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第四章 电路探秘B
(分值：100分, 时间：100分钟)
温馨提示：本卷共31题
一、选择题(本题共15小题,每题2分,共30分)
1、小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是(▲)
A、小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B、把镍铬合金丝换成铜丝或银丝,实验效果会更好
C、利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D、为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
2、在探究电路的电流规律实验时,测得三个电流表读数分别是：A1为0.3A、A2为0.2A,A3为0.5A,已知R1=R2＜R3,则可判断测量时所连的电路图是(▲)
A B C D
3、小柯同学在医院看到一个自动输液报警器,如图1所示,闭合开关,当输液报警器处的输液管中有药液流过时,绿灯亮;无药液流过时,喇叭报警。小柯运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器,如图2所示,如图3是光敏电阻值随光照强度变化的关系图,以下说法正确的选项是(▲)
A、电磁铁的上端是N极
B、输液管中没有药液流过时,控制电路线圈中的电流变大
C、调试时,输液中有无药液流过都会报警,可换用电阻更大的R0改进
D、当输液管内有药水时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上,衔铁吸下
4、如图所示,有一个导体铸件,粗细两部分的截面直径的关系是d2=2d1,若把该导体两端接入电路,则通过粗细两段导体的电流关系是(▲)
A、I1=2I2 B、2I1=I2 C、4I1=I2 D、I1=I2
5、在研究电流与电压、电流与电阻关系的实验中,下列有关说法正确的是(▲)
A、在电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比
B、在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C、在电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D、导体的电阻大小与其两端的电压、通过导体的电流大小无关
6、某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后,娃娃机内彩灯发光,接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”,不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是(▲)
7、某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的(▲)
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
8、在某次电学实验中,小科按如图(1)所示的电路连接仪器,闭合开关S后电压表V1和V2的示数如图(2)所示,下列对该电路分析不正确的是(▲)
(2)
A、两表量程不同,L1和L2串联 B、两表量程不同,L1短路
C、两表量程相同,L1开路 D、两表量程相同,L2短路
9、光照射某种光敏电阻时,其阻值会减小。某同学利用该特性设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示,电源电压恒为12V,R0为阻值20Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,没有红外线照射时,记录仪记录到电压变化便计数一次。该同学进行模拟测试时,信号记录仪记录的电压随时间变化的图象如图乙所示,则(▲)
A、有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是2V,RT=10Ω
B、有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是8V,RT=100Ω
C、绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是8V,RT=10Ω
D、绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是2V,RT=100Ω
10、课本上的插图可以帮助我们更好地理解学习内容。下列插图表示的意义有错误的是(▲)
A、烧红的玻璃能导电,说明有些绝缘体在条件改变时会变成导体
B、覆杯实验,证明大气压的存在
C、酒精和水混合实验,说明分子间存在空隙
D、筷子提米实验,说明两个静止物体之间一定有摩擦力
11、如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(▲)
A、只有①② B、只有②③ C、只有②③④ D、①②③④
12、在图甲所示电路中,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是(▲)
A、V1示数变化图线为b B、电阻R0的阻值为2Ω
C、电源电压为10V D、滑动变阻器R1的阻值最大为10Ω
13、如图所示的电路,下列判断正确的是(▲)
A、若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B、若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C、若电表甲是电流表、乙是电压表,开关S闭合,灯L1、L2都发光
D、若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
14、下图为测量坐位体前屈成绩的装置,测试时需要从刻度尺上读数,小柯同学对该仪器进行了改进,改进后可以直接从电表的表盘上刻度读出对应的长度值。下列四种方案中,表盘上的长度刻度值均匀的是(▲)
A B
C D
15、如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0∽0.6A”,电压表量程为“0∽5V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是(▲)
A、电源电压为16V
B、当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C、若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D、若将电压表量程换为0∽3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω∽50Ω
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共17分)
16、电压表其实是由一个小量程的电流表改装而成,电路连接如图所示。小华发现“3V档”和“15V档”都是由同一个电流表分别与不同的电阻 ▲ 联而成,电阻越大,量程越大,这里的电阻起到了 ▲ 作用。
17、将碳棒AB接到如图所示的电路中,闭合开关后,灯泡发光,说明碳棒是 ▲ (选填“导体”或“绝缘体”)。接着换上更长碳棒,发现灯泡的亮度变暗,说明碳棒的电阻随长度的增加而 ▲ 。
18、如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连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。观察电压表的接线和指针偏转可知：铜片是盐水电池的 ▲ 极,此电池的电压为 ▲ V,铜片与电压表之间的导线中,自由电子运动方向是 ▲ (选填“电压表到铜片”或“铜片到电压表”)。
19、在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出)。
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好)。
20、一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,0是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时 OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个灯泡,测风力时,闭合开关S0通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 ▲ 。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 ▲ 。
21、如图所示,电源两端电压不变,电阻R1的阻值为2Ω。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P位于A点时,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为10V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时,电压表V1的示数为8V,电压表V2的示数为11V,则电阻R2的阻值是 ▲ Ω。
22、为探究并联电路的电流特点,小华根据如图甲所示的电路图,连接了如图乙所示的实物图,请回答下列问题;
(1)请在图乙的a、b导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求,应该撤掉的是导线 ▲ (选填“a”或“b”)。
(2)实验中,小华选择的两个小灯泡的规格应该是 ▲ (选填“相同”或“不相同”)的。
(3)将测得的电流记录在表格中。有一次测量结果未记入表格中,示数如图丙所示,其电流值为 ▲ 。
A处电流IA/安 B处电流Ib/安 C处电流Ic/安
第一次测量 0.44 0.22 0.22
第二次测量 0.6 0.2 0.4
第三次测量 0.8 0.46
(4)在实验中,多次测量的目的是 ▲ 。
(5)通过实验。我们可以得出结论：并联电路中干路电流等于 ▲ 。
三、探究题(本题共5小题,每空2分,共36分)
23、在“探究电流与电阻关系”的实验时,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0∽9999 欧之间的任意整数值,现提供的器材有：电源(恒为6伏)、滑动变阻器(1安50欧)、电压表(0∽3伏)、电流表(0∽0.6安)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请完成实物图甲的连接(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是 ▲ 。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5欧,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 ▲ 伏。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围为 ▲ 。
24、某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作。如图所示,图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下：
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 ▲ (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 ▲ 。
(2)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,于是增加了一个电路元件改进了电路,将和“增加的元件”连入电路ab间,绘制在图c中。
25、为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 ▲ 。
(2)抽气机将塑料袋内空气抽出,使袋子变瘪,这是由于受到 ▲ 作用。
(3)密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度,应将滑动变阻器滑片向 ▲ 移动。
26、现有下列器材：学生电源(6V),电流表(0∽0.6A,0∽3A)、电压表(0∽3V,0∽15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电流与电阻的关系”
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图所示的电流随电阻变化的图象。由图象可以得出结论： ▲ 。
(3)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 ▲ (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 ▲ V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 ▲ 。
A、50Ω 1.0A B、30Ω 1.0A C、20Ω 1.0A
27、小衢有一个阻值未知的定值电阻R,要求测出R的阻值。图甲是测量R阻值的部分实物图,电源为两节干电池。
次数 U(伏) I(安) R(欧)
1 U1 I1 R=
2 U2 I2
3 U3 I3
平均值
(1)用一根导线将电路连接完整(连线不得交叉)。
(2)实验前,小衢设计如图记录表。请你评价该记录表是否合理 并说明理由。 ▲ 。
(3)完成上述实验后,小衢想如果没有电流表能不能测量R的阻值呢 进行思考后她增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了如图乙电路。实验步骤如下：
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;
②再断开开关S1,闭合开关S2, ▲ (填写操作),读取此时Y的数值。Y的示数即为R的阻值
四、简答题(本题共4小题,第28、29、30题各4分,第31题5分,共17分)
28、把空的易拉罐放在水平玻璃桌面上,用毛皮摩擦过的橡胶棒慢慢靠近易拉罐,可以观察到易拉罐开始向橡胶棒滚动。可是当易拉罐与橡胶棒接触后,易拉罐不但没有被橡胶棒吸住,反而远离橡胶棒滚动。请你用所学的科学知识对上述实验现象进行合理解释。
29、如图甲所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由一端移到另一端时,测得其中一电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。
(1)若实验过程中电压表V1示数与V2示数的比值变小,则可以推断滑片P向 ▲ (选填“a”或“b”)端移动。
(2)当滑动变阻器的滑片P位于中点时,电压表V1的示数为 ▲ V。
30、在如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2安。求：
(1)此时R1两端的电压U1。
(2)现用电阻R0替换电阻R1,闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电压表的示数如图(b)所示;移动滑动变阻器滑片到另一位置时,电流表的示数如图(c)所示。求替换电阻R0的阻值范围。
31、如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至滑动变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表会发出警告。油的体积V和滑动变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω。闭合开关S,求：
(1)当油箱加满油时电路中的电流。(2分)
(2)油箱内油量剩余一半时滑动变阻器R两端的电压。(3分)
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第四章 电路探秘B
(分值：100分, 时间：100分钟)
温馨提示：本卷共31题
一、选择题(本题共15小题,每题2分,共30分)
1、小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是(▲)
A、小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B、把镍铬合金丝换成铜丝或银丝,实验效果会更好
C、利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D、为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
【答案】C
【解析】(1)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断,但是现象不是很明显,效果不好,为了准确比较电阻的大小,可以在电路中串联一只电流表;(2)因为两根电阻丝的材料一样,故运用控制变量法,可以探究导体的电阻大小和横截面积、长度的关系。
【分析】此题主要考查的是电阻大小的影响因素和转换法、控制变量法在物理实验中的熟练运用,是中考的常见题型。
【详解】A、小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;B、其他条件相同时铜丝或银丝的电阻很小,如果把镍铬合金丝换成导电能力非常好的铜丝或银丝进行实验,电路中电流变化不大,灯泡的亮度变化不明显,即实验效果不明显,故B错误;C、利用此装置中的一根电阻丝,通过移动夹子来改变接入电阻丝的长度,可以探究导体电阻大小和长度的关系;已知a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大,分别利用两镍铬合金丝做实验,可以探究导体电阻大小和横截面积的关系,故C正确;D、为了准确比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表和变阻器,根据电流的大小来判断电阻的大小;若在电路中串联一个电压表和变阻器,此时电压表相当于测电源电压,其示数不变,不能反映导体电阻的大小,故D错误。故选：C。
2、在探究电路的电流规律实验时,测得三个电流表读数分别是：A1为0.3A、A2为0.2A,A3为0.5A,已知R1=R2＜R3,则可判断测量时所连的电路图是(▲)
A B C D
【答案】B
【解析】(1)串联电路中,各处电流相等;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;(2)电阻并联时,两端电压相等,电阻相等的支路电流相等,电阻大的支路通过的电流小。
【分析】本题考查串联、并联电路特点以及欧姆定律的应用,正确分析电路的连接方式和电流表所测电流是关键。
【详解】A、图中电路两个电阻串联,由串联电路的电流规律知,三个电流表的示数应该相等,故A不符合题意。B、图中R1和R3组成并联电路,电流表A1测R1的电流,电流表A2测R3的电流,电流表A3测干路的总电流。因为R13、小柯同学在医院看到一个自动输液报警器,如图1所示,闭合开关,当输液报警器处的输液管中有药液流过时,绿灯亮;无药液流过时,喇叭报警。小柯运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器,如图2所示,如图3是光敏电阻值随光照强度变化的关系图,以下说法正确的选项是(▲)
A、电磁铁的上端是N极
B、输液管中没有药液流过时,控制电路线圈中的电流变大
C、调试时,输液中有无药液流过都会报警,可换用电阻更大的R0改进
D、当输液管内有药水时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上,衔铁吸下
【答案】D
【解析】【分析】【详解】A、电流从电磁铁的下端流入,上端流出,由安培定则可知电磁铁的上端是S极,故A错误;B、输液管中没有药液流过时,没有药液柱的会聚作用,光敏电阻上的光照强度变小,电阻变大,控制电路线圈中的电流变小,故B错误;C、调试时,输液中有无药液流过都会报警,说明控制线圈中的电流偏小,需要换用阻值更小的定值电阻R0,增大电路中的电流,增大电磁铁的吸引力,故C错误;D、当输液管内有药水时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上,它的阻值减小,通过线圈的电流变大,电磁铁的磁性变强,衔铁吸下,故D正确,故选：D。
4、如图所示,有一个导体铸件,粗细两部分的截面直径的关系是d2=2d1,若把该导体两端接入电路,则通过粗细两段导体的电流关系是(▲)
A、I1=2I2 B、2I1=I2 C、4I1=I2 D、I1=I2
【答案】D
【解析】【分析】【详解】在串联电路中,各处电流都相等。图片中粗导体和细导体相当于串联,虽然它们的直径大小不同,但是通过它们的电流相等,即I1=l2,故ABC不符合题意,D符合题意。故选：D。
5、在研究电流与电压、电流与电阻关系的实验中,下列有关说法正确的是(▲)
A、在电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比
B、在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C、在电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D、导体的电阻大小与其两端的电压、通过导体的电流大小无关
【答案】D
【解析】【分析】【详解】ACD、电阻是导体本身的一种性质,与自身的材料、长度、横截面积和温度有关,与电流和电压无关,故AC错误,D正确。B、电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压是形成电流的原因,导体中的电流随它两端电压的改变而改变,故B错误。故选：D。
6、某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后,娃娃机内彩灯发光,接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”,不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”。下列简化电路中符合要求的是(▲)
【答案】B
【解析】【分析】【详解】由题知,某款“抓娃娃”机通过投币接通电源后,娃娃机内彩灯发光,接着用手接触“感应”开关接通电动机才能抓取“娃娃”,不投币只用手接触“感应”开关无法抓“娃娃”,这说明感应和投币互不影响,故彩灯和电动机应是并联的,且投币开关应该在干路上,结合图示可知,只有B符合题意，ACD不符合题意。故选：B。
7、某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的(▲)
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
【答案】C
【解析】由表中数据可知,当电压表的示数减小时,电流表的示数增大;再根据四个电路图,利用串联电路的特点和欧姆定律分析当滑片向左移动时电压表和电流表的变化得出答案。
【分析】本题考查了电压表的使用、电路动态分析、实验数据分析,难度适中。
【详解】由表中数据可知,当电压表的示数减小时,电流表的示数增大;AB、电压表测量电源电压,当移动滑片时,电压表的示数不变,故A、B不符合题意;C、由图知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当滑片左移时,变阻器连入电阻变小,电路中的总电阻变小,根据I=知电流变大(电流表的示数变大),根据U=IR可知定值电阻两端电压变大,由串联电路电压的规律可知变阻器两端电压变小,即电压表示数减小,故C符合题意;D、由图知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压;结合C项分析可知,当滑片左移时电流表的示数变大,定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大,故D不符合题意。故选：C。
8、在某次电学实验中,小科按如图(1)所示的电路连接仪器,闭合开关S后电压表V1和V2的示数如图(2)所示,下列对该电路分析不正确的是(▲)
(2)
A、两表量程不同,L1和L2串联 B、两表量程不同,L1短路
C、两表量程相同,L1开路 D、两表量程相同,L2短路
【答案】B
【解析】明确电压表的测量范围及电压表的读数方法;并知道串联电路的电压关系：U=U1+U2。
【分析】本题考查了串联电路和并联电路的辨别,以及串联电路的电压关系,电压表的读数方法等,难度不大,属基础题型。
【详解】A、读图可知,闭合开关S后,两电灯串联,根据串联电路的电压关系：U=U1+U2。可知,电压表V2测量的是电源电压,选的是0~15V的量程;电压表V1测量的是L1电压,选的是0~3V的量程;可能出现上图所示的现象,故A不符题意;B、若L1短路,不会让两表在相同的量程情况下,出现上图所示的现象,故B符合题意。C、若L1开路,两表量程相同,都测量电源电压,可能出现上图所示的现象,故C不符题意;D、若L2短路,两表量程相同,可能出现上图所示的现象,故D不符题意;故选：B。
9、光照射某种光敏电阻时,其阻值会减小。某同学利用该特性设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示,电源电压恒为12V,R0为阻值20Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,没有红外线照射时,记录仪记录到电压变化便计数一次。该同学进行模拟测试时,信号记录仪记录的电压随时间变化的图象如图乙所示,则(▲)
A、有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是2V,RT=10Ω
B、有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是8V,RT=100Ω
C、绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是8V,RT=10Ω
D、绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是2V,RT=100Ω
【答案】D
【解析】(1)由甲图电路知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端电压,光照射某种光敏电阻时,其阻值会减小,根据串联分压原理可知此时光敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,所以有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是8V,绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是2V;(2)根据串联电路电流特点结合欧姆定律分别计算有红外线照射RT时和绳子挡住红外线时通过电路的电流,根据串联电路电压规律结合欧姆定律分别计算有红外线照射RT时和绳子挡住红外线时光敏电阻的阻值。
【分析】本题考查串联电路特点、串联分压原理、欧姆定律的灵活运用。
【详解】(1)由甲图电路知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端电压,光照射某种光敏电阻时,其阻值会减小,根据串联分压原理可知此时光敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,所以有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是8V,绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是2V,故AC错误;(2)串联电路各处电流相等,有红外线照射RT时;此时通过电路的电流：I==0.4A,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值：RT==10Ω,故B错误;绳子挡住红外线时通过电路的电流：I'==0.1A,根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值：R'T==100Ω,故D正确。故选：D。
10、课本上的插图可以帮助我们更好地理解学习内容。下列插图表示的意义有错误的是(▲)
A、烧红的玻璃能导电,说明有些绝缘体在条件改变时会变成导体
B、覆杯实验,证明大气压的存在
C、酒精和水混合实验,说明分子间存在空隙
D、筷子提米实验,说明两个静止物体之间一定有摩擦力
【答案】D
【解析】【分析】【详解】A.绝缘体和导体不是绝对的,烧红的玻璃能导电可说明有些绝缘体在条件改变时会变成导体,故A正确,不符合题意;B.覆杯实验中,用纸片可托住杯中的水,证明了大气压的存在,故B正确,不符合题意;C.酒精和水混合后体积会减小,说明水分子和酒精分子间有间隙,水和酒精相互接触后会彼此进入对方的间隙,使液体的体积减小,故C正确,不符合题意;D.筷子提米实验中,盛有米的玻璃杯受到向下的力是米和玻璃杯的重力,向上的力是筷子施加给米的摩擦力,说明此时盛有米的玻璃杯受平衡力作用,并不能说明其他两个静止物体之间一定有摩擦力。故D错误,符合题意。故选D。
11、如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(▲)
A、只有①② B、只有②③ C、只有②③④ D、①②③④
【答案】C
【解析】根据电路构造,结合欧姆定律逐个方案完成分析。
【分析】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律,熟悉电路构造的分析,结合欧姆定律即可完成解答。
【详解】①S接1和2时电流方向改变,电压表会出现反偏,故①不可行;②闭合S1,两电阻串联,测出Rx电压,再闭合S2,测出电源电压,可计算出R0电压,根I=计算出电流,根据R=计算出电阻,故②可行;③闭合S1,两电阻串联,测出电流,根据U=IR可推导出总电压,再闭合S2,R0短路,测出电流,根据U=IR可推导出总电压,两次总电压相同,解方程可得Rx电阻,故③可行;④闭合S1,S接1,Rx和R串联,将电阻R调到0,测得电流,S接2,R0和R串联,将R阻值调到0,测得电流,两次电源电压相等,可解得Rx电阻,故④可行。故C正确,ABD错误;故选：C。
12、在图甲所示电路中,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是(▲)
A、V1示数变化图线为b B、电阻R0的阻值为2Ω
C、电源电压为10V D、滑动变阻器R1的阻值最大为10Ω
【答案】B
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。(1)当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线;(2)由图象可知：当电压表V1的示数(R1和R2两端的电压)为10V时,此时电压表V2的示数(R2两端的电压)为1V,电路中的电流为1A,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即为最大阻值,最后利用电阻的串联表示出电源的电压;(3)由图象可知：当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A,此时两电压表的示数都为4V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R0和电源电压。
【分析】本题考查了学生对欧姆定律和串联特点的掌握和运用,本题关键：一是分析电路图,确认电路组成、连接方式、三电表的测量对象,二是能从图象上得到相关信息。
【详解】A、由电路图可知,R0、R1、R2串联在电路中,电压表V1测量R1、R2两端的电压,电压表V2量R2两端电压,电流表测量电路中的电流。根据串联电路的两端电压等干各部分电压之和规律可知,电压表V1的示数始终大于或等于V2的示数,结合图乙可知,V1示数变化图线为a,V2示数变化图线为b,故A错误;BCD、当滑片P移至最左端时,滑动变阻器连入的阻值为0,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,根据图乙可知,电路电流I大=4A,电压V1和电压表V2都测R2的电压,示数均为4V,则R2的电阻是R2==1Ω;根据串联电路两端电压等于各部分电压之和,以电源电压U=4V+4AxR0.......①当滑片P移至最右端时,滑动变阻器连入电的阻值最大电路中的总电阻最大,电路中电流最小,根据图乙可知,电路最小电流I小=1A,电压表V1的示数为10V,电压表V2的示数为1V,根据串联电路的分压规律可知此时滑动变阻器两端电压U滑=10V-1V=9V则滑动变阻器接入电路的最大阻值R滑大==(10V-1V)/①A= 9Ω此时电源电压U=10V+1AxR0......②联立①②可得U=12V R0=2Ω故B正确,C错误。故选B。
13、如图所示的电路,下列判断正确的是(▲)
A、若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B、若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C、若电表甲是电流表、乙是电压表,开关S闭合,灯L1、L2都发光
D、若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
【答案】D
【解析】根据电压表与被测用电器并联,电流表与被测用电器串联分析电路的连接方式,然后判定灯泡的工作情况。
【分析】本题考查识别电路的能力,以及电流表和电压表的正确使用方法。
【详解】 A、若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电源的两端被导线相连,电源短路,故A错误;B、若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,由于电压表所在电路相当于断路,此时只有灯泡L1接入电路中，故B错误;C、若电表甲是电流表,是电压表,开关S闭合,灯泡L2被短路,不发光,故C错误;D、若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,电压表始终测量的是电源的电压,所以甲表示数不变,故D正确。故选：D。
14、下图为测量坐位体前屈成绩的装置,测试时需要从刻度尺上读数,小柯同学对该仪器进行了改进,改进后可以直接从电表的表盘上刻度读出对应的长度值。下列四种方案中,表盘上的长度刻度值均匀的是(▲)
A B
C D
【答案】A
【解析】分析清楚电路结构,根据串联电路特点及欧姆定律列出电表的示数,然后根据电表示数表达式,判断表盘长度刻度值是否均匀。
【分析】本题考查欧姆定律和电表的使用,分析求出电路结构,熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键。
【详解】设电阻丝的总长度为L,电阻丝总电阻R,挡板向左移动的距离为x,A、图示中电压表测量挡板右边的电阻丝的电压,即电阻Rx=R,则电压表示数U =IRx=xR=x,由此可见,U'与x成正比,表盘上的长度刻度值是均匀的,故A正确;B、图示电压表测量挡板右边的电阻丝的电压,即挡板右边的电阻丝接入电路,电阻Rx=R,电压表示数U'=IRx=U-xR滑,由此可见,U'与x成不正比,表盘上的长度刻度值不均匀,故B错误;C、图示挡板左边的电阻丝接入电路,即Rx=R-R,电流表测量电路中的电流,则电流表示数I=,由此可见,I与x不成正比,表盘上的长度刻度值不均匀,故C错误;D、图示挡板右边的电阻丝接入电路,即Rx=R,电流表测量电路中的电流,图示电流表示数I=,由此可见,I与x不成正比,表盘上的长度刻度值不均匀,故D错误;故选A。 15、如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0∽0.6A”,电压表量程为“0∽5V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是(▲)
A、电源电压为16V
B、当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C、若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D、若将电压表量程换为0∽3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω∽50Ω
【答案】D
【解析】(1)容易导电的物体称为导体,不容易导电的物体称为绝缘体;(2)根据灯泡发光的亮暗判断出碳棒电阻随长度的变化情况。
【分析】本题考查了导体、影响电阻大小的因素,属于基础题。
【详解】A、根据图乙可知,当电路中电流为0. 6A时,小灯泡两端电压为6V;由图丙可知,滑动变阻器R连入电路中的电阻R=10Ω;此时变阻器两端的电压为U变=I变R变=0. 6Ax10Ω=6V;则电源的电压U总=UL+U变=6V+6V=12V,故A错误;B、由图乙可知,当电流表示数为0. 25A时,灯泡两端电压UL'=1V,此时滑动变阻器R两端的电压U变=U-UL'=12V-1V=11V;滑动变阻器接入的阻值为：R==44Ω,故B错误;C、电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过灯泡的电流,根据R=可知,电压表与电流表的比值为灯泡的电阻。当变阻器的阻值变小时,通过电路的电流变大,根据图乙可知,则灯泡的电阻变大,即比值变大,故C错误;D、若将电压表量程换成0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小;由图乙可知当灯泡两端电压为3V时,通过小灯泡L即电路中的电流1 =0. 5A,此时滑动变阻器R两端电压U滑'=U-UL =12V-3V=9V;则滑动变阻器R接入电路中的最小阻值R小===18Ω;滑动变阻器R接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,小灯泡L两端电压最小,由图丙可知，滑动变阻器R接入电路中的最大阻值为50Ω,所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为：18~50Ω,故D正确。故选：D。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共17分)
16、电压表其实是由一个小量程的电流表改装而成,电路连接如图所示。小华发现“3V档”和“15V档”都是由同一个电流表分别与不同的电阻 ▲ 联而成,电阻越大,量程越大,这里的电阻起到了 ▲ 作用。
【答案】串; 分压
【解析】【分析】【详解】由图可知,电压表使用“3V档”时电流表与3.8kΩ的R2串联接入电路,电压表使用“15V档”时电流表与15.7kΩ的R1串联接入电路,由此可知,串联的电阻越大,量程越大,这里的电阻起到了分压作用。故答案为：串; 分压
17、将碳棒AB接到如图所示的电路中,闭合开关后,灯泡发光,说明碳棒是 ▲ (选填“导体”或“绝缘体”)。接着换上更长碳棒,发现灯泡的亮度变暗,说明碳棒的电阻随长度的增加而 ▲ 。
【答案】导体; 增大
【解析】【分析】【详解】将碳棒 AB 接到电路中,闭合开关后,灯泡发光,说明碳棒容易导电,属于导体。当其他条件一定时,导体的长度越大,电阻就越大,换上更长碳棒,发现灯泡的亮度变暗,说明电路中的电流变小,由可知电路中电阻变大,碳棒的电阻变大,可以得到碳棒的电阻随长度的增加而增大。故答案为：导体; 增大。
18、如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连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。观察电压表的接线和指针偏转可知：铜片是盐水电池的 ▲ 极,此电池的电压为 ▲ V,铜片与电压表之间的导线中,自由电子运动方向是 ▲ (选填“电压表到铜片”或“铜片到电压表”)。
【答案】正; 0.6; 电压表到铜片
【解析】根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极;根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数;电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,电源内部电流是由负极到正极。电荷的定向移动形成电流,正负电荷定向移动方向相反,规定正电荷定向移动的方向为电流方向;所以负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的。
【分析】本题利用了电压表的使用方法来判断电源的正负极、电池的电压以及电源的内部、外部电流方向判断,属于基础题。
【详解】根据图示可知,因为铜片与电压表的正接线柱相连,因此铜片为盐水电池的正极;电压表的量程为0~3V,分度值为0. 1V,电压表的示数为0. 6V;电流的方向是从铜片流经电压表流向锌片,而自由电子的移动方向与电流方向相反,所以铜片与电压表之间的导线中,自由电子的运动方向是从电压表流向铜片。故答案为：正; 0.6; 电压表到铜片。
19、在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出)。
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好)。
【答案】(1)如图 (2)如图
【解析】【分析】【详解】(1)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,用电压表测电压,电流表测电流,为得出普遍性规律要多次测量,要改变电阻的电压和通过的电流,故将变阻器串联在电路中,设计电路图如下：
(2)要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小,故滑片左侧电阻连入电路中,即连接滑动变阻器的左下接线柱,电流表一般选用小量程与电阻串联,并根据电路图连接实物图,如图：
20、一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,0是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时 OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个灯泡,测风力时,闭合开关S0通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 ▲ 。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 ▲ 。
【答案】滑动变阻器; 在电路中串联一个电流表或在灯泡两端并联一个电压表
【解析】【分析】【详解】因为风一吹,0C杆能够在AB段圆弧形电阻上滑动,改变了电阻接入电路的长度,从而改变了电阻,所以金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个滑动变阻器。风越大,0C 杆偏转的角度越大,圆弧形电阻接入电路的电阻越小,电路的总电阻越小,由I=可知电路中的电流越大,由U=IR可知小灯泡两端的电压越大,在电路中串联一个电流表或在灯泡两端并联一个电压表,可以提高该装置反映风力大小的性能。故答案为：滑动变阻器; 在电路中串联一个电流表或在灯泡两端并联一个电压表。
21、如图所示,电源两端电压不变,电阻R1的阻值为2Ω。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P位于A点时,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为10V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时,电压表V1的示数为8V,电压表V2的示数为11V,则电阻R2的阻值是 ▲ Ω。
【答案】8
【解析】【分析】【详解】根据总电压不变,电压表V2的示数与R1两端的电压之和应为电源电压。电压表V1的示数与电阻R2两端的电压之和也为电源电压。根据电源电压相等,结合题意可得出如下等式。10V+I1R1=11V+I2R1① 4V+I1R2=8V+I2R2② ①②化简为 R1 (I1-I2) =1V③ R2 (I1-I2) =4V④将R1=2Ω代入③、④,解得。R2=8Ω答：电阻R2的阻值是8Ω。
22、为探究并联电路的电流特点,小华根据如图甲所示的电路图,连接了如图乙所示的实物图,请回答下列问题;
(1)请在图乙的a、b导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求,应该撤掉的是导线 ▲ (选填“a”或“b”)。
(2)实验中,小华选择的两个小灯泡的规格应该是 ▲ (选填“相同”或“不相同”)的。
(3)将测得的电流记录在表格中。有一次测量结果未记入表格中,示数如图丙所示,其电流值为 ▲ 。
A处电流IA/安 B处电流Ib/安 C处电流Ic/安
第一次测量 0.44 0.22 0.22
第二次测量 0.6 0.2 0.4
第三次测量 0.8 0.46
(4)在实验中,多次测量的目的是 ▲ 。
(5)通过实验。我们可以得出结论：并联电路中干路电流等于 ▲ 。
【答案】(1)b; (2)不相同; (3)0.36A; (4)是结论具有普遍性; (5)各支路电流之和
【解析】【分析】【详解】(1)从图中可以观察到,导线b未经过电流表便将电流连接到了灯泡的接线柱,因此,应将导线b撤掉。(2)并联电路中各支路两端的电压是相同的,因此,只有不同规格的灯泡其流经的电流才会不同,这样最终测出的结果才更具普遍性,故应选用规格不相同的灯泡来进行实验。(3)图丙中电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值是0.02A,电流表的读数是0.36A。(4)在实验中,多次测量可以使结论具有普遍性。(5)由实验数据可知,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。故答案为：(1)b; (2)不相同; (3)0.36A; (4)是结论具有普遍性; (5)各支路电流之和。
三、探究题(本题共5小题,每空2分,共36分)
23、在“探究电流与电阻关系”的实验时,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0∽9999 欧之间的任意整数值,现提供的器材有：电源(恒为6伏)、滑动变阻器(1安50欧)、电压表(0∽3伏)、电流表(0∽0.6安)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请完成实物图甲的连接(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是 ▲ 。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5欧,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 ▲ 伏。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围为 ▲ 。
【答案】(1)如图所示：
(2)保护电路,调节滑片使电阻箱两端电压保持不变; (3)2; (4)4Ω∽25Ω
【解析】(1)根据滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大确定滑动变阻器接入的接线柱;(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,据此分析滑动变阻器的作用;(3)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数,根据欧姆定律求出电阻箱两端的电压,即为电压表的示数;(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器连入电路中的电阻最大时电阻箱接入电路的阻值,根据滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中最大电流,根据欧姆定律求出电阻箱接入电路的最小电阻,进而确定电阻箱可调节的范围。
【分析】本题探究电流与电阻关系,考查电路连接、滑动变阻器的作用、控制变量法和欧姆定律的运用,属于中等难度的题目。
【详解】(1)由电路图知道,因为滑片在右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,所以用线连接开关右端接线柱与滑动变阻器左端下面的接线柱,如下图
(2)探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的。
(3)由图乙知道,电流表的量程为0∽0.6A,所以电流表示数为0.4A,由于调节电阻箱使接入阻值为5欧,所以,测量电阻箱两端电压的电压表示数是U=IR=0.4Ax5Ω=2V。(4)由(3)知道,设定电压大小是2V,甲图中电阻箱与滑动变阻器串联,根据题意知道,电源电压恒为6伏、滑动变阻器标有“1安50欧”,当滑动变阻器全部接入时,由串联分压知道,电阻箱接入电路的电阻是R最大,且R最大= x50Ω=25Ω,根据题意知道,电流表的量程是0.6安,对应电路的电阻最小,此时电路的总电阻R总==10Ω,由串联分压知道,电阻箱接入电路的电阻是R最小,且,解得R最小=xR总=Ω。由于电阻箱能提供的阻值是0~9999欧之间的任意整数值,所以,电阻箱可调节的范围为4Ω~25Ω。故答案为：(1)如图所示：
(2)保护电路,调节滑片使电阻箱两端电压保持不变; (3)2; (4)4Ω∽25Ω。
24、某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作。如图所示,图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下：
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 ▲ (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 ▲ 。
(2)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,于是增加了一个电路元件改进了电路,将和“增加的元件”连入电路ab间,绘制在图c中。
【答案】(1)①滑动变阻器; ②雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电流变大,电动机转速变快;(2)金属网与增加的元件(开光)并联;见解答图。
【解析】(1)①滑动变阻器可以通过改变接入电路中的电阻,从而改变电流和电压;②分析雨量变大后金属网浸入深度的变化,根据表格确定电流变化,最后“电动机的转速与电流的关系”分析电动机的转速变化即可;(2)根据金属检测网的作用分析解答。
【分析】此题考查到滑动变阻器的作用,其中(2)“在不拆卸原电路的基础上,在该电路中加装一个电路元件是难点。
【详解】(1)①根据表格可知,金属网可以改变电路中的电流,其作用类似于滑动变阻器;②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是：雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电流变大,电动机转速变快;(2)没有雨水时,电动机不能工作,其原因是a、b两点之间为断路。要使其在无雨时可以工作,可以在ab之间增加一个开关雨金属网并联,如下图所示：
故答案为：(1)①滑动变阻器; ②雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电流变大,电动机转速变快;(2)金属网与增加的元件(开光)并联;见解答图。
25、为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 ▲ 。
(2)抽气机将塑料袋内空气抽出,使袋子变瘪,这是由于受到 ▲ 作用。
(3)密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度,应将滑动变阻器滑片向 ▲ 移动。
【答案】(1)S和S2; (2)大气压; (3)左
【解析】由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;(1)根据串并联电路的特点,依据题意结合电路图分析是哪部分连入电路,有电流经过的部分,才能正常工作;(2)塑料袋内的空气被抽出一部分后,会使袋内的空气压强减小,在外界大气压的作用下,塑料袋被压扁;(3)降低电热丝温度,需要降低电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律分析滑片的移动方向。
【分析】本题考查串并联电路的特点、大气压强和欧姆定律的应用,知识点多,但难度不大。
【详解】由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;(1)因为开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机,因此要使抽气机工作,需闭合的开关是干路上的S和电动机所在支路的S2;(2)塑料袋内的空气被抽出一部分后,但袋内的空气减少,从而使袋内的空气压强减小,外界的大气压强要高于袋内的气压,在外界大气压强的作用下,塑料袋被压扁;(3)降低电热丝温度,需要降低电路中的电流,由欧姆定律可知,需要增大电路的总电阻,由串联电路的电阻特点可知,此时应增大滑动变阻器接入电路的电阻,由图乙可知,应将滑动变阻器的滑片向左移动。故答案为：(1)S和S2; (2)大气压; (3)左。
26、现有下列器材：学生电源(6V),电流表(0∽0.6A,0∽3A)、电压表(0∽3V,0∽15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电流与电阻的关系”
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图所示的电流随电阻变化的图象。由图象可以得出结论： ▲ 。
(3)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 ▲ (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 ▲ V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 ▲ 。
A、50Ω 1.0A B、30Ω 1.0A C、20Ω 1.0A
【答案】(1)如图;
(2)电压一定时,导体中电流与电阻成反比; (3)A; 2; (4)A
【解析】【分析】【详解】(1)将电压表与电阻并联,滑动变阻器与电阻串联,已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如下图所示
(2)分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2V,由此得出结论：电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。(3)将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,定值电阻两端的电压增大,要使电压表的示数不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻即滑片向A移动,直到电压的示数达到2V为止。(4)由图丙知,电路的最小电流I=0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V;由I=可得,滑动变阻器接入电路的阻值R滑==40Ω,则选用变阻器的规格为“50Ω 1. 0A”,故选A。故答案为：(1)如图;
(2)电压一定时,导体中电流与电阻成反比; (3)A; 2; (4)A。
27、小衢有一个阻值未知的定值电阻R,要求测出R的阻值。图甲是测量R阻值的部分实物图,电源为两节干电池。
次数 U(伏) I(安) R(欧)
1 U1 I1 R=
2 U2 I2
3 U3 I3
平均值
(1)用一根导线将电路连接完整(连线不得交叉)。
(2)实验前,小衢设计如图记录表。请你评价该记录表是否合理 并说明理由。 ▲ 。
(3)完成上述实验后,小衢想如果没有电流表能不能测量R的阻值呢 进行思考后她增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了如图乙电路。实验步骤如下：
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;
②再断开开关S1,闭合开关S2, ▲ (填写操作),读取此时Y的数值。Y的示数即为R的阻值。
【答案】(1)如图;
(2)记录表中平均值栏设计不合理,因为三次测得的电压值和电流值不具有同时性,不能取平均值;(3)调节Y的阻值,使电压表示数为2V
【解析】(1)变阻器应上下各选一个接线柱串联在电路中;(2)根据表中数据分析其不合理性;(3)根据等效替代法分析。
【分析】本题测一个阻值未知的定值电阻R,考查了电路连接、实验表格的分析以及设计实验测电阻的能力等知识。
【详解】(1)变阻器应上下各选一个接线柱与定值电阻R串联在电路中,如下图所示：
(2)记录表中平均值栏设计不合理,因为三次测得的电压表值和电流值不具有同时性,不能取平均值;(3)实验步骤：①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;②再断开开关S1,闭合开关S2,调节Y的阻值,使电压表示数为2V,读取此时Y的数值;根据等效替代法,Y的示数即为Rx的阻值。故答案为：(1)见解答图：
(2)记录表中平均值栏设计不合理,因为三次测得的电压值和电流值不具有同时性,不能取平均值;(3)调节Y的阻值,使电压表示数为2V。
四、简答题(本题共4小题,第28、29、30题各4分,第31题5分,共17分)
28、把空的易拉罐放在水平玻璃桌面上,用毛皮摩擦过的橡胶棒慢慢靠近易拉罐,可以观察到易拉罐开始向橡胶棒滚动。可是当易拉罐与橡胶棒接触后,易拉罐不但没有被橡胶棒吸住,反而远离橡胶棒滚动。请你用所学的科学知识对上述实验现象进行合理解释。
【答案】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此用毛皮摩擦过的橡胶棒慢慢靠近易拉罐,可以观察到易拉罐开始向橡胶棒滚动;当易拉罐与橡胶棒接触后,橡胶棒上的电子转移到易拉罐上,使易拉罐也带上了负电;同种电荷相互排斥,因此易拉罐与橡胶棒接触后,易拉罐不但没有被橡胶棒吸住,反而远离橡胶棒滚动。
【解析】带电体能吸引轻小物体;同种电荷互相排斥。
【分析】此题考查了摩擦起电、电荷间的相互作用规律等知识点。
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此用毛皮摩擦过的橡胶棒慢慢靠近易拉罐,可以观察到易拉罐开始向橡胶棒滚动;当易拉罐与橡胶棒接触后,橡胶棒上的电子转移到易拉罐上,使易拉罐也带上了负电;同种电荷相互排斥,因此易拉罐与橡胶棒接触后,易拉罐不但没有被橡胶棒吸住,反而远离橡胶棒滚动。
29、如图甲所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由一端移到另一端时,测得其中一电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。
(1)若实验过程中电压表V1示数与V2示数的比值变小,则可以推断滑片P向 ▲ (选填“a”或“b”)端移动。
(2)当滑动变阻器的滑片P位于中点时,电压表V1的示数为 ▲ V。
【答案】(1)b; (2)6
【解析】【分析】【详解】由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,由于V1与V2示数之和不变,若实验过程中电压表V1与V2示数的比值变小,说明V1示数变小,V2示数变大,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,即滑片P在向b端移动。当滑片在a端时滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω,电压表V2被短路,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,根据图乙可知当电流最大,电压表V2示数为零;由图乙可知当滑片在a端时电路中的电流为I最大=1.5A,电源电压U=I最大R1;当滑片在b端时,电路中的电流为I最小=0.5A,U2=8V电源电压U=I最小R1+U2由于电源电压不变,所以I最大R1=I最小R1+U2;则R1的阻值为R1==8Ω,电源电压U=I最大R1=1.5Ax8Ω=12V,滑动变阻器的最大阻值为R2==16Ω;当滑动变阻器的滑片P位于中点时,则电路中的总电阻为R总=R1+R2中=8Ω+x16Ω=16Ω,电路中的电流为I==0.75A,V1的示数U1=IR1=0.75Ax8Ω=6V。故答案为：(1)b; (2)6
30、在如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2安。求：
(1)此时R1两端的电压U1。
(2)现用电阻R0替换电阻R1,闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电压表的示数如图(b)所示;移动滑动变阻器滑片到另一位置时,电流表的示数如图(c)所示。求替换电阻R0的阻值范围。
【答案】(1)4V; (2)15Ω≤R0＜20Ω或20Ω＜R0≤30Ω
【解析】【分析】【详解】(1)由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;定值电阻R1两端的电压U1=IR1=0.2Ax20Ω=4V。(2)现用电阻R0替换电阻R1即电阻R0与变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;图(b)中,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,电压表示数为UR=2V;图(c)中,电流表选用0-0.6A 量程,分度值为0.02A,电流表示数1'=0.2A;①当电流表的示数为2V时,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端电压U0=6V-2V=4V,因为串联电路中电流相等,电阻R0与变阻器的阻值之比为R0:R2=U0:U2=4V:2V=2:1;若此时变阻器接入的阻值最大为R2max=50Ω,则R0max=2R2max=2x50Ω=100Ω,若此时电流最大为Imax=0.6A,则R0min≈6.67Ω;②当电流表的示数为0.2A,且R2=0时,R0的最大阻值R0max ==30Ω,当电压表示数最大为3V,R0两端的最小电压为U0min=6V-3V=3V定值电阻R0的最小阻值R0min ==15Ω,由于当R0=20Ω时,电流表示数为0.2A,则此时电压表示数为U2=U-IR0=6V-0.2Ax20Ω=2V即滑片在同一位置时,电流表、电压表的示数如图(b)(c)所示,与题意不符,故应排除R0=20Ω;所以综合上述分析可得,替换电阻R0的阻值范围为150≤R0<20Ω或20Ω31、如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至滑动变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表会发出警告。油的体积V和滑动变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω。闭合开关S,求：
(1)当油箱加满油时电路中的电流。(2分)
(2)油箱内油量剩余一半时滑动变阻器R两端的电压。(3分)
【答案】(1)0.06A; (2)5V
【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知,当油箱加满油时,变阻器R的电阻等于零,此时电路中的电流：I ==0.06A;(2)由图乙可知R与V的关系为一次函数,设为R=kV+b,把V=0、R=1000Ω和V=50、R=0代入可得：R=kx0V+b,0=kx50L+b,解得：k=-20Ω/L,b=1000Ω即：R=-20Ω/LxV+1000Ω;当油箱内油量剩余一半(即V=25L)时R的阻值：R'=-20Ω/Lx25L+1000Ω=500Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流：I==0.01A,变阻器R两端的电压：UR=IR =0.01Ax500Ω=5V。答：(1)当油箱加满油时电路中的电流为0.06A;(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V。
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