【单元学习评价】浙教版(2024)科学八上 第3章《电路探秘》 基础性学习评价(含解析)

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【单元学习评价】浙教版(2024)科学八上 第3章《电路探秘》 基础性学习评价(含解析)

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浙教版八上第3章《电路探秘》基础性学习评价
答题卷
班级 姓名
一、选择题:(本大题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的,不选、错选、多选均不得分。)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
题号 9 10 11 12 13 14 15
答案
二、填空题:(本大题有7小题20空,每空2分,共40分)
16.
17.(1) (2) (3)
18.
19.(1) (2) (3)
20.(1)
(2) 。
(3) 。
21.(1) (2) (3)
22. 。
三、探究题:(本大题有5小题,共40分)
23.(1)       。
(2)
(3)    。
24.(1)
(2)②
③ ,

25.(1) (2)
(3)① ;

26.(1)
(2) ,
(3)
27.(1)
(2) ;
(3)
(4) 。
四、综合题:(本大题有5小题,28小题5分,29、30小题各6分,31小题8分、32小题10分,共35分)
28.
29.
30.
31.(1)   
(2)    。
(3)   
(4)    。
32.(1)    。
(2)
(3)
(4)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3章《电路探秘》基础性学习评价
解析卷
(测试时间60分钟 满分160分)
一、选择题:(本大题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的,不选、错选、多选均不得分。)
1.在一些使用精密仪器的场所,工作人员须穿着防静电服,防静电服面料中掺入的材料能导走身上静电的是(  )
A.金属 B.玻璃 C.橡胶 D.陶瓷
【答案】A
【解析】能够导走静电的材料必须是导体。即能允许电荷快速移动。
A.金属是良好的导体,内部有大量自由电子可以传导电荷,因此掺入防静电服面料后能有效导走人体静电,故A符合题意;
B.玻璃通常是绝缘体,不导电无法有效导走静电,故B不符合题意;
C.大多数橡胶是绝缘体,用于防止静电而非导走静电,故C不符合题意;
D.陶瓷一般是绝缘体,在高压下可能部分导电,但不稳定,不适合日常防静电,故D不符合题意。
2.将毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器,能正确表示橡胶棒和验电器金属箔片带电情况的图是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】AD.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,验电器由于接触带电,所以两金属箔都带上负电荷,故验电器的金属箔片因为同种电荷相互排斥而张开,故A符合题意,D不符合题意;
BC.由于毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,所以图中的橡胶棒带的电荷错误,故BC不符合题意。
3.一间教室安装有10盏规格相同的日光灯,正常工作时,通过门边总控开关的电流是1.8A。自习时,为节能,关掉讲台的2盏灯,通过总控开关的电流变为(  )
A.1. 44A B.1. 62A C.1. 8A D.2. 16A
【答案】A
【解析】10盏规格相同的日光灯连接方式为并联,正常工作时,通过门边总控开关的电流是1.8A,则通过每一盏的电流为0.18A,关掉讲台的2盏灯,还剩8盏,通过总控开关的电流变为
0.18A×8=1.44A
4.下列物品中通常情况下属于绝缘体的是(  )
A.塑料尺 B.人体 C.铜线 D.铝线
【答案】A
【解析】铝线、人体和铜线都容易导电,属于导体;塑料尺不容易导电,属于绝缘体。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5.用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连,将两钥匙插入橙子中(如图)。闭合开关,灵敏电流计指针发生偏转。下列推测一定正确的是(  )
A.闭合开关后,橙子内有电流通过
B.钥匙甲的导电能力比钥匙乙的强
C.通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D.闭合开关后,橙子内只发生物理变化
【答案】A
【解析】A.闭合开关后,橙子相当于电源,橙子内有电流通过,电流表中有电流通过,故A正确;
B.甲比乙的金属活动性强,不能判断钥匙甲、乙导电能力的强弱,故B错误;
C.通过钥匙甲的电流和通过钥匙乙的相同,故C错误
D.闭合开关后,橙子内发生化学变化,将化学能转化为内能,故D错误。
6.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号 材料 长度/m 横截面积/
① 锰铜丝 1.0 0.2
② 镍铬合金丝 0.5 0.2
③ 镍铬合金丝 1.0 0.2
④ 镍铬合金丝 1.0 0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】B
【解析】A.灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A错误;
B.选择金属丝①和③,导线的长度和横截面积均相同,而材料不同,可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关,故B正确;
C.探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,保持导体的材料和横截面积相同,长度不同,选择金属丝②和④,导线的长度和横截面积都不同,不能探究电阻的大小与导体的长度的关系,故C错误;
D.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,保持导体的材料和长度相同,横截面积不同,选择金属丝①和④,导体的材料和横截面积不同,长度相同,不能探究电阻的大小跟导体的横截面积的关系,故D错误。
7.小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。
8.在如图所示的电路中,闭合开关,灯泡都不发光。为了寻找灯泡不亮的原因,将一根完好的导线一端固定在电源正极,另一端依次接触、、、四个接线柱,发现只有与接线柱接触时灯泡才发光。若电路中只有一处断路,位置可能是(  )
A.导线① B.开关 C.导线② D.灯泡
【答案】D
【解析】根据实物图可知,两个灯泡串联接入电路中,当开关闭合时,灯、均不亮,这说明电路出现了断路故障;某同学用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触、、、四个接线柱,发现只有与接触时小灯泡才发光,这说明接触、、时,电路仍然是断开的,接触时电路是闭合的,所以断路出现在之间,即灯泡断路。
9.某停车场有自动和人工两种抬杆放行方式。车辆自动识别装置识别车牌成功,自动闭合,付费成功 自动闭合,电动机工作,抬杆放行;若识别车牌失败,无法闭合,则付费后利用人工闭合电动机工作,抬杆放行。下列电路设计符合此功能的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】车辆自动识别装置识别车牌成功,S1自动闭合,付费成功S2自动闭合,电动机工作,抬杆放行;说明S1和S2是串联的,若识别车牌失败,S1无法闭合,则付费后利用人工闭合S3电动机工作,抬杆放行,说明S3和S1、S2并联,故C符合题意,ABD不符合题意。
10.要测未知电阻的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻、未知电阻、开关。导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表和的示数分别如图乙和图丙所示,则的阻值为(  )
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
【答案】B
【解析】由图可知,两电阻并联,电流表A1测量R0支路的电流,电流表A2测量干路电流,由乙图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.1A,流经R0支路的电流I1=0.1A,由丙图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,干路电流I=0.3A,R0两端电压
U1=I1R0=0.1A×20Ω=2V
根据并联电路的电流规律可得,流经未知电阻Rx的电流 I2=I-I1=0.3A-0.1A=0.2A
并联电路中各支路电压都相等,则未知电阻Rx两端电压
U2=U1=2VRx的阻值
11.学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程,小敏认识并使用了如图台秤,发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律,小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,设计的电路最合理的是(  )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A.图中电阻R0和变阻器R串联,电压表测量R两端的电压,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到电压表的示数
由上式可知,电压表示数UV和R不成正比,故A不符合题意;
B.图中电阻R0和变阻器R串联,电压表测量R上端的电压,因为电压表内阻很大,在电路中相当于开路,滑片移动过程中,电路的总电阻不变,由可知,电路中的电流不变,因此电压表的示数为UV=IR滑入,所以UV和R滑入成正比,故B符合题意;
CD.图中电阻R0和变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电流表的示数为
所以I与R不成正比,故CD不符合题意。
12.小阳准备为博物馆设计一个自动计录入馆人数的电路。电路中电源电压恒定不变,R0为定值电阻,力敏电阻R的阻值随其所受压力的增大而减小。设计要求当一位参观者通过入口,使力敏电阻R受到的压力增大时,电表的示数减小,计数器自动计数一次。下列电路图满足设计要求的是(  )
A.B.B C.D.
【答案】B
【解析】ABC、两个电阻都是串联,力敏电阻R受到的压力增大时,电阻R减小,使得电路中的电流变大,而电表的示数减小,故C错误,根据串联分压特点知,电阻R减小,分得的电压减小,符合题意,故B正确,定值电阻的电压增大,故A不符合题意;
D、两个电阻并联,电压相等,当力敏电阻R受到的压力增大时,电阻R减小,使得R支路中的电流变大,定值电阻的电流不变,干路电流变大,电流表示数变大,故D不符合题意。
13.如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法不正确的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
【答案】B
【解析】根据电路图可知,电阻R1、R2串接入电路中,电压表测量电阻R1两端的电压;
AB、压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,当油箱中的油量减少时,压敏电阻的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,压敏电阻分担电压变大;根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端电压变小,由于电压表示数大于某一值U时,就会触发报警,所以R1是压敏电阻;此时电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,故A正确、B错误;
C、电压表的报警电压不变,定值电阻两端电压不变,若换用阻值更大的定值电阻,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据可知,压敏电阻的阻值变大,警戒油量将变小,故C正确;
D、电压表的报警电压不变,若换用电压更大的电源,定值电阻两端电压变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据可知,压敏电阻的阻值变小,警戒油量将变大,故D正确
14.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法中正确的是(  )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低
C.环境温度为0℃时,电压表的示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
【答案】D
【解析】A、由图b可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A错误;
B、由电路图可知,R1与R0串联,电压表测量R0两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,
所以,由可知,当电压表V示数越大时,电路中的电流越大,
由可知,电路中的总电阻越小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值越小,
由图乙可知,环境的温度越高,故B错误;
C、由图象可知温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,此时电压表的示数最小,
此时电路中的电流:,
电压表的最小示数:U0小=I小R0=0.0075A×300Ω=2.25V,故C错误;
D、当电压表的示数U0=3V时,电路允许测量的温度最高,
此时电路中的电流:
电路中的总电阻:
热敏电阻的阻值:R1=R﹣R0=450Ω﹣300Ω=150Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D正确。
15.某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动,AP与R接触良好,当电流表的示数达到某一数值I时,报警器发出响声,提醒监测员水位达到警戒值。下列说法正确的是(  )
A.当水位升高时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.当水位升高时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大电源电压
D.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大定值电阻R0阻值
【答案】C
【解析】A、由图示知,R与定值电阻R0串联在电路中,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;水位升高时,金属滑杆向上移动,R接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,R两端的电压变小,电压表示数变小,电路的总阻值变小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B、根据可知,电压表示数与电流表示数的比值为R接入电路的阻值,水位升高时,R接入电路的阻值变小,所以两电表示数的比值变小,故B错误;
CD、警戒水位值调小,则金属滑杆AP向下移动,变阻器接入电路的阻值变大,而报警器发出响声时的电流值不变,则可增大电源电压或减小定值R0的阻值,故C正确,D错误。
二、填空题:(本大题有7小题20空,每空2分,共40分)
16.小明在实验室看到一个用线悬挂起来的轻质小球。为了能快速的判断:
(1)小球是否带电;(2)小球的带电性。
小明画出了下面的思维导图,请你根据学过的知识完成下列问题:
①处应填入     ;②处应填入     。
下列现象中与摩擦起电无关的是     (填字母)。
A.雷电现象 B.脱毛衣时产生火花与“噼啪”声
C.演奏小提琴,琴弓与琴弦摩擦产生声音 D.梳头时头发随梳子飘起来
【答案】①球带正电;②带电体能吸引轻小物体;C。
【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,将轻质小球去靠近该玻璃棒时,球被排斥,同种电荷相互排斥,故小球带正电;
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,如果去靠近细线悬吊着的轻质小球时,产生了相互吸引的现象,那么小球有两种可能:
①根据带电物体可以吸引轻质小球的性质,小球可以不带电;
②根据异种电荷相互吸引的性质,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,所以小球带负电;
物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上,得到电子的那个物体就带了负电,另一个失去电子的物体就带了等量的正电,这种现象称为摩擦起电,这些物体所带的电荷叫静电。
雷电现象、脱毛衣时产生火花与“噼啪”声、梳头时头发随梳子飘起来都与摩擦起电有关;
演奏小提琴,琴弓与琴弦摩擦产生声音这是利用振动发声,与摩擦起电无关。故C符合题意,ABD不符合题意。故选:C。
17.如图为探究“影响导体电阻大小因素”的一套实验器材(其中A、B、C为锰铜合金,D为镍铬合金)。请回答下列问题。
(1)实验时无法借助仪器直接测得导体电阻大小,而是通过对比     得出。
(2)为探究导体电阻大小与横截面积的关系,可选取     两根导线进行实验。
(3)本实验在进行现象对比时,存在主观性。若在电路中串联一个     (填“电流表”或“电压表”),则可以通过定量的数据客观地比较导体电阻的大小。
【答案】(1)小灯泡的亮度;(2)a、c;(3)电流表。
【解析】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法;
(2)要探究导体的电阻大小与横截面积的关系,需要控制材料和长度相同,改变横截面积,因此应将编号为a、c的电阻丝接入电路进行实验;
(3)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
18.在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中,科学兴趣小组根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U 图像,现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙电路,电源电压恒为8V,则图乙电路电流表的示数为     A;若将小灯泡L和定值电阻R连成如图丙电路,电源电压不变,则在开关S1、S2闭合时,电流表A1示数为     A;若断开开关S2,则电流表A2的示数     。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】0.3;0.9;不变。
【解析】由图乙可知,R和L串联,电流表测电路的电流,由图甲可知,当电路中的电流为0.3A时,灯L两端的电压为2V,R两端的电压为6V,根据串联电路的电压规律可知,R和L两端的总电压为:U'=UR+UL=6V+2V=8V,而乙图中电源电压正好为8V,所以此时电流表的示数为0.3A;
由图丙可知,在开关S1、S2闭合时,R和L并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯L的电流,电源电压不变,因为并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以由图甲可知,此时通过灯L的电流为0.5A,通过R的电流为0.4A,则干路电流为:I=IL+IR=0.5A+0.4A=0.9A,即电流表A1的示数为0.9A,若断开开关S2,只有灯L工作,其两端的电压不变、阻值不变,则通过灯的电流不变,即则电流表A2的示数不变。
19.如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片,S为自动控制开关。闭合开关S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;已知电源电压U=6V,R0=10Ω,AB是一根粗细均匀,长度为20cm,总阻值为10Ω的电阻丝。
(1)电子秤的刻度表是由     (选填“电流表”或“电压表”)改装的;
(2)秤盘上未放物体时,电路中的电流为     A;
(3)若将AB换成一根同样长度,粗细均匀,总阻值为20Ω电阻丝,秤的精确度会     (选填“降低”或“提高”)。
【答案】(1)电流表;(2)0.3;(3)提高。
【解析】(1)由图可知,电子秤刻度表串联在电路中,应该是电流表;
(2)闭合开关S,秤盘内不放物体时,滑片P刚好处在A端,两电阻串联接入电路,
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和以及欧姆定律可得通过电路的电流为:
I0.3A;
(3)当放上相同物体时,对弹簧的压力相同,弹簧长度变化量不变,滑片移动的距离相同,若将AB换成一根同样长度,粗细均匀总电阻更大的电阻丝,相同长度电阻丝的电阻变化更大,电流表示数变化更明显,电流表示数变化范围增大,精确度提高。
20.在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
【答案】不同 电压表量程选大了 将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱
【解析】(1)为了使探究得出的结论具有普遍性,L1、L2应选择规格不相同的灯泡。
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,说明电压表选用的量程过大了,测量误差较大。
(3)串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,若能测出总电压,需要将电压表并接在两个灯泡两端,他的改接方法可以是:将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
21.如图是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0﹣3V,电源电压U=8V,均匀电阻丝ab长度为6cm,阻值为30Ω。
(1)为了让电压表能正常工作,则R0的阻值至少为    ;
(2)闭合开关S,电压表示数随着拉力大小的变化是    (填“均匀”或“不均匀”);
(3)若R0=70Ω,当拉力为200N时,电压表的示数为    。
【答案】(1)50Ω;(2)均匀;(3)1V。
【解析】(1)由图甲知,该电路为串联电路,电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压;电压表连接在滑片上,电阻R1全部接入电路,电阻R1与R0串联,电压表测量滑片左侧部分电阻丝两端的电压。电压表示为3V时,电路中的电流;
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知,电阻R0两端的电压U0=U﹣U1=8V﹣3V=5V
由知道,此时电阻R0的阻值;
(2)由于电压表内阻很大,相当于断路,当拉力变化,ab接入电路的阻值不变,根据欧姆定律知道,电路中的电流不变,由UV=IRPa知道,电压表示数与电阻丝Pa的阻值成正比,而弹簧受到的拉力每增加100N,弹簧伸长1cm,即电阻丝Pa的阻值与拉力成正比,所以电压表示数随拉力大小的变化是均匀的。
(3)由图乙知道,当拉力为200N时弹簧的伸长量为2cm,根据题意知道,均匀电阻丝ab长度为6cm,阻值为30Ω,故1cm电阻丝的阻值为;
则电压表并联部分的电阻丝的阻值为RP′=2cm×5Ω/cm=10Ω;
故电压表示数为。
22.如图甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻。在开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动的过程电,两电表示数变化情况如图乙所示。根据图象的信息可知,滑动变阻器R2的最大阻值为     Ω,电源电压为     。
【答案】30;15V。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路分压规律可知,此时滑动变阻器分得的电压最大,即电压表的示数最大,由图乙可知,此时电路中的最小电流为:I小=0.3A,
电压表的最大示数:U2大=9V,
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为:
R230Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当滑片P在最右端时的电源电压为:
U=I小R1+U2大=0.3A×R1+9V﹣﹣﹣①
由图乙可知当电流表示数为0.5A时,电压表的示数为5V,
同理可得电源电压为:U=I1R1+U2=0.5A×R1+5V﹣﹣﹣②
联立①②解得:R1=20Ω,U=15V。
三、探究题:(本大题有5小题,共40分)
23.用两个小灯泡探究并联电路中电流的规律,电路图如图甲所示。实验时需要测量A、B、C三处的电流。
(1)图乙所示是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是    (选填“A”“B”或“C”)处的电流。电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为   A。
(2)若要测量B处的电流,只需在图乙中改接一根导线即可实现。请你在改接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(3)改变电源电压,测出多组A、B、C三处的电流,数据如表所示,得到结论:干路电流等于各支路电流之和;各支路电流相等。请你指出探究过程中的不妥之处:    。
IA/A IB/A Ic/A
0.12 0.12 0.24
0.16 0.16 0.32
0.18 0.18 0.36
0.22 0.22 0.44
0.24 0.24 0.48
0.28 0.28 0.56
【答案】(1)C;0.32;(2)见上图;(3)选用的灯泡规格相同。
【解析】
(1)图乙所示是某次测量时连接的实验电路,电流表连接在干路上,此时电流表测量的是C处的电流。电流表的示数如图丙所示,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.32A。
(2)若要测量B处的电流,电流表与L2串联,如下所示:
(3)之所以得出各支路电流相等,是因为选用的灯泡规格相同,得出的结论是错误的。
24.小科用如图电路进行两项实验。
(1)实验一:探究电流与 的关系。
①按图连接好电路,闭合开关,移动R1的滑片到某处保持不动;
②移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。
(2)实验二:探究电流与电阻的关系。
①先移动R1的滑片到某一位置,再移动R2的滑片,使电压表的示数为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
②向右移动R1的滑片到另一位置,则他应向 移动R2的滑片,使电压表的示数仍为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。小科能否得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论 ,理由是 。
【答案】 电压 右 不能 无法读出R 的阻值
【解析】(1)[1]实验一中,移动R1的滑片到某处保持不动,通过移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,由此可知本实验中保持不变的是与电压表并联的电阻R1的阻值,改变的是其两端的电压,由此可知本实验探究的是电流与电压的关系。
(2)②[2]在探究电流与电阻的关系的实验中,应保持不同定值电阻两端的电压不变,向右移动R1的滑片,相当于增大定值电阻,电压表的示数会增大,为了保持电压表的示数不变,由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器R2两端的电压,根据串联分压原理分析滑动变阻器R2接入电路的电阻也应增大,由图可知应向右移动R2的滑片。
③[3][4]本实验要知道电阻阻值与通过电阻的电流的大小,电流可通过电流表测得,R1是滑动变阻器,不能读出滑片在不同位置其对应的阻值大小,因此不能得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论。
25.图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组 电阻丝 材料 长度(厘米) 直径(毫米) 电流(安)
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:

②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗;
【答案】(1)0.32 (2)bc(或2和3)(3)金属电阻随温度的降低而减小,最后变为超导体 输电线
【解析】(1)根据图2知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)①[1]根据图3图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
②[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
26.小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接;
(2)闭合开关前,滑片P应处于 (选填“C”或“D”)位置。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R0的电阻为 欧;
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】 C 13Ω 变大
【解析】(1)[1]根据甲图可知吗,电路为串联电路,乙图中缺滑动变阻器和电源之间的一条线,如下图:

(2)闭合开关前,滑片P应处于阻值最大的位置C处。由丙图,可知定值电阻的电流为0.2A,电压为2.6V,则定值电阻的阻值为
(3)[3]当滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压原理可得,滑动变阻器两端电压变小,据串联电路中电压规律得,定值电阻两端电压变大。
27.小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)在连接电路时开关应 (填“断开”或“闭合”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是 ;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为 伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是 。
【答案】断开 先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程 1.5 导线有电阻,两端存在电压
【解析】(1)在连接电路时开关应断开,起到保护电路的作用。
(2)[2]在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,根据试触法可知,可先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程。
(3)[3]如图乙可知,电压表选择小量程接入电路中,分度值为0.1V,其读数为1.5V。
(4)[4]实验中,预期的实验结果应是两灯泡上的电压U1、U2之和等于两灯泡两端的总电压U,但实际上导线有电阻,两端存在电压,分担了很小部分的电源电压,因此两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U。
四、综合题:(本大题有5小题,28小题5分,29、30小题各6分,31小题8分、32小题10分,共35分)
28.如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:
(1)电流表A1的示数I1;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)电流表A1的示数I1为0.9A;(2)电阻R2的阻值为30Ω。
【解析】
(1)由图可知,R1与R2并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A测干路电流;
根据并联电路各支路两端的电压相等可知:U1=U2=U=9V;
则电流表A1的示数:I10.9A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=1.2A﹣0.9A=0.3A,
根据I可得R2的阻值:
R230Ω。
29.为开展科技活动,小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路,如图甲所示,电源电压恒为19V。此外,利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求:
(1)电阻R1的阻值。
(2)闭合开关S1,要使S2断开时R1两端的电压变为16V,电阻R2的阻值。
解:(1)根据欧姆定律R1=,已知从图乙中选取R1的电压U=19V,对应的电流I=0.95A,
则R1= ==20Ω。
(2)当闭合开关S1,S2 断开时,R1与R2 串联。已知电源电压U=19V,R1两端电压U1=16V。根据串联电路电压特点U=U1+U2,R2两端电压U2=U U1=19V 16V=3V。因为R1=20Ω,U1=16V,串联电路中的电流处处相等I=I1=I2,电路中的电流I=I1= = =0.8A。最后由欧姆定律可得
R2= = =3.75Ω。
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)电阻R2 的阻值为3.75Ω。
30.小阳设计了一个测定油箱内油量的模拟装置,如图甲所示。其中电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。已知油箱清空时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R0的阻值。
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值。
解:(1)滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,油箱清空时,即油量为零时,滑片P在最上端时,滑动变阻器接入电阻最大,由图乙可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω,此时电路中的电流最小为0.1A,
则电路中的总电阻为:R总===60Ω,
则R0的阻值为:R0=R总﹣R大=60Ω﹣50Ω=10Ω;
(2)当电流表表盘的刻度为0.2A时,
电路的总电阻为:R'总===30Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
R=R'总﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由图乙可知,此时的油量值为600cm3。
答:(1)R0的阻值为10Ω;
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值为600cm3。
31.如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接了一段长管道,由于长管道中水柱具有电阻(简称“隔电电阻”),在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素,兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”,设计图乙所示电路测出其阻值,并且打开阀门,通过向左移动活塞,改变玻璃管内水柱的长度,以及用不同横截面积的均匀玻璃管重复实验,得到如下数据。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
横截面积/cm2 1.0 2.0 ?
水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20
“隔电电阻“阻值/Ω 2000 4000 8000 1000 2000 4000 500 1000 2000
(1)分析表中数据,推测第7至9次实验选择的玻璃管的横截面积为     厘米。
(2)比较1、2、3次实验数据可以得出结论     。
(3)结合表格数据,分析计算图甲电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2,若热水器接入电压为220V,人体的电阻为2000Ω,要使通过人体电流不超过10mA,则该管道长度不小于     cm。
(4)若在测“隔电电阻”阻值时,缺少电流表或电压表,可以通过增加一个阻值已知的定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中错误的是     。
A.B.C.D.
【答案】(1)4.0;(2)在长管道横截面积相同时,“隔电电阻“阻值与水柱的长度成正比;(3)25;(4)B。
【解答】解:(1)推测玻璃管的横截面积分析表中数据可知,当水柱长度相同时,横截面积越大,“隔电电阻”阻值越小,且电阻值与横截面积成反比关系。第1、4、7次实验中,水柱长度均为5厘米,第1次实验横截面积为1.0平方厘米,电阻为2000欧;第4次实验横截面积为2.0平方厘米,电阻为1000欧。由此可推出,电阻值变为原来的一半,横截面积变为原来的2倍。所以第7次实验中电阻为500欧,是第1次实验电阻的,则横截面积应为第1次实验横截面积的4倍,即4.0平方厘米。
(2)比较1、2、3次实验数据可知:长管道横截面积相同,水柱长度越长,隔电电阻越大,并且水柱长度增加几倍,隔电电阻的阻值也增加几倍,则可以得出结论为:在长管道横截面积相同时,“隔电电阻“阻值与水柱的长度成正比;
(3)由I可得:R总22000Ω;
根据串联电路的电阻特点可知,总电阻:R总=R管+R人,则:R管=R总﹣R人=22000Ω﹣2000Ω=20000Ω。
由表中数据可知,横截面积为1.0平方厘米时,水柱长度5厘米对应的电阻为2000欧,那么横截面积为0.5平方厘米时,设电阻为20000欧对应的水柱长度为L厘米,
根据电阻与横截面积成反比、与长度成正比的关系可得:,解得L=25厘米。
(4)A、当开关S1、S2闭合时,R1被短路,电压表的示数等于电源电压;
再断开开关S2时,电压表测量Rx两端的电压,则可计算出R1两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,故A正确;
B、电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,故B错误。
C、只闭合S2可测出通过被测电阻的电流,只闭合S1可测出通过R1的电流,由U=IR可得R1两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C正确;
D、当S1闭合,S2断开时,电流表测出通过R1的电流,由U=IR可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流,从而计算出Rx的阻值,故D正确;
故选:B。
32.空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器,其电路原理简图如图乙,用电流表显示空气质量指数,警报器(电压表改装)两端电压U0≥2V时会发出警报声,警示空气质量指数不达标。其中电源电压U为6V恒定不变,定值电阻R0=5Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系如图丙所示。
(1)气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而     。
(2)当电路中电流为0.2A时,空气质量指数K为多少?
(3)空气质量指数K达多少时,会触发警报器发出警报?
(4)若园区提高环保等级,要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准,应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路,并通过计算求解R1的阻值为多少Ω。(若结果不能整除,保留一位小数)
【答案】(1)减小;
(2)当电路中电流为0.2A时,空气质量指数K为50;
(3)空气质量指数K为200时,会触发警报器发出警报;
(4)为了达到新标准,在图丁中补全改装后的电路见解答图,在图1中R1的阻值为7.5Ω,在图2中R1的阻值约为16.7Ω。
【解析】(1)由图丙可知,气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而减小;
(2)由图乙可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端电压,当电路中电流为0.2A时,
根据欧姆定律可得,R0两端电压:U0=IR0=0.2A×5Ω=1V,
根据串联电路的电压规律可得,R两端电压:UR=U总﹣U0=6V﹣1V=5V,
R的阻值:R50Ω,
由图丙可知此时空气质量指数K为50;
(3)由题意可知,当警报器发出警报时,警报器两端电压U'0=2V,
则此时电流为I'0.4A,
R两端电压U'R=U总﹣U'0=6V﹣2V=4V,
R的阻值:R10Ω,
由图丙可知此时空气质量指数K为200;
(4)方法一:改装后的电路图如图1,R1与R0串联,
由图丙可知当空气质量指数K为100时,R=25Ω,
触发警报时,警报器两端电压U警=2V,则R两端电压仍为U'R=4V,
电路中的电流:I'0.16A,
R1与R0的总电阻:R总12.5Ω,
R1的电阻:R1=R总﹣R0=12.5Ω﹣5Ω=7.5Ω;
方法二:改装后的电路图如图2,R1与R0并联。
由图丙可知当空气质量指数K为100时,R=25Ω;
触发警报时,警报器两端电压U'0=2V,则通过R0的电流仍为I0=0.4A,
即R1和R0的总电流I总=I0=0.4A,
通过R的电流:I0.16A,
所以通过R1的电流:I1=I总﹣I=0.4A﹣0.16A=0.24A,
R1的电阻:R116.7Ω。
答:(1)减小;
(2)当电路中电流为0.2A时,空气质量指数K为50;
(3)空气质量指数K为200时,会触发警报器发出警报;
(4)为了达到新标准,在图丁中补全改装后的电路见解答图,在图1中R1的阻值为7.5Ω,在图2中R1的阻值约为16.7Ω。
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第3章《电路探秘》基础性学习评价
试题卷
(测试时间60分钟 满分160分)
一、选择题:(本大题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的,不选、错选、多选均不得分。)
1.在一些使用精密仪器的场所,工作人员须穿着防静电服,防静电服面料中掺入的材料能导走身上静电的是(  )
A.金属 B.玻璃 C.橡胶 D.陶瓷
2.将毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器,能正确表示橡胶棒和验电器金属箔片带电情况的图是(  )
A. B. C. D.
3.一间教室安装有10盏规格相同的日光灯,正常工作时,通过门边总控开关的电流是1.8A。自习时,为节能,关掉讲台的2盏灯,通过总控开关的电流变为(  )
A.1. 44A B.1. 62A C.1. 8A D.2. 16A
4.下列物品中通常情况下属于绝缘体的是(  )
A.塑料尺 B.人体 C.铜线 D.铝线
5.用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连,将两钥匙插入橙子中(如图)。闭合开关,灵敏电流计指针发生偏转。下列推测一定正确的是(  )
A.闭合开关后,橙子内有电流通过
B.钥匙甲的导电能力比钥匙乙的强
C.通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D.闭合开关后,橙子内只发生物理变化
6.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号 材料 长度/m 横截面积/
① 锰铜丝 1.0 0.2
② 镍铬合金丝 0.5 0.2
③ 镍铬合金丝 1.0 0.2
④ 镍铬合金丝 1.0 0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
7.小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A.B.C.D.
8.在如图所示的电路中,闭合开关,灯泡都不发光。为了寻找灯泡不亮的原因,将一根完好的导线一端固定在电源正极,另一端依次接触、、、四个接线柱,发现只有与接线柱接触时灯泡才发光。若电路中只有一处断路,位置可能是(  )
A.导线① B.开关 C.导线② D.灯泡
9.某停车场有自动和人工两种抬杆放行方式。车辆自动识别装置识别车牌成功,自动闭合,付费成功 自动闭合,电动机工作,抬杆放行;若识别车牌失败,无法闭合,则付费后利用人工闭合电动机工作,抬杆放行。下列电路设计符合此功能的是(  )
A. B. C. D.
10.要测未知电阻的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻、未知电阻、开关。导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表和的示数分别如图乙和图丙所示,则的阻值为(  )
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
11.学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程,小敏认识并使用了如图台秤,发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律,小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,设计的电路最合理的是(  )
A.B.C.D.
12.小阳准备为博物馆设计一个自动计录入馆人数的电路。电路中电源电压恒定不变,R0为定值电阻,力敏电阻R的阻值随其所受压力的增大而减小。设计要求当一位参观者通过入口,使力敏电阻R受到的压力增大时,电表的示数减小,计数器自动计数一次。下列电路图满足设计要求的是(  )
A.B.B C.D.
13.如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法不正确的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
14.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法中正确的是(  )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低
C.环境温度为0℃时,电压表的示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
15.某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动,AP与R接触良好,当电流表的示数达到某一数值I时,报警器发出响声,提醒监测员水位达到警戒值。下列说法正确的是(  )
A.当水位升高时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.当水位升高时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大电源电压
D.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大定值电阻R0阻值
二、填空题:(本大题有7小题20空,每空2分,共40分)
16.小明在实验室看到一个用线悬挂起来的轻质小球。为了能快速的判断:
(1)小球是否带电;(2)小球的带电性。
小明画出了下面的思维导图,请你根据学过的知识完成下列问题:
①处应填入     ;②处应填入     。
下列现象中与摩擦起电无关的是     (填字母)。
A.雷电现象 B.脱毛衣时产生火花与“噼啪”声
C.演奏小提琴,琴弓与琴弦摩擦产生声音 D.梳头时头发随梳子飘起来
17.如图为探究“影响导体电阻大小因素”的一套实验器材(其中A、B、C为锰铜合金,D为镍铬合金)。请回答下列问题。
(1)实验时无法借助仪器直接测得导体电阻大小,而是通过对比     得出。
(2)为探究导体电阻大小与横截面积的关系,可选取     两根导线进行实验。
(3)本实验在进行现象对比时,存在主观性。若在电路中串联一个     (填“电流表”或“电压表”),则可以通过定量的数据客观地比较导体电阻的大小。
18.在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中,科学兴趣小组根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U 图像,现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙电路,电源电压恒为8V,则图乙电路电流表的示数为     A;若将小灯泡L和定值电阻R连成如图丙电路,电源电压不变,则在开关S1、S2闭合时,电流表A1示数为     A;若断开开关S2,则电流表A2的示数     。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片,S为自动控制开关。闭合开关S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;已知电源电压U=6V,R0=10Ω,AB是一根粗细均匀,长度为20cm,总阻值为10Ω的电阻丝。
(1)电子秤的刻度表是由     (选填“电流表”或“电压表”)改装的;
(2)秤盘上未放物体时,电路中的电流为     A;
(3)若将AB换成一根同样长度,粗细均匀,总阻值为20Ω电阻丝,秤的精确度会     (选填“降低”或“提高”)。
20.在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
21.如图是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0﹣3V,电源电压U=8V,均匀电阻丝ab长度为6cm,阻值为30Ω。
(1)为了让电压表能正常工作,则R0的阻值至少为    ;
(2)闭合开关S,电压表示数随着拉力大小的变化是    (填“均匀”或“不均匀”);
(3)若R0=70Ω,当拉力为200N时,电压表的示数为    。
22.如图甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻。在开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动的过程电,两电表示数变化情况如图乙所示。根据图象的信息可知,滑动变阻器R2的最大阻值为     Ω,电源电压为     。
三、探究题:(本大题有5小题,共40分)
23.用两个小灯泡探究并联电路中电流的规律,电路图如图甲所示。实验时需要测量A、B、C三处的电流。
(1)图乙所示是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是    (选填“A”“B”或“C”)处的电流。电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为   A。
(2)若要测量B处的电流,只需在图乙中改接一根导线即可实现。请你在改接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(3)改变电源电压,测出多组A、B、C三处的电流,数据如表所示,得到结论:干路电流等于各支路电流之和;各支路电流相等。请你指出探究过程中的不妥之处:    。
IA/A IB/A Ic/A
0.12 0.12 0.24
0.16 0.16 0.32
0.18 0.18 0.36
0.22 0.22 0.44
0.24 0.24 0.48
0.28 0.28 0.56
24.小科用如图电路进行两项实验。
(1)实验一:探究电流与 的关系。
①按图连接好电路,闭合开关,移动R1的滑片到某处保持不动;
②移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。
(2)实验二:探究电流与电阻的关系。
①先移动R1的滑片到某一位置,再移动R2的滑片,使电压表的示数为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
②向右移动R1的滑片到另一位置,则他应向 移动R2的滑片,使电压表的示数仍为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。小科能否得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论 ,理由是 。
25.图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组 电阻丝 材料 长度(厘米) 直径(毫米) 电流(安)
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:

②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗;
26.小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接;
(2)闭合开关前,滑片P应处于 (选填“C”或“D”)位置。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R0的电阻为 欧;
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
27.小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)在连接电路时开关应 (填“断开”或“闭合”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是 ;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为 伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是 。
四、综合题:(本大题有5小题,28小题5分,29、30小题各6分,31小题8分、32小题10分,共35分)
28.如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:
(1)电流表A1的示数I1;
(2)电阻R2的阻值。
29.为开展科技活动,小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路,如图甲所示,电源电压恒为19V。此外,利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求:
(1)电阻R1的阻值。
(2)闭合开关S1,要使S2断开时R1两端的电压变为16V,电阻R2的阻值。
30.小阳设计了一个测定油箱内油量的模拟装置,如图甲所示。其中电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。已知油箱清空时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R0的阻值。
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值。
31.如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接了一段长管道,由于长管道中水柱具有电阻(简称“隔电电阻”),在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素,兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”,设计图乙所示电路测出其阻值,并且打开阀门,通过向左移动活塞,改变玻璃管内水柱的长度,以及用不同横截面积的均匀玻璃管重复实验,得到如下数据。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
横截面积/cm2 1.0 2.0 ?
水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20
“隔电电阻” 阻值/Ω 2000 4000 8000 1000 2000 4000 500 1000 2000
(1)分析表中数据,推测第7至9次实验选择的玻璃管的横截面积为     厘米。
(2)比较1、2、3次实验数据可以得出结论     。
(3)结合表格数据,分析计算图甲电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2,若热水器接入电压为220V,人体的电阻为2000Ω,要使通过人体电流不超过10mA,则该管道长度不小于     cm。
(4)若在测“隔电电阻”阻值时,缺少电流表或电压表,可以通过增加一个阻值已知的定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中错误的是     。
A.B.C.D.
32.空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器,其电路原理简图如图乙,用电流表显示空气质量指数,警报器(电压表改装)两端电压U0≥2V时会发出警报声,警示空气质量指数不达标。其中电源电压U为6V恒定不变,定值电阻R0=5Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系如图丙所示。
(1)气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而     。
(2)当电路中电流为0.2A时,空气质量指数K为多少?
(3)空气质量指数K达多少时,会触发警报器发出警报?
(4)若园区提高环保等级,要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准,应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路,并通过计算求解R1的阻值为多少Ω。(若结果不能整除,保留一位小数)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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