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第4章 电流、电压和电阻 单元全优提升卷
一、单选题
1.下列数据中最符合生活实际的是( )
A.人体安全电压为36V
B.我国家庭电路电压为220V
C.手机正常工作时的电压为0.37V
D.实验室小灯泡发光时电流约为8A
2.物理知识是从实际中来的,又要应用到实际中去。下列有关技术及其应用的说法中,正确的是( )
A.新型电热毯的电阻丝是用超导材料制成的
B.LED灯中的发光二极管主要是由半导体材料制成的
C.人们可以利用超声波来测量地球到月球的距离
D.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷只能耐高温,不能增加硬度
3.小明在实验室用伏安法测量小灯泡的电阻,发现灯泡发光较暗时和发光较亮时测出来小灯泡的电阻不同,对这个问题的解释合理的是( )
A.小灯泡两端的电压不同,所以电阻不同
B.通过小灯泡的电流不同,所以电阻不同
C.两次灯丝的长度不同,所以电阻不同
D.两次灯丝的温度不同,所以电阻不同
4.如图所示电路,闭合开关后,观察到两灯均不亮,用一根导线去检测电路故障,发现故障仅为L1断路,则检测时不可能出现的现象是( )
A.当导线接A、B两点时,灯泡L2不亮
B.当导线接B、C两点时,两灯均不亮
C.当导线接C、D两点时,两灯均不亮
D.当导线接A、D两点时,电源可能被烧坏
5.如图所示的电路中,当开关S闭合后,灯L1不亮,L2不亮,电压表示数明显,则下列判断中正确的是( )
A.灯L1与L2并联,L1的灯丝断了 B.灯L1与L2并联,L1被短路了
C.灯L1与L2串联,L1的灯丝断了 D.灯L1与L2串联,L2灯丝断了
6.在图示的电路中,闭合开关 S 后,两只灯泡都能发光,应在甲、乙两处连入的电表是 ( )
A.甲是电压表,乙是电压表 B.甲是电流表,乙是电流表
C.甲是电流表,乙是电压表 D.甲是电压表,乙是电流表
7.甲图所示电路,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为乙图所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.7 V 6.8 V B.6.8 V 1.7 V
C.1.7 V 5 V D.8.5 V 1.7 V
8.如图所示,先用导线把电源、灯泡连接起来,再依次把铅笔芯、塑料线、玻璃棒、橡皮等接到M、N之间,其中能使灯泡发光的是( )
A.铅笔芯 B.塑料线 C.玻璃棒 D.橡皮
9.在下图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示的电路中,小灯泡L1、L2规格相同,闭合开关S后,发现L1发光,L2不发光。此电路的故障可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.开关S接触不良 D.灯L2断路
二、填空题
11.如图所示,AB、CD是长度相同的两根镍铬合金线。将它们分别接入电路进行实验,研究的是导体电阻大小与导体 的关系。如果再提供一根外形和完全相同的锰铜合金线,还可以研究导体电阻大小与导体 的关系。
12.家庭电路的电压是 V,对人体安全电压是 V。
13.佳佳同学在探究“串联电路电压规律”的实验中提出了这样的猜想:串联电路中用电器两端的电压相等,总电压等于各部分电路的电压之和.佳佳同学准备了两只相同的小灯泡和其他一些材料进行实验:
(I)她连接了如图所示的电路,闭合开关用电压表分别测出AB、BC、AC之间的电压,并记录在下面的表格中.
UAB UBC UAC
1.4V 1.4V 2.8V
(II)根据佳佳的实验数据得到的结论与她的猜想 (填“相符”或“不相符”),她的猜想是否科学 .
(III)这个实验有哪些不足之处,请指出两点: ; .
14.如图甲为某可调亮度台灯,图乙为用于调光的电位器结构图,它是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的,电位器要与灯泡 联;如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,应把接线柱 (选填“和”“和”,或“和”)连入电路。
15.某手电筒是由电池、开关和三颗相同的LED灯连接而成.工作时每颗灯珠都正常发光且电压都为U,如果从正在发光的手电筒中取下其中的一颗灯珠,发现另外两颗灯珠不发光,则手电筒中三颗灯珠是 联的,手电筒电源的电压为
16.小明在家看电视,突然断电,发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水,水流入小明家的插座中,因为流入插座的水是 (选填“导体”或“绝缘体”),使电路发生 路,导致空气开关跳闸。
17.用笔画线代替导线完成图中电路的实物连接。要求:两灯并联,开关控制整个电路,电流表A1测量通过L2的电流(约0.4 A),电流表A2测量通过L1、L2的总电流(约1.2 A),导线不能交叉 。L1中的电流约是 。
18.如图所示,若电源电压为6V,开关闭合后,电压表的示数为3.8V,则灯L1两端的电压U1= ,灯L2两端的电压U2= ;若断开开关,电压表的示数约为 。
三、计算题
19.传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小.测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N 均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器 R2的滑片 P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力 F 的大小与R2的阻值大小成正比例关系.闭合开关S,压力 时,滑片 P在最上端;压力 时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:
(1)定值电阻R1的大小,压力 F1与R2阻值之比k.
(2)当滑片 P 滑至最下端时,压力 F2的大小.
(3)压力 F 的大小与电压表示数之间的函数关系表达式.
20.在如图所示的电路中,当只闭合S1时电流表示数是0.3A,当S1、S2都闭合时电流表示数是0.5A;当S1、S2部闭合时,请你解答下列问题:
(1)通过灯泡L1的电流;
(2)通过灯泡L2的电流。
四、作图题
21.在下图中添两根导线,使两灯并联,S控制两盏灯,电流表测通过L1的电流。
22.如图所示的电路,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。要求:①灯L1和灯L2并联;②电流表只测量灯L1的电流。
23.根据实物图,在答题卡虚线方框内画出电路图。
五、实验探究题
24.小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是 路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数 1 2 3
电流表的示数/A 0.18 0.2
电流表的示数/A 0.18 0.2
电流表的示数/A 0.36 0.4
(4)本实验要进行多次实验的目的是 。
25.为了探究并联电路的电流规律,小明和小星同学选择了三节新干电池,一个“3.8V 0.2A”的小灯泡L1和一个“2.5V 0.3A”的小灯泡L2,一个开关,导线若干,设计了图甲所示的电路(忽略灯泡电阻的变化)。
(1)老师指出,此电路设计存在一个严重问题需要纠正,请你提出一条改进措施 ;
(2)调整后,小明在闭合开关前观察到电流表的指针出现了如图乙所示的情况,则下一步他应该对电流表进行 的操作;
(3)图甲中,若要测量L2的电流,则只需要调整图中的导线 右边所接位置;
(4)为了得到普遍规律,小明和小星多次改变了某些元件的规格并完成了实验,实验数据记录如表所示。分析表中数据, (用表格中的字母表达)。
实验次数 干路电流I/A L1电流I1/A L2电流I2/A
1 0.24 0.05 0.19
2 0.5 0.08 0.42
3 0.49 0.1 0.38
26.某小组进行“探究串、并联电路的电流规律”实验。
(1)在连接电路时,开关应该处于 状态。电流表应 联在被测电路中;
(2)实验小组一起做“探究串联电路中电流的规律”实验,图甲是他们设计的电路图,实验时闭合开关,发现两个小灯泡的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是___________(填选项);
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某个小灯泡被短路 D.电流表被烧坏
(3)故障排除后,实验小组继续完成实验,小红认为实验过程中需要多次拆、装电流表很不方便,请你提出一个改进措施: ;
(4)实验小组又一起做“探究并联电路中电流的规律”实验,图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图丙是他们连接的实验电路,图丁为电流表读数,此时电流表测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流 A;
(5)他们继续测出另两处的电流,数据如表所示。
/A /A /A
0.15 0.15
小红认为从这组实验数据中就可以得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,小明则认为实验存在偶然性,下一步操作应该是 。
27.为了验证并联电路的电流特点,小露设计了如图的电路进行实验.
(1)①在连接电路时,开关应处于 状态.
②小露先将电流表接在L1所在的支路,闭合开关后,闭合开关后,电流表的指针反向偏转,出现这种现象的原因是: .
③重新连好电路后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙所示,可读出:I1=0.5A,I2= A,I=1A.根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: (写出关系式即可).
(2)小郭和小莉同学分别用如图的电路探究“探究串联电路电压特点”的实验:
①小郭在测量L1两端的电压时,两灯突然熄灭,但电压表示数变大且接近电源电压,由此判断出L1处的故障是 .
②他排除故障后继续实验,完成了第一次实验测量,数据记录在下面表格中
序号 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V L1:和L2两端总电压U/V
第一次测量 1.5 1.5 3
小郭在第一次的实验数据收集完后就断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 (填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 .
③小莉同学在测量L1、L2总电压时,按照图方式连接了电路,实验中她惊奇的发现,开关闭合前后电压表的示数不同,这是什么原因呢 爱探究的小莉通过查阅相关资料发现,这是由于电源内部也有电阻的原因,这个电阻我们称为电源的内阻,现实中的电源可以看成一个理想电源(不考虑电源内阻)和内阻串联而成(如图).请结合实验情境和所学物理知识分析,开关闭合前的电压表示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)开关闭合后的电压表示数.
六、综合题
28.在下图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作,一段时间后,用电器发生故障:
(1)如电压表示数变大,则可判断电路故障是 ;
(2)如电流表示数变大,则可判断电路故障是 .
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第4章 电流、电压和电阻 单元全优提升卷
一、单选题
1.下列数据中最符合生活实际的是( )
A.人体安全电压为36V
B.我国家庭电路电压为220V
C.手机正常工作时的电压为0.37V
D.实验室小灯泡发光时电流约为8A
【答案】B
【解析】【解答】根据生活经验可知,人体安全电压为不高于36V的电压,我国家庭电路电压为220V,手机正常工作时的电压为3.7V,实验室小灯泡发光时电流约为0.2A,
故B正确,而ACD错误。
故选B。
【分析】根据对常见电压和电流的认识判断。
2.物理知识是从实际中来的,又要应用到实际中去。下列有关技术及其应用的说法中,正确的是( )
A.新型电热毯的电阻丝是用超导材料制成的
B.LED灯中的发光二极管主要是由半导体材料制成的
C.人们可以利用超声波来测量地球到月球的距离
D.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷只能耐高温,不能增加硬度
【答案】B
【解析】【解答】A.由于超导体的电阻为零,电流流过超导体时,导体不会发热,A不符合题意;
B.二极管是由半导体做成的元器件,它具有单向导电性,B符合题意;
C.由于声音不能在真空中传播,所以不能利用超声波的反射制成的声呐来测量地球到月球的距离,C不符合题意;
D.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易碎、耐高温,说明其具有一定的硬度,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电热器是电流的热效应工作的,但是超导体的电阻为零,电流流过超导体时,导体不会发热。
二极管是由半导体做成的元器件,它具有单向导电性。
声音不能在真空中传播。
3.小明在实验室用伏安法测量小灯泡的电阻,发现灯泡发光较暗时和发光较亮时测出来小灯泡的电阻不同,对这个问题的解释合理的是( )
A.小灯泡两端的电压不同,所以电阻不同
B.通过小灯泡的电流不同,所以电阻不同
C.两次灯丝的长度不同,所以电阻不同
D.两次灯丝的温度不同,所以电阻不同
【答案】D
【解析】【解答】解:AB.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料和长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,AB不符合题意;
C.同一只灯泡,灯丝的材料、长度、横截面积不变,C不符合题意;
D.灯泡发光较暗时和发光较亮时,灯泡两端的电压和通过的电流不同,实际功率不同,灯丝的温度不同,灯丝的电阻不同,所以灯丝的电阻与温度有关,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大。
4.如图所示电路,闭合开关后,观察到两灯均不亮,用一根导线去检测电路故障,发现故障仅为L1断路,则检测时不可能出现的现象是( )
A.当导线接A、B两点时,灯泡L2不亮
B.当导线接B、C两点时,两灯均不亮
C.当导线接C、D两点时,两灯均不亮
D.当导线接A、D两点时,电源可能被烧坏
【答案】A
【解析】【解答】解:A.图中两个灯泡串联,两灯均不亮,若故障为L1断路,当导线接A、B两点时,灯泡L2和开关接入电路中,此时电路是通路,灯泡L2亮,故A符合题意;
B.当导线接B、C两点时,电路仍然是断路,两灯都不发光,故B不符合题意;
C.当导线接C、D两点时,电路仍然是断路,两灯都不发光,故C不符合题意;
D.当导线接A、D两点时,电源被短路,电源可能被烧坏,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】 开关闭合后,两个灯泡都不发光,说明电路是断路,根据导线在不同位置的连接情况和灯泡的发光情况分析。
5.如图所示的电路中,当开关S闭合后,灯L1不亮,L2不亮,电压表示数明显,则下列判断中正确的是( )
A.灯L1与L2并联,L1的灯丝断了 B.灯L1与L2并联,L1被短路了
C.灯L1与L2串联,L1的灯丝断了 D.灯L1与L2串联,L2灯丝断了
【答案】C
【解析】【解答】解:由实物图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测量灯泡L1两端的电压。当开关S闭合后,灯L1不亮,L2不亮,说明电路出现了断路;电压表有示数,说明电压表正负接线柱与电源是接通的,所以故障为L1的灯丝断了,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据图像电路是串联电路,结合电压表有示数判断电路是断路.
6.在图示的电路中,闭合开关 S 后,两只灯泡都能发光,应在甲、乙两处连入的电表是 ( )
A.甲是电压表,乙是电压表 B.甲是电流表,乙是电流表
C.甲是电流表,乙是电压表 D.甲是电压表,乙是电流表
【答案】D
【解析】【解答】闭合开关 S 后,两只灯泡都能发光,故L1、L2,均形成了回路,则甲为电压表,乙为电流表,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】电流表相当于一根导线,电压表相当于开路,要求两个灯泡都发光,结合电流的流向判断甲、乙两个表的种类即可。
7.甲图所示电路,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为乙图所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.7 V 6.8 V B.6.8 V 1.7 V
C.1.7 V 5 V D.8.5 V 1.7 V
【答案】B
【解析】【解答】由电路图可知,开关闭合后,两灯泡是串联的,电压表 测电源电压,电压表 测 的电压,串联电路电源电压等于各用电器电压之和,两个电压表指针偏转均为乙图所示,说明电压表 选择的是大量程,分度值是0.5V,示数是8.5V,电压表 选择的是小量程,分度值是0.1V,示数是1.7V,则灯泡 的电压为
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器电压之和;根据电压表测量的位置判断量程,结合指针位置测量电压。
8.如图所示,先用导线把电源、灯泡连接起来,再依次把铅笔芯、塑料线、玻璃棒、橡皮等接到M、N之间,其中能使灯泡发光的是( )
A.铅笔芯 B.塑料线 C.玻璃棒 D.橡皮
【答案】A
【解析】【解答】解:在铅笔芯、塑料线、玻璃棒、橡皮中,铅笔芯容易导电,是导体,接入MN之间,能使灯发光.
故选:A.
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限.
9.在下图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】解:A、由图可知,电压表与L1并联,正负接线柱正确,故A正确.
B、由图可知,电压表测的是两灯串联的总电压,或电源电压,故B错误.
C、由图可知,电压表接到了L2的两端,测的是L2的两端电压,故C错误.
D、由图可知,电压表接到了L2的两端,测的是L2的两端电压,故D错误.
故选A.
【分析】电压表的正确使用:1、连接电压表的时候,电流要从正接线柱入,负接线柱出;2、电压表与被测用电器并联.
10.如图所示的电路中,小灯泡L1、L2规格相同,闭合开关S后,发现L1发光,L2不发光。此电路的故障可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.开关S接触不良 D.灯L2断路
【答案】D
【解析】【解答】解:由图可知:该电路是并联电路,灯L2不亮,而L1正常发光,这说明从L1两端到电源的两极没问题,因此灯L1、开关S的连接都正确,问题就是灯L2断路或短路。
当灯L2短路时,电源被短路,灯L1不亮,甚至可能烧毁电源;所以只能是灯L2断路,此时L1支路不受影响,符合题意。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析电路结构,两个小灯泡是并联关系,结合灯泡的发光情况,分析电路存在的故障即可。
二、填空题
11.如图所示,AB、CD是长度相同的两根镍铬合金线。将它们分别接入电路进行实验,研究的是导体电阻大小与导体 的关系。如果再提供一根外形和完全相同的锰铜合金线,还可以研究导体电阻大小与导体 的关系。
【答案】横截面积;材料
【解析】【解答】AB、CD的长度相同、材料相同,AB的横截面积小于CD的横截面积,将它们分别接入电路进行实验,会发现接入AB时电流表的示数小于接入CD时电流表的示数,这说明横截面积不同,导体的电阻不同,所以该实验是为了探究导体的电阻大小与横截面积的关系。
如果再提供一条外形和CD完全相同的锰铜合金线,CD和锰铜线的长度和横截面积相同,材料不同,可以研究导体的电阻大小与导体的材料的关系。
【分析】当导体的材料、长度相同时,可以探究电阻和导体的横截面积的关系;探究电阻的影响因素和材料的关系,需要选择不同材料的导体。
12.家庭电路的电压是 V,对人体安全电压是 V。
【答案】220;不高于36
【解析】【解答】我国家庭电路电压为220V,对人体安全电压为不高于36V。
【分析】该题目考查的是有关电压的基本常识,平时注意积累即可。
13.佳佳同学在探究“串联电路电压规律”的实验中提出了这样的猜想:串联电路中用电器两端的电压相等,总电压等于各部分电路的电压之和.佳佳同学准备了两只相同的小灯泡和其他一些材料进行实验:
(I)她连接了如图所示的电路,闭合开关用电压表分别测出AB、BC、AC之间的电压,并记录在下面的表格中.
UAB UBC UAC
1.4V 1.4V 2.8V
(II)根据佳佳的实验数据得到的结论与她的猜想 (填“相符”或“不相符”),她的猜想是否科学 .
(III)这个实验有哪些不足之处,请指出两点: ; .
【答案】相符;不科学;用两只相同的灯泡;只作一次实验
【解析】【解答】解:(II)由表中数据知,用电器的电压相等,根据佳佳的实验数据得到的结论与她的猜想相符,但因用两只相同的灯泡,只做了一实验,结论有偶然性;(III)为避免实验的偶然性,得出普遍性的结论,要换用不同的灯泡多次实验.
故答案为:(II)相符; 不科学; (III)用两只相同的灯泡; 只作一次实验.
【分析】(II)(III)根据表中数据分析作答;根据归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是选用的样本要有代表性;2是样本数量要足够多,据此回答.
14.如图甲为某可调亮度台灯,图乙为用于调光的电位器结构图,它是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的,电位器要与灯泡 联;如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,应把接线柱 (选填“和”“和”,或“和”)连入电路。
【答案】长度;串;和
【解析】【解答】电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,电位器要与灯泡串联,才能调节灯的亮度。
由图乙可知,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,则电位器接入电路的电阻变小,电阻丝的长度变短,所以应把接线柱和连入电路。
【分析】1.电位器的原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻;
2.电位器应与用电器串联;
15.某手电筒是由电池、开关和三颗相同的LED灯连接而成.工作时每颗灯珠都正常发光且电压都为U,如果从正在发光的手电筒中取下其中的一颗灯珠,发现另外两颗灯珠不发光,则手电筒中三颗灯珠是 联的,手电筒电源的电压为
【答案】串;3U
【解析】【解答】解:当从正在发光的手电筒中取下其中一粒灯珠,发现另外两粒灯珠不亮,说明它们相互影响,因此它们是串联连接;
因为每粒灯珠都正常发光且电压都为U,根据串联电路两端的电压等于串联的各用电器两端的电压之和可知:因此电源电压为3U.
故答案为:串;3U.
【分析】串联电路中各用电器工作时相互影响;串联电路两端的电压等于串联的各用电器两端的电压之和.
16.小明在家看电视,突然断电,发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水,水流入小明家的插座中,因为流入插座的水是 (选填“导体”或“绝缘体”),使电路发生 路,导致空气开关跳闸。
【答案】导体;短
【解析】【解答】纯水是绝缘体,但生活中的水都含有一些导电的粒子,是导体。
插座内流入水后,因为水是导体,使火线和零线不经用电器而连接在一起,发生了短路,导致空气开关跳闸。
【分析】善于导电的物体叫导体,如:各种金属、酸碱盐溶液、石墨、人体、大地、湿物体等;如果不经过用电器而直接把火线和零线接在一起,会使电路电流过大而发生短路现象。
17.用笔画线代替导线完成图中电路的实物连接。要求:两灯并联,开关控制整个电路,电流表A1测量通过L2的电流(约0.4 A),电流表A2测量通过L1、L2的总电流(约1.2 A),导线不能交叉 。L1中的电流约是 。
【答案】;0.8A
【解析】【解答】根据题意可知,两灯泡并联,则电流的路径有两条;开关控制整个电路,所以开关在干路中;电流表A1测量通过L2的电流,则电流表A1与L2在一条支路中,通过L2的电流约0.4A,则电流表A1选用小量程;电流表A2测量通过L1、L2的总电流,则电流表A2在干路中,通过L1、L2的总电流约1.2A,则电流表A2选用大量程;实物图如图所示:
L1中的电流I1=I-I2=1.2A-0.4A=0.8A
【分析】判断电路的连接形式,再从电源的一极开始连起,先串后并,且在连接时开关的状态是断开的。
18.如图所示,若电源电压为6V,开关闭合后,电压表的示数为3.8V,则灯L1两端的电压U1= ,灯L2两端的电压U2= ;若断开开关,电压表的示数约为 。
【答案】3.8V;2.2V;6V
【解析】【解答】开关闭合后,两灯串联,电压表测L1的电压,电源电压为6V,电压表的示数为3.8V,则灯L1两端的电压U1=3.8V
根据串联电路电压的规律,灯L2两端的电压U2=U-U1=6V-3.8V=2.2V
若断开开关,电压表通过灯泡与电源相连,相比电压表的内阻,灯泡的电阻很小,故电压表的示数约为6V。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压。若断开开关,电压表通过灯泡与电源相连,测量电源电压。
三、计算题
19.传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小.测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N 均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器 R2的滑片 P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力 F 的大小与R2的阻值大小成正比例关系.闭合开关S,压力 时,滑片 P在最上端;压力 时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:
(1)定值电阻R1的大小,压力 F1与R2阻值之比k.
(2)当滑片 P 滑至最下端时,压力 F2的大小.
(3)压力 F 的大小与电压表示数之间的函数关系表达式.
【答案】(1)解:由图可知,R1、R2串联,电压表测 R2两端电压,电流表测电路中电流,当 时,电流表示数为1A,电压数为3V,由串联电路特点可知,此时 9V,并且
R1的阻值
R2连入电路的阻值
所以压力 F1与R2阻值之比
(2)解:当滑片P滑至最下端时,变阻器连入阻值最大,电压表示数为7.5V,
此时电路中电流 0.5A,
R2的最大值
因为压力 F 的大小与R2的阻值大小成正比例关系,即:F=kR2,
所以压力
(3)解:由 F=kR2有
根据串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数:
化简可得
【解析】【分析】 (1)由图知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,电流表示数为1A,电压表示数为3V,由串联电路特点和欧姆定律可计算R1的阻值;
再计算出压力1N时,变阻器连入电路的阻值,根据压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系可得F1与R2阻值之比;
(2)当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V,由串联电路特点和欧姆定律计算此时R2连入电路的阻值,由压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系计算压力F2的大小;
(3)由F与R2的关系式表示出R2,由串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数,从而得到F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
20.在如图所示的电路中,当只闭合S1时电流表示数是0.3A,当S1、S2都闭合时电流表示数是0.5A;当S1、S2部闭合时,请你解答下列问题:
(1)通过灯泡L1的电流;
(2)通过灯泡L2的电流。
【答案】(1)解:当只闭合S1时,电流表与灯泡L1串联接入电路,当S1、S2都闭合时两灯泡并联接入,由于两端电压不变,则通过灯泡L1的电流仍为0.3A。
答:通过灯泡L1的电流为0.3A;
(2)解:当S1、S2都闭合时,两灯泡并联接入,电流表在干路,根据并联分流可知通过灯泡L2的电流为
答:通过灯泡L2的电流为0.2A。
【解析】【分析】(1)电路并联时,各支路不受影响;
(2)根据并联电路的干路电流和支路电流,可以计算其它支路电流大小。
四、作图题
21.在下图中添两根导线,使两灯并联,S控制两盏灯,电流表测通过L1的电流。
【答案】
【解析】【解答】要使两灯并联,S同时控制两盏灯,电流表测通过L1的电流,只须将两根导线一端均接开关的右接线柱,其中的一根导线另一端接电流表的中间接线柱(即使用小量程),而另一根导线的另一端接灯泡L2 的右接线柱即可,见图:
【分析】由题意知,开关S接在干路上控制两盏,电流表测L1的电流,应让电流从正接线柱流入且应使用小量程,再把两支路并联即可。
22.如图所示的电路,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。要求:①灯L1和灯L2并联;②电流表只测量灯L1的电流。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】灯 、 并联;电流表只测量通过灯 的电流,电流表与 串联,如图所示:
【分析】根据题目的要求,先确定电路的串并联性质,再明确电流表的测量对象,最后确定导线的位置.
23.根据实物图,在答题卡虚线方框内画出电路图。
【答案】
【解析】【解答】根据图片可知,灯泡L1和L2并联,开关S在干路上控制整个电路,电流表与灯泡L1串联在同一之路上,只测量通过灯泡L1的电流,如下图所示:
【分析】根据实物图画电路图时,要保证电路的串并联关系一致,还要保证连接的先后顺序一致。
五、实验探究题
24.小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是 路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数 1 2 3
电流表的示数/A 0.18 0.2
电流表的示数/A 0.18 0.2
电流表的示数/A 0.36 0.4
(4)本实验要进行多次实验的目的是 。
【答案】(1)
(2)断
(3)0.24;不同
(4)寻找普遍规律
【解析】【解答】(1)如图甲所示,灯L1、L2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测灯L1的电流,电流A2测灯L2的电流,差的一根线如图所示:
(2) 灯L1、L2并联,互不干扰,在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,若L2短路,则L1也熄灭,故原因是L2断路。
(3)如图丙所示,电流表接0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A。
为使结论具有普遍性,应更换不同规格的灯泡进行实验。
(4)本实验是找规律类实验,多次实验的目的是寻找普遍规律。
【分析】(1)探究并联电路电流规律时,各用电器并联连接;
(2)在并联电路中,支路用电器不工作,可能发生了断路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;探究电流规律时,通过改变不同规格的灯泡进行多次实验;
(4)探究规律时,多次实验可以探究规律的普遍性。
25.为了探究并联电路的电流规律,小明和小星同学选择了三节新干电池,一个“3.8V 0.2A”的小灯泡L1和一个“2.5V 0.3A”的小灯泡L2,一个开关,导线若干,设计了图甲所示的电路(忽略灯泡电阻的变化)。
(1)老师指出,此电路设计存在一个严重问题需要纠正,请你提出一条改进措施 ;
(2)调整后,小明在闭合开关前观察到电流表的指针出现了如图乙所示的情况,则下一步他应该对电流表进行 的操作;
(3)图甲中,若要测量L2的电流,则只需要调整图中的导线 右边所接位置;
(4)为了得到普遍规律,小明和小星多次改变了某些元件的规格并完成了实验,实验数据记录如表所示。分析表中数据, (用表格中的字母表达)。
实验次数 干路电流I/A L1电流I1/A L2电流I2/A
1 0.24 0.05 0.19
2 0.5 0.08 0.42
3 0.49 0.1 0.38
【答案】电源改为二节干电池串联;调零;c;
【解析】【解答】解:(1)电源为三节干电池串联,加在小灯泡两端的电压超过额定电压,因此电源改为二节干电池串联;
(2)电流表未接入电路时指针位置如图乙所示(指针在零刻度线的左侧),需要对电流表进行的操作是将电流表调零;
(3)电流表与待测电路串联,图甲中,若要测量L2的电流,则只需要调整图中的导线c右边所接位置;
(4)根据表格中的数据有:0.24A=0.05A+0.19A;0.5A=0.08A+0.42A;0.49A≈0.1A+0.38A;,可得到结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I1+I2=I。
故答案为:(1)电源改为二节干电池串联;(2)调零;(3)c;(4)I1+I2=I。
【分析】 (1)小灯泡两端的电压不能超过额定电压;
(2)电流表在使用前要调零;
(3)电流表与待测电路串联;
(4)结合表格数据得出结论。
26.某小组进行“探究串、并联电路的电流规律”实验。
(1)在连接电路时,开关应该处于 状态。电流表应 联在被测电路中;
(2)实验小组一起做“探究串联电路中电流的规律”实验,图甲是他们设计的电路图,实验时闭合开关,发现两个小灯泡的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是___________(填选项);
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某个小灯泡被短路 D.电流表被烧坏
(3)故障排除后,实验小组继续完成实验,小红认为实验过程中需要多次拆、装电流表很不方便,请你提出一个改进措施: ;
(4)实验小组又一起做“探究并联电路中电流的规律”实验,图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图丙是他们连接的实验电路,图丁为电流表读数,此时电流表测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流 A;
(5)他们继续测出另两处的电流,数据如表所示。
/A /A /A
0.15 0.15
小红认为从这组实验数据中就可以得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,小明则认为实验存在偶然性,下一步操作应该是 。
【答案】(1)断开;串
(2)B
(3)在电路中多接入几个电流表,分别测量不同位置的电流
(4)C;0.3
(5)改变电路元件或电源电压
【解析】【解答】探究串、并联电路的电流规律时,
(1)在连接电路时,开关应断开,可保护电路;
使用电流表时,电流表应串联在被测电路中,电流从正接线柱流入、负接线柱流出。
(2)A.若导线断开,电路处于开路状态,电流表的示数为零,不会出现指针来回摆动的情况,故A不符合题意;
B.若接线柱接触不良,电路时而接通,时而断开,电流时而有、时而无,小灯泡的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故B符合题意;
C.小灯泡被短路,不会发光,另一个小灯泡则会连接到电源上,电流表有示数且稳定,不会出现指针来回摆动的情况,故C不符合题意;
D.电流表被烧坏,电流表的示数为零,不会出现指针来回摆动的情况,故D不符合题意。
故选B。
(3)实验时,测量不同位置的电流时,在电路中多接入几个电流表,简化实验过程,提高实验效率。
(4)图乙中,电流表测量的是C处的电流,电流表接0~0.6A量程,分度值是0.02A,示数为0.3A。
(5)实验时,改变电路元件或电源电压,多次测量数据,避免偶然性,寻找普遍规律。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;电流表和所测量的位置串联,接线柱正入负出;
(2)电流表指针摆动时,接线柱接触不良,电路时接触、时断开;
(3)测量不同位置的电流,在不同位置连接多个电流表;
(4)根据电流表量程和指针位置,测量电流大小;
(5)实验时,进行多次实验,以验证结论的普遍性和准确性。
(1)[1]在连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态。
[2]根据电流表的使用要求,使用电流表时,电流表应串联在被测电路中,电流从正接线柱流入、负接线柱流出。
(2)A.如果某段导线断开,电路将处于开路状态,电流无法流通,电流表的示数应该为零,且示数稳定,不会出现指针来回摆动的情况,故A不符合题意;
B.如果某接线柱处接触不良,电路就会出现一种半接触、半断开的状态。在这种状态下,电路时而接通,时而断开,导致电流时而有、时而无,从而使得两个小灯泡的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动,故B符合题意;
C.如果某个小灯泡被短路,那么被短路的小灯泡将不会发光,而另一个小灯泡则会因为直接连接到电源上而变得更亮。同时,由于短路导致电流增大,电流表的示数应该会变大,并且稳定在一个较大的值上,不会出现指针来回摆动的情况,故C不符合题意;
D.如果电流表被烧坏,那么电流表的示数将为零,且无法再显示电流的大小,更不会出现指针来回摆动的情况,故D不符合题意。
故选B。
(3)在电路中多接入几个电流表,分别测量不同位置的电流,从而简化实验过程,提高实验效率。
(4)结合图乙的电路图,此时电流表测量的是C处的电流,由于电流表接0.6A接线柱,分度值是0.02A,电流表示数为0.3安培。
(5)小明认为实验存在偶然性,因此下一步操作应该是进行多次实验,以验证结论的普遍性和准确性。具体操作是:改变电路元件或电源电压等,多次测量数据,避免偶然性,寻找普遍规律。
27.为了验证并联电路的电流特点,小露设计了如图的电路进行实验.
(1)①在连接电路时,开关应处于 状态.
②小露先将电流表接在L1所在的支路,闭合开关后,闭合开关后,电流表的指针反向偏转,出现这种现象的原因是: .
③重新连好电路后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙所示,可读出:I1=0.5A,I2= A,I=1A.根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: (写出关系式即可).
(2)小郭和小莉同学分别用如图的电路探究“探究串联电路电压特点”的实验:
①小郭在测量L1两端的电压时,两灯突然熄灭,但电压表示数变大且接近电源电压,由此判断出L1处的故障是 .
②他排除故障后继续实验,完成了第一次实验测量,数据记录在下面表格中
序号 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V L1:和L2两端总电压U/V
第一次测量 1.5 1.5 3
小郭在第一次的实验数据收集完后就断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 (填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 .
③小莉同学在测量L1、L2总电压时,按照图方式连接了电路,实验中她惊奇的发现,开关闭合前后电压表的示数不同,这是什么原因呢 爱探究的小莉通过查阅相关资料发现,这是由于电源内部也有电阻的原因,这个电阻我们称为电源的内阻,现实中的电源可以看成一个理想电源(不考虑电源内阻)和内阻串联而成(如图).请结合实验情境和所学物理知识分析,开关闭合前的电压表示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)开关闭合后的电压表示数.
【答案】断开;电流表正负接线柱接反;0.5;;断路;错误;选用灯泡相同;大于
【解析】【解答】探究并联电路的电流特点时,
(1)①连接电路时,开关应断开,防止电流过大损坏电路元件;
②电流表连接时,接线柱正入负出,指针反向偏转,是电流表正负接线柱接反了;
③图乙中,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,示数为0.5A,即I2=0.5A;根据测量数据,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即:
(2)探究串联电路电压特点时,
①灯泡串联,两灯熄灭,电压表示数接近电源电压,则电压表所测元件断路,即L1断路;
②根据实验数据,实验时使用了两个相同的灯泡,分压相等,具有偶然性,得出的结论是错误的;
③开关闭合前,电压表与内阻串联,由于电流很小,内阻分压小,电压表示数较大;开关闭合后,电压表与两灯泡并联,再与内阻串联,并联总电阻变小,内阻分压变大,电压表示数变小,开关闭合前的电压表示数大于闭合后的电压表示数。
【分析】(1)探究并联电路电流规律时,连接电路开关断开;电流表接线柱正入负出;根据多次示数,判断干路电流等于各支路电流之和;
(2)探究串联电路电压规律时,电压表测量的位置断路,电压表测量电源电压;探究串联电路电压规律时,需要用不同规格灯泡多次实验,探究规律的普遍性;电路中电流越大,电池内阻分压大。
六、综合题
28.在下图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作,一段时间后,用电器发生故障:
(1)如电压表示数变大,则可判断电路故障是 ;
(2)如电流表示数变大,则可判断电路故障是 .
【答案】(1)L断路或R短路;(或同时L断路和 R短路 )
(2)L短路或R短路或L与R同时短路
【解析】【解答】(1)由图示可知,当闭合电键S,电阻与灯泡是串联的,电压表测灯泡两端的电压,当L断路或R短路或同时L断路和 R短路时,电压表的示数会变大;
(2)当L短路或R短路或L与R同时短路时,电流表的示数变大.
故答案为:(1)L断路或R短路;(或同时L断路和 R短路 );(2)L短路或R短路或L与R同时短路.
【分析】(1)当L断路或R短路或同时L断路和 R短路时,电压表的示数会变大,大到等于电源电压;
(2)当L短路或R短路或L与R同时短路时,电源电压一定,电阻变小,电流表的示数变大.
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