华师大版科学八年级下册期末复习检测卷
第四章 电与电路
一.选择题(共20小题)
1. 下列实物连接与电路图相符合的是(水果电池的铜片为正极、锌片为负极)( )
A.B.C.D.
2. 小科用一个不带电的轻质泡沫球靠近电脑显示屏,小球偏至如图实线位置。据此推测显示屏( )
A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.一定带电
3. 家庭照明电灯的一种按键开关上常有一个指示灯,以便夜间显示开关的位置。照明电灯指示灯和开关的连接方法如右图所示。下列有关这个电路的说法不正确的是( )
A.当开关闭合时,只有照明灯发光
B.当开关闭合时,指示灯被短路
C.当开关断开时,照明灯熄灭,指示灯会发出微弱光
D.当开关断开时,照明灯不亮的原因是指示灯电阻太小
4. 某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
5. 如图所示,是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2.则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.Rx= B.Rx= C.Rx=R0 D.Rx=R0
6. 如图的电路中,R为待测电阻,阻值约为5Ω.实验器材有:滑动变阻器,规格为“10Ω2A”;电压表(量程分别为0~3V、0~15V);电流表(量程分别为0~0.6A、0~3A);电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,为使测量时能较准确地读数(指针最好在中间刻度线附近),两只电表的量程应采用( )
A.0~0.6A和0~15V B.0~0.6A和0~3V C.0~3A和0~15V D.0~3A和0~3V
用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙 C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
8. 如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则( )
A.=,= B.=,=
C.=,= D.=,=
9. 如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1>R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P﹣U图象③.则图象①所对应的电阻和图象③所在的区域分别是( )
A.R1和Ⅰ B.R1和Ⅲ C.R2和Ⅰ D.R2和Ⅲ
10. 在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图象。根据图象,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C.当导体甲两端的电压为2V时,通过导体甲的电流为 0.2A
D.将两导体并联后接在 3V的电源上时,干路中的电流为 0.6A
11. 某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都可以
12. 近几年湖州市中小学生进行体能测试中有一个项目坐位体前屈,就是利用“坐位体前屈测试仪”进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。其中肯定不能符合设计要求的电路是( )
A.B.C. D.
13. 小华设计了一种输液提示器,能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时,为使电压表示数随之减小,符合要求的电路图是( )
A.B.C. D.
14. 如图电路所示,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从最左端开始向右滑动的过程中,下列能正确表示两电表读数I、U分别随滑动变阻器R的阻值变化的关系图是( )
A.B. C.D.
15. 如右图,是某实验小组的同学连接的电路,则( )
A.在连接此电路时,开关应该断开;开关闭合前,滑片应处于最左端
B.S1、S2都闭合时,L1、L2并联,电流表测干路的电流
C.先闭合S1、S2,再断开S1时,电流表示数变小,电压表示数变小
D.S1、S2都闭合时,将滑片右移时,电流表示数变小,电压表示数变小
16. 如图所示为某科技创新小组设计的水位计工作原理图,容器中的绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的滑片P升降,并通过电压表V显示的数据来反映水位的升降情况,L是一个指示灯,电路各部分接触良好,当容器中的水位最低时,滑片P位于变阻器R的a端,则( )
A.当水位上升时,电压表V示数变大
B.当水位下降时,电压表V示数变大
C.当水位上升时,电压表V示数先变小后变大
D.当水位下降时,电压表V示数先变小后变大
17. 如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U﹣I”关系图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.图象乙反映了R2的“U﹣I”关系
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
18. 如图所示电路,电源两端电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法中正确的是( )
A.电压表V1示数和电流表A示数的比值变小
B.电压表V2示数和电流表A示数的比值变小
C.电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值不变
D.电压表V2示数变化量和电流表A示数变化量的比值变大
19. 图甲是探究“通过导体的电流与电阻关系“的电路图(电源电压保持不变),电源电压为6V,滑动变阻器(50Ω,1A),电流表量程为0~0.6A,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I﹣R图象。以下说法不正确的是( )
A.利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为 2V~3V
B.当R 由 10Ω 换为 15Ω 时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图象可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
D.若电源电压可调,完成本次实验的电源电压最大为 15V
20. 小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知( )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为变小时,说明物体M在向左移动
C.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
D.当金属滑片P向右移动时,电流表示数变小
二.填空题(共7小题)
21. 如图,是一种音乐定时播放装置的电路图。其中,“定时开关”到达设定时间会自动断开。请判断:未到达设定时间时,闭合开关S,播放器是否工作? (选填“是”或“否”);到达设定时间后,指示灯的亮度会 。
用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V“,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A“,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次 1 2 3
电阻R/欧 5 10 20
电流I/安 0.4 0.2 0.1
(1)分析表中数据,可得出的实验结论是 ;
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
用均匀的电阻丝围成一个正方形ABCD,如图所示,其中E为CD边的中点。当B、D两点接入电路中时,阻值为8Ω;那么将B、E两点接入电路中时,阻值为 Ω.将C、B两点接入电路时,阻值为 Ω。
甲、乙两灯的I﹣U图象如图所示。将甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,甲、乙两灯的电阻之比为 ;将甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,甲、乙两灯两端电压之比为 。
如图所示,若甲、乙两表为电压表,当开关S闭合时,两个电压表的示数之比为U甲:U乙=5:2,则电阻R1:R2= 。将甲、乙两表改为电流表,且把S断开,则两个电流表的示数之比I甲:I乙= 。
在中学生创新大赛中,我市某初中参赛小组设计了一测定风力的装置(如图甲),迎风板与压敏电阻Rx,连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化面变化,其阻值Rx,与风力F关系如图乙所示。已知电源电压恒为15V,定值电阻R=4Ω。
(1)开关闭合后,风力增加时,电流表的示数 (选填“增大”或“减小”)
(2)如果电流表的量程为0~3A,求该装置所测量的最大风力为 。
三.实验探究题(共4小题)
28. 小明利用图甲电路研究电流与电压的关系,其中滑动变阻器最大阻值为500欧,定值电阻R0阻值为10欧,闭合开关,当滑片从最右端慢慢向左移动,发现最初电压表指针几乎不动,直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转,继续左移,指针偏转角度迅速变大,即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中,要使滑片每移动一段距离,都能引起电压表示数较为明显的变化,应选择怎样的滑动变阻器?小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器,利用图乙进行如下实验:
①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C,阻值分别为1欧、20欧、400欧。
②将电阻丝A接入图乙电路,闭合开关,滑片P从最右端移到最左端,记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据,多次测量。
③分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤②。
④处理相关数据,获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。
(1)图甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,此时
示数为零的电表是 。
(2)分析图丙,实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是 。
(3)若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系,在A、B、C三条电阻丝中,你认为选择哪一条电
阻丝最合适并说明理由。
小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示,电源电压恒为3V.实验步骤如下:
①用4Ω的定值电阻进行实验,连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤,是要研究通过导体的电流与 之间的关系。
(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后,再做10Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V.分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是 。
(3)为了完成10Ω电阻实验,将滑片P移到C点,只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线,就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 1 2 3
电阻R(欧) 5 10 20
电流I(安) 0.4 0.2 0.1
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是 ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙实物连接成完整电路(导线不允许交叉);
(2)本电路还可以完成的实验是: ;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)小科通过平时作业中经常提到的“电源电压保持不变”得到启示,用图丙的电路来研究“电压一定时,电流跟电阻关系”,发现在改变R的阻值时,每次电压表的读数都是变化的,并不能保持不变。请你对这种现象提出自己的猜想 。
四.计算题(共2小题)
32. 如图甲所示的装置,电源电压U=10V保持不变,R2=12Ω,导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计,金属块A的重力G1=10N.R1是一根水平放置的料细均匀、总长L=1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为8Ω,两端都被固定在绝缘支架上,它对指针P无压力,且接触良好。绝缘板B重G2=20N,当它从金属块A和地面间被抽出时,它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2,且均为接触面间压力的0.2倍。当P置于金属棒左端a点时弹簧恰好处于原长。
(1)当P置于金属棒的左端a点时,电流表的示数I1为多少?
(2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出,当金属块保持静止时求弹簧拉力F1、和水平拉力F的大小。
(3)用水平向右的拉力拉动金属块A,使指针P逐渐从最左端a点向右移动,直至运动到b点,试求出电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式,并完成﹣x的图象。
如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
参考答案
一.选择题(共20小题)
1.【解答】解:原电路图中,两电池串联后给电池供电:
A、两电池是并联的,A错误;
B、电池串联时,应将电池正负极连接起来,即将铜片与锌片连接起来,B正确;
C、两电池的正极连接在一起了,C错误;
D、两个电池没有连入电路中,D错误。
故选:B。
2.【解答】解:由图知不带电的轻质泡沫球靠近电脑显示屏时会被吸引,根据带电体能够吸引轻小物体知,显示屏一定带电,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:当开关S闭合时,指示灯与开关并联,无电流通过,只有照明灯正常发光;故AB说法正确;
当开关S断开时,指示灯与照明灯串联,指示灯电阻较大,两端的电压较高,发出微弱的灯光;照明灯电阻相对较小,两端的电压较低,不发光;故C说法正确,D说法错误。
故选:D。
4.【解答】解:
A、研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故A错误;
B、由题意和图象可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);
由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=……0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B错误;
C、由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑1=R总﹣R1=﹣R1=﹣5Ω=1Ω;
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑2=R总′﹣R2=﹣R2=﹣25Ω=5Ω;
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧,故C正确;
D、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);
探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:由电路图可知,当只闭合开关S1时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,则I0=I2;
当闭合开关S1和S2时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,即I=I1,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R0的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过Rx的电流:
Ix=I﹣I0=I1﹣I2,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=IxRx=I0R0,即(I1﹣I2)Rx=I2R0,
解得:Rx=。
故选:D。
6.【解答】解:电池组为新干电池三节串联,即电源电压为4.5V,
若使用两只电表的大量程,电表的指针偏转角度都很小,不能较准确地读数;
在滑动变阻器的保护下,电压表可以选择0~3V的量程;
当定值电阻两端电压最大为3V时,其最大电流约为:I===0.6A,电流表可以选择0~0.6A的量程,但一定注意滑动变阻器连入电路的阻值不能太小。
故选:B。
7.【解答】解:研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故选:D。
8.【解答】解:当开关S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
已知R1:R2=2:1,则R1=2R2,
设电源的电压为U,则此时电压表的示数U1=U,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表示数I1=+=+=,
当开关S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
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:I2===,
此时电压表示数:U2=I2R1=×2R2=,
所以,==,==,故ABC错误、D正确。
故选:D。
9.【解答】解:根据乙图中①②图象可知,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,①中的功率大于②中的功率,即P1>P2,
又因为功率P=,以及R1>R2,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,电阻较小的R2功率大于电阻R1的功率,所以图象①对应的电阻是R2;
如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,首先根据并联电路中总电阻的求解:=+,可得并联之后A、B间的电阻要小于R1,同时也小于R2,
同理,根据功率P=可知,在A、B间电压相同时,两电阻并联后电阻最小,那么此时的功率应该最大,则图象应该在①的上方,所以图象③所在的区域应在Ⅰ区域;
故选:C。
10.【解答】解:
A、由图象可知,当通过甲、乙的电流都0.3A时,乙两端电压大于甲两端电压,由R=可知乙的电阻大于甲,故A错误;
B、由图象可知,通过导体乙的电流与两端的电压成正比例函数,即通过导体乙的电流与两端的电压成正比,故B正确;
C、当导体甲两端的电压为2V时,从图象中读出2V时,通过甲的电流为0.4A,故C错误;
D、由并联电路的电压特点可知,当导体甲与乙并联后接入电路后它们的电压相等,当UA=UB=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,干路中的电流I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A,故D错误。
故选:B。
11.【解答】解:由图知,
①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I 0R 0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式=可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,故不能测出Rx阻值。
故选:C。
12.【解答】解:
A.电路为并联电路,电流表测变阻器支路的电流,若滑片向左移动,滑块被推动的距离越大,则接入电路的阻值减小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=可知,电流表的示数增大,故A图可以符合要求;
B.电路为并联电路,电流表测通过定值电阻的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时电流表的示数不变,故B图不符合要求;
C.电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,若滑块向右移动,滑块被推动的距离越大,变阻器接入电路的电阻增大,由串联电路的分压特点可知,电压表的示数增大,故C图可以符合要求;
D.电路为串联电路,电压表测定值电阻两端的电压,若滑片向左移动,滑块被推动的距离越大,接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,电压表的示数变大,故D图可以符合要求。
故选:B。
13.【解答】解:当袋中药液量减少时,整个药液袋的重力减小,对弹簧的拉力减小,弹簧的伸长量减小,所以滑片会向上移动;
A、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片的上移不会改变变阻器连入电路的电阻,则电路中的电流不变,变阻器两端的电压不变,即电压表的示数也不变,故A不符合要求;
B、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B不符合要求;
C、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C符合要求;
D、由图可知,变阻器与灯泡并联,电压表测量电源电压,
由于电源电压不变,所以,当袋中药液量减少时,电压表的示数不变,故D不符合要求。
故选:C。
14.【解答】解:AB、由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以电路中的电流:I=,
据此可知,因U、R0不变,电流I随R增大而减小,但不成反比,且变阻器接入阻值越来越大时,电路中的电流减小得比较缓慢,故AB均不正确;
CD、电压表的示数:U=IR=×R=,
所以,电源电压U总一定,且R越增大时,电压表的示数越来越接近电源的电压(即电压表示数应增大得越来越缓慢),故C正确,D不正确;
故选:C。
15.【解答】解:
(1)为保护电路,在连接此电路时,开关应该断开,开关闭合前,滑片应处于最大阻值的右端,故A错误;
(2)S1、S2都闭合时,L2被短路,L1与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,故B错误;
将滑片右移时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故D错误;
(3)先闭合S1、S2时,L1与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
再断开S1后,L1、L2、变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
由U=IR可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C正确。
故选:C。
16.【解答】解:由图知,变阻器与灯串联,电压表测变阻器的电压;
当水位上升(下降)时,变阻器的电阻变大(小),由串联分压原理可知,变阻器的电压变大(小),即电压表的示数变大(小),故只有A正确。
故选:A。
17.【解答】解:(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器的关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R1的图象,故C错误;
当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;
由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;
因为串联电路总电压等于各支路电压之和,
所以电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V;
根据欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值:
R1===10Ω,故B错误;
滑动变阻器的阻值最大为:
R2===20Ω,
即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故D错误;
(2)因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以变阻器滑片在中点时,电流表示数:I′===0.3A,故A正确。
故选:A。
18.【解答】解:
(1)由电路图可知,R1、R2与变阻器串联,电压表V1测R1与变阻器的电压,V2测R1、R2的电压,电流表测电路中的电流;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大;
由欧姆定律可知,电压表V1示数和电流表A示数的比值=R1与变阻器连入电路的电阻之和,根据电阻的串联规律可知,R1与变阻器连入电路中的电阻之和变大,则该比值变大,故A错误;
电压表V2示数和电流表A示数的比值,即R1、R2的电阻之和,则该比值保持不变,故B错误;
(2)根据串联电路电压的规律,各部分电压之和等于电源电压保持不变,故电压表V1示数变化量等于R2的电压变化量;则电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值,即为R2的电压变化量和电流表A示数变化量的比值,
由I=可得,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,前后两次电阻R2的表达式:
R2==,
由分比定理有:R2==,
由串联电路电流的特点,R2==,
故电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值不变,C正确;
同理,电压表V2示数变化量和电流表A示数变化量的比值即为R1、R2的电阻之和,故不变,故D错误。
故选:C。
19.【解答】解:C、由图知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.2A×15Ω=﹣﹣﹣﹣=0.6A×5Ω=3V﹣﹣﹣﹣﹣①,为一定值,故电压一定时,电流与电阻成反比,C正确;
B、根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大;B正确;
A、电压表示数为UV,根据串联电路的规律及分压原理有:=,
即=﹣﹣﹣﹣﹣②,故最小电压为UV=2V,
由①知,当定值电阻最小为5Ω时,电路中的电流最大,由欧姆定律U=IR,最大电压为3V,故利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为 2V~3V;A正确;
D、根据串联电路的规律及分压原理,由②得:==2,故U′=9V,最大电压为9V,D错误。
故选:D。
20.【解答】解:由电路图可知,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压,
(1)因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,
所以,滑片移动时接入电路中的电阻不变,
由I=可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故D错误;
由R=可知,当电压表示数变小时,滑片右侧部分电阻丝的阻值变小,则物体M在向右移动,故B错误;
(2)金属滑片P置于电阻丝中点时,被测电阻丝的阻值:
R中===7.5Ω,
则电阻丝的总电阻:
R总=2R中=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
当电压表示数为2V时,接入电路的电阻:
R===10Ω,
则滑片右侧部分电阻丝增加的电阻值:
△R=R﹣R中=10Ω﹣7.5Ω=2.5Ω,
因R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,
所以,滑片向左移动的距离:
△L==5cm,
即物体M向左移动了5cm,故C正确。
故选:C。
二.填空题(共7小题)
21.【解答】解:由题意可知,闭合开关S,未到达设定时间时,“定时开关”处于闭合状态,播放器被短路,则播放器中没有电流通过,播放器不会播放音乐;
由题意可知,到达设定时间,“定时开关”断开,指示灯和“播放器”串联形成通路,根据串联电路的电阻关系可知,此时的总电阻是变大的,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,所以指示灯会变暗。
故答案为:否;变暗。
22.【解答】解:(1)根据表中数据知:电流与电阻的乘积都为5Ω×0.4A=10Ω×0.2A=20Ω×0.1A=2V,故可以得出:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(2)因电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,
根据欧姆定律可得,
此时电路中的定值电阻最小为:R小===3.33Ω;
因为滑动变阻器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大;
此时电流的电流为:I′===0.02A;
定值电阻的最大值为:R大===100Ω。
故答案为:(1)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(2)3.33~100。
23.【解答】解:(1)当滑片在a端时,电路为R的简单电路,电压表的示数最大,电流表的示数最大,
由图象可知,电源的电压U=9V,电路中的电流I=1.5A,
由I=可知,电阻R的阻值:
R===6Ω;
(2)当滑片位于b端时,R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,
由图象可知,R两端的电压UR=3V,电路中的最小电流I′=0.5A,
此时电路中的总电阻:
R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值:
R滑=UR﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω。
故答案为:9;12。
24.【解答】解:设每一个边的电阻为R,
当B、E两点接入电路中时,边长BAD和边长BCD相等,则RBAD=RBCD=2R,
因=+,
所以+=,
解得:R=8Ω;
当B、E两点接入电路时,RBADE与RBCE并联,且RBADE=×8Ω=20Ω,RBCE=×8Ω=12Ω,
则=+=+=
解得:RBE=7.5Ω。
当C、B两点接入电路时,RCDAB与RCB并联,且RCDAB=3×8Ω=24Ω,RBCE=8Ω,
则=+=+=
解得:RBE=6Ω。
故答案为:7.5;6。
25.【解答】解:(1)甲、乙两灯并联在2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,
由图象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,
由I=可得,当电压一定时,电流与电阻成反比,
故甲、乙两灯的电阻之比===;
(2)把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和;
由图象可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V,
所以甲、乙两灯两端的电压之比U甲:U乙=2V:6V=1:3。
故答案为:2:3; 1:3。
26.【解答】解:(1)若甲、乙两表为电压表,当开关S闭合时,两电阻串联在电路中,甲表测电源的电压,乙表测R2两端的电压,
因串联电路的总电压等于各分电压之和,且U甲:U乙=5:2,
所以,两电阻两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===;
(2)将甲、乙两表改为电流表,且把S断开,两电阻并联在电路中,甲表测通过R2的电流,乙表测干路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两支路的电流之比:
===,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两电流表的示数之比:
===。
故答案为:3:2; 3:5。
27.【解答】解:(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电流表测量电路中的电流,
由图乙可知,风力增大时,压敏电阻Rx的阻值减小,电路中的总电阻减小,
由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大;
(2)如果电流表的量程为0~3A,则电路中电流最大为3A,此时总电阻最小,Rx的阻值最小,测量的风力最大;
根据I=可知,最小总电阻:R最小===5Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以Rx的最小阻值为:
Rx最小=R最小﹣R=5Ω﹣4Ω=1Ω,
由图象可知此时最大风力为600N。
故答案为:(1)增大;(2)600N。
三.实验探究题(共4小题)
28.【解答】解:(1)图甲中:电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量R0的两端的电压,电流表测量电路中电流;
闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,电路中只有R0与电流表串联在电源两端,则电流表有示数;电压表由于一个接线柱没有接通电路,所以没有示数;
(2)图乙中,电阻R0与电阻丝A串联,电压表测量的两端的电压,由于串联电路中电阻的阻值越大,分得的电压越大;所以,当电阻丝阻值变大时,电阻丝两端的电压变大,电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小;所以,电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大。
(3)由图丙可知:在A、B、C三条电阻丝中,电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大,故选择B电阻丝。
故答案为:(1)电压表;(2)电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大;
(3)选择B电阻丝最合适;原因是电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大。
29.【解答】解:(1)由小科设计上述实验步骤,改变电阻的大小而控制电阻的电压不变,故要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系。
(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数,说明电阻丝AC是断开的,BC是连通的,用8Ω电阻实验时,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为3V﹣2V=1V,由分压原理,变阻器连入的电阻:
R滑1=×8Ω=4Ω;
再做10Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V,由串联电路电压的规律,变阻器的电压小于1V,由分压原理,变阻器连入电路的电阻小于:
R滑2<×10Ω=5Ω分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是 4Ω≤RBC<5Ω;
(3)为了完成10Ω电阻实验,即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5Ω,因变阻器的最大电阻为10Ω,而RBC的范围是 4Ω≤RBC<5Ω;
故可将电阻丝AC部分连入电路中进行实验即可,如下所示:
故答案为:(1)导体电阻;(2)4Ω≤RBC<5Ω;(3)如上所示。
30.【解答】解:(1)改接10欧的电阻。继续操作的步骤:将滑动变阻器的滑片移到最右端;闭合开关;将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ②①④③;
(2)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,由表中数据知,这个电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V,上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是:电压表示数为2V;
(3)由表中数据知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一倍,即电压不变时,电流与电阻成反比,A正确,D错误;
电流与电阻成反比,即电流与电阻的倒数成正比,B正确,C错误。故选AB;
(4)要控制电阻的电压为2V不变,当定值电阻最大为20Ω时,对应的变阻器的最大电阻不超过50Ω,由串联分压原理可知,变阻器的电压不超过×2V=5V,根据串联电路电压的规律,要完成本次实验,电源最多为:2V+5V=7V,因1节只干电池为1.5V,故电源最多只能将4节干电池串联能将4节干电池串联。
故答案为:(1)②①④③;(2)电压表示数为2V;(3)AB;(4)4。
31.【解答】解:(1)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)将其中一个电阻作为研究对象,可研究:电阻一定时,电流与电压的关系;
(3)A、如果电流表坏了,电路断路,电流表没有示数,电压表不能与电源两极相连,电压表没有示数,A不符合题意;
B、如果滑动变阻器短路,电压表测电源电压有示数,电流表有示数,B不符合题意;
C、如果电阻处接触不良,电流表没有示数,电压表与电源两极相连,电压表有示数且接近电源电压,C符合题意;
D、如果电阻短路,电流表有示数,与电阻并联的电压表没有示数,D不符合题意;
故选C;
(4)在理想情况下,R的电压应等于电源电压,在改变R的阻值时,每次电压表的读数都是变化的,并不能保持不变,说明R的电压不等于电源电压,则电源内部有电阻(也要分得一定的电压)。
故答案为:(1)如上所示;(2)电阻一定时,电流与电压的关系;(3)C;(4)电源内部有电阻(也要分得一定的电压)。
四.计算题(共2小题)
32.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当P置于金属棒的左端a点时,接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流表的示数:
I1===0.5A;
(2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出,当金属块保持静止时,
金属块A下表面受到水平向右的摩擦力:
f1=0.2G1=0.2×10N=2N,
因金属块静止处于平衡状态,受到水平向左弹簧拉力和水平向右的摩擦力是一对平衡力,
所以,弹簧拉力F1=f1=2N;
因金属块A下表面受到水平向右的摩擦力和A对B水平向左的摩擦力是一对相互作用力,
所以,A对B水平向左的摩擦力f1′=f1=2N,
绝缘板B受到地面水平向左的摩擦力:
f2=0.2(G1+G2)=0.2×(10N+20N)=6N,
对B受力分析可知,受到水平向左A对B的摩擦力和地面的摩擦力、水平向右的拉力作用处于平衡状态,
所以,由物体平衡时合力为零可得:
F=f1′+f2=2N+6N=8N;
(3)因R1是一根水平放置的料细均匀、总长L=1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为8Ω,
所以,指针P移动的距离为x时,R1接入电路中的电阻:
R1′=R1=×8Ω=8Ω﹣8xΩ/m,
此时电路中的电流:
I===,
当x=0时,I==0.5A,=2A﹣1,
当x=0.2m时,I==,=1.84A﹣1,
当x=0.4m时,I==,=1.68A﹣1,
当x=0.6m时,I==,=1.52A﹣1,
当x=0.8m时,I==,=1.36A﹣1,
当x=1m时,I==,=1.2A﹣1,
利用描点法作图,﹣x的图象如下所示:
答:(1)当P置于金属棒的左端a点时,电流表的示数I1为0.5A;
(2)弹簧拉力F1大小为2N,水平拉力F的大小为8N;
(3)电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式为I=,其﹣x的图象如上图所示。
33.【解答】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,为R1的简单电路,电流表示数为0.4A,
根据欧姆定律可得,电源电压:
U=I1R1=0.4A×20Ω=8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表(测变阻器的电压)的示数为4V,则电路中的电流:
I2===0.08A,
根据串联电路的规律和欧姆定律可得,R3的阻值:
R3===50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流为0.4A不变,
电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,
由并联电路电流的规律,通过变阻器的最大电流:
I变大=I总大﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的最小电阻:
R滑小===40Ω;
当变阻器滑片移动最左端时,变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故变阻器的最大电阻为100Ω,
在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。
答:(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,电源电压为8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。
五.解答题(共1小题)
34.【解答】解:由图可知,开关闭合后,该电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电压表测量电源的电压;电流表A1测量的是通过R2的电流,电流表A2测量的是通过R1的电流;
假设滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由于电源电压不变,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变大,即电流表A1示数变大;
由于并联电路各支路互不影响,通过R1的电流保持不变;
根据并联电路的电流特点可知,干路中的电流等于支路电流的和,则干路中的电流变大,即电流表A示数变大;
由于通过R1的电流保持不变,则电流表A1和A的示数变化量是相同的。
同理可知,P向右移时,A1和A示数都变小,变化量相等。
故答案为:P向左移:A1和A示数都变大,变化量相等;P向右移:A1和A示数都变小,变化量相等。