【单元练】【学生卷】攀枝花市九年级物理第十五章【电流和电路】经典测试题(含解析)
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一、选择题
1.家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关、使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度,下图是电熨斗的电路图。
旋转多档开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况,现将开关置于温度最高挡,这时,1、2、3、4之间的连接是图中的哪一幅()
A.B.
C.D. B
解析:B
由图可知,A中左侧电阻接入电路中,B中两电阻并联,C中电路断路,D中两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数
之和,所以,B中两电阻并联时电路中的总电阻最小,由电功率的公式
2
U
P
R
可知,在
电压不变,电阻最小时,电功率是最大,故接“高”档时,两根电热丝是并联关系,故B 符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.汽车安全带提示器由压力传感器和开关设计而成。
当人坐座椅开关1S闭合,若未系安全带(2S断开),则语音提示:“请系好安全带”,系上安全带后,2S闭合,提示器不工作。
图中R是保护电路的电阻,则下列电路正确的是()
A.B.
C.D. C
解析:C
当乘客坐上去,满足设置的压力条件时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,即安全带
控制开关S2断开,则语音提示“请系好安全带”;系上安全带后,安全带控制开关S2闭合,语音提示器不工作,此时将语音提示器短路了,即只有C正确。
故选C。
3.如图所示,电动独轮车是新一代化步工具,它体形小巧、携带方便,而且依靠电力驱动,低碳环保,越来越受到年轻人的喜爱。
某品牌独轮车工作原理:当电源开关S1闭合时指示灯亮起,人站在独轮车上开关S2自动闭合,电动机才能启动,开始运动。
下列电路设计符合上述要求的是()
A.B.
C.
D. C
解析:C
当电源开关S1闭合时指示灯亮起,人站在独轮车上开关S2自动闭合,电动机才能启动,可见灯与电动机采用的是并联,且S1控制灯和电动机,S2控制电动机。
故选C。
4.将电阻R1、R2同时接入电路中,用电流表测得电路各处电流都相等,则两电阻
()
A.一定串联B.一定并联
C.可能串联,也可能并联D.以上说法都不正确A
解析:A
若两电阻串联时,根据串联电路的特点可知电路各处电流相等;若两电阻并联时,根据并联电路的特点可知干路电流等于支路电流之和,所以两个电阻一定串联。
故选A。
5.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,正常工作一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则()
A.1L可能变亮B.1L可能熄灭C.2L可能断路D.2L可能短路B
解析:B
分析电路可知,电路为串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端电压,则V1示数不可能再变大,可知电压表V2示数变大,且电路正产工作,则故障可能是灯泡L1短路,则L1熄灭,故选B。
6.如图所示,将发光二极管LED接入电路中,闭合开关,发现LED发光。
下列说法正确的是()
A.电流从电池的左边流出,从电池的右边流进
B.电子从LED较短的引脚流入,从较长的引脚流出
C.流过LED较长引脚的电流比较短引脚的大
D.将电路中的干电池正负极对调,LED的亮度会稍微变暗B
解析:B
A.如图,电池右边为正极,所以,电流从电池的右边流出,从电池的左边流进,故A错误;
B.电路中的电流是自由电子的定向移动形成的,电子定向移动的方向与电流方向相反,所以,根据电流方向可知,电子从LED较短的引脚流入,从较长的引脚流出,故B正确;C.串联电路中电流处处相等,所以,流过LED较长引脚的电流和流过较短引脚的电流一样大,故C错误;
D.二极管具有单向导电性,所以,将电路中的干电池正负极对调,LED不发光,故D错误。
故选B。
7.如图所示,轻质棒M放在绝缘支架上,与毛皮摩擦后带上负电的绝缘棒L靠近M的A 端时,A端被L吸引。
无风条件下绝缘棒L靠近卡通造型的铝箔气球时,气球被排斥,则()
A.M一定和气球带异种电荷B.气球可能不带电
C.与绝缘棒摩擦后的毛皮一定和M排斥D.摩擦时,毛皮失去电子D
解析:D
AB.由左图可得,A端被L吸引,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;因题给出L带负电荷,则A端为正点荷;右图可得卡通造型的铝箔气球与L相互排斥,则气球与L 有着同种电荷,但第二种情况下L未与毛皮摩擦,所以只能判断铝箔气球与L带同种电荷,故AB错误;
C.与绝缘棒摩擦后的毛皮带正电,不一定与M排斥;M中正电与负电同时存在,故C错误;
D.摩擦时毛皮失去电子,存在正电荷,即带正电,故D正确。
故选D。
8.下列为小华同学的物理笔记,说法不合理的是()
A.物体吸收了热量,内能增加,温度一定升高
B.丝绸摩擦玻璃棒的过程中丝绸得到电子
C.用水冷却汽车发动机,利用了水比热容大的性质
D.使燃料燃烧更充分可提高热机的效率A
解析:A
A.物体吸收热量,内能增加,但温度不一定变化,如:晶体熔化过程中,吸收了热量,它的温度不变,故A错误,A符合题意;
B.摩擦起电是电子的转移,得到电子的显负电,失去电子的显正电,丝绸带负电,则丝绸得到电子,故B正确,B不符合题意;
C.用水冷却汽车发动机,利用了水比热容大的性质,故C正确,C不符合题意;
D.使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故D 正确,D不符合题意。
故选A。
9.如图所示,两个相同的验电器A和B,A与丝绸摩擦过的玻璃棒接触带电,再用C棒去同时接触两验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。
则下列说法正确的是()
A.A金属箔张角变小,说明它失去正电荷
B.C棒与其手柄D均为导体
C.当C棒接触两验电器的金属球时,电流方向为A到B
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,电子是由丝绸转移到玻璃棒C
解析:C
A.经丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当其接触验电器A时,验电器A的金属箔片带正电,此时再将金属棒与验电器B连接,发现金属球的内和金属棒内的自由电子从B流向A,而不会失去正电荷,故A选项错误;
B.C棒导电,而手柄D是绝缘体的,故B选项错误;
C.当C棒接触两验电器的金属球时,自由电子从B流向A,电流的方向为A到B,故C 选项正确;
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,电子从玻璃棒转移到丝绸中,故玻璃棒带正电,故D选项错误。
故选C。
10.如图所示,下列解释正确的是()
A.用橡胶棒接触金属球,金属箔一定带正电
B.如图是汽油机的吸气冲程,将汽油和空气的混合物吸入气缸
C.说明分子在做永不停息的无规则运动
D.水蒸气冲开橡胶塞,将机械能转化为内能B
解析:B
A.用橡胶棒接触金属球,如果橡胶棒带负电,则金属箔带负电,故A错误;
B.如图所示,汽油机的进气门打开,是吸气冲程,吸入空气和汽油的混合物,故B正确;
C.由图可知,摩擦瓶子后,瓶塞弹起,说明做功可以改变物体的内能,空气内能增大,内能转化为机械能,将塞子弹起,故C错误;
D.由图可知水蒸气冲开橡胶塞,是内能转化为机械能,故D错误。
故选B。
二、填空题
11.毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒带______电,让它去接触验电器的金属球,验电器的金属箔片因带同种电荷相互排斥而张开,在这个过程中,瞬间电流方向是从______(选填“橡胶棒到验电器”或“验电器到橡胶棒”)。
负验电器到橡胶棒
解析:负验电器到橡胶棒
[1]毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒因为得到了电子带负电。
[2]用带负电的橡胶棒接触验电器的金属球时,自由电子从橡胶棒转移到验电器上,电流的方向和负电荷定向移动方向相反,所以电流方向是从验电器到橡胶棒。
12.小华同学根据图甲所示的实物图,在闭合开关后,两个电流表的示数如图乙、丙所示,则电流表A1的示数是______A,通过小灯泡L2的电流是______A。
503
解析:50.3
[1]图乙、丙中两表量程为0~0.6A,示数分别为0.2A、0.5A,图甲中电路为并联,A1测干路电流,示数较大,为0.5A。
[2]图甲中A2测L1电流,示数为0.2A,通过小灯泡L2的电流是
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
13.用塑料梳子梳理干燥的头发后,若塑料的原子核束缚电子的本领强于头发,用该梳子接触不带电的验电器金属球,两金属箔片由于带上同种电荷互相______而张开;接触的瞬间,电流方向______(选填序号即可:①“从梳子到金属球”或②“从金属球到梳子”)。
排斥②
解析:排斥②
[1]由于同种电荷相互排斥,金属箔片由于带上同种电荷互相排斥而张开.
[2]塑料的原子核束缚电子的本领强于头发,则在摩擦过程中,头发上的部分电子转移到梳子上,梳子带负电,该梳子接触不带电的验电器金属球,梳子上的电子转移到金属球上,电流方向和正电荷定向移动方向相同,故电流方向是从金属球到梳子。
14.如图甲所示是小明家小区单元防盗门上的楼宇对讲装置,在楼下按对应住户的号码按钮(相当于开关),该住户家中的门铃就会发出声音。
如图乙所示是小明家楼层对应的电路图,请你连接完整。
(____)
解析:
由于各住户家中的门铃互不影响,所以,各门铃间的连接方式为并联,并且各住户家中的门铃都有相应的开关控制,电路图如下
15.如图所示,要让电流表能测L1中的电流,需闭合开关______;要让电流表仅测量L2
中的电流,需闭合开关______ ;当S 1、S 2、S 3同时闭合时,电流表______(填“会”或“不会”)被烧坏。
S2;S1;不会
解析:S 2; S 1; 不会。
[1]闭合开关S 2时,两灯泡串联,电流表测电路中的电流;
[2]闭合开关S 1时,电路为L 2的简单电路,电流表测通过L 2的电流;
[3]当S 1、S 2、S 3同时闭合时,电流表和两灯泡被短路,会造成电源短路,此时电流表不会烧坏。
16.如图所示电路中,电流表A 1与A 2指针指示的位置如图所示,则电流表A 1读数是_____;电流表A 2读数是_____,灯L 1电流是_____。
2A044A176A
解析:2A 0.44A 1.76A
由图可知:灯L 1与灯L 2并联,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测L 2电流;
[1]根据并联电路电流规律可知:干路电流大于支路电流;而从两表指针偏转位置来看,A 1偏转的和A 2相同,这说明两表使用的量程不同;由此得出:A 1一定使用的是3A 量程,A 2使用的是0.6A 量程;3A 量程的分度值是0.1A ,所以A 1的读数是2.2A ;
[2]0.6A 量程的分度值是0.02A ,所以A 2的读数是0.44A ;
[3]根据并联电路电流规律:12I I I +=,得出灯L 1的电流:
12 2.2A-0.44A=1.76A I I I -==。
17.用梳子梳头时,头发会随梳子飘起来,这种现象属于______。
发生这种现象的实质是电荷发生了______。
摩擦起电转移
解析:摩擦起电 转移
[1][2]用梳子梳头发时,梳子与头发摩擦,发生摩擦起电现象,头发靠近带电的梳子会随梳子飘起来;摩擦起电的实质是电荷发生了转移。
18.如图所示,验电器A 带负电,验电器B 不带电,现在用带有绝缘柄的金属棒将A 、B 验电器的金属球连接起来,则电流方向从________到________。
(选填“A”或“B”)
BA
解析:B A
[1][2]A 验电器带负电荷,B 不带电,拿一根绝缘柄的金属棒把A 、B 两个验电器连接起来,A 上的部分电子经金属棒转移到B 上,由于电流方向跟自由电子的移动方向相反,所以电流方向是从B 到A 。
19.如图所示,某城市安装一种“按钮式红绿灯”.当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,使正对车辆的红灯亮起,行人安全通过.红灯和绿灯是______联的.
并联
解析:并联
红灯和绿灯应该是并联的,如果是串联,当红灯亮起时,绿灯也会亮,这与题意不符合.
20.如图所示电路中①要使L 1、L 2并联在电路中,且开关同时控制两盏灯,则导线CE 的E 端应接在______处;②要使L 1、L 2并联在电路中,且开关S 只控制灯L 1,则导线CE 的E 端应接在______处;③拆去______导线,使导线CE 的E 端接到______处,L 1、L 2可以串联在电路中。
H (或G )M (或-)DFF
解析:H (或G ) M (或“-”) DF F
①[1]要使L 1、L 2并联在电路中,且开关S 作为总开关,则开关应在干路中,所以导线CE 的E 端应接在H (或G )。
②[2]要使L 1、L 2并联在电路中,且开关S 只控制L 1,则开关应与L 1串联,所以E 端应接在M (或“-”)。
③[3][4]要使L 1、L 2串联在电路中,则电流的路径只有一条,则电流从电源正极出来后,先后经过L 1、L 2和开关S 后回到电源负极,故应拆去DF ,使导线CE 的E 端接到F 处。
三、解答题
21.九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两档功率的电开水壶(开水壶隔热性能好),开水壶的简化电路图如图所示,12110R R ==Ω。
现壶内盛有质量为
2kg 、初温为20℃的水。
加热过程中壶内气压始终为一标准大气压,34.210c =⨯水J
(kg·
℃)。
问: (1)烧开这壶水,水吸收的热量是多少?
(2)同学们发现,让自制的开水壶高功率档正常工作,烧开这壶水用时太长。
请你利用图中的所有元件重新设计具有高低两档功率的开水壶的电路,使改进后的开水壶高功率档正常工作,烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。
请在上边方框中画出你设计的电路图;
(3)若消耗的电能全部转化为水的内能,利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水,至少
需要多少秒?(结果保留整数)
解析:(1)6.72×105 J ;(2);(3)764s
(1) 烧开这壶水,水吸收的热量是
35= 4.210J/(kg )2kg (100-20)=6.7210J Q cm t ∆=⨯⨯⨯⨯⨯吸℃℃℃
(2)要想使烧水时间更短,电路中的烧水功率要更大,两个定值电阻的阻值一定,根据
2U P R
=,就需要电路中的总电阻最小,也就是让两个电阻并联,电路设计如下图所示: 。
(3)新开水壶烧开同样的一壶水的总电阻为
1212110Ω110Ω==55Ω+110Ω+110Ω
R R R R R ⨯= 消耗的电能全部转化为水的内能,利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水,至少需要
522
6.7210J 55Ω764s (220V)Q R t U ⨯⨯==≈吸 答:(1)烧开这壶水,水吸收的热量是6.72×105J ;
(2)设计的电路图为;
(3)若消耗的电能全部转化为水的内能,利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水,至少需要764s 。
22.两个电阻1R 和2R 并联接入电路中,电源电压保持不变,已知12R nR = ,并测得干路中的电流强度为I 。
试证明:
(1)两支路电流强度之比
121I I n
= ; (2)1(1)
I
I n =
+ 解析:(1)详见解析(2)详见解析
(1)因为并联电路两端电压相等,即U =U 1 =U 2,由U=IR 知道,
222111I U U U R I R ====①
又因为12R nR =,代入①整理得两支路电流强度之比是:
121I I n
= (2)由于在并联电路中,电阻1R 和2R 中的电流强度与阻值之比是121
I I n
=,又因为由于并联电路中干路电流强度是各支路的电流强度之和,即:
12111(1)I I I I nI n I =+=+=+
由此解得:
1(1)
I
I n =
+
23.如图所示,已知电源电压为4V ,三个电阻的阻值分别为R 1=3Ω、R 2=6Ω和R 3=2Ω,求:
(1)当S 1、S 2均断开时,电流表和电压表的示数; (2)当S 1、S 2均闭合时,电压表和电流表的示数。
解析:(1)0.5A (2)3V (3)4V (4)2A 【解析】
(1)当S 1、S 2均断开时,R 2、R 3串联,电压表测R 2的电压,根据电阻的串联规律,电路
的总电阻:R=6Ω+2Ω=8Ω,根据欧姆定律,电路的电流即电流表示数:
4V =0.5A 8Ω
U I R =
=,R 2的电压即电压表的示数:220.5A 6Ω=3V U IR ==⨯ ; (2)当S 1、S 2均闭合时,R 3短路,R 1、R 2并联,电压表测电源电压,示数为4V ,电流表测干路电流,通过R 1的电流:114V 4=A 3Ω3
U I R =
=,通过R 2的电流:224V 2=A 6Ω3
U I R =
=,根据并联电路电流的规律,电路的总电流即电流表示数为:1242
A+A=2A 33
I I I =+=
. 24.如图所示的电路中,电阻R 1的阻值是60Ω,电阻R 2的阻值是40Ω,如果通过R 1的电流是0.2A .求:
(1)电源电压; (2)通过电阻R 2的电流; (3)电路的总电阻.
解析:(1)12V ;(2)0.3A ;(3)24Ω.
(1)由电路图可以知道,电路是并联电路,所以,U=U 1,即R 1两端的电压就等于电源电压,则:U=U 1=IR 1=0.2A ⨯60Ω=12V ,
(2)R 2与R 1并联,并联电路中各支路两端的电压相等,则U=U 1=U 2,通过电阻R 2的电流:
22212V 0.3A 40U I R =
==Ω
(3)电路的总电阻:1212V 240.5A
Z U U R I I I ====Ω+ 【点睛】
(1)由电路图可以知道, R 1与R 2并联,知道R 1的阻值和通过的电流,根据欧姆定律求出R 1两端的电压;
(2)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过电阻R 2的电流; (3)电路中的总电阻等于总电压除以总电流,据此求出其大小
25.如图所示的电路中,电源电压保持 6V 不变,已知R1=5Ω,R2=10Ω.分别控制开关S1、S2 .S3的断开与闭合,改变电阻的连接方式,可以组成几个不同的电路:
(1)请在方框内画出其中任意一个电路图(不能短路);
(2)根据你所画的电路图及题目所提供的已知条件,求出电路所消耗的总功率.
解析:2W
【解析】解答:(1)当开关S 1、S 3断开,S 2闭合时,等效电路图如下图所示:
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴电路所消耗的总功率:P =U 2
R 1+R 2
=
(6V)2
25Ω+10Ω
=
2.4W ;(2)当开关S 1闭合,S 2、S 3断开时,等效电路图如下图所示:
电路消耗的总功率:P =U 2R 1
=
(6V)225Ω
=7.2W ; (3)当S 1、S 3闭合,S 2断开时,等效电路图如下
图所示:
∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴两电阻消耗的电功率分别为:P 1=U 2R 1
=
(6V)225Ω
=
7.2W ,P 2=
U 2R 2
=
(6V)210Ω
=3.6W ,电路消耗的总功率:P =P 1+P 2=7.2W+3.6W =10.8W.
答:以上三个中任意一个均可。
点睛:(1)当开关S 1、S 3断开,S 2闭合时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和P =U 2
R 求出电路中的总功率;(2)当开关S 1闭合,S 2、S 3断开时,电路为R 1的
简单电路,电流表测电路中的电流,根据P =U 2
R
求出电路消耗的总功率;(3)当S 1、S 3闭
合,S 2断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和P =U 2
R
求出两
电阻消耗的电功率,两者之和即为电路消耗的总功率. 26.如图,电源电压为6 V ,电路中的三只灯泡完全相同.
求: (1)若电流表的示数是0.3 A ,通过灯L 1的电流? (2)电压表的读数为多少? 解析:(1)0.3A (2)4V 【解析】
试题分析:(1)将电路中电流表短路,电压表断路,可以看出电路中的三只灯是串联的,因此所有灯中的电流均为0.3A ,所以通过灯L 1的电流是0.3A ;
(2)将电路图等效变换后,可以看到电压表测的是L 1和L 2两端的电压.又因为三只灯泡完全相同,所以三只灯两端电压相等,皆为电源电压的1/3,因此,电压表的读数为2×U 电
源
/3 =2×
×6V/3=4V
考点:串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
27.如图电流表A 1、A 2、A 3的示数分别为30mA 、50mA 、70mA ,求则电流表A 4、A 5的示数为多少A ?
解析:12A 0.08A
设电流由左侧流入,则分为两支,一支流入A1和灯泡,另一支流入A4;然后再分两支流:一支流入第二个灯泡和A2,另一支流入第三个灯泡和A3;A1及A2中的电流混合后流入
A5;故三个灯泡为并联;电路图的等效电路图如图所示:
A4测量流过A2、A3的电流;A5测量流过A1、A2的电流,根据并联电路的电流特点:干路中的电流等于各支路中的电流之和可得:
电流表A4示数I4=I2+I3=50mA+70mA=120mA=0.12A;
电流表A5示数I5=I1+I2=30mA+50mA=80mA=0.08A;
考点:并联电路中电流的关系
28.(1)如图甲,n个相同的电阻R并联,其总电阻可以用一个等效电阻R'表示(如图乙),请根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律推证:R'=R/n.
(2)如图丙,A、B之间的电压U=220V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,它们的总电阻用图中r表示,r=4Ω,若M、N之间并联10个阻值为R=400Ω的相同电阻,求通过导线AM的电流大小.
(3)试分析说明:在图丙的电路中,M、N之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小.
解析:(1);(2)5A;(3)
试题分析:(1)n个电阻R并联,则I1=U1/R1,I2=U2/R2,⋯⋯,I n=U n/R n,,
U=U1=U2=⋯⋯=U n, R=R1=R2=⋯⋯=R n,I=I1+I2+⋯⋯+I n= U1/R1+U2/R2+⋯⋯+U n/R n=U/R,推得R,
=R/n;(2)MN间接入的电阻R,=40Ω,R,与r是串联,则串联后的总电阻R串=44Ω,流过电路中电流为:I=U/R串=220V/44Ω=5A;(3)当MN间接入的用电器越多,则MN间的等效电阻越小,r两端分去的电压多,实际加在用电器两端电压少,从而用电器实际功率小.
【考点定位】欧姆定律。