第五章章末卷1 (2)

第五章章末卷1一、选择题（每小题3分，共36分）1（3分）如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P向右端滑动时（）A电流表示数减小，电压表示数减小B电流表示数不变，电压表示数不变C电流表示数增大，电压表示数减小D电流表示数减小，电压表示数增大【考点】IZ：电路的动态分析【分析】由电路图可知，两电阻并联，电流表测通过定值电阻的电流，电压表测电源的电压；根据电源的电压不变判断电压表示数的变化，根据并联电路的特点判断滑动变阻器的滑片P向右端滑动时电流表示数的变化。【解答】解：电路的等效电路图如下图所示：电源的电压不变，电压表的示数不变；并联电路独立工作、互不影响，滑片P向右端滑动时，通过定值电阻的电流不变，即电流表的示数不变。故选：B。【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是画出等效电路图和电路串并联的辨别以及电表所测电路元件的判断。2（3分）如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图，用于现场测试司机是否酒后驾车。其中电源电压保持不变，R为定值电阻，R为二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小。若某次测试中电流表示数较大，则说明（）A气体的酒精浓度较大，R阻值较小B气体的酒精浓度较大，R阻值较大C气体的酒精浓度较小，R阻值较小D气体的酒精浓度较小，R阻值较大【考点】IA：影响电阻大小的因素；IH：欧姆定律的应用【分析】由欧姆定律可知，电路中电压不变则电流越大，电路中电阻越小；再由题意可知传感器所测气体的酒精浓度的大小。【解答】解：电流示数较大，则由欧姆定律I=可知，此时电路中的电阻较小；因传感器特点为传感器阻值随气体酒精浓度的增大渐减小，故说明此时所测气体的酒精浓度较大；故选：A。【点评】本题考查欧姆定律的应用和传感器的特点，要求能灵活应用欧姆定律分析解答问题。3（3分）如图所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压恒定，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象如下选项所示，其中正确的是（）ABCD【考点】H!：串联电路的电流规律；I6：串联电路的电压规律；IH：欧姆定律的应用；II：电阻的串联【分析】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测量的是定值电阻R1两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。首先判断出滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器连入电路中电阻的变化，再根据串联电路电阻的特点，判断出电路中总电阻的变化，可利用公式I=判断出电路中电流的变化。定值电阻R1的阻值不变，利可用公式U=IR判断出定值电阻两端电压的变化；再利用串联电路电压的特点，判断出滑动变阻器两端电压的变化，从而可以判断出R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象。【解答】解：从图可知，定值电阻R1和滑动变阻器串联R2串联，当滑片P向右移动时，其连入电路中电阻的变大，则根据串联电路电阻的特点可知，此时电路中的总电阻变大，而电源电压不变，由公式I=可知电路中的电流变小，即电流表的示数变小。因为定值电阻R1的阻值不变，而电路中的电流变小，所以由公式U=IR可知定值电阻R1两端的电压U1变小；而电源电压不变，根据串联电路电压的特点可知，滑动变阻器R2两端的电压U2变大。综上所述，当电路中的电流I变大时，定值电阻R1两端的电压U1变大，滑动变阻器R2两端的电压U2变小，符合此要求的是B、C。故选：BC。【点评】本题考查了学生对欧姆定律、串联电路电压、电流和电阻关系的掌握和运用，关键是欧姆定律的应用，还要会看“UI”关系图象。4（3分）某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（）A电阻一定时，电流随着电压的增大而增大B电阻一定时，电压随着电流的增大而增大C电压一定时，电流随着电阻的增大而减小D电压一定时，电阻随着电流的增大而减小【考点】IL：探究电流与电压、电阻的关系实验【分析】本题是电流电阻图象，这是一个反比例函数图象，由图象可以得到“在电压一定时，电流与电阻成反比”的规律。【解答】解：（1）图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，因此得到的是电流和电压的关系；（2）图象是个反比例函数图象，因此说明电流与电阻成反比，即电流随电阻的增大而减小；（3）在探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变；综上，由图象可得出的结论是：电压一定时，电流随电阻的增大而减小。故选：C。【点评】图象题，首先要明白横纵坐标表示的物理量，然后根据图象的函数关系得出结论，重点考查学生的图象分析能力。5（3分）如图所示，电源电压恒定。闭合开关S1、S2，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；断开开关S2，电压表示数为6V则Rl和R2的阻值分别是（）A6，2B6，3C4，2D4，3【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】闭合开关S1、S2，电路中只有电阻Rl，电压表测Rl两端电压，也就是电源电压，电流表测量Rl的电流，根据欧姆定律可求Rl的阻值。断开开关S2，两只电阻串联，电压表测Rl两端电压，根据欧姆定律可求此时电路电流，已知电源电压，电源电压减去Rl两端电压就是电阻R2两端电压，同样利用欧姆定律可求电阻R2的阻值。【解答】解：闭合开关S1、S2，电阻Rl=6，断开开关S2，此时电路电流I=1A，R2两端电压U2=UU1=9V6V=3V，R2=3。故选：B。【点评】本题考查电压、电阻、电流的计算，关键是欧姆定律公式及其变形的灵活运用，还要知道串联电路中电压的规律。6（3分）如图所示的电路，电源电压保持不变。当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片由中点向右滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A电流表A1示数变小，电流表A2示数不变B电流表A1示数不变，电流表A2示数变小C电流表A1示数变大，电流表A2示数变小D电流表A1示数变小，电流表A2示数变大。【考点】IZ：电路的动态分析【分析】由电路图可知，三电阻并联，电流表A1测R1和R2支路的电流之和，A2测R2和R3支路电流之和；根据滑片的移动判断滑动变阻器接入电路电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路各支路独立工作、互不影响和电流特点可知两电流表示数的变化。【解答】解：等效电路图如图所示：由图可知，三个电阻并联，电流表A1测R1和R2支路的电流之和，A2测R2和R3支路电流之和。当滑片由中点向右滑动的过程中，接入电路的电阻变大；根据I=可知，该支路的电流小；因并联电路各支路独立工作、互不影响，所以R1、R2支路的电流不变；又因并联电路在干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A1的示数不变，A2的示数变小。故选：B。【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律应用以及滑动变阻器的使用，关键是电路串并联的辨别和电流表所测电路元件的判断。7（3分）通过导体a，b的电流随电压的变化情况如图，则导体a，b的电阻相比较（）ARaRbBRaRbCRa=RbD无法确定【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】由图象可得出两电阻电流随电压的变化规律，则在图象中作垂直于横坐标的垂线，可得出相同的电压，则由图可得出对应的电流值的大小，由欧姆定律可比较两电阻的阻值。【解答】解：在图中作出一条垂直于U轴的直线，则由图可知，通过导体a的电流大于通过导体b的电流；则由欧姆定律I=可得：R=； 因电压相等，IaIb；故RaRb。故选：B。【点评】本题考查学生对IU图象的认识，图象为物理学中的重要方法，应熟练掌握。8（3分）在如图所示的电路中，闭合开关，两表有示数，过一会后发现两只电表中有一只电表的示数明显变小，另一只电表的示数明显变大。下列判断中正确的是（）A可能是灯L断路B一定是灯L短路C可能是滑动变阻器R断路D一定是滑动变阻器R的滑片向左滑动【考点】IE：电流表、电压表在判断电路故障中的应用【分析】灯断路，电流表的示数变小为0；电压表的正负接线柱通过电阻R和导线接在电源上，测量电源电压，示数变大；灯短路，电压表测量一导线两端的电压，示数变小为0，电路中的电阻变小、电流变大；滑动变阻器断路，电路断开，电压表、电流表示数都变小为0；滑动变阻器短路，电路中的电阻变小、电流变大，两表的示数都变大；滑动变阻器R的滑片向左滑动，连入的电阻变小，电流变大，灯两端的电压变大，两表示数都变大；据此综合分析。【解答】解：分析电路图：AB、若灯L断路，电路中无电流，电流表的示数变小为0；电压表的正负接线柱通过R和导线接在电源上，测量电源电压，示数变大；若灯L短路，电压表测量一导线两端的电压，示数变小为0，电路中的电阻变小、电流变大，电流表的示数变大；由此可知，灯L断路和灯L短路都可以使一只电表的示数明显变小、另一只电表的示数明显变大，故A正确、B错；C、滑动变阻器断路，电路断开，电压表、电流表示数都变小为0，不符合题意，故C错；D、滑动变阻器R的滑片向左滑动，连入的电阻变小，电流变大，灯两端的电压变大，两表示数都变大，故D错。故选：A。【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力，电路故障分短路和开路两种情况，了解短路或断路对电路的影响是本题的关键。9（3分）两根镍铬金属丝的长度关系是L1L2，把它们串联后接入电路，则通过它们的电流和它们两端的电压满足（）AIlI2，U1U2BI1I2，U1U2CI1=I2，U1U2DI1=I2，电压关系不定【考点】H!：串联电路的电流规律；IH：欧姆定律的应用【分析】本题主要考查两个方面的知识点；（1）串联电路中电流的特点：串联电路中各处电流相等；（2）影响电阻大小的因素：电阻的大小只与导题的材料、长度、横截面积和温度有关；（3）对串联分压的理解：串联电路中电阻越大，电阻两端的电压越高。【解答】解：A、因为串联电路中各处电流相等，所以不正确。B、因为串联电路中各处电流相等，所以不正确。C、两根镍铬金属丝的长度关系是L1L2，因合金丝的横截面积不确定，所以电阻大小无法确定，又因为串联电路中电压分配与电阻成正比，所以电压关系无法确定，所以不正确。D、由C选项叙述可知，该说法正确。故选：D。【点评】能否正确判断两镍铬合金丝电阻的大小关系是本题的解题关键。10（3分）2012年黄冈市利用如图所示的“坐位体前屈测试仪”对初中毕业生进行了身体柔韧性测试。测试者向前推动滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大。若琦同学设计了四种电路（如图所示）模拟测试，并要求电路中滑动变阻器的滑片向右滑动时，电表示数增大。其中符合要求的电路是（）ABCD【考点】HU：串、并联电路的设计【分析】先识别电路，然后根据压力的改变，判断滑动变阻器接入电路的阻值的变化，再根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化。【解答】解：A、电路为并联电路，电流表测量变阻器的电流，当滑片向右滑动时时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电流表的示数减小，故A选项错误；B、电路为并联电路，电流表测量定值电阻的电流，电流表的示数不变，故B错误；C、电路为串联电路，电压表测量变阻器两端的电压，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，串联电路起分压作用，所以变阻器分得的电压变大，电压表的示数变大，故C选项正确；D、电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，当压力增大时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流变小，定值电阻的阻值不变，因此电压表的示数变小，故D选项错误。故选：C。【点评】本题考查滑动变阻器的使用，明确电表的测量对象是解题的基础，熟练应用欧姆定律、串联分压原理来分析电路中电流、电压的变化是解题的关键。11（3分）在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关，电路正常工作。但过了一段时间，小灯泡发生断路，这时（）A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变大，电流表示数变大C电压表示数变小，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小【考点】IZ：电路的动态分析【分析】灯泡和电阻串联，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；当小灯泡发生断路时，根据电流形成的条件分析电流表的示数；只有当电压表与电源两极相连时，电压表才会有示数，否则电压表示数为零。【解答】解：电流形成的条件：一是电源；二是闭合回路。小灯泡正常工作时，符合电流形成的条件，因此电路中有电流，即电流表有示数；当小灯泡发生断路，与灯泡串联的电流表所在的电路断开，则不符合电流形成的条件，因此电路中无电流，即电流表的示数为零；灯泡正常工作时，电阻和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，而串联电路各部分电压之和等于电源电压，故电压表示数小于电源电压；当电路开路时，各用电器在电路中相当于导线，因此电压表通过电阻和闭合的开关与电源的两极相连，故电压表有示数，并且为电源电压；通过上述分析可得 电流表示数变小；电压表示数变大。故选：A。【点评】识别电路是正确分析的前提，并且会运用串联电路的基本特点以及电压表和电流表的使用分析仪表示数的变化。12（3分）市场上一些不法商贩常用纯净水冒充价格较高的矿泉水对外出售，矿泉水中含有人体所需的多种矿物质，导电能力较强，纯净水是用自来水经过多层过滤后得到的饮用水，矿物质较少，导电能力较差，小明根据这两种水导电能力不同这一特点，设计了如图所示的装置，验证他家购买的水是不是矿泉水。P，Q是相同的两根细长玻璃管。P内装满已知矿泉水，Q内装满待测的“矿泉水”。单刀双掷开关S从1拨到2时（）A若电压表示数不变，则Q内是纯净水B若电压表示数不变，则Q内是矿泉水C若电压表示数变小，则Q内是纯净水D若电压表示数变小，则Q内是矿泉水【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】（1）若Q内是纯净水，电阻较大，单刀双掷开关S从1拨到2时，电路的总电阻变大，电流变小，根据U=IR可知，电压表示数变小；（2）若Q内是矿泉水，单刀双掷开关S从1拨到2时，电路的总电阻不变，电流不变，根据U=IR可知，电压表示数不变；【解答】解：（1）若电压表示数不变，根据I=可知电流不变，因为电源电压不变，所以总电阻不变，说明Q内装满待测的“矿泉水”与P内装满已知矿泉水电阻相同，说明Q内是矿泉水，故A错误，B正确；（2）若电压表示数变小，根据I=可知电流变小，因为电源电压不变，所以总电阻变大，说明Q内装满待测的“矿泉水”比P内装满已知矿泉水电阻大，说明Q内是纯净水，故C正确，D错误；故选：BC。【点评】本实验设计巧妙，通过电压表的示数判断两容器中液体的电阻关系来验证他家购买的水是不是矿泉水，这种实验思路值的同学们借鉴。二、填空题（每空3分，共30分）13（6分）有两个电阻R1=2，R2=3，若把它们串联接在电路中，总电阻是5，R1和R2两端电压之比U1：U2=2：3。【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】串联电路的总电阻等于各部分电阻之和；串联电路各部分电压之比等于各电阻之比。【解答】解：因为两个电阻串联，所以串联后的总电阻为 R=R1+R2=2+3=5；R1：R2=2：3=2：3U1：U2=R1：R2=2：3。故答案为 5，2：3。【点评】串联电路总电阻等于各部分电阻之和；串联电路各部分电压之比等于各电阻之比，利用比值进行计算不仅可以节省作题时间，同时还可以减小繁杂的计算过程提高准确率。14（6分）张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，用记录的实验数据作出了如图所示的UI图象，则a的电阻值为10，将a、b串联接在电压为3V的电源上，电路中电流为0.2A。【考点】IL：探究电流与电压、电阻的关系实验【分析】（1）由UI图象找出a与b图线所对应的电压与电流值，然后由欧姆定律求出电阻阻值；（2）根据串联电路的电阻特点及欧姆定律求出电路电流。【解答】解：（1）由UI图象知，电阻阻值为：Ra=10，Rb=5；（2）两电阻串联接在3V电源上时，电路电流I=0.2A；故答案为：10；0.2。【点评】本题考查了求导体电阻、电路电流，用到的知识点有：欧姆定律、串联电路的特点；由图象找出电阻电压与电流的对应值是正确解题的关键。15（3分）如图所示的电路中，电压U保持不变，电阻R1=R2，开关S断开时，电流表的示数为I1；开关S闭合时，电流表的示数为I2，则I1：I2=1：2。【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】（1）开关S断开时，电路为R2的简单电路，根据欧姆定律表示出电流表的示数；（2）开关S闭合时，R1、R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压和电流特点以及欧姆定律求出电流表的示数，进一步求出开关闭合前后通过电流表的示数之比。【解答】解：开关S断开时，电路为R2的简单电路；电流表的示数为I1=开关S闭合时，R1、R2并联，因R2两端的电压不变，所以根据欧姆定律可知通过R2的电流不变，I1=I1；通过R1的电流为I1=，电流表的示数为I2=I1+I1=+=，所以I1：I2=：=1：2。故答案为：1：2。【点评】解决本题的关键：一是理解当电源电压不变时，给一条支路并联另一条支路时，对原来支路无影响（电流不变）；二是灵活运用并联电路的分流关系。16（6分）如图所示，电源电压不变。闭合S1后，再闭合S2，电流表的示数变大，电压表的示数变大。（选填“变大”、“变小”或“不变”）【考点】IZ：电路的动态分析【分析】当开关S1闭合S2断开时，电阻R1与R2串联，电压表测R2两端电压；当S2也闭合后，R1被短路，电路中只有R2。【解答】解：当开关S1闭合S2断开时，电流表示数I=，电压表示数U2。 当S2也闭合后，R1被短路，故电压表测R2两端电压，也等于电源两端电压，故电压表示数变大；电流表I=，故II，即电流表示数变大。故答案：变大；变大。【点评】开关的断开闭合引起电路的变化，这是本题首先要弄清的地方，然后各个电表测量的哪个物理量，这是接下来要弄清的。17（9分）图1的电路中，电源电压恒为12V，滑动变阻器铭牌上标有“100 0.5A”字样，图2为R1的IU图象，R1的阻值为20，当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为40，为了不损坏滑动变阻器R2，接入电路的阻值应不小于4。【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】（1）根据R1的IU图象读出任意一点电流和对应的电压，根据欧姆定律求出R1的阻值；（2）由图象读出当电路中的电流为0.2A时对应的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的阻值；（3）根据滑动变阻器的铭牌可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的最小电阻，再根据电阻的串联求出接入电路的最小值。【解答】解：（1）由图象可知，当U1=6V时，I1=0.3A，则R1=20；（2）由电路图可知，两电阻串联，由图象可知当电路中的电流I=0.2A时，U1=4V，则U2=UU1=12V4V=8V，R2=40；（3）由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流Imax=0.5A，则电路中的最小总电阻R总min=24，滑动变阻器接入电路的最小值R2min=R总minR1=2420=4。故答案为：20；40；4。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象得出相关的信息和根据滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最小电阻。三、实验探究题（20分）18（20分）探究名称探究欧姆定律猜想与假设导体中的电流可能与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。设计并进行实验（1）探究导体中的电流跟它两端电压的关系如图甲所示，请您用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中，要求：滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大。此实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端的电压（2）小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时，进行创新实验，除了与原有实验所必须的器材相同外，没领电压表，而是多领了一只电流表，并设计出如图乙所示的电路图，进行实验。连接电路，调节滑动变阻器，读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2；把定值电阻R2换成R3，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1，使R3两端的电压不变。记录此时电流表A2的示数为I3；把定值电阻R3换成R4，重复上一步骤进行实验；分析数据得出电流与电阻的关系。【考点】IL：探究电流与电压、电阻的关系实验【分析】（1）掌握滑动变阻器的接法，滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大，则滑动变阻器的阻值应减小，从而可以确定滑动变阻器下面所接的接线柱；滑动变阻器在电学实验的基本作用是保护电路；若导体中的电流跟它两端电压的关系，则需改变电阻两端的电压，是由滑动变阻器来完成的；（2）要探究电流和电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，此题中电流表与R1串联代替了电压表，所以在换接电阻时，应保持R1的电流不变，即R两端的电压不变。【解答】解：（1）滑动变阻器滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大，则滑动变阻器的阻值变小，所以滑动变阻器下面应接右边的接线柱，上面可接任意一个接线柱，如图所示：；滑动变阻器的基本作用是保护电路，此外还可以改变定值电阻两端的电压；（2）把定值电阻R2换成R3，需保持电阻两端的电压不变，所以应调节滑动变阻器使电流表A1的示数仍为I1；故答案为：（1）如上图所示；保护电路；改变定值电阻两端的电压；（2）I1；电压。【点评】此题是探究电流和电压、电阻的关系，在实验中需用控制变量法，主要考查了滑动变阻器的连接、作用，同时考查了在没有电压表时控制电压不变的方法，应注意学习。四、计算题（14分）19（14分）如图是利用滑动变阻器控制电流的电路，其中电阻R为100欧姆，它与滑动变阻器串联在电路中，通过电阻的电流可在10毫安100毫安范围内调节。（1）选用电源的电压应为多大？（2）变阻器的总电阻为多大？额定电流至少要多大？（3）上述电路能否使电阻R两端的电压调为零？请说明理由。【考点】IH：欧姆定律的应用【分析】（1）由电路图可知，电阻R与滑动变阻器串联，当滑片位于a端时，电路为R的简单电路，此时通过电阻的电流最大，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）当滑片位于b端时，两电阻串联，电路中的电流最小，根据欧姆定律求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，通过滑动变阻器的电流即为其最小额定电流；（3）根据串联电路电阻的分压特点可知，电路不能使电阻R两端的电压调为零。【解答】解：（1）当滑片位于a端时电路为R的简单电路，电路中的电流最大，I=100mA=0.1A，所以电源的电压U=IR=0.1A100=10V；答：电源的电压为10V。（2）当滑片位于b端时，电流最小，为I=10mA=0.01A，电路的总电阻R总=1000，所以Rab=R总R=1000100=900；当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流0.1A，此时滑动变阻器不能被烧坏，即为滑动变阻器的最小额定电流。答：变阻器的总电阻为900，额定电流至少要0.1A。（3）不可能，因为R两端的电压UR=10V，当R滑增大时，U将减小，当R滑达到最大值900欧时，UR取到最小值1V，不能取到0。【点评】本题考查了电路的动态分析，关键是电路中最大电流和最小电流时滑片位置的判断和电路串并联的辨别。