沪科版物理九上第15章《探究电路》单元测试 6页

第十五章 探究电路 (时间:45 分钟 满分:100 分) 【测控导航】 知识点 题号 电阻和滑动变阻器 1、2、7、8、9、10、12 欧姆定律、电阻 的串并联 3、4、5、11、15、16 伏安法测电阻 13、14 安全用电 6 第Ⅰ卷(选择题,共 32 分) 一、选择题(每小题 4 分,共 32 分) 1.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”.a、b 为长度一样的镍铬合金丝,b 比 a 的横截面积大.关于此实验,下列说法正确的是( C ) A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大 B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系 C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系 D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表 解析:小灯泡越亮,说明通过它的电流越大,导体对电流的阻碍作用越小,接入电路的电阻越 小,故 A 错;利用此装置可以探究导体电阻大小和横截面积的关系,还可以探究导体电阻大小 和长度的关系,故 B 错,C 对;电压表的电阻很大,相当于开路,为了准确比较两条合金丝的电 阻,应该在电路中串联一个电流表,而不是电压表. 2.白炽灯长期使用后,钨丝会变细.变细后的钨丝与原来相比( D ) A.熔点变低 B.密度变小 C.比热容变大 D.电阻变大 解析:钨丝虽然会变细,但钨的熔点不变,选项 A 不合题意.同种物质密度相同,钨丝的密度不 变,选项B不合题意.比热容是物质的一种特性,物质不变,比热容不变,选项C不合题意.白炽 灯长期使用后钨丝变细,即横截面积减小,在材料、长度不变的情况下,横截面积越小,导体的 电阻越大,由此可知钨丝的电阻变大,选项 D 符合题意. 3.如图所示,R1=10 欧姆,电流表 A1 示数为 0.5 安培,电源电压为 10 伏特.下列叙述不正确的 是( D ) A.R1 与 R2 并联 B.R2 阻值为 20 欧姆 C.R1 两端电压为 10 伏特 D.电流表 A 的示数为 1.0 安培 解析:图中 R1 与 R2 并联; 测 R2 支路电流,R2= = =20 Ω;R1 两端电压为电源电 压,I1= = =1 A, 测干路电流,其示数 I=I1+I2=1 A+0.5 A=1.5 A. 4.如图所示电路,电源电压为 12 V,闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片 P,小灯泡始终不亮, 电流表示数为零,电压表示数为 12 V,则电路发生的故障可能是( D ) A.开关接触不良 B.电流表开路 C.滑动变阻器开路 D.灯泡开路 解析:由题意知电路中发生开路,而电压表示数为电源电压,所以电路故障为灯泡开路. 5.如图所示,电源电压保持不变,当开关 S1 闭合、S2 断开时,电流表的示数为 0.2 A;当开关 S1、S2 都闭合时,电流表的示数为 0.8 A.则电阻 R1 与 R2 的比值为( A ) A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2 解析:开关 S1 闭合、S2 断开时,两电阻串联,电源电压 U=0.2 A×(R1+R2),当开关 S1、S2 都闭合 时,R2 被短路,只有 R1 接入电路,电源电压 U= 0.8 A×R1,得 R2=3R1. 6.小明自学“安全用电”的知识后,归纳了几点,正确的是( A ) A.家用电器的金属外壳要接地 B.可用湿布擦抹电器 C.电灯的开关必须接在零线(中性线)与电灯之间 D.使用测电笔时必须用手接触笔尖金属体 解析:家用电器使用三角插头的目的就是把用电器的金属外壳与大地连接,这样可以防止发 生触电,故A对;湿布擦抹电器容易发生触电事故,故B错;为了在修理灯泡时不发生触电事故, 开关应接在灯泡和火线之间,故 C 错;使用测电笔时必须用手接触笔尾的金属体,笔尖金属体 是用来接触待测导线的,故 D 错. 7.如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在 1 A 至 2 A 之间,电 压表的示数范围在 6 V 至 9 V 之间.则定值电阻 R 的阻值及电源电压分别是( C ) A.3 Ω 15 V B.6 Ω 15 V C.3 Ω 12 V D.6 Ω 12 V 解析:电流表的示数为 1 A 时,电压表的示数为 9 V,由欧姆定律可知 R1= =9 Ω;电流表的示 数为 2 A 时,电压表的示数为 6 V,电阻 R2= = 3 Ω,由串联电路的性质可知,U=1(R+9),U=2(R+3),由此得 R=3 Ω, U=12 V,故 C 正确. 8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1 为定值电阻,开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,下列说法正确的是( B ) A.电流表示数变小,电压表与电流表示数乘积变大 B.电流表示数变大,电压表与电流表示数乘积变大 C.电压表示数变小,电压表与电流表示数之比变大 D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大 解析:分析电路图可知,电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻 的电压.当滑片向左滑动时,变阻器的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,所以电路中的电 流变大;根据 U=IR,定值电阻的电流变大,电阻不变,所以电压表的示数变大,电压表与电流 表的示数乘积变大;根据 R=U/I,由于定值电阻的阻值不变,所以电压表与电流表示数的比值 不变.故选 B. 第Ⅱ卷(非选择题,共 68 分) 二、填空题(每空 2 分,共 18 分) 9.常温下,两条长度相等、横截面积不同的同种材料制成的电阻丝,粗电阻丝的电阻 小于 细电阻丝的电阻;把它们串联在电路中,通过粗电阻丝的电流 等于 通过细电阻丝的电 流.(填“大于”、“等于”或“小于”) 解析:在长度、材料相同时,横截面积越大,电阻越小.在串联电路中,各处的电流相等. 10.如图所示,是研究电流与电阻关系的实验电路图.闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑至 b(或右) 端;实验过程中,当电阻 R1 由 5 Ω变为 10 Ω时,为使 R1 两端的电压保持不变,滑片 应向 b(或右) 端 滑动. 解析:闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处,所以应滑到 b 端;R1 由 5 Ω变为 10 Ω时,电路中的总电阻变大,分担的电压变大,所以应该使其分担的电压减小,电路中的电流 变小,所以应使滑片向右移动. 11.灯泡 L1、L2 并联后接在电源两端,电源电压为 6 V,L1 的电阻为 12 Ω,通过 L2 的电流为 0.3 A,则 L2 的阻值为 20 Ω,通过干路的电流为 0.8 A. 解析:灯 L2 的阻值 R2= = =20 Ω; 流过灯 L1 的电流 I1= = =0.5 A, 干路电流 I=I1+I2=0.5 A+0.3 A=0.8 A. 12.某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如(甲)图所示,R 为气敏电阻,其阻 值随有害尾气浓度β变化的曲线如图(乙)所示,R0 为定值电阻,电源电压恒定不变.当有害尾 气浓度β增大时,气敏电阻 R 的阻值将 变小 ,电压表的示数将 变小 (选填“变大”、“变 小”或“不变”),定值电阻 R0 作用是 保护电路 . 解析:(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压;由图(乙)可知,当有害 尾气浓度变大时,气敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小;由串联电路分压的特点可知, 气敏电阻分得的电压将变小,即电压表的示数变小;由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即 电流表示数变小; (2)当气敏电阻太小时,如果电路中没有定值电阻,电路中的电流会很大,电路会被烧毁,因此 定值电阻 R0 作用是保护电路. 三、实验探究题(13 题 12 分,14 题 13 分,共 25 分) 13.小琴在“探究电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电 压恒为 6 V)、电流表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5 Ω、10 Ω、 15 Ω、20 Ω),导线若干. (1)如图所示是小琴连接的实物电路,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片移至 d 处(选填 “c”或“d”); (2)实验时,小琴先把阻值为 5 Ω的电阻接入 a、b 间,闭合开关,移动滑片 P,使电压表的示数 为 2.4 V,记下相应的电流值; (3)将 5 Ω的电阻换成 10 Ω的电阻接入 a、b 间,闭合开关后,滑片 P 应向 右 (选填“左” 或“右”)端移动,直至电压表示数为 2.4 V,记下相应的电流值; (4)再将 5 Ω的电阻换成 10 Ω的电阻接入 a、b 间,重复步骤(3); (5)小琴在换用 20 Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻 解决了这个问题.请你写出小琴的做法: 把 5 Ω与 15 Ω的电阻串联接入 ab 间 ; (6)实验完成后,得到实验数据,如表所示: 实验序号 电压 U/V 电阻 R 电流 I/A 1 2.4 5 0.48 2 2.4 10 0.24 3 2.4 15 0.16 4 2.4 20 0.12 分析数据可得: ①电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 ; ②实验时小琴所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 30 Ω. 解析:(1)进行电学实验时,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,由题图可知 应移至 d 处;(3)将 5 Ω的电阻换成 10 Ω的电阻后,由于电阻变大,分担的电压变大,为了保 证电阻两端的电压为 2.4 V,应增大滑动变阻器的电阻,使变阻器多分担一部分电压,应向右 移动滑片;(5)将一个 5 Ω的电阻和一个 15 Ω的电阻串联后,接在电路的 a、b 之间,其等效 电阻为 20 Ω;(6)分析表中数据可知:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;实 验时小琴所用的滑动变阻器需要分担 6 V-2.4 V=3.6 V 的电压,其最大阻值不能小于 R= = =30 Ω. 14.给出下列器材:A.电压为 3 V 的电源;B.量程为 0～3 V 的电压表;C.量程为 0～15 V 的电 压表;D.量程为0～0.6 A的电流表;E.量程为0～3 A的电流表;F.滑动变阻器;G.开关及导线. 现在要测量一个约为 10 Ω电阻 Rx 的阻值. (1)为了提高实验准确度,应选择器材 A、F、G 和 、 (填写器材代号). (2)如图为实验时实物连接图,其中滑动变阻器尚未接入,请你用笔画线表示导线将它连入电 路. (3)闭合开关接通电路,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表、电压表的读数都比较小,而且 不随滑片的移动而发生变化,可能的原因是把滑动变阻器的 两个接线柱接入了电 路. 解析:(1)题目中已经给出了器材 A、F、G,为了提高实验准确度,在不超出其测量范围的条件 下,选择量程较小的电压表和电流表,即 B、D;(2)因为题中没说明滑片移动引起电路变化的 情况,所以滑动变阻器的接线柱“一上一下”接入电路即可;(3)移动滑动变阻器的滑片时, 发现电流表、电压表的读数都比较小,而且不随滑片的移动而发生变化,说明连接的是下面两 个接线柱,此时阻值最大,所以电流表、电压表的读数都比较小. 答案:(1)B D (2)如图所示 (3)A、B 四、计算题(15 题 12 分,16 题 13 分,共 25 分) 15.如图所示,电源电压为 12 V 且保持不变,当滑动变阻器滑片 P 移至端点 A 时,电流表的示 数为 0.4 A,当滑片 P 移至端点 B 时,电流表的示数为 0.3 A.求变阻器的最大阻值. 解析:当滑动变阻器滑片 P 移至 A 点时,变阻器连入电路中的电阻为 0,只有 R1 工作, R1= = =30 Ω, 当滑片 P 移至 B 端时 R1、R2 串联,R=R1+R2, R= = =40 Ω, R2=R-R1=40 Ω-30 Ω=10 Ω. 答案:10 Ω 16.在如图所示的电路中,电阻 R1 的阻值为 10 Ω.闭合开关 S,电流表 A1 的示数为 0.3 A,电流 表 A 的示数为 0.5 A.求: (1)通过电阻 R2 的电流; (2)电源电压; (3)电阻 R2 的阻值. 解析:(1)通过电阻 R2 的电流 I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A; (2)电源电压 U=U2=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V; (3)电阻 R2 的阻值 R2= = =15 Ω. 答案:(1)0.2 A (2)3 V (3)15 Ω