第四章 探究电流
一、选择题
1.现在人们的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中的一些“电”的了解必不可少.下列电压值中不符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5 V
B.闪电时云层间的电压可达106 V
C.手机电池的电压约为3.7 V
D.一节铅蓄电池的电压为3 V
2.下列关于电流、电压的叙述正确的是 ( )
A.只要电路两端有电压,电路中就一定有电流
B.只要电路闭合,电路中就会产生电流
C.电压是形成电流的原因,要让电路中有电流,电路两端就要有电压
D.当电路中的电流为零时,电源电压也为零
3.如图所示是小明同学测量灯泡L1两端电压的电路.其中有一条导线接错了,接错的导线是 ( )
A.导线1
B.导线2
C.导线3
D.导线4
4.如图甲为可调亮度台灯,图乙为其用于调亮度的电位器结构图.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滑动即可调节灯泡亮度.下列分析正确的是 ( )
A.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.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
D.若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
5.如图甲所示电路,闭合开关后,两个电流表指针偏转情况均如图乙所示,则通过L1与L2的电流分别是 ( )
A.2.2 A 0.44 A B.1.76 A 0.44 A
C.0.44 A 1.76 A D.0.44 A 2.2 A
6.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是6 V,电压表V2的示数为9 V,若L3两端的电压是L1两端电压的2倍,则电源电压是 ( )
A.12 V B.11 V C.10 V D.9 V
7.(多选)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数.则下列关于该电路的说法正确的是( )
A.电流表测量干路中的电流
B.电压表可以测量L1两端的电压
C.取下L1时,L2不能正常发光
D.只断开开关S2时,电压表无示数
8.(多选)如图所示的电路中,圆圈代表电流表或电压表.若各个元件连接均完好,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.若①③为同种电表,②为另一种电表时,两灯均发光
B.若③为电压表,①②为电流表,则两灯均发光
C.若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表
D.若②为电压表,①③均为电流表,则①的示数可能比③的示数小
二、填空题
9.我们将如图所示的电路与“水路”进行类比,电路中的 相当于“水路”中抽水机的作用;电压促使导体中的自由电荷定向移动形成 .
10.石墨烯是一种由碳原子构成的单层原子面材料,它的原子由 和核外电子构成,这种材料在一定条件下电阻可以降为零,因此可用于制作 (选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”).
11.联欢晚会上,小天想装一些小彩灯增加气氛,每只小彩灯的工作电压不能大于6 V,若将这些小彩灯连接在家庭电路中,则至少需要 只小彩灯 联起来才能使用.
12.如图所示为一种新型装饰用的LED灯带,它由30个相同的LED灯串联组成,若通过第1个LED灯的电流为12 mA,则通过第10个LED灯的电流为 A.小红发现该LED灯带中有一个灯不亮了,但是其余的灯都亮,则不亮的灯发生的故障是 (选填“短路”或“断路”).
13.如图所示为四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的.
15.如图为某电阻箱的内部结构示意图.A、B中均有多个电阻组成,调节A、B中的旋钮可以使滑片P和P'分别与各触点接通(小圆圈表示触点),A中每个电阻均为1 Ω,B中每个电阻均为10 Ω.当两个旋钮调节至图示位置时,电阻箱的总电阻为 Ω.若用这个电阻箱调节扬声器的音量,应该将其与扬声器 联.
15.如图所示,闭合开关,用酒精灯将玻璃加热到一定程度后,观察到灯泡亮了.请根据以上现象,提出一个可探究的科学问题: .
16.如图所示的电路,当开关S、S1都闭合时,灯L1和L2是 (选填“串”或“并”)联的,电流表A2测的是通过 (选填“L1”“L2”或“L1和L2”)的电流.若断开S1,则电流表A2的示数不变,请从串、并联电路的特点的角度说明理由: .
17.如图所示的电路,设电源电压不变,当开关S断开时,电压表的示数为4 V,此时电压表测的是 两端的电压;当开关S闭合时,电压表的示数变化了2 V.开关S断开时,灯L1两端的电压为 V,电源电压为 V.
三、作图题
18.如图所示电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补全,要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向a端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮.
19.根据实物图画电路图.
四、实验探究题
20.小明、小亮两位同学在探究并联电路中电流的规律时,看到实验桌上的器材有学生电源一个、开关一个、小灯泡两个、导线若干.
(1)他们交流后决定:由小明向老师报告,要求增加元件 .
(2)小明探究并联电路中的电流规律时,刚接好最后一根导线,灯泡立即发光了,由此可知在连接电路时,他忘了 .
(3)小明、小亮用相同的器材分别完成实验后,小明发现自己所测的电流值比小亮测得的大,于是他断开开关又仔细观察自己使用的电流表,发现电流表示数为0.04 A,这时他意识到使用电流表之前还必须 .
甲 乙
(4)小明解决了以上问题后,将电流表分别接入图甲所示电路中A、B、C三点处.电流表接入C点处时,闭合开关,电流表示数如图乙所示,请帮他把数据填在表格中.
A点处电流 IA/A B点处电流 IB/A C点处电流 IC/A
0.3 0.2
(5)小明根据数据得出并联电路中电流的规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之和.请你指出小明实验中的不足之处: .
21.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同.
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路.要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压.
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3 V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是 .
(3)他们在测量L2两端的电压时,L2发光,L1突然不亮,电压表的示数接近电源电压,由此判断出L1处的故障是 .
(4)他们排除故障后继续实验,得出了如下表所示的一组数据.
L1两端的电压/V L2两端的 电压/V 串联电路的 总电压/V
1.4 3.1 4.5
于是就得出了关于串联电路的电压规律: .
为了使结论具有普遍意义,他们还应当: .
22.在“探究并联电路的电压规律”实验中,小明使用了两个规格相同的灯泡.
甲 乙
(1)如图甲所示电路,将电压表的正、负接线柱分别接在a、b两点,闭合开关后,电压表的示数如图乙所示,为 V.
(2)依次将电压表改接到c、d两点和e、f两点,发现电压表示数与(1)中示数相同.由此得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等.此实验 (选填“科学”或“不科学”),接下来需要进行的操作是 .
(3)其他小组的同学测得的实验数据如表所示,小明看了数据后认为第一组和第二组的数据是错误的,只有第三组的数据是正确的.你是否同意小明的观点,请简要说明理由: .
实验次序 电源电 压U/V L1两端电 压U1/V L2两端电 压U2/V
第一组 6 5.5 5.5
第二组 2.8 2.4 2.4
第三组 4.5 4.5 4.5
23.已知导体的电阻大小与导体的长度和横截面积有关.某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,实验器材有:3 V稳压电源、电流表、5 Ω的定值电阻、开关、刻度尺、钳子(用于截断金属丝)各一个,横截面积相同的镍铬、康铜和铜三种金属丝足量,导线若干.
(1)请设计电路图,在题图的基础上补充完整.
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬(3)该同学利用上述实验器材进一步探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,设计的表格如下示数,表格中未填写处的内容为① ;② .
导体 材料 ① ② 电流大小/A
1
2
3
第四章 探究电流
1.D
2.C 电压是形成电流的原因,但要使电路中产生电流,除了电路两端有电压外,还应让电路形成闭合回路,故A、B错误,C正确;当电路断开时,电源电压不为零,电路中电流为零,故D错误.
3.C 小明同学测量灯泡L1两端的电压,电压表应与L1并联,题图中电压表测量的是L1和L2串联后的总电压,故导线3连接错误.
4.C 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的,从而可改变电路中的电流,来达到改变灯泡亮度的目的,故C正确;若将a、c接入电路,则电位器的全部电阻丝就接入电路,起不到改变电路中电流的作用,不能改变灯泡的亮度,故A错误;若只将b、c接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡会变亮,故B错误,同理可分析出D错误.
5.C 由题图甲可知,两灯并联,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;因两个电流表指针偏转情况相同,则电流表A1选择的是小量程,通过灯L1的电流为0.44 A;电流表A选择的是大量程,电流表A的示数为2.2 A,即干路电流为I总=2.2 A;根据并联电路的电流规律可知,通过灯L2的电流为I2=I总-I1=2.2 A-0.44 A=1.76 A.
6.A
7.BD 由题图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表在L1所在支路上,测量通过L1的电流,故A中说法错误;由题图知,电压表并联在L2两端,由于并联电路中各支路的电压相等,所以电压表也可以测量L1两端的电压,故B中说法正确;两灯并联,故取下L1时,L2两端的电压不变,L2仍正常发光,故C中说法错误;只断开开关S2时,电压表无示数,故D中说法正确.
8.AC
9.电源 电流
10.原子核 超导体
11.37 串
【解析】我国家庭电路的电压为220 V,因每只小彩灯的工作电压不能大于6 V,所以需要将小彩灯串联起来使用,≈36.7,则需要串联小彩灯的只数为37.
12.0.012 短路
【解析】因为LED灯是串联的,所以通过每个LED灯的电流都为12 mA=0.012 A;串联电路中各用电器之间相互影响,所以若LED灯带有一个灯发生了断路,则其余的灯都不亮,从而可判断题中所述灯的故障是发生了短路.
13.横截面积 电阻
【解析】四根导线并联在一起,等效成一根导线,相当于增大了导线的横截面积,根据电阻大小的影响因素可知,导线的电阻减小.
14.16 串
【解析】由题图可知,A中有6个电阻接入电路中,B中有1个电阻接入电路中,且这些电阻都是串联的,故题图中电阻箱的总电阻为1 Ω×6+10 Ω=16 Ω.
15.玻璃的电阻随温度如何变化(合理即可)
16.并 L1 并联电路各支路用电器互不影响
17.L2 2 6
【解析】当开关S断开时,电压表测灯L2两端的电压,示数为4 V.当开关S闭合时,电压表测量电源电压,电压表示数变化了2 V,则电源电压为6 V.当开关S断开时,L1、L2串联,根据串联电路中的电压特点可知,L1两端的电压为U1=6 V-4 V=2 V.
18.如图所示.
19.如图所示.
20.(1)电流表 (2)断开开关 (3)将电流表指针调零 (4)0.5 (5)实验次数太少
【解析】(1)探究并联电路中电流的规律时,应该用电流表测电路中的电流,故应增加的元件是电流表.(3)依题意,断开开关时,电流表的示数为0.04 A,说明在实验之前没有对电流表的指针进行调零.(5)为得出普遍规律,应换用不同规格的小灯泡进行多次实验,仅根据一组测量数据得出的实验结论不具有普遍性.
21.(1)如图所示.
(2)先用0~15 V的量程试触,如果示数小于3 V,再改用0~3 V的量程测量 (3)L1短路 (4)串联电路的总电压等于各部分电压之和 换用不同的小灯泡,再重复做几次实验
22.(1)2.8 (2)不科学 更换不同规格的灯泡,再做几组实验 (3)不同意,应尊重实验现象,允许测量中误差的存在
23.(1)如图所示. (2)当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关 康铜材料 (3)①长度/mm ②横截面积/mm2(两空可互换)