沪科版物理九年级全一册同步提优训练：第十五章 探究电路 综合提升卷（有答案解析）

第十五章综合提升卷　　
一、选择题(每题3分,共30分)　　　　　　　　　　　　　
1.关于中的家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是(　　)
A.图甲:两孔插座和三孔插座的作用是完全相同的
B.图乙:白炽灯泡的螺旋套(外壳)既可接火线,也可接零线
C.图丙:站在绝缘凳上的人一只手接触火线,同时另一只手接触零线,人不会触电
D.图丁:不能够用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具
2.小明家里的一盏电灯不能发光了,换上新的电灯,还是不能发光。于是小明拿来测电笔,闭合开关后,分别在如图所示的a、b、c、d四个位置进行测量,测电笔均能发光。则电路故障是 (　　)
A.a点与火线之间断路 B.a点与b点之间断路
C.c点与d点之间断路 D.d点与零线之间断路
3.如图所示的电路中,已知电源电压相等,且R14.如图所示的电路中,电源电压为4.5 V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响。则 (　　)
A.L2两端的电压为1.5 V
B.L1两端的电压为1.5 V
C.L1与L2的灯丝电阻之比为2∶1
D.通过L1与L2的电流之比为1∶2
5.某同学设计了如图所示的四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是 (　　)
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P向右移动时,下列说法中正确的是 (　　)
A.电压表示数变大,电流表A1、A2示数都变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值不变
C.电流表A1与A2示数的差值变大
D.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
7.地磅工作时,重物越重,电表的示数就越大。如图所示的电路图中,R'是滑动变阻器,R是定值电阻。其中符合地磅工作原理的是(　　)
8.如图所示是探究“电流与电阻关系”的实验电路图,电源电压保持3 V不变,滑动变阻器的规格是“10 Ω　1 A”。实验中,先在a、b两点间接入5 Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2 V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列哪两个电阻 (　　)
　
A.10 Ω和40 Ω B.20 Ω和30 Ω
C.10 Ω和20 Ω D.30 Ω和40 Ω
9.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙为4∶1;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的读数之比I甲∶I乙为 (　　)
A.4∶3 B.3∶2
C.3∶4 D.3∶1
10.甲、乙两地相距30 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入A、B时,电流表的示数为0.2 A;乙地检修员后用相同的测量仪接入C、D时,电流表的示数为0.3 A,则短路位置离甲地 (　　)
A.18 km B.15 km C.12 km D.10 km
二、填空题(每空2分,共20分)
11.电阻R1的I-U图像如图所示,R1的阻值是　　　　Ω,把R1与阻值为30 Ω的电阻R2并联在电源电压是4 V的电路中,通过R1与R2的电流之比是　　　　,R1、R2两端的电压之比是　　　　。
12.小明用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”。所用电源电压为4.5 V。闭合开关S时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻R1　　　　(选填“断路”或“短路”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是1.2 V时,电流表示数是0.30 A;继续移动滑片,使电压表示数从1.2 V增加到2.4 V,那么该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了　　　　Ω。
13.小明利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10 Ω,开关S断开时,电压表的示数为1 V,开关S闭合时,电压表的示数为3 V,则该电源的电压为　　　　V,未知电阻Rx的阻值为　　　　Ω,开关S断开时,流过电阻Rx的电流为　　　　A。
14.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为电阻箱。闭合开关S后,调节电阻箱R的阻值,得到电压表示数U与电阻箱阻值R的变化关系如图图乙所示,则可求出电源电压为　　　 V,R0的阻值为　　　　Ω。
三、作图与实验探究题(共37分)
15.(3分)请用笔画线代替导线,将如图所示的开关、灯泡和三孔插座接入家庭电路中,开关只控制灯泡。
16.(8分)为了探究“导体电阻与导体长度的关系”,小强利用器材把一根较长的镍铬合金丝AB组装成如图所示的电路,E、F是电夹。
(1)电路中R0的作用是　　　　　　　　。
(2)将电夹E夹在A点,电夹F分别在m、n、o、p、q和B点时,改变了合金丝接入电路的长度,此时,通过观察电流表示数的变化可以间接地反映出接入电路中　　　　的大小变化。
(3)利用图中的器材,还可以探究导体电阻与　　　　　　(选填“材料”或“横截面积”)的关系。
(4)小强将图中连接电流表的两根导线分别换接在一个电压表的“+”“-”接线柱上,电压表　　　　 (选填“能”或“不能”)代替电流表在步骤(2)中的作用。
17.(14分)甲是探究“电流与电压关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻进行探究。
(1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R　　　　(选填“断路”或“短路”)。排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图图乙所示,为　　　　V。
(3)将不同小组的数据汇总后,得到下表的数据,分析可得,在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成　　　　比。
R1=5 Ω R2=10 Ω R3=15 Ω
U/V 0.8 1.0 1.5 2.0 U/V 1.2 1.8 2.2 2.6 U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.16 0.20 0.30 0.40 I/A 0.12 0.18 0.22 0.26 I/A 0.10 0.12 0.14 0.16
(4)在进一步探究“电流与电阻关系”的实验中:
①若保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变,在上表的数据中有　　　　组可用于分析。
②为得到更多的实验数据,老师给每个小组再提供一个30 Ω的定值电阻R0。某小组在实验中,无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5 V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太　　　　 (选填“大”或“小”)。该小组所使用的滑动变阻器的规格可能为　　　　(填字母)。
A.10 Ω　3 A　　　　　 B.20 Ω　2 A　　　　　 C.50 Ω　1 A
18.(12分)小亮做“测小灯泡电阻”的实验时,所用器材有电压为6 V的电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)在甲中请你用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了,产生这一现象的原因是　 。
(3)在改正(2)的错误后,在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到最　　　　(选填“左”或“右”)端。
(4)小亮滑动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图图乙所示的U-I图像,根据图像提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻为　　　　Ω。
(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑的滑动变阻器,在不超过2.5 V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢 于是他设计了两种情况的电路如图图丙、丁所示。其步骤如图下:
①在图丙中将滑动变阻器的滑片滑到a端,记下电压表示数Ua;再将滑片滑到b端,记下电压表示数Ub。
②小亮通过①中两个数据和R滑可计算出灯泡电阻R灯1,其表达式为R灯1=　　　　。
③在图丁中将滑动变阻器的滑片滑到a端,记下电流表示数Ia;再滑到b端,记下电流表示数Ib。
④小亮通过③中两个数据和R滑也可计算出灯泡的电阻R灯2,其表达式为R灯2=　　　　。
四、计算题(共13分)
19.(5分)如图所示,已知电源电压为U=6 V,R1=10 Ω,R2=5 Ω。
(1)当S1、S2均断开时,电流表示数为0.2 A,求R2两端的电压和R3的阻值。
(2)当S1、S2均闭合时,求R1两端的电压和电流表的示数。
20.(8分)如图甲所示的电路中,电源电压恒为18 V,电阻R1的阻值为10 Ω,电流表A的0~3 A量程损坏。闭合开关S,电压表示数为13 V,两电表的表盘如图图乙所示。求:
(1)通过电阻R1的电流I1。
(2)电阻R2的阻值。
(3)若用标有“100 Ω　1 A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,在保证电路各元件安全的情况下,电压表示数的最大变化量。
答案解析
第十五章综合提升卷
1.D
2.D　解： 小明家里的一盏电灯不能发光了,换上新的电灯,还是不能发光,这表明电路出现了断路故障;a、b、c、d四个位置都能使测电笔发光,说明这四点与火线是接通的,所以故障是零线断路,即d点与零线之间断路,故D选项正确。
3.A　4.B　
5.C　解： ①只闭合S1时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0;再闭合S2,两电阻并联,电流表测干路的电流I;根据电源电压不变可得,I0R0=(I-I0)Rx,故可求出Rx的阻值。
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中的电流I1;两开关都闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I0,根据电源电压不变可得,I1(R0+Rx)=I0R0,故可求出Rx的阻值。③闭合开关S、S2,两电阻串联,电压表测电源电压U;闭合S、S1,断开S2,两电阻仍串联,电压表测R0两端的电压U0,根据电路中电流相等可得,=,故可求出Rx的阻值。④闭合开关S、S1接1,两电阻串联,电压表测R0两端的电压U0;闭合开关S、S1接2,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针反偏,故不能测出Rx的阻值。
6.B　解： 由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故A选项错误。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,则电压表示数与电流表A2示数的比值不变,故B选项正确。当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,则电压表示数与电流表A1示数的乘积变小,故D选项错误。因电流表A1与A2示数的差值等于通过R2的电流,所以,电流表A1与A2示数的差值变小,故C选项错误。
7.B
8.C　解： 探究“电流与电阻关系”的实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,则滑动变阻器两端的电压U滑=U-UR=3 V-2 V=1 V;由于串联电路中各处的电流相等,则====;当滑动变阻器接入电路中的电阻为10 Ω时,定值电阻的最大阻值Rmax=2R滑max=2×10 Ω=20 Ω,即定值电阻的阻值不能超过20 Ω。
9.C
10.A　解： 由题知,甲、乙两地相距30 km,输电线的电阻与其长度成正比,设每千米输电线的电阻为R0,短路位置离甲地的距离为s,则短路位置离乙地的距离为30 km-s,则A、B间的总电阻(两条输电线的总长度为2s):RAB=2sR0,同理可得,C、D间的总电阻:RCD=2(30 km-s)R0。用题图所示的测量仪进行检测时,电源电压不变,所以由欧姆定律得:U=IABRAB,U=ICDRCD,因电源电压不变,所以可得IABRAB=ICDRCD,代入数据得0.2 A×2sR0=0.3 A×2(30 km-s)R0,解得s=18 km。
11.10　3∶1　1∶1　12.短路　7.5　13.3　20　0.1
14.12　10
15.如图图所示
16.(1)保护电路　(2)电阻　(3)横截面积　(4)不能
17.(1)如图图所示
(2)断路　1.8　(3)正　(4)①2　②小　B
18.(1)如图图所示
(2)连接电路时,开关没有断开
(3)左　(4)12.5　(5)②　④
19.(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,
电流表测电路中的电流,由I=可得,
R2两端的电压:U2=IR2=0.2 A×5 Ω=1 V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R3两端的电压:
U3=U-U2=6 V-1 V=5 V,
则R3的阻值:R3===25 Ω。
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R1两端的电压:U1=U2'=U=6 V,
通过R1、R2的电流分别为I1===0.6 A,
I2===1.2 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的示数:
I'=I1+I2=0.6 A+1.2 A=1.8 A。
20.(1)R1两端的电压:U1=U-U2=18 V-13 V=5 V,
通过R1的电流:I1===0.5 A。
(2)两电阻串联,电路中电流:I=I1=I2=0.5 A,
电阻R2的阻值:R2===26 Ω。
(3)当电路中的电流最大时,R3两端的电压最小,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A;已知电流表0~3 A量程损坏,则电路允许通过的最大电流为I最大=0.6 A。R1两端最大电压:U最大=I最大R1=0.6 A×10 Ω=6 V,滑动变阻器两端最小电压:U3小=U-U最大=18 V-6 V=12 V。当电路中的电流最小时,R3两端的电压最大,U1小=I小R1=R1=×10 Ω≈1.6 V,滑动变阻器两端最大电压:U3大=U-U1小=18 V-1.6 V=16.4 V>15 V,故滑动变阻器两端最大电压为U3大'=15 V,滑动变阻器两端电压的最大变化量:ΔU大=U3大'-U3小=15 V-12 V=3 V。