北京第八十中学物理电流和电路单元培优测试卷

北京第八十中学物理电流和电路单元培优测试卷
一、初三物理电流和电路易错压轴题（难）
1．在探究“并联电路各支路中的电流与干路电流的关系”时，小明同学在实验室选取：电流表3只，灯泡2只，开关1个，干电池，导线若干．
（1）请你帮助小明设计一个能够同时测量出支路和干路电流的电路，把你设计的实验电路图画在方框内．
（______）
（2）小明同学按照电路图连接实物，把最后一根导线连接完毕后，看到灯泡立即发光，一个电流表指针向零刻度的左边偏转．小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处是
_____，还有一处是_____．
（3）小明排除故障后开始实验，正确得出电流表示数如表
实验次数I1/A I2/A I3/A
1 0.100.20 0.30
分析表格中的数据，小明发现并联电路干路中的电流和支路中的电流关系是_____（可用字母表达式表示）．但为了使实验结论更具科学性，请你提出一条合理化建议：_____．
【答案】连接电路的过程中，开关没有断开电流表的接线柱接
反了 I3=I1+I2更换不同的灯泡进行多次实验
【解析】
【分析】
（1）连接电路时，开关应断开；（2）电流表串联在电路中，电流要正进负出；（3）多次实验找出普遍性规律；
【详解】
(1)从电源正极依次串联开关、灯泡L1、电流表A1、电流表A回到电源负极，然后将灯泡L2和电流表A2串联后并联在灯泡L1和电流表A1两端，如下图所示：
(2)把最后一根导线连接完毕后，看到灯泡立即发光，说明连接电路的过程中，开关没有断开；一个电流表指针向零刻度的左边偏转，说明电流表的接线柱接反了．
（3）由表中数据分析可以知道，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即I3=I1+I2
一组实验数据具有偶然性，要得到普遍规律，需多次实验得到多组实验数据，因此需更换不同的灯泡进行多次实验．
2．实验小组用如图1所示的电路来探究并联电路中电流的关系，其实验思路如下∶接好电路后，把电流表分别接入到A、B、C三处，测出第一组数据；为了防止个别偶然因素的影响，他们采用以下两种方法之一来重复实验，并完成第二次和第三次测量：
方法一∶改变电源电压
方法二∶更换其中一条支路中的灯泡（规格不同）
(1)如图2是某同学连接的并联电路的局部图，某次实验中，测量完干路电流之后，某同学想测量通过L1的电流，为接入电流表，a、b、c、d四个接点中最方便的导线拆接点是
________点，同时注意，在拆接电路时，开关必须________。

测量过程中，电流表出现图3中的实验现象说明_________；
(2)该同学表格设计中存在的不足之处是∶_____________；
A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C
第一次测量0.100.120.22
第二次测量0.200.240.44
第三次测量0.250.300.55
(3)表格补充完整后，通过对上面数据的分析，后面两次实验是采用方法______（选填“一”或“二”）进行的，可以得出结论∶并联电路干路中的电流等于_______________；
(4)根据上述结论，应用到如图4中，图中已标明了电流的方向，若b、c、d中的电流大小分别为0.3A、0.6A、0.2A，则a中的电流大小为__________A。

【答案】d断开电流表正负接线柱接反电流没有单位一各支路电流之和 0.1 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]为接入电流表，a、b、c、d四个接点中最方便的导线拆接点是d点，在拆接电路时开关必须断开。

[3]由图3所示电流表可知，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反造成的。

(2)[4]由表格可知，存在的不足之处是电流没有单位。

(3)[5][6]由表中实验数据可知，第2次与第3次实验时，电流值与第一次实验的电流值只是数值上发生了倍数变化，所以后面两次实验是通过改变电源电压进行实验的，即采用方法一进行实验；由表中实验数据可知，在并联电路中干路电流等于各支路电流之和。

(4)[7]干路电流大小等于各支路电流大小之和，与电流方向无关，b、c、d处分别在支路，c 在干路，所以
I a=I c-I b-I d=0.6A -0.3A-0.2A=0.1A
3．如图是一个模拟交通路口红绿灯工作的实验电路，请你用笔画线代替导线，只添加两根导线，实物电路图补充完整．要求：红灯亮时，黄灯和绿灯都不亮；当红灯灭时，黄灯和绿灯可以分别亮一盏．
【答案】
【解析】
由题意知红灯亮时，黄灯和绿灯都不亮；当红灯灭时，黄灯和绿灯可以分别亮一盏．说明三盏灯互不影响，也就是说三盏灯是并联；结合实物图，S1是控制红灯和黄灯；S2控制绿灯和黄灯，故连接电路图如图．
4．为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常需要安装保险丝.保险丝安装在玻璃管中，称为保险管.实验室有熔断电流分别为1A和2A的两种保险管，保险管上印刷的文字已经模糊不清，但小星知道：熔断电流较大的保险丝，其电阻较小，因此，小星设计了如图甲所示实验电路图，想通过比较它们的电阻大小来区别这两种保险管.
（1）根据图甲电路图，在图乙的实物图中，用笔代善导线把电路连接完整。

（________）
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至最_______（选填“左”或“右”端）。

（3）在图甲中，若电压表V2的读数为2.1V，电压表V1读数如图丙所示，则保险管B两端的电压为_______V.
（4）保险管A的熔断电流为_______A
（5）将这两个保险管并联接入某一电路中，当电路中的电流达到_______A时，保险管将熔断.
【答案】左 1.5 2 2.8A
【解析】
【详解】
（1）根据图甲电路图可知，电压表V1测保险管A的电压，电压表V2测两保险管总电压。

再由第（3）小题中“电压表V2的读数为2.1V”可知，两电压表都接小量程。

连接电压表
V1“-”接线柱到保险管A左端接线柱、“3”接线柱到保险管A右端接线柱；再连接电压表V2“-”接线柱到保险管B左端接线柱、“3”接线柱到滑动变阻器右下端（或保险管A右端）接线柱。

如图：
（2）为保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至阻值最大端。

因滑动变阻器接右下端接线柱，所以滑片移至最左端阻值最大。

（3）电压表V1测保险管A的电压，其分度值为0.1V，则U A=0.6V。

电压表V2测两保险管总电压，即U A+B=2.1V。

则保险管B两端的电压为U B=U A+B-U A=2.1V-0.6V=1.5V。

（4）因U A=0.6V、U B= 1.5V，即U A<U B，由串联电路分压规律可知R A<R B，保险管B的电阻大，熔断电流小，为1A；保险管A的电阻小，熔断电流大，为2A。

（5）由上题可知，R A:R B= U A:U B=0.6V: 1.5V=2:5。

将这两个保险管并联接入某一电路中，电流之比为I A:I B= R B:R A=5:2。

若当保险管A电流达到熔断电流2A时，保险管B电流为
I B=2
5
I A=
2
5
×2A=0.8A，此时电路总电流达到I=2A+0.8A=2.8A，保险管A刚熔断，保险管B不
能熔断；若当保险管B电流达到熔断电流1A时，保险管A电流为
I A=5
2
I B=
5
2
×1A=2.5A>2A，说明A早已熔断。

综合以上分析可知，将这两个保险管并联接入
某一电路中，当电路中的电流达到2.8A时，保险管将熔断。

5．图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。

(1)请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整_____________
(2)闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示其读数为I=______A，则未知电阻R= _________ Ω。

(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以
测量未知电阻R x，请在空格内将实验步骤补充完整
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻R x两端的电压为U1
② ___________，用电压表测出电源的电压U
③请写出用测量值U、U1及R0来表示R x的表达式：R x= ____________
【答案】导线的一端接在变阻器上，另一端接在电阻R上 0.3 8 闭合S、S1 10
1
x
U R
R
U U
=
-
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]变阻器应串联在电路中，可将导线一端接在变阻器上端，另一端接在电阻R右端，如图所示。

(2)[2]读图可知，电流表的量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.3A。

[3]由公式
U
I
R
=得
2.4V
0.3A
8
U
R
I
===Ω
(3)[4][5]实验步骤：
①闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻R x两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压
U0=U﹣U x=U﹣U1
因串联电路中各处的电流相等，所以
x
x
U U
I
R R
==
即
11
0x
U U U
R R
-
=
解得
10
1
x U R R U U =
-
6．小艾同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。

实验序号 C 处的电流I C /A B 处的电流I B /A A 处的电流I A /A 第一次测量 0.2 0.2 0.4 第二次测量 0.3 0.3 0.6 第三次测量
0.4
0.4
0.8
(1)在连接电路时，开关应_____；
(2)电流表应_____选填“串联”或“并联”）在被测电路中；
(3)用电流表分别测出电路中的A 、B 、C 处的电流，改变电源电压，重复实验，记录数据如表所示。

小艾同学由表格数据得出实验结论：并联电路中干路电流为支路电流的2倍，这个结论一定成立吗？答：_____（选填“一定”或“不一定”）。

为了得出具有普遍意义的并联电路电流特点应该_____。

【答案】断开 串联 不一定 换用不同规格的灯泡多次测量 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]为保护电路，在连接电路时，开关应断开。

(2)[2]电流表应串联在被测电路中，因为串联电路中各处电流都相等，因此电流表与被测电路串联后，电流表显示的电流值就等于被测电路的电流值。

(3)[3]根据并联电路各支路电压相等和欧姆定律，当选用的两灯泡的规格相同时，通过两灯泡的电流相等，并联电路中干路电流才为支路电流的2倍；若灯泡的规格不同，则通过两支路的电流不相等，则这个结论不成立，故小艾同学结论不一定成立。

[4]为了得出具有普遍意义的并联电路电流特点，应该换用不同规格的灯泡多次测量。

7．小明同学利用如下图所示的电路来探究串联电路电压规律，其中电源是由两节新的一号电池组成的电池组：
（1）按图示的电路图连接电路，在接通电路前，开关必须__________。

（2）连接完电路，小明闭合开关，发现电压表V1示数为零，V、V2的示数均为3V，则电路的故障可能是__________或__________，此时V、V2所测的是__________的电压。

（3）排除故障后，小明利用不同规格的灯泡分别完成了四次实验，记录的数据如下表所示，分析实验数据可以得出的结论是：串联电路总电压__________。

实验次数
1234
电压表示数
U1/V 1.3 1.0 1.2 1.8
U2/V 1.3 1.7 1.40.8
U3/V 2.6 2.7 2.6 2.6
（4）仔细分析上表中的数据，小明发现各组实验数据中电路的总电压都不等于电源电压。

那么电源给电路提供的电压和电源电压之间与什么因素有关呢?于是他又设计了如图下所示电路进行了进一步的探究：
①请根据电路图把电压表（黑色为接线柱）接入电路；
（_____）
②连接好电路，经检查无误后，断开S2，闭合S1，电压表示数为3V；
③小明利用电阻箱在电路中接入不同的电阻，分别测出对应的电压和电流如下表所示。

分析上述实验数据，可以得出接入电路的__________越大，电路两端的总电压越大，电路的总功率__________。

（选填“越大”或“越小”）
实验次数
物理量
12345
R/Ω252015105
I/A0.110.140.180.260.46
U/V 2.75 2.71 2.65 2.55 2.25
【答案】断开L2断路L1断路电源等于各分电路两端电压之和
电阻越小
【解析】
【详解】
（1连电路时为保正电路安全，开关必须断开。

（2）由图可知灯L1、L2串联，V1、V2分别测它们两端的电压，V测电源电压，闭合开关，
V、V2的示数均为3V,为，说明电路通路，且灯L2的电压等于电源电压，所以故障可能是L1短路，也可能是L1正常L2短路致使电压表串联在了电路中，此时，V、V2所测的都是电源电压，
（3）分析实验数据可以得出的结论是：串联电路总电压等于各分电路两端的电压之和。

（4）结合电路图和表格中数据连接实物图如下：
分析上述实验数据，可以得出介入电路的电阻越大，电路两端的总电压越大，根据P=
2 U R
可得，U一定，R越大，则电路的总功率越小。

8．为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有：干电池组(电压为3V)、电压表、多个小灯泡(规格不相同)、开关、导线若干。

(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压
________。

(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图乙所示，其值为_______.根据这组数据，该小组就得出了并联电路中电压的规律。

这样处理实验数据，得出结论，你认为实验的不妥之处是_________。

纠正后得到并联电路中的电压规律为________.
【答案】 2.6V 只做了一次实验，可能出现
偶然性并联电路的总电压与各支路两端电压相等
【解析】
【分析】
（1）电压表并联在电路中，注意电压表的量程和电流方向；
（2）根据指针位置读出示数，在实验中为了避免实验的偶然性，实验结论具有普遍性，一般最少做三次实验。

【详解】
（1）灯L1、L2并联，要测量灯泡L1两端电压，电压表需与L1并联，因为干电池组电压为3V，则选择0～3V量程，如图所示：
（2）因为干电池组电压为3V，选择0～3V量程，则对应的分度值为0.1V，根据指针所指位置可读出电压值为2.6V；利用实验得出实验结论的过程中，为了避免实验的偶然性，增加实验的可信度，换用不同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压，才能进行归纳总结，这样得出的结论才更加准确。

并联电路中的电压规律：并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等。

9．皮皮和壮壮要探究并联电路电流规律．
（1）图甲是皮皮同学设计的实验电路图．他在测量C点干路电流时连接的实物图如图乙所示，其中有一根导线连接错误，请用×在错误导线上标出，并用笔画线代替导线在图中画出正确的连线__________．
（2）皮皮同学在测量中发现电流表的指针偏转如图丙所示，原因是________________．（3）为能进行多次实验，壮壮同学在干路中串联了一个________，从而得到了三组实验数据，如下表所示．壮壮同学发现皮皮记录的数据中的0.80A是错误的，原因是皮皮在读数时___________．
（4）皮皮和壮壮的实验设计有一不足之处，你认为改进方法是：___________________．
【答案】电流表正负接线柱接反了滑动变阻器按
0A—3A量程读数换用两个不同规格小灯泡再次进行实验
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图乙可知，电流表与灯L1串联了，电流表测通过灯泡L1的电流．要测量C点干路电流，电流表应串联在干路上，将连接灯泡L2左接线柱和电流表负接线柱的导线改接到灯泡L2左接线柱和电流表“0.6”接线柱，连图如下：
（2）在测量中发现电流表的指针反向偏转，则说明电流表正负接线柱接反了．
（3）变阻器串联在电路中可以改变电路中的电流和电压，因此为能进行多次实验，在干路中串联一个滑动变阻器即可．
壮壮同学发现皮皮记录的数据中的0.80A是错误的，原因是电流表选用的量程是0~0.6A，读数时却按0~3A量程．
（4）由实验数据可知，通过灯泡L1、L2的电流总是相等的，说明他们的实验设计选用的灯泡规格相同，不具有普遍性．因此为得到普遍性结论，应换用两个不同规格小灯泡再次进行实验．
【点睛】
本题考查探究并联电路电流规律，考查了电路的连接，电流表的正确使用以及实验设计的科学性，注重了过程与方法的考查，是典型题目．
10．如图甲是“探究串联电路电流特点”的实验电路图:
(1)实验中，选择两个小灯泡的规格应该是________的(选填“相同”或“不相同”)。

(2)上表是某同学在实验中测得的数据，指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是_____，造成错误的原因是__________________。

(3)实验的不足之处是:_____________________。

(4)实验的改进方法是:________________________。

(5)甲、乙两位同学在分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。

当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图乙、丙所示的两种情况。

请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，请写在下面。

乙存在的问题：_____________________________。

丙存在的问题：_____________________________。

【答案】不相同 1.5 读数时读错量程实验次数太少换用不同规格的灯泡进行多次实验电流表正负接线柱接反电流表所选量程过大。

【解析】
【详解】
（1）为得出串联电路电流特点的普遍结论，应使用规格不同的灯泡进行多次实验；（2）分析表格中实验数据知道，实验数据1.5A是明显错误的；这应是读数时，错把
0～0.6A量程看成0～3A量程造成的；
（3）为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据，所以，实验的不足之处是：实验次数太少，结论具有片面性；
(4)结合不足，实验的改进方法是：换用不同规格的灯泡进行多次实验；
（5）使用电流表时，若电流从正接线柱流入、负接线柱流出时，电流表指针正向偏转，否则反向偏转；如果电流表所选量程太大，则电流表指针偏转角度太小；所以，乙存在的问题：电流表正负接线柱接反了；丙存在的问题：电流表所选量程过大。