,则电阻两端的电压为________V。若此时电流表示数为0.22A,则电阻的阻值为________Ω。
7.图为定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图像,则定值电阻R的阻值为___________Ω。将定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,干路中通过的电流是___________A;将定值电阻R和小灯泡L串联,电路电流为0.4A,此时加在定值电阻R和小灯泡L两端的总电压是___________V。
8.家庭电路的触电事故都是人体直接或间接跟______线接触造成的;如图甲所示是测电笔的结构,其中a为电阻、b为氖管,测电笔中的电阻与氖管的连接方式是______(选填“串联”或“并联”);图乙、丙中,测电笔正确的握法是______(选填“乙”或“丙”)。
9.测量小灯泡的电阻,多次测量阻值不同的原因:___________,多次测量的目的:___________。
10.甲、乙两个电阻分别标有“6Ω 0.5A”“10Ω 1A”的字样。
(1)将两个电阻串联,相当于增加了导体的______(选填“长度”或“横截面积”),电路中的总电阻大小为______Ω;
(2)将它们串联起来,电路中的电流不能超过______A,电路两端允许加的最大电压是______V。
二、单选题
11.探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
12.如图是生活中常见的三脚插头,其中插脚①比另两个插脚长一些。关于它的使用,下列说法正确的是( )
A.为保证安全,所有的家用电器都应该使用三脚插头
B.该三脚插头插入插座时,插脚①与火线相连
C.该三脚插头插入插座时,用电器的金属外壳先接通地线
D.可以把该三脚插头的插脚①拆掉后插入两孔插座使用
13.如图所示为小明自制的简易调光灯,旋转旋钮使滑片在弧形电阻丝上滑动,可以调节灯泡的亮度,导致接入电路电阻变化的主要因素是电阻丝的( )
A.长度 B.横截面积 C.温度 D.材料
14.一根电阻丝,下列操作能使其电阻变大的是( )
A.把它剪去一半 B.把它对折
C.把它拉长 D.减小通过它的电流
15.“安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列关于家庭电路说法正确的是( )
A.电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路
B.空气开关跳闸,不一定都是发生短路导致的
C.有人触电时,漏电保护器一定会迅速切断电路
D.发现有人触电后,立即用手把触电人拉离电线
16.科技改变生活,也在改善同学们的学习条件。如图甲所示是数显式圆规,它可以直接显示出所画圆的半径r。其内部等效电路如图乙所示,为可调节阻值的滑动变阻器,当r增大时,滑片P向右移动,数显表盘示数变大。下列说法中( )
A.半径r变大时,电流表示数变大
B.半径r变小时,电压表示数变大
C.数显表盘显示的是电流表的示数
D.半径r变大时,电压表示数与电流表示数的比值增大
17.如图甲所示,小博在跨学科实践活动中制作了简易的调光台灯,其中电位器是调节其亮度的装置,图乙为电位器内部结构示意图。下列做法能使台灯变亮的是( )
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动滑片时
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动滑片时
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动滑片时
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动滑片时
18.王明在家里安装电路时,使得:①灯头中的两个线头相碰;②插座中的两个线头相碰;③拉线开关中的两个线头相碰;④闸刀开关中的两个线头相碰。会使电路发生短路的是( )
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
19.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表
20.电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员向下踩油门踏板时,车速变大。如图所示是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
21.探究不同物质的导电性能。为了探究不同物质的导电性能,实验小组连接了如图所示的电路,其中A、B两个金属夹是用来接入待测物质的。
(1)实验中,保持电源不变,在A、B两点间分别接入不同物质,通过观察______及小灯泡的______来判断物质的导电性能;
(2)在金属夹A、B之间分别接入①硬币、②铅笔芯、③橡皮、④塑料尺等物体,闭合开关后,在A、B间接入______(选填序号)时电路中有电流,小灯泡能发光。表明这些物体容易导电。
22.测电阻:测量小灯泡正常发光时的电阻(小灯泡额定电压为2.5V):
(1)用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到________端(选填“左”或“右”);闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡________(选填“短路”或“断路”);
(3)当电压表示数为2.5V时,电流示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻值为________
(4)根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因是:小灯泡的电阻随________的升高而变大。
(5)测量定值电阻Rx的阻值
用如图所示的电路测电阻Rx的阻值,已知电源电压为U,且保持不变,实验步骤如下,请用测得的量和已知量推导出待测电阻Rx的阻值。
①在虚线框内接入Rx,闭合开关移到滑片到合适位置读出电压表的示数为U1,
②取下Rx,接入一个已知阻值为R0的定值电阻,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U2,则电阻Rx=________
四、计算题
23.如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A,求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)当S、都闭合时电路中的总电阻。
24.如图所示,R1=10Ω,当S1和S2都闭合时,电流表示数为0.6A;当只闭合S1时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
25.如图所示,闭合开关后,电阻为R的电阻器两端电压为6V,通过电阻器的电流为0.3A。
(1)计算电阻器的电阻R。
(2)调节电源电压,当电阻器两端电压变为原来的2倍时,通过电阻器的电流为原来的几倍?
26.如图所示的电路中,定值电阻,滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”字样,电源电压为6V。问:
(1)滑片P在最左端时,求两端的电压和通过电流?
(2)滑片P在最右端时,求通过电阻的电流?
(3)滑片P在最右端时,求两端的电压?
试卷第1页(共3页)
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参考答案
1. 开关 干路
【详解】[1][2]房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当于家庭电路干路上的总开关,故该装置应该安装在电路的干路上。
2.
不变
20
【详解】因不考虑温度影响时,导体的电阻与导体两端所加电压无关,故加上6V电压或不加电压时,导体的阻值不变,阻值仍为20Ω。
3.漏电
【详解】漏电保护器,是在电路漏电、通过相线与中性线的电流不相等时,切断电路。电流过大时,切断电路的是熔断器或空气开关。
4. 减小 增大
【详解】[1][2]由图知,定值电阻与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律可知总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻的电压变小,根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R两端的电压增大,即电压表示数增大。
5. 放电 避雷针
【详解】[1]根据雷电的定义可知,雷电是大气中一种剧烈的放电现象。
[2]为了防止雷电造成的危害,高大建筑物上都装有针状金属物,通过很粗的金属线与大地相连,将电荷导入大地,这就是避雷针。
6. 2.2 10
【详解】电压表使用的量程为0~3V,每一个大格表示1V,每一个小格表示0.1V,则电压表的示数是2.2V。
电阻的阻值
7. 10 0.8 5
【详解】定值电阻的阻值不变,电流与电压成正比,因此I-U图像为直线,图中乙是定值电阻R的图像。由图可知,当时,通过R的电流,根据欧姆定律可得
并联电路中各支路电压等于电源电压,即
从图像读出时,通过电阻R的电流,通过灯泡L的电流
并联电路中干路电流等于支路电流之和,
串联电路电流处处相等,即
从图像读出,电流为0.4A时,灯泡两端电压
定值电阻两端电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,
8. 火 串联 丙
【详解】[1]火线与大地间的电压为220V,当人体直接或间接与火线接触,并构成回路时,电流经过人体,所以会造成触电。
[2][3]使用测电笔辨别火线和零线时,用手接触笔尾金属体,笔尖接触火线,电流从火线经过笔尖、电阻、氖管、弹簧、金属笔卡、人体,最终流入大地,所以笔中的电阻与氖管串联,正确的握法是丙。
9. 灯丝电阻随温度而变化 研究灯丝电阻与温度的关系,总结普遍规律
【详解】[1]多次测量小灯泡的电阻,每次测量的阻值不同,原因是:灯丝电阻随温度而变化。
[2]本实验多次测量的目的:研究灯丝电阻与温度的关系,总结普遍规律。
10.(1) 长度 16
(2) 0.5 8
【详解】(1)[1]串联电路的总电阻等于各分电阻之和,则将两个电阻串联,相当于增加了导体的长度。
[2]甲、乙两个电阻串联后总电阻
(2)[1]由题意可知,I甲=0.5A,I乙=1A,因串联电路中各处的电流相等,且I甲<I乙,则当它们串联接到电路里时,为了保护电阻,串联电路中的最大电流为
[2]甲、乙两个电阻串联后总电阻
电路两端允许加的最大电压
11.B
【详解】A.在探究电流与电压的关系时,根据控制变量法,需要控制导体的电阻保持不变,故A正确,不符合题意;
B.实验结论应该是在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,此选项缺少“电阻一定”这个前提条件,故B错误,符合题意;
C.在该实验中,滑动变阻器通过改变自身接入电路的电阻,从而改变电路中的电流,进而改变定值电阻两端的电压,以便获得多组数据,故C正确,不符合题意;
D.多次实验是为了避免实验的偶然性,得到电流跟电压之间的定量关系(如正比例关系),故D正确,不符合题意。
故选B。
12.C
【详解】A.一些小功率电器或者外壳绝缘的电器,不需要用这种插头,故A错误;
B.将这种插头插入插座后,根据左零右火上接地的规则,插脚①连接的是电路中的地线,故B错误;
C.三脚插头的地线脚更长,插入时优先接通地线,确保用电器金属外壳始终接地,防止漏电时触电。故C正确;
D.只有两孔插座时,若将插脚①拆掉后使用,会使用电器外壳无法接地,会有触电危险,故D错误。
故选C。
13.A
【详解】该简易调光灯的本质就是滑动变阻器,滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
故选A。
14.C
【详解】电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
A.把电阻丝剪去一半,材料和横截面积没变,长度减小一半,因此电阻减小,故A不符合题意;
B.把电阻丝对折,材料没变,长度减小一半,横截面积增大一倍,因此电阻减小,故B不符合题意;
C.把电阻丝拉长,材料没变,长度增大一倍,横截面积减小一半,因此电阻增大,故C符合题意;
D.电阻是导体本身的一种性质,与电流无关,故D不符合题意。
故选 C。
15.B
【详解】A.生活用水是导体,发生电路起火时,如果直接用水去灭火,会发生触电事故,故A错误;
B.空气开关跳闸是因为家庭电路干路电流过大,而家庭电路电流过大的原因可能是用电器总功率过大,也可能是短路,不一定都是发生短路导致的,故B正确;
C.有人触电时,只有当火线和零线中的电流不同时,漏电保护器才会迅速切断电路,否则漏电保护器不切断电路,故C错误;
D.发现有人触电后,应先立即切断电源或将人与带电物体分离,不能用手把触电人拉离电线,故D错误。
故选B。
16.D
【详解】AC.当r变大时,滑片P向右移动,变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知,电路电流变小,故电流表示数变小,根据串联电路的电压特点
可知,R2的两端电压变大,电压表示数变大;由于数显表盘示数变大,可知圆规的数显表盘对应图乙中的电压表示数,故AC错误;
B.当r变小时,滑片P向左移动,变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据可知,电路电流变大,由可知,R1的两端电压变大,根据串联电路的电压特点
可知,R2的两端电压变小,电压表示数变小,故B错误;
D.半径r变大时,由于电压表示数变大、电流表示数变小,所以电压表示数与电流表示数的比值增大,故D正确。
故选D。
17.D
【详解】AB.将电位器的a、c接线柱接入电路,电位器整体接入电路,顺时针和逆时针旋转电位器的旋钮时,接入电路的电阻不变,小灯泡亮度不变,故AB不符合题意;
C.将电位器的a、b接线柱接入电路,电位器左部分接入电路,顺时针旋转电位器的旋钮,接入电路的电阻变大,电路中电流变小,小灯泡变暗,故C不符合题意;
D.将电位器的b、c接线柱接入电路,电位器右部分接入电路,顺时针旋转电位器的旋钮,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,小灯泡变亮,故D符合题意。
故选D。
18.C
【详解】家庭电路中,灯头、插座、闸刀开关中都有两根电线,这两根电线分别是相线和中性线。当两个线头相碰时,相线和中性线直接接触,会造成短路,而拉线开关中两个线头相碰,相当于开关闭合,电路接通,用电器正常工作,不会造成短路。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.C
【详解】A.小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B.利用此装置中的一根电阻丝,用夹子改变电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,故B错误;
C.a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积的关系,由B知,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,故C正确;
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,不是串联电压表。故D错误。
故选C。
20.A
【详解】A.滑动变阻器与电动机串联接入电路中,当驾驶员向下踩“油门”踏板时,减小接入电路的变阻器阻值,总电阻变小,由得,在电源电压一定时,通过电动机的电流变大,车速变大,故A符合题意;
B.滑动变阻器与电动机串联接入电路中,当驾驶员向下踩“油门”踏板时,增大接入电路的变阻器阻值,总电阻变大,由得,在电源电压一定时,通过电动机的电流变小,车速变小,故B不符合题意;
CD.滑动变阻器与电动机并联接入电路中,并联电路互相不影响,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻变化,但不能使电动机中的电流变化,车速不变,故CD不符合题意。
故选A。
21.(1) 电流表的示数 亮暗情况
(2)①②
【详解】(1)[1][2]物质的导电性能越好,电阻越小,电路中电流越大,电流表的示数越大,小灯泡越亮;反之则电流表示数小,灯泡暗。因此可通过观察电流表的示数和小灯泡的亮度来判断物质的导电性能。
(2)硬币(金属材质)、铅笔芯(石墨材质)属于导体,容易导电,接入后电路中有电流,小灯泡能发光;橡皮、塑料尺属于绝缘体,接入后电路中几乎无电流,灯泡不发光。因此选①②。
22.(1)
(2) 右 断路
(3)6.25Ω
(4)温度
(5)
【详解】(1)根据测量小灯泡正常发光时的电阻的实验原理,小灯泡和电流表要串联,电压表要并联在小灯泡两端,滑动变阻器要一上一下串联在电路中,由题画图如下:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,滑动变阻器的下接线柱在左端,所以滑动变阻器滑片应滑到最右端。
[2]闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表接近电源电压,说明电压表与电源接通,即电压表串联接入电路,故障是与电压表并联部分电路断路,故障原因可能是灯泡断路。
(3)小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过灯泡的电流为0.4A,小灯泡的电阻为
(4)灯泡两端的电压不同时,通过的电流不同,灯丝的电阻不同;小灯泡的电阻受温度影响,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因是:小灯泡的电阻随温度的升高而变大。
(5)在虚线框内接入Rx,闭合开关移到滑片到合适位置读出电压表的示数为U1,此时Rx与滑动变阻器串联,根据串联电路电流和电压的规律可得,此时滑动变阻器两端的电压为,串联电路的电流;取下Rx,接入一个已知阻值为R0的定值电阻,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U2,此时R0与滑动变阻器串联,根据串联电路电流和电压的规律可得,此时滑动变阻器两端的电压为,串联电路的电流;两次电路滑动变阻器阻值不变,对于定值电阻,电压是形成电流的原因,电压比等于电流比,因此,即,解得,
23.(1)6V
(2)20Ω
(3)12Ω
【详解】(1)当S闭合、S1断开时,只有R1接入电路,电流表示数为0.2 A,根据公式可知,代入电源电压为
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表在干路上,即总电流为0.5 A,根据并联电路电压的特点和欧姆定律可知,通过R1的电流为
根据并联电路电流的特点可知,通过R2的电流为
根据并联电路电压的特点和欧姆定律可知,R1的阻值为
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,根据公式可知,总电阻为
24.(1)6V
(2)20Ω
【详解】(1)由图可知,当S1和S2都闭合时,R2被短路,电路为只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,电流表示数为0.6A,则电源电压
(2)只闭合S1时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.2A,由串联电路电流规律可知,通过R1、R2的电流相等,均为0.2A,则R1两端的电压
R2两端的电压
R2的阻值
25.(1)20Ω
(2)2倍
【详解】(1)电阻器阻值为
(2)根据欧姆定律可知,导体电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比。电压变为原来的2倍,导体中的电流也变为原来的2倍。
26.(1)6V,0.6A
(2)0.2A
(3)4V
【详解】(1)闭合开关S,滑片P在最左端时,,则两端的电压等于电源电压,即两端的电压为
通过的电流为
(2)滑片P在最右端时,和最大阻值串联,则通过电阻的电流
(3)滑片P在最右端时,两端的电压
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