山东大学附属中学物理第十三章 电路初探达标检测(Word 版 含解析)一、初三物理第十三章 电路初探 易错压轴题提优(难)1.在“测定小灯泡额定功率”实验中,小华同学用如图所示的实验器材进行了实验,其中电源电压保持6V 不变,小灯泡的额定电压为3.8V ,小灯泡的灯丝电阻大约10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.(1)请用铅笔画线代替导线,在答题纸上将图甲的实物电路连接完整(连线不得交叉)____.(2)小华实验中,移动滑片P 到某处,发现电压表的示数为3V ,为了能测量小灯泡的额定功率,他将滑片P 向________(选填“左”或“右”)端滑动,直到电压表的示数为3.8V 时,观察电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表的示数为________ ,小灯泡的额定功率为________.(3)小华想:滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流________,它两端电压________,(选填“变大”“变小”或“不变”)它消耗的功率是增大还是减小呢____?【答案】 左 0.4A 1.52W 变小 变大 先增大在减小【解析】【分析】【详解】(1)灯泡的额定电流: 3.8=0.3810P V I A U W==,因此电流表选择0~0.6A 的量程;用线把电流表0.6A 的接线柱、灯泡以及滑动变阻器上面任一接线柱连起来即可:(2)电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为3.8V ,使电压表的示数由3V 增大到3.8V ,要使灯泡电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向左端移动.电流表选择0~0.6A 量程,每一个大格代表0.2A ,每一个小格代表0.02A ,电流为0.4A ,则灯泡的额定功率: 3.80.4 1.52P UI V A W ==⨯=;(3)滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流变小,电路总电压不变,根据串联电路电阻分压规律可知,它两端的电压变大,设滑动变阻器接入电路电阻为R ,电路电流0=U I R R +,则根据P 滑=I 2可知:22222000()100220U U R U R R R R R R R R R⨯==Ω+++++Ω; 又因为R 的变化范围是0~20Ω,所以所以当滑动变阻器接入电路的阻值增大,它消耗的功率先增大后减小(当R 滑=10Ω时消耗的功率最大).【点睛】点评:本题涉及电压表的读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算,要认真审题,注意隐含条件,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中.2.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。
小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻R T 的阻值与温度的关系。
已知M 为控温器,电源电压未知但恒定不变,R 为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器)。
因实验器材的限制,利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值,聪明的小张进行了如下操作:①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大;②控制控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω;③依次改变控温器中的液体温度,同时……,得到相关数据记录如下表所示。
分析并回答下列问题:(1)步骤③中“……”部分的操作是____。
(2)从表中可以得出结论:在一定温度范围,_____。
(3)在科技创新活动中,小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示,电压表未接入),它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。
闭合开关后,小华发现电流表有示数,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab 间无示数,接ac 、bc 间有示数,此时电路中的故障是____。
小华重新正确连接电路后,若想要电压表的读数随温度的升高而增大,则应在原理图乙中_____两端接入电压表。
A.a、b B.b、c C.a、c【答案】调节电阻箱的阻值,使电流表的示数保持不变热敏电阻的阻值随温度的升高而减小定值电阻短路A【解析】【详解】(1)为了探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系,应保持其他变量不变,即调节电阻箱阻值来保持电流表示数不变;(2)因为热敏电阻R t与电阻箱串联,而电路电流保持不变,所以电路总电阻保持不变,读表可知,那么随着温度升高,变阻箱电阻增大,即热敏电阻R T的减小。
(3)如图乙:闭合开关后,小华发现电流表有示数,说明电路没有断路,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数,而接ac、bc间有示数,则ab间一定发生短路;想要电压表的读数随温度的升高而增大,电路总电压不变的情况下,根据串联分压原理,定值电阻ab两端电压随热敏电阻R t减小而增加,故应接在ab之间,选A。
【点睛】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本题考查了学生在实验操作中用电流表、电压表判断电路故障的方法;本题不仅体现了控制变量法思想,还考查了转换法思想,因为无法直接观测热敏电阻R T的阻值,所以可以将其转化为与U/I的关系:R T从而间接得到R T的阻值与温度的关系。
3.“探究串联电路的电压关系”实验电路如图甲所示。
(1)在使用电压表之前,发现电压表的指针向没有刻度的那一边偏转,则应对电压表进行______;(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择______(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;(3)根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,读数为______V,为了使实验结果更准确,接下来的操作是:______;(4)测出L1两端电压后,小明同学断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间,小聪同学认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。
小聪的办法是否正确?请说明理由。
答:______;理由:______;(5)测出AB、BC、AC之间的电压,记录在图表格中。
根据实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。
此结论存在的不足之处是:______。
U AB/V U BC/V U AC/V3.1 1.44.5【答案】机械调零不相同 2.0 电压表换用0~3V量程,重做实验不正确电压表正负接线柱接反实验存在偶然性,需多测几组数据【解析】【分析】【详解】(1)[1]使用电压表之前,发现电压表的指针偏向零刻度的左边,说明电压表没有调零,此时应对电压表进行机械调零。
(2)[2]在“探究串联电路的电压关系”实验中,为了使得到的结论具有普遍性,应该采用规格不相同的灯泡多做几次实验。
(3)[3]如图乙所示电压表选择的是0~15V大量程,其示数为2.0V。
[4]2.0V远小于15V,容易产生误差,为了读数更准确,电压表应该换用0~3V的小量程,重新完成实验。
(4)[5][6]不正确,理由是根据电流流向,电流从电压表正极进、负极出的原则可知,将与A 点相连的导线改接到C点后,电压表正负接线柱接反。
(5)[7]实验中只测出了一组AB、BC、AC之间的电压,便得到结论,一次实验数据得到的结论具有偶然性,为了使结论更具有普遍性,应该多测几组数据。
4.在“探究串联电路电压特点”的实验中:(1)某次测量时,电压表的示数如图所示,则此时灯L1两端的电压为_____V;(2)某同学在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法存在的问题是_____;(3)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光。
同学们有以下几种猜想:①灯L2灯丝断了;②灯L2的灯座短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。
以上猜想中正确有_____(填序号)。
【答案】2.2 电压表的正负接线柱接反②【解析】【分析】【详解】(1)[1]由实物图可知,两灯串联,电压表测L1的电压;电源为两节干电池,则电源电压==2 1.5V3VU⨯根据串联分压的特点可知,灯L1两端的电压不可能大于3V,故图中电压表选择的是0~3V 量程,对应的分度值是0.1V,指针指在2V右面第2个小格上,读数为⨯=2V+0.1V2 2.2V(2)[2]如果将AE导线的A端松开,接到D接线柱上测量灯L2两端的电压,这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入,从“+”接线柱流出了,开关闭合后,电压表的指针将反偏,即电压表的正负接线柱接反了,因此这种接法是错误的。
(3)[3]闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光,则:①若灯L2灯丝断了,电路断路,灯泡L1也不发光,故①错误;②若灯L2的灯座短路,灯L1发光,L2不发光,故②正确;③若灯L2也工作时,由串联电路的电流特点可知,L2中电流和L1中电流相等,故③错误。
综上所述,以上猜想中正确只有②。
5.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。
小宇用图甲所示的电路继续进行探究:(1)测量电源及灯泡两端电压,电压表接在AB两点,是为了测量灯___两端的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是____V;(2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,发现电压表_______;(3)纠正错误后,小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。
由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。
为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较__(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,__________电阻越大。
【答案】L1 1.7 指针反偏(或指针偏向0刻度线的左边)细橫截面积越小【解析】【分析】【详解】(1)[1]电压表要和被测用电器并联,当电压表接在AB两点时,和灯L1并联,所以测的是L1两端的电压。
[2]根据乙图,电压表选择的是0—3V的量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为1.7V。
(2)[3]将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,电流从电压表的负接线柱流入正接线柱流出,此时电压表接反了,所以指针会反向偏转。
(3)[4][5]为了让分压更加明显就是要增大导线的电阻,所以要选择更细的导线,因为在材料和长度一定是,导体的横截面积越小电阻越大。
6.瑞瑞和欢欢在网络上看到用土豆点亮LED小灯泡的视频,为了验证视频的真实性,他们找来一些物品,按照视频中的方式连接了如图所示的实验电路:(1)闭合开关后,LED小灯泡果真被点亮了。
此时,土豆相当于电路中的__________,该装置实现的能量转化是___________能转化为电能;(2)为什么土豆能够点亮LED小灯泡呢?通过查找资料他们了解到:铜片和锌片在电解质(即土豆中富含的果酸)的作用下,使电子由锌片处出发并沿着导线经过LED小灯泡到达铜片处,因此闭合电路中会产生电流。
由此可知,该土豆电池的正极是________片;(3)为了验证土豆电池的正负极,他们还可以选用下列实验仪器中的_______(填字母代号)进行判断;A.小灯泡 B.电压表 C.电阻极板铜片和铝片间的电压/V铜片和锌片间的电压/V果蔬材料种类西红柿0.470.93苹果0.550.96柠檬0.620.99(4)根据获得的知识,瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。