第15章探究电路综合素质评价（含答案）

第15章综合素质评价
一、填空题(每小题2分，共20分)
1. 【2021·阜阳颍州区期末】如图所示，如果闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左移动时，灯泡变暗，则M和N的正确接法是________________(填“M接A，N接D”“M接A，N接B”或“M接B，N接C”)。
2. 如图所示，当闭合开关后，发现电灯不亮，用试电笔测试图中的a、b、c、d四点时，发现测a、b两点时试电笔的氖管都不发光，测c、d两点时氖管均发光，此时电路发生的故障可能是__________________(填“a、b之间某处断路”或“电灯灯丝断了” )。
3. 【2021·宣城模拟】甲、乙两个定值电阻，甲标有“16 Ω　1.5 A”字样、乙标有“22 Ω　0.5 A”字样。现把它们串联起来，为保证电阻工作安全，则该串联电路两端允许加的最大电压为________V。
4. 【2021·南陵模拟】同等条件下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较强。图示电路中，R1是甲材料制成的电阻丝，R2是乙材料制成的电阻丝，它们的长度相同，横截面积S1>S2，闭合开关S，电压表V1的示数大于电压表V2的示数，则________(填“甲”或“乙” )材料的导电性能强。
5. 如图所示是电路的一部分，其中R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，若电流从A端流入，B端流出，电流表示数为0.5 A，那么通过B端的电流为________A。
6. 如图所示是灯L和电阻R的I－U图像，若将它们并联接在电压为1 V的电源两端，则此时电路中总电阻为________Ω。
7. 【创新题】把一根粗细均匀、电阻为32 Ω的电阻丝绕成一个圆环，并以如图所示的方式接入12 V电源两端(导线和电流表内阻忽略不计)，则该电路中的电流表的示数为________A。
8. 【2021·合肥庐阳区三模】某压力测量仪原理结构如图所示。图中A为金属片，B为金属板，压力表其实是个电压表。R1＝24 Ω，R2是最大值为72 Ω的滑动变阻器，电源电压为12 V不变，当压力达到最大值时，滑片处于R2最底端，此时压力表的示数为________V。
　　
9. 【2021·合肥瑶海区二模】如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2让两个电路中的灯泡均正常发光。则电路的总电阻之比R甲∶R乙＝__________。
10. 【2021·合肥蜀山区期中】如图甲所示的电路，电源电压不变，R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动至最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示，若滑动变阻器的滑片P在中点时，则电流表的示数为_________________________________________A。
二、选择题(每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
11. 【2021·合肥瑶海区开学】如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，则对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是(　　)
A．探究电流与电阻的关系——改变定值电阻两端电压，多次测量减小误差
B．探究电流与电压的关系——必须调节电阻两端电压成倍数变化
C．测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值，减小误差
D．测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压和通过的电流，求小灯泡阻值的平均值
12. 【2021·呼和浩特】家庭电路中安全用电知识，是现代公民生活的必备知识，下列有关图文说法正确的是(　　)
A．甲图：甲站在干燥的木桌上，乙站在地上，则甲、乙都会触电
B．乙图：图中的家庭电路元件的连接顺序是正确的
C．丙图：手握紧试电笔的金属杆，接触接火线的插孔，氖管才发光
D．丁图：当人触电时，应及时切断电源或用干木棒挑开电源线
13. 【原创题】中国选手在东京奥运会男子100米决赛中，以9秒98的成绩获得第六名，创造了中国田径新的历史！在大型赛事的短跑比赛中，赛道起点均有安装电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻，以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图，电源电压恒定，圆圈处为电表，R0为定值电阻，压敏电阻Rx安装在踏板上，其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析不正确的是(　　)
A．电阻R0是保护电路的电阻
B．圆圈处的电表为电流表
C．运动员起跑时，电表的示数变大
D．运动员没有踩踏板时，通过Rx的电流达到最大值
14. 如图1所示，是磊磊同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图，收集的部分数据见下表，然后绘制了电流与电阻的关系图像(图2)，对此磊磊提出了以下的见解，其中说法不正确的是(　　)
电压表示数/V 电阻R/Ω 电流表示数/A
5
2 10 0.20
20
A．该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变
B．实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值，则原因可能是滑动变阻器最大阻值过小
C．由表中的数据可知I－R图像中的阴影部分面积为2 V
D．本实验需要控制定值电阻两端的电压不变，不需要再改变定值电阻两端电压多次实验
15. 【2021·霍邱二模】如图所示的电路中，电源电压保持不变且元件完好。只闭合S1，两电表均有示数。则下列判断正确的是(　　)
A．闭合S2前后，电压表示数与电流表示数的比值不变
B．闭合S2前后，电压表示数与电流表示数的比值变小
C．再将S2闭合，若向左移动滑片，电压表的示数将逐渐变小
D．再将S2闭合，若向右移动滑片，电流表的示数将逐渐变小
16. 图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2，应变电阻的大小随伸长而增大，串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是(　　)
A．通过R1和R2的电流相等
B．R2的电阻减小
C．R1两端的电压小于R2两端的电压
D．R1和R2两端电压的差值越大，A端受到的压力越大
17. 如图所示电路，滑动变阻器的最大阻值是50 Ω。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数的变化范围为0.72～0.12 A。下列说法正确的是(　　)
A．滑片在a端时电流表的示数是0.12 A
B．电源电压为10 V
C．电阻R＝10 Ω
D．滑片在ab中点时，电路等效电阻为25 Ω
三、实验题(第18小题4分，第19小题6分，第20小题6分，共16分)
18. 某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系，如图所示是该实验的电路图。
(1)闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，电压表的示数逐渐变大，其中电压表测量的是________(填“AP1”或“BP1”)段铅笔芯两端的电压。
(2)移动铅笔芯上面的滑片P1，记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数，数据如下：
AP1/mm 0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
　通过实验数据可以初步得出导体的电阻与导体的长度成正比的结论。
(3)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P2向________移动。
19. 【2021·宣州宣州区期中】小芳想了解当滑动变阻器与电阻并联时，调节滑片，电阻两端的电压及电路中的电流怎样改变。
(1)实验电路图如图甲所示，请在图乙中连接对应的实物图。
(2)改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录数据如下表。根据表中数据在图丙的坐标系中画出电阻R的U－I图线。
数据序号 1 2 3 4
电压表示数U/V 2.40 1.80 1.20 0.60
电流表A1示数I1/A 0.16 0.12 0.08 0.04
电流表A2示数I2/A 0.30 0.60 0.90 1.20
(3)某次实验电流表A1的示数如图丁所示，电流表A2示数I2＝0.8 A，那此时通过滑动变阻器的电流为________A。
20. 【2021·安庆二模】小明和同学在用伏安法测电阻R大小的实验中：
(1)按照图甲所示连接电路。
(2)电路连接完成后，小明将滑动变阻器调到最大值处后，他闭合开关，发现电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则故障原因可能是电阻R________(填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后，小明测得未知电阻的大小。
(4)但同组爱思考的小红认为：电流表的电阻虽然很小，但它也会使本实验中R的测量结果____________(填“偏大”或“偏小” )。小红设计了图乙的电路进行测量，可消除这个影响，R0为定值电阻。实验步骤如下：
①按照图乙的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处；
②闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，读出电压表的示数U1和电流表的示数I1；
③再断开S1，移动滑动变阻器的滑片，读出电压表的示数U2和电流表的示数I2；
④可得待测电阻R＝________。
四、计算题(第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程)
21．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开时，电流表示数是0.3 A，求：
(1)电源电压。
(2)S1、S2都闭合时，电流表示数是多少？
22．小红同学为了测试某材料的抗压能力，取下一小块样品进行抗压力测试，如图甲所示，该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关，经过多次压力实验，压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图乙。电源电压24V，定值电阻R0＝20Ω，g取10 N/kg，求：
(1)压力为零时，电流表的示数。
(2)经过多次实验，当电流为0.6A时，该材料将要破损，求该材料承受的最大压力。
(3)小红想利用此装置改装为磅秤，如果电流表的量程为0～1A，该磅秤能测量的最大质量为多少？
23. 【2021·淮北模拟】实验室使用的电压表是由小量程的电流计G改装而成的，其内阻为Rg，当它的指针偏转到最大刻度时，通过的电流叫满偏电流Ig。在如图甲所示的电路中，定值电阻R1的阻值为2 900 Ω，定值电阻R2的阻值为12000Ω，电流计G的内阻Rg＝100 Ω，其满偏电流Ig＝1 mA。
(1)当使用a和b两接线柱时，可改装成多大量程的电压表？当使用a和c两接线柱时，又可改装成多大量程的电压表？
(2)为了检验改装后的电压表是否准确，小明同学利用如图乙所示的电路进行检验，当标准电压表V的示数为6 V时，电流计G的指针应指在多少毫安处才能说明改装后的电压表是准确的？
答案
一、1.M接B，N接C　点拨：滑动变阻器的滑片P向左移动时，灯泡变暗，表明通过灯泡的电流变小，即变阻器接入的电阻增大，则滑片右侧的电阻丝应接入电路(即一定要接B接线柱)，滑动变阻器采用“一上一下”的接法，故M接B，N接C。
2．电灯灯丝断了　点拨：当闭合开关后，发现电灯不亮，说明电路中可能有断路故障；用试电笔测试图中的a、b、c、d四点，测c、d两点时氖管发光，说明c、d与火线是接通的；测a、b两点时试电笔的氖管都不发光，说明a、b与火线之间是断开的，因此电路故障可能是电灯灯丝断了。
3．19　点拨：若两电阻串联起来，为保证电阻工作安全，则电流最大可取0.5 A，电路的总电阻R总＝R甲＋R乙＝16 Ω＋22 Ω＝38 Ω，由I＝可得电路的最大电压U总＝IR总＝0.5 A×38 Ω＝19 V。
4．乙　点拨：因为R1、R2的长度相同，横截面积S1>S2，若甲、乙两种材料导电性能相同，则R15．1.5　点拨：若电流从A端流入，B端流出，此时R1与R2并联，电流表测量的是通过R2的电流，根据并联电路中电压规律可得U＝U1＝U2＝I2R2＝0.5 A×20 Ω＝10 V，流过R1的电流I1＝＝＝1 A，B端位于干路上，则I＝I1＋I2＝1 A＋0.5 A＝1.5 A。
6．5　点拨：若将它们并联接在电压为1 V的电源两端，由图像可知，通过R的电流是0.05 A，通过L的电流是0.15 A，由于并联电路中，干路电流等于各支路的电流之和，所以干路电流I＝IR＋IL＝0.05 A＋0.15 A＝0.2 A，由I＝可知，此时电路的总电阻R＝＝＝5 Ω。
7．2　点拨：设整个电阻丝的阻值为R，则R＝32 Ω，根据电路图可知，R与R并联，电流表测量干路上的电流，根据并联电路中的电阻规律可得电路中的总电阻R总＝＝R＝×32 Ω＝6 Ω；电流表的示数为I＝＝＝2 A。
8．9　点拨：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测量R2两端的电压，当压力达到最大值时，滑片处于R2最底端，变阻器R2连入电路的电阻最大，电路中的电流为
I＝ ＝＝0.125 A，R2两端的电压为U2＝IR2＝0.125 A×72 Ω＝9 V。
9．1∶2　点拨：由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，且规格相同的小灯泡正常发光时的电流IL相等，其两端的电压均为UL。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，串联电路中各处的电流相等，所以甲、乙两电路中的总电流之比＝＝；由I＝可得，电路的总电阻之比为＝＝＝。
10．0.3
二、11.C
12．D
13．D　点拨：由图可知，电阻R0与Rx串联，R0保护电路，圆圈处的电表串联在电路中，则为电流表，AB正确；运动员起跑时，用力踩踏板(即F增大)，由图知，压敏电阻Rx的阻值变小，则串联电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，故C正确；运动员没有踩踏板时，F＝0，由图知，压敏电阻的阻值最大，即电路的总电阻最大，电流最小，故D错误。故选D。
14．D
15．A　点拨：只闭合S1，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；再将S2闭合，滑动变阻器被短路，移动滑片对电路没有影响，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，故CD错误；由欧姆定律可知，S2闭合前后电压表示数与电流表示数的比值都为电阻R1的阻值，由于R1的阻值不变，所以闭合S2前后电压表示数与电流表示数的比值不变，故A正确，B错误。故选A。
16．C　点拨：由图可知，两个电阻串联，在串联电路中，各处的电流是相同的，所以通过两个电阻的电流相同，故A正确；在压力的作用下，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，即R1变长，横截面积变小，电阻变大；R2变短，横截面积变大，电阻变小，故B正确；在R1和R2发生形变前是完全一样的，即R1和R2发生形变前的电阻相同，因此发生形变后，R1的电阻大于R2的电阻，通过两个电阻的电流相同，根据U＝IR可知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；根据欧姆定律可知，R1和R2两端电压的差值越大，R1和R2的阻值的差值越大，从而说明A端受到的压力越大，故D正确。故选C。
17．C　点拨：由图知，当滑片在a端时，两电阻并联，总电阻最小，电流最大，最大为0.72 A；滑片在b端时导线将电阻R短路，只有滑动变阻器的最大电阻接入电路，此时电路的总电阻最大，电流最小，最小为0.12 A，由I＝得电源电压为U＝I小Rab＝0.12 A×50 Ω＝6 V，故AB错误；电流最大时，通过滑动变阻器的电流I1＝I最小＝0.12 A，根据并联电路电流的规律，可知通过R的电流为IR＝I最大－I1＝0.72 A－0.12 A＝0.6 A，由I＝得电阻R的阻值为R＝＝＝10 Ω，故C正确；滑片在ab中点时，滑动变阻器电阻的一半先和R并联，再和滑动变阻器的另一半串联，这时电路等效电阻为R总＝Rab＋＝×50 Ω＋≈32 Ω，故D错误。
三、18.(1)AP1
(3)右
点拨：(1)由图可知，电压表并联在AP1两端，则电压表测量的是铅笔芯AP1两端的电压。
(3)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器接入的电阻，即应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动。
19．解：(1)如图1所示。
(2)如图2所示。
(3)0.7
点拨：(1)根据表中数据，电压表选用小量程与电阻R并联，电流表A1选用小量程与电阻R串联，电流表A2选用大量程串联在干路中，根据电路图连接实物图。
(2)电流表A1的示数为通过R的电流，电压表示数为R两端的电压，根据表中数据在坐标系中找出对应的点连线。
(3)某次实验电流表A1的示数如图丁所示，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，I1＝0.1 A，I2＝0.8 A，根据并联电路电流的规律，此时通过滑动变阻器的电流为I′＝I2－I1＝0.8 A－0.1 A＝0.7 A。
20．(2)断路
(4)偏大；－
点拨：(4)闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片，电压表的示数U1为定值电阻R0与电流表两端的电压之和，电流表的示数I1为通过定值电阻R0的电流，根据欧姆定律可以得出定值电阻R0与电流表的电阻之和为RA＋R0＝，再断开S1，移动滑动变阻器滑片，电压表的示数U2为定值电阻R0、待测电阻及电流表的总电压，电流表的示数I2为通过定值电阻R0和待测电阻的电流，根据欧姆定律可以得出RA＋R＋R0＝，则有待测电阻R＝－。
四、21.解：(1)当S1、S2都断开时，R1与R2串联接入电路，电流表测电路中的电流，电源的电压U＝IR总＝0.3 A×(20Ω＋20Ω)＝12V。
(2)当S1、S2都闭合时，R1与R3并联接入电路，电流表测干路电流，则电流表的示数I′＝I1＋I3＝＋＝＋＝1.2 A。
22．解：(1)由乙图可知，当压力为零时，压力传感器的阻值为100 Ω，则此时电路中的电流为I＝＝＝0.2 A，故电流表示数为0.2 A。
(2)当电流为0.6 A时，电路总电阻为R总′＝＝＝40 Ω，则此时压力传感器的阻值为R′＝R总′－R0＝40 Ω－20 Ω＝20 Ω，对应乙图可知该材料所能承受最大压力为6 000 N。
(3)根据电流表量程可知，电路中最大电流为1 A，此时电路总电阻R总″＝＝＝24 Ω，则压力传感器的阻值为R″＝R总″－R0＝24 Ω－20 Ω＝4 Ω，由图乙可知，此时磅秤受到的压力为10 000 N，则能测量物体的最大重力为10 000 N，质量为m＝＝＝1 000 kg。
23．解：(1)当使用a和b两接线柱时，电流计G和定值电阻R1串联，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时电路电阻R＝Rg＋R1＝100 Ω＋2 900 Ω＝3 000 Ω，由欧姆定律得U＝IgR＝0.001 A×3 000 Ω＝3 V；当使用a和c两接线柱时，电流计G、定值电阻R1和定值电阻R2串联，此时电路电阻R′＝Rg＋R1＋R2＝100 Ω＋2 900 Ω＋12 000 Ω＝15 000 Ω，由欧姆定律得U′＝IgR′＝0.001 A×15 000 Ω＝15 V。
(2)根据图乙可知，标准电压表V与改装后的电压表是并联的，此时标准电压表示数为6 V，故改装后的电压表应该用大量程，通过电流计的电流为I＝＝＝0.000 4 A＝0.4 mA。当标准电压表V的示数为6 V时，电流计的指针应指在0.4 mA处才能说明改装后的电压表是准确的。