第十五章 探究电路 学情评估（含答案）2021-2022学年沪科版物理九年级上册

第十五章 探究电路 学情评估
一、填空题(每空2分，作图2分，共20分)
1．某定值电阻两端的电压为5 V时，通过电阻的电流为500 mA，当其两端电压为零时，阻值为________Ω。
2. 由同种材料制成的AB和BC两段导体，长度相同，AB的横截面积比BC的小，将它们按照如图所示的方式接入电路中，不计温度的影响，则关于AB和BC两端的电压关系有UAB________(填“>”“<”或“＝”)UBC。
3．如图所示的电路中，电源电压不变，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，当开关S闭合后，甲、乙两表都为电压表时，两表的示数之比U甲∶U乙＝________。
4．如图为电阻A和B的I U图像。若将A、B串联接入某电源两端，则闭合开关后，电路中电流为0.2 A，若将A、B并联接入该电源两端，闭合开关后，则干路电流为________A。
5．两只定值电阻的规格分别是“10 Ω　1 A”和“15 Ω　0.6 A”，把它们串联在某电源两端，电源电压最大为________V。
6．如图所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电流表的示数为0.75 A；当滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表的示数为1.25 A。则电阻R的阻值为________Ω。
7．如图是小明家的部分电路，他将电热水壶的插头插入三孔插座后，发现所有的电器都不能工作了。将空气开关复位后，发现电灯正常发光，但电热水壶和接在另一个插座上的电器还是不能工作，拔出电热水壶的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障是________________。
8．如图所示的电路，U＝12 V，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表的示数是________A。
9．如图甲所示，已知电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，滑动变阻器R2的规格为“50 Ω　0.5 A”，闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，滑动变阻器的阻值取值范围是____________。
(第9题)
10．如图为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
(第10题)
二、选择题(每题2分，共14分)
11．在相同温度下，关于导体的电阻，下列说法正确的是(　　)
A．铜线的电阻一定比铝线的小
B．长度相同粗细也相同的铜线和铝线的电阻相等
C．长度相同的两根铜线，粗的那根电阻较大
D．粗细相同的两根铜线，长的那根电阻较大
12．甲、乙两电阻分别接在电压之比是2∶1的电路中，已知甲、乙的阻值之比是2∶3，则通过甲、乙的电流之比是(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶3 D．3∶1
13．“珍爱生命，注意安全”是每个公民必备的生活常识，关于安全用电，下列说法正确的是(　　)
A．当有人触电时应立即切断电源
B．低于220 V的电压对人体是安全的
C．发生电火灾时应立即用水将火扑灭
D．安装电路时，开关应接在用电器和零线之间
14．如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是(　　)
A．L1短路 B．L1断路
C．L2短路 D．L2断路
15．如图所示的电路，电源电压恒定，定值电阻R的阻值为10 Ω。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离，使变阻器阻值增加了5 Ω，电流表示数减少了0.04 A，则电压表示数的变化是(　　 )
A．增加了0.2 V B．减少了0.2 V
C．增加了0.4 V D．减少了0.4 V
16．如图所示，电源电压恒定，R1＝12 Ω，R2＝6 Ω，R3是定值电阻。闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A，接b时电流表的示数可能为(　　)
A．0.3 A B．0.6 A
C．0.9 A D．1.2 A
17．在如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法中正确的是(　　)
A．电流表A1的示数变大，电压表V的示数变小
B．电流表A2的示数变小，电压表V的示数变大
C．电压表与电流表A2的示数之比变大
D．电流表A2与A1的示数之差变大
三、实验题(第18题10分，第19题10分，共20分)
18．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3 V，滑动变阻器上标有“20 Ω 　2 A”字样，阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个。
(第18题)
(1)请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。
(2)小彬将5 Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为________A。
(3)将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向________(填“A”或“B”)端移动，记录此时各表的示数。
(4)将10 Ω的定值电阻换成20 Ω的定值电阻，重复步骤(3)。
(5)实验记录的多组数据如表所示，分析数据可得出结论：
_________________________________________________________________。
实验次数 定值电阻R/Ω 电流表示数I/A
1 5 ★
2 10 0.18
3 20 0.09
(6)实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50 Ω的定值电阻进行实验，老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是_________________________________________________________________。
19．小杨同学测量额定(正常发光时)电压为2.5 V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
(第19题)
(1)他连接了如图甲所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，接错的原因是___________________________________________________________。
(2)改正(1)中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如表所示。
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
请完成下列问题：①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝________Ω。(结果保留一位小数)
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图乙所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8 V，则电流表的示数为________A。
(3)小明同学看到小杨的结果时提出反对，他认为应该将五组电压下的电阻计算出来，以此来求出小灯泡正常发光时的平均电阻值，小明同学的想法正确吗？________，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
四、计算与推导题(第20题5分，第21题5分，第22题6分，共16分)
20．如图所示，两个电阻并联，请推证：I1＝
(第20题)
21．实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成的，如图甲所示。现将一实际电源与两个定值电阻组成如图乙所示的电路，其中R1＝1 Ω，R2＝4 Ω。单独闭合S1时，电流表的示数为2 A，单独闭合S2时，电流表的示数为1 A。求电源电压U及其内阻r。
22．如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，R1＝20 Ω，滑动变阻器R2的规格为“100 Ω　1 A”。
(1)闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表的示数为0.4 A，求电源电压。
(2)闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表的示数为4 V，求R3的阻值。
(3)闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
(第22题)
答案
一、1.10　2.>
3．3?2　
4．0.9　5.15　6.30　7.a、b间零线断路　8.2
9．2 Ω～50 Ω　点拨：由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，根据串联电路特点和欧姆定律，U＝5 V＋0.1 A×R1①，U＝3 V＋0.3 A×R1②，解得U＝6 V，R1＝10 Ω；由滑动变阻器R2的规格为“50 Ω　0.5 A”可知，当移动滑片使电流表示数达到I大＝0.5 A时，变阻器接入电路的电阻最小，则R1两端的电压为U1＝I大R1＝0.5 A×10 Ω＝5 V，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，变阻器两端的电压U2＝U－U1＝6 V－5 V＝1 V，根据欧姆定律，R滑小＝＝＝2 Ω；根据串联电路的分压规律，变阻器接入电路的电阻越大，其两端电压越高，由于电源电压小于电压表所用量程的最大值，故变阻器接入电路的最大值为其本身的最大值，即R滑大＝50 Ω。变阻器的阻值范围为2 Ω～50 Ω。
10．解：如图所示。
(第10题)
二、11.D　12.D　13.A　14.C　15.C
16．C　点拨：由电路图可知，闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时，R1与R3串联，电流表测电路中的电流，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由I＝可得，电源电压U＝Ia(R1＋R3)＝0.6 A×(12 Ω＋R3)，当闭合开关S1，单刀双掷开关S2接b时，R2与R3串联，电流表测电路中的电流，则电流表的示数Ib＝＝＝＝0.6 A＋，当R3＝0时，Ib＝0.6 A＋＝1.2 A，当R3的取值非常大时，接近等于0，电路中的电流接近 0.6 A，则0.6 A＜Ib＜1.2 A，结合选项可知C符合题意。
17．D
三、18.解：(1)如图所示。
(第18题)
(2)0.36　
(3)A
(5)当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比
(6)滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8 V
19．(1)滑动变阻器同时接了上面两个接线柱　(2)8.9
(3)0.18　(4)不正确；小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值，不能求平均电阻
四、20.证明：并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，即＝＋，电路中的总电阻：R＝，由I＝可得，电源电压U＝IR＝，并联电路中各支路两端的电压相等，通过电阻R1的电流
I1＝＝＝。
21．解：根据串联电路的特点和欧姆定律，
电源电压U＝I1(R1＋r)，即U＝2 A×(1 Ω＋r)①，
U＝I2(R2＋r)，即U＝1 A×(4 Ω＋r)②，
由①②解得r＝2 Ω，U＝6 V。
22．解：(1)闭合开关S1，断开开关S2、S3，电路为R1的简单电路，电流表的示数为0.4 A，根据欧姆定律，电源电压
U＝I1R1＝0.4 A×20 Ω＝8 V。
(2)闭合开关S3，断开开关S1、S2，R2、R3串联，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表(测变阻器的电压)的示数为4 V，则电路中的电流I2＝＝＝0.08 A，根据串联电路的规律和欧姆定律，
R3＝＝＝50 Ω。
(3)闭合开关S1、S2和S3，R1、R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，并联电路中各支路互不影响，通过R1的电流为0.4 A，电流表的量程为0～0.6 A，则干路电流最大为0.6 A，根据并联电路电流的规律，通过滑动变阻器的最大电流
I滑大＝I总大－I1＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A，
根据欧姆定律，变阻器连入电路的最小电阻：
R滑小＝＝＝40 Ω；
当变阻器的滑片移动至最左端时，变阻器接入电路的阻值最大，总电流最小，没有超过电流表的量程，变阻器的最大电阻为100 Ω，在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器R2的阻值取值范围为40 Ω～100 Ω。