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九年级物理人教版单元检测卷:第16章电压 电阻(培优卷)
一.选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。)
1.工作和生活中,手机已成为人们常用的工具,某智能手机的电池电压最接近( )
A.110V B.4V C.220V D.36V
2.取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A.铁片是水果电池的正极
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压
C.该水果电池的电压是 3V
D.水果电池将内能转化为电能
3.一只电压表有3V和15V两个量程,某次实验中用的是“0~3V”挡量程,实验中从“0~15V”挡量程的刻度盘上发现指针所指的电压恰好是8.5V,而实际电压值是( )
A.8.5V B.2.7V C.1.7V D.15V
4.在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.3V、9.2V B.11.5V、2.3V C.2.3V、11.5V D.9.2V、2.3V
5.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须选择两个相同的灯泡
B.电路连接好后,可直接闭合开关进行实验
C.测完L1两端的电压后,可将电压表接A的导线直接改接到C上测L2两端的电压
D.当实验中电压表示数如图乙所示时,应对调“﹣”和“3”两个接线柱的接线
6.甲、乙两灯泡并联接在同一电源上,甲灯比乙灯亮,且通过两灯电流之比是2:1,则甲、乙两灯两端电压之比是( )
A.1:2 B.2:1
C.1:1 D.条件不足,无法确定
7.某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路电压规律”实验,电路图及实验数据记录表格如下,你认为以下观点最合理的是( )
L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 电源两端电压U/V
2.5 2.4 2.5
A.小红看到课本上写着“并联电路各支路两端电压相等”,认为实验数据一定是错误的,建议重新做一次
B.小雨认为要实事求是,根据实验数据得出结论:并联电路各支路两端电压不相等
C.小刚认为灯两端电压不同是因为两盏灯规格不同造成的
D.小明认为灯两端电压不同是实验误差造成的,建议改变灯泡规格,多次实验
8.如图所示电路,闭合开关后,LED发光。若将电源两极对调,下列说法正确的是( )
A.灯泡和 LED 都发光 B.灯泡和 LED 都不发光
C.灯泡发光,LED 不发光 D.灯泡不发光,LED 发光
9.我国优秀的青年科学家曹原和他的研究团队发现:当两张石墨烯以略有偏移的“魔角”角度堆叠在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯能够让电子毫无电阻地流过。此现象中石墨烯是( )
A.绝缘体 B.超导体 C.导体 D.半导体
10.有一条电阻线,在其两端加10V电压时,测得电阻值为15Ω,如果在其两端加20V的电压,它的电阻为( )
A.0.5Ω B.15Ω C.0.05Ω D.10Ω
11.将一根电阻为R的锰铜合金丝接入电路中,要使其接入电路的电阻变小,可行的措施是( )
A.将合金丝拉长后接入电路
B.将合金丝对折后接入电路
C.增大合金丝两端的电压
D.减小流经合金丝的电流
12.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,某同学采用了如图所示的实验器材和若干导线,AB、CD、GH为三根长度、粗细均相同的镍铬合金导线。下列说法正确的是( )
A.分别测量了一根,两根、三根导线并联后的电流,可以探究导体电阻与导体横截面积的关系
B.无法探究导体电阻与导体长度的关系
C.若在EF间加入一根与上面三根镍铬合金丝长度相同,粗细不同的铜导线,可以探究导体电阻与导体材料的关系
D.为实验的方便和快捷,在更换导体时,可以不断开开关、保持开关一直闭合
13.如图所示为文老师上课用的扩音器的电位器结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节扩音器声音大小。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮扩音器声音改变
B.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮电路中电流变小,扩音器声音变小
C.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变扩音器声音大小的
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变扩音器声音大小的
14.根据下表提供的信息,你认为适合做滑动变阻器电阻丝的是( )
长1m、横截面积1mm2的金属导线在20℃时的电阻值
材料 铜 钨 铁 镍铬合金
电阻R/Ω 0.017 0.052 0.096 1.1
A.铜 B.钨 C.铁 D.镍铬合金
15.如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二.填空题(本题共4小题,每空1分,共10分。)
16.如图,闭合开关,L1、L2是 (选填“并”或“串”)联,电压表V1测的是 的电压。
17.如图所示,电源电压是3V且不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为 V;若断开开关,电压表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.如图甲所示,要使两灯串联应闭合开关 ;要使两灯并联应闭合开关 ;为了避免电源短路,不能闭合开关 ;可以利用图乙中的发光二极管来判断电路中电流的方向,是因为发光二极管具有 性。
19.小乐用电阻丝制作了一个变阻器,图为变阻器的内部结构示意图,1、2、3是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将变阻器接入简单串联电路,若顺时针旋转旋钮时电路中的电流变大,则需将 (选填“1和2”、“1和3”或“2和3”)接线柱接入电路;若在此过程中,电路中的电流变化不明显,则可以选择更 (选填“细”或“粗”)的电阻丝来做实验。
三.作图题(本题共2小题,每小题4分,共8分。)
20.请在图中圆圈内分别填入电流表或电压表的符号,要求开关闭合时两灯均能发光。
21.如图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
四.实验探究题(本题共2小题,连接电路2分,每空2分,共30分。)
22.小明同学对串联电路电压规律进行了探究。
(猜想与假设)
串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
(设计与进行实验)
(1)按照左图所示的电路图,将如图的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压;
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;
(4)测出AC间的电压,得出结论。
(交流与评估)
(5)①在拆接电路时,开关必须 ;
②闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 或 ;
③小明用上面的方法能否测出L2两端的电压? ,为什么? ;
④方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是 ,改进方法 。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.8 1.2 3.0
23.物理学习小组在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。提出如下猜想:
猜想A:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想B:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想C:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验采用如图装置进行探究,并记录下表数据;
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡的亮度
① 镍铬合金丝 0.4 0.2 较亮
② 镍铬合金丝 0.6 0.2 较暗
③ 镍铬合金丝 0.4 0.4 明亮
④ 锰铜合金丝 0.4 0.2 明亮
(1)在M、N之间分别接上不同规格的电阻丝,闭合开关后,通过观察 来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)为了验证猜想A,应选用编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验;可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越 ;
(3)分别将编号为②④的电阻丝接入M、N之间,发现接入④时,小灯泡更明亮,于是小伟得出实验结论:“导体电阻的大小与导体的材料有关”。你认为小伟得出的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)小梦发现当接入M、N之间的导体阻值差别较小时,实验现象不是很明显,请你对该电路提出一条改进建议: 。
五.计算题(共1小题,共7分)
24.如图所示,电源电压为18V,当开关S闭合后,电压表V2、V3示数分别为8V,15V。求:
(1)L1、L2、L3两端的电压分别是多大?
(2)将电压表V2、V3分别换成电流表A2、A3;闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.2A、1A、0.6A,通过L1、L2、L3的电流分别是多大?
九年级物理全一册单元检测卷(人教版)第16章电压 电阻
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.工作和生活中,手机已成为人们常用的工具,某智能手机的电池电压最接近( )
A.110V B.4V C.220V D.36V
【解答】解:智能手机的电池电压一般为3.7V,最接近4V。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
2.取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A.铁片是水果电池的正极
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压
C.该水果电池的电压是 3V
D.水果电池将内能转化为电能
【解答】解:
A、电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故A错误;
B、两个相同水果电池串联后可提供更高电压,故B正确;
C、由图知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故C错误;
D、水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能,故D错误。
故选:B。
3.一只电压表有3V和15V两个量程,某次实验中用的是“0~3V”挡量程,实验中从“0~15V”挡量程的刻度盘上发现指针所指的电压恰好是8.5V,而实际电压值是( )
A.8.5V B.2.7V C.1.7V D.15V
【解答】解:从0~15V量程的刻度盘上发现指针所指的电压恰好是8.5V,
实验中用的是0~3V量程,所以实际电压为:U=×8.5V=1.7V。
故选:C。
4.在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.3V、9.2V B.11.5V、2.3V C.2.3V、11.5V D.9.2V、2.3V
【解答】解:由电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端的电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表的指针位置相同,
所以,电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为11.5V,则电源的电压U=11.5V,
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为2.3V,即电阻R2两端的电压U2=2.3V;
则电阻R1两端的电压U1=U﹣U2=11.5V﹣2.3V=9.2V。
故选:D。
5.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须选择两个相同的灯泡
B.电路连接好后,可直接闭合开关进行实验
C.测完L1两端的电压后,可将电压表接A的导线直接改接到C上测L2两端的电压
D.当实验中电压表示数如图乙所示时,应对调“﹣”和“3”两个接线柱的接线
【解答】解:A、为得出普遍性的结论,实验中必须选择两个不相同的灯泡,A错误;
B、电路连接好后,经检查无误后再闭合开关进行实验,B错误;
C、已测量出L1的电压,则与B相连的为电压表的正接线柱,与A相连的为电压表的负接线柱,若将电压表接A的导线直接改接到C上测L2两端的电压,会导致电流从电压表的负接线柱流入,C错误;
D、当实验中电压表示数如图乙所示时,说明电压表的正负接线柱接反了,故应对调“﹣”和“3”两个接线柱的接线,D正确。
故选:D。
6.甲、乙两灯泡并联接在同一电源上,甲灯比乙灯亮,且通过两灯电流之比是2:1,则甲、乙两灯两端电压之比是( )
A.1:2 B.2:1
C.1:1 D.条件不足,无法确定
【解答】解:因为甲、乙两灯泡并联接在同一电源上,并且并联电路两端电压相等,所以甲、乙两灯两端电压之比为1:1。
故选:C。
7.某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路电压规律”实验,电路图及实验数据记录表格如下,你认为以下观点最合理的是( )
L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 电源两端电压U/V
2.5 2.4 2.5
A.小红看到课本上写着“并联电路各支路两端电压相等”,认为实验数据一定是错误的,建议重新做一次
B.小雨认为要实事求是,根据实验数据得出结论:并联电路各支路两端电压不相等
C.小刚认为灯两端电压不同是因为两盏灯规格不同造成的
D.小明认为灯两端电压不同是实验误差造成的,建议改变灯泡规格,多次实验
【解答】解:A.由于测量数据有误差,实验数据不是错误的,没有必要重新做一次,故A不符合题意;
B.由于测量一组数据,没有普遍性,不能得到实验结论,需要多次实验,故B不符合题意;
C.灯两端电压不同,可能是电压表本身的原因,也可能是读数问题,故C不符合题意;
D.灯两端电压不同是实验误差造成的,需要改变灯泡规格,多次实验,故D符合题意。
故选:D。
8.如图所示电路,闭合开关后,LED发光。若将电源两极对调,下列说法正确的是( )
A.灯泡和 LED 都发光 B.灯泡和 LED 都不发光
C.灯泡发光,LED 不发光 D.灯泡不发光,LED 发光
【解答】解:LED灯是指发光二极管,其具有单向导电性,只有在正负极连接正确的情况下,电流才能以通过二极管。当将电源两极对调后,二极管将变为绝缘体,电路中将无电流通过,则LED灯和小灯泡都无法发光。
故选:B。
9.我国优秀的青年科学家曹原和他的研究团队发现:当两张石墨烯以略有偏移的“魔角”角度堆叠在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯能够让电子毫无电阻地流过。此现象中石墨烯是( )
A.绝缘体 B.超导体 C.导体 D.半导体
【解答】解:由题意知,当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯能够让电子毫无电阻地流过,即石墨烯的电阻为0,这种现象叫做超导现象,故B正确。
故选:B。
10.有一条电阻线,在其两端加10V电压时,测得电阻值为15Ω,如果在其两端加20V的电压,它的电阻为( )
A.0.5Ω B.15Ω C.0.05Ω D.10Ω
【解答】解:已知电阻线的电阻值15Ω,而电阻的大小与电阻线的长度、横截面积、材料、温度有关,与电阻两端的电压和通过的电流无关,因此当其两端的电压变化时,电阻的大小不变,仍为15Ω,故B正确、ACD错误。
故选:B。
11.将一根电阻为R的锰铜合金丝接入电路中,要使其接入电路的电阻变小,可行的措施是( )
A.将合金丝拉长后接入电路
B.将合金丝对折后接入电路
C.增大合金丝两端的电压
D.减小流经合金丝的电流
【解答】解:
A、将合金丝拉长后接入电路,合金丝的长度变大,横截面积变小,电阻变大,故A错误;
B、将合金丝对折后接入电路,合金丝的长度变短,横截面积变大,电阻变小,故B正确;
CD、导体电阻的大小与通过导体的电流、导体两端的电压无关,故CD错误。
故选:B。
12.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,某同学采用了如图所示的实验器材和若干导线,AB、CD、GH为三根长度、粗细均相同的镍铬合金导线。下列说法正确的是( )
A.分别测量了一根,两根、三根导线并联后的电流,可以探究导体电阻与导体横截面积的关系
B.无法探究导体电阻与导体长度的关系
C.若在EF间加入一根与上面三根镍铬合金丝长度相同,粗细不同的铜导线,可以探究导体电阻与导体材料的关系
D.为实验的方便和快捷,在更换导体时,可以不断开开关、保持开关一直闭合
【解答】解:
A、分别测量了一般、两根、三根导线并联后的电流,此时的材料和长度相同,横截面积不同,可以研究导体电阻与导体横截面积的关系,故A正确;
B、分别测量了一根、两根、三根导线串联后的电流,此时的材料和横截面积相同,长度不同,可以研究导体电阻与导体长度的关系,故B错误;
C、若在EF处加入一根与上面三根保络合金丝长度相同,粗细不同的铜导线,材料改变,横截面积不同,两个变量,所以不能研究导体电阻与导体材料的关系,故C错误;
D、在更换导体时,为了保护电路,必须要断开开关,故D错误。
故选:A。
13.如图所示为文老师上课用的扩音器的电位器结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节扩音器声音大小。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮扩音器声音改变
B.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮电路中电流变小,扩音器声音变小
C.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变扩音器声音大小的
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变扩音器声音大小的
【解答】解:
AB、若只将a、c接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变扩音器的声音,故AB错误;
CD、若只将a、b(或c、b)接入电路,转动旋钮可调节连入电路中电阻丝的长度(没有改变电阻丝的横截面积),从而改变连入电阻的大小,进而改变电路中的电流、改变扩音器声音大小,故C正确、D错误。
故选:C。
14.根据下表提供的信息,你认为适合做滑动变阻器电阻丝的是( )
长1m、横截面积1mm2的金属导线在20℃时的电阻值
材料 铜 钨 铁 镍铬合金
电阻R/Ω 0.017 0.052 0.096 1.1
A.铜 B.钨 C.铁 D.镍铬合金
【解答】解:由表格中数据可知,在相同粗细和长度的条件下,镍铬合金丝的电阻是最大的,这样在移动滑片改变相同的长度时,镍铬合金丝的阻值会有明显的变化,起到明显改变电阻的目的,而用其它材料制作的话,起不到明显改变电阻的目的,所以应该用镍铬合金丝来做滑动变阻器。
故选:D。
15.如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:
A、图中是滑片左侧的电阻丝接入电路,滑片向右移动时,接入电路中电阻丝的长度变长,则连入电路的电阻变大;
B、图中是滑片右侧的电阻丝接入电路,滑片向右移动时,接入电路中电阻丝的长度变短,则连入电路的电阻变小;
C、图中滑动变阻器采用“两下”的接法,即整个电阻丝接入电路,滑片向右移动时,接入电路中电阻丝的长度不变,则连入电路的电阻不变;
D、图中是滑片左侧的电阻丝接入电路,滑片向右移动时,接入电路中电阻丝的长度变长,则连入电路的电阻变大;
由此可知,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的有2个。
故选:B。
二.填空题(共4小题)
16.如图,闭合开关,L1、L2是 串 (选填“并”或“串”)联,电压表V1测的是 L1 的电压。
【解答】解:由图可知,开关闭合后,电路中电流的路径只有一条,为串联电路;电压表V1与灯泡L1并联,所以测量的是L1两端的电压。
故答案为:串;L1。
17.如图所示,电源电压是3V且不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为 1 V;若断开开关,电压表示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:
由电路图可知,闭合开关后,灯L1与L2串联,电压表测灯L2两端的电压;
此时电压表示数是1V,即灯L2两端的电压是1V;
若断开开关S,电压表串联在电路中,电压表测电源两端电压,此时其示数为3V,所以断开开关后,电压表示数变大。
故答案为:1;变大。
18.如图甲所示,要使两灯串联应闭合开关 S2 ;要使两灯并联应闭合开关 S1、S3 ;为了避免电源短路,不能闭合开关 S1、S2 ;可以利用图乙中的发光二极管来判断电路中电流的方向,是因为发光二极管具有 单向 性。
【解答】解:(1)当开关S2闭合,开关S1、S3断开时,电流从电源的正极,经灯泡L1,灯泡L2,再经开关S2,回到电源的负极,为串联电路;
(2)当开关S1、S3同时闭合,开关S2断开时,电流分成两个支路,分别流经两个灯泡,最后共同汇合回到电源的负极,为并联电路;
(3)当开关S1、S2同时闭合时,电流经两开关不经过用电器,直接将电源的两极连通,形成电源短路;
(4)二极管是单向导电器件,所以用二极管来判断电路中电流的方向。
故答案为:S2;S1、S3;S1、S2;单向。
19.小乐用电阻丝制作了一个变阻器,图为变阻器的内部结构示意图,1、2、3是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将变阻器接入简单串联电路,若顺时针旋转旋钮时电路中的电流变大,则需将 2和3 (选填“1和2”、“1和3”或“2和3”)接线柱接入电路;若在此过程中,电路中的电流变化不明显,则可以选择更 细 (选填“细”或“粗”)的电阻丝来做实验。
【解答】解:将变阻器接入简单串联电路,要能起到变阻作用,必须将“2”接入电路;若顺时针旋转旋钮时电路中的电流变大,则连入电阻变小,连入电阻丝的长度变小,所以连入的另一个接线柱是3,即将“2和3”接线柱接入电路。
若电路中的电流变化不明显,说明电阻变化不明显,即在移动相同距离(改变相同长度)时电阻变化变大,为了使电阻变化大,可以选择更细的电阻丝。
故答案为:2和3;细。
三.作图题(共2小题)
20.请在图中圆圈内分别填入电流表或电压表的符号,要求开关闭合时两灯均能发光。
【解答】解:闭合开关,下方圆圈内的电表直接接在电源两极上,所以只能是电压表;电流从电源正极流出,分为两个支路分别通过L1、L2,电流汇合后从上方圆圈内的电表通过,回到电源负极,所以上方圆圈内的电表是电流表,如图所示:
21.如图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
【解答】解:原图中电压表测电源电压,电压表应该测小灯泡两端的电压,如图所示:
四.实验探究题(共2小题)
22.小明同学对串联电路电压规律进行了探究。
(猜想与假设)
串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
(设计与进行实验)
(1)按照左图所示的电路图,将如图的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压;
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;
(4)测出AC间的电压,得出结论。
(交流与评估)
(5)①在拆接电路时,开关必须 断开 ;
②闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 L2断路 或 L1短路 ;
③小明用上面的方法能否测出L2两端的电压? 不能 ,为什么? 电压表的正负接线柱接反了 ;
④方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是 实验次数少,具有偶然性 ,改进方法 换用不同规格的灯泡,进行多次实验 。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.8 1.2 3.0
【解答】解:
(1)由电路图可知,电流从正极出发经开关S、灯泡L2、L1回负极,电压表并联在灯泡L1两端,如图所示:
(5)①在拆接电路时,为了保护电路,开关必须断开;
②因为闭合开关,发现电压表示数为零,可能是电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,或电压表短路,若故障出现在灯泡处,则可能是L1短路或L2发生断路。
③在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样电压表正负接线柱接反,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
④根据表中数据可得:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;
由实验可知,该实验只进行了一次实验,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验。
故答案为:(1)见解答图;(5)①断开;②L2断路;L1短路;③不能;电压表的正负接线柱接反了;④实验次数少,具有偶然性;换用不同规格的灯泡,进行多次实验。
23.物理学习小组在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。提出如下猜想:
猜想A:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想B:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想C:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验采用如图装置进行探究,并记录下表数据;
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡的亮度
① 镍铬合金丝 0.4 0.2 较亮
② 镍铬合金丝 0.6 0.2 较暗
③ 镍铬合金丝 0.4 0.4 明亮
④ 锰铜合金丝 0.4 0.2 明亮
(1)在M、N之间分别接上不同规格的电阻丝,闭合开关后,通过观察 灯泡的亮度 来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 转换法 ;
(2)为了验证猜想A,应选用编号为 ①③ 的两根电阻丝分别接入电路进行实验;可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越 大 ;
(3)分别将编号为②④的电阻丝接入M、N之间,发现接入④时,小灯泡更明亮,于是小伟得出实验结论:“导体电阻的大小与导体的材料有关”。你认为小伟得出的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制导体电阻跟导体的长度不变 ;
(4)小梦发现当接入M、N之间的导体阻值差别较小时,实验现象不是很明显,请你对该电路提出一条改进建议: 在电路中串联一只电流表 。
【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小,这是转换法的应用;
(2)要验证猜想A:导体的电阻可能与导体的横截面积有关,应控制导体材料与长度相同,横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为①、③的两根电阻丝进行实验;①的横截面积小,灯泡的亮度不如③接入电路中时灯泡亮,电流较小,电阻较大,所以结论为:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(3)由表中数据可知,②④两电阻丝的横截面积相同而材料、长度不同,把电阻丝②和④接入电路的M、N两点间,电流表示数不相同,说明两根电阻丝的阻值不同,“导体电阻的大小与导体的材料有关”。你认为小伟得出的结论是错误的,理由是没有控制导体电阻跟导体的长度不变;
(4)导体阻值差别较小时,灯泡的亮度变化不明显,可以在电路中测量一只电流表,通过电流表示数的变化来比较电阻的大小。
故答案为:(1)灯泡的亮度;转换法;(2)①③;大;(3)错误;没有控制导体电阻跟导体的长度不变;(4)在电路中串联一只电流表。
五.计算题(共1小题)
24.如图所示,电源电压为18V,当开关S闭合后,电压表V2、V3示数分别为8V,15V。求:
(1)L1、L2、L3两端的电压分别是多大?
(2)将电压表V2、V3分别换成电流表A2、A3;闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.2A、1A、0.6A,通过L1、L2、L3的电流分别是多大?
【解答】解:
(1)由电路图可知,闭合开关后,三灯泡串联,V2测L1、L2两端电压之和,V3测灯泡L2、L3两端的电压之和,
因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,
灯L1的两端电压U1=U﹣UV3=18V﹣15V=3V,
灯L3的两端电压U3=U﹣UV2=18V﹣8V=10V,
灯L2的两端电压U2=U﹣U1﹣U3=18V﹣3V﹣10V=5V;
(2)由电路图可知,将电压表更换为电流表后,三灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2和L3支路的电流之和,电流表A3测L1和L2支路的电流之和,
由并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:
通过灯L1的电流 I1=IA1﹣IA2=1.2A﹣1A=0.2A,
通过灯L3的电流I3=IA1﹣IA3=1.2A﹣0.6A=0.6A,
通过灯L2的电流I2=IA1﹣I1﹣I3=1.2A﹣0.2A﹣0.6A=0.4A;
答:(1)L1、L2、L3两端的电压分别是3V、5V、10V。
(2)通过L1、L2、L3的电流分别是0.2A、0.4A、0.6A。
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