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第十六章　电压　电阻
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,每小题所给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.如图所示,全息LED屏幕可合成绚烂唯美的3D画面,LED屏幕主要利用发光二极管工作,发光二极管的主要材料是 (　　)
A.导体 B.半导体
C.超导体 D.纳米材料
2.(2025沧州泊头市期中)下列估测数据最接近实际的是 (　　)
A.一节干电池的电压约为3 V
B.人体的安全电压等于36 V
C.通过手电筒小灯泡的电流约为0.2 A
D.教室里日光灯的电流约为2 A
3.如图所示,滑片P右移,滑动变阻器连入电路的电阻变大的接线方法正确的是 (　　)
4.关于电阻,下列说法错误的是 (　　)
A.导体的电阻都随温度的升高而增大,降低而减小
B.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
C.电阻表示导体对电流的阻碍作用
D.导体的电阻是导体本身的性质,与是否通电无关
5.倩倩需要能够直接测量L2两端的电压或者通过L2电流的电路,闭合开关后,下列电路图符合要求的是(　　)
6.如图所示的电路中,当开关S1、S2都闭合时 (　　)
A.电压表可能被烧坏 B.电流表可能被烧坏
C.灯L1亮,灯L2不亮 D.两只灯泡都将被烧坏
7.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。过了一会儿,电压表的示数变大、电流表的示数变为零,灯L熄灭,则下列判断中正确的是 (　　)
A.灯L短路 B.灯L断路
C.电阻R短路 D.电阻R断路
8.高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源两端电压一定),以下说法正确的是 (　　)
A.称重表相当于一个电压表
B.电路中的R1是没有作用的
C.车辆越重,称重表的示数越大
D.车辆越重,称重表的示数越小
9.如图所示,电路中有两个电阻R1、R2,其中一个发生了断路故障,其他元器件均完好。小明想判断出哪个电阻发生了故障,闭合开关S、断开S1时,下列做法不可行的是 (　　)
A.将电流表接入在a点位置 B.将电流表接入在e点位置
C.将电压表接入在b、d两点之间 D.将电压表接入在b、c两点之间
10.如图所示的电路中,闭合开关S,电压表V1的示数为6 V,电压表V2的示数为3.6 V,那么下列说法中不正确的是 (　　)
A.电源两端的电压为6 V
B.L1两端的电压为3.6 V
C.将电压表V1换成电流表,则L1与L2并联
D.将电压表V2换成电流表,则L1不亮,L2亮
二、填空题(本题共5小题,每空2分,共26分)
11.某滑动变阻器铭牌上标有“10 Ω　1.5 A”字样,其含义是滑动变阻器的　　　　是10 Ω,允许通过的　　　　　是1.5 A。将滑动变阻器与灯泡串联后接入电路,当滑片Р向左端滑动时,灯泡变亮,则滑动变阻器应将接线柱　　　　　(选填“A”或“B”)与D接入电路。
12.(2025张家口宣化区期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,灯L1、L2均发光,则灯L1、L2是　　　　联的;当开关S2闭合时,灯L1仍发光、L2熄灭,则电压表的示数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.如图所示为可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,电位器应与灯泡　　　　(选填“串联”或“并联”),它是通过改变电阻片接入电路中的　　　　来改变其接入电路中的电阻,欲使滑片P顺时针转动时灯泡变暗,应将接线柱　　　　接入电路。
14.如图所示电路,“”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流或电压,闭合开关S,L1、L2两灯均发光,则a是　 　　　表,b是　　　 　表;若闭合开关S后,只有一个灯发光,则a是
　　　 　表。
15.如图所示,V1、V2是两个相同的学生用的电压表(测量范围分别为“0~3 V”和“0~15 V”)。当电路正常工作时,两表指针的偏转角度相同,则电压表V2所用的测量范围是　　　　　,电压表V1、V2的示数之比是　　　　。
三、实验探究题(本题共3小题,16小题8分,17小题14分,18小题6分,共28分)
16.甲、乙两位同学利用相同的两套实验器材,按不同的电路探究“并联电路的电压特点”。
(1)甲同学的实验电路如图a所示,闭合开关后测出实验数据记录在表一中。
表一
序号 V1示数/V V2示数/V V示数/V
1 1.0 1.0 1.0
2 2.5 2.5 2.5
3 4.0 4.0 4.0
根据甲同学的实验数据,可归纳得出结论:在并联电路中,总电压等于　 。
(2)乙同学的实验电路如图b所示,他先记录了电压表V的示数作为总电压,然后将开关闭合后测出R1、R2两端的电压。实验数据记录在表二中。
表二
序号 V1示数/V V2示数/V V示数/V
4 1.0 1.0
5 2.5 2.5
乙同学发现由实验数据归纳得出的结论与课本不一致,于是他将数据做了修改。你认为他的做法是否合适,请判断并说明理由:　。
(3)对比了两位同学的实验过程,他们经讨论后认为:当开关处于　　　　状态下,电压表V测出的才是并联电路的　　　　,“研究串联电路电压特点”的实验也应如此。
17.如图甲所示是某实验小组进行“探究串联电路电压特点”的电路图。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
(1)实验中应选择规格　　　　(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)小芳测出L1两端电压后保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压 　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。小明的做法不妥之处是:　　　　　　　　　　　　,改进方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)小明在实验中还发现灯L1比L2亮,那么通过两灯的电流I1　　　　(选填“>”“=”或“<”)I2。
(5)小华又设计了图乙所示电路,当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为3 V,当开关S2闭合,S1断开时,电压表的示数为1.2 V,那么当S1和S2均断开时,小灯泡L1两端的电压为　　　　V。
18.(2025日照期中)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,所用“不同规格的电阻丝”是一些可比较的电阻丝。在一个木板上有四根电阻丝,其中A、B、C、D的材料、横截面积和长度情况如下表所示。(温度相同)
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流大小/A
A 锰铜合金 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
(1)实验是在控制电源电压不变的情况下,通过观察　　　　　　　来比较电阻的大小。
(2)为了探究电阻跟横截面积的关系,应该把图中的　　　　(填电阻丝的字母代号)依次接入图中,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较两根电阻丝的大小,其结论是　　　　　　　　　　　。
(3)依次把电阻丝A、B接入图中电路,闭合开关,记下电流表的示数,可以探究电阻跟导体　　　　
的关系。
(4)把电阻丝C、D接入电路中,闭合开关,记下电流表的示数,可以探究电阻跟导体　　　 　的关系。
(5)导体电阻的大小除了与导体的材料、长度和横截面积有关,还和导体的　　　　有关。
四、计算应用题(本题共2小题,19小题8分,20小题8分,共16分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.如图所示,已知电源电压为9 V,电压表V1、V2规格相同,闭合开关S,电压表V1的示数为6 V,通过灯泡L2的电流为0.5 A,回答下列问题:
(1)灯泡L1和L2两端的电压各是多少
(2)通过灯泡L1的电流是多少
(3)若灯泡L1灯丝烧断,则电压表V1的示数为多少
20.如图甲所示,闭合开关S后,电流表A的示数如图乙所示,电压表V1和V2的指针所指位置完全相同,如图丙所示。求解下列问题:
(1)通过灯泡L2的电流是多少
(2)电源电压是多少
(3)灯泡L1和L2两端的电压分别是多少
【详解答案】
1.B　解析:二极管是由硅和锗等材料制作的,而硅和锗是半导体材料。故选B。
2.C　解析:一节新干电池的电压约1.5 V,故A不接近实际;人体的安全电压是不高于36 V,故B不接近实际;手电筒小灯泡正常工作时通过的电流约为0.2 A,故C接近实际;教室里日光灯的电流约为0.2 A,故D不接近实际。
3.B　解析:选择了上方的两个接线柱,相当于接入一根导线,移动滑片无法改变接入电路的电阻值,故A错误;一上一下选择接线柱,且接入左下方接线柱,滑片P右移时,接入电路的电阻丝变长,电阻变大,故B正确;选择了下方的两个接线柱,相当于接入一个定值电阻,移动滑片无法变阻,故C错误;一上一下选择接线柱,且接入右下方接线柱,滑片P右移时,接入电路的电阻丝变短,电阻变小,故D错误。
4.A　解析:导体电阻大小与温度有关,多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体的电阻随温度升高而减小,故A说法错误,符合题意;导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关,故B说法正确,不符合题意;导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小,故C说法正确,不符合题意;导体的电阻是导体本身的性质,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,与是否通电无关,故D说法正确,不符合题意。故选A。
5.C　解析:题图A中两灯并联,电流表串联在干路中,不能测出通过L2的电流,故A不符合题意;题图B中两灯串联,电压表与灯L2并联,但电压表的正负接线柱接反了,不能测量出L2两端的电压,故B不符合题意;题图C中两灯并联,电流表串联在灯L2支路中,接线柱连接正确,能直接测量出通过L2的电流,故C符合题意;题图D中两灯串联,电压表与灯L1并联,不能测量出L2两端的电压,电流表正负接线柱接反了,不能测出电路中的电流,故D不符合题意。
6.B　解析:当S1、S2都闭合时,电流经开关、电流表直接回到电源负极,电源短路,两灯被短路,不会亮,电压表无示数,电流表会被烧坏,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
7.B　解析:根据电路图可知,电阻和灯泡串联连接,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;闭合开关S后,电路正常工作,过了一会儿,电流表的示数变为零,灯L熄灭,这说明电路出现了断路故障;电压表的示数变大,这说明电压表测量的是电源电压,所以故障是灯L断路,故B正确。
8.C　解析:由题图可知,R1、称重表、R依次串联在电路中,称重表相当于一个电流表,故A错误;当车辆很重,滑片滑到最下端时,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏称重表或电源,因此R1有保护电路的作用,故B错误;当车辆越重时,滑片向下滑,R连入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由I=知,电路的电流变大,所以称重表的示数越大,故C正确,D错误。
9.C　解析:由题意可知,两个电阻R1、R2中的一个发生了断路故障,其他元器件均完好。闭合开关S、断开S1时,只有R2接入电路,将电流表接入在a点或e点位置时,都是测量电路中的电流,若电流表有示数,则说明R2是完好的,根据题意可知是R1断路,若电流表无示数,则说明R2断路,能判断出电路故障,故A、B两项做法可行;将电压表接入在b、d两点之间时,电压表始终测电源电压,无论哪个电阻断路,电压表的示数都等于电源电压,所以不能判断出电路故障,故C项做法不可行;将电压表接入在b、c两点之间时,因开关S1是断开的,则此时电压表与电阻R1串联,如果电压表有示数,则说明R1是完好的,如果电压表无示数,说明电压表不能与电源接通,则R1断路,能判断出电路故障,故D项做法可行。故选C。
10.C　解析:闭合开关S时,L1、L2串联,V1测电源电压,V2测L1两端的电压,所以电源电压U=6 V,L1两端的电压U1=3.6 V,故A、B说法正确;由串联电路的电压特点可得,L2两端的电压:U2=U-U1=6 V-3.6 V=2.4 V,电流表相当于导线,若将电压表V1换成电流表,由题图可知,V1换成的电流表将电源短路,故C说法不正确;将电压表V2换成电流表时,电路为L2的简单电路,电流表测通过L2的电流,L1被短路,所以L2亮,L1不亮,故D说法正确。故选C。
11.最大电阻　最大电流　A　解析:滑动变阻器铭牌上标有“10 Ω　1.5 A”字样,其含义是滑动变阻器的最大电阻是10 Ω,允许通过的最大电流是1.5 A。若要使滑动变阻器的滑片P向左端滑动时灯泡变亮,则此时滑动变阻器连入电路的电阻变小,因此应将接线柱A与D接入电路。
12.串　变大　解析:电源电压保持不变,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,灯L1、L2是串联的,两个灯泡共同承担电源电压。当开关S2闭合时,灯L2会被开关S2短路,电源电压全部加在灯泡L1上,所以电压表的示数会变大。
13.串联　长度　2、3　解析:电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联;电位器是通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的;欲使滑片P顺时针转动时灯泡变暗,则电路中电流变小,电位器接入电路的电阻变大,应接2、3接线柱。
14.电压　电流　电流　解析:由题图可知,闭合开关S时,若L1、L2两灯均发光,则a为电压表,与灯L1并联,b为电流表,串联在电路中;若a为电流表,会将灯L1短路,闭合开关S后,只有灯L2发光。
15.0~3 V　5∶1　解析:由电路图可知,L1与L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;因串联电路中的总电压等于各部分电路两端电压之和,两个电压表的指针偏转角度相同,所以V1使用0~15 V的测量范围,V2使用0~3 V的测量范围;电压表V1的示数是电压表V2示数的5倍,即电压表V1与电压表V2的示数之比是5∶1。
16.(1)各支路两端的电压
(2)不合适,应实事求是,尊重实验数据,如有疑义需重新实验确认
(3)闭合　总电压
解析:(1)根据电路图可知,电路是并联的,通过表一中数据分析,可归纳得出结论:在并联电路中,总电压等于各支路两端的电压。(2)由实验中测得的数据归纳得出的结论与课本不一致,只要测量过程无误,我们就应该尊重真实的实验数据,要实事求是,不能随意更改,所以乙同学的做法不合适。(3)通过两位同学的实验数据发现,当电路开关闭合时,测得的总电压更准确,断开开关会使测得的实验数据偏大。
17.(1)不同　(2)不能　电压表正、负接线柱接反了　(3)只有一组数据,结论具有偶然性,无法得出普遍规律　换不同规格的灯泡,进行多次实验　(4)=　(5)1.8
解析:(1)为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选择规格不同的小灯泡进行实验。(2)电压表要并联在用电器两端,应使电压表的“-”接线柱靠近电源负极,另一个接线柱靠近电源正极,如果接反,就会导致电压表指针反偏。实验中测量L2两端电压时,保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,会导致电压表正、负接线柱接反,无法测出L2两端电压。(3)本实验只做了一次,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出的结论具有偶然性,不能得出普遍规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。(4)串联电路的电流处处相等,灯L1比L2亮,但通过两灯的电流I1=I2。(5)当S1闭合,S2断开时,电压表测量电源电压U,示数为3 V,当开关S2闭合,S1断开时,电压表测量L2两端的电压U2,示数为1.2 V,那么当S1和S2均断开时,小灯泡L1两端的电压为U1=U-U2=3 V-1.2 V=1.8 V。
18.(1)电流表的示数　(2)B、C　在材料和长度一定时,横截面积越大,导体的电阻越小　(3)材料　(4)长度　(5)温度
解析:(1)根据题意可知,实验是在控制温度和电源电压不变的情况下,将不同的导体分别接入电路,通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小。(2)探究电阻跟横截面积的关系,需保证电阻丝的长度和材料相同,而B、C的长度和材料均相同,横截面积不同,因此选择B、C电阻丝可探究电阻跟横截面积的关系;将B、C电阻丝依次接入电路时,闭合开关,横截面积越大,通过的电流越大,说明电阻越小,其结论是:在材料和长度一定时,横截面积越大,导体的电阻越小。(3)A、B电阻丝的长度和横截面积均相同,材料不同,因此选择A、B电阻丝可探究电阻跟材料的关系。(4)C、D电阻丝的材料和横截面积均相同,长度不同,因此选择C、D电阻丝可探究电阻跟长度的关系。(5)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度等因素有关。
19.解:(1)由题图可知,灯泡L1和L2串联,电压表V1测灯泡L1两端电压,则灯泡L1两端的电压U1=6 V,
串联电路两端电压等于各部分电压之和,则灯泡L2两端电压:U2=U-U1=9 V-6 V=3 V。
(2)因为灯泡L1和L2串联,通过灯泡L2的电流为0.5 A,所以通过灯泡L1的电流:I1=I2=0.5 A。
(3)若灯泡L1灯丝烧断,则电路为断路,根据电路图可知,电压表V1的正接线柱通过灯泡L2、开关与电源正极相连,负接线柱直接通过导线与电源负极相连,因此电压表V1的示数等于电源电压,即9 V。
20.解:(1)由题图甲可知,L1、L2串联,电流表测电路中的电流,由题图乙可知,电流表的测量范围是0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.5 A;因为串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡L2的电流是0.5 A。
(2)(3)由题图甲可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压。
因为串联电路两端的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,而两个电压表指针所指位置完全相同,
则电压表V1的测量范围是0~15 V,分度值为0.5 V,示数为7.5 V,即电源电压为U=7.5 V,
电压表V2的测量范围是0~3 V,分度值为0.1 V,示数为1.5 V,即灯泡L2两端的电压为U2=1.5 V,
所以灯泡L1两端的电压:U1=U-U2=7.5 V-1.5 V=6 V。

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