九年级上册物理 电流和电路单元培优测试卷

九年级上册物理 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．.离渠边不同距离处水流速度相等吗，小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等，于是进行了如下实验：选一段流速稳定、宽为2m 的水平水渠为实验场地，如图甲所示，在A 1A 2连线上，同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中，并开始汁时，t =5s 时测得实验数据如下表：
离渠中心线距离
r /m
0．1 0．20 0．40 0．60 0．80 1．00 乒乓球移动距离
S /m 1．00 0．96
0．84 0．64 0．38 几乎为0 水流速度／m·
s -1
0．200 0．192 0．168 0．128 0．076 几乎为0
（1）分析数据可以得出：离渠中心线距离r 越大，水流速度v ____________．
（2）为了得出v 与r 的定量关系，小科根据上表数据绘制v 一r 2图线如图乙，据此图可得到v 与r 的关系式是v =____________．
（3）图丙是该段水渠的横截面示意图．假如上述结论同样适用于水下，则实验时图丙中同一深度的B 、C 两点处的压强大小关系为P 8__________P C ．
（4）上《电流》一课时，老师常用水的流量和水流来类比电量和电流．理想水渠交叉点上，单位时间内流入的总水量等于流出的总水量，同理，在电路的某连接处，流入的电流总和等于流出的电流总和．图丁是某实验电路的一部分，电流表的示数为__________A ，若通过导线 ab 电流为0.6A ，请分析通过导线cd 的电流大小及方向．
【答案】（1）越小；（2）22220.20.20.21/r r m s m m ⎛⎫-⨯=- ⎪⎝⎭
()01r m ≤≤；（3）<；（4）0.46；
若①当ab 中的电流是从a 到b 时，电路图如图所示：
此时，I cd =0.6A+0.46A=1.04A ，电流方向是从d 到c ；
②当ab 中的电流是从b 到a 时，电路图如图所示：
此时，I cd =0.6A-0.46A=0.14A ，电流方向是从c 到d.
【解析】
试题分析：（1）观察实验记录数据可知，离渠中心线距离r 越大，水流速度v 越小；
（2）观察乙表可知，速度22220.20.20.21/r r v m s m m ⎛⎫=-⨯=- ⎪⎝⎭
； （3）因为水在流动，流体压强的特点是：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，可知：因为B A v v >，所以B A p p <；
（4）电流表使用的是0-0.6A 的量程，分度值是0.02A ，因此电流表的示数为0.46A ；
若Iab=0.6A 时，电路分为两种情况，因为电流表的正确接法是电流从正接线柱流入，负接线柱流出，因此，
若①当ab 中的电流是从a 到b 时，电路图如图所示：
此时，I cd =0.6A+0.46A=1.04A ，电流方向是从d 到c ；
②当ab 中的电流是从b 到a 时，电路图如图所示：
此时，I cd =0.6A-0.46A=0.14A ，电流方向是从c 到d.
考点：流体压强与流速的关系；电流和电流表；并联电路中电流的规律.
2．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R 1、R 2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．
3．小明利用如图所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“．
（1）探究串联电路中电流的关系．
①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中________．（要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉）
②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数．于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数．电路中的故障是________．小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等．
（2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系．
①各开关的连接情况是________（填写各开关断开或闭合）．
②分析实验中各电流表的读数（如图所示），可知并联电路中电流的关系是________：．
③电阻R1：R2=________．
（3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：________．
（拓展）在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大：P最小=________．
【答案】R2断路闭合S1、S2断开S3
并联电路干路电流等于各支路电流的和1:2改变电源电压9:2
【解析】
【分析】
（1）按从电源正极依次连接，一条路径将所有用电器连接起来；
（2）闭合开关后，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表的示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（3）通过开关的断开与闭合判断出并联电路；
（4）根据实验数据得到并联电路电流的规律；
（5）多次测量找普遍规律，可以改变电源电压；
（6）根据电功率的公式算出两次电功率的比值。

【详解】
（1）①按从电源正极依次把各个元件连接起来，组成了一条电流的路径，电路连接如图所示：
②闭合开关后，电流表无示数，说明电路故障为断路；将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数，说明与电压表并联的R2断路；
（2）①闭合开关S1、S2，断开开关S3，电路有两条路径，组成并联电路；
②由实物图可知电流表选用0-3A的量程，I1=2.4A，I2=1.6A，I3=0.8A，则I1=I2+I3即并联电路干路电流等于各支路电流的和；
③并联电路中各个支路的电压相等，在电压相等的情况下电流和电阻成反比，即
R1:R2=I3:I2=0.8A:1.6A=1:2；
（3）为了验证结论的普遍性，应多次测量，可以采用的方法是：改变电源电压；
在电源电压不变的情况下，并联时的总电阻最大，串联时的总电阻最小，根据可知并联时总功率最大，串联时总功率最小，最大功率和最小功率之比。

故答案为：（1）①电路连接如图所示：②R2断路；（2）①闭合S1、S2断开S3；②并联电路干路电流等于各支路电流的和；③1:2；（3）改变电源电压；9:2。

【点睛】
本题考查了用电压表判断故障时、电路的连接、并联电路电流的规律、比值等问题是一道综合性实验题，解决本题的关键知道欧姆定律和电功率的公式。

4．如图所示的各种实验装置，请按照要求回答：
（1）如图甲的电子天平可以用来测量物体的______，以下实验中需要电子天平的是_____（选填字母）；
（a）测定铜块的密度；（b）验证阿基米德原理；（c）探究物质质量与体积的关系（2）在电学实验中，连接电路时电键应处于____状态，电流表应_____在被测电路中（选填“串联”或“并联”），电流应从电流表的_____接线柱流入．如图乙所示，电流表的示数为______安．
（3）如图丙所示的装置，叫做______．
【答案】质量【答题空2】（a）（c）断开串联【答题空5】+ 0.3 U 形管压强计【解析】
【分析】
（1）天平测量物体的质量；分析哪个实验用到天平；
（2）根据电流表的使用解答本题，从图乙中得到电流表的分度值，由指针的位置得到电流表的示数；
（3）液体内部压强的存在可以用U形管压强计来证明它的存在，也可以用来比较液体内部压强的大小．
【详解】
（1）电子天平可以用来测量物体的质量；
（a）测定铜块的密度，需要用天平测量铜块的质量，量筒测量铜块的体积；
（b）验证阿基米德原理，用弹簧测力计测量物体的重力和浸入液体中受到的拉力；
（c）探究物质质量与体积的关系，需要用天平测量物体的质量；
需要电子天平的是（a）和（c）；
（2）为了保护电路，连接电路时电键应处于断开状态，电流表应串联在被测电路中，电流应从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；从图乙中得到电流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.3A；
（3）图丙中的实验装置为“U形管压强计”，利用它可以证明液体内部存在压强和比较液体内部压强的大小．
5．为了验证并联电路电流关系，小明设计了如图甲电路进行实验。

(1)实验中，应选两个规格__________（选填“相同”或“不相同”）的小灯泡。

(2)小明要测量干路电流，他将电流表串联在甲图中的_______（选填“A”“B”或“C”）处，接入电流表后闭合开关，他看到两个灯泡都发光，但电流表出现如图乙所示现象，原因是________________________。

【答案】不相同C正负接线柱接反了
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了得到并联电路电流关系的普遍结论，实验中应该选用两只不同规格的灯泡实验；
(2)[2][3]要测量干路电流，他将电流表串联在甲图中的C处，接入电流表后闭合开关，看到两个灯泡都发光，但电流表出现如图乙所示现象，原因是正负接线柱接反了。

6．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．
7．在探究并联电路电流规律的实验中：
(1)为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先进行_____，以正确选择电流表或电流表的量程；
(2)小方连接的部分电路如图所示，请你将电路连接完整；
（_________）
(3)小方将以上电路连接完后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数、电流表A示数为零。

则电路故障可能是_____；
(4)排除故障，进行实验，小方记录了如下数据：
实验次数L1电流I1/A L2电流I2/A干路电流I/A
10.10.10.2
20.30.30.6
30.40.40.8
分析以上实验数据，小方发现通过两条支路的电流总是相等。

为了探究这个发现是否具有普遍性，可以_____，再进行实验。

【答案】试触电流表A短路更换不同规
格的灯泡
【解析】
【分析】
本题考查了探究并联电路电流特点的实验的操作。

注意电流表的量程的选择和正负接线柱要接正确，结果要有代表性，就要用不同的规格的电灯，多做几次实验。

【详解】
(1)[1]不能估测被测电流情况下，可先用大量程进行试触。

(2)[2]电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：
(3)[3]闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数，这说明支路中没有故障，电流表A示数为零，则故障是电流表A短路。

(4)[4]为了使实验结论更具科学性，普遍性，可以更换不同规格的灯泡进行实验。

8．小余和小乐按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示。

（1）在连接电路的过程中，开关应该_____
（2）在实验中，小余试触时电流表的指针偏转情况如图所示，根据你的分析，你认为原因可能是_____
（3）在实验过程中他们连接了如图所示的电路闭合开关后，观察到灯L2_____（选填“发光”或“不发光”）：通过分析电路连接情况，该电路存在的问题是：_____（写出一条即可）。

（4）请在如图上只改动一根导线，符合L1、L2并联，电流表A1测干路电流，A2测灯L2的电流，开关控制所有用电器。

（_____）
（5）他们连好电路后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流，见下表：
实验次数A处的电流I A/A B处的电流I B/A C处的电流I C/A
10.100.120.22
他们下一步应该做的是_____。

A、整理器材，结束实验
B、改变电流表的量程或换电流表再测几次
C、换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值，这样做的目的是：_____。

通过对上面数据的分析，可以得出的结论是：_____。

【答案】断开电流表正负接线柱接反了不发光 A2、L2被短路
C 得出普遍性的规律并联电路中干路电流等于各支路电流之
和
【解析】
【详解】
（1）为保护电路，在连接电路的过程中，开关要断开；
（2）小余试触时电流表的指针偏转情况如图所示，即电流表指针偏向表盘左侧，说明电流表的正负接线柱接反了；
（3）灯L2与A2串联后与导线并联，故观察到灯L2不发光；即该电路存在的问题是：A2、L2被短路；
（4）L1、L2并联，电流表A1测干路电流，A1接在干路上，A2测灯L2的电流，A2与灯L2串联，开关控制所有用电器，开关接在干路上，注意电流从电流表正接线柱流入，从负接线柱流出，如下所示；
（5）为避免实验现象的偶然性，得出普遍性的结论，要换用不同规格的灯泡多次测量，所以，下一步应该做的是C；由实验数据可知，并联电路中干路电流等于各支路电流之和。

9．小明学过家庭电路的知识后，想自制一只台灯，他选购了一只规格是“36V 36W”的灯泡，动手安装时，突然想起家中的插座提供的电压是220V，于是他在包装盒内寻找说明书，没有找到，却发现了一只配件．
（1）小明想知道配件的作用及它的性能参数（如正常工作时的功率、电阻等），于是设计了如图甲所示的电路图和记录数据的表格，请你根据电路图帮助他把实物图（如图乙）连接完整．
（_____）
（2）小明正确连接电路后进行了3次实验，将测得的实验数据记录在表格中，根据实验数据可知该配件的电阻为_____Ω．
物理量
电压U/V电流I/A
实验次数
19.20.05
218.40.1
336.80.2
（3）小明用“36V 36W”的灯泡和该配件制成了一只台灯，配件在电路中主要起到_____的作用，请你在虚线框内将这只台灯的电路图补充完整．
（_____）
台灯正常工作时，该配件的功率是_____W
（4）请你从能量转化的角度对小明自制的台灯进行评价：_________
【答案】 184 分压184电
能大部分能量发热了，灯消耗的电能较小，灯的能量利用率较低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在连接电路时，为了保护电路，开关要处于断开状态；滑片P要位于滑动变阻器的最大阻值处．根据电路图可以连接实物图如下所示：
(2)根据电路图可知，电压表测量的是配件两端的电压，电流表测量的是配件中的电流．
根据表格中的数据：当U=9.2V时，I=0.05A，利用欧姆定律可以求出配件的电阻：
R=U
I
=
9.2V
0.05A
=184Ω.
(3)由于家庭电路的电压为220V，而小灯泡的额定电压为36V，若将灯泡直接接在家庭电路中，灯泡将被烧毁．因此需要串联电阻来起到分担电压的作用．电路图如下图所示：
台灯正常工作时的电流：I额=P36W
1A
U36V
==
额
额
，该配件的功率：P U I
==
配配额
（220V-
36V）⨯1A1
=84W；
（4）从能量转化的角度对小明自制的台灯进行评价：电能大部分能量发热了，灯消耗的电能较小，灯的能量利用率较低.
10．探究并联电路电流规律：宝宝和玲玲同学想探究并联电路电流规律
（猜想与假设）
(1)宝宝同学猜想：并联电路中各支路电流相等；
(2)玲玲同学猜想：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和．
（设计实验与制定计划）
宝宝和玲玲同学分别从实验室选取电流表3个，灯泡2个，开关1个，滑动变阻器1个，干电池，导线若干．实验电路图如图所示．
（进行实验与收集证据）
(1)宝宝同学根据电路图连接好实验电路，连接过程中，开关应该___________；检查电路无误后，开始实验，正确读出电流表示数如下表：
(2)玲玲同学根据电路图正确连接好实验电路，开始实验，正确读出电流表示数如下表：
（分析与论证）
分析记录的实验数据，宝宝同学得出：并联电路中各支路电流相等；玲玲同学得出：并联电路总电流有时等于各支路电流之和，有时不等于各支路电流之和．
（评估）
(1)宝宝同学得出错误的实验结论，主要原因是______________；
(2)玲玲同学的实验记录表格中，实验次数___________读数错误，原因是_____________．
(3)为了使实验结论更具科学性，请你提出合理化建议(1条即可)：_________________【答案】断开两个灯泡规格相同 3 看错量程换用不同规格的灯泡，多次实验
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为防止连接过程出现短路现象，从而保护电路，所以在连接过程中，开关应该断开；【评估】
(1)检查电路无误后，开始实验，实验得到的数据具有特殊性，每一次两支路电流都相等，由于并联电压相等，所以可知他所选用的小灯泡规格是相同的，因此得出的实验结论不具有普遍性和科学性；
(2)分析玲玲同学的实验记录表格中数据可以看出，第三次的数据明显差别很大，所以这一次是错误的，干路电流表示数比支路电流表示数小，原因只有一种就是读数时看错量程
了；
(3)为了使实验结论更具科学性，普遍性，应该换用不同规格的灯泡再进行多次测量得出实验结论．。