北京第十八中学物理电流和电路单元培优测试卷

北京第十八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．如图所示是课本上的几个小实验，请根据要求填空.
（1）在图甲所示实验中，将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰，水停止沸腾.迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，此时会观察到________的现象，这是由一于在瓶底浇冷水后，液面上方________，导致液体的沸点降低所致.
（2）图乙是小明制作的“浮沉子”.为观察到小瓶在水中的浮沉现象，大瓶瓶盖应该
________(旋紧/拧开);为使漂浮于水面上的小瓶子下沉，小明应________ (松开/捏紧)手指.
（3）如图丙所示，将一根针插在绝缘底座上，把折成V字形的铝箔条水平架在针的顶端，制成一个简单的验电器.当用带电的橡胶棒先靠近静止的铝箔条左端，再靠近其右端时会观察到铝箔条________(均被吸引/均被排斥/一次被吸引，另一次被排斥).此实验中，通过铝箔条的转动可推断橡胶棒的带电情况，这种实验方法是________(控制变量法/转换法/理想实验法).
【答案】水又开始沸腾气压减小旋紧捏紧均被吸引转换法
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在图甲所示实验中，将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰，水停止沸腾.迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水时，液面上方的气体温度降低、体积减小，气压减小；
由于气压降低，水的沸点降低，所以此时会观察到水又开始沸腾的现象．
（2）图乙是小明制作的“浮沉子”，实验中要通过改变瓶内气体压力的方法，改变小瓶的浮沉，所以为观察到小瓶在水中的浮沉现象，大瓶瓶盖应该旋紧；
为使漂浮于水面上的小瓶子下沉，小明应挰紧手指，则瓶内气压增大，气体对小瓶的压力增大，同时压力增大时，进入小瓶中的水增加，小瓶自重增加，所以小瓶下沉．
（3）如图丙所示，将一根针插在绝缘底座上，把折成V字形的铝箔条水平架在针的顶端，制成一个简单的验电器.当用带电的橡胶棒先靠近静止的铝箔条左端时，由于带电体能够吸引轻小物体，所以橡胶棒与铝箔条吸引；
再靠近其右端时，同样由于带电体能够吸引轻小物体，也会观察到铝箔条被吸引，即两次都被吸引（但要注意橡胶棒与铝箔条不能接触，接触后，带同种电荷，第二次会排斥）；此实验中，通过铝箔条的转动可推断橡胶棒的带电情况，这种实验方法是转换法．
2．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．
3．现有两只小灯泡L1、L2，它们的额定电压分别为2.5V和3.8V．
（1）如图甲是小明测定灯泡L1额定功率的实物电路图（不完整）．
①请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整_____．
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到__端（选填“A”或“B”）．闭合开关后发现：小灯泡不亮，电流表示数为零，而电压表示数接近电源电压。

经检查，电流表是完好的，仅滑动变阻器或小灯泡存在故障，则电路中的故障是__．排除故障后，闭合开关，仍发现小灯泡不亮，电流表指针偏转很小，要使该小灯泡发光只需__。

③当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则灯泡L1的额定功率为__W．
（2）小华利用图丙所示的电路测出了灯泡L2的额定功率．图中R为阻值已知的定值电阻，还缺两个开关和一只电表（电流表或电压表），请在虚线框内补上这三个元件的符号，使电路完整，实验操作简单______．
【答案】A灯泡断路移动滑动变阻器0.8
【解析】
（1）①根据图中电表的正、负接线柱，从电源正极连接开关，滑动变阻器的接线柱要求一上一下的串联在电路中，所以将C或D连到电源负极即可，如下图所示：
②电压表有示数，说明电压表与电源连通；电流表示数几乎为零，灯泡不发光，说明电路断路或电路的总电阻很大，导致这一现象的原因可能是小灯泡断路而导致电压表串联在电路中；
③为了保护电路，闭合开关前，滑片P应处在使电路中电阻最大位置A端；
由乙图，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，所以灯泡L1的额定功率：；
（2）由上面的分析知，右上边的是电压表；左边两虚线框内是开关，如图所示：
①只闭合S和中间的开关，移动滑片使电压表示数为3.8V；
②保持滑片位置不动，断开中间开关，闭合左上边开关，测出灯与R的总电压，根据串联电路的电压特点计算出R两端电压U R；
③由计算出R的电流，即灯泡此时的电流，由P=U额I额计算灯泡L2电功率即可．故答案为：(1). (2). A (3). 灯泡断路 (4). 移动滑动变阻器(5). 0.8 (6).
【点睛】本题是测灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、变阻器的使用、电表读数和功率计算以及特殊方法测功率的电路设计．特殊方法测功率时，只给电流表通常会使用并联电路，只给电压表时通常使用并联电路，利用已知阻值的电阻与电表的组合间接测电压或电流达到实验目的。

4．有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P额=6W，额定电压在10V～19V之间．若要正确
使用该元件，应先知道其额定电压．实验室里有如下器材：一个蓄电池（电压约为6V ）、一个电流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一个定值电阻R0=10Ω，两个单刀开关、导线若干．请你用上述器材测出该元件的额定电压．
（1）猜想与假设：根据欧姆定律I=U/R，电功率P=UI，只要我们测出元件电阻的阻值，进而就可计算出其额定电压．
（2）设计实验：
a．该元件的额定电流不超过___A．为提高测量的精确度，电流表应选量程_____A．b．根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中．___________
（3）进行实验：请按照你设计的电路图补全以下实验步骤，并写出测量的物理量及其对应的符号．
a．连接电路；b．_______________________；c．_______________________________；d．断开开关，整理器材．
（4）用测量的物理量和已知物理量的符号表示出额定电压：U额=_________________．
【答案】0.6 0～0.6A 闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1闭合
S1和S2，记下电流表示数I210
21
P I R
I I
额
【解析】
试题分析：（2）①由题意知电阻元件的额定功率为P额=6W，假设额定电压最小为
U min=10V，则额定电流最大为I=P额/U min=6W/10V=0.6A，所以电流表的量程选0～0.6A；②将电阻元件与R0并联，两个开关一个连在干路上、一个连在其中的一条支路上，电流表测量干路电流，如图所示．
（3）实验步骤：b、闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1；则电源电压为U=I1R0．c、闭合S1和S2，记下电流表示数I2；即为干路电流．
（4）只闭合S1时，仅R0接入电路，通过R0的电流为I1，则电源电压为U=I1R0①；当开关都闭合时，R0与R1并联接在同一电源上，通过R0的电流不变为I1，则通过R1的电流I R1=I2﹣I1，U= I R1R1=（I2﹣I1）R1②；由①②得，则．考点：额定电压测量实验探究过程
5．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
6．如图所示的电路中，电源电压为U，闭合电键S，发现两电表指针的位置均不变，已知故障只发生在电阻R1、R2上，请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障．
①如果电压表示数为_____；则可能存在的故障是_____．
②如果电压表示数为_____；则可能存在的故障是_____．
【答案】0 R1断路或R1、R2均断路或R1断路、R2短路 U R2断路或R2断路、R1短路【解析】
【分析】
【详解】
如图所示，R1和R2串联在电路中，如果电压表示数为0，则可能存在的故障是R1断路或R1、R2均断路或R1断路、R2短路，如果电压表示数为U，则可能存在的故障是R2断路或R2断路、R1短路．
【点睛】
电路故障问题是电学测试中经常考查的问题．解决的一般步骤是将每种情况代入题目，根据应该出现的现象和题目中描述的现象进行对比，符合题意的即为正确答案．
7．（一）用下图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度的关系。

（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做运动，根据知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。

（2）第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N，]分析表中数据可以得到的结论是。

实验次数123
接触面情况木块和长木板木块和棉布木块和毛巾
摩擦力/N1．92．4
（3）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。

你认为她的结论正确吗？，理由是。

（二）襄襄和樊樊在“探究并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”时，利用一个开关、一个电流表、一个学生电源（有多个电压档位）、四个阻值不等的电阻以及若干条导线，进行了大胆地探究。

如图所示是他们的实验电路图。

（1）他们的猜想是：（只写一种猜想）。

[进行实验]
（2）襄襄按照电路图正确地进行实验，在连接电路时开关处于；得到了表1中的实验数据。

襄襄在实验中，是靠只改变而得到实验数据的：测量三次的目的是：。

（3）樊樊也按照上述同样的器材和同样的电路进行了实验，却得到了表2中的数据。

樊樊在实验中是靠只改变而得到实验数据的。

（4）在襄襄同学另外在测量串联电路电压规律中测L2两端的电压时,为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上；瑞瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压? 为什么?__ ．
【答案】（1）匀速直线二力平衡 1．2 压力一定时，接触面越粗糙，受到的摩擦力越大
不正确 没有控制压力不变；
（2）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和 断开 R 1电阻大小 多次测量，避免实验偶然性，寻找普遍规律； 电源电压 不可以，电压表正负接线柱接反了
【解析】
试题分析：（一）（1）实验时，我们利用二力平衡的知识，使水平方向的摩擦力等于弹簧测力计的示数，因此必须水平匀速直线拉动木块；
（2）弹簧测力计的量程是5N ，分度值是0．2N ，示数为1．2N ；
分析表中数据可以得到，压力一定时，接触面越粗糙，受到的摩擦力越大；
（3）因为有压力大小、接触面的粗糙程度影响摩擦力的大小，因此如果想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她应该控制压力大小和接触面的粗糙程度一定，但她沿竖直方向锯掉一半时，压力大小改变了，因此没有控制压力一定，因此实验是错误的；
（二）（1）他们的猜想是：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；
（2）在连接实验电路时开关处于断开，避免接通最后一根导线时，电路中有电流；
表1中的实验数据，第二条支路电流没有变化，说明襄襄在实验中，是靠只改变R1电阻大小，而得到实验数据的：测量三次的目的是：多次测量，避免实验偶；
（3）樊樊得到了表2中的数据，三次实验中，R1和R2的电流成倍数增大，说明樊樊在实验中是靠只改变电源电压得到实验数据的；
（4）在测量串联电路电压规律中测L 2两端的电压时，将电压表所接的B 接点不动，只断开A 接点，并改接到C 接点上，是不对的，电压表的正负极接线柱接反了。

考点：探究摩擦力跟接触面粗糙程度的实验 探究干路电流与支路电流的关系实验 8．小明用如图甲所示的电路图来探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系．
（1）请根据电路图，用笔画线代替导线把图乙的电路连接完整．
（____）
（2）连接电路后，小明把电流表接入图甲的A 处，闭合开关S 后，发现小灯泡1L 不亮，2L 亮，电流表无示数，产生这种现象的原因可能是______．排除电路故障再做实验，电流表在A 处的示数如图丙所示，请你帮小明把该示数填入下表空格处．然后小明把电流表分别接入电路中的B 、C 两处测电流，并把电流表的示数记录在下表中．
A 处的电流/A A I
B 处的电流/A B I
C 处的电流/A C I ______ 0.15 0.25
小明分析表格中的数据认为：并联电路中干路电流等于______．
（3）小明想，要使上述结论更具普通性，还要用不同的方法进行多次实验，于是小明和同
学们讨论了以下三种方案：
方案一：在图甲的基础上，反复断开、闭合开关，测出A 、B 、C 三处的电流． 方案二：在图甲的基础上，只改变电源电压，测出A 、B 、C 三处的电流． 方案三：在图甲的基础上，在其中一条支路换上规格不同的灯泡，测出A 、B 、C 三处的电流．
以上三种方案，你认为不可行的方案______（填“一”“二”或“三”）．
小明选择上述可行方案之一，做了三次实验，并把实验数据填入下表中．
实验次序
A 处的电流/A A I
B 处的电流/A B I
C 处的电流/A C I 1
0.12 0.18 0.30 2
0.14 0.21 0.35 3 0.20 0.30 0.50 请你根据小明的实验步骤和有关数据回答下列问题：
①在拆电路改装时，开关必须______；
②小明选择的方案是方案______（填“一”“二”或“三”）．
【答案】 1L 支路有断路 0.10 各支路电流之和 一 断开 二
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由电路图可知，两灯泡并联，因此可得实物图如下：
；
(2)[2]电流表无示数说明电路不通，即1L 支路有断路；
[3]由图丙可知，A 处电流为0.1A ；
[4]由表格数据可知，干路C 处电流，等于A 支路，B 支路电流之和，因此可得并联电路中干路电流等于各支路电流之和；
(3)[5] 方案二和方案三：换用不同的规格的小灯泡，或者增加电池的节数改变电源电压，测
出三处的电流，可以得出多组不同的实验数据，故可以得出普遍规律；而方案一中反复断开，闭合开关，测得到的实验数据都是相同的，故不可行；
[6]为了保护电路，在拆电路改装时，开关必须断开；
[7] 分析A、B两处的电流的变化关系可知，通过A处电流的变化倍数和通过B电流的变化倍数相等，说明选择的实验方案是二．
9．莉莉利用如图所示的实验电路测量小灯泡的额定功率，已知待测小灯泡额定电压为4.5 V；小灯泡额定功率约为1 W，电源电压恒为6 V，
①闭合开关前，应将滑滑动变阻器的滑片移至___（选填“A”或“B”）端。

②若有三个滑动变阻器，规格分别为R1（5Ω 2 A）、R2（20Ω 1 A）、R3（100Ω 0.1 A），则应选择___（选填“R1”“R2”或“R3”）。

③将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，经检查灯泡是完好的，则故障可能是导线______（选填“a”“b”“c”“d”“e”“f”或“g”）。

④排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为4.5V时。

电流表示数如图所示，则小灯泡额定功率的测量值________W。

【答案】B R2 f 0.99
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]在做物理实验时规定，闭合开关前，应将滑动变阻器的阻值调到最大，所以滑动变阻器的滑片移至B端；
②[2]由题意可知，小灯泡的额定电流为0.22A，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器需要分
1.5V的电压，此时滑动变阻器的电阻最小值为6.8Ω，所以可知应选R2（20Ω 1 A）；
③[3]发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明电路中有断路，经检查灯泡是完好的，则故障可能是导线f；
④[4]当电压表示数为4.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数0.22A，则小灯泡额定功率的测量值0.99W。

10．在“测定标有‘2.5V’字样的小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们准备了如图甲所示的实验器材，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器的型号为“20Ω 1A”．
（1）请你用笔画线代替导线，在答题卡上将如图甲中的电路连接完整，要求：图中的滑片此刻在最大阻值处．____
（2）小明同学连接完电路后闭合开关，发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数基本不变．则发生故障的原因可能是滑动变阻器________或者灯泡________．
（3）小明排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某处时，电压表的示数如图乙所示，接下来小明应将滑片向________（选填“左”或“右”）端移动使灯泡正常发光；当灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W；小灯泡正常发光时的电阻为________Ω．
（4）在完成上述实验后，小明又将图中的小灯泡依次换成“5Ω、10Ω、15Ω、30Ω”的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，测量结果如下表：
在接下来的小组交流过程中，另一个同学认为小明同学的实验过程中有一次实验是错误的，请你找出错误的一次实验是________（填写实验次数对应的番号），你的判断依据是________.
【答案】短路断路右 1.25 5 4 由第4次实验数据计算
得出滑动变阻器的电阻需30Ω，大于题中所给滑动变阻器的最大电阻
【解析】
【分析】
【详解】
(1)测量小灯泡电功率的实验时，滑动变阻器应与灯泡串联，图中的滑片P此刻在最大阻值处所以应将其右下角接线柱接入电路．如图所示：
；
(2)如果滑动变阻器同时接上面两个接线柱，形成短路，或者灯泡断路，闭合开关，电压表压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变；(3)由乙图电压表使用0−3V量程，分度值0.1V，电压表的示数为1.8V，低于灯泡的额定电压，要提高灯泡两端的电压，根据串联电路的分压原理，需要减小电路电阻，即应将滑片P向右端移动；由图丙可知，电流选择的量程是0∼0.6A，分度值是0.02A，此时电流表示数是0.5A，灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；小灯泡正常发光时的电阻为
R＝
2.5
0.5
U V
I A
＝＝5Ω．(4) 由第4次实验数据可得，电路中的总电阻为
R＝
6
0.1
U V
I A
＝＝60Ω,则滑动变阻器的阻值为：60Ω-30Ω＝30Ω，滑动变阻器的型号为
“20Ω lA”，故错误的是4.
【点睛】
（1）将变阻器的右下接柱连入电路中，电压表与灯并联；（2）发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数基本不变，则可能变阻器接入电路的电阻为0；电压表示数接近电源电压，说明电路可能断路，电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；（4）由第4次实验数据可求出滑动变阻器的阻值，大于滑动变阻器的最大阻值，由此判断该组数据错误．。