华师大版科学八年级下册 第4章 电与电路 单元测试（含解析）

自我综合评价(四)
[测试范围:第4章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共39分)
1.如图4-Z-1所示,汽车装有日间行车灯可以提高行车安全,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起;再闭合S2,车前大灯L2也亮起。图4-Z-2中符合这一情况的电路图是 (　　)
图4-Z-1
图4-Z-2
2. [2019·衢州] 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4-Z-3所示实线位置。据此推测显示屏 (　　)
图4-Z-3
A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.一定带电
3.关于欧姆定律,以下几种说法中错误的是 (　　)
A.对于某一导体,通过的电流与加在它两端的电压成正比
B.在相同的电压下,不同导体中的电流与对应导体的电阻成反比
C.对于不同的导体,导体两端的电压跟导体的电阻无比例关系
D.对于同一导体,比值UR是恒量
4.图4-Z-4中,闭合开关,能直接测量通过灯L1电流的电路是 (　　)
图4-Z-4
5.如图4-Z-5所示电路,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光。现将一根导线接在该电路中的哪两个接线柱上,会导致两灯同时熄灭 (　　)
A.a和b B.c和d C.e和f D.g和h

图4-Z-5 图4-Z-6
6.用电器甲、乙的电流与其两端电压的关系图像如图4-Z-6所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压的关系图。下列说法正确的是 (　　)
A.用电器甲电阻不变,大小为0.1 Ω
B.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值为10 Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,电路中的电流是0.43 A
D.如果把这两个用电器并联接在4 V的电源上,干路中的电流是0.65 A
7.如图4-Z-7甲所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“2 A　20 Ω”字样。如图乙所示的四个图像中,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是 (　　)
图4-Z-7
8.如图4-Z-8所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R的阻值为5 Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为50 Ω。闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法中正确的是 (　　)
图4-Z-8
A.若滑片P向左移,电流表的示数变小
B.电压表与电流表示数的比值不变
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~50 Ω
D.电流表示数的变化范围是0.3~0.6 A
9.如图4-Z-9所示是科技创新小组的同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑片P升降,通过电压表显示的数据来反映水位升降情况,水位最低时,滑片P位于R的a端,L为指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻,下列判断中正确的是 (　　)
图4-Z-9
A.当水位不变时,则电压表示数不变,指示灯不亮
B.当水位下降时,则电压表示数变大,指示灯变亮
C.当电压表示数变大时,指示灯变暗,则表明水位上升
D.若将电压表改装成水位计,则电压表零刻度线即为水位计零刻度线
10.如图4-Z-10所示是小红测定小灯泡电阻的电路图,当闭合开关S时,发现灯L不亮,电流表、电压表均无示数。若电路故障只出现在灯L或滑动变阻器R上,则下列判断中正确的是 (　　)
图4-Z-10
A.灯L短路 B.灯L断路
C.滑动变阻器R短路 D.滑动变阻器R断路
11.如图4-Z-11所示电路,闭合开关,下列分析中正确的是(　　)
图4-Z-11
A.滑片P可以左右任意移动
B.电流表A1测R1中的电流,电流表A2测R2中的电流,电压表V测电源电压
C.电流表A2测总电流,电流表A1测R2中的电流,电压表V测R1两端的电压
D.滑片P向右滑动时,电压表V与电流表A1示数的比值不变
12.小丽设计了如图4-Z-12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0.5 Ω,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1.5 V和0.2 A。由此可知 (　　)
图4-Z-12
A.电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B.当电压表示数为2 V时,物体M向左移动了5 cm
C.当电压表示数为1 V时,物体M向左移动了5 cm
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离为20 cm
13.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和电流表或电压表分别设计了如图4-Z-13所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变) (　　)
图4-Z-13
A.(2)(4) B.(2)(3)
C.(1)(3) D.(3)(4)
二、填空题(每空3分,共18分)
14.如图4-Z-14甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是灯泡L和定值电阻R1的电流与电压的关系图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为
4 V。则电源电压U=　　　　　V,R1=　　　　　Ω,R2=　　　　　Ω。?
图4-Z-14
15.在如图4-Z-15甲所示的电路中,电源电压保持不变,将滑动变阻器R的滑片P由a端移到b端,电压表V1、V2的示数与电流表A示数的变化关系图像如图乙所示,根据图像可知,滑动变阻器R的最大阻值为　　　　Ω。?
图4-Z-15
16.如图4-Z-16所示电路,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=3∶2,则R1∶R2=　　　　;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表示数之比I甲∶I乙=　　　　　。?
图4-Z-16
三、实验探究题(共18分)
17.(9分)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图4-Z-17甲所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个,标有“20 Ω　1 A”字样的滑动变阻器,导线若干。
图4-Z-17
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应使开关处于　　　　状态,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最　　　(填“左”或“右”)端。?
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是　　　　　　　。?
(4)故障排除后,小华先把10 Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出电流表的示数后,断开开关,她直接拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,其示数是　　　 　V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器的滑片向　　 　　(填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为
　　　　V。?
(5)当小华改用50 Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是　　　　。(填字母)?
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像。分析图像得出了电流与电阻的关系是?
　。?
18.(9分)[2019·宁波] 小科利用仅有的一个规格为“10 Ω　1.0 A”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4-Z-18所示,电源电压恒为3 V。实验步骤如下:
图4-Z-18
①用4 Ω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2 V,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6 Ω、8 Ω和10 Ω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8 Ω电阻的实验后,再做10 Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2 V。分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是　 。?
(3)为了完成10 Ω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。请你在图中用笔画线补上这根导线。
四、解答题(共25分)
19.(12分)如图4-Z-19所示电路中,R1=10 Ω,R2=30 Ω,R3=40 Ω,电源电压保持不变,当S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.15 A。 求:
(1)电源电压。
(2)S1、S2都断开时,电流表的示数和R3两端的电压。
(3)S1、S2都闭合时,干路的电流。
图4-Z-19
20.(13分)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图4-Z-20所示。已知电源电压U=18 V,电压表量程为0~15 V,定值电阻R0的阻值为100 Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=6A×103 Ω。
空气质量指数A
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)通过计算,判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R0'的阻值应为多大?
图4-Z-20
教师详解详析
1.D　[解析] 由题意可知,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起,再闭合S2,车前大灯L2亮,说明L1与L2可以独立工作、互不影响,即为并联关系,且S1位于干路,S2位于L2所在支路,据此分析得出答案。由电路图A可知,只闭合S1时,两灯泡均不亮;由电路图B可知,只闭合S1时,两灯泡都亮,再闭合S2时,L1不亮;由电路图C可知,只闭合S1时,车前大灯L2亮,再闭合S2时,日间行车灯L1亮;由电路图D可知,只闭合S1时,日间行车灯L1亮,再闭合S2时,车前大灯L2亮。
2.D　[解析] 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可知,显示屏一定带电。
3.D　4.D
5.D　[解析] 导线连接a、b两接线柱,灯泡L2短路,灯泡L1工作;导线连接c、d两接线柱,灯泡L1短路,灯泡L2工作;导线连接e、f两接线柱,相当于闭合开关,两灯都能发光;导线连接g、h两接线柱,电源短路,两灯都不能发光(即两灯同时熄灭)。
6.D　[解析] 由图像可知,用电器甲电阻的I-U图像为过原点的倾斜直线,则用电器甲的电阻不变,当U甲=5 V时,通过它的电流I甲=0.5 A,由I=UR可得,用电器甲的电阻R甲=U甲I甲=5 V0.5 A=
10 Ω;由图像可知,当用电器乙两端的电压分别为1.5 V、2.5 V、4 V、4.5 V、5 V时,对应的电流分别为0.05 A、0.1 A、0.25 A、0.35 A、0.5 A,由R=UI可得,对应的电阻分别为30 Ω、25 Ω、16 Ω、12.9 Ω、10 Ω,所以,用电器乙的电阻随着电流的增大而变小;如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43 A时,用电器甲两端的电压U甲'=IR甲=0.43 A×10 Ω=4.3 V,由图像可知,用电器乙两端的电压大于4.5 V,则电源电压大于4.3 V+4.5 V=8.8 V,所以,如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,电路中的电流不可能是0.43 A;因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,如果把这两个用电器并联接在4 V的电源上时,它们两端的电压均为4 V,由图像可知,通过两电阻的电流分别为I甲'=0.4 A、I乙'=0.25 A,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I'=I甲'+I乙'=0.4 A+0.25 A=0.65 A。
7.D
8.D　[解析] 由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。滑片P向左移时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压一定,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;当电路中的电流变大时,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,根据U=U滑+UR可知,U滑变小,电流表的示数变大,则电压表与电流表示数的比值变小;当电流表的示数达到最大0.6 A时,电路中的总电阻R总=UI大=4.5 V0.6 A=7.5 Ω,此时滑动变阻器连入电路的阻值最小,即R滑小=7.5 Ω-5 Ω=2.5 Ω;当电压表的示数达到最大3 V时,因为串联分压,此时滑动变阻器连入电路的阻值最大,UR=4.5 V-3 V=1.5 V,电路中的电流I小=URR=1.5 V5 Ω=0.3 A,滑动变阻器连入电路的最大阻值R滑大=U滑I小=3 V0.3 A=10 Ω,则滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10 Ω,电流表示数的变化范围是0.3~0.6 A。
9.C　10.D　
11.D　[解析] 由图可知,R1、R2并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量R1中的电流,电流表A2测量干路电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的阻值变大,而电源电压与通过R1的电流均不变,故电压表V与电流表A1示数的比值不变。
12.B　13.A　
14.8　10　5
[解析] 由图乙可知电阻R1为10 Ω,当只闭合S1、S2时,电阻R1和灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,示数为2 V,电路中的电流为0.6 A,由欧姆定律可得,此时R1两端电压为6 V,则电源电压为U=2 V+6 V=8 V;当只闭合S2、S3时,电阻R2和灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,示数为4 V,电路中的电流为0.8 A,R2=U-ULI=8 V-4 V0.8 A=5 Ω。
15.9　[解析] 由图像可知:
(1)当滑片在b端时,滑动变阻器两端的电压为0,U1=4 V,I=1 A,R1的阻值:R1=U1I=4 V1 A=4 Ω,电源电压:U=I(R1+R2)=1 A×(4 Ω+R2)①。
(2)当两电压表的示数相等时,电路中的电流I'=0.6 A,根据串联电路各处的电流相等,且U=IR可知:滑动变阻器接入电路的电阻R=R1=4 Ω,电源电压:U=I'(R1+R+R2)=0.6 A×(4 Ω+
4 Ω+R2)②。
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流I″=0.4 A,电源电压:U=I″(R1+R最大+R2)=0.4 A×(4 Ω+R最大+R2)③,
联立①②③式可得:R最大=9 Ω。
16.1????2　1????3
[解析] (1)当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,R1与R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
根据欧姆定律可得,U甲U乙=I(R1+R2)IR2=R1+R2R2=32,故R1R2=12。
(2)当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,电流表甲测R2支路的电流,电流表乙测干路的电流。两支路的电流之比:I1I2=UR1UR2=R2R1=21;
由于干路电流等于各支路电流之和,故甲、乙电流表的示数之比:I甲I乙=I2I1+I2=11+2=13。
17.(1)图略　(2)断开　右
(3)R短路　(4)2.4　右　2　(5)C
(6)在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
18.(1)导体电阻　(2)4 Ω≤RBC<5 Ω
(3)如图所示
[解析] (1)根据③中描述,将原来的电阻替换成其他阻值,并保持电阻两端电压不变,因此研究的是通过导体的电流与导体电阻之间的关系。
(2)当电压表的示数为2 V时,
变阻器两端电压为U变=U总-U=3 V-2 V=1 V;
根据串联电路电压与电阻成正比得到:
当换成8 Ω的电阻时,
2 V1 V=8 ΩR变;解得:R变=4 Ω;
当换成10 Ω电阻时,
2 V1 V=10 ΩR变;解得:R变=5 Ω;
因此RBC的范围为4 Ω≤RBC<5 Ω;
(3)当换成10 Ω的电阻时,变阻器接入的最小电阻应该为5 Ω;因为RBC<5 Ω,且变阻器的最大阻值为10 Ω,那么RAC>5 Ω,只要使用AC段电阻丝即可。
19.(1)由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,只有电阻R3接入电路,由I=UR得,电源电压:U=IR3=0.15 A×40 Ω=6 V。
(2)由电路图可知,当S1、S2都断开时,电阻R1、R3串联,则R串=R1+R3=10 Ω+40 Ω=50 Ω;
所以电流表示数:I串=UR串=6 V50 Ω=0.12 A;由I=UR得,R3两端电压:U3=I串R3= 0.12 A×40 Ω=4.8 V。
(3)由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电阻R2、R3并联,R1短路,则I2=UR2=6 V30 Ω=0.2 A,I3=UR3=6 V40 Ω=0.15 A,则干路电流:I并=I2+I3=0.2 A+0.15 A=0.35 A。
20.由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,当电压表示数为10 V时,电路中的电流:
I=U0R0=10 V100 Ω=0.1 A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,气敏电阻R两端的电压:
UR=U-U0=18 V-10 V=8 V,
则此时气敏电阻的阻值:
R=URI=8 V0.1 A=80 Ω,
此时的空气质量指数:A=680 Ω×103 Ω=75,
由51<75<100可知,此时空气质量等级为良。
(2)空气质量指数A=400时,气敏电阻的阻值:
R'=6400×103 Ω=15 Ω,
由题意可知,此时电压表的示数U0'=15 V,则气敏电阻两端的电压:
UR'=U-U0'=18 V-15 V=3 V,
此时电路中的电流:
I'=UR'R'=3 V15 Ω=0.2 A,
则更换后的定值电阻的阻值:
R0'=U0'I'=15 V0.2 A=75 Ω。