第十六章 电压 电阻 单元核心素养提升卷(原卷版 解析版)

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名称 第十六章 电压 电阻 单元核心素养提升卷(原卷版 解析版)
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文件大小 2.4MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-12-05 17:14:13

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第十六章 电压 电阻 单元核心素养提升卷
一、单选题
1.如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是(  )
A. B.
C. D.
2.如图所示电路,灯电阻比大,闭合开关后,灯与均能发光,电压表的示数为,下列说法正确的是(  )
A.的示数大于 B.的示数小于
C.的示数大于 D.的示数等于
3.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是(  )的电压.
A.L1 B.L2  C.L1L2总电压 D.电源和L1
4.如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路,小华认为电路的连接有下列错误:
①滑动变阻器的金属杆连入电路,不能改变电阻;
②滑动变阻器未置于最大阻值处,不能保护电路;
③电流表的正负接线柱接反,指针会反偏;
④电压表未选择0﹣15V量程,读数不准确.
你的判断是(  )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
5.如图甲所示的电路中,闭合开关,两个完全相同的电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为(  )
A.6V 1.2V B.6V 4.8V
C.1.2V 4.8V D.4.8V 1.2V
6.某同学在用电压表测电压时,选用了“+”“3”接线柱,读数时却误按照“+”“15”接线柱来读,得到电压值为13.5V.则实际值为(  )
A.4.5 V B.2.7 V C.3.5 V D.1.5 V
7.请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是(  )
A.两灯串联,两电压表示数相同 B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同 D.两灯并联,两电压表示数相同
8.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和L2均发光,下列说法中正确的是(  )
A.通过灯L1和L2的电流一定相等 B.灯L1和L2两端的电压一定相等
C.灯L1和L2的连接方式是并联 D.电压表测的是灯L2两端的电压
9.在通常条件下部分金属导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是(  )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更大
10.近几年,我国加强新材料的研究和开发。下列有关说法正确的是(  )
A.集成电路芯片的主要材料是半导体材料
B.石墨、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.用超导材料制成的白炽灯灯丝会更亮
二、填空题
11.如图是小峰自制的调光小台灯,物体a应选择   (选填“铅笔芯”或“塑料细棒”)。闭合开关,向左移动夹子,小灯泡变亮,说明电阻的大小与导体的   有关。
12.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同,横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。它们的电阻RAB   RBC;通过它们的电流大小IAB   IBC(两空均选填“>”“<”或“=”)。
13.纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1﹣100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,1nm=   m; 超导材料是一种温度降低到一定值时,   为零的材料.半导体的导电性比导体   (填“强”、“弱”),一般用于制作电脑芯片.
14.如图所示,为某可调高度台灯及用于调光的电位器结构图,b与金属滑片P相连,则电位器应该与灯泡   (填“串联”或“并联”),欲使滑片P顺时针转动是灯泡变亮,应将接线柱b与   (填“a”或“c”)接入电路。
15.实验室中有一个铭牌上标有“20Ω,2A”字样的滑动变阻器,如图所示。其中,“20Ω”指的是   两个接线柱间的电阻值;实验时若将滑动变阻器的   两个接线柱接入电路,滑片向右移动时,其连入电路中的阻值变大。
16.如图所示,已知电源电压是4.5V,闭合开关,如果小灯泡L1两端的电压是2V,则电压表V1的示数是   V,电压表V2的示数是   V。
17.小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则灯L1两端电压为   .
18.如图甲所示是实验室使用的某型号电子温度计,其“测温头”就是一个热敏电阻,图乙是探究其电压一定时电流与温度关系的实验,图丙是根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度﹣电流”图像,其中灵敏度最高“测温头”是   (选填“A”、“B”或“C”),其阻值随温度的升高而   (选填“增大”或“减小”)。
三、计算题
19.如图甲所示的电路中,电源电压为4.5V,当开关S闭合时,灯泡L1、L2正常发光。电流表A1、A2的示数分别如图乙、丙所示,问:
(1)灯泡L1、L2两端的电压分别是多少
(2)通过灯泡L1、L2的电流分别是多少
(3)若灯泡L2的灯丝烧断,电流表A1、A2的示数分别是多少
20.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.
四、作图题
21.在如图所示电路中的○内填上适当的电表符号,使电阻R1与R2并联。
22.如图所示,这时“伏安法”测小灯泡的电阻所需的电路图,请在○中填上字母A和V,让它们变成电流表和电压表.
23.如图所示,试在甲、乙两个“○”内选填“电压表”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路.
五、实验探究题
24.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
L/cm 30 40 50 60 70 80
R/Ω 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最   (选填“左”或“右”)端.
(2)闭合开关后,发现电压表、电流表的示数很小,移动滑片,两表的示数均没有变化,原因是   
(3)某次实验中测得电压表的读数为2.1V,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的读数为I=   A,此时金属丝的电阻R=   Ω
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如表:分析表中数据,可知   .
(5)小虎同学认为,由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值,因此在闭合开关前,可以将变阻器的滑片置于任意位置.你认为他的想法是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是:   
25.同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关; ②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.8
B 镍铬合金 1.0 0.8
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.8
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察电流表示数或者小灯泡的亮度来比较电阻的大小,用到的物理方法是   ,小灯泡除了也能显示电流大小外,在电路中还能起到   的作用;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号   两根电阻丝进行实验;
(3)选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想   (填序号);
(4)为了验证猜想①小红分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较   ﹔由此,得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越   ,电阻越大;
(5)在最近几年,我国城乡许多地区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这样就   (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
26.我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:
实验次数 AB间电阻/Ω CD间电阻/Ω
1 10 5
2 20 10
3 30 15
(1)连接电路时,应将开关处于   状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,则AB间电压为   V.比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压   ;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等   (选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:   。
27.小兰同学对串联电路电压规律进行了探究。
(1)根据电路图甲,用笔代替导线连接实物电路图乙。
(2)如图甲所示闭合开关,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则小灯泡L1的故障是   ;
(3)排除故障后,小兰正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小兰打算采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。此操作可能会导致电压表出现的现象是   。
(4)最后,小兰按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1=2.4 V,UL2=1.6 V,UAC的示数如图丙所示,读出UAC=   V,并得出了实验的最终结论。实验结论为:   。
(5)此实验依然存在着一定的缺陷,你的改进方法是   。
六、综合题
28.对于导体的电阻,下列说法正确的是   
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
选择理由:   。
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第十六章 电压 电阻 单元核心素养提升卷
一、单选题
1.如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】A.图中,灯L1与L2串联,电压表与L1并联,测的是L1两端的电压,故A符合题意;
B.图中,两灯L1与L2串联,电压表与L2并联,测的是L2两端电压,故B不符合题意;
C.图中,L1与L2串联,电压表与开关并联,开关闭合,电压表被短路,故C不符合题意;
D.图中,L1与L2串联,电压表与电源并联,测电源电压,故D不符合题意。
故选A。
【分析】电压表和所测量的位置并联,接线柱正入负出。
2.如图所示电路,灯电阻比大,闭合开关后,灯与均能发光,电压表的示数为,下列说法正确的是(  )
A.的示数大于 B.的示数小于
C.的示数大于 D.的示数等于
【答案】D
【解析】【解答】根据电路图,灯泡并联,电压表分别测量L1、L2和电源电压电压,由于并联电路各支路电压等于电源电压,示数都相同,V2示数为2.5V,各电压表都是2.5V,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】并联电路中,各支路电压相等。
3.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是(  )的电压.
A.L1 B.L2  C.L1L2总电压 D.电源和L1
【答案】B
【解析】【解答】解:从电路图中可以看出,当S闭合,电压表并联在L2两端,因此电压表测量L2两端的电压.
故选B.
【分析】电压表与被测用电器并联,根据电压表所并联的电路进行分析.
4.如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路,小华认为电路的连接有下列错误:
①滑动变阻器的金属杆连入电路,不能改变电阻;
②滑动变阻器未置于最大阻值处,不能保护电路;
③电流表的正负接线柱接反,指针会反偏;
④电压表未选择0﹣15V量程,读数不准确.
你的判断是(  )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
【答案】A
【解析】【解答】解:
①②由图可知,滑动变阻器连接错误,同时接上面两个接线柱,此时接入电路的阻值相当于0,不能改变电阻,应一上一下接入电路中;
闭合开关前,为了保护电路,应将滑片滑到最大值处,图中滑片在中间;故①②符合题意;
③电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,由电路图可知:电压表“+”“﹣”接线柱接反了,应对调“+”“﹣”接线柱;故③符合题意;
④由电路图可知,电源由两节干电池组成,电源电压是1.5V×2=3V,为了读数准确电压表应选0~3V量程,而不是图示中电压表选择量程0~15V;故④不符合题意.
故选A.
【分析】(1)滑动变阻器要接“一上一下”两个接线柱,不能同时只接上面两个或者下面两个接线柱;(2)电流从电表(电压表与电流表)正接线柱流入,负接线柱流出,根据电路实际情况,电表应选择合适的量程.
5.如图甲所示的电路中,闭合开关,两个完全相同的电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻和两端的电压分别为(  )
A.6V 1.2V B.6V 4.8V
C.1.2V 4.8V D.4.8V 1.2V
【答案】D
【解析】【解答】据甲图可知,电压表V1测电源电压,电压表V2测定值电阻R2两端电压,两电阻串联,根据串联电路中电压规律可知,电压表V1选择大量程,读数为6V,电压表V2选择小量程,读数为1.2V,电阻两端电压为,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
6.某同学在用电压表测电压时,选用了“+”“3”接线柱,读数时却误按照“+”“15”接线柱来读,得到电压值为13.5V.则实际值为(  )
A.4.5 V B.2.7 V C.3.5 V D.1.5 V
【答案】B
【解析】【解答】“+”“15”和“+”“3”使用同一表盘,“+”“15”每一大格是“+”“3”每一大格的5倍,“+”“15”每一小格是“+”“3”每一小格的5倍,所以选用了“+”“3”接线柱,读数时却误按照“+”“15”接线柱来读,得到电压值为13.5V,实际值是13.5V的 ,即2.7V.
故选B.
【分析】指针在同一位置,按照“+”“15”接线柱来读数是按照“+”“3”接线柱读数的5倍.
7.请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是(  )
A.两灯串联,两电压表示数相同 B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同 D.两灯并联,两电压表示数相同
【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡L1、灯泡L2首尾依次相连属于串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压,根据串联电路电源电压等于用电器电压之和,所以电压表V1示数大于电压表V2。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
8.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和L2均发光,下列说法中正确的是(  )
A.通过灯L1和L2的电流一定相等 B.灯L1和L2两端的电压一定相等
C.灯L1和L2的连接方式是并联 D.电压表测的是灯L2两端的电压
【答案】A
【解析】【解答】ACD.由图可知,电流只有一条路径,因此灯L1和L2串联,电压表与灯L1并联,测的是灯L1两端的电压,通过灯L1和L2的电流一定相等,A符合题意,CD不符合题意;
B.当两灯泡的规格相同时,灯L1和L2两端的电压一定相等,若两灯泡的规格不同,则灯L1和L2两端的电压不相等,B不符合题意。
故答案为:A。
【分析】各用电器顺次连接的电路是串联电路;电压表和所测量的位置并联,串联电路电流处处相等。
9.在通常条件下部分金属导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是(  )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更大
【答案】C
【解析】【解答】 由题知,在相同温度下,比较各导体的电阻大小;
A、导体的电阻与导体的材料、长度与横截面积有关;铜线和铁线的材料不同,但不知道导体的长度和横截面积,所以无法确定铜线与铁线电阻的大小关系,故A错误;
B、电阻相同,只根据材料,无法判定铜导线和铝导线的粗细程度,故B错误;
C、粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大,故C正确;
D、长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更小,故D错误。
故选:C。
【分析】 电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此在分析电阻的大小时应使用控制变量法,逐个因素进行比较。
10.近几年,我国加强新材料的研究和开发。下列有关说法正确的是(  )
A.集成电路芯片的主要材料是半导体材料
B.石墨、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.用超导材料制成的白炽灯灯丝会更亮
【答案】A
【解析】【解答】A.芯片主要是由半导体材料制成的,A符合题意;
B.石墨是导体,B不符合题意;
C.半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,而输电线应选用导电能力强的材料,C不符合题意;
D.白炽灯的灯丝的工作原理是电流的热效应,超导体没有电阻,通过电流时不会产生热量,所以用超导材料制成的白炽灯灯丝不会发光,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】芯片主要是由半导体材料制成的;导线的导电能力较强;超导体的电阻为零,不能产生热量。
二、填空题
11.如图是小峰自制的调光小台灯,物体a应选择   (选填“铅笔芯”或“塑料细棒”)。闭合开关,向左移动夹子,小灯泡变亮,说明电阻的大小与导体的   有关。
【答案】铅笔芯;长度
【解析】【解答】因为铅笔芯是导体,塑料棒是绝缘体,所以应该将铅笔芯接入电路,灯泡才能发光。
闭合开关,向左移动小夹子,小灯泡变亮,铅笔芯接入的长度变短,连入的铅笔芯电阻变小,电路中的电流变大,说明电阻大小与长度有关。
【分析】铅笔芯是导体,可以导电;当材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
12.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同,横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。它们的电阻RAB   RBC;通过它们的电流大小IAB   IBC(两空均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】<;=
【解析】【解答】AB和BC材料制成、长度相同,AB横截面积大,所以RAB综上 第1空、 <;第2空、=。
【分析】1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
13.纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1﹣100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,1nm=   m; 超导材料是一种温度降低到一定值时,   为零的材料.半导体的导电性比导体   (填“强”、“弱”),一般用于制作电脑芯片.
【答案】10﹣9;电阻;弱
【解析】【解答】解:(1)因为1m=10dm,1dm=10cm,1cm=10mm,1mm=1000μm,1μm=1000nm,
所以1nm=10﹣9m.(2)有些导体在温度降低到一定值时,电阻就变为零,这种现象称为超导现象.(3)据课本的基本知识可知,半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,故其导电能力比导体的导电性能弱,一般用于制作电脑芯片.
故答案为:10﹣9;电阻;弱.
【分析】(1)解答此题的关键是熟记各单位间的换算关系,纳米只是一个很小的长度单位,不要把它误认为是物理量.(2)当降到一定温度时,导体的电阻能够变为零.(3)半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用.半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料.
14.如图所示,为某可调高度台灯及用于调光的电位器结构图,b与金属滑片P相连,则电位器应该与灯泡   (填“串联”或“并联”),欲使滑片P顺时针转动是灯泡变亮,应将接线柱b与   (填“a”或“c”)接入电路。
【答案】串联;c
【解析】【解答】串联电路相互影响,并联电路互不影响。电位器要调节台灯的亮暗,必须与灯泡串联。灯泡的功率越大,电灯越亮。要使滑片P顺时针转动是灯泡变亮,必须使与灯泡串联的电位器接入的电电阻变小,使灯泡两端的电压变大,灯泡的电流变大,从而使灯泡的功率变大,电灯变亮,所以应将接线柱b与c接入电路。
【分析】串联电路各用电器互相影响;滑片靠近电阻的接线柱时,电阻减小。
15.实验室中有一个铭牌上标有“20Ω,2A”字样的滑动变阻器,如图所示。其中,“20Ω”指的是   两个接线柱间的电阻值;实验时若将滑动变阻器的   两个接线柱接入电路,滑片向右移动时,其连入电路中的阻值变大。
【答案】A、B;AC或AD
【解析】【解答】滑动变阻器的铭牌中的“20Ω”,表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,即A、B两个接线柱间的电阻值为20Ω。
实验时若将滑动变阻器的AC或AD两个接线柱接入电路,滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻线连入电路中的长度变大,其连入电路中的阻值变大。
【分析】滑动变阻器连接时,应采取一上一下的连接方式,滑片远离下端连接导线的接线柱时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大。
16.如图所示,已知电源电压是4.5V,闭合开关,如果小灯泡L1两端的电压是2V,则电压表V1的示数是   V,电压表V2的示数是   V。
【答案】4.5;2.5
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表V2测L2两端的电压,电压表V1测电源电压。
由题知,电源电压是4.5V,所以电压表V1的示数是4.5V,
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且灯泡L1两端的电压是2V,
所以L2两端的电压:U2=U﹣U1=4.5V﹣2V=2.5V,即V2的示数是2.5V。
故答案为:4.5;2.5
【分析】分析电路图:灯泡L1、L2串联,电压表V2测L2两端的电压,电压表V1测电源电压,可得电压表V1的示数,根据串联电路两端电压等于各部分电压之和,可得V2的示数.
17.小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则灯L1两端电压为   .
【答案】8V
【解析】【解答】解:从图中可以看出V1测电源电压,V2测L2两端电压,而两表指针一样,说明V1选的是大量程,V2的是小量程,则V1的示数为10V;V2示数为2V;又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,则灯L1两端电压为10V﹣2V=8V.
故答案为:8V.
【分析】由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压,这两个电压值是不会相等的,指针一样,说明选择的量程不同,然后根据串联电路电压的特点读出电压表的示数,然后计算出灯L1两端电压.
18.如图甲所示是实验室使用的某型号电子温度计,其“测温头”就是一个热敏电阻,图乙是探究其电压一定时电流与温度关系的实验,图丙是根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度﹣电流”图像,其中灵敏度最高“测温头”是   (选填“A”、“B”或“C”),其阻值随温度的升高而   (选填“增大”或“减小”)。
【答案】A;减小
【解析】【解答】根据丙图,升高温度相同时,电流增加最大的是A,故灵敏度最高“测温头”是A;
根据,在电压一定时,温度越高,电流越大,电阻越小,即电子温度计的阻值随温度的升高而减小。
故答案为:A;减小。
【分析】根据温度变化和电流的变化,判断电阻变化大小规律。
三、计算题
19.如图甲所示的电路中,电源电压为4.5V,当开关S闭合时,灯泡L1、L2正常发光。电流表A1、A2的示数分别如图乙、丙所示,问:
(1)灯泡L1、L2两端的电压分别是多少
(2)通过灯泡L1、L2的电流分别是多少
(3)若灯泡L2的灯丝烧断,电流表A1、A2的示数分别是多少
【答案】(1)解:由图甲可知,两灯并联,由并联电路的电压特点可得两灯的电压:
U1=U2=U=4.5V;
(2)解:图甲中,A1测干路电流,A2测L2支路的电流,
由图乙和丙知,A1使用0 3A量程,示数为0.7A,即干路电流为0.7A,
A2使用0 0.6A量程,示数为0.38A,即L2支路电流为0.38A,
由并联电路的电流特点可得,L1的电流:I1=I I2=0.7A 0.38A=0.32A
(3)解:若灯泡L2的灯丝烧断,所以A2示数为0,只有L1接入电路中,
因并联电路中各支路互不影响,此时A1测L1的电流,其示数为0.32A。
答:灯泡L1和L2两端的电压都为4.5V;L1的电流为0.32A、L2的电流为0.38A;L2烧断后A2的示数为0A,A1的示数为0.32A。
【解析】【分析】(1)并联电路中,各支路电压和电源电压都相等;(2)根据电流表的位置,结合并联电路电流规律选择量程,结合量程和指针位置测量电流;(3)在串联电路中,各处的电流都相等。
20.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。
四、作图题
21.在如图所示电路中的○内填上适当的电表符号,使电阻R1与R2并联。
【答案】
【解析】【解答】根据电压表要并联使用和电流表要串联使用填写.上边的〇与R2并联,应是电压表,下边的〇与电源串联,应是电流表,填入两电表后,两电阻并联,如图所示.
【分析】在圆圈中填入电表的原则是:不能使电路发生短路,也不能使电路发生断路.且要注意:电流表的电阻很小,在电路中相当于一根导线;电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路.
22.如图所示,这时“伏安法”测小灯泡的电阻所需的电路图,请在○中填上字母A和V,让它们变成电流表和电压表.
【答案】
【解析】【解答】解:根据图示可知,上面仪表与灯泡并联,因此为电压表;右侧仪表与灯泡串联,因此为电流表,如下图所示:
【分析】(1)电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线;(2)电压表与被测用电器并联,在电路中相当于开路.本题考查了电压表和电流表的使用.注意要先识别出电路的连接方式后,然后根据电路的特点选择电压表和电流表.
23.如图所示,试在甲、乙两个“○”内选填“电压表”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路.
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:由分析知:要使两灯并联,则甲表相当于导线,故甲处为电流表;
乙表相当于断路,故乙表为电压表,作图如下:
【分析】在圆圈中填入电表的原则是:不能使电路发生短路,也不能使电路发生断路.且要注意:电流表的电阻很小,在电路中相当于一根导线;电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路.
五、实验探究题
24.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
L/cm 30 40 50 60 70 80
R/Ω 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最   (选填“左”或“右”)端.
(2)闭合开关后,发现电压表、电流表的示数很小,移动滑片,两表的示数均没有变化,原因是   
(3)某次实验中测得电压表的读数为2.1V,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的读数为I=   A,此时金属丝的电阻R=   Ω
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如表:分析表中数据,可知   .
(5)小虎同学认为,由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值,因此在闭合开关前,可以将变阻器的滑片置于任意位置.你认为他的想法是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是:   
【答案】(1)右
(2)两导线同时接在变阻器的下方的接线柱
(3)0.42;5
(4)其它条件不变,导体的电阻与长度成正比
(5)错误;电流表的测量值可能超过所选量程的最大值
【解析】【解答】解:(1)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,由于滑动变阻器接的下面左边的接线柱,所以闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的右端;(2)电流表的示数很小,电压表的示数很小;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数没有变化,故产生这一现象的原因可能是将滑动变阻器电阻丝两端(下端)的接线柱接入了电路;(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以示数为0.42A;
则R= = =5Ω(4)由表格中数据知,电阻长度增大为原来的几倍,电阻值便增大为原来的几倍或电阻值与长度的比值是一个常数,所以其它条件不变,导体的电阻与长度成正比;(5)若电路中由于电路连接问题使电路中的电流过大,超过电流表的量程,会烧坏电流表,所以在闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移至最大阻值处.
故答案为:(1)右;(2)两导线同时接在变阻器的下方的接线柱;(3)0.42;5(4)其它条件不变,导体的电阻与长度成正比;(5)错误;电流表的测量值可能超过所选量程的最大值.
【分析】(1)为防止电流过大,在闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;(2)电流表指针稍有偏转,说明整个电路是通路,电压表指针几乎不动说明灯泡灯泡的电阻相对于整个电路的电阻来说很小,所以灯泡能够分得的电压很小,其原因是滑动变阻器连入电路阻值过大所致;(3)在进行电流表的读数时,需先确定电流表的量程和分度值,根据公式R= 计算电阻值;(4)分析电阻和长度的变化关系,得出结论;(5)电路中电阻过小时,会导致电流太大,根据电流表的正确使用方法分析解答.
25.同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关; ②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.8
B 镍铬合金 1.0 0.8
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.8
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察电流表示数或者小灯泡的亮度来比较电阻的大小,用到的物理方法是   ,小灯泡除了也能显示电流大小外,在电路中还能起到   的作用;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号   两根电阻丝进行实验;
(3)选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想   (填序号);
(4)为了验证猜想①小红分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较   ﹔由此,得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越   ,电阻越大;
(5)在最近几年,我国城乡许多地区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这样就   (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
【答案】转换法;保护电路;A和D;②;小;长;减小
【解析】【解答】(1)实验中, 通过观察电流表示数或者小灯泡的亮度来比较电阻的大小,用到的物理方法是转换法;
小灯泡除了也能显示电流大小外,还能在M、N接入的电阻过小时,避免电路出现短路,在电路中还能起到保护电路的作用;
(2)要探究猜想③:导体的电阻与导体材料的关系,应控制电阻丝的长度和横截面积相同,使导体的材料不同,所以应选用编号A和D两根电阻丝进行实验;
(3)编号A和C两根电阻丝的材料和长度相同,横截面积不同,是为了验证猜想②导体的电阻与导体横截面积有关;
(4)A和B两根电阻丝的材料及横截面积相同,A的长度比B的短,将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现电阻丝A接入时电流表示数较大,说明其电阻较小﹔由此,得到的结论是:材料和横截面积相同的电阻,长度越长,电阻越大;
(5)导线的材料和长度不变时,横截面积越大,电阻越小;故将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线这样就 减小了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
故答案为:(1)转换法;保护电路;(2)A和D;(3)②;(4)小;长;(5)减小。
【分析】 (1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;电路中串联接入一个小灯泡,可以起到保护电路的作用;
(2)(3)(4)影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积以及温度,根据控制变量法的要求,根据实验目的或实验现象分析答题;
(5)当材料和长度都一定时,导线的横截面积越大,导线的电阻值就会越小。
26.我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:
实验次数 AB间电阻/Ω CD间电阻/Ω
1 10 5
2 20 10
3 30 15
(1)连接电路时,应将开关处于   状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,则AB间电压为   V.比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压   ;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等   (选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:   。
【答案】(1)断开
(2)2;越大
(3)不可信;实验中选用的AB间电阻阻值始终是CD间电阻阻值的两倍,使得实验结论存在偶然性
【解析】【解答】 (1)在连接电路过程中为防止出现短路现象电流过大烧坏电路元件,开关必须处于断开状态;
(2)由乙图可知,电压表使用0~3V量程,每一个小格代表0.1V,则UAB=2V;由题意可知,电源电压U=3V,根据串联电路电压的特点:串联电路的总电压等于各串联部分电压之和,即U=UAB+UCD,所以UCD=U-UAB=3V-2V=1V,则UAB>UCD,由甲图可知RAB=10Ω ,RCD=5 Ω ,RAB>RCD,得出结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大;
(3)实验记录的表格可以看出,三次实验的 AB间电阻都是CD间电阻的两倍,比值都相同,具有偶然性,实验中每次选用电阻比值应该不同,这样才具有普遍性,得出的结论才可信,所以这一实验过程得到的结论不可信。
【分析】本题主要考查串联电路电压分配的特点,通过比较串联电路两电阻的大小,得出串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大这个结论。
27.小兰同学对串联电路电压规律进行了探究。
(1)根据电路图甲,用笔代替导线连接实物电路图乙。
(2)如图甲所示闭合开关,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则小灯泡L1的故障是   ;
(3)排除故障后,小兰正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小兰打算采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。此操作可能会导致电压表出现的现象是   。
(4)最后,小兰按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1=2.4 V,UL2=1.6 V,UAC的示数如图丙所示,读出UAC=   V,并得出了实验的最终结论。实验结论为:   。
(5)此实验依然存在着一定的缺陷,你的改进方法是   。
【答案】(1)
(2)短路
(3)电压表指针反向偏转
(4)4.0V;串联电路两端的总电压等于各串联部分两端电压之和
(5)换用不同规格的灯泡多做几次实验
【解析】【解答】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表测量灯泡L1两端电压,如图所示:
;(2)发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,说明灯L1的没有电流通过,即L1短路了;(3)只断开电压表A接点,并改接到C接点上,而B接点不动,电流表正负接线柱接反了,闭合开关后,电压表指针反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。(4)电压表测量AC间电压,所以选择电压表选择的是0 15V量程;电压表分度值为0.5V,所以示数为4V;由实验数据可知:L1、L2的总电压为:U=UL1+UL2=2.4V+1.4V=3.8V;由此可得出实验结论为:串联电路两端的总电压等于各串联部分两端电压之和;(5)为得出普遍结论,应更换不同规格的灯泡,或改变电源电压,进行多次实验,测出多组实验数据。
【分析】(1)由电路图知,两灯泡串联在电路中,电压表测灯L1两端的电压,据此连接实物电路;
(2) 小灯泡L1 短路时,电压表被短路,示数为0,L1不发光;
(3)直接改接电压表其中的一根导线,会使电压表的正负接线住接反,导致电压表反转;
(4)根据电压表的量程和分度读出电压值;根据测得的电压值,分析得出结论;
(5)在寻找规律的实验中,为了避免结论的偶然性,要改变条件进行多次实验(至少需要三组实验数据),找出普遍规律。
六、综合题
28.对于导体的电阻,下列说法正确的是   
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
选择理由:   。
【答案】D;电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关
【解析】【解答】ABC.导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,导体的电阻不变,ABC不符合题意;
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
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