第十六章 电压 电阻
一、单选题
1.(2022·湖北荆州·九年级期末)关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
2.(2022·湖北宜昌·九年级期末)一个电源的正负极模糊了,用如图所示的四种实验方法来判断,不正确的是( )
A.甲:闭合开关后,若灯泡发光,则电池的左端是正极
B.乙:闭合开关后,若二极管发光,则电池的右端是正极
C.丙:闭合开关后,若电流表指针向左偏转,则电池的左端是正极
D.丁:闭合开关后,若电压表指针向右偏转,则电池的右端是正极
3.(2022·湖北十堰·九年级期末)下列电路图中,电流表或电压表的使用正确的是( )
A. B. C. D.
4.(2022·湖北武汉·九年级期末)如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
5.(2022·湖北十堰·九年级期末)为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路(电源电压未知),其中不可行的是( )
A. B. C. D.
6.(2022·湖北鄂州·九年级期末)利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”。演示板上固定有a、b、c、d 四根合金丝, 其中a、b、c 粗细相同,d 最粗;a、c、d 均为镍铬合金丝,b 为锰铜合金丝。将导线 P、Q 分别接 在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
7.(2022·湖北荆州·九年级期末)小明在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中,发现实验器材中电阻丝只有一根,其它器材足够,如果要他完成下面的实验探究活动,不可能完成的是( )
A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
8.(2022·湖北十堰·九年级期末)如图所示的滑动变阻器连入电路的四种接法中,当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路部分的电阻减小的是
A. B. C. D.
二、填空题
9.(2022·湖北十堰·九年级期末)如图甲所示,根据漫画中的对话,可以判断电表______(选填“1”或“2”)是电流表,这种直接将电流表接在电源上的现象称为______。如图乙是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的______,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
10.(2022·湖北荆州·九年级期末)如图乙所示,把两种不同的金属片插入柠檬,制成“水果电池”,水果电池把_____能转化为电能;用电压表测量水果电池的电压,电压表正常偏转,金属片B是水果电池的_____极。
三、作图题
11.(2022·湖北黄冈·九年级期末)如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),1、2、3为接线柱。请将光敏变阻器正确串联到下面电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
12.(2022·湖北随州·九年级期末)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整.要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小.
四、实验题
13.(2022·湖北荆州·九年级期末)我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:
实验次数 AB间电阻/Ω CD间电阻/Ω
1 10 5
2 20 10
3 30 15
(1)连接电路时,应将开关处于______状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为______V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压______;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信?______(选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:______。
14.(2022·湖北十堰·九年级期末)小明学习了变阻器一节后,到实验室做用滑动变阻器调节小灯泡亮度,同时观察小灯泡的亮度与两端电压和通过电流的关系的实验,下图是小明还没有完成的电路设计。
(1)请用笔画线代替导线将甲图中未完成的电路完成,且使变阻器滑动片向右移动时灯变暗_____;(导线不允许交叉)
(2)连接电路时,开关应该处于________状态;
(3)连接好电路,闭合开关前,滑动片应该置于_______端(选填A或B);
(4)闭合开关后,发现灯不亮,电压表示数为零,电流表指针正常偏转.造成这一现象的原因可能是_______。
A.电灯断路 B.变阻器断路
C.变阻器短路 D.电灯短路了
15.(2022·湖北荆门·九年级期末)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:
(1)甲同学的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关。
乙同学的猜想是:②电阻可能与导体的温度有关。
丙同学的猜想是:③电阻可能与导体的横截面积有关。
根据你掌握的电学知识,你认为:④电阻还与______有关;
(2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表。选用导线A和B进行实验,可以探究______(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想甲应该选用______(选上面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验。
金属丝代号 材料 长度 横截面积
A 金属甲 1 0.2
B 金属甲 1 0.1
C 金属乙 1 0.1
D 金属乙 0.5 0.1
16.(2022·湖北武汉·九年级期末)在探究影响导体电阻大小因素的实验中,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验检验。某实验小组按下图准备实验时对每一个猜想都用三个实验数据进行对比,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用 A~G 七个字母代表。
导体代号 长度/m 横截面积 /mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
(1)实验中通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小,电流表示数越大,导体电阻越______。若选用A、B、C 三种导体依次接入电路进行实验,发现电流表示数依次变大,这表明______。
(2)为了检验“导体的电阻跟导体的材料有关”的猜想,应选择的三种导体是______;为了检验“导体的电阻跟导体的长度有关”的猜想,应选择的三种导体是______ (填导体代号)
17.(2022·湖北襄阳·九年级期末)小明利用下图甲所示的电路图进行“探究串联电路的电压规律”的实验。
(1)实验中应选择规格______(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)为测量L1两端的电压,连接的实物图乙有错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,另画两条导线将实物图连接完整______;
(3)改正电路连接后,小明分别测出UAB=1.1V、UBC=1.4V,AC两端的电压如图丙所示,并分析实验数据得出结论:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。小华指出小明的做法是______(填“合理的”或“不合理的”),要想得出实验结论,需要______。
18.(2022·湖北黄石·九年级期末)如图,在“探究串联电路电压的规律”实验中,某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2。数据如表:
U/V U1/V U2/V
3 2 1
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是________(用题中物理量的符号表示);
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1和V2的示数分别为________、________;
(3)该实验的做法不妥当的地方是:________。
19.(2022·湖北随州·九年级期末)小强想知道“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”,设计了如图所示的电路(加热装置与测温装置未画出)。他选择的器材有定值电阻R0、电流表、开关、若干导线、酒精灯、电子温度计、一段2B铅笔芯和电压恒定的稳压电源。请根据探究问题和设计方案,回答下列问题:
(1)该实验要探究的问题中,需要改变的物理量是铅笔芯的______;
(2)同组的小敏看到小强设计的电路后,她认为“由于不知道铅笔芯两端的电压,从而无法判断其电阻是否发生变化”。你认为小敏的观点是______(选填“正确”或“错误”)的。请陈述你的判断理由:______。
参考答案:
1.C
【解析】A.电流表和电压表在使用前都应检查指针是否指零,故A正确,不符合题意;
B.为防止烧毁电表,若有两个量程,一般都先用大量程“试触”,故B正确,不符合题意;
C.电压表在不超过量程的情况下,可以直接接到电源两极上,故C错误,符合题意;
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,故D正确,不符合题意.
2.A
【解析】A.闭合开关后灯泡发光,无论电流从哪个方向流入灯泡,灯泡都会发光,所以此图不能确定电源的正负极,故A错误,符合题意;
B.闭合开关后,发光二极管具有单向导电性,若二极管发光,则长脚与电源的正极相连,所以电源的右端是正极,故B正确,不符合题意;
C.闭合开关后,若电流表的指针向左偏转,则电流表的负接线柱与电源的正极相连,所以电池的左端是电源的正极,故C正确,不符合题意;
D.闭合开关后,若电压表指针向右偏转,则电压表的正接线柱与电源的正极相连,所以电池的右端是电源正极,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.C
【解析】A.因为电流表并联在了电源两端,因此闭合开关后会形成电源短路;故A错误;
B.电压表的正负接线柱连接反了,故B错误;
C.两个灯泡并联,电流表接到干路中,测量干路中的电流,故C正确;
D.电压表的正负接线柱连接反了,故D错误。
故选C。
4.A
【解析】A.由图可知,两个灯泡串联,电压表和L2并联,电压表测量L2两端的电压,故A正确;
B.如果小灯泡L1断路,整个电路断路,小灯泡L2不能发光,电压表的示数为零,故B错误;
C.小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,电压表有示数,说明电路是通路,可能灯泡L1短路,此时电压表测量电源电压,将导线①的左端改接到a接线柱,电压表测量电源电压,电压表不会被短路,故C错误;
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱,会使电流从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,电压表的指针向左偏,故D错误。
故选A。
5.D
【解析】A.开关S闭合时,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测电阻R1两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据串联电路的分压特点即可比较两电阻的大小,故A不符合题意;
B.开关S闭合时,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,根据串联电路的分压特点即可比较两电阻的大小,故B不符合题意;
C.开关S闭合时,两电阻并联,根据并联电路电压规律可知两电阻两端的电压相同,通过两个电流表的示数,结合欧姆定律,可以比较两电阻的大小,故C不符合题意;
D.开关S闭合时,两电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测量电路电流,由于不知道电源电压或者R1的电压,因此无法比较两电阻阻值的大小,故D符合题意。
故选D。
6.A
【解析】A.依题意得,a和b电阻丝的长度、粗细相同,材料不同,因此选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故A正确;
B.依题意得,c和d长度和材料相同,粗细不同,因此选用 c和 d进行实验,可以探究导体电阻跟导体粗细的关系,故B错误;
C.依题意得,a和c的材料、粗细相同,长度不同,因此选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟长度的关系,故C错误;
D.依题意得,b和d的长度、材料、横截面积都不同,因此选用b和d进行实验,不可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故D错误。
故选A。
7.C
【解析】A.可以把电阻丝弄成长短不同的两段,探究电阻与长度的关系,故A可能完成;
B.把电阻丝分成长度相等的两段,首先一段电阻丝单独接入电路使用,然后把两段并联在一起同时接入电路,此时可探究电阻与横截面积的关系,故B可能完成;
C.由于无法改变导体的材料,所以无法探究电阻与导体材料的关系,故C不可能完成;
D.可以通过给电阻丝加热来探究电阻与温度的关系,故D可能完成。
故选C。
8.A
【解析】试题分析:滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分.当滑片滑动时,接入电路的电阻丝变长,则电阻变大,变短则电阻变小.A图中滑片右边的电阻线接入了电路,当滑片P向左滑动时,接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大,所以A选项不正确.B图中将变阻器的下面两个接线柱连入电路,当滑片P向左滑动时,不会改变连入电路的电阻丝的长度,所以不会改变电阻,所以B选项不正确.C图中滑片左边的电阻线接入了电路,当滑片P向左滑动时,接入电路的电阻丝的长度变短,电阻变小,所以C选项正确.D图中滑片右边的电阻线接入了电路,当滑片P向左滑动时,接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大,所以D选项不正确.故选C.
考点:滑动变阻器的使用
9. 2 短路 横截面积
【解析】[1][2]由于电流表的电阻很小,所以如果不小心将电流表直接接在电源的两极上,根据欧姆定律可知,这时由于电流很大,会形成短路。而电压表内阻很大,可以直接接在电源的两极上,测量电源电压。由此判断,图中电表2是电流表,电表1是电压表,这种直接将电流表接在电源上的现象称为短路。
[3]高压输电的目的是减小电能的损失,在导线长度不能改变时,可以通过想办法改变其横截面积,四根导线并联时相当于增大了导线的横截面积,所以导线的电阻会减小,损失的电能也会减少。
10. 化学 负
【解析】[1]水果电池在工作时,消耗化学能,产生电能,故是将化学能转化为电能的过程。
[2]由电压表的连接方法知,电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出,故此时与电压表正接线柱相连的是电源的正极,与电压表负接线柱相连的是电源的负极,故金属片B是水果电池的负极。
11.
【解析】题目要求光敏电阻串联入电路中,光敏变阻器类似于滑动变阻器,现要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗,说明电路中电流减小电阻增大,所以左移时薄膜电阻接入长度要增大,电源正极应与②相连。作图如下:
12.
【分析】滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件.
【解析】根据电压表应与被测用电器并联,读图可知,左右两个位置不可能是电压表,则电压表应在中间的位置.根据移动滑动变阻器的滑片P,小灯L变亮时,电压表的示数变小,说明电压表测的是滑动变阻器两端的电压,则左侧的位置应该是电源,右侧的位置应该是电流表.且电源的正极朝下.如下图所示:
【点睛】根据电压表应与被测用电器并联,电流表应与用电器串联,再结合移动滑动变阻器的滑片P,小灯L变亮时,电压表的示数变小可判断各元件的位置.
13. 断开 2 越大 不可信 要得到普遍性规律,实验中每次实验的电阻比值应不同
【解析】(1)[1]连接电路时,开关处于断开状态。
(2)[2]电压表使用0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,10Ω两端的电压是2V。
[3] 通过阻值为10Ω电阻的电流为
I===0.2A
串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端的电压为
U2=IR2=0.2A×5Ω=1V
所以串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大。
(3)[4][5]实验过程中,三次实验的电阻比都是2:1,具有偶然性,实验中每次实验的电阻比值不同,才能得到普遍性结论,所以这一实验过程得到的结论不可信。
14. 断开 B端 D
【解析】(1)电压表应并联到灯泡的两端,滑动变阻器采用一上一下的接法;变阻器滑动片向右移动时灯变暗,则滑动变阻器的电阻变大,故下端应接A点,连接如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
(3)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,即滑片移到B端。
(4)电流表指针正常偏转,说明整个电路是通路,电压表测量的是灯泡两端的电压,电压表示数为零,可能是灯泡短路,故选D。
15. 导体的长度 丙 B、C
【解析】(1)[1]电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度,所以电阻还与导体的长度有关。
(2)[2]因为A、B导线的长度和材料均相同,而横截面积不同,因此选用导线A和B进行实验,可以探究丙同学的猜想。
[3]要探究甲同学的猜想,根据控制变量法的思路,应该控制导体的长度、横截面积、温度都不变,因此应该选择导线B和C。
16. 小 在材料和长度相同的情况下,导体的横截面越大,电阻越小。 C、F、G B、D、E
【解析】(1)[1]由电路图可知,导体两端电压为电源电压不变,故在实验中可以通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小,电流表示数越大,由欧姆定律可知,导体电阻越小。
[2]由表中数据可知,A、B、C三种导体的材料和长度均相同,而横截面积逐渐增大,若电流表示数逐渐增大,则说明电阻在逐渐减小,故可知在材料和长度相同的情况下,导体的横截面越大,电阻越小。
(2)[3]要检验“导体的电阻跟导体的材料有关”的猜想,应控制导体的长度和横截面积不变,改变导体的材料,故由表中数据可知,应选择的三种导体是C、F、G。
[4]为了检验“导体的电阻跟导体的长度有关”的猜想,应控制导体的材料和横截面积不变,改变导体的长度,故由表中数据可知,应选择的三种导体是B、D、E。
17. 不相同 不合理 更换不同规格灯泡重复实验
【解析】(1)[1]为了避免得出两灯泡串联时电压相等的错误结论,实验中应选择规格不同的小灯泡。
(2)[2]为测量L1两端的电压,应让电流从正极依次流过开关、灯L2、灯L1回到负极,将电压表的正接线柱连灯L1头(左边接线柱),电压表的负接线柱连L1尾(右边接线柱),改正后的电路如图所示:
(3)[3][4]小明仅凭一次实验数据就得出结论:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,这样的做法具有偶然性,是不合理的;要想得出实验结论,需要更换不同规格的灯泡,重复上述实验。
18. U=U1+U2 3V 0V 只做了一次实验,只由一组数据得出的结论具有偶然性
【解析】(1)[1]由图表可知
3V=2V+1V
由此得出串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即
U=U1+U2
(2)[2][3]实验过程中,若L1灯丝断了,则断路部分电压为电源电压,未断路部分电压为0,故电压表V1示数为3V,电压表V2示数为0V。
(3)[4]由表格可知,只有一组数据,由此就得出结论,所以该实验的做法不妥当的地方是:只做了一次实验,只由一组数据得出的结论具有偶然性。
19. 温度 错误 见解析
【解析】(1)[1]此实验探究的是铅笔芯的电阻与温度的关系,故自变量是铅笔芯的温度。
(2)[2][3]因电源电压保持不变,R0的电阻保持不变,铅笔芯的电阻变化时,则总电阻发生变化,根据欧姆定律知,电路中的电流就会发生变化,由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化,故小敏的观点是错误的。