初三物理第十五章探究电路达标测试题(2)
初三物理第十五章探究电路达标测试题
17.考点：
欧姆定律的应用;电流的形成;电阻的串联.
专题：
应用题;电路和欧姆定律.
分析：
(1)当电流表并联在R1两端时，R2、R3串联，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联和R1=R2=R3求出三电阻的阻值;
(2)电流表换成了电压表时，三电阻串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数;
(3)正电荷定向移动的方向为电流的方向.而多数情况下是负电荷定向移动形成电流，负电荷向右移动相当于正电荷向左移动.
解答：
解：(1)当电流表并联在R1两端时，如下所示：
由I= 可得，电路中的总电阻：
R= = =12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1=R2=R3，
所以，R1=R2=R3= = =6Ω;
(2)电流表换成了电压表时，如下所示：
电路中的总电阻：
R′=R1+R2+R3=6Ω+6Ω+6Ω=18Ω，
电路中的电流：
I′= = = A，
电压表的示数U1=I′R1= A×6Ω=2V;
(3)金属导体中是靠自由电子定向移动形成电流的，而电子是负电荷.
故答案为：6;2;18Ω;负.
点评：
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电流的形成，关键是电路接电压表和电流表时电路的判断.
18.考点：
欧姆定律的应用.
专题：
电路和欧姆定律.
分析：
(1)闭合S，断开S1时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)若再闭合S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值.
解答：
解：(1)闭合S，断开S1时，电路为R1的简单电路;由I= 可知，电源的电压：U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)若再闭合S1时，两电阻并联，则U2=U=6V，电流表示数的变化量即为R2支路的电流，则I2=0.2A;
由I= 可知，R2= = =30Ω.
故答案为：6;30.
点评：
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，关键是能判断出开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流.
19.考点：
欧姆定律的应用.
专题：
析法;欧姆定律.
分析：
分析AB的U﹣I象，分别找出电压为1对应的电流值：元件A(1V～0.2A)，元件B(1V～0.1A)，
根据并联电路的电流特点可求干路电流.利用欧姆定律求元件B的电阻值.
解答：
解：当将A和B并联后接在电压为1V的电源上时，由可知：A的电流是0.2A，B的电流是0.1A，A和B并联在电路中，干路电流等于各支路的电流之和，干路电流是0.3A.
由欧姆定律得：RB= = =10Ω，
故答案为：0.3;10.
点评：
本题考查并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会从A、B电阻的U﹣I象上找出U﹣I对应值.
20.考点：
欧姆定律的应用.
专题：
应用题;电路和欧姆定律.
分析：
(1)串联电路处处电流相等，为了不损坏电阻，比较两电阻允许通过的最大电流，选其中较小的电流，然后根据欧姆定律的变形公式求出电阻的阻值，再利用U=IR即可求出电源电压的最大值;
(2)并联电路两端电压相等，为了不损坏电阻，然后两电阻两端的电压，选其中较小的电压.再根据欧姆的变形公式和并联电路的电流规律，可求出干路中的电流.
解答：
解：(1)从题可知，I1=0.2A，I2=0.3A，
因串联电路中各处各处的电流相等，且I1
所以，当它们串联接到电路里时，为了让每一个用电器都工作，串联电路中的电流为I2=0.2A;
由I= 可得，两电阻的阻值：
R1= = =30Ω，R2= = =10Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路两端的最大电压：
U=I2(R1+R2)=0.2A×(30Ω+10Ω)=8V;
(2)当它们并联接到电路里时，U1=6V，U2=3V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且U1>U2，
所以，为了让每一个用电器都工作，并联电路两端的电压为U′=3V，
此时I1′= = =0.1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路的最大电流：
I=I1′+I2=0.1A+0.3A=0.4A.
故答案为：8;0.4.
点评：
本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是知道对于额定电压和额定电流不同的两个电阻来说，串联时比较电流取小的，并联时比较电压取小的.
21.考点：
插座的构造与工作方式;测电笔的使用.
专题：
欧姆定律.
分析：
(1)如用手指接触测电笔笔尾的金属体，笔尖接触火线，氖管会发光，则笔尖接触的是火线;
(2)三孔插座中间多出的那个孔是用来接地线的，当用电器的三脚插头插入时，用电器的金属外壳通过三孔插座的C孔与大地相连通，如果金属外壳漏电，地线将人体短路，防止人触电.
解答：
解：测电笔笔尖接触B孔的电线时，氖管发光，说明测电笔的笔尖接触的是火线，可见，连接火线的是B孔;
三孔插座比两孔插座多的C孔是跟大地连接的，通过三孔插头和家用电器的金属外壳相连.
故答案为：火，大地.
点评：
此题主要考查测电笔的使用方法和使用三孔插座的接法，要求明白其中的道理，注意用电安全.
22.考点：
欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律.
专题：
计算题;电路和欧姆定律.
分析：
(1)由象可知，A和B的象为正比例函数，两元件为定值电阻，从A象中读出任意一定的电压和电流，根据欧姆定律求出元件A的电阻;
(2)将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端时，它们两端的电压均为2.0V，根据象读出通过的电流，再根据并联电路的电压特点求出总电流.
解答：
解：(1)由象可知，A和B的象为正比例函数，两元件为定值电阻，
由象可知，当UA=2V时，IA=0.4A，
根据欧姆定律可得：
RA= = =5Ω;
(2)将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端时，它们两端的电压均为2.0V，
由象可知：IA=0.4A，IB=0.2A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过A和B的总电流：
I=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A.
故答案为：5;0.6.
点评：
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是从象中得出两电路元件是定值电阻且能得出相关的信息.
23.考点：
欧姆定律的应用;电路的动态分析.
专题：
电路变化分析综合题.
分析：
开关闭合后，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测量滑动变阻器的电流，根据并联电路电路的特点，并结合欧姆定律判断灯泡亮度的变化以及电流表示数的变化.
解答：
解：因L与滑动变阻器并联，由于并联电路两端电压始终等于电源电压，故灯泡两端电压不变，故灯泡的亮度不变;
当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻变大，则由欧姆定律可得，通过滑动变阻器的电流减小，故电流表示数将减小.
故答案为：不变;减小.
点评：
本题考查了欧姆定律和并联电路特点的应用，关键是分清电路的连接方式以及并联电路特点的熟练应用.
24.考点：
欧姆定律的应用.
专题：
析法;欧姆定律.
分析：
根据开关的通断情况，首先画出等效电路，再进一步明确电路的连接方式，应用欧姆定律和串并联电路的电流、电压规律来进行求解.
解答：
解：①当S2断开，S1、S3闭合时，等效电路如1所示：
两电阻并联，电压表的示数为电源电压，即U=6V，电流表测电阻R1的电流，则R1= = =20Ω;
②当S2闭合，S1、S3断开时，等效电路如2所示：
两电阻串联，电压表测R1两端的端的电压，由串联分压可知，R2两端的电压U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V，
电路中的电流I2= = =0.2A，
则R2= = =10Ω.
故答案为：20;10.
点评：
画等效电路是电学动态电路类题目中常用的方法之一，它可以使复杂的电路简单化，从而更易发现电路中的变化规律，在此基础上再进一步运用欧姆定律等原理进行解答就会变得更容易.
25.考点：
欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律.
专题：
计算题;析法.
分析：
(1)根据R1的I﹣U象读出任意一点电流和对应的电压，根据欧姆定律求出R1的阻值;
(2)由象读出当电路中的电流为0.2A时对应的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(3)根据滑动变阻器的铭牌可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的最小电阻，再根据电阻的串联求出接入电路的最小值.
解答：
解：(1)由象可知，当U1=6V时，I1=0.3A，则
R1= = =20Ω;
(2)由电路可知，两电阻串联，由象可知当电路中的电流I=0.2A时，U1′=4V，则
U2=U﹣U1′=12V﹣4V=8V，
R2= = =40Ω;
(3)由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流Imax=0.5A，则
电路中的最小总电阻R总min= = =24Ω，
滑动变阻器接入电路的最小值R2min=R总min﹣R1=24Ω﹣20Ω=4Ω.
故答案为：20;40;4.
点评：
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据象得出相关的信息和根据滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最小电阻.
三.实验探究题(共3小题)
26.考点：
影响电阻大小的因素.
专题：
探究型实验综合题.
分析：
影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度，在探究过程中需用到控制变量法，不加特殊说明，认为温度相同.
解答：
解：①为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用的三种导体是B、D、E，分别将其接入如电路中.通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小;
②为了研究导体电阻与横截面积的关系，则需使导体的材料和长度相同，横截面积不同，应选用的三种导体是A、B、C，分别将其接入如电路中.通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小;
③为了研究导体电阻与导体材料的关系，则需使导体的长度和横截面积相同，材料不同，应选用的三种导体是C、F、G，分别将其接入如电路中.通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小.
故答案为：(1)材料;横截面积;长度;电流;
(2)C、F、G.
点评：
本题考查探究电阻大小的影响因素，实验时注意使用控制变量法，控制变量法是物体学研究中经常用到的，例如探究影响浮力大小的因素、影响液体压强大小的因素，电流和电压、电阻的关系、影响滑动摩擦力大小的因素等.
27.考点：
探究电流与电压、电阻的关系实验.
专题：
探究型实验综合题.
分析：
(1)将电压表与电阻并联，根据电源电压确定电压表的量程;
将电流表与电阻串联，注意正负接线柱的接法;
(2)①为保护电路，连接电路时，开关断开，闭合开关前，将滑片移至最大阻值处;
②根据丙读出电流表的示数，注意量程和分度值;
④分析表格中数据，得出电流和电压的正比例关系;
根据R= 计算出电阻的阻值;
(3)要探究电流和电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，可通过将电阻串联的方法来改变电阻.
解答：
解：(1)将电压表与电阻并联，电源电压为3V，所以电压表可选择0～3V的量程;
将电流表与电阻串联，如所示：
(2))①为保护电路，连接电路时，开关断开;
由知，滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱，所以闭合开关前，将滑片移至最右端即B端，使其阻值最大;
②由丙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A;
④根据表格中数据，可看出电压和电流的比值为一定值，可知电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比;
由第二组数据知，R= = =5Ω;
(3)可分别将一个电阻、2个电阻串联、3个电阻串联来改变电阻，并通过移动滑片使电压表的示数保持某一值不变，记录电流表的示数分析得出结论.
故答案为：(1)连接电路如所示;(2)①断开;B;②0.50;④电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比;5;(3)①在原来电路基础上移动滑动变阻器，使电压表示数为2.5伏，断开开关;②取下原来电阻，依次取2个，3个，4个，5个定值电阻串联后再接入原来电阻位置处，移动滑动变阻器滑片使电压表示数保持2.5伏不变，分别记下电流表示数;③分析数据得出结论.
点评：
本题考查了电流表和电压表的连接、电流表的读数、实验数据处理及实验操作的设计等问题，要注意实验中控制变量法的应用.
28.考点：
伏安法测电阻的探究实验.
专题：
探究型实验综合题.
分析：
(1)测电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式;
(2)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，要注意电路和实物的对应性;
(3)为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器的阻值处于最大阻值处;
(4)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化即电流表示数的变化;根据电压表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出待测电阻的阻值;
(5)伏安法测电阻的实验中，需要多次测量求平均值减小误差.
解答：
解：(1)测量电阻的实验原理是R= ;
(2)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下所示：
(3)为保护电路，连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于最大阻值处;
(4)将乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I= 可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大;
由丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V，
则待测电阻的阻值Rx= = =5Ω;
(5)该同学完成一次试验后，为确保测量结果的准确性，接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行.
故答案为：
(1)R= ;
(2)如上所示;
(3)断开;最大;
(4)变大;5;
(5)B.
点评：
本题考查了伏安法测电阻的实验，涉及到实验的原理和滑动变阻器的连接、实验的注意事项、欧姆定律的应用和减小误差的方法等，滑动变阻器连接时要注意电路和实物的对应性.
四、综合应用题(共2个小题)
29.考点：
欧姆定律的应用;电功率的计算.
专题：
应用题;电路和欧姆定律;电能和电功率.
分析：
(1)小灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流;
(2)知道灯泡正常发光中的电压和电流，根据欧姆定律求出小灯泡的电阻;
(3)当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的 电阻串联，由灯泡正常发光可知电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(4)根据P=UI求出此时电路中的总功率，保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时，R0与变阻器的 电阻并联，根据电路消耗的总功率变化了12W可知此时电路中的总功率，根据并联电路的电压特点和P= 求出R消耗的电功率，进一步求出R0的电功率;要使电路消耗的总功率最小，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据P= 求出变阻器消耗的最小功率，然后加上R0消耗的电功率即为电路消耗总功率的最小值.
解答：
解：(1)小灯泡正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3W，
由P=UI可得，小灯泡正常工作的电流：
IL= = =0.5A;
(2)由I= 可得，灯泡的电阻：
RL= = =12Ω;
(3)当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的 电阻串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，电路中的电流I=IL=0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I(RL+ )=0.5A×(12Ω+ ×18Ω)=12V;
(4)此时电路消耗的总功率：
P=UI=12V×0.5A=6W，
保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时，R0与变阻器的 电阻并联，
因电路消耗的总功率变化了12W，
所以，电路中的总功率：
P=12W+6W=18W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，滑动变阻器消耗的电功率：
PR= = =12W，
R0的电功率：
P0=P﹣PR=18W﹣12W=6W;
要使电路消耗的总功率最小，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
变阻器消耗的最小功率：
PRmin= = =8W，
电路中的最小总功率：
Pmin=P0+PRmin=6W+8W=14W.
答：(1)小灯泡正常工作的电流为0.5A;
(2)小灯泡的电阻为12Ω;
(3)电源电压为12V;
(4)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值为14W.
点评：
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是滑动变阻器接入电路中电阻的判断.
30.考点：
欧姆定律的应用;电功率的计算.
专题：
应用题;电路和欧姆定律;电能和电功率.
分析：
(1)灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等，根据P=UI求出正常发光时的电流;
(2)由象可知电流表的示数为0.3A时，小灯泡两端的电压;
(3)根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为5V时小灯泡两端的电压，根据象读出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻.
解答：
解：(1)小灯泡正常发光时两端的电压UL额=3V，PL额=3W，
由P=UI可得，通过小灯泡的电流：
I= = =1A;
(2)由象可知，当电流表的示数为0.3A时，灯泡两端的电压为2.5V;
(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，当电压表示数为5V时小灯泡两端的电压：
UL=U﹣UR=6V﹣5V=1V，
由象可知，电路中的电流I′=0.2A，
由I= 可得，电路中的总电阻：
R= = =30Ω.
答：(1)小灯泡正常发光时通过的电流为1A;
(2)当电流表示数为0.3A时，小灯泡两端的电压为2.5V;
(3)当电压表示数为5V时，电路中的总电阻为30Ω.
点评：
本题考查了电功率公式和串联电路的特点、欧姆定律的应用，关键是根据象读出电压对应的电流.
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