初中第四章 探究电流综合与测试课时练习
展开一、单选题
1.已知光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将光敏电阻R、定值电阻、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。假定电源电压保持不变。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况,下列表述中正确的是( )
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
2.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,下列判断中正确的是( )
A.电压表V示数变大
B.电流表A1示数不变
C.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变小
D.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
3.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小
B.电流表A的示数变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V1示数与电压表V2示数的和不变
4.如图所示的电路,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由端向端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数之比变大
D.电压表示数与电流表示数之比变小
5.如图所示的电路中,R0为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,且R1>R2,E为电压恒定的电源。当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,流过三个电流表A0、A1、A2的电流将发生变化,其变化量的大小(绝对值)分别为ΔI0、ΔI1、ΔI2;电阻R0、R1、R2两端的电压也发生变化,其变化量的大小(绝对值)分别为ΔU0、ΔU1、ΔU2。则下列说法中正确的是( )
A.ΔU0=ΔU1+ΔU2B.ΔU1=ΔU0+ΔU2
C.ΔI1=ΔI0+ΔI2D.ΔI0=ΔI1+ΔI2
6.如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻。R为感光电阻,受到的光照越强,其阻值越小。当烟雾浓度增大时,射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱,设电源电压不变。下列说法错误的是( )
A.电流表的示数变小B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表的示数之比变大D.电压表与电流表的示数之比不变
7.将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.A表示数变大,V表示数变小
B.A表示数变小,V表示数变大
C.A表和V表示数均变小
D.A表和V表示数均变大
8.物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等研究方法。在下列研究实例中,运用了控制变量法的是( )
A.研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较
B.研究电流的大小时,根据电流产生的效应的大小来判断电流的大小
C.研究多个电阻组成的电路时,用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D.研究电流与电压的大小关系时,保持电阻的大小不变,改变电阻两端的电压大小
9.在图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大
B.电压表V的示数变大,电流表A2的示数变大
C.电流表A1的示数与电流表A2的示数同时变大
D.电流表A1的示数与电流表A2的示数同时变小
10.如图所示,电源电压保持不变,当开关闭合后,使滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,以下说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表的示数变大,的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表的示数不变,的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数的比值变大,的示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值不变,的示数变小
11.如图是电阻甲和乙的I-U图象,小明对图象信是作出的判断,正确的是( )
A.甲和乙均是定值电阻
B.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为3V
C.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们干路电流为0.4A
D.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为5Ω
12.某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中不正确的是( )
①该同学测得此电阻的阻值约为10Ω
②序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1
③序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的
④仅用该同学的实验器材就能探宄电流与电阻的关系
A.①②B.①④C.④D.①②③
13.如图所示电路,电源电压恒为3V,电路中各元件连接正确且均完好,导线连接牢固定电流表、电压表接入量程合理,R1、R2为定值电阻,则下列说法正确的是( )
A.当S1、S2都断开时,V示数为零,A示数为零
B.当S1闭合、S2断开时,V示数为3V,A有示数
C.当S1、S2都闭合时,V示数为3V,A有示数
D.当S1断开、S2闭合时,V示数为零,A示数为零
14.如图所示电路,电源两端电压12V保持不变。下列说法中错误的是( )
A.当开关S1闭合、S2断开,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压
B.当开关S1断开、S2闭合,L1与L3串联,电压表V1示数为12V
C.当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,若电压表V1示数为7V,电压表V2示数为9V,则小灯泡L1两端电压为4V
D.开关S1闭合、S2断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则故障原因可能为L3短路
二、填空题
15.如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图像,由图可知甲的电阻是_______Ω。若将甲和乙并联接在电路中,通过它们的电流之比I甲:I乙=_______;若将甲和乙串联接在电路中,它们两端的电压之比U甲:U乙=_______。
16.如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0 是定值电阻,R 是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙。当体温升高,R 的阻值___________;(选填“变大”、“不变 或“变小”;下同)电压表示数___________。
17.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P在左右两端间滑动的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示,则电源电压为______V,变阻器的最大阻值为______Ω。
18.如图甲所示,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。则R1的阻值是______Ω,图中a点应标的电压值是______V,电源电压是______V。
19.如图所示,电路两端的电压保持不变,R2=10Ω,开关S断开时电流表A的示数为0.2A,开关S闭合时示数变化了0.1A,则R1=_______Ω。
20.如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“”的字样,滑动变阻器标有“”字样,,电流表量程为,假定灯丝电阻不变。当只闭合开关时,电流表示数为,则电源电压是______;当开关、和都闭合时,在保证电路安全前提下,滑动变阻器接入电路的阻值范围是______。
三、简答题
21.当多个电阻并联时,其等效电阻称为并联电路的总电阻。请推证:将两个电阻Rl、R2并联起来,其总电阻R总与R1、R2的关系为:。
22.一段导体两端的电压为6V时,通过它的电流为0.5A.如果将它两端的电压升高到9V,用电流表的“0~0.6A”和“0~3A”中哪个量程来测量通过它的电流比较合适?为什么?(计算并说明理由)
23.如图,电源电压为6V,电阻R为3Ω,闭合开关后,灯L不亮,经分析估计R或L之一发生故障,其余元件及连线都完好,则故障可能的情况及对应的电压表示数为(写出两种情况)
(1) .
(2) .
24.小明要测出滑片在某一位置不变的滑动变阻器Rx的阻值,把一个阻值已知的电阻R0,电压表、恒压电源(电压未知)、开关各一,以及导线若干连成电路(电路图如图所示)。闭合开关,电压表能测出电阻R0两端的电压U0。此时只要再测出电源电压U,就能够根据,求出未知电阻Rx的阻值。证明式子成立。
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
参考答案
1.C
【详解】
由图可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流。当逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻R的阻值会减小,则电路中总电阻减小,因电源电压不变,则电路中电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR,定值电阻 R0两端的电压将增大,再根据串联电路电压规律可知,光敏电阻R两端的电压将减小,即电压表示数变小。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.D
【详解】
A.由电路图可知,R1和滑动变阻器R2并联,电压表V测量R2的电压,电流表A1测量总电流,电流表A2测量R2支路的电流。当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,根据并联电路电压规律,电压表V的示数不变,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,R2接入的阻值变小,则R2支路的电流变大,因为并联电路中,各支路互不影响,所以R1支路的电流不变,则总电流变大,即A1示数变大,故B错误;
C.电流表A1示数与电流表A2示数的差值就是R1支路的电流,因为并联电路中,各支路互不影响,R1支路的电流不变,电流表A1示数与电流表 A2示数的差值不变,故C错误;
D.电压表V示数为R2两端的电压,电流表A2示数为通过R2的电流,电压表V示数与电流表A2示数的比值,即为R2的阻值,因为滑动变阻器的滑片P向下滑动,所以R2的阻值变小,所以电压表V示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】
由电路图可知,闭合开关S,电路为滑动变阻器R的简单电路,电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压,电压表测滑片右侧电阻丝两端的电压,电流表A测电路中的电流。
AB.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,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,由可知,电路中的电流不变,即电流表A的示数不变,故AB错误;
C.向右移动滑片P的过程中,滑片左侧电阻丝的阻值变大,由
可知,电压表示数与电流表A示数的比值等于滑片左侧电阻丝的阻值,则其比值变大,故C错误;
D.因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以,电压表示数与电压表示数的和等于电源的电压,则两电压表示数之和不变,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】
A.由电路图知道,定值电阻R2与滑动变阻器串联后再与R1并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。由于电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故A错误;
B.因并联电路各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,该支路的电阻变大,由知道,该支路的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表的示数变小,故B错误;
CD.电压表的示数不变,电流表的示数变小,则电压表示数与电流表示数之比变大,故C正确,D错误。
故选C。
5.D
【详解】
AB.根据电路图可知,R0、R2并联后与R1串联,电流表A0测量R0中的电流,电流表A1测量R1中的电流(即干路电流),电流表A2测量R2中的电流;R0、R2并联,所以它们的电压始终相等,无论滑片如何移动,ΔU 0和ΔU 2的变化量相等,因此
ΔU 0=ΔU 2
整体可看作串联电路,串联电路中各部分电压之和等于电源电压,而电源电压不变,因此
ΔU 0=ΔU 1=ΔU 2
故AB错误;
CD.因为
R1>R2
由可知
ΔI1<ΔI2
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,干路电流变小;由U=IR可知,R1两端电压变小,则并联电路部分两端电压变大,由欧姆定律可知,通过R2的电流变大;因为干路电流等于各支路电流之和,通过R2的电流变大、干路电流变小,所以通过滑动变阻器R0中的电流变小,并且通过变阻器R0中的电流减小得更多,则
ΔI 0>ΔI 1
综上分析并结合并联电路的电流规律可知
ΔI 0=ΔI 1+ΔI 2
故C错误,D正确。
故选D。
6.D
【详解】
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当烟雾浓度增大时,光照变弱,感光电阻R阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端电压变大,即电压表的示数变大,故AB正确,不符合题意;
CD.电压表与电流表的示数之比为电阻R的阻值,因电压表的示数变大,电流表的示数变小,故比值变大,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】
由图知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,则光敏电阻的阻值逐渐减小,根据串联电阻的规律,电路总电阻减小,因电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表A的示数变大;R0的阻值不变,电路中电流变大,由
U=IR
可知,R0两端的电压也变大,即电压表示数变大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【点睛】
本题考查欧姆定律的应用和串联电路中一个电阻减小时引起的电路中电流和电压的变化,关键是明确电流表和电压表分别测的物理量。
8.D
【分析】
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【详解】
A.研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较,从分析水流的形成来分析电流的形成,这种研究问题的方法叫类比法,故A不符合题意;
B.判断导体中有无电流时,根据电流产生的效应来判断,这种研究问题的方法叫转换法。电流不能直接观察,根据电流产生的效应间接知道了电流的存在或大小,采用的是转换法,故B不符合题意;
C.研究多个电阻组成的电路时,求出电路的总电阻,用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果,这种研究问题的方法叫等效法,故C不符合题意;
D.研究电流与电压的大小关系时,保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压变化而变化,这种研究问题的方法叫控制变量法,故D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】
由电路图知,两个电阻并联在电路中,电流表A1测R2的电流,A2测干路的电流,电压表测电源电压,那么滑片向左移动时,电压表的示数不变,此过程中,变阻器接入电路的阻值变大,据欧姆定律知,变阻器R2所在支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,而R1所在支路的电流不受影响,据并联电路的电流特点知,干路电流变小,即A2的示数变小。故ABC错误,D正确。故选D。
10.C
【详解】
由电路图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过电阻R1的电流;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R2变大,由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流I2变小;电源电压不变,电阻R1阻值不变,由欧姆定律可知,流过R1的电流I1不变,电流表A2示数不变,由并联电路电流的规律可知干路电流变小,电流表A1示数变小,故A1示数变小;电压表的示数与电流表的示数的比值变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
11.D
【详解】
A.由图可知,在电流和电压关系的图像中,甲的图像是一条倾斜的直线,说明电流和电压成正比,甲是定值电阻,乙的图像是一条曲线,说明乙的电阻是变化的,乙不是定值电阻,故A错误;
B.将甲和乙串联,此时甲和乙的电流相等,当电流都等于0.3A时,由图可知,甲的电压是1.5V,乙的电压是0.5V,根据串联电路电压规律可知总电压为
故B错误;
C.将甲和乙并联,此时甲和乙的电压相等,当电压都等于1V时,由图可知,甲的电流是0.2A,乙的电流是0.4A,根据并联电路电流规律可知,干路电流为
故C错误;
D.由图可知,当乙两端电压为2.5V时其电流为0.5A,此时乙的电阻为
故D正确。
故选D。
12.C
【详解】
①由欧姆定律知道,待测电阻
同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果
即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω,故①正确,不符合题意;
②序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压
8V-4V=4V
根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1,故②正确,不符合题意;
③变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为
序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,故③正确,不符合题意;
④探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,④错误,符合题意;
故选C。
13.C
【详解】
A.电路图中,当S1、S2都断开时,电压表与电阻R1串联接入电路,电压表V示数几乎等于电源电压,电流表A示数为零,故A错误;
B.当S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电压表测量电阻R2两端的电压,电压表V示数小于3 V,电流表A有示数,故B错误;
C.当S1、S2都闭合时,电阻R1被短路,电压表测量电源电压,电压表V示数为3 V,此时电路中R2接入,电流表A有示数,故C正确;
D.当S1断开、S2闭合时,电压表测量电源电压,电压表V示数为3V,电流表A示数为零,故D错误。
故选C。
14.D
【详解】
A.当开关S1闭合、S2断开,L1短路,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压,故A正确,不符合题意;
B.当开关S1断开、S2闭合,L2短路,L1与L3串联,电压表测电源电压,示数为12V,故B正确,不符合题意;
C.当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,电压表V1测L1、L3,电压表V2测L1、L2,则L1两端电压为
U1=U1+U3+U1+U2-U=7V+9V-12V=4V
故C正确,不符合题意;
D.开关S1闭合、S2断开,L2与L3串联,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电路中电阻变小,电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则与V2并联的L2可能短路,故D错误,符合题意。
故选D。
15.10 2:1 1:2
【详解】
[1]由图可知甲导体两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A,甲的电阻是
[2] 由图可知乙导体两端的电压为2V时,通过的电流为0.1A,乙的电阻是
若将甲和乙并联接在电路中,甲、乙导体两端的电压相同,通过它们的电流之比
[3]若将甲和乙串联接在电路中,通过两导体的电流相等,它们两端的电压之比
16.变小 变大
【详解】
[1][2]结合图乙、丙知,定值电阻R0与热敏电阻R串联在电路中,电压表测R0两端的电压,人体温度的升高时,热敏电阻R的阻值降低,据串联电路的分压特点知,R两端分去的电压变小,则R0分去的电压变大,那么电压表示数变大。
17.12 9
【详解】
[1]由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,此时电压表测电源两端的电压,电流表的示数最大,由图象可知,电源的电压
U=UL=12V
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象可知,灯泡两端的电压UL′=3V,电路中的电流I′=1.0A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL′=12V-3V=9V
滑动变阻器的最大阻值
18.8 5 6
【详解】
[1]闭合开关,定值电阻R0、R1与滑动变阻器R2串联接入电路,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻R1与滑动变阻器两端的总电压,由乙图可知通过电路的最小电流为0.3A,此时
UV2=5.4V,UV1=3V
串联电路总电压等于各分电压之和,则定值电阻R1两端的电压
U1= UV2- UV1= 5.4V-3V=2.4V
由欧姆定律可得定值电阻R1的阻值
串联电路各处电流相等,则定值电阻R0的阻值可表示为
①
[2][3]由乙图可知当通过电路的电流为0.5A,UV1′=1V,此时定值电阻R1两端的电压
U1′=I2R1=0.5A×8Ω=4V
根据串联电路电压规律可知
UV2′=UV1′+U1′=1V+4V=5V
即Ua=5V,此时定值电阻R0的阻值可表示为
②
①②两式联立,解得U=6V。
19.20
【详解】
开关S断开时是串联电路,开关S闭合时是简单电路,简单电路电阻小电流大,所以开关S断开时电流表A的示数为0.2A,开关S闭合时示数为0.3A,因为电源电压不变,可得
即
解得R1=20Ω。
20.4.5
【详解】
[1]灯泡的电阻
当只闭合开关时,RI与灯泡串联,电流表示数为,则电源电压是
[2] 当开关、和都闭合时,R1、R0并联,当滑动变阻器通过的电流最大为时,接入电路的最小值
最大值为滑动变阻器的最大值20,滑动变阻器接入电路的阻值范围是。
21.见解析
【详解】
如图所示,电阻、并联后
接入电路,设并联电路两端的电压为U,通过、的电流(支路电流)分别为
而干路上的电流为I,并联电路总电阻为 有欧姆定律可得
由于并联电路
所以
22.见解析所示
【解析】解答:根据欧姆定律可得,导体的电阻:R=UI=6V0.5A=12Ω,∵导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,∴当将它两端的电压升高到9V时,导体的电阻不变,此时通过的电流:I′=U'R=9V12Ω =0.75A>0.6A,∴电流表选0∼3A的量程测量。
23.(1)灯L被短路,电压表示数为0;
(2)灯丝断或灯的接线柱接触不良,电压表示数为6V
【解析】试题分析:(1)灯L被短路,灯不亮,电压表两接线柱之间为一导线,电阻为零,分压为0,电压表的示数为0;
(2)灯丝断或灯的接线柱接触不良,灯不亮,电压表的正负接线柱通过电阻R、闭合的开关和导线接在了电源的正负极上,电压表示数为6V.
24.见详解
【详解】
滑动变阻器Rx与电阻R0串联,电流相等,即
根据串联电路的电压关系可知,滑动变阻器Rx两端的电压
由和等式得
公式变形可得
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