第十五章 探究电路(60分钟 100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·厦门期末)以下方法中,能使金属丝电阻增大的是 (B)
A.增大金属丝的横截面积 B.增大金属丝的长度
C.增大金属丝两端的电压 D.增大金属丝中的电流
2. (2023·牡丹江中考)如图所示,电源两端电压为3 V,R1=5 Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是 (B)
A.通过R1的电流为0.6 A
B.R2的电阻为25 Ω
C.R2两端的电压为3 V
D.R1两端的电压为2.5 V
3.如图所示的电路,开关S闭合,正常工作一段时间后,电流表示数突然减小但不为零。用电压表检测,当电压表接a、b两点时,电压表有示数;接b、c两点时,电压表无示数,则故障是 (B)
A.开关S接触不良 B.ac导线开路
C.R1开路 D.R2开路
4.如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15 Ω。当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.2 A。下列说法正确的是 (A)
A.电阻R1的阻值为10 Ω
B.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5 A
C.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5 A
5. (2023·泉州泉港区模拟)如图所示,开关S闭合后灯L不发光,用测电笔测试电灯两接线处和插座两孔均能使测电笔氖管发光,经检查,保险丝未烧断,则故障是 (D)
A.灯丝发生开路 B.插座发生短路
C.进户火线开路 D.进户零线开路
6.如图所示,L1标有“2.5 V 0.3 A”,L2标有“3.8 V 0.3 A“,灯丝电阻不变,“电源”电压可调,闭合开关S,下列说法正确的是 (B)
A.L1、L2两端实际电压不同
B.L1、L2电阻之比为25∶38
C.L1、L2的电流之比为25∶38
D.通过调节“电源”电压,能使L1、L2同时正常工作
7.(2023·枣庄中考)以下四种情况符合安全用电原则的是 (A)
8.如图所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是 (D)
A.电流表A1示数变小,灯泡变暗
B.电流表A2示数变小,电压表V的示数变小
C.电压表V与电流表A2的比值变小
D.电流表A2和电流表A1示数之差变小
9. (2023·厦门二模)如图所示电路中电源两端的电压不变,滑动变阻器RW的滑片P在某两点间移动时,电流表的示数在0.5~3 A之间变化,电压表的示数在5~10 V之间变化,则定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别为 (C)
A.3 Ω,15 V B.5 Ω,12.5 V
C.2 Ω,11 V D.都不对
10.如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,根据图像信息,
下列判断正确的是 (D)
A.电源电压是6 V
B.定值电阻R1的阻值是15 Ω
C.滑动变阻R2的最大阻值是20 Ω
D.滑片移到中点时,电路中的电流是0.3 A
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共16分。
11.(2023·哈尔滨中考)一只灯泡的额定电压是6 V,额定电流是0.4 A,若将该灯泡接在10 V的电源上,为使其正常发光,应 串 联一个 10 Ω的定值电阻。
12.两个电阻分别标有“6 Ω 1 A”和“3 Ω 1.2 A”字样。将它们串联后接入电路使用,则电路两端的总电压不能超过 9 V;将它们并联后接入电路使用,则干路电路中的电流不能超过 1.8 A。
13.如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻R的阻值为 20 Ω。若将它们串联在电路中,电流为0.3 A,则电源电压为 9 V。
14.张莉用如图所示的电路探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6 V,实验用到的电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。实验中保持电压表示数为2.5 V不变,并且将电阻R由小到大进行更换,则滑动变阻器的滑片P应该 向右端移动 (选填“向左端移动”“向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 35 Ω。
三、作图题:本题共2小题,每小题4分,共8分。
15.(2023·厦门期末)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。请完成该电路的连接。
答:
16.(2024·厦门期末)教室里采用多盏“220 V 26 W”的LED灯进行照明,提供适当的光照强度。将图中的LED灯和开关接入电路,使开关同时控制两盏灯正常工作。
答:
四、简答题:本题共1小题,共4分。
17.福建省美丽乡村工程建设中,许多乡村进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,请你运用学过的知识分析输电线用铝线不用铜线并将细铝线换成粗铝线的原因。
答:铜导线的导电性能虽然比铝导线好,但铝的密度比铜小的多,在长度和电阻一样的情况下,铝线的横截面积虽然比铜导线大了1.68倍,但它的质量仅为铜线的0.54倍。而且铝资源丰富,价格便宜。进行输电线路的改造时,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,即在导体的材料、长度一定时,增大横截面积,可以减小输电线路的电阻;由Q=I2Rt可知,当电流、通电时间一定时,减小导线的电阻可以减小导线上产生的热量,即减小了电能在输送过程中的损耗。
五、实验题:本题共3小题,共23分。
18.(7分)(2023·乐山中考)某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究“影响导体电阻大小的因素”实验进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表),设计了如图1所示的电路图。
编号 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)图1中,将三个电阻串联是为了保证 电流 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5 V,V2示数为0.7 V,电压表V3示数如图2所示为 0.5 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 大 (选填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 小 (选填“大”或“小”)。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,选用B、 D 和 E (填导体代号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 控制变量法 (选填“控制变量法”或“模型法”)。
19.(8分)用图1电路探究电流跟电压和电阻的关系,实验器材如下:电源(4.5 V),滑动变阻器(“10 Ω 2 A”、“50 Ω 1.5 A”),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)。
(1)探究电流与电压的关系实验中,选取“10 Ω 2 A”的滑动变阻器与10 Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片P,多次实验后用图像法处理数据如图2:
①分析图像得出结论: 电阻一定时,电流与电压成正比 ;
②图2的I-U图像在前半区(即阴影区)没有实验数据,为了扩大数据的范围,请提供一个可行的方案 改用“50 Ω 1.5 A”的滑动变阻器 。
③进行该实验时他 不能 (选填“能”或“不能”)用小灯泡来代替定值电阻,这是因为 小灯泡电阻随温度变化而变化 。
(2)在探究电流与电阻的关系实验中,选取“50 Ω 1.5 A”的滑动变阻器与5 Ω的定值电阻完成了第1次实验,记录数据于表格中。
①进行第2次实验,将定值电阻的阻值由5 Ω更换为10 Ω,闭合开关,调节滑片P直至电压表示数为 2.5 V,并记录数据。
②进行第3次实验,将定值电阻由10 Ω更换为20 Ω,闭合开关,发现
异常现象: 电压表示数超过量程 ,请针对此现象提出正确的操作建议 闭合开关前,将变阻器滑片移动到最大阻值处 。
20.(8分)(2023·福建中考)小华用如图1甲所示电路,测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、开关、导线若干。
(1)根据图1甲,用笔画线表示导线,将图1乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至 右 端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 小灯泡开路 。
(4)排除故障后进行实验,移动滑片P,当电压表示数为2.2 V时,电流表示数如图2甲,为 0.24 A,此时小灯泡的电阻为 9.2 Ω(结果保留一位小数)。
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图2乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 大 ;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5 V。现增加一个阻值为20 Ω的定值电阻R和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0 V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在图3虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
六、计算题:本题共2小题,共19分。
21. (9分)如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,电阻R1为6 Ω。同时闭合开关S1、
S2时,电流表的示数为2.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
解:由电路图知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻R1的电流:I1===2 A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=I-I1=2.5 A-2 A=0.5 A;
(3)电阻R2的阻值:R2===24 Ω。
22.(10分)(2023·泉州模拟)如图甲所示是汽车油量表(实际是电流表)的原理示意图。小华家的汽车油量表失灵了,她打开检查,发现是电阻R'烧坏了,但不知它的大小,再看变阻器R的铭牌,上面标有“50 Ω 1 A”的字样。为了确定被烧坏的是电阻R',她拆下车上的油量表,另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2=5 Ω、电压表和开关等器材,组成如图乙所示的电路进行实验,得到如表中所示的数据。甲图中油箱内无油时,P在b端;油箱装满时,P在a端,求:
(1)当油量表的示数为45 L时,电压表的示数;
(2)当油量表的示数为60 L时,通过油量表的电流强度;
(3)如图甲中被烧坏的电阻R'的阻值的大小。
见全解全析第十五章 探究电路(60分钟 100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·厦门期末)以下方法中,能使金属丝电阻增大的是 ( )
A.增大金属丝的横截面积 B.增大金属丝的长度
C.增大金属丝两端的电压 D.增大金属丝中的电流
2. (2023·牡丹江中考)如图所示,电源两端电压为3 V,R1=5 Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是 ( )
A.通过R1的电流为0.6 A
B.R2的电阻为25 Ω
C.R2两端的电压为3 V
D.R1两端的电压为2.5 V
3.如图所示的电路,开关S闭合,正常工作一段时间后,电流表示数突然减小但不为零。用电压表检测,当电压表接a、b两点时,电压表有示数;接b、c两点时,电压表无示数,则故障是 ( )
A.开关S接触不良 B.ac导线开路
C.R1开路 D.R2开路
4.如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15 Ω。当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.2 A。下列说法正确的是 ( )
A.电阻R1的阻值为10 Ω
B.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5 A
C.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5 A
5. (2023·泉州泉港区模拟)如图所示,开关S闭合后灯L不发光,用测电笔测试电灯两接线处和插座两孔均能使测电笔氖管发光,经检查,保险丝未烧断,则故障是 ( )
A.灯丝发生开路 B.插座发生短路
C.进户火线开路 D.进户零线开路
6.如图所示,L1标有“2.5 V 0.3 A”,L2标有“3.8 V 0.3 A“,灯丝电阻不变,“电源”电压可调,闭合开关S,下列说法正确的是 ( )
A.L1、L2两端实际电压不同
B.L1、L2电阻之比为25∶38
C.L1、L2的电流之比为25∶38
D.通过调节“电源”电压,能使L1、L2同时正常工作
7.(2023·枣庄中考)以下四种情况符合安全用电原则的是 ( )
8.如图所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1示数变小,灯泡变暗
B.电流表A2示数变小,电压表V的示数变小
C.电压表V与电流表A2的比值变小
D.电流表A2和电流表A1示数之差变小
9. (2023·厦门二模)如图所示电路中电源两端的电压不变,滑动变阻器RW的滑片P在某两点间移动时,电流表的示数在0.5~3 A之间变化,电压表的示数在5~10 V之间变化,则定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别为 ( )
A.3 Ω,15 V B.5 Ω,12.5 V
C.2 Ω,11 V D.都不对
10.如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,根据图像信息,
下列判断正确的是 ( )
A.电源电压是6 V
B.定值电阻R1的阻值是15 Ω
C.滑动变阻R2的最大阻值是20 Ω
D.滑片移到中点时,电路中的电流是0.3 A
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共16分。
11.(2023·哈尔滨中考)一只灯泡的额定电压是6 V,额定电流是0.4 A,若将该灯泡接在10 V的电源上,为使其正常发光,应 联一个 Ω的定值电阻。
12.两个电阻分别标有“6 Ω 1 A”和“3 Ω 1.2 A”字样。将它们串联后接入电路使用,则电路两端的总电压不能超过 V;将它们并联后接入电路使用,则干路电路中的电流不能超过 A。
13.如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻R的阻值为 Ω。若将它们串联在电路中,电流为0.3 A,则电源电压为 V。
14.张莉用如图所示的电路探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6 V,实验用到的电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。实验中保持电压表示数为2.5 V不变,并且将电阻R由小到大进行更换,则滑动变阻器的滑片P应该 (选填“向左端移动”“向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
三、作图题:本题共2小题,每小题4分,共8分。
15.(2023·厦门期末)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。请完成该电路的连接。
16.(2024·厦门期末)教室里采用多盏“220 V 26 W”的LED灯进行照明,提供适当的光照强度。将图中的LED灯和开关接入电路,使开关同时控制两盏灯正常工作。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
17.福建省美丽乡村工程建设中,许多乡村进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,请你运用学过的知识分析输电线用铝线不用铜线并将细铝线换成粗铝线的原因。
五、实验题:本题共3小题,共23分。
18.(7分)(2023·乐山中考)某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究“影响导体电阻大小的因素”实验进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表),设计了如图1所示的电路图。
编号 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)图1中,将三个电阻串联是为了保证 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5 V,V2示数为0.7 V,电压表V3示数如图2所示为 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,选用B、 和 (填导体代号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“模型法”)。
19.(8分)用图1电路探究电流跟电压和电阻的关系,实验器材如下:电源(4.5 V),滑动变阻器(“10 Ω 2 A”、“50 Ω 1.5 A”),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)。
(1)探究电流与电压的关系实验中,选取“10 Ω 2 A”的滑动变阻器与10 Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片P,多次实验后用图像法处理数据如图2:
①分析图像得出结论: ;
②图2的I-U图像在前半区(即阴影区)没有实验数据,为了扩大数据的范围,请提供一个可行的方案 。
③进行该实验时他 (选填“能”或“不能”)用小灯泡来代替定值电阻,这是因为 。
(2)在探究电流与电阻的关系实验中,选取“50 Ω 1.5 A”的滑动变阻器与5 Ω的定值电阻完成了第1次实验,记录数据于表格中。
①进行第2次实验,将定值电阻的阻值由5 Ω更换为10 Ω,闭合开关,调节滑片P直至电压表示数为 V,并记录数据。
②进行第3次实验,将定值电阻由10 Ω更换为20 Ω,闭合开关,发现
异常现象: ,请针对此现象提出正确的操作建议 。
20.(8分)(2023·福建中考)小华用如图1甲所示电路,测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、开关、导线若干。
(1)根据图1甲,用笔画线表示导线,将图1乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至 端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 。
(4)排除故障后进行实验,移动滑片P,当电压表示数为2.2 V时,电流表示数如图2甲,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图2乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 ;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5 V。现增加一个阻值为20 Ω的定值电阻R和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0 V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在图3虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
六、计算题:本题共2小题,共19分。
21. (9分)如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,电阻R1为6 Ω。同时闭合开关S1、
S2时,电流表的示数为2.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
22.(10分)(2023·泉州模拟)如图甲所示是汽车油量表(实际是电流表)的原理示意图。小华家的汽车油量表失灵了,她打开检查,发现是电阻R'烧坏了,但不知它的大小,再看变阻器R的铭牌,上面标有“50 Ω 1 A”的字样。为了确定被烧坏的是电阻R',她拆下车上的油量表,另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2=5 Ω、电压表和开关等器材,组成如图乙所示的电路进行实验,得到如表中所示的数据。甲图中油箱内无油时,P在b端;油箱装满时,P在a端,求:
(1)当油量表的示数为45 L时,电压表的示数;
(2)当油量表的示数为60 L时,通过油量表的电流强度;
(3)如图甲中被烧坏的电阻R'的阻值的大小。
