2022年教科版九年级物理上册第四章 探究电流 期末复习题
一.选择题(共9小题)
1.下列关于电压和电流的说法中,正确的是( )
A.电路两端有电压,电路中就一定有电流
B.将导体连接起来,就有电流
C.电路中有电流,电路两端不一定有电压
D.电源是提供持续电压的装置
2.下列关于物理量的估测,符合实际的是( )
A.人体的安全电压为36V
B.家用空调正常工作的电流约为10A
C.一节干电池的电压为2V
D.智能手机电池电压约为3.7V
3.小明要测量L1灯中电流大小,正确的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的电路中,电源两端电压为3V,小灯泡L1、L2单独工作时两端允许所加的最大电压为3V,闭合开关S,小灯泡L1、L2均发光,再闭合开关S1,则不可能出现的情况是( )
A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2不发光
C.小灯泡L2灯丝烧断 D.电流表指针反方向偏转
5.用下列电路探究电路的电流规律时,电流表A1、A2的示数如图所示,则流过灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.9A 0.4A B.1.3A 0.4A
C.0.26A 0.4A D.0.4A 0.9A
6.小华用如图所示电路“探究串联电路电压特点”,电源电压3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V,则下列说法正确的是( )
A.灯L1两端电压是2V
B.灯L2两端电压是2V
C.电源外部自由电子移动的方向是从A到D
D.将导线a从接线柱A换接到C可测灯L2两端电压
7.下列关于电流、电阻、电路的说法正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.电路中只要有电压,就一定有电流
C.当通过导体的电流为零时,导体电阻也为零
D.其他条件相同时,横截面积越小的导体电阻越大
8.小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图所示,是用他身边的器材自制的简易调光灯电路,下列说法正确的是( )
A.该实验装置可以探究导体电阻与导体材料的关系
B.该实验装置不可以探究导体电阻与导体长度的关系
C.闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度变亮
D.夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更粗的铅笔芯来做实验
9.关于图中的滑动变阻器,下列说法中错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.闭合开关前,为了保护电路,滑片P应滑到最右端
C.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
D.闭合开关,将滑片P向左滑动,小灯泡将变暗,电流表示数将变小
二.多选题(共3小题)
(多选)10.如图所示,L1、L2、L2是三只完全相同的灯泡,下面关于四个电流表示数的说法中正确的是( )
A.电路短路,三个灯均不亮
B.三个灯并联,亮度相同
C.电流表A1、A4的示数相同
D.电流表A2、A3的示数相同
(多选)11.对电表认识清楚后,可以让我们简化电路。如图所示,已知两只灯泡能发光,电表(电流表或电压表)都有示数,则满足情况的①、②和③三个电表(电流表或电压表)判断正确的有( )
A.①是电流表,②和③是电压表
B.①和③是电流表,②是电压表
C.①和②是电流表,③是电压表
D.①和③是电压表,②是电流表
(多选)12.如图所示的电路中,甲、乙两个导体长度相同,材料和横截面积不同,已知它们的横截面
积S甲<S乙。闭合开关后,通过甲、乙的电流相同,下列说法中正确的是( )
A.甲两端的电压U甲等于乙两端的电压U乙
B.甲的电阻R甲小于乙的电阻R乙
C.甲所用的材料导电性能较好
D.乙所用的材料导电性能较好
三.填空题(共6小题)
13.如图1所示电路中,电流表A1、与A2指针指示的位置如图2所示,则通过灯L1电流是 A,通过灯L2电流是 A。若L1灯丝断了,L2的亮度将 (选填“守恒”或“不守恒”)(不考虑温度对灯丝的影响)。
14.如图甲所示电路中,电灯的连接方式是 。当闭合开关后,两个电压表的指针均为图乙所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为 V和 V。
15.如图所示,已知电源电压为6V。闭合开关后,电压表V1示数是4V,电压表V2示数为5V,则L2两端电压为 V,若将电路中的电压表换成电流表,闭合开关后,发光的灯泡是 ,L1两端电压为 V。
16.如图所示,A和B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则RA RB,将它们串联后连入电路中,则电流IA IB(填“>”、“<”或“=”)。
17.如图,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动,若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将 (选填“a和b”、“b和c”或“a和c”)接线柱接入电路,这是通过改变电阻丝连入电路中的 来改变电阻的。关于电位器上电阻丝的材料应该选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
18.如图是测量推力大小的部分电路,要求推力越大电流表示数越大,则电路中M、N两点应分别接滑动变阻器的 两个接线柱,电阻R0是为了防止推力过大时电路发生 现象。
四.实验探究题(共3小题)
19.小张和小赵按照课本要求“探究并联电路中电流规律”,他们设计的电路如图甲所示。
(1)在连接电路的过程中开关应该 ;
(2)为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行 ,小张闭合开关时,发现所使用的电流表指针向零刻度线的左侧偏转,原因可能是 ;
(3)在实验过程中他们连接了如图乙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2 (选填“发光”或“不发光”);
(4)请在图乙上只改动一根导线,使L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器.(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉);
(5)他们采用了以下两种方法多次完成实验;
方法一:改变电源电压。
方法二:更换其中一条支路中的灯泡(规格不同)。
将测出的电流值填入下表,如图丙所示,①空格处电流表示数为 ;
实验次数 A处的电流IA/A B处的电流IB/A C处的电流IC/A
1 0.10 0.12 0.22
2 0.22 ① 0.46
3 0.26 0.30 0.56
通过对数据分析可知:
②前两次实验是采用方法 来进行的;
③由实验数据可以得出的结论是:并联电路中干路电流等于 。
20.小明用如图1所示的电路来探究串联电路的电流特点,用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)在连接电路时,开关必须 ;
(2)实验中最好选择规格 (选填“相同”或“不相同)的小灯泡;
(3)他先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是 ;
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路
D.电流表被烧坏
(4)排除故障后,重新闭合开关,小明发现两灯都正常发光,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,请你帮他想出一种简单可行的判断方法: ;
(5)他测量了a、b、c三处的电流,随后又进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异,下列分析正确的是 ;
Ia(A) Ib(A) Ic(A)
0.16 0.15 0.14
A.可能是因为测量误差
B.是因为没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
(6)小明进行多次实验的主要目的是 ;
①减小实验误差 ②寻找普遍规律
(7)实验后小明又问老师借来了一个电压表,用如图2所示电路来探究串联电路的电压关系,用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压,分别为UAB、UBC、UAC,经过多次测量,得到的数据记录在表中,分析实验数据,你可得到串联电路中的电压关系为 (用公式表示)。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
21.在验证猜想“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积是否影响电阻大小的因素”时,运用了如图所示的电路,实验中使用4根电阻丝的规格、材料如表所示。
电阻丝编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流大小/A
A 铜 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
(1)实验中通过观察 的大小来比较电阻的大小。
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料与 均相同时, 越长,电阻越大。
(3)分别将B、C两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: 时,横截面积越大,电阻越小。
(4)分别将 (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体电阻的大小与导体本身所用的材料有关。
2022年教科版九年级物理上册第四章 探究电流 期末复习题
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.下列关于电压和电流的说法中,正确的是( )
A.电路两端有电压,电路中就一定有电流
B.将导体连接起来,就有电流
C.电路中有电流,电路两端不一定有电压
D.电源是提供持续电压的装置
【分析】电源是提供电压的装置,电压是使电路中的自由电荷定向移动形成电流的原因;
得到持续电流的条件:一是有电源提供电压,二是电路是闭合的。
【解答】解:A、电路两端有电压,若电路不是通路就没有电流,故A错误;
B、将导体连接起来,若没有电压,电路中不会有电流,故B错误;
C、电压是形成电流的原因,电路有电流,电路两端必有电压,故C错误;
D、电源是提供持续电压的装置,故D正确。
故选:D。
2.下列关于物理量的估测,符合实际的是( )
A.人体的安全电压为36V
B.家用空调正常工作的电流约为10A
C.一节干电池的电压为2V
D.智能手机电池电压约为3.7V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、人体的安全电压为不高于36V,故A不符合实际;
B、家用空调正常工作的电流约为5A,故B不符合实际;
C、一节干电池的电压为1.5V,故C不符合实际;
D、智能手机电池电压约为3.7V,故D符合实际。
故选:D。
3.小明要测量L1灯中电流大小,正确的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据电流表的连接要求可知,电流表应该与被测用电器串联在一起,并且要注意使电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
【解答】解:A.电流表与L1串联,且电流是正进负出,符合连接要求,连接正确,故A符合题意;
B.电流表与L2串联,测量的是灯泡L2的电流,故B不符合题意;
C.电流表串联在了干路中,测量的是干路中的电流,故C不符合题意;
D.电流表与L1串联,但正负接线柱接反了,连接错误,故D不符合题意。
故选:A。
4.如图所示的电路中,电源两端电压为3V,小灯泡L1、L2单独工作时两端允许所加的最大电压为3V,闭合开关S,小灯泡L1、L2均发光,再闭合开关S1,则不可能出现的情况是( )
A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2不发光
C.小灯泡L2灯丝烧断 D.电流表指针反方向偏转
【分析】(1)只闭合开关S,灯泡L1和L2串联,开关S和S1都闭合时,灯泡L2被短路;
(2)电流表在接线时,必须确保电流从电流表的正接线柱流入,负极线柱流出,否则电流表的指针向左偏,损坏电流表。
【解答】解:A.当开当关S和S1都闭合时,灯泡L2被短路,灯泡L1两端的电压将增大,大小为电源电压3V,属于其正常工作时两端允许所加的最大电压,所以小灯泡L1变亮,故A不符合题意;
B.由于灯泡L2被短路,所以小灯泡L2不发光,故B不符合题意;
C.当开当关S和S1都闭合时,灯泡L2被短路,小灯泡L2的灯丝没有损坏,故C符合题意;
D.由图知,当开当关S和S1都闭合时,电流表的正负接线柱接反了,电流表的指针向反方向偏转,故D不符合题意。
故选:C。
5.用下列电路探究电路的电流规律时,电流表A1、A2的示数如图所示,则流过灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.9A 0.4A B.1.3A 0.4A
C.0.26A 0.4A D.0.4A 0.9A
【分析】由实物图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,A2测L2支路的电流,根据图示和并联电路的电流特点求出通过两灯的电流。
【解答】解:由图可知,灯泡L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测L2支路的电流;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则A1的示数应大于A2的示数,而图中电流表A1的指针偏转角度比A2的小,所以电流表A1选择的是大量程(即0~3A),分度值为0.1A,其示数为1.3A,即干路电流为1.3A;
电流表A2选择的是小量程(即0~0.6A),分度值为0.02A,其示数为0.4A,即通过灯泡L2的电流为0.4A;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡L1的电流为I1=I﹣I2=1.3A﹣0.4A=0.9A。
综上分析可知,A正确。
故选:A。
6.小华用如图所示电路“探究串联电路电压特点”,电源电压3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V,则下列说法正确的是( )
A.灯L1两端电压是2V
B.灯L2两端电压是2V
C.电源外部自由电子移动的方向是从A到D
D.将导线a从接线柱A换接到C可测灯L2两端电压
【分析】(1)由图可知,灯L1与灯L2串联,电压表测L1两端的电压,根据电压表的示数可得L1两端电压;
(2)根据串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和可求得L2两端电压;
(3)直流电路中电源外部电流的方向从正极流向负极,则自由电子定向移动的方向与此相反,应该是:从电源负极经用电器到正极;
(4)在电学实验中,电压表并联在待测电路两端,电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,不能接反了。
【解答】解:由图可知,灯L1与灯L2串联,电压表测L1两端的电压,
A、因电压表示数为2V,则L1两端电压为2V,故A正确;
B、由串联电路的电压规律可知,L2两端电压U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V,故B错误;
C、自由电子是负电荷,其定向移动的方向与电流的方向相反,则电路中电源外部的自由电子定向移动的方向是:从电源负极经过用电器到正极,即从D到A,故C错误;
D、将导线a从接线柱A换接到C,测量灯L2两端的电压,这一做法会使电流从电压表的“﹣”接线柱流入,从“+”接线柱流出,这样电压表的正负接线柱接反了,会导致电压表的指针反偏,不能测出灯L2两端的电压,故D错误。
故选:A。
7.下列关于电流、电阻、电路的说法正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.电路中只要有电压,就一定有电流
C.当通过导体的电流为零时,导体电阻也为零
D.其他条件相同时,横截面积越小的导体电阻越大
【分析】(1)电流是电荷的定向移动形成的;
(2)电压是形成电流的必要条件,但有电压不一定有电流;
(3)电阻是导体的一种性质,与其两端的电压、通过它的电流无关;
(4)导体电阻的大小与其材料、长短、粗细、温度有关。
【解答】解:A、不论是正电荷还是负电荷,只要电荷定向移动就可以形成电流,故A错误。
B、当电路中有电流时,电路两端一定有电压;当电路两端有电压时,电路中不一定有电流,如电路断路时,电压依旧存在,但电路中没有电流,故B错误;
C、无论导体中是否有电流通过,导体的电阻都是存在的,故C错误;
D、当导体的材料、长度等都相同时,横截面积越小,对电流的阻碍作用越大,即电阻越大,故D正确。
故选:D。
8.小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图所示,是用他身边的器材自制的简易调光灯电路,下列说法正确的是( )
A.该实验装置可以探究导体电阻与导体材料的关系
B.该实验装置不可以探究导体电阻与导体长度的关系
C.闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度变亮
D.夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更粗的铅笔芯来做实验
【分析】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度,根据控制变量法分析;灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,通过灯泡的电流越大,功率越大,灯泡就越亮。
【解答】解:
AB、根据实物图可知,实验中移动夹子A,铅笔芯接入电路中的长度改变,铅笔芯的材料、横截面积、温度不变,所以探究的是导体电阻与导体长度的关系;由于材料不变,所以不能探究电阻与材料的关系,故AB错误;
C、闭合开关,夹子A向右移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻变小,根据欧姆定律可知,通过灯泡的电流变大,灯泡亮度变亮,故C正确;
D、夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,这说明铅笔芯的电阻变化较小,他应该调换更细的铅笔芯来做实验,故D错误。
故选:C。
9.关于图中的滑动变阻器,下列说法中错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.闭合开关前,为了保护电路,滑片P应滑到最右端
C.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
D.闭合开关,将滑片P向左滑动,小灯泡将变暗,电流表示数将变小
【分析】(1)滑动变阻器的铭牌上标有滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流;
(2)闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大;
(3)滑动变阻器要“一上一下”进行连接;
(4)根据滑片P移动的方向,判断电路中电阻和电流的变化,从而判断灯泡和电流表的变化。
【解答】解:A、滑动变阻器铭牌标有“10Ω 2A”,10Ω表示滑动变阻器连入电路的最大电阻是10Ω,则滑动变阻器的调节范围是0~10Ω,故A正确;
B、闭合开关前,滑片P应滑到最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,这样做的目的是保护电路,故B正确;
C、滑动变阻器接入电路中,采用要“一上一下”的接线方法,故C正确;
D、闭合开关,滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流变大,则电流表示数变大,灯泡变亮,故D错误。
故选:D。
二.多选题(共3小题)
(多选)10.如图所示,L1、L2、L2是三只完全相同的灯泡,下面关于四个电流表示数的说法中正确的是( )
A.电路短路,三个灯均不亮
B.三个灯并联,亮度相同
C.电流表A1、A4的示数相同
D.电流表A2、A3的示数相同
【分析】由电路图可知,三个灯泡并联,A1测干路电流,A2测L2、L3的电流,A3测L1、L2的电流,A4测干路电流,三灯相同,由此根据并联电路特点分析解答。
【解答】解:由电路图可知,三个灯泡并联,而且三个灯泡完全相同,则三个灯泡两端电压相同,所以通过三个灯泡的电流相等,都为I,由P=UI可知,三个灯亮度相同;
由电路图知,A1测干路电流,A2测L2、L3的电流,A3测L1、L2的电流,A4测干路电流,
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以:
IA1=IA4=I1+I2+I3=3I,
IA2=I2+I3=2I,
IA3=I1+I2=2I,
由此可知,BCD正确,A错误。
故选:BCD。
(多选)11.对电表认识清楚后,可以让我们简化电路。如图所示,已知两只灯泡能发光,电表(电流表或电压表)都有示数,则满足情况的①、②和③三个电表(电流表或电压表)判断正确的有( )
A.①是电流表,②和③是电压表
B.①和③是电流表,②是电压表
C.①和②是电流表,③是电压表
D.①和③是电压表,②是电流表
【分析】在电路中,电压表由于电阻很大,相当于断路;电流表由于电阻很小,相当于一根导线。
【解答】解:如果两只灯泡串联,则电流的路径只能是一条,则电流只能通过2电表将两只灯泡与电源形成通路;则可以判断电流通过的2电表为电流表,没有通过的1、3电表为电压表;
如果两只灯泡并联,则电流的路径是两条,2电表是电压表,1、3电表是电流表。
故选:BD。
(多选)12.如图所示的电路中,甲、乙两个导体长度相同,材料和横截面积不同,已知它们的横截面
积S甲<S乙。闭合开关后,通过甲、乙的电流相同,下列说法中正确的是( )
A.甲两端的电压U甲等于乙两端的电压U乙
B.甲的电阻R甲小于乙的电阻R乙
C.甲所用的材料导电性能较好
D.乙所用的材料导电性能较好
【分析】由电路图可知,甲、乙两导体并联,根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压关系,根据欧姆定律可知两导体的电阻关系,利用影响电阻大小的因素判断导体的导电性能。
【解答】解:A、图中甲和乙并联在电路中,根据并联电路的电压规律,并联电路中各支路的电压相等,所以甲两端的电压U甲等于乙两端的电压U乙,故A正确;
B、因为并联电路中各支路的电压相等,且通过甲、乙的电流相同,根据欧姆定律可知,甲的电阻R甲等于乙的电阻R乙,故B错误;
CD、因导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,所以,若甲、乙两个导体的材料、长度相同且S甲<S乙时,甲的电阻较大,而实际上两者的材料不同,电阻相等,因此甲所用的材料导电性能较好,故C正确,D错误。
故选:AC。
三.填空题(共6小题)
13.如图1所示电路中,电流表A1、与A2指针指示的位置如图2所示,则通过灯L1电流是 1.76 A,通过灯L2电流是 0.44 A。若L1灯丝断了,L2的亮度将 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)(不考虑温度对灯丝的影响)。
【分析】根据电路图,分析电路结构,确定电流表所测电流,并判断两电流表示数关系;然后根据图示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数,求出通过灯L1的电流;根据并联电路的特点解答。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯L2所在支路电流,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A1示数大于A2示数;
由于两电流表指针位置相同,因此电流表A1的量程是0~3A,分度值是0.1A,示数为2.2A,即干路电流I=0.22A;电流表A2的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数为0.44A;即通过灯L2的电流I2=0.44A;则
通过灯L1的电流I1=I﹣I2=2.2A﹣0.44A=1.76A。
两灯泡并联,两灯两端的电压都等于电源电压,若L1灯丝断了,将两端的电压还是电源电压,L2的电阻不变,通过L2的电流不变,所以L2的亮度不变,即亮度守恒。
故答案为:1.76;0.44;守恒。
14.如图甲所示电路中,电灯的连接方式是 串联 。当闭合开关后,两个电压表的指针均为图乙所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为 4.8 V和 1.2 V。
【分析】如图电路是串联电路,串联电路的电压规律是:U=U1+U2;电压表V1测总电压,电压表V2测L2的电压;根据串联电路电压规律对电压表所选量程做出判断,然后即可读数。
【解答】解:分析电路图可知,灯泡L1和灯泡L2串联在电路中,电压表V2测的是灯泡L2两端的电压,电压表V1测的是电源电压;
因为在串联电路中,电源电压等于各串联用电器两端的电压之和,所以电压表V2用的是小量程,根据指针所在的位置可知,电压表V2的示数,即灯泡L2两端的电压为1.2V;电压表V1用的是大量程,根据指针所在的位置可知,电压表V1的示数,即电源电压为6V,所以灯泡L1两端的电压为:U=U1﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V。
故答案为:串联;4.8;1.2。
15.如图所示,已知电源电压为6V。闭合开关后,电压表V1示数是4V,电压表V2示数为5V,则L2两端电压为 3 V,若将电路中的电压表换成电流表,闭合开关后,发光的灯泡是 L1、L2、L3 ,L1两端电压为 6 V。
【分析】(1)由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1和L2两端的电压之和,电压表V2灯泡L2和L3两端的电压之和,根据串联电路的电压特点和电压表的示数求出三灯泡两端的电压;
(2)若将电路中的电压表换成电流表,闭合开关后,L1、L2、L3 并联,根据并联电路的电压特点分析。
【解答】解:由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1和L2两端的电压之和,电压表V2灯泡L2和L3两端的电压之和,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以U1+U2+U3=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;U1+U2=4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;U2+U3=5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;由①②可得,U3=2V,由①③可得,U1=1V,则U2=5V﹣U3=5V﹣2V=3V;
若将电路中的电压表换成电流表,闭合开关后,L1、L2、L3 并联,发光的灯泡是L1、L2、L3,由于并联电路各支路两端电压都等于电源电压,所以L1两端电压为6V。
故答案为:3;L1、L2、L3;6。
16.如图所示,A和B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则RA < RB,将它们串联后连入电路中,则电流IA = IB(填“>”、“<”或“=”)。
【分析】(1)电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;
(2)串联电路中电流处处相等。
【解答】解:A和B是由同种材料制成的长度相同的两段导体,A段的横截面积大,B段的横截面积小,因为在其它条件相同时,导体的电阻与横截面积成反比,所以可知A段的电阻小于B段的电阻;
由于两段电阻串联,根据串联电流处处相等的关系可知,通过这两段导体中的电流是相等的。
故答案为:<;=。
17.如图,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动,若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将 b和c (选填“a和b”、“b和c”或“a和c”)接线柱接入电路,这是通过改变电阻丝连入电路中的 长度 来改变电阻的。关于电位器上电阻丝的材料应该选用 镍铬合金丝 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
【分析】(1)电位器的实质是滑动变阻器,滑动变阻器依靠改变电阻线的长度来改变电阻大小;
(2)在长度和粗细都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,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。
【解答】解:
(1)灯泡亮度变亮时,说明电路中的电流变大,由I可知,电源的电压一定时,电路的总电阻应变小,电位器接入电路中的电阻应变小,
由图可知,将b和c接线柱接入电路后,顺时针旋转旋钮时,电阻丝连入电路中的长度变短,其阻值变小,电路中的电流变大,灯泡变亮;
(2)在长度和粗细都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,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作用,而用铜丝制作的话,起不到明显改变电阻的作用;所以,电位器上电阻丝的材料应该选用镍铬合金丝。
故答案为:b和c;长度;镍铬合金丝。
18.如图是测量推力大小的部分电路,要求推力越大电流表示数越大,则电路中M、N两点应分别接滑动变阻器的 AC 两个接线柱,电阻R0是为了防止推力过大时电路发生 短路 现象。
【分析】滑动变阻器有四个接线柱,选择一上一下接入电路,滑动变阻器接入的部分主要取决于接入的下面的接线柱,移动滑片电路电流变大,滑动变阻器接入的电阻变小,接入电路的电阻丝变长短;
电阻R0是保护电阻,防止电路中发生短路。
【解答】解:用力推弹簧,滑片P向左移动时,电路中的电流逐渐变大,滑动变阻器接入的电阻变小,接入电路的电阻丝变短,滑动变阻器一定接入A接线柱,上面接线柱任意选择,所以可以接入AD或AC;
电阻R0是保护电阻,防止推力过大,导致滑动变阻器接入的电阻为0时,电路中发生短路。
故答案为:AC(AD);短路。
四.实验探究题(共3小题)
19.小张和小赵按照课本要求“探究并联电路中电流规律”,他们设计的电路如图甲所示。
(1)在连接电路的过程中开关应该 断开 ;
(2)为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行 试触 ,小张闭合开关时,发现所使用的电流表指针向零刻度线的左侧偏转,原因可能是 电流表正负接线柱接反了 ;
(3)在实验过程中他们连接了如图乙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2 不发光 (选填“发光”或“不发光”);
(4)请在图乙上只改动一根导线,使L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器.(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉);
(5)他们采用了以下两种方法多次完成实验;
方法一:改变电源电压。
方法二:更换其中一条支路中的灯泡(规格不同)。
将测出的电流值填入下表,如图丙所示,①空格处电流表示数为 0.24A ;
实验次数 A处的电流IA/A B处的电流IB/A C处的电流IC/A
1 0.10 0.12 0.22
2 0.22 ① 0.46
3 0.26 0.30 0.56
通过对数据分析可知:
②前两次实验是采用方法 一 来进行的;
③由实验数据可以得出的结论是:并联电路中干路电流等于 各支路电流之和 。
【分析】(1)在连接电路的过程中,为保护电路,开关应该断开;
(2)为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行试触;电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反向偏转;
(3)如图3所示的电路中,A2与L2串联后再与导线并联,据此分析;
(4)L1、L2并联,电流表与待测电路串联,开关与控制的电路串联,据此连接;
(5)①根据电流选用的量程确定分度值读数;②比较前两次实验对应的电流大小分析;
③分析数据得出结论。
【解答】解:
(1)在连接电路的过程中,开关应该断开;
为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行试触;
小章在闭合开关时发现所使用的电流表指针反向偏转,原因可能是电流表正负接线柱接反了;
(3)如图乙所示的电路,A2与L2串联后再与导线并联,即A2与L2短路了,闭合开关后,观察到灯L2不发光;
(4)L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A1接在干路上;A2测灯L2的电流,A2测与灯L2串联;开关控制所有用电器,开关接在干路上,如下图所示:
(5)①空格处电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A;
②由表中数据知,第2次实验对应的电流是第1次的2倍,故采用的是改变的电源电压大小,即是采用的方法一来进行的;
由实验数据知:
0.10A+0.12A=0.22A;0.20A+0.24A=0.44A;0.26A+0.30A=0.56A;
可以得出的结论是:并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:(1)断开;(2)试触;电流表正负接线柱接反了;(3)不发光;(4)如上所示;(5)①0.24A;②一;③各支路电流之和。
20.小明用如图1所示的电路来探究串联电路的电流特点,用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)在连接电路时,开关必须 断开 ;
(2)实验中最好选择规格 不相同 (选填“相同”或“不相同)的小灯泡;
(3)他先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是 B ;
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路
D.电流表被烧坏
(4)排除故障后,重新闭合开关,小明发现两灯都正常发光,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,请你帮他想出一种简单可行的判断方法: 把其中一只灯泡从灯座中取下来,如果观察另一只灯泡熄灭,则两灯一定是串联;如果另一只灯泡发光,则两灯一定是并联 ;
(5)他测量了a、b、c三处的电流,随后又进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异,下列分析正确的是 A ;
Ia(A) Ib(A) Ic(A)
0.16 0.15 0.14
A.可能是因为测量误差
B.是因为没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
(6)小明进行多次实验的主要目的是 ② ;
①减小实验误差 ②寻找普遍规律
(7)实验后小明又问老师借来了一个电压表,用如图2所示电路来探究串联电路的电压关系,用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压,分别为UAB、UBC、UAC,经过多次测量,得到的数据记录在表中,分析实验数据,你可得到串联电路中的电压关系为 UAC=UAB+UBC (用公式表示)。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
【分析】(1)为保护电路,在连接电路时,开关必须断开;
(2)(6)探究串联电路的电流特点时,为得出普遍性的结论,实验中最好选择规格不相同的小灯泡进行多次实验;
(3)闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,说明电路中某处接触不良,据此分析;
(4)根据串、并联电路的工作特点进行分析;
(5)逐项分析,进行解答;
(7)分析表格数据,得出结论。
【解答】解:(1)为保护电路,在连接电路时,开关必须断开;
(2)探究串联电路的电流特点时,为得出普遍性的结论,实验中最好选择规格不相同的小灯泡进行多次实验;
(3)A.两灯串联,若某段导线断开,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故A不符合题意;
B.若某接线柱处接触不良,则电路时通时断,两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故B符合题意;
C.若某灯泡被短路,这个灯不发光,另一个灯发光,电流表有示数,故C不符合题意;
D.若电流表被烧坏,则电路断路,两灯都不发光,电流表示数为0,故D不符合题意;
故选B;
(4)把其中一只灯泡从灯座中取下来,如果观察另一只灯泡熄灭,则两灯一定是串联;如果另一只灯泡发光,则两灯一定是并联;
(5)A.测量过程中总是存在误差,误差会使三处的测量值有差异,故A正确;
B.若是因为没有对电流表调零造成的,则电流总是偏大或偏小,故B错误;
CD.串联电路各处的电流相等,故CD错误;
故选A;
(6)本次实验,小明进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律,故选②。
(7)由表中的数据知,0.8V+2.2V=3.0V;1.0V+2.0V=3.0V;1.2V+1.8V=3.0V;由此可得:UAC=UAB+UBC;
故答案为:(1)断开;(2)不相同;(3)B;(4)见解析(合理即给分);(5)A;(6)②;(7)UAC=UAB+UBC。
21.在验证猜想“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积是否影响电阻大小的因素”时,运用了如图所示的电路,实验中使用4根电阻丝的规格、材料如表所示。
电阻丝编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流大小/A
A 铜 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
(1)实验中通过观察 电流表示数 的大小来比较电阻的大小。
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料与 横截面积 均相同时, 长度 越长,电阻越大。
(3)分别将B、C两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: 导体的材料、长度相同 时,横截面积越大,电阻越小。
(4)分别将 A、B (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体电阻的大小与导体本身所用的材料有关。
【分析】(1)电阻的大小可以通过电流的大小来转换比较,这是转换法;
(2)(3)(4)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积,因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法。
【解答】解:(1)在该实验中,电阻的大小是通过观察电流表的示数大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法;
(2)研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,用控制变量法;
由表中数据可知,将C、D两根合金丝接入电路,C、D合金线的材料、横截面积均相同,而长度不同,电流表的示数不同,可初步探究出的结论是导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;
(3)将B、C两根合金丝接入电路,研究导体的电阻与横截面积的关系,初步探究出的结论是导体的材料、长度均相同,而横截面积越大,电阻越小;
(5)分别将A、B两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是导体电阻的大小与导体本身所用的材料有关。
故答案为:(1)电流表的示数大小;(2)横截面积;长度;(3)导体的材料、长度相同;(4)A、B。