2022年九年级物理全册第十五章探究电路检测试卷含解析新版沪科版202222101171

第十五章检测试卷
(时间:45分钟总分值:100分)
第一卷(选择题,共30分)
一、选择题(共10小题,每题3分,共30分)
1.收音机上的“音量〞旋钮,能够控制声音的响度.它的实质是一个( C )
A.电流表
B.电压表
C.变阻器
D.开关
解析:收音机上的“音量〞旋钮,能够控制声音的响度,即电流的大小,故它的实质是一个变阻器.
2.在研究“导体电阻的大小与哪些因素有关〞的实验时,将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入电路中,如下图,那么这是用来研究( C )
A.导体电阻与横截面积的关系
B.导体电阻与材料的关系
C.导体电阻与长度的关系
D.导体电阻与温度的关系
解析:将一根粗细均匀的导体截成两段后,导体的材料、横截面积相同而长度不同,因此是研究导体电阻与长度之间的关系,C选项正确.
3.如图是电灯和滑动变阻器所组成的电路,那么以下图中的各图与上图连接相同的图是
( D )
解析:如题图,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器接入左半段且电流先经过滑片,又流过左半段电阻.开关串联在电路中.A项滑动变阻器有三个接线柱接入电路,电流先流经电阻,又流过滑片P;B,C项滑动变阻器接入了右半段电阻;D项滑动变阻器接入了左半段,且电流由P→左半段,应选D.
4.对家庭电路的安装过程,以下要求正确的选项是( A )
A.按照进户线→电能表→总开关→熔断器→用电器顺序安装
B.控制各灯具的开关都应安在零线上
C.所有家用电器和插座都要串联,并且用电器与控制它的开关也要
串联
D.三孔插座有时不需要接地
解析:在家庭电路的安装过程中,应按照进户线→电能表→总开关→熔断器→用电器顺序安装,A正确;控制各灯具的开关都应安在火线上,B错误;所有家用电器和插座都要并联,C错误;为了平安三孔插座中的上孔需要接地,D错误.应选A.
5.如下图电路,电源电压为5 V,L1,L2发光时的电阻均为6 Ω,电流表、电压表量程应分别选择( B )
A.电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)
B.电流表(0～0.6 A)、电压表(0～15 V)
C.电流表(0～3 A)、电压表(0～3 V)
D.电流表(0～3 A)、电压表(0～15 V)
解析:由题图可知,两灯串联,那么总电阻R=12 Ω;电压表测量电源电压,示数为5 V,故电压
表应选择0～15 V量程,A,C均错;闭合开关后,电路中的电流I==<0.6 A,故电流表选
择0～0.6 A的量程,B对,D错.
6.以下说法符合平安用电常识的是( C )
A.可以把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
B.家庭电路中控制灯泡的开关接在火线或零线上都可以
C.使用测电笔时笔尖应该接触被测导线,手指按住笔尾金属体
D.发现有人触电时应迅速用手把他拉离带电体
解析:把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用,这样当金属外壳漏电时,不能将电及时导向大地,易引发触电事故,故A错误;从平安用电的角度分析,家庭电路中控制灯泡的开关应接在火线和用电器之间,故B错误;使用测电笔时笔尖应该接触被测导线,手指按住笔尾金属体,故C正确;发现有人触电时,不要直接去救援,因为人体是导体,如果接触触电人,救援人员可能直接或间接接触火线,发生触电事故,所以一定先切断电源或用干木棒将人与带电体分开,故不符合平安用电常识,故D错误.
7.小明在医院看到一种输液警报器,当管内药液流完时,电铃发声,报警器内部电路如下图,其中R是一个随药液量减少而变小的电阻.当闭合开关,输液报警器工作时,以下分析正确的选项是( C )
A.开始输液时,电流表示数最大
B.输完药液时,电压表示数最小
C.输完药液时,电铃响的原因是其两端电压最大
D.开始输液时,电铃不响的原因是电铃没有电流通过
解析:开始输液时,R值最大,电流表示数最小,故A错误;输完药液后,R变小,电压表示数最大,故B错误;输完药液后,R值变小,电铃两端的电压变大而发声,故C正确;开始输液时,R值很大,电铃两端的电压很小,电流很小,因而不响,故D错误.
8.为了比拟电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如下图的电路,其中不可行的是( D ) 解析:A、B选项中可根据串联电路中电压与电阻成正比来比拟电阻的大小,各电阻两端电压可通过电压表测量出;C选项中可根据并联电路中电流与电阻成反比的关系来判断电阻的大小,电流的大小可通过电流表直接读出;D选项中只能测出R2的电阻大小,而无法判断电阻R1两端的电压大小,所以无法比拟两个电阻的大小关系.
9.在如下图的电路中(R表示用电器),电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作.一段时间后,发现两个电表的示数都变大,那么出现这种故障可能原因是( C )
A.R1短路
B.R1断路
C.R2短路
D.R2断路
解析:假设R1短路,那么电压表V示数应减小,A错;假设R1断路,那么电流表示数减小,B错;假设R2短路,那么电路中电阻变小,电流表示数变大,电压表测量电源电压,其示数也变大,C 正确;假设R2断路,那么两表均无示数, D错.
10.甲、乙两地相距40 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,所用的输电线每千米的电阻为0.2 Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如下图电路进行测量.当电压表的示数为3.0 V,电流表的示数为0.5 A,那么短路位置离甲地的距离为( B )
A.7.5 km
B.15 km
C.25 km
D.30 km
解析:当电压表的示数为3.0 V,电流表的示数为0.5 A,那么电阻为R===6 Ω,输电线的长度为L==30 km,短路位置离甲地的距离为s===15 km,应选B.
第二卷(非选择题,共70分)
二、填空题(每空2分,共24分)
11.如下图是小明正在使用测电笔区分正常家庭电路中三孔插座的火线与零线,此时测电笔氖管不发光(选填“发光〞或“不发光〞);为了防止漏电,防止对人体造成伤害,C孔应接地线.
解析:三孔插座的三个孔所接线是“左零右火,上为地〞,所以A孔应接零线,B孔应接火线,C 孔应接地线,但在使用测电笔时,手一定要接触笔尾金属卡,故此时测电笔的氖管不会发光.
12.如下图电路中,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.4 A.那么通过电阻R2的电流为0.1 A,电阻R1与R2的阻值之比为1∶4 .
解析:由电路图可知,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,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=0.5 A-0.4
A=0.1 A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,电阻R1与R2的阻值之比
====.
13.某段金属导体两端电压为4 V时,通过的电流是0.2 A;当该导体两端电压为12 V时,通过该导体的电流为0.6 A;当该导体两端电压降为0时,电阻为20 Ω.
解析:由I=可得,导体的电阻R===20 Ω,因电阻是导体本身的一种性质,与两端的
电压和通过的电流无关,所以当该导体两端电压为12 V时或该导体两端电压降为0时,导体
的电阻仍为20 Ω不变,当该导体两端电压为12 V时,通过该导体的电流I′===0.6
A.
14.如下图,小灯泡正常发光时灯丝的电阻是7.5 Ω,电压1.5 V.如果电源电压为4 V,要使小灯泡正常发光,应串联一个变阻器分去电压 2.5 V,调节滑动变阻器的阻值为12.5 Ω.
解析:小灯泡正常发光时灯丝的电阻是7.5 Ω,电压是1.5 V,串联的变阻器分去电压为4
V-1.5 V=2.5 V.根据欧姆定律I===0.2 A.调节滑动变阻器的阻值为R′
===12.5 Ω.
15.在如下图的电路中,电源电压不变,将滑片P向左移动的过程中,示数始终不变的电表是电压表,当滑片P移至右端时,断开开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值将变大(选填“变大〞“不变〞“变小〞).
解析:电路为并联电路,电压表测量电源电压,电源电压不变,所以电压表的示数不变;将滑片
P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I=可知,该支路的电流变小,即
电流表A1的示数变小,而R1支路的电流不变,所以干路电流变小,即电流表A的示数变小.当滑片P移至左端时,断开开关S,电压表仍测电源电压,即电压表的示数不变,而此时R1支路断路,电流表A只测通过滑动变阻器的电流,所以电流表A的示数变小,电压表V示数与电流表A示数的比值将变大.
16.如下图为一种人体秤的工作原理示意图,电源电压恒定不变.体重显示表是由电流表改装而成,定值电阻R0起保护电路作用,其电阻值为10 Ω,在人体秤上不施加力时滑片P在电阻R的最上端,施加的力最大时滑片P移至电阻R的最下端,该人体秤测量范围0～100 kg,电路中电流变化范围0.1～0.6 A,那么电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大值为50 Ω. 解析:由电路图可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流.施加的力最大时滑片P移至电阻R
的最下端,电路为R0的简单电路,电流表的示数最大,由I=可得,电源的电压U=I大R0=0.6 A ×10 Ω=6 V;在人体秤上不施加力时滑片P在电阻R的最上端,接入电路中的电阻最大,电路
中的电流最小,此时电路中的总电阻R总===60 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大值R大=R总-R0=60 Ω-10 Ω=50 Ω.
三、作图题(每题5分,共10分)
17.声控开关在静音时处于断开状态,在接收到一定响度的声音时会自动闭合一段时间;某地下通道两端的入口处各装有一个声控开关来控制同一盏电灯,为确保行人不管从哪端进入,电灯都能接通电源发光;请用笔画线代替导线,按题意要求将以下图中的电路连接完整.
解析:由“行人不管从哪端进入,电灯都能接通电源发光〞,知两开关应并联,且与灯泡串联,注意开关接在火线和灯泡尾部金属体之间.
答案:如下图
18.将电压表和电流表的符号填入如下图的电路中的○内.要求:开关S闭合后,小灯泡L1,L2并联,且都能发光.
解析:由题图可知L1左右两端已与电源两极相连,L2左端已与电源负极相连,因题目要求两灯并联,所以L2右端必须相当于直接连电源正极,而电流表因其电阻小可视为导线,电压表电阻太大视为开路,所以甲应为电流表,乙只能为电压表.
答案:如下图
四、实验探究题(每题10分,共20分)
19.小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系〞时,他用图(甲)所示的电路进行实验,实验中电阻R两端的电压始终保持2.4 V不变.
(1)请用笔画线代替导线,将(甲)图中实物电路图连接完整(导线不得交叉);
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于(选填A或B)端;
(3)在实验过程中,当把电阻R由5 Ω更换为10 Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应(选填“变大〞“变小〞或“不变〞);
(4)某次实验时电流表的示数如图(乙)所示,那么电流表示数为A,此时R的阻值为
Ω.
解析:(1)电压表要与电阻R并联,由于R两端的电压始终保持2.4 V不变,因而电压表要接小量程;(2)开关闭合前,滑片P应置于接入电路中的阻值最大的A端;(3)把R由5 Ω更换为10 Ω时,根据串联电路电压分配作用,电阻R两端的电压将增大,为使电压保持不变,应让电阻R 两端的电压减小下来,为此滑动变阻器应承当更多的电压,故滑动变阻器接入电路的电阻应
变大;(4)由图(乙)可知,此时电流表的示数为0.2 A,R的阻值为R===12 Ω.
答案:(1)如下图(2)A (3)变大(4)0.2 12
20.【实验名称】用电流表和电压表测电阻
【实验器材】电压恒为3 V的电源、电压表、电流表、标有“20 Ω 2 A〞字样的滑动变阻器、待测电阻R x、开关、导线假设干.
【实验原理】欧姆定律(或R=) .
【实验步骤】
(1)小明按如下图的电路图连接电路;
(2)闭合开关,发现电流表示数如图(乙)所示,那么下一步的实验操作是:先断开开关,然后将电流表的正负接线柱上的导线对调;
(3)小明测出待测电阻的阻值后,向老师汇报,老师指出他实验设计中存在着缺乏,其缺乏是只测量一组数据,实验误差会较大;
(4)改良后,小明继续实验并将数据记录在下表中,分析数据可知待测电阻的阻值为10 Ω;还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
数据表格
实验次数电压U/V 电流I/A
1 2.4 0.24
2 2.0 0.20
3 1.5 0.15
(5)实验过程中,假设小明将滑片P移到了如下图的位置,闭合开关,此时电流表的示数为0
A.
解析:伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律(或R=);
(2)由于电流表反向偏转,应先断开开关,然后将电流表的正负接线柱上的导线对调;
(3)只测量一组数据,实验误差会较大;
(4)由R=得,待测电阻的阻值为10 Ω;还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导
体两端的电压成正比;由题图可知,滑片滑离了滑动变阻器上的电阻丝,滑动变阻器断路,造成整个电路断路,此时电流表无示数,即电流表示数为0 A.
五、计算题(21题4分,22题6分,23题6分,共16分)
21.在如图(a)所示的电路中,电源电压U=4 V,电阻R1=20 Ω.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移至某处时,电路中电流表A的示数如图(b)所示.求:
(1)电流表A1的示数;
(2)滑动变阻器连入电路的阻值.
解析:(1)当S闭合后,R1,R2是并联的,电流表A1测量R1中的电流,电流表A测量干路电流.
I A1=I R1===0.2 A;
(2)此题中没有告诉电流表A的量程,故(b)图中电流表的示数为0.4 A或2 A;
当电流表A的示数为0.4 A时,变阻器支路的电流
I R2=I-I R1=0.4 A-0.2A =0.2 A
故滑动变阻器接入电路的电阻为
R2===20 Ω;
当电流表A的示数为2 A时,变阻器支路的电流
I R2=I-I R1=2 A-0.2 A=1.8 A,
故滑动变阻器接入电路的电阻为
R2==≈2.2 Ω.
答案:(1)0.2 A (2)20 Ω或2.2 Ω
22.如下图,(甲)为电路的连接情况,R1=20 Ω,R2为滑动变阻器,(乙)为R3的I-U图像,电源电压保持不变.当S1闭合,S2断开时,假设滑片P在a端,那么电流表示数为0.6 A;假设滑片P 在b端,那么电压表示数为8 V.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)当S1,S2均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数.
解析:(1)当S1闭合,S2断开,滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电源电压U=I a R1=0.6 A×20 Ω=12 V.
(2)当S1闭合,S2断开,滑片P在b端时,R2接入电路的电阻最大,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压U1=U-U2=12 V-8 V=4 V,因串联电路
中各处的电流相等,所以,电路中的电流I b==,即=,解得R2=40 Ω.
(3)当S1,S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,由图(乙)可知,当R3两端的电压U3=6 V时,通过的电流I3=0.3 A,那么R3的阻值R3===20 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以电路中的总电阻R===10
Ω,干路电流表的示数I===1.2 A.
答案:(1)12 V (2)40 Ω(3)1.2 A
23.有一种装饰用的小彩灯,如图(甲)所示,它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联而成,等效电路如图(乙)所示.灯丝的电阻R1= 10 Ω,定值电阻R2=1 000 Ω.
(1)求这个小彩灯的电阻;(结果保存一位小数)
(2)假设将一个小彩灯接在电压为1.5 V的电源两端,求通过灯丝R1的电流大小;
(3)如图(丙)所示,将数十个小彩灯串联后接在电压为U的电源两端,均正常发光(图中只画出3个,其他未画出).假设其中一个灯的灯丝断了,其他小彩灯两端的电压如何变化?写出你的判断依据.
解析:(1)小彩灯内部的定值电阻与灯丝并联,故小彩灯的电阻
R==Ω≈9.9 Ω.
(2)通过灯丝的电流I===0.15 A.
(3)其他小彩灯两端的电压变小.判断依据:当其中一个灯的灯丝断了时,该灯泡的电阻变大,其他小彩灯电阻不变,总电压U不变,根据串联电路中的分压关系可知,与该灯泡串联的其他每个小彩灯分得的电压变小.
答案:(1)9.9 Ω
(2)0.15 A
(3)见解析。