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第十六章 电压 电阻
能力提优测试卷
时间:60分钟　　满分:100分
题序 一 二 三 四 五 评卷人 总分
得分
一、填空题(本题共5小题,每空2分,共20分)
1.我国的无人机技术发展迅速。如图所示,这是操纵无人机飞行的“调速”手柄,可改变无人机飞行的速度,与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个滑动变阻器,它通过改变电阻丝接入电路中的　　　　来改变接入电路的电阻大小,起到调节作用。这个装置用的时间长了,上面会聚集大量的灰尘,使电路接触不良,这说明灰尘属于　　　　(选填“半导体”“导体”或“绝缘体”)。
2.刘老师在课堂上做了一个演示实验,电路如图所示,当闭合开关S时,小灯泡L正常发光,然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热,可观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。这个实验说明了导体电阻的大小跟　　　有关。
3.如图所示,这是自动测定油箱内油量的装置,其中油量表是由　　　　表改装而成的;当油量越多时,R接入电路中的电阻将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.如图所示的电路中,甲、乙是测量电压或电流的仪表,当开关S闭合后,两灯泡并联,且都能正常发光,则甲是　　　　表,乙是　　　　表。
5.如图所示的电路中,电源电压为3 V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54 A,电流表A1的示数为0.2 A,则通过小灯泡L2的电流为　　　A,电压表V的示数为　　　　V。
二、选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分)
6.如图所示的电路中,能正确测出灯泡L1两端电压的是 (　　)
A. B. C. D.
7.某摄影师擅长将看不见的科学原理变成艺术,他的某个作品中,使用水果和蔬菜为发光二极管供电,让人惊叹不已。下列有关说法错误的是 (　　)
A.发光二极管是电路中的用电器
B.把水果和蔬菜串联起来可以增大电压
C.二极管在发光时,导线中的电子在做无规则运动
D.水果和蔬菜在这里扮演了“电源”的角色
8.有A、B两根长度相同、材料相同、粗细不同的导体,按甲、乙、丙、丁四种方式连接,则连接后的总电阻的大小顺序是 (　　)
A.R丁>R乙>R丙>R甲 B.R丁>R乙>R甲>R丙
C.R甲>R乙>R丙>R丁 D.R丙>R丁>R乙>R甲
9.如图所示,这是银、铜、铝、铁四种材料导电性能的排序,从上至下,材料的导电性能依次减弱。由此可以判断(不考虑温度对电阻的影响) (　　)
A.银导线的电阻最小
B.铁导线的电阻最大
C.铝导线的电阻比铜导线的电阻大
D.长度和横截面积均相同的铁导线的电阻比铜导线的电阻大
10.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于该电路的说法正确的是 (　　)
A.电流表测量干路中的电流
B.电压表可以测量灯泡L1两端的电压
C.只断开开关S2,电压表的示数变小
D.取下灯泡L2后,灯泡L1不能正常发光
11.如图甲所示的电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2(五个电表的示数均不为零),其中电压表V1、V2的指针偏转角度均如图乙所示,则下列结论正确的是 (　　)
A.U2=U1+U3,I1=I2
B.U2=U1+U3,R1两端的电压为8 V
C.R2两端的电压为8 V,I1D.R1两端的电压为8 V,I1>I2
12.如图所示的电路中,电源电压U不变。下列有关此电路的说法不正确的是 (　　)
A.当开关S1、S2、S3都闭合时,电路处于短路状态
B.若只闭合开关S2,电流表A1和A2的示数相等,电压表的示数小于U
C.若只闭合开关S1、S3,两电流表示数相等,电压表示数小于U
D.先闭合开关S1、S3,再断开S1,电流表A1示数变小,A2示数不变,电压表示数变小
三、作图题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
13.如图所示,这是某种调光型台灯中使用的电位器示意图。P为旋片,可随转动旋钮改变其在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,A、B分别连在碳膜两端。请用笔画线将a图连在b图所示的电路中,要求顺时针转动旋钮时灯泡变亮。
14.将图中的元件用笔画线连接起来,要求灯泡L1与L2串联,电压表V1测量灯泡L1两端的电压,电压表V2测量灯泡L2两端的电压。
四、实验探究题(本题共1小题,共18分)
15.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明提出了如下猜想:①导体的电阻可能与导体的长度有关;②导体的电阻可能与导体的横截面积有关;③导体的电阻可能与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示,小明设计的探究电路如图所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)小明在连接电路时发现电路中还缺少一个重要元件:　　　　　　。
(2)小明连接好电路后进行实验,该实验通过观察　　　　　　　来判断a、b两点间接入导体的电阻大小。这一过程中应用的物理研究方法是　　　　　　。
(3)为了验证上述猜想①,应选用编号为　　　的两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想　　　　。
(4)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路做了如下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联了一个电流表。你认为哪名同学的改进更好一些,并说明理由:　　　　　　　　　　　　　。
五、计算题(本题共2小题,第16小题8分,第17小题9分,共17分)
16.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S断开时,电压表V1的示数为5 V,电压表V2的示数为7 V;当开关S闭合时,电压表V1的示数为9 V,电压表V2的示数为5.4 V。问:
(1)电源电压为多少
(2)开关S闭合后,灯泡L2两端的电压为多少
(3)开关S断开时,灯泡L1两端的电压为多少
17.如图甲所示的电路中,V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡L1和L2两端的电压及电源电压。
(2)若将灯泡L1和L2改接为如图丙所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯泡L1和L2都发光,此时电流表A2的示数为1.5 A,电流表A1的示数为1.2 A,求此时通过灯泡L2的电流及灯泡L2两端的电压。
(3)在如图丙所示的电路中,若灯泡L2的灯丝突然断了,则电流表A1、A2的示数分别是多少
参考答案
一、填空题
1.长度　绝缘体　解析:“调速”手柄相当于我们学过的滑动变阻器,它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变接入电路的电阻的,从而达到改变电路中电流大小的目的;装置上面会聚集大量的灰尘,导致接触不良,这说明灰尘属于绝缘体。
2.变小　温度　解析:用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,钨丝的电阻增大,这个现象说明导体的电阻跟温度有关。
3.电流　变小　解析:由图可知,油量表串联在电路中,因此油量表是由电流表改装而成的。当油量增多时,浮标上浮,滑片向下移动,R接入电路中的电阻变小。
4.电压　电流　解析:由图可知,闭合开关S,若要使两灯泡并联,则乙表应是电流表,这样电流才会有两条路径,分别经过两个灯泡。同时甲表应是电压表,这样才能保证电路不会出现短路。
5.0.34　3　解析:当开关S闭合时,两只小灯泡并联,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过小灯泡L1的电流。已知电流表A的示数为0.54 A,即干路中的电流I=0.54 A;电流表A1的示数为0.2 A,则通过小灯泡L1的电流I1=0.2 A。因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,所以通过小灯泡L2的电流I2=I-I1=0.54 A-0.2 A=0.34 A。电压表V测量电源电压,则电压表V的示数为3 V。
二、选择题
6 7 8 9 10 11 12
A C B D B A C
6.A　解析:A选项中,电压表与灯泡L1并联,电压表的正、负接线柱接线正确,故A选项符合题意;B选项中,电压表测量的是灯泡L1、L2两端的总电压,故B选项不符合题意;C选项中,电压表连接在灯泡L2两端,测量的是灯泡L2两端的电压,故C选项不符合题意;D选项中,电压表接到了灯泡L1两端,但正、负接线柱接反了,故D选项不符合题意。
7.C　解析:发光二极管将电能转化为光能,是电路中的用电器,故A选项正确;将多个水果电池串联起来,得到的总电压是每个电池的电压之和,因此可以增大电压,故B选项正确;电荷的定向移动形成电流,所以二极管在发光时,导线中的电子在做定向运动,故C选项错误;电源是为电路提供电压的装置,该设计中水果和蔬菜相当于电路中的电源,为发光二极管提供了电压,故D选项正确。
8.B　解析:甲、乙两图中,A、B长度和材料相同,B的横截面积小,因此B的电阻较大,即R乙>R甲;丙图中A、B并联,横截面积最大,电阻最小;丁图中A、B串联,长度最大,电阻最大。所以,R丁>R乙>R甲>R丙。
9.D　解析:只根据材料无法判定导线电阻的大小,故A、B、C选项错误;由于铁的导电能力弱于铜的导电能力,则长度和横截面积相同的铁导线的电阻比铜导线的电阻大,故D选项正确。
10.B　解析:由图可知,电流从电源正极出发,经开关S1后分成两股,一股经电流表、灯泡L1,回到电源负极,另一股经开关S2、灯泡L2,回到电源负极,因此两灯泡是并联的,电压表测量并联电路两端的电压。由此可判断,电流表测量灯泡L1所在支路的电流,故A选项错误;电压表测量并联电路两端的电压,也测量灯泡L1两端的电压,故B选项正确;只断开开关S2,电压表的示数不变,故C选项错误;由于并联电路各支路互不影响,因此取下灯泡L2后,灯泡L1能正常发光,故D选项错误。
11.A　解析:由电路图可知,电流路径为电源的正极→电流表A1→R1→R2→电流表A2→电源的负极,即只有一条电流的路径,因此两电阻串联,故电流表的示数关系为I1=I2;电压表V1测量电阻R1两端的电压,电压表V2测量电源的电压,电压表V3测量电阻R2两端的电压,因电压表V1、V2的指针偏转均如图乙所示,因此电压表V2的量程为0~15 V,示数U2=10 V,电压表V1的量程为0~3 V,示数U1=2 V。因串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和,因此三个电压表的示数关系为U2=U1+U3,则电阻R2两端的电压U3=U2-U1=10 V-2 V=8 V。综上所述,A选项正确。
12.C　解析:当开关S1、S2、S3都闭合时,电路处于短路状态,故A选项正确;若只闭合开关S2,则电路为灯泡L1、L2的串联电路,电压表测量灯泡L2两端的电压,电流表A1、A2测量电路中的电流,因此两电流表的示数相等,电压表的示数小于U,故B选项正确;若只闭合开关S1、S3,则电路为灯泡L1、L2的并联电路,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量灯泡L1所在支路的电流,故电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量的是电源电压,示数为U,故C选项错误;先闭合开关S1、S3,该电路为并联电路,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L1所在支路的电流,电压表测的是电源电压,再断开开关S1,电路中只有L1工作,两电流表示数相等,故电流表A1示数变小,A2示数不变,而电压表此时的示数为0,故电压表示数变小,D选项正确。
　　识别串、并联电路的方法:
判断方法 串联 并联
分析电路中的电流流向 途中不分流,电流只有一条路径 电流有多条路径,在某处分流,每条支路上都有用电器
摘除任意一个用电器 其他用电器也不工作 其他用电器仍能工作(如路灯,一个熄灭,其他的仍能工作)
电流关系 通过各用电器的电流一定相等 若通过各用电器的电流不相等,则一定是并联电路
若通过用电器的电流相等,则电路可能是串联电路,也可能是并联电路
电压关系 若各用电器两端的电压不相等,则一定是串联电路 各用电器两端的电压一定相等
若用电器两端的电压相等,则电路可能是并联电路,也可能是串联电路
三、作图题
13.如图所示。
14.如图所示。
四、实验探究题
15.(1)开关
(2)小灯泡的亮度　转换法
(3)A、B　②
(4)乙同学,小灯泡可以起到保护电路的作用
五、计算题
16.解:(1)当开关S闭合时,灯泡L3被短路,灯泡L1与L2串联,电压表V1测量灯泡L1与L2两端的总电压,即电源电压,则电源电压U=9 V。 (2分)
(2)当开关S闭合时,灯泡L3被短路,灯泡L3两端的电压U3=0,灯泡L1与L2串联,电压表V2测量灯泡L1两端的电压,所以灯泡L1两端的电压U1=5.4 V,因为串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以灯泡L2两端的电压U2=U-U1=9 V-5.4 V=3.6 V。 (3分)
(3)当开关S断开时,三只灯泡串联,电压表V1测量灯泡L1与L2两端的电压之和,电压表V2测量灯泡L1与L3两端的电压之和。因为串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以灯泡L3两端的电压U3'=U-UV1=9 V-5 V=4 V,灯泡L2两端的电压U2'=U-UV2=9 V-7 V=2 V,灯泡L1两端的电压U1'=U-U2'-U3'=9 V-2 V-4 V=3 V。 (3分)
17.解:(1)由图甲可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量灯泡L1两端的电压。因为串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电压表V1的示数大于V2的示数。两个电压表指针的偏转角度相同,所以电压表V1的量程是0~15 V,示数为6 V,即电源电压U=6 V;电压表V2的量程是0~3 V,示数为1.2 V,即灯泡L1两端的电压U1=1.2 V,由串联电路中电压的特点可知,灯泡L2两端的电压U2=U-U1=6 V-1.2 V=4.8 V。 (3分)
(2)由图丙可知,两灯泡并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过灯泡L1的电流,即I1=1.2 A,则通过灯泡L2的电流I2=I-I1=1.5 A-1.2 A=0.3 A;由并联电路中电压的特点可知,灯泡L2两端的电压U2=U=6 V。 (3分)
(3)丙图中,两灯泡并联,若灯泡L2的灯丝突然断了,由并联电路中各支路互不影响可知,通过灯泡L1的电流不变,且两电流表都测通过它的电流,所以两电流表的示数均为1.2 A。 (3分)

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