第十五章 探究电路 综合素质评价试题（含答案）

第十五章 探究电路 综合素质评价
一、填空题(每小题2分，共20分)
1．【2023·六安期末改编】欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了决定电阻大小的因素。如图有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，长、宽、高分别为a、b、c，且a＞b＞c。当沿________(填“AB”“CD”或“EF”)方向通过电流时电阻最小。
2．小明同学把如图所示的变阻箱接入电路，则此变阻箱接入电路的电阻为________Ω。
3．【立德树人·安全意识】“珍爱生命，安全用电”是同学们日常生活必须具备的安全意识。在家庭电路中，用测电笔辨别火线、零线时，图中执笔方式正确的是________(填“甲”或“乙”)。
4．【易错题】导体两端的电压为3 V时，通过它的电流是0.6 A；如果使该导体两端的电压增至6 V，那么导体的电阻是________Ω。
5．【2023·蚌埠期中改编】如图在烧杯中加入盐水，然后将连接在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。用电压表测量这个电池的电压，观察电压表的接线和指针偏转情况如图所示。当把一个电阻接入此盐水电池组成的电路中时，通过电流表测出此时通过电阻的电流为0.2 A，此时该电阻的阻值为________Ω。
6．【2023·铜陵铜官区期中】如图，R1是滑动变阻器，滑片P做成可以绕O点转动的杠杆，另一端通过可以自由转动的轻杆和浮标相连，U＝9 V。若R1接入电路的阻值为10 Ω时油量表指针指在3 V，此时电阻箱R2的阻值为________Ω。
7．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表V的示数跟电流表A与A1示数差值的比值将________(填“变小”“不变”或“变大”)。
8．电工师傅一般根据电线的颜色来辨别火线(红色)、零线(蓝色)和地线(黄绿)；如图所示教室中黑板前方的日光灯L1和L2由一个开关S单独控制。请将开关控制的两盏正常发光的电灯(已连接部分电路)正确连入电路。
9．如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2让两个电路中的灯泡均正常发光。则电路的总电阻之比R甲：R乙＝________。
10．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝8 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当在A、B间连一个理想电压表时其示数为2 V，那么，若在A、B间连一个理想电流表，其示数是________A。
二、选择题(每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
11．【教材改编题】关于电流、电压、电阻的关系下面说法不正确的是(　　)
A．保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系
B．保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系
C．欧姆定律是研究同一段电路中I、U、R三者关系的
D．一段导体两端的电压增大，通过导体的电流增大，则导体的电阻增大
12．【2022·淮北一模】如图所示，下列做法中符合安全用电原则的是(　　)
A．如图甲：在一个插座上同时使用工作电流较大的用电器
B．如图乙：未将冰箱的金属外壳接地就照常使用
C．如图丙：用湿手将插头拔下来
D．如图丁：电器失火时先切断电源
13．合肥市创立文明城市，一项重要指标是产品质量，质检部门抽样调查了甲、乙、丙、丁四根导线，其中甲、乙、丙三根是铜线，丁是镍铬合金线。甲、乙导线粗细相同，甲比乙短，乙、丙导线长短一样，乙比丙粗，丙、丁导线长短粗细都相同，则四根导线按其电阻大小排列是(　　)
A．R甲＞R乙＞R丙＞R丁 B．R丁＞R丙＞R乙＞R甲
C．R丙＞R乙＞R甲＞R丁 D．R乙＞R丁＞R甲＞R丙
14．【2022·安徽模拟】如图，定值电阻R＝5 Ω，其余电阻阻值未知，在ab间接入3 V的电源时，通过c点的电流为0.9 A，若将R换为6 Ω的定值电阻，则通过c点的电流为(　　)
A．1.1 A B．0.8 A C．0.5 A D．0.2 A
15．【学科素养·科学探究】合肥某中学举行测电阻实验大赛，小明在没有电流表的情况下(电源电压未知但不变)，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是(　　)
16．【2023·六安期中】如图甲所示，电源电压不变，R2为电阻箱，调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示的是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数的图像。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为(　　)
A．5 Ω 　 30 V
B．5 Ω　 2.5 V
C．10 Ω　 20 V
D．10 Ω　 10 V
17．如图所示电路中，R1＜R2，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右滑动，电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1，电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2，滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3，下列说法正确的是(　　)
A．V1示数变小，V2示数变大
B．V1示数变大，ΔU1＜ΔU2
C．V2示数变小，ΔU1＝ΔU3
D．V2示数变小，ΔU1＜ΔU3
三、实验题(第18小题10分，第19小题8分，共18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。
(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的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”)移动，记录此时各表的示数。
(4)将10 Ω定值电阻换成20 Ω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(Ω) 电流表示数(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．【2023·亳州模拟改编】在“测量未知电阻阻值”的实验中，实验室提供了如下器材：学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测的定值电阻R、一个额定电压为2.5 V的小灯泡、开关及若干导线。
(1)如图甲所示，连接好电路后，小明将滑动变阻器的滑片滑至最左端。闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数，出现此现象的原因可能是__________________________________________________________________。
(2)改正错误后，小明闭合开关，把滑动变阻器滑片移到某处时，电压表、电流表的示数如图乙所示，则R的阻值为____________Ω(结果保留1位小数)。
(3)小明对上面测算结果进行误差分析：考虑到电压表中也有电流通过，该电路测得的R1的测量值与真实值相比__________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(4)小明接着用这种方法测算了小灯泡在不同电压下的灯丝电阻，小明认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差，老师告诉小明这样做不合理，理由是______________。
四、计算与推导题(第20小题8分，第21小题10分，共18分；解答要有必要的公式和过程)
20．如图所示，把两个定值电阻R1、R2并联接入电压恒定的电路中，闭合开关，通过干路的电流为I。
(1)请你利用所学知识分析推导通过电阻R1的电流I1＝I。
(2)如果R1、R2的阻值分别是5 Ω和10 Ω，通过干路中的电流为0.9 A，则通过R1的电流是多少？
21．在实际电路中电流表、电压表的内阻不能忽略。某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx，他先将电压表、电流表按图a所示的方法连接在电源电压恒定的电路中，测得电压表、电流表的示数分别为3.0 V、3.0 mA。接着在同一电路中，他又将同一电压表、电流表按图b所示的方法连接，测得电压表、电流表的示数分别为2.9 V、4.0 mA。
(1)求出电流表的内阻RA。
(2)求出待测电阻Rx的真实值。
答案
一、1．AB
2．7 408　点拨：由图知，×1 000的位置对应的数是7，×100的位置对应的数是4，×10的位置对应的数是0，×1的位置对应的数是8，故电阻箱的示数为7×1 000Ω＋4×100 Ω＋0×10 Ω＋8×1 Ω＝7 408 Ω。
3．甲　点拨：用测电笔辨别火线、零线时，手必须接触金属笔尾，这时火线、金属笔尖、大电阻、氖管、金属笔尾、人体、大地构成闭合通路，氖管才会放光，因此甲图正确。
4．5　点拨：导体两端的电压为3 V时，通过它的电流是0.6 A，则导体的电阻 R＝＝＝5 Ω，电阻与导体两端的电压无关，所以当它两端的电压为6 V时，该导体的电阻仍为5 Ω。
5．3　点拨：由图可知，电压表所接量程为0～3 V，分度值为0.1 V，其示数为 0.6 V，即盐水电池的电压U＝0.6 V；把电阻接入盐水电池的电路中，已知通过电阻的电流为0.2 A，则该电阻的阻值R＝＝＝3 Ω。
6．20　点拨：由电路图可知，闭合开关，R1与R2串联，电压表测量R1两端的电压，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得，通过电路的电流I＝＝ ＝0.3 A，此时电路中的总电阻R＝＝＝30 Ω，因为串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，所以电阻箱R2的阻值为R2＝R总－R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω。
7．变大　点拨：由电路图可知，滑动变阻器R2与定值电阻R1并联，电压表测电源的电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。因为电源的电压保持不变，因此滑片移动时，电压表的示数不变；由于并联电路各支路独立工作、互不影响，因此滑片移动时，通过R1的电流不变，即电流表A1的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，根据I＝可得，R2支路的电流变小；根据并联电路的电流规律可知，电流表A与A1示数差值即为R2支路的电流，电压表V的示数跟电流表A与A1示数差值的比值为滑动变阻器接入电路的电阻大小，由于滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，故电压表V的示数跟电流表A与A1示数差值的比值变大。
8．解：如图所示。
9．1∶2　点拨：甲电路图中，两灯泡并联，两端电压相同，均正常工作时干路中的电流为2I额，则电路中总电阻为R甲＝，乙电路图中，两灯泡串联，通过的电流相同为I额，则电路中总电阻为R乙＝，则电路的总电阻之比R甲∶R乙＝∶＝1∶2。
10．0.3
二、11．D
12．D　点拨：在一个插座上同时使用多个大功率用电器，会造成电路总功率过大而使电路总电流过大，引起空气开关跳闸，故A不符合题意；冰箱的金属外壳带电时，与外壳连接的地线能及时将电导走，避免出现触电事故，所以未将冰箱的金属外壳接地不符合安全用电原则，故B不符合题意；用湿手将插头拔下，有触电的危险，因为水是导体，且手湿后人体电阻变小，故C不符合题意；电器失火时，先切断电源，能避免在救火时发生触电事故。故D符合题意。故选D。
13．B
14．B　点拨：由图可知，在ab间接入3 V的电源时，c点在干路，电阻R在单独的一条支路中，因并联电路中各支路两端电压相等，则根据欧姆定律可得，通过R的电流I1＝＝＝0.6 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则通过其余电阻的电流之和为I2＝I总－I1＝0.9 A－0.6 A＝0.3 A；将R换为6 Ω的定值电阻，此时通过R的电流I3＝＝＝0.5 A，因并联电路中各支路互不影响，所以通过其余电阻的电流之和不变(仍然为0.3 A)，此时通过c点的电流I总′＝I2＋I3＝0.3 A＋0.5 A＝0.8 A。
15．D
16．B　点拨：由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当R2＝0 Ω时，＝2 A－1，则电路中的电流I1＝0.5 A，此时只有R1接入电路，则由I＝可得，电源的电压U＝I1R1＝0.5 A×R1，由图乙可知，当R2′＝ 10 Ω时，＝6 A－1，则电路中的电流I2＝A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压U＝I2(R1＋R2′)＝A×(R1＋10 Ω)，因电源的电压不变，所以0.5 A×R1＝A×(R1＋10 Ω)，解得：R1＝5 Ω，电源电压U＝I1R1＝0.5 A×5 Ω＝2.5 V。
17．D
三、18．解：(1)如图所示。
(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)滑动变阻器的最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8 V
点拨：(1)电压表与电阻并联，由于电源电压为3 V，所以应选择0～3 V的量程；滑动变阻器已经接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱；(2)由乙图知道，电流表的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.36 A；(3)将5 Ω电阻换成10 Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；(6)由题可知，定值电阻两端的电压应保持UR＝IR＝0.18 A×10 Ω＝1.8 V不变，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压U滑＝U－UR＝3 V－1.8 V＝ 1.2 V，滑动变阻器分得的电压为定值电阻电压的＝，根据分压原理，当用50 Ω的定值电阻进行实验时，滑动变阻器连入电路中的电阻大小应为× 50 Ω≈33.3 Ω＞20 Ω，故不能完成实验，原因是滑动变阻器的最大阻值太小。
19．(1)电阻短路
(2)7.8
(3)偏小
(4)灯丝的电阻受温度的影响，本就不同，求平均值没有意义
四、20．解：(1)假设电源电压为U，根据并联电路电流、电压的特点可知I＝I1＋I2，即＝＋，所以R并＝，电源电压U＝IR并＝×I，通过电阻R1的电流I1＝＝＝＝I。(2)由(1)知，如果R1、R2的阻值分别是5 Ω和10 Ω，通过干路中的电流为0.9 A，则通过R1的电流是I1＝I＝×0.9 A＝0.6 A。
21．解：(1)图a中，电压表测量电阻Rx和电流表的总电压即电源电压，电流表测通过电阻Rx的电流，因为图a中电压表的示数为3.0 V，所以电源电压U＝ 3.0 V，即UA＋Ux＝3.0 V，图b中，电压表测量电阻Rx两端的电压，电流表测量电阻Rx和电压表的总电流，图b中电压表的示数为2.9 V，即Ux＝2.9 V，所以电流表分得的电压UA＝U－Ux＝3.0 V－2.9 V＝0.1 V，而IA＝4.0 mA＝4× 10－3 A，电流表的内阻RA＝＝＝25 Ω。
(2)电源电压U＝3.0 V，图a中电流I＝3.0 mA＝3×10－3 A，根据I＝可得，图a中的总电阻R＝＝＝1 000 Ω，即RA＋Rx＝1 000 Ω，则待测电阻Rx的真实值Rx＝R－RA＝1 000Ω－25 Ω＝975 Ω。