九年级物理全册第15章探究电路单元测试卷（附解析沪科版）.doc

1 第十五章 探究电路 单元测试 【满分：100 分 时间：45 分钟】 一、选择题(每题 3 分，共 33 分) 1. 关于电流、电压和电阻，下列说法错误的是（　　） A．一段电路中有电流，其两端就一定有电压 B．电路两端有电压，电路中就一定有电流 C．电压、电流为零时，导体的电阻不为零 D．电路中的电阻变小时，电流不一定变大 【答案】B 【解析】电压是导体形成电流的原因，一段电路有电流，则两端就一定有电压，故 A 选项说法正确；电路 两端有电压，如果开关没有闭合，电路没有构成通路，则电路中也没有电流，故 B 选项不正确；导体的电 阻与导体两端的电压、电流无关，故 C 选项说法正确；电压一定时，其电阻越小，通过的电流越大，选项 中没有说明电压不变，所以电阻变小时，电流不一定变大。故选 B。 2.滑动变阻器的滑片 P 滑动时，接入电路的电阻发生变化的原因是（　　） A.加在电阻丝两端的电压发生变化 B.电阻丝横截面积发生变化 C.连入电路的电阻丝长度发生变化 D.通过变阻器的电流强度发生变化 【答案】C 【解析】滑动变阻器的滑片 P 滑动时，接入电路的电阻丝的长度发生变化，导致电路中电流变化，导致滑 动变阻器两端电压都发生变化，接入电路的电阻发生变化的原因是电阻丝长度的变化，电阻发生变化的结 果是电路电流变化和滑动变阻器两端的电压的变化。整个过程中电阻丝的横截面积都没有变化。 3.一段导体两端的电压是 4V 时导体中的电流是 1 A，如果将电压减少到 2V 时，导体中的电流为（　　） A．2A B．0．25A C．3A D．0．5A 【答案】D 【解析】因电阻的大小与两端的电压无关，所以当其两端电压减到 2.0V 时，电阻的阻值不变； 所以有： 所以 ，故选 D。 1 2 1 2 U U I I = 2 2 1 1 2 1 0.54 U VI I A AU V = = × =2 4.如图，R1=10Ω，R2=30Ω，R3=20Ω，电源电压保持不变，若 S1、S2 都闭合，则电路中的总电阻是（　　） A．40Ω B．60Ω C．12Ω D．无法判断 【答案】C 【解析】当 S1、S2 都闭合，R1 被短路， R2 和 R3 并联。 电路的总电阻 R= 。 5. 如图所示电路，电源电压保持不变，R1=10Ω，R2=20Ω，R3 的阻值不为零，当开关 S1 闭合，S2 断开时， 电压表的示数为 6V，当开关 S1、S2 都闭合时，电压表的示数可能为（　　） A．6V B．8V C．9V D．11V 【答案】B 【解析】当开关 S1 闭合，S2 断开时，电阻 R1、R2、R3 串联，电压表测量的是电阻 R2 两端的电压等于 6V，此 时电路中的电流为 ，则电阻 R1 两端的电压 U1=IR1=0.3A×10Ω=3V，此时电阻 R3 两端 的电压 U3=U-3V-6V=U-9V；当开关 S1、S2 都闭合时，电阻 R1 被短路，电压表仍然测量的是电阻 R2 两端的电 压，但是电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的示数会增大，因此电压表示数会大于 6V。但是电阻 R3 两端的电压 U3 也会增大，电源电压不变，一开始 U3=U-3V-6V=U-9V，故此时电压表的示数会小于 9V。综上 分析，电压表的示数大于 6V 小于 9V，故选项中只有 8V 符合要求。故选 B。 6.如图所示，MN 间电压恒定，R1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 20Ω。当滑动变阻器滑片 P 处于 a 端时，电流表示数为 0.25A；当滑片 P 处于 ab 中点时，电流表示数为 0.40A，则 MN 间的电压是（　　） A．6 V B．5 V C．4 V D．3 V 2 3 2 3 30 20 1230 20 R RR R R Ω× Ω= = = Ω+ Ω + Ω 2 2 6 0.320 U VI AR = = =Ω3 【答案】D 【解析】当滑动变阻器滑片 P 处于 a 端时，R1 和滑动变阻器的最大阻值 R2 并联， 则有 --------① 当滑片 P 处于 ab 中点时，R1 和 R2 并联， 则有 -----② 由①②两式可得：U=3V。 7．如图所示的电路中 a、b 端电压保持不变已知 R1：R2＝1：4 则开关 S 闭合前后通过 R2 的电流之比及 R2 两 端的电压之比分别是（　　） A．4：5，5： B．4：5，4：5 C．5：4，4：5 D．5：4，5：4 【答案】B 【解析】：（1）开关断开时，R1 和 R2 串联， 通过 R2 的电流 ， R2 两端的电压 ； 开关闭合时，电路为 R2 的简单电路，所以，R2 两端的电压 U2′=U，通过的电流 ； 所以 ， ，选 B。 1 2 0.25U U AR R + = 1 2 1 2 0.401 2 U U AR R + = 2 1 2 2 2 2 4 0.25 5 U U UI I R R R R R = = = =+ + 2 2 2 2 2 4 4 5 5 U UU I R RR = = × = ' 2 2 UI R = ' 2 2 2 2 4: : 4:55 U UI I R R = = ' 2 2 4: : 4:55 UU U U= =4 8.如图所示，是一种测定油箱内油量的装置，其中 R 是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片和滑杆相 连，滑杆可绕固定轴 O 转动，另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是（　　） A．油量变少，电流表示数不变 B．油量越少，电流表示数越大 C．油量越多，电流表示数越小 D．油量越多，电流表示数越大 【答案】B 【解析】由电路图可知，两电阻串联，油量表（电流表）测电路中的电流，电压表测 R′两端的电压． （1）当油面上升时，R 接入电路的电阻变小，电路中的总电阻 R 变小，电源电压不变，由于 可知， 电路中的电流 I 变大，油量表的示数变大，电阻 R′阻值不变，由 U=IR 可知，R′两端的电压变大，电压表 示数变大，故 A 错误；B 正确； （2）当油面下降时，R 接入电路的电阻变大，电路中的总电阻 R 变大，电源电压不变，由于 可知， 电路中的电流 I 变小，油量表的示数变小，电阻 R′阻值不变，由 U=IR 可知，R′两端的电压变小，电压表 示数变小，故 CD 错误；故选 B。 9.如图所示滑动变阻器的最大阻值为 200Ω，电阻 R2 为 300Ω，电源电压是 6V 且保持不变，当滑动变阻器 的滑片由 a 端到 b 端，电压表示数的变化是（　　） A. 6～0V B.3.6～6V C.6～3.6V　 D. 6～2.4V 【答案】C 【解析】滑动变阻器滑片位于 a 端时，电压表测的是电源电压，读数为 6V，滑片位于 b 端时，电压表测的 是 R2 的电压，电流中的电流 ， ，故选 C。 10．如图所示的电路中 R1＝2Ω 现将 R1 换成 4Ω 的电阻 R2 为保持电压的示数不变滑动变阻器的滑片 P 应该 （　　） A．向 a 端滑动 B．向 b 端滑动 C．保持原位不动 D．不可能使电压表示数不变 UI R = UI R = 6 0.012200 300 VI A= =Ω + Ω 2 2 0.012 300 3.6U IR A V= = × Ω =5 【答案】B 【解析】当 R1 换成 R2 时， ∵R1＜R2，且串联电路电阻越大分得的电压越大， ∴此时 R2 两端的电压变大， ∵要保持电压表的示数不变， ∴应减小 R2 两端的电压，增大滑动变阻器两端的电压，即滑片 P 向 b 端滑动、增大接入电路的阻值。故选 B。 11．应该用测电笔去辨别火线与零线，决不能用手直接去接触电线，这是因为（　　） A.手接触火线时，手不会发光，无法辨别火线 B.手接触零线时，通过人体的电流很大，人体会触电 C.氖管发光时，一定不会有电流通过人体 D.氖管发光时，通过人体的电流很小，人体不会触电 【答案】D 【解析】A、当手接触火线时，由于火线与大地之间的电压为 220V，而人体安全的电压是不高于 36V，因此 手直接接触火线，人会有生命危险；B、手接触只接触零线时，由于零线与大地之间的电压为 0，不会有电 流通过人体；CD、用测电笔测量火线时，加在测电笔和人之间的电压是 220V，测电笔和人是串联的，串联 的电阻起分担电压的作用，电阻越大，分担的电压越大，测电笔的电阻很大，分担的电压很大，人分担的 电压很小，电压不高于 36V，不会对人造成危害。 二、填空题(每空 2 分，共 22 分) 12.滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中的 来改变电阻的。为了使滑动变阻器对电路 起到保护作用，一般将它 联在电路中，并且通常在使用前将滑片调到 的位置上。 某滑动变阻器的铭牌上标有“1A 50Ω”字样，它表示的物理意义是 。 【答案】电阻丝的长度；串；最大阻值；滑动变阻器允许通过的最大电流是 1A，滑动变阻器的最大阻值是50Ω。 【解析】滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的。为了使滑动变阻器对电 路起到保护作用，一般将它串联在电路中，并且通常在使用前将滑片调到最大阻值的位置上。某滑动变阻 器的铭牌上标有“1A 50Ω”字样，它表示的物理意义是滑动变阻器允许通过的最大电流是 1A，滑动变阻 器的最大阻值是 50Ω。6 13.如图 1 所示的电路中，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关 S 后，滑片 P 从 a 端 移动到 b 端，电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如图 2 所示，则电源电压为 V，R2 的最大阻 值为 Ω。 【答案】3；10 【解析】由图 1 可知，两电阻串联，电压表测 R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时，电路中的电流最大，等效电路图如图； 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，等效电路图如图 由图可得： 根据图、可得： ，解得：R1=5Ω， 电源的电压：U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V。 14. 两只定值电阻，甲标有“10Ω 1A”字样，乙标有“15Ω 0.6A”字样，把它们串联在同一电路中， 总电阻是 Ω；电路两端允许加的最大电压为 V。 【答案】25；15 【解析】串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以两电阻串联电路的总电阻：R=10Ω+15Ω=25Ω；因为 串联电路处处电流相等，所以两只定值电阻串联时，电路中的最大电流为 0.6A，由 I=U/R 可得，串联电路 两端允许加的最大电压：U=IR=0.6A×25Ω=15V。 2 2 2 2 100.2 U VR I A = = = Ω 1 1 1 2 2 1 1 2 0.6 3 0.2 1 U I R R R A UI R A R R += = = = +7 15．有两个电阻之比 R1：R2=2：5，把它们串联在电路中，通过它们的电流强度之比 I1：I2= ， 加在它们的两端电压之比 U1：U2= ；如果把它们并联在电路中，通过它们的电流之比 I1： I2= ，加在它们两端的电压之比是 U1：U2= 。 【答案】1:1；2:5；5:2；1:1 【解析】（1）∵串联电路各处的电流相等，∴两电阻串联时通过的电流相等，即 I1:I2=1:1， ∵U=IR，∴它们两端的电压之比 U1:U2=R1:R2=2:5。 （2）∵并联电路各支路两端的电压相等，∴U1:U2=1:1，∵ ，∴通过它们的电流之比 I1:I2=R2:R2=5:2。 三、作图题(每题 6 分，共 6 分) 16.如图所示电路中，两灯都标有“220V 40W”字样。请用笔画线连接家庭电路，一个开关控制两盏灯，且 两灯都能正常发光。 【答案】 【解析】家庭电路的电压是 220V，两灯都标有“220V 40W”，两个灯泡都正常工作，两灯并联在家庭电路 中，一个开关同时控制两盏灯，开关接在干路上。开关还要接在火线上，在更换灯泡时更安全。 四、实验探究题(17 题 14 分，18 题 14 分，19 题 4 分共 30 分) 17.小芳在探究影响导体电阻大小的因素时，猜想导体的电阻可能与下列因素有关：（ ） A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积 为验证上述猜想，小芳用图甲的器材进行实验，其中①、②、③是镍洛合金丝，④是锰铜丝 UI R =8 （1）连接电路时，开关应处于 状态，在 M、N 之间分别接上不同的导体，闭合开关后通过观察 来比较导体电阻的大小。 （2）为验证猜想 B，应选用编号为 两根金属丝分别接入电路进行实验。 （3）分别将①、③两金属丝接入图中 M、N 两点间，电流表的示数不同，由此得到的结论是：当材料和长 度相同时，导体电阻跟 有关。 （4）小芳同学想进一步测出②的电阻大小，把②接在 M、N 的同时并联上电压表测出其两端的电压为 1V， 电流表的示数如图乙所示，此读数为 A，则②的电阻为 Ω。 【答案】（1）断开；电流表示数或灯泡的亮度；（2）①②；（3）横截面积；（4）0.2；5 【解析】（1）为避免误操作引起短路现象，连接电路时要求开关断开；通过电流表的示数或灯泡的亮度来 显示电阻的大小。（2）为研究电阻与导体的长度关系，要控制材料和横截面积一定，所以要选择编号① ②。 （3）①③两金属丝材料都是镍铬合金，长度相同，横截面积不同，所以是研究导体电阻跟横截面积的关系。 （4）电流表使用的单位是 A，每一个大格代表 0.2A，每一个小格代表 0.02A，示数是 0.2A； R=U/I=1V/0.2A=5Ω。 18.某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用了如图所示的电路图。实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、 8Ω、10Ω，电源电压是 3V，滑动变阻器的阻值范围是 0～15Ω。 （1）他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法实验分两步进行： ①保持电阻不变，探究电流与 的关系； ②保持电压不变，探究电流与 的关系； （2）实验中，电流表的量程应选 A，电压表的量程应选 V； （3）在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由 5Ω 换成 10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动 变阻器的滑片，保持 不变；9 （4）该小组的同学在完成上述实验后，把定值电阻改成小灯泡，然后测量小灯泡的电阻，得到的三组数据 如下表所示，请你将表中的空白格补上； （5）小明处理完数据后发现，三次测得的灯丝电阻相差较大，与其他同学交流也是同样的情况，你认为出 现这种结果的原因是 。 【答案】（1）①电压；②电阻；（2）0～0.6，0～3；（3）定值电阻两端的电压； （4）8.3； （5）灯丝的电阻随着温度的升高而增大。 【解析】（1）电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻有关，在探究某一因素变化对电流的影响时，采 用控制变量法： ①保持电阻不变，探究电流与电压的关系； ②保持电压不变，探究电流与电阻的关系。 （2）因为电源电压为 3V，电压表的量程应选 0～3V；定值电阻最小为 5Ω，利用欧姆定律可知电路中的最 大电流为 ，电流表的量程应选 0～0.6A。 （3）把定值电阻由 5Ω 换成 10Ω，定值电阻两端的电压变大，为了控制电压不变，下一步的操作是调节滑 动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变。 （4）实验 3 中灯泡的电阻 。 （5）灯丝电阻在长度、横截面积、材料一定时，灯丝的电阻与温度有关，温度越高电阻越大或灯丝的电阻 与温度有关或温度越高，电阻越大。 19.小敏与小宇想测定电阻 Rx 的阻值。供选择的器材有：一个电源（电压不变、电压数值未知），一个已知 电阻 R0，电压表（最大量程大于电源电压），单刀双掷开关。小敏与小宇分别设计了如图乙所示的电路图。 3 0.65 V A=Ω 2.5 8.30.3 U VR I A = = ≈ Ω10 （1）为了测出 Rx 的阻值，应选择图 （甲/乙）的电路图，如果选用另一张电路图，在实验中会出 现 的现象。 （2）小敏与小宇最终达成了一致，选用了正确的电路图进行测定电阻 Rx 阻值的实验。 （a）先将单刀双掷开关打到“1”上，记下电压表的示数为 U1； （b）再将单刀双掷开关打到“2”上，记下电压表的示数为 U2；请写出，用测量的物理量，计算 Rx 的表达 式为 。 【答案】(1）乙；其中某次电压表的指针会反向偏转；（2） 【解析】（1）甲图中，当开关接触点 1 时，若电压表的正负接线柱正确，那当开关接触点 2 时，电压表的 正负接线柱就接反了； （2）①S 与 1 连接，电压表测量 R0 两端电压，电路中只有 R1，电压表示数即为电源电压 U，即 U1=U； ②S 与 2 连接，R0 与 RX 串联，电压表测量的是 R0 两端的电压，R1 与 R2 串联，电路中的电流 ， 电阻 RX 两端的电压 ，因此电阻 RX 的阻值为 。 五、计算题(每题 9 分，共 9 分) 20. 如图所示定值电阻 R1 的阻值为 10Ω，滑动变阻器 R 的阻值变化范围是 0～20Ω，当滑片 P 移到 R 的最 左端时电流表的示数为 0．6A；当滑片 P 移到 R 的最右端电流表和电压表的示数各是多少？ 【答案与解析】当滑动变阻器的滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为 0， 1 2 0 2 U U RU − 2 0 UI R = 1 2xU U U= − 1 2 0 2 x x U U UR RI U −= =11 所以电源电压 当滑动变阻器的滑片移到最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为 20Ω， 所以电路中的电流 ,即电流表的示数为 0.2A， 变阻器两端的电压 电压表测滑动变阻器两端的电压，所以电压表的示数为 4V。 1 0.6 10 6U IR A V= = × Ω = ' 1 6 0.210 20 U VI AR R = = =+ Ω + Ω ' 0.2 20 4RU I R A V= = × Ω =