物理第十六章 电压 电阻第1节 电压达标测试
展开一、单选题(共15小题)
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( )
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
2.小明用电压表测电压时,电压表接线柱的接法如图所示,下面是同组同学的看法,其中正确的看法是( )
A. 该电压表的测量范围是3~15V
B. 该电压表可以测出电压值
C. 该电压表没有正接线柱
D. 该电压表不能测出电压值
3.如图所示的四个电路图中,电流表和电压表的接法都正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示电路中,若使电阻R1与R2并联,图中的电表分别是( )
A. ①是电压表,②是电压表,③是电流表
B. ①是电压表,②是电流表,③是电压表
C. ①是电流表,②是电压表,③是电流表
D. ①是电流表,②是电流表,③是电压表
5.如图所示,两灯泡均能正常工作,下列说法正确的是( )
A. 1、2是电流表,3是电压表
B. 1是电压表,2、3是电流表
C. 1、2、3是电流表
D. 1是电流表,2、3是电压表
6.如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )
A.
B.
C.
D.
7.通常情况下,关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 合金丝的电阻跟该合金丝的长度有关
B. 合金丝的电阻跟合金丝的横截面积无关
C. 合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越小
D. 通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
8.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流是0A时,电阻为0Ω
B. 导体电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C. 粗细相同的导线,长的导线电阻较大
D. 同种材料制成的长短一样的两条导线,细的电阻较大
9.如图所示电路,L1的电阻比L2的大,开关闭合,灯均发光,则( )
A. V示数等于V1示数
B. V1示数大于V2示数
C. A示数大于A1示数
D. A2示数大于A1示数
10.图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 8V、2V
B. 10V、 2V
C. 2V、8V
D. 2V、10V
11.小宁的探究小组在练习使用电压表时,军军把电压表接成了如图所示的电路.当闭合开关时所发生的现象是( )
A. 灯泡亮、电压表有示数
B. 灯泡亮、电压表无示数
C. 灯泡不亮、电压表有示数
D. 灯泡不亮、电压表无示数
12.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是谁的电压( )
A. L1
B. L2
C. L1L2总电压
D. 电源和L1
13.下列说法中正确的是( )
A. 电流表、电压表都可以直接与电源相并联
B. 电流表可直接与电源相联,电压表不能
C. 电流表、电压表都不能直接与电源相并联
D. 电压表可直接与电源并联,电流表则不能
14.如图所示,闭合开关,两灯并联,各电表都能正常工作.下列判断正确的是( )
A. 甲、乙、丙都是电流表
B. 甲、乙、丙都是电压表
C. 甲、乙是电压表,丙是电流表
D. 甲、丙是电流表,乙是电压表
15.图中各电路元件的连接均正确,甲、乙为两个电表,则( )
A. 甲为电流表,乙为电压表
B. 甲为电压表,乙为电流表
C. 甲、乙都为电流表
D. 甲、乙都为电压表
二、填空题(共3小题)
16.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为 ______ ,L2两端的电压为 ______ .
17.如图所示,要使L1、L2串联则S应 ______ ,甲为 ______ 表,乙为 ______ 表.
18.我们在使用干电池时,如果想得到较高的电压,我们应把干电池 ______ 起来使用,如一人需要6V的电压,他应把 ______ 节干电池 ______ 联起来.
三、实验题(共3小题)
19.陈慧同学在学了电阻的大小与哪些因素有关后,她决定自己再进行探究,回家后她找来了铅笔芯、废旧灯丝、电池、导线、小灯泡、开关、蜡烛、打火机、鳄鱼夹等,并从学校实验室借出了电流表.
(1)她选取了上述的部分器材先连成了图1所示的电路.其中导线缠绕在铅笔芯的A端固定,缠绕在B端的导线可以通过鳄鱼夹左右滑动.该电路研究的是导体的电阻与 ______ 的关系.刘星同学认为该电路存在着缺陷,你认为该电路的缺陷是 ______ .电路更改正确后,她发现将鳄鱼夹向左移动电流表示数变大,向右移动电流表示数变小,这说明长度越长,导体的电阻 ______ .
(2)接着陈慧同学又选取了部分元件连成了如图2所示的电路,她发现给废灯丝加热过程中,小灯泡逐渐变暗.这说明灯丝的电阻随温度的升高而 ______ (选填“变大”、“变小”或“不变”).
20.小张、小王两同学学习了电流、电压和电阻知识后,发现电流与水管中的水流相似、电压与水压表相似.小张同学提出:导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似.随后小王同学便提出:导体的电阻可能跟导体的长度、横截面积有关.
为了研究导体的电阻与哪些因素有关,他们设计了如图所示的电路,且在常温下选用手头拥有的长度、横截面积不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中.
表一 铝丝.
表二 铝丝
①分析比较实验序号1与4或2与5可得出的定性结论是:常温下,铝丝长度相同,铝丝的横截面积越小,电阻越 ______ .
②分析比较 ______ (选填“表一”或”表二“)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,铝丝横截面积相同时,铝丝的电阻与长度成 ______ 比(选填”正”或“反”).
③请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论.
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的 ______ 相同,电阻相同.
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, ______ .
④他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系.
为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需添加的器材为 ______ (选填“导体甲”、“导体乙”、“导体丙”).
器材:
导体甲 长度为0.2米、横截面积为0.2毫米2的铝丝
导体乙 长度为0.2米、横截面积为0.4毫米2的镍铬合金丝
导体丙 长度为0.45米,横截面积为0.3毫米2的康铜丝.
21.小刚和小丽用图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同.
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路.要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压.
(2)小刚用电压表测量Ll两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是 ______ .
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0.小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是 ______ ;L2是短路还是正常的?小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是 ______ .
(4)他们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据.为了得出串联电路电压关系
的普遍规律他们还应当 ______ .
四、计算题(共3小题)
22.在如图所示的电路中,电压表V的示数为6V,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.4A.试问:通过L1的电流和L2两端的电压分别是多少?
23.如图所示的电路,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V,求:
(1)灯泡L1两端的电压.
(2)灯泡L2两端的电压.
24.如图所示,电源电压为12V且保持不变,电压表V1的示数为7V,电压表V2的示数为9V,灯L1、L2、L3两端的电压U1、U2、U3分别是多少?
答案解析
1.【答案】C
【解析】A、小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B、利用此装置中的一根电阻丝,用夹子改变电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,故B错误;
C、利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积的关系,长度可以选择其中一根导线,一次全部接入,另一次直接入其中一部分即可,正确;
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流表,根据电流的大小来判断电阻的大小.故D错误.
2.【答案】D
【解析】根据表盘可知,电压表为双量程电压表,“-”为公共接线柱,当使用“-”、“3”时,量程为0~3V;当使用“-”、“15”时,量程为0~15V;使用“3”、“15”两个接线柱不能测出电压值.
3.【答案】C
【解析】在使用电表过程中,电流表要串联使用,电压表要与测量电路并联使用,必须使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.
A、电流表的正负接线柱接反了,不符合题意;
B、电流表与电阻并联,电压表与电阻串联且正负接线柱接反了,不符合题意;
C、电流表与电阻串联,电压表与电阻并联,且电流都是从正接线柱流入,负接线柱流出,符合题意;
D、电压表与电阻串联,不符合题意.
4.【答案】C
【解析】在图中,要想电路中R1和R2并联,则②内必须填相当于开路的电压表,而①和③分别与R1和R2串联,必须填入相当于导线的电流表.
5.【答案】B
【解析】由电路图可知,1表并联在电路两端,故为电压表;
2、3串联在电路中,故为电流表,故B正确,ACD错误.
6.【答案】A
【解析】A、滑动变阻器和灯泡是串联的,移动滑动变阻器的滑片,可以改变电路中的电阻,进而改变电路中的电流,改变灯泡的亮度.符合题意.
B、灯泡被短路,灯泡不亮,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度.不符合题意.
C、滑动变阻器接入下半段,灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的,滑动变阻器不能改变灯泡的亮度.不符合题意.
D、灯泡和滑动变阻器都被导线短路,灯泡不能发光,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度.不符合题意.
7.【答案】A
【解析】A、粗细均匀的镍铬合金丝,其电阻跟该合金丝的长度有关,故A正确;
B、电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此合金丝的电阻跟合金丝的横截面积有关,故B错误;
CD、电阻是导体本身的一种属性,其大小与电压和电流的大小无关,故CD错误.
8.【答案】D
【解析】A、导体的电阻是导体本身的一种性质,导体一定,则电阻一定,其大小与导体中是否有电流通过无关.故A错误.
B、导体的电阻可以通过导体两端的电压和导体中的电流来求解,但其大小是由导体的材料、长度、横截面积决定的,与电压和电流大小无关.故B错误.
C、导体的材料没有告诉,所以,长导线的电阻不一定比短导线的电阻大.若是同种材料粗细相同的导线,则长的电阻一定大,故C错误.
D、根据电阻的决定因素可知,导体的电阻与横截面积成反比,所以在材料长度相同的情况下,细的电阻较大.故D正确.
9.【答案】A
【解析】(1)由左图可知,L1、L2并联,电表V1测L1两端电压,电表V2测L2两端电压,电压表V测电源电压,并联电路中各支路电压相等,都等于电源电压.故V示数等于V1示数,等于V2示数,故A正确、B错误;
(2)由右图可知,L1、L2串联,在串联电路中,电流处处相等,因此A示数等于A1示数,等于A2示数,故CD错误.
10.【答案】A
【解析】(1)由电路图知,两电阻R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端的电压;
电压表V1示数大于电压表V2示数,两个电压表指针偏转角度相同,则电压表V1量程是15V,电压表V2量程是3V;
(2)电压表V1量程是15V,最小分度值是0.5V,由图(b)所示可知,电压表示数U1=10V;
电压表V2量程是3V,最小分度值是0.1V,由图(b)所示可知,电压表示数是2.0V;
则电阻R2两端的电压U2=UV2=2V,由串联电路特点知,电阻R1两端的电压U1=UV1-UV2=10V-2V=8V.
11.【答案】C
【解析】由于电压表的电阻比较大,串联使用时,电路中的电流很小,灯泡不会亮,但电压表有读数,接近于电源电压.
12.【答案】B
【解析】从电路图中可以看出,当S闭合,电压表并联在L2两端,因此电压表测量L2两端的电压.
13.【答案】D
【解析】根据电流表的使用方法可知:电流表不能直接接在电源两极;
根据电压表的使用方法可知:电压表与被测用电器并联,且可以直接接在电源的两端.
14.【答案】D
【解析】由电路图知:要使左边的灯泡工作,需要使电流从正极出来到此灯泡,再经丙表回到负极,所以丙表为电流表;要使右边的灯泡工作,需要使电流从正极出来经过甲表到此灯泡,再经丙表回到负极,所以甲表为电流表;由于甲表为电流表,所以乙表只能为电压表,否则会造成电源短路.
15.【答案】B
【解析】乙表与电源串联,故是电流表,甲与右端的灯并联,故是电压表.故选B.
16.【答案】4V;2V.
【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5V,
可知四节新干电池组成电源的电压U=4×1.5V=6V;
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即U2=2V;
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
L1两端的电压U1=U-U2=6V-2V=4V.
17.【答案】闭合;电压;电压.
【解析】使灯泡L1、L2组成串联电路,则电路中的电流路径只有一条.则灯泡L1、L2组成应依次连接.所以甲、乙电表应是相当于开路的电表即电压表,且开关S必须是闭合的.
18.【答案】串联;4;串.
【解析】因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以在使用干电池时,要想得到较高的电压,应把干电池串联起来使用,
因为一节干电池电压为1.5V,
所以要得到6V的电源,需要4节干电池串联.
19.【答案】(1)导体长度;电流表的电阻很小,电路中电流会过大,电流表可能会被烧坏;越大;(2)变大.
【解析】(1)由图可知,铅笔芯的A端固定,缠绕在B端的导线可以通过鳄鱼夹左右滑动,改变了连入电路的电阻丝的长度,所以该电路研究的是导体的电阻与导体长度的关系;
由图可知,电路中只有电流表,因为电流表的电阻很小,电路中电流会过大,电流表可能会被烧坏,所以应在原电路中串联一只小灯泡,灯泡可以起到保护电路的作用;
电路更改正确后,发现将鳄鱼夹向左移动电流表示数变大,向右移动电流表示数变小,这说明长度越长,导体的电阻越大.
(2)用酒精灯给铁丝加热,由于铁丝温度升高,电阻变大,所以可以观察到电流表的示数变小,小灯的亮度逐渐变暗.它表明:金属导体的电阻随温度升高而增大.
20.【答案】①大;②表二;正比;③(a)比值;(b)铝丝长度与横截面积的比值不同,电阻不相同;铝丝长度与横截面积的比值越大,电阻越大;④导体乙和导体丙.
【解析】①从表中数据可知,1与4或2与5的材料相同,长度相同,横截面积不同,电阻不同,故而得到结论:常温下,导体的材料、长度相同,导体的横截面积越小,电阻越大;
②根据控制变量法,可知表二中的材料相同、横截面积相同,长度不同,可以探究长度与电阻大小的关系,从数据可知,长度越长,电阻越大,即常温下,导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比;
③(a)从表中数据可知,1与5、2与4或3与6的电阻相同,比较发现它们的长度与横截面积的比值相同,故而得到结论:常温下,同种材料的导体,长度与横截面积的比值相同,电阻相同;
(b)从表中数据可知,1与5、2与4或3与6的长度与横截面积的比值越大,电阻越大,故而得到结论:常温下,同种材料的导体,长度与横截面积的比值越大,电阻越大;
④分析可知,导体乙的横截面积和长度与2的横截面积和长度相同,导体丙的横截面积和长度与3的横截面积和长度相同,材料不同,故可用来探究材料与电阻的关系;
21.【答案】(1)
(2)先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.
(3)L1处的故障是断路;判断L2是短路还是正常的方法是:用小灯泡与L1并联(或替换L1),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路.
(4)为了得出串联电路电压关系的普遍规律,换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量.
【解析】(1)按电流路径连接电路,电压表测量串联后的总电压,如下图所示:
(2)电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.
(3)①在测量L2两端的电压时,电路如下图:
两灯突然熄灭,说明电路中有断路的地方;电压表示数为零,说明L2短路或者电压表和电源连接的部分“电压表——开关——电源——L1”电路中出现了断路.
②再电压表检测L1两端的电压,电路如下图:
电压表示数为电源电压,说明电压表和电源连接的部分“电压表——L2——开关——电源”无断路,只能是灯泡L1断路.
③判断L2是否短路,可以采用替换L1的方法,让它恢复通路,根据L2的发光情况进行判断.
(4)为了得出串联电路电压关系的普遍规律,换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量.
22.【答案】解:由图可知:L1、L2并联,电压表测量电源的电压,电流表A2测L2支路的电流,A1测干路电流;
所以U1=U2=U=6V,
通过L1的电流为:
I1=I-I2=0.5A-0.4A=0.1A.
答:通过L1的电流为0.1A,L2两端的电压为6V.
【解析】由电路图可知,L1、L2并联,电压表测电源的电压,电流表A2测L2支路的电流,A1测干路电流.根据并联电路电流特点可知L2两端的电压.根据并联电路电流的特点求出通过L1的电流.
23.【答案】解:(1)电压表V并联在L1两端,所以是测量灯L1两端的电压:U1=1V;
(2)L1、L2串联,由串联电路电压的规律得:灯L2两端的电压:U2=U-U1=3V-1V=2V;
答:(1)灯泡L1两端的电压为1V;
(2)灯泡L2两端的电压为2V;
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V测量灯泡L1两端电压;由串联电路电压的规律可求得灯泡L2两端的电压.
24.【答案】解:
由图可知,L1、L2、L3串联,电压表V1测L1和L2两端电压,V2测L2和L3两端电压.
则:U1+U2+U3=12V、U1+U2=7V、U2+U3=9V
解得:U1=3VU2=4VU3=5V.
答:三只灯泡L1、L2、L3两端的电压分别为U1为3V,U2为4V,U3为5V.
【解析】由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测L2、L3两端的电压;
先根据串联电路的电压特点求出L1和L2的电压,再进一步求出L3两端的电压.
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