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第16课时 电流和电路 电压 电阻
真题回顾 把握考向
命题点一 两种电荷
1.[2016·呼和浩特,7题2分]下列有关电的知识的判断,不正确的是 ( )
A.自然界只有两种电荷,正电荷和负电荷
B.电子带负电,所带电荷量为1.6×10-19 C
C.能导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体
D.一个氦原子,其核中有2个正电荷,其核外有2个电子
命题点二 导体和绝缘体
2.[2017·呼和浩特,4题2分]关于导体和绝缘体,下列说法正确的是 ( )
A.绝缘体对电流的阻碍作用大,但能够带电
B.金属能够导电的原因是因为金属里面的电子都能自由移动
C.能够导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体
D.绝缘体不能导电的原因是因为绝缘体内没有电子
命题点三 电路及电路设计
3.[2019·呼和浩特,5题2分]如图16-1所示,电源电压一定,关于电路的工作情况,下列说法正确的是 ( )
图16-1
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流相同
B.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表示数变大
C.若电压表和电流表位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
4.[2017·呼和浩特,8题2分]四盏完全相同的灯泡,额定电压均为110 V,将它们接在220 V的照明电路中,如图16-2所示的四种连接方式中最佳的连接方式为 ( )
图16-2
命题点四 探究影响电阻大小的因素
5.[2017·呼和浩特,14题3分]导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力。他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关。
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:
导线代号
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把图16-3中M、N跟电阻丝 、 (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个电阻丝电阻大小。
图16-3
(2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个电阻丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 的关系。
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 。
达标检测 巩固提升
|基础达标|
一、选择题
1.[2019·镇江]甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图16-22所示,已知丙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同。下列判断正确的是 ( )
图16-22
A.甲、乙两球均带正电
B.甲、乙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球一定带负电
D.甲球带负电,乙球可能不带电
2.[2018·安徽]如图16-23所示,当带电体接触验电器的金属片时,下列说法正确的是 ( )
图16-23
A.若带电体带正电荷,则这些正电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上
B.若带电体带负电荷,则这些负电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上
C.若带电体带正电荷,则验电器就有一部分电子转移到带电体上
D.若带电体带负电荷,则验电器就有一部分正电荷转移到带电体上
3.[2019·山西]小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后,就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”,如图16-24所示。对该现象解释正确的是 ( )
图16-24
A.用摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电
B.用摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C.这种现象与验电器的工作原理相同
D.两气球因带了异种电荷而互相排斥
4.[2019·邵阳]现代生产、生活中需要各种各样的材料,下列说法正确的是 ( )
A.超导体是一种电阻超级大的材料
B.橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.有些半导体材料对光比较敏感,可以用来制造光敏电阻
5.2019年初,我国年仅22岁的年轻科学家曹原解决了困扰世界物理学家107年的难题,取得了在石墨烯超导领域中的重大突破,让超导科技向前迈出了一大步。超导就是导体电阻为零的现象,可以大大减少电阻的电热损耗。下列电器中不适合用超导材料的是 ( )
A.电动机中的线圈 B.发电机中的线圈
C.热得快的电热丝 D.输电导线
6.[2019·济宁]小明利用一红一绿两个发光二极管(符号:)制作了一个神奇的装置:当电流从该装置一端流入时发红光,从另一端流入时发绿光。图16-25中,符合该装置内部结构的可能是 ( )
图16-25
7.[2019·重庆B卷]下列关于图16-26所示电路的判断,其中正确的是 ( )
图16-26
A.只闭合开关S1时,灯泡L1、L3并联
B.只闭合开关S2时,灯泡L2、L3并联
C.闭合开关S2、S3时,灯泡L2、L3串联
D.闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3短路
8.[2019·兰州]将两只不同规格的灯泡L1、L2接在如图16-27所示的电路中,闭合开关S1、S2后,下列说法中正确的是 ( )
图16-27
A.电流表测量干路电流
B.L1与L2的亮度一定相同
C.通过L1和L2的电流一定相等
D.只断开S2,L1发光且亮度不变
9.[2019·通辽]有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转,再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热。图16-28中M是托盘电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是 ( )
图16-28
10.[2019·镇江]常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任一方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则图16-29中符合要求的模拟电路是 ( )
图16-29
11.[2019·株洲]在如图16-30所示电路中,开关闭合后,无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表示数为零,电压表有示数且不变。图中除标有序号的四根导线外其他元件正常,则出现断路的导线一定是 ( )
图16-30
A.① B.②
C.③ D.④
12.[2018·益阳]在如图16-31所示电路中,开关闭合后电压表测量的是 ( )
图16-31
A.L1两端的电压
B.L1和L2两端的电压
C.L3和电源两端电压
D.电源电压
13.[2017·临沂]小明在实验室里连接了如图16-32所示的电路,下列对此电路的认识,正确的是 ( )
图16-32
A.两灯泡并联,电压表测电源电压
B.两灯泡串联,电压表测L2两端的电压
C.若灯L1短路,则电压表示数为零
D.若灯L2短路,则电压表示数为3 V
14.在如图16-33所示的电路中,电源电压保持不变,电表1、2、3是电流表或电压表。关于这个电路闭合开关S后,下列说法正确的是 ( )
图16-33
A.若电表1、2、3是电流表,则两个电阻并联
B.若电表1、3是电流表,2是电压表,则两个电阻并联
C.若电表1、2、3是电压表,则两个电阻串联
D.若电表1、3是电压表,2是电流表,则两个电阻并联
15.如图16-34甲所示,当电路中的开关S闭合时,两电压表的指针位置均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为 ( )
图16-34
A.1.2 V 4 V B.4.8 V 1.2 V
C.6 V 1.2 V D.1.2 V 8 V
16.[2018·贺州]用如图16-35所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是 ( )
图16-35
A.该电路中不可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.实验只需控制导体的材料相同
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
17.[2018·滨州]下列说法中正确的是 ( )
A. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体中几乎没有电荷
B. 两个完全相同的灯泡串联,靠近电源正极的灯泡较亮
C. 电压一定的情况下,导体的电阻与导体中的电流成反比
D. 把导线A剪为相同的两段,其中一段拉长到原来的长度,其阻值大于导线A的原阻值
18.[2017·广元] 导体材料长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b,a比b的横截面积大,将它们连入电路中,如图16-36所示,通过a、b的电流分别为Ia、Ib,a、b两端的电压分别为Ua、Ub,则下列说法正确的是 ( )
图16-36
A.Ia>Ib Ua=Ub
B.Ia<Ib Ua=Ub
C.Ia=Ib Ua>Ub
D.Ia=Ib Ua<Ub
19.[2019·自贡]小明同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时,连接如图16-37所示的电路,将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处,闭合开关S,发现小灯泡不亮。接下来的操作,在以下步骤中最合理的是 ( )
图16-37
A.断开开关S,更换灯泡重新实验
B.断开开关S,增加电池的节数重新实验
C.断开开关S,拆掉导线重新连接电路
D.观察电流表的示数是否为零,判断电路是否断路
20.图16-38甲为某可调节亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是 ( )
图16-38
A.电位器与灯泡并联
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
C.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
二、实验题
21.[2019·鄂州]如图16-39所示,在“探究串联电路电压关系”的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1 V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3 V。已知R1=5 Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是
。
图16-39
22.[2019·成都]在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小虹同学选用两个不同的小灯泡组成了如图16-40甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
图16-40
(1)她先把电流表接在a处,闭合开关S后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动,则故障的原因可能是 。
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路 D.电流表被烧坏
(2)她排除故障后,重新闭合开关S,电流表的指针指示位置如图乙所示,则所测的电流值为 A。
(3)她测量了a、b、c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如下表,在分析数据时,她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 。
Ia/A
Ib/A
Ic/A
0.16
0.15
0.14
A.可能是由测量误差造成的
B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不相等
D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
23.[2018·黄冈]在探究并联电路电流规律的实验中。
(1)为了防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行 ,以正确选择电压表或电流表的量程。
(2)小方连接的部分电路如图16-41所示,请你将电路连接完整。
图16-41
(3)小方将以上电路连接完后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数、电流表A示数为零。则电路故障可能是 。
(4)排除故障,进行实验,小方记录了如下数据。
实验次数
L1电流I1/A
L2电流I2/A
干路电流I/A
1
0.1
0.1
0.2
2
0.3
0.3
0.6
3
0.4
0.4
0.8
分析以上实验数据,小方发现通过两条支路的电流总是相等。为了探究这个发现是否具有普遍性,可以 ,再进行实验。
24.[2018·巴彦淖尔]某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图16-42所示的实验电路,电源电压不变,保持滑动变阻器滑片位置不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路,得到表格所示的数据。
图16-42
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)在MN间分别接入a、b电阻丝,探究的是电阻跟导体的 的关系。a电阻丝的阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)b电阻丝的阻值。
(2)要探究电阻与横截面积的关系,可选择 (填编号)进行实验。其结论是:其他因素相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越 。
(3)某同学在MN间接入d电阻丝后,又在其两端并联一块电压表,这样测出了d电阻丝的电阻大小,其测量原理是 。在图16-43中画出实验电路图(电阻丝可看成定值电阻)。
图16-43
(4)另一位同学不用电压表,在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下,利用图16-42电路测出d电阻丝的电阻大小,操作如下:
①在MN之间接入d电阻丝,闭合开关,将滑片P滑到最左端,读出电流表示数为I1;
②将滑片P滑到最右端,读出电流表示数为I2;
③d电阻丝的阻值表达式为Rd= (用I1、I2、R0表示)。
25.某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验,电路如图16-44所示。
图16-44
(1)连接实物时,开关应当 ,滑片P应移动到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 ;
乙同学发现无论怎样移动滑片P,灯一直很亮,这可能是 ;
丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽然亮又忽然不亮,这可能是 。
三、综合题
26.[2019·济宁]如图16-45是小明判断泡沫球带电情况的流程。
图16-45
|挑战自我|
27.[2019·内江]某同学为了探究电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系,进行了如下实验操作:
(1)如图16-46甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知,电阻丝的直径为 mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
图16-46
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫
(选填“等效替代”或“控制变量”)法。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5 V)
B.电流表A1(量程0~100 mA)
C.电流表A2(量程0~0.6 A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9 Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10 Ω)
F.开关一个,导线若干。
①为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选用 (选填器材前的字母代号)。
②把电阻丝拉直后,将其两端固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按图乙的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到
Ω。
③闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数1I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图像如图丙所示,根据实验图像说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R 。
④该电阻丝1 cm长度的阻值为 Ω。
【参考答案】
真题回顾 把握考向
1.C
2.A
3.B
4.C [解析]当四盏灯泡串联时,具有分压作用,每盏灯两端电压为14×220 V=55 V,而额定电压是110 V,所以灯泡都不能正常发光。同时一盏灯损坏,其他灯泡都不能发光。当四盏灯并联在220 V电路中时,每盏灯两端实际电压都是220 V,而额定电压是110 V,所以灯泡会被烧坏不能发光。两只灯泡先串联再与另两只串联的灯泡并联在220 V电路两端,因为电阻串联具有分压作用,所以每盏灯两端实际电压都是110 V,都能正常发光。当一盏灯烧坏时,此支路没有电流,与之串联的灯泡不能发光,但另一支路不受影响,另外两只灯泡能够正常发光。两只灯泡先并联再与另两只并联的灯泡串联在220 V电路两端,因为电阻串联具有分压作用,所以每盏灯两端实际电压都是110 V,都能正常发光。但当某盏灯烧坏时,与之并联的另一盏灯两端电压升高也可能烧坏,造成整个电路断路,另外两只灯泡无法发光。故选C。
5.(1)A D (2)材料 (3)小
达标检测 巩固提升
1.D 2.C
3.C [解析]摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的物体显负电性,失去电子的物体显正电性;气球与头发摩擦后,两气球带有同种电荷,同种电荷互相排斥,与验电器的原理相同,故选C。
4.D 5.C
6.D [解析]发光二极管具有单向导电性。A选项图中,不管电流从哪一端流入,都有一个发光二极管不导电,电路总是断路,两灯均不亮,故A错误。B选项图中,当电流从左端流入时两灯都发光,从右端流入时两灯都不发光,故B错误。C选项图中,电流从右端流入时两灯都亮,从左端流入时两灯都不亮,故C错误。D选项图中,电流从左端流入时红灯亮,电流从右端流入时绿灯亮,故D正确。
7.D 8.D 9.B 10.C
11.B [解析]若①导线断了,电路断路,电压表和电流表都无示数,不符合题意;若②导线断了,电流表无示数,灯泡不亮,电压表两端与电源两端相连,电压表测电源电压,则电压表有示数,符合题意;若③④导线断了,电流表有示数,灯泡亮,电压表示数为零,不符合题意。故B正确,A、C、D错误。
12.B 13.B 14.B 15.B 16.C
17.D [解析]绝缘体内部有大量的电荷,不容易导电的原因是绝缘体内部几乎没有自由电荷,故A错误。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两个完全相同的灯泡串联,电流相同、两端电压相同、实际功率相同,灯泡亮度相同,故B错误。导体的电阻是导体本身的性质,与导体中电流的大小无关,故C错误。把导线A剪为相同的两段,其中一段拉长到原来的长度后,该段导体的材料、长度与导线A相同,但横截面积变小,其阻值大于导线A的原阻值,故D正确。
18.D 19.D 20.B
21.2 0.2 会导致电压表正、负接线柱接反
[解析]电路中电阻R1和R2串联,先用电压表测量了电阻R1两端的电压,U1=1 V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表测量的是串联电路的总电压,U=3 V,则电阻R2两端的电压U2=U-U1=3 V-1 V=2 V。已知R1=5 Ω,通过R2的电流I2=I1=U1R1=1V5Ω=0.2 A。只把电压表与A点连接的那段导线改接到C点,会导致电压表的正、负接线柱接反,不能测出R2两端的电压。
22.(1)B (2)0.22 (3)A
23.(1)试触 (2)如图所示
(3)电流表A短路 (4)更换不同规格的灯泡
24.(1)材料 小于 (2)b、c 小
(3)R=UI 如图所示
(4)I2R0I1-I2
25.(1)断开 左
(2)滑动变阻器连接的是下面两个接线柱 滑动变阻器连接的是上面两个接线柱 滑片处接触不良
26.①负 ②正
[解析]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。若泡沫球与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则泡沫球带负电荷;若泡沫球与毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引,则泡沫球可能带正电荷,也可能不带电,若再与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则说明泡沫球带正电荷,若与丝绸摩擦过的玻璃棒相互吸引则不带电。
27.(1)0.8 (2)控制变量 (3)①B ②999.9 ③越大 ④0.3
[解析](1)根据图甲刻度尺读出20匝电阻丝线圈的长度为L=1.60 cm=16.0 mm,则电阻丝的直径为d=Ln=16.0mm20=0.8 mm。
(2)影响导体电阻的因素有:导体材料、长度、横截面积等,探究影响导体电阻因素的实验应采用控制变量法。
(3)①为了提高实验的精确程度,应选用分度值较小的电流表,故选B;②为了保证电路安全,闭合开关S前,应将电阻箱的电阻R调到最大,即999.9 Ω;③横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长
度L越长,电流I越小,电阻R越大;④由图可知,电阻丝连入电路长度为0时电路中电流I1=0.1 A,变阻箱连入电路电阻R0=UI1=1.5V0.1A=15 Ω,电阻丝连入电路长度为10 cm时电路中电流I2=112 A,电路总电阻R总=UI2=1.5V112 A=18 Ω,10 cm电阻丝的阻值为R3=R总-R0=18 Ω-15 Ω=3 Ω,1 cm长度的电阻丝的阻值R4=110R3=110×3 Ω=0.3 Ω。
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