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第十六章 探究电路 单元综合素养提升卷
一、单选题
1．“珍爱生命，远离危险”下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．用铜丝替代保险丝
B．更换灯泡时断开电源开关
C．开关接在灯泡和零线之间
D．使用试电笔时手接触笔尖金属体
2．运输汽油的油罐车尾部需要拴一条拖在地上的链子，目的是将油和油罐摩擦产生的静电及时转移到大地，避免引发安全事故。下列材料适合用来制作这种链子的是（ ）
A．泡沫 B．铁 C．塑料 D．橡胶
3．欧姆定律是电学重要定律，下列对I=的理解正确的是（ ）
A．导体的电阻与两端电压成正比
B．导体的电阻与通过导体的电流成反比
C．导体中的电流与其两端电压成正比
D．以上说法都正确
4．关于导体电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．导体两端的电压越大，导体的电阻也越大
B．通过导体的电流越大，导体的电阻也越小
C．导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关
D．导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
5．下列图中不符合安全用电原则的是（ ）
A．使用验电笔时，手应接触笔后端的金属部分
B．人应远离断线后落地的高压线
C．电灯的开关应接在零线上
D．不用湿布擦拭正在工作的电灯
6．小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B．电阻R的阻值为20Ω
C．当电源电压为4V时，电流表示数为0.5A
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，小灯泡的电阻为10Ω
7．某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻，R2为光敏电阻，当有光照射时电阻变小。激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表）。闭合开关，激光被遮挡瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．R2的阻值变小 B．通过R2的电流变小
C．计数器两端的电压变小 D．通过R2的电流比R1的大
8．关于家庭电路，下列说法中正确的是（ ）
A．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
B．家庭电路中总电流过大，保险丝熔断，一定是由于电路中用电器过多引起的
C．用电器使用三线插头，是为了防止漏电而采取的保护措施
D．使用试电笔时，手必须要触碰到试电笔的笔尖金属体
9．关于滑动变阻器在不同实验中的作用，下列说法不正确的是（ ）
A．在“测定定值电阻的阻值”的实验中主要作用是：使规律更具普遍性
B．在“探究电流与电阻的关系”的实验中的主要作用是：保持电阻两端的电压不变
C．在“探究电流与电压的关系”实验中的主要作用是：改变灯泡两端的电压
D．在连接电路时要求滑片滑动至最大阻值处的主要作用是：保护电路
10．关于公式 R ＝ ，下列说法中正确的是（ ）
A．导体电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
B．导体电阻等于该导体两端的电压跟通过它的电流的比值
C．导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过它的电流成反比
D．通过导体的电流一定时，该导体两端的电压跟导体电阻成反比
二、填空题
11．如图所示，电压表读数是 V；电流表读数是 A．电阻箱接入电路中的电阻为 Ω。
12．我国家庭电路中的电压是 V，冰箱和洗衣机是以 的方式连入家庭电路中的。
13．如图甲所示的电路中，滑动变阻器连入电路的电阻丝是 段（选填“aP”“Pb”或“ab”）；如图乙所示的电路中，滑动变阻器滑片向右移，灯亮度 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。
14．如图所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求．
同学们设计了两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0．
①方案一：闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx= ．
②方案二：电路中Rx≠R0，将S接到a，读出电流表的示数I1，再将S接到b，读出电流表的示数I2，由I1R0=I2Rx可得R= ，请判断结果是否正确并简要说明理由．
15．小明用图甲所示电路图测未知电阻R的阻值，他将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端，根据电压表与电流表的示数绘制了坐标图如图乙所示，则小明实验所使用的电源电压是 V，测出R的电阻值为 。
16．一个小灯泡阻值为10Ω，正常工作时的电流为0.4A，现要将其接入12V 的电路中，要求仍能正常发光，则应 联一个阻值为 Ω的电阻。
17．如图所示，电源电压不变，电灯L 标有“6V 1.2W“字样．当开关S1、S2均闭合时，电灯L恰能正常发光，电流表示数为0.5A．则
（1）电动机两端电压为 V，通过电动机的电流为 A．
（2）通电3min 电路消耗电能 J．
18．如图所示电路，电源电压保持不变，电流表的内阻不可忽略，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，闭合开关后，滑由b端滑动到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是 V，电流表的内阻是 Ω。
三、计算题
19．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为10欧。闭合开关S，电流表示数为0.6安。
（1）求电源电压U；
（2）在电路中再接入一个标有“”字样的滑动变阻器，闭合开关S，在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片，电流表示数的最大变化量为0.4安。求变阻器的最大阻值。
20．如图所示是坐位体前屈成绩测试仪，为了加强自我训练，物理爱好者小明同学利用家中器材自制了一个测试仪，原理图如图乙所示，电源电压为U=6V保持不变，其中电阻丝AB粗细均匀，总长度为30cm电阻值为15Ω，电流表的量程为“0-0.6A”。调试过程中发现，不推挡板时P在B；推动挡板P到A时，电流表满偏。则：
（1）电阻的阻值为多少？
（2）在电流表的表盘0.3A刻度处应标上成绩为多少cm？
（3）不断改变P的位置，并把推动挡板P移动距离标在电流表相应刻度上，发现测试仪表盘刻度不均匀。于是设计了如图丙所示电路，使用了量程为0-3V的电压表，同时将更换为。则在电压表的表盘2.0V刻度处应标上成绩为多少cm？
四、作图题
21．投影仪的灯泡功率很大，配有风扇进行散热．使用投影仪时，先闭合开关S1，风扇转动，再闭合开关S2，灯泡发光；若只闭合开关S2，灯泡不发光．请在虚线框中画出电路图． （风扇用电动机的符号表示，在图中标明开关Sl和S2）
22．在家庭电路中安装开关、白炽灯泡和三孔插座各一个，要求开关只控制灯泡，灯泡不工作时插座也可以使用，图中部分电路已连接，请完成下列连接。
23．
（1）请根据画出的光线，在虚线框内画出一个适当的透镜。
（2）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡。
五、实验探究题
24．小亮计划做“探究通过导体的电流跟电阻的关系”的实验。他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个阻值已知的不同的定值电阻。小亮要利用这些器材进行实验探究。
小亮的探究实验主要步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数，读出此时电流表的示数，并把、、记录在数据表格中；
②调节滑动变阻器的滑片，改变R两端的电压，并把、记录在数据表格中；
③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。
请你根据以上叙述回答下列问题：
（1）小亮计划探究的问题中的自变量是 ；
（2）根据以上实验步骤可知，小亮实际探究的是通过导体的电流与 的关系；
（3）针对小亮计划探究的问题，在实验步骤②中，正确的操作方法应是：断开开关S， ，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使 ，并把、记录在数据表格中；
（4）小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图所示。请你根据图像判断，当导体电阻为时，通过该导体的电流为 。
25．在探究“电流与电阻的关系”时，提供以下器材：2节新干电池，电流表、电压表、阻值为0~20Ω的滑动变阻器，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替线将图里中的电路连接完整。要求滑动变阻需滑片向右移动时电流表示数变小 ；
（2）将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，两电表示数如图乙、丙所示，则电路中出现的故障可能是 断路；
（3）排除故障后继续实验，将10Ω的定值且阻接人电路，闭合开关，移动变阻器滑片的同时，眼睛应先观察
（4）依次接入其他定值电阻进行实验，将实验数据绘制成图线如图丁所示，则电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成
（5）由图丁可知，当定值电阻的阻值均匀变化时，通过电阻的电流变化是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（6）利用这个电路还能完成的实验有： （写出一个即可）
26． 为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验，小雨和同学们准备了以下器材：电压恒定的电源（6V）、定值电阻（10Ω）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器（50Ω，1A）等。
（1）本实验主要应用的物理研究方法为 ；连接电路前，应将开关 ；
（2）小雨按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，电路故障为____（选填答案序号）；
A．电流表处存在断路 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻R断路
（3）小雨根据实验数据绘制的I-U图象，如图乙所示，分析图象初步得到结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比；
（4）另一同学在实验过程中误将定值电阻接成了小灯泡，所绘制的图象如丙图所示，发现图象并不是一条直线，原因是 ；
（5）做完该实验后，小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻，用来做“探究电流与电阻的关系”的实验，该实验需要控制定值电阻两端的电压不变，为了保证完成该实验，小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是 V～3V。
27．实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有：电源（电压约5V）、学生用电压表（0～6V）、电阻箱R（0～9999Ω 5A）、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图。
（1）小虎进行的实验过程如下：
①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“ד，并用笔画线代替导线画出正确的接法 。
②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为 。
③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx= 。
（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表（0～0.6A），利用上述器材，你认为 （选填“能”或“不能”）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是 。
六、综合题
28．某玻璃厂要研发一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞击力。取一小块玻璃样品(质量可不计)，平放在如图甲所示电路中的压力传感器上，闭合开关S，释放重物，经撞击后玻璃仍完好无损，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示(不考虑t0时刻之后的情况)。已知压力传感器的阻值RN随压力F变化的图像如图丙所示，玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积S0=10cm2，电源电压U=36V，定值电阻R0=20Ω。则：
（1）重物接触玻璃样品前，压力传感器的电阻是 Ω。
（2）由图乙知：重物从开始接触玻璃样品到撞击后，电流表的示数 (选填“先不变后变大”或“先变大后变小")
（3）玻璃样品受到的最大撞击力是 N。
（4）该样品 (选填“满足”或“不满足”)设计要求。
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第十六章 探究电路 单元综合素养提升卷
一、单选题
1．“珍爱生命，远离危险”下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．用铜丝替代保险丝
B．更换灯泡时断开电源开关
C．开关接在灯泡和零线之间
D．使用试电笔时手接触笔尖金属体
【答案】B
【解析】【解答】A.铜丝的电阻小，熔点高，不能替代保险丝，A不符合题意；
B.更换灯泡时断开电源开关，避免人体触电，B符合题意；
C.开关接在灯泡和火线之间，断开开关，灯泡不带电，C不符合题意；
D.使用试电笔时手接触笔尾金属体，不能接触笔尖位置，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】保险丝的电阻大，熔点低；更换灯泡要断开开关；开关连接在火线上；使用测电笔时，手要接触金属笔尾。
2．运输汽油的油罐车尾部需要拴一条拖在地上的链子，目的是将油和油罐摩擦产生的静电及时转移到大地，避免引发安全事故。下列材料适合用来制作这种链子的是（ ）
A．泡沫 B．铁 C．塑料 D．橡胶
【答案】B
【解析】【解答】油罐车绑定链子是为了将电荷及时通过链子转移到大地上，所以需要使用导体作为链子的材料，故B正确，ACD错误；
综上选B。
【分析】导体：易于传导电流的物质，金属，人体、液体，绝缘体：不容易导电的物质，橡胶、塑料、石墨。
3．欧姆定律是电学重要定律，下列对I=的理解正确的是（ ）
A．导体的电阻与两端电压成正比
B．导体的电阻与通过导体的电流成反比
C．导体中的电流与其两端电压成正比
D．以上说法都正确
【答案】C
【解析】【解答】解：
导体电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，导体的电阻不会随电流，电压的变化而变化；
欧姆定律告诉我们，导体中的电流与导体两端电压成正比，与导体电阻成反比．所以ABD错误，C正确．
故选C．
【分析】导体两端的电压和通过导体的电流与导体所在的电路有关会有变化，导体的电阻是导体的属性，与导体的长度，材料，横截面的大小有关，与电压和电流无关．
4．关于导体电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．导体两端的电压越大，导体的电阻也越大
B．通过导体的电流越大，导体的电阻也越小
C．导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关
D．导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
【答案】C
【解析】【解答】解：A、因为电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；故A错误；
B、因为电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；故B错误；
C、电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关；故C正确；
D、导体的电阻除了与长度、横截面积和温度还与材料有关；故D错误．
故选C．
【分析】根据影响电阻大小的因素进行分析，即长度、横截面积和材料．
5．下列图中不符合安全用电原则的是（ ）
A．使用验电笔时，手应接触笔后端的金属部分
B．人应远离断线后落地的高压线
C．电灯的开关应接在零线上
D．不用湿布擦拭正在工作的电灯
【答案】C
【解析】【解答】A．使用验电笔时，手要与笔尾金属体接触，这样才能辨别零线和火线，A正确，不符合题意；
B．人靠近断线后落地的高压线，易发生跨步电压触电，所以人应远离断线后落地的高压线，B正确，不符合题意；
C．控制灯泡的开关要接在火线上，开关断开时，灯上没有电，便于维修或更换灯泡，图中接反了，C错误，符合题意；
D．生活用水是电的导体，用湿布擦正在工作的电灯时，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
6．小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B．电阻R的阻值为20Ω
C．当电源电压为4V时，电流表示数为0.5A
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，小灯泡的电阻为10Ω
【答案】D
【解析】【解答】根据电路图知，小灯泡L和定值电阻R并联，电流表测量干路中电流。
A．由欧姆定律可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，即定值电阻R的I-U关系图象是一条直线，即图乙中B表示电阻R的I-U关系图象，A不符合题意；
BC．由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联，当电源电压为4V时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压均为4V，由图象可知对应的电流IL=0.3A，IR=0.1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流 ，电阻R的电阻为 ，BC不符合题意；
D．如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2V，电阻两端的电压为8V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电路总电压 ，恰好等于电源电压，即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，电路中的电流等于0.2A，灯泡的电阻 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电压和电流的比值，计算电阻；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；串联电路中总电压等于各用电器分压之和。
7．某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻，R2为光敏电阻，当有光照射时电阻变小。激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表）。闭合开关，激光被遮挡瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．R2的阻值变小 B．通过R2的电流变小
C．计数器两端的电压变小 D．通过R2的电流比R1的大
【答案】B
【解析】【解答】 A.根据图片可知，电阻R1和R2串联，计数器（电压表）测R2的电压。当激光被遮挡瞬间电阻R2变大，则电路的总电阻变大，故A错误；
BCD.综上所述，电路的总电阻变大，由可知，电路的电流变小，通过R2的电流变小。由串联电路的电流规律可知，通过R2的电流和通过R1的电流大小相同。由串联电路电压与电阻成正比的规律可知，光敏电阻两端的电压变大，电压表示数变大，计数器的示数变大，故B正确，CD错误。
故选B。
【分析】 由图可知，两电阻串联，计数器（电压表）测R2的电压，已知当有光照射时电阻变小，据此分析激光被遮挡瞬间电阻R2变化；根据欧姆定律分析电路中电流的变化，根据U=IR确定R1的电压变小，由串联电路电压的规律分析计数器两端的电压变化。
8．关于家庭电路，下列说法中正确的是（ ）
A．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
B．家庭电路中总电流过大，保险丝熔断，一定是由于电路中用电器过多引起的
C．用电器使用三线插头，是为了防止漏电而采取的保护措施
D．使用试电笔时，手必须要触碰到试电笔的笔尖金属体
【答案】C
【解析】【解答】A．在导体长度和材料一定时，横截面积越大，电阻越小；家庭电路中各用电器是并联的，同时工作的用电器越多，相当于增大了导体的横截面积，所以总电阻越小，A不符合题意；
B．保险丝熔断是因为电路中电流过大，电流过大可能是短路或总功率过大造成的，B不符合题意；
C．用电器使用三线插头，三孔插座上面的孔接地线，在用电器漏电时，人接触用电器，地线可以把人短路避免触电事故发生，C符合题意；
D．使用试电笔辨别火线和零线时，手必须接触笔尾金属体，一定不能接触试电笔的笔尖金属体，否则可能会造成触电事故，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
9．关于滑动变阻器在不同实验中的作用，下列说法不正确的是（ ）
A．在“测定定值电阻的阻值”的实验中主要作用是：使规律更具普遍性
B．在“探究电流与电阻的关系”的实验中的主要作用是：保持电阻两端的电压不变
C．在“探究电流与电压的关系”实验中的主要作用是：改变灯泡两端的电压
D．在连接电路时要求滑片滑动至最大阻值处的主要作用是：保护电路
【答案】A
【解析】【解答】A.在测量定值电阻的实验中，滑动变阻器可以实现多次测量，求平均值减小误差，A符合题意；
B.探究电流和电阻的关系时，滑动变阻器可以保持定值电阻两端的电压不变，B不符合题意；
C.探究电流和电压关系时，滑动变阻器的作用是改变灯泡两端的电压，C不符合题意；
D.滑动变阻器使用时，阻值在最大处，可以保护电路，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】使用滑动变阻器时，可以保护电路，在探究规律时，可以多次使用使结论更具普遍性，测量数据时，可以多次测量减小误差。
10．关于公式 R ＝ ，下列说法中正确的是（ ）
A．导体电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
B．导体电阻等于该导体两端的电压跟通过它的电流的比值
C．导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过它的电流成反比
D．通过导体的电流一定时，该导体两端的电压跟导体电阻成反比
【答案】B
【解析】【解答】AC．导体确定，电阻确定，与两端电压和通过电流无关。AC不符合题意；
B．某段导体的电阻值等于此导体两端电压与通过电流的阻值，但不会随电压、电流的变化而变化，B符合题意；
D．通过导体的电流一定时，该导体两端的电压跟导体电阻成正比，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】导体的电阻是本身的一种属性，与外加的电压和流过它的电流没有关系，但是可以利用欧姆定律结合电流和电压求解它的电阻。
二、填空题
11．如图所示，电压表读数是 V；电流表读数是 A．电阻箱接入电路中的电阻为 Ω。
【答案】7.5；0.28；4688
【解析】【解答】电压表选择0~15V，示数为7.5V。电流表选择0~0.6A，示数为0.28A。电阻箱的阻值R＝4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω＝4688Ω。
【分析】电流表、电压表的连接：电流表与待测原件串联；电压表的与待测原件并联，连接过程需要电流正极流入负极流出，同时选择合适的量程。电阻箱的读数是根据旋钮刻度数乘积相加之和。
12．我国家庭电路中的电压是 V，冰箱和洗衣机是以 的方式连入家庭电路中的。
【答案】220；并联
【解析】【解答】我国家庭电路的电压是220V；家中电冰箱、洗衣机等用电器能独立工作、互不影响，是并联的。
【分析】我国家庭电路的电压是220V，工业电压是380V；家庭电路中，各用电器是并联的。
13．如图甲所示的电路中，滑动变阻器连入电路的电阻丝是 段（选填“aP”“Pb”或“ab”）；如图乙所示的电路中，滑动变阻器滑片向右移，灯亮度 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。
【答案】aP；不变
【解析】【解答】（1）根据甲图可知，电流表相当于导线，将与它并联的Pb段短路，因此滑动变阻器连入电路的电阻丝是aP段。
（2）在乙图中，滑动变阻器的滑片右方并联了一个电压表，而电压表相当于断路。当滑片滑动时，滑动变阻器始终全部接入电路，接入电路的电阻不变，即总电阻不变，因此电路中的电流不变，故灯泡亮度不变。
【分析】（1）根据甲图确定电流的路径，据此确定变阻器接入的电阻丝部分；
（2）电压表的内阻很大，相当于断路，此时变阻器全部接入电路，据此分析解答。
14．如图所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求．
同学们设计了两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0．
①方案一：闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx= ．
②方案二：电路中Rx≠R0，将S接到a，读出电流表的示数I1，再将S接到b，读出电流表的示数I2，由I1R0=I2Rx可得R= ，请判断结果是否正确并简要说明理由．
【答案】；该方案不正确，两种情况下Rx和R0两端的电压不等
【解析】【解答】解：①流过电路的电流I= ，电阻Rx的阻值Rx= = = ，
②该方案不正确，因为：在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，当开关S由a拨到b时，电阻R0和RX两端的电压不相等．
故答案为：① ；②该方案不正确，两种情况下Rx和R0两端的电压不等．
【分析】①方案一中定值电阻与待测电阻串联，已知定值电阻电压与阻值，由欧姆定律可以求出电路电流，已知待测电阻两端的电压，由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；②用等效替代法测待测电阻的电压，但根据设计，当开关S由a拨到b时，电阻R0和RX两端的电压不相等，故设计是不合理的．
15．小明用图甲所示电路图测未知电阻R的阻值，他将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端，根据电压表与电流表的示数绘制了坐标图如图乙所示，则小明实验所使用的电源电压是 V，测出R的电阻值为 。
【答案】3；5
【解析】【解答】（1）根据甲图可知，当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，变阻器接入的阻值为0，此时只有定值电阻R，则此时电压表示数为电源电压。
由于此时电阻最小，则电流最大；
从图乙可知最大电流为0.6A，此时电压表示数为3V，
即电源电压为3V；
（2）根据图像可知，当电压为3V时通过电阻R的电流为0.6A，
则定值电阻R的阻值。
【分析】（1）当定值电阻与变阻器串联时，如果变阻器接入阻值为0，则此时电流最大，且此时定值电阻的电压等于电源电压；
（2）根据图像找到一组电压和电流值，根据计算R的阻值。
16．一个小灯泡阻值为10Ω，正常工作时的电流为0.4A，现要将其接入12V 的电路中，要求仍能正常发光，则应 联一个阻值为 Ω的电阻。
【答案】串联；20
【解析】【解答】解：由欧姆定律得：
灯泡的额定电压U=IR=0.4A×10Ω=4V；
因电源电压为12V，故应串联电阻分得另外的U’=12V-4V=8V的电压；
则由欧姆定律得：串联电阻的阻值R= =20Ω；
故答案为：串，20．
【分析】根据U=IR可求出灯泡的额定电压；根据电源电压为12V，可求出串联电阻分得另外的U’，再根据欧姆定律得串联电阻的阻值.
17．如图所示，电源电压不变，电灯L 标有“6V 1.2W“字样．当开关S1、S2均闭合时，电灯L恰能正常发光，电流表示数为0.5A．则
（1）电动机两端电压为 V，通过电动机的电流为 A．
（2）通电3min 电路消耗电能 J．
【答案】6；0.3；540
【解析】【解答】解：当开关S1、S2均闭合时，灯泡与电动机并联，电流表测干路电流．
（1）由于并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电动机两端的电压UM=U=U额=6V，
由P=UI可知通过灯泡的电流：IL= =0.2A，
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知：
通过电动机的电流IM=I﹣IL=0.5A﹣0.2A=0.3A；
（2）通电3min电路消耗电能：
W=UIt=6V×0.5A×3×60s=540J．
故答案为：（1）6；0.3；（2）540．
【分析】当开关S1、S2均闭合时，灯泡与电动机并联，电流表测干路电流．
（1）根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及并联电路的电压特点求出电动机两端的电压，再根据P=UI求出通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点求出通过电动机的电流；
（2）根据W=UIt求出通电3min电路消耗电能．
18．如图所示电路，电源电压保持不变，电流表的内阻不可忽略，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，闭合开关后，滑由b端滑动到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是 V，电流表的内阻是 Ω。
【答案】15；4
【解析】【解答】当滑片处于a端时，变阻器不分压，所以电压表示数最大，电流表示数最大，此时可得方程U=9V+1.5A×RA
当滑片处于b端时，此时电压表示数最小，电流表示数最小，可得方程U=3V+0.5A×（20Ω+ RA）
联立两式可得U=15V，RA=4Ω，所以电源电压是15V，电流表的内阻是4Ω。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片在a端时，此时电路中的电流最大，由图乙读出电流表和电压表的示数，根据串联电路的电压、电流规律和欧姆定律表示出电源电压的关系式；当滑片位于b端时，此时电路中的电流最小，由图乙读出电流表和电压表的示数，根据串联电路的电流、电阻规律和欧姆定律表示出电源电压的关系式；联立关系式可求出电源电压和电流表的内阻。
三、计算题
19．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为10欧。闭合开关S，电流表示数为0.6安。
（1）求电源电压U；
（2）在电路中再接入一个标有“”字样的滑动变阻器，闭合开关S，在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片，电流表示数的最大变化量为0.4安。求变阻器的最大阻值。
【答案】（1）解：由图得，电路中只有电阻工作，电流表此电路电流，则由欧姆定律得，电源电压
答：电源电压U为6V；
（2）解：若电阻R1与滑动变阻器并联，则电阻R1的电压不变，电流不变，则变化的最大电流为滑动变阻器的电流，此时滑动变阻器接入电路中电流最小，无法得到滑动变阻器的最大阻值，故应采用串联方式，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中电流最小，所以此时电路电流为
由欧姆定律得，电阻R1电压
滑动变阻器R2的电压
由欧姆定律得，滑动变阻器R2电阻为
答：变阻器的最大阻值20Ω。
【解析】【分析】（1）根据公式U=IR，可求出电源电压；
（2）根据公式，可求出电阻。
20．如图所示是坐位体前屈成绩测试仪，为了加强自我训练，物理爱好者小明同学利用家中器材自制了一个测试仪，原理图如图乙所示，电源电压为U=6V保持不变，其中电阻丝AB粗细均匀，总长度为30cm电阻值为15Ω，电流表的量程为“0-0.6A”。调试过程中发现，不推挡板时P在B；推动挡板P到A时，电流表满偏。则：
（1）电阻的阻值为多少？
（2）在电流表的表盘0.3A刻度处应标上成绩为多少cm？
（3）不断改变P的位置，并把推动挡板P移动距离标在电流表相应刻度上，发现测试仪表盘刻度不均匀。于是设计了如图丙所示电路，使用了量程为0-3V的电压表，同时将更换为。则在电压表的表盘2.0V刻度处应标上成绩为多少cm？
【答案】解：（1） 解：（1）推动挡板P到A时，电路为R1的简单电路，此时电流表满偏，即此时电路中的电流I1=0.6A，
由欧姆定律可得电阻R1的阻值：；
（2）因电阻丝AB粗细均匀电阻丝的总长度为30cm，电阻值为15Ω，即电阻丝阻值与长度的关系为
即1cm长度电阻丝阻值为；
当电路中的电流I=0.3A时，电路的总电阻为；
此时电阻丝接入电路中的电阻为；
则电阻丝AB未接入电路部分的阻值为；
所以，在电流表的表盘0.3A刻度处就标上成绩为；
（3）由题意知，当电压表示数为时，此时电路电流为；
由于串联电路电流处处相等，则此时电阻丝AB与电压表并联部分的电阻阻值为
；
则在电压表表盘2.0V刻度处应标上成绩为；
答：（1）电阻R1的阻值为；
（2）在电流表的表盘0.3A刻度处应标上成绩为10cm；
（3）在电压表的表盘2.0V刻度处应标上成绩为20cm。
【解析】【分析】 （1）推动挡板P到A时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出R1的阻值；
（2）当电路中的电流为0.3A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出此时电阻丝接入电路中的电阻，然后根据电路的结构和电阻丝的特点求出推动挡板P移动的距离；
（3）由图丙可知：R1'、R2串联，滑动变阻器的电阻全部连入电路，电压表测量R2上PB段两端的电压，
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电压表示数为2V时PB段的电阻，然后根据电阻丝的特点求出推动挡板P移动的距离，即为电压表的表盘2.0V刻度处应标上成绩。
四、作图题
21．投影仪的灯泡功率很大，配有风扇进行散热．使用投影仪时，先闭合开关S1，风扇转动，再闭合开关S2，灯泡发光；若只闭合开关S2，灯泡不发光．请在虚线框中画出电路图． （风扇用电动机的符号表示，在图中标明开关Sl和S2）
【答案】解：由题意知，S1在干路上，S2和灯泡串联在一条支路上，灯泡与电动机并联．如图为：
【解析】【分析】闭合开关S1再闭合开关S2，灯泡发光，若只闭合开关S2，灯泡不发光．说明S1在干路上，S2和灯泡在同一支路上．注意开关接在火线上，用电器接在零线上．
22．在家庭电路中安装开关、白炽灯泡和三孔插座各一个，要求开关只控制灯泡，灯泡不工作时插座也可以使用，图中部分电路已连接，请完成下列连接。
【答案】
【解析】【解答】由题意可得，开关和灯泡串联，且开关应接在火线上、插座单独使用，三孔插座的接法是“左零右火中接地”，如下所示：
【分析】根据家庭电路连接和安全用电的知识分析解答。
23．
（1）请根据画出的光线，在虚线框内画出一个适当的透镜。
（2）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡。
【答案】（1）
（2）
【解析】【解答】（1）两条平行光线，经图示透镜折射后，变得发散，因此该透镜对光线有发散作用，为凹透镜；折射光线的反向延长线的交点为凹透镜的焦点F；如图所示：
（2）要求开关控制螺口灯泡，则开关与螺口灯泡串联；
火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，如图所示：
【分析】（1）知道凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向，判断光线被会聚了还是发散了：若光线被会聚则填凸透镜，若光线被发散则填凹透镜。
（2）灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
五、实验探究题
24．小亮计划做“探究通过导体的电流跟电阻的关系”的实验。他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个阻值已知的不同的定值电阻。小亮要利用这些器材进行实验探究。
小亮的探究实验主要步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数，读出此时电流表的示数，并把、、记录在数据表格中；
②调节滑动变阻器的滑片，改变R两端的电压，并把、记录在数据表格中；
③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。
请你根据以上叙述回答下列问题：
（1）小亮计划探究的问题中的自变量是 ；
（2）根据以上实验步骤可知，小亮实际探究的是通过导体的电流与 的关系；
（3）针对小亮计划探究的问题，在实验步骤②中，正确的操作方法应是：断开开关S， ，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使 ，并把、记录在数据表格中；
（4）小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，如图所示。请你根据图像判断，当导体电阻为时，通过该导体的电流为 。
【答案】（1）电阻R
（2）电压
（3）将电阻R换成另一阻值；电阻两端电压不变
（4）1.5
【解析】【解答】（1）探究通过导体的电流I跟电阻R的关系，变量为电阻R，其两端电压需要控制相同，所以自变量为电阻R。
（2）实验中改变了电阻R两端的电压，探究电流与电压的关系．
（3）探究导体的电流I跟电阻R的关系，保持电压不变，改变电阻大小，记录电流大小，所以断开开关，改变电阻R，调节滑片电阻电压保持不变，将电阻R和电流I记录表中。
（4）电阻R的阻值为时，电流为0.3A，结合欧姆定律计算可知电压值为；则当导体电阻为时，电压为6V，同理计算通过该导体的电流为
。
【分析】电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）探究通过导体的电流I跟电阻R的关系，则需保持电压不变，改变电阻值，所以自变量为电阻R。
（2）以上步骤中，改变电阻R两端的电压，所以实际探究电流与电压的关系．
（3）[1][2]探究通过导体的电流I跟电阻R的关系，根据控制变量法，则需保持电压不变，改变电阻大小，记下对应的电流大小，故断开开关，将电阻R换成另一阻值，调节滑片使其两端电压保持不变，读出电流表示数I，将电阻R和电流I记录表中。
（4）由图像可知，当电阻R的阻值为时，电流为0.3A，则控制的电压值为
则当导体电阻为时，通过该导体的电流为
25．在探究“电流与电阻的关系”时，提供以下器材：2节新干电池，电流表、电压表、阻值为0~20Ω的滑动变阻器，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替线将图里中的电路连接完整。要求滑动变阻需滑片向右移动时电流表示数变小 ；
（2）将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，两电表示数如图乙、丙所示，则电路中出现的故障可能是 断路；
（3）排除故障后继续实验，将10Ω的定值且阻接人电路，闭合开关，移动变阻器滑片的同时，眼睛应先观察
（4）依次接入其他定值电阻进行实验，将实验数据绘制成图线如图丁所示，则电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成
（5）由图丁可知，当定值电阻的阻值均匀变化时，通过电阻的电流变化是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（6）利用这个电路还能完成的实验有： （写出一个即可）
【答案】见详解；定值电阻；电压表；反比；不均匀；见详解
【解析】【解答】（1）根据题意可知，滑片向右移动时电流表示数变小，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，故需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路，如图所示：
（2）如图乙、丙所示，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数且接近电源电压，说明与电压表并联的部分断路，即定值电阻断路。故该空填”定值电阻“；
（3）探究“电流与电阻的关系”时，要保持电压不变，改变电阻的阻值，因此将10Ω的定值电阻接人电路，闭合开关，移动变阻器滑片的同时，眼睛应先观察电压表，使电压表的示数保持不变。故该空填”电压表“；
（4）根据丁图可知，电流随电阻变化的图像是一条双曲线，那么得到：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。故该空填”反比“；
（5）由图象可知，当定值电阻的阻值均匀变化时，通过电阻的电流变化是不均匀的。故该空填”不均匀“；
（6）探究电流与电压的关系时，需要控制电阻的阻值相同，只改变它两端的电压，同时记录对应的电流，现有的器材可以完成。故该空填”探究电流与电压的关系“。
【分析】（1）根据电流表的示数变化确定变阻器接入的阻值变化，进而确定变阻器的接线方法即可；
（2）根据电流表和电压表的示数变化确定电路故障的位置和种类；
（3）根据实验过程中要控制电阻两端的电压相等分析；
（4）根据图像的形状分析电流与电阻的数量关系；
（5）根据图像的形状分析电流的变化是否均匀；
（6）根据常见电学实验需要的器材分析。
26． 为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验，小雨和同学们准备了以下器材：电压恒定的电源（6V）、定值电阻（10Ω）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器（50Ω，1A）等。
（1）本实验主要应用的物理研究方法为 ；连接电路前，应将开关 ；
（2）小雨按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，电路故障为____（选填答案序号）；
A．电流表处存在断路 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻R断路
（3）小雨根据实验数据绘制的I-U图象，如图乙所示，分析图象初步得到结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比；
（4）另一同学在实验过程中误将定值电阻接成了小灯泡，所绘制的图象如丙图所示，发现图象并不是一条直线，原因是 ；
（5）做完该实验后，小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻，用来做“探究电流与电阻的关系”的实验，该实验需要控制定值电阻两端的电压不变，为了保证完成该实验，小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是 V～3V。
【答案】（1）控制变量法；断开
（2）C
（3）正
（4）灯泡电阻随温度升高而变大
（5）2
【解析】【解答】（1）导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关，探究电流与导体两端电压的关系，需要导体的电阻不变，本实验运用了控制变量法；
为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障为定值电阻R断路，故选：C；
（3）由图乙可知，I﹣U图像是经过原点的直线，所以，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，是因为小灯泡灯丝的电阻是变化的，灯丝电压的升高时，灯丝的温度升高，灯丝电阻变大；
（5）将25Ω的定值电阻接入电路，并将滑动变阻器（50Ω，1A）的滑片移到阻值最大处，根据串联分压原理则有
解得
所以小雨能选取的定值电阻两端的电压至少为2V，选取的定值电阻两端的电压范围是2～3V。
【分析】（1）当研究的物理问题受多个因素影响时，要研究该物理问题与某个因素的关系，需要控制其他因素不变，这种研究问题的方法叫控制变量法；为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）分析图乙，图像为经过坐标原点的直线，据此可知电流与电压中的关系；
（4）从影响电阻大小的因素方面考虑；
（5）当将定值电阻换上较大的电阻时，如果控制电压表示数较小，根据串联电路电压的规律，变阻器就要分去更多的电压，由分压原理，变阻器连入电路中的阻值将要求更大，而题中变阻器的最大电阻为25Ω，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理表达式讨论，当用最大电阻25Ω电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻应最大，由此得出控制电压表的最小电压。
27．实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有：电源（电压约5V）、学生用电压表（0～6V）、电阻箱R（0～9999Ω 5A）、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图。
（1）小虎进行的实验过程如下：
①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“ד，并用笔画线代替导线画出正确的接法 。
②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为 。
③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx= 。
（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表（0～0.6A），利用上述器材，你认为 （选填“能”或“不能”）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是 。
【答案】（1）；U1；
（2）不能；电路中电阻大，电流小，不能准确读出电流表示数
【解析】【解答】（1）①经分析，当闭合S1，S2接2时，电压表测导线电压，导线电压为0，无意义，电压表应该测RX的电压，如图：
②闭合S1，将S2拨到1时，电压表测RX与R的总电压，即电源电压U1。③闭合S1，将S2拨到2时，电阻箱调到R0时，电压表测RX电压，所以RX电压为U2，根据串联电路总电压等于各串联导体的电压之和，所以，R0的电压为： ，因为串联电路电流处处相等，所以， ，所以， 。（2）电源电压约5V，电路电阻很大，根据欧姆定律得，电路电流很小，电流表指针偏转很小，不能准确读出电流值，不能准确测量电阻的阻值。
故答案为：（1）①如图所示；②U1；③ ；（2）不能；电路中电阻大，电流小，不能准确读出电流表示数。
【分析】 ⑤ 比例关系：电压：U1∶U2=1∶1
缺少电流表测电阻的问题，要用到数学的推理思维，常以电流处处相等为突破口，利用已知阻值的R0和开关的控制，推导出通过RX中的电流；如果缺少电压表测电阻，也常以各支路电压相等为突破口.
六、综合题
28．某玻璃厂要研发一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞击力。取一小块玻璃样品(质量可不计)，平放在如图甲所示电路中的压力传感器上，闭合开关S，释放重物，经撞击后玻璃仍完好无损，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示(不考虑t0时刻之后的情况)。已知压力传感器的阻值RN随压力F变化的图像如图丙所示，玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积S0=10cm2，电源电压U=36V，定值电阻R0=20Ω。则：
（1）重物接触玻璃样品前，压力传感器的电阻是 Ω。
（2）由图乙知：重物从开始接触玻璃样品到撞击后，电流表的示数 (选填“先不变后变大”或“先变大后变小")
（3）玻璃样品受到的最大撞击力是 N。
（4）该样品 (选填“满足”或“不满足”)设计要求。
【答案】（1）160
（2）先变大后变小
（3）600
（4）不满足
【解析】【解答】（1）由图可知，重物接触玻璃样品前，压力传感器不受压力，即Imin=0.2A，由知压力传感器电阻R=R总-R0==160Ω；
（2）由图乙可知，重物从开始接触玻璃样品到撞击后，电流表的示数先变大后变小；
（3）由图丙知，当样品受到最大撞击力时，Imax=1.2A，此时定值电阻两端电压：U′0=ImaxR0=1.2A×20Ω=24V，此时压力传感器电阻阻值：RN===10Ω，由图丙知，RN=10Ω时，压力传感器受到的最大撞击力为600N，即样品受到的最大撞击力：Fmax=600N；
（4）由题意知，玻璃每平方米能承受5×105N的撞击力，即每平方米能承受的压强为5×105Pa，其中样品承受的最大撞击力
Fmax=600N，此时压强为，故该样品不符合设计要求。
【分析】由图可知，压力传感器与R0串联，根据欧姆定律即可求出阻值，联合乙丙两图，代入数值，可求出玻璃样品收到的最大撞击力，根据玻璃每平方米能承受5×105N的撞击力，即每平方米能承受的压强为5×105Pa，求出当玻璃样品受到的最大撞击力时，求出此时所受压强，即可得玻璃样品是否符合设计要求。
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