天津华英中学物理电压 电阻单元培优测试卷

天津华英中学物理电压电阻单元培优测试卷

一、初三物理电压电阻易错压轴题（难）

1．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。

2．小东和小文利用如图所示的电路探究串联电路中用电器两端电压的关系。

(1)小东操作的主要实验过程如下：① 断开开关，将滑动变阻器的滑片P放在阻值最大处，根据电路图连接实验电路；② 检查电路无误后，闭合开关，调整滑动变阻器的滑片P 到适当位置，正确读出电压表V1与V2的示数，记录在实验数据记录表中；③ 仿照上述步骤又进行了五次实验。实验数据如下表。

小东通过分析实验数据，得出结论：串联电路中各用电器两端电压相等。小文不同意小东的观点，提出了实验改进建议。请简述小文的实验改进措施：① ________；

② _________。

(2)请你帮助小文画出他所需要的实验数据记录表_____。

【答案】应该使用不同规格的电阻R1和R2应该把电压表V并联在滑动变阻器的两端

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]从表中数据可知，电压表V1与V2的示数相同，而串联电路电流相等，根据

U

R

I

可

知，R1和R2的阻值大小相等，应该让R1和R2的阻值大小不等，这样就不会得出串联电路中各用电器两端电压相等这种结论；

[2]应该把电压表V并联在滑动变阻器的两端，这样可以通过探究三个电压表的示数关系，从而探究串联电路中用电器两端电压的关系；

(2)[3]三个电压表，那么每次实验要记录三组数据，实验数据记录表如下表所示。

3．小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想

猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关

猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关:

猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关

实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:

编号材料横截面积S/（mm2）长度L/（m）

A镍铬合金 1.00.25

B镍铬合金 1.00.50

C镍铬合金 2.00.25

D锰铜合金 1.00.25

（1）如图电路,实验前最好在导线a、b间连接___________（选填“导线”或“电阻”）,在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察___________来比较导体电阻大小

（2）为了验证猜想一,可依次把M、N跟___________（填“A”、“B”、“C”或“D”）的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小．

（3）依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟___________的关系,其结论是:导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值________________．

（4）若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,则此时该电阻的阻值_________（选填“等于”或“不等于”）原来的2倍．小超在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是（______________）A．导体电阻与长度的关系 B．导体电阻与材料的关系

C．导体电阻与温度的关系 D．导体电阻与横截面积的关系

【答案】电阻电流表的示数 A、B 横截面积越小不等于 B

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]为了避免电路中电流过大，实验前最好在导线a、b间连接电阻；从图中可以看到连接好电路后，电流表测的是电路中的电流，接入电路的电阻丝电阻越大、电流越小，电阻越小、电流越大，所以可以通过观察电流表的示数来比较电阻丝电阻大小；

(2)[3]为了验证猜想一，应该保持电阻横截面积和材料一样，从表中可以看到，编号为A、B的导体合适，可依次把M、N跟A、B的两端相连；

(3)[4][5] A、C两根电阻丝材料一样，长度也一样，横截面积不同，所以说分析比较A、C

两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟横截面积的关系；接电阻丝C时电流表的示数较大，那么电阻丝C的电阻较小，但是电阻丝C的横截面积较大，可推测其结论是，导体的长度和材料一定时，横截面积越大，其阻值越小；

(4)[6]若将电阻丝C均匀拉伸，使其横截面积变为原来的一半，那么长度会变大，横截面积会变小，电阻丝C阻值会变大，此时该电阻的阻值不等于原来的2倍；

[7]A．同一根电阻丝，其材料是相同的，横截面积也不变，可以通过改变其接入电路的长度，探究导体电阻与长度的关系，A项不合题意；

B．同一根电阻丝，其材料是相同的，没有第二种材料，不能探究导体电阻与材料的关系，选项B符合题意；

C．只是一根电阻丝，可以拿酒精灯加热它，让它温度发生变化，可以探究导体电阻与温度的关系，C项不合题意；

D．同一根电阻丝，其材料是相同的，只要控制它的长度一样，通过对折等方法让它的横截面积变化，是可以探究导体电阻与横截面积的关系，D项不合题意．

4．（1）用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。

①实验中，选择两个小灯泡的规格应该是_____的（填“相同”或“不相同”）。

②小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是：_____。

测量对象表的示数I/A

L1所在支路0.30

L2所在支路0.20

干路0.50

③小易这样得出结论有何不妥之处？_____,改进方法是_____。

（2）如图所示，在探究影响导体电阻大小因素的实验中，导线a、b、c粗细相同；b、d 粗细不同；a、b、d长度相同：

①该实验是通过观察_____的示数间接比较导线电阻的大小，这种探究实验的方法是_____（选填“控制变量法”或“转换法”）。

②选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关；选用导线b、c分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的_____有关；选用导线_____分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。

【答案】不相同并联电路中，干路电流等于各支路电流之和只有一组数据，结论不具普遍性改变灯泡规格进行多次实验电流表转换法长短 bd

【解析】

【详解】

(1)[1]实验中，两个小灯泡的规格应该不相同，因为如果灯泡规格是相同的，那么电阻大小会相同，做实验时，两个灯泡的电流是相等的，这样会得出“并联电路中，各支路中的电流是相等”的错误结论；

[2]由表中的数据可以知道干路的电流等于L1所在支路的电流大小加上L2所在支路的电流大小，可以推测并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；

[3][4]这整个实验过程只有一组数据，结论不具普遍性；应该多拿几个规格不同的灯泡多做几次实验；

(2)[5][6]这是一个串联电路，电流表和电阻串联接在一起，电流表的示数就是流过电阻的电流大小，该实验可以通过观察电流表的示数间接比较导线电阻的大小；这种探究实验的方法是转换法，将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量；

[7][8]选用导线b、c，由图中可以看出，它们的材料一样，都是镍铬合金、横截面积也一样，只是长度不同，这是为了探究电阻大小跟导体的长度关系；为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关，应该保持长度一样、材料也一样，那应该选择b、d，它们都是镍铬合金，长度也相同，只是d的横截面积比较大。

5．物理小组探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系．他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究．实验电路连接如图－1所示，将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央．

（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到最_____（选填“左”或“右”）端．

（2）实验中，通过调节______来保持电极M、N间的电压恒为3V．控制其他条件不变，通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的_______的目的，用电流表测出相应的电流值．食盐水导电性的强弱可以由_______来判断．实验数据如下表：

实验序号横截面积S/cm2电流I/A

1500.02

21000.04

31500.07

42000.08

52500.11

63000.13

73500.14

84000.14

94500.14

（3）依据表格中的数据在图－2中描点，做出电流I随横截面积S变化的I－S图像．

（______）

（4）分析表格中的数据或图像，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性_______．

（5）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是：______.

【答案】右滑动变阻器的滑片横截面积电流表的示数（或电流的大小）

先增大后不变换不同导电液体，多次实验（或换不

同浓度的食盐水，多次实验）

【解析】

【详解】

第一空．滑片P滑到右端，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，能起到保护电路的作用；第二空．通过调节滑动变阻器滑片改变接入电路的的阻值，从而控制MN两端的电压不变恒为3V；

第三空．添加盐水后，液体的横截面积增大，所以通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的横截面积的目的；

第四空．食盐水的导电性能可以通过电流表的读数判断，电流大，导电性能强，电流小，导电性能弱，即食盐水导电性的强弱可以由电流表的示数（或电流的大小）来判断；

第五空．根据表格中的数据描点连线，作出电流I随横截面积S变化的I－S图像，如图：

第六空．根据表格中的数据或图像都可以看出，当食盐水的横截面积增大时，电流先增大后不变，所以食盐水横截面积增大时，导电性也是先增大后不变；

第七空．根据一次实验得出结论具有偶然性，为了验证实验结论是否具有普遍性，可以换不同导电液体，进行多次实验，或换不同浓度的食盐水，进行多次实验．

6．在某次综合实践活动中，晓益利用蓄电池（电压为 24V）、电压表（量程为 0～

15V）、校准电阻 R0、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（图甲），选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值（即电压表示数达到最大值）油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零（即电压表示数为零）

（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？ _________

（2）校准电阻的阻值为多少？ _________

（3）另一个小组的大中同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点．___

【答案】见解析 见解析 见解析

【解析】

【详解】

（1）由题知，电源电压U=24V ，电路中若没有校准电阻R 0，则R 两端电压等于电源电压24V ，超过了电压表量程0-15V ，会被烧坏，所以校准电阻R 0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏；

（2）当油箱装满汽油，由图甲知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15V ，

所以电路中电流：I=I 0=I R =150.15100R U V A R ==Ω

=0.15A ， 所以R 0的阻值：R 0=0002415600.15R U U U V V I I A

--===Ω （3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数U V =IR 滑，能反映测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P=2

U R

可知电路中功率最小，由W=Pt 可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以乙图的电路设计可以节能．

7．雨天乘车时，小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小，刮动的速度相应地发生变化．雨停后，刮水器自动停止工作．小华查阅相关资料后，发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置．小华想，该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用，于是他自制了如图-1所示的雨水检测金属网（以下简称检测网），并设计了如图-2所示模拟电路进行探究．

（1）小华按照所设计的电路图连接电路，实验时，检测网未放入雨水中，电路处于断开状态，再将检测网放入雨水中，电路接通，表明雨水是______（选填“导体”或“绝缘体”）．小华通过观察电路中____________的变化，来判断电动机转速的变化，从而反映刮水器刮水速度的变化．

（2）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录如下数据：

检测网浸入雨水中部

未浸入1/3浸入2/3浸入全部浸入

分

电流表的示数/A________0.160.200.32

①结合上述实验将表格中的数据补充完整．

②分析数据可知，检测网浸入雨水中深度越深，电流表示数越大．这说明a、b间接入电路的电阻在__________(选填“变大”或“变小”)．根据影响导体电阻大小的因素可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的_____________变化引起的．

（3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，无法实现车窗的清洗．请你在不拆卸原电路的基础上，在该电路中加装一个电路元件，以解决此问题．

加装的元件是：_____________

简述你的做法：____________________________________________________________

_________________________________________________________

【答案】（1）导体；电流表示数的；（2）0；变小；横截面积；（3）开关；开关与检测网并联

【解析】

试题分析：（1）将检测网放入雨水中，电路接通，表明雨水是导体；小华通过观察电路中电流表示数的变化，来判断电动机转速的变化，从而反映刮水器刮水速度的变化；

（2）①检测网未浸入雨水时，电路断路，电流表的示数为0；

②检测网浸入雨水中深度越深，电流表示数越大．这说明a、b间接入电路的电阻在减小；检测网浸入水中的深度不同，其接入电路的横截面积不同，所以a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的；

（3）无雨水时，电路断路，所以电动机不能转动，如果要实现无雨水时车窗的清洗，需添

加一个开关与检测网并联，无雨水时只需闭合开关，电路也会接通．

【考点定位】电路与电阻

8．如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图．

（1）实验步骤

A．按图甲所示接好电路，在连接电路的过程中，开关应________．检查电路无误后，闭合开关前，滑片P应置于最________端．

B．滑片P移到适当位置，用电压表测出定值电阻R0两端的电压U1．

C．________．

D．保持滑片P不动，用电压表测出a、b两点之间的电压U．

E．移动滑片P的位置，重复步骤B、C、D两次．

（2）讨论交流

小明得出的结论：串联电路中各个电阻两端的电压相等，总电压等于各个电阻两端电压之和．而另一小组的小芳得出的结论是：串联电路中各个电阻两端的电压不相等，总电压等于各个电阻两端电压之和．请你帮她们分析原因是________．这样得出的结论具有

________性，是不科学的．

（3）小明测电阻R0两端的电压时，电压表示数如图乙所示，则此时R0两端的电压为

________．

（4）小明按图甲所示接好电路，闭合开关S，无论怎样移动滑片P，灯泡都不亮，但电压表有读数，经检查：除灯L和定值电阻R0外，其余都没有问题，则电路中存在的故障可能是________．为进一步确定故障，应将电压表接在________两端，并观察电压表有无示数．

（5）小明在测灯L两端的电压时，直接将接线b改接在a上，你觉得是否妥当，并说明原因________．

【答案】断开右端保持滑片P不动，用电压表测出灯L两端的电压U2小明选的灯L 和R0的阻值相同，而小芳选的灯L和R0的阻值不同偶然 1.2灯L短路或R0断路滑动变阻器不妥，这样电压表的正、负接线柱接反了

【解析】

试题分析：（1）在连接电路时开关必须是断开的，为防止接错时损坏电路元件，在闭合开关前，要将滑动变阻器的阻值调到最大端，为了探究串联电路的电压关系，还得测量灯两端电压．

（2）串联电路中电压的分配和电阻成正比，小明测的电压相等说明，小明选的灯L和R0的阻值相同，而小芳选的灯L和R0的阻值不同．实验次数少，实验具有偶然性．

（3）电压表读数注意所接的接线柱．

（4）电压表有示数说明是灯L短路或R0断路．把电压表并接在滑动变阻器两端，如果有示数说明是L短路，无示数是R0断路．

（5）连接电路时注意电压表的正负接线柱．

9．小明在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中，原先设计的实验电路如图。

（1）为判断a、b两点间导体电阻的大小，小明应注意观察电流表的示数，若电流表示数较大，表明接入a、b两点间导体电阻较_____（填“大”或“小”）。老师指出该方案存在不足，你认为不足之处是：_____。

（2）老师指出不足后，小明立即将图中的电流表改成了一个小灯泡，想通过观察小灯泡亮度的变化，判断a、b两点间导体电阻的大小。老师指出此方案仍存在不足，你认为不足之处是：_____。

（3）小明认真思考了一会，对原先设计的实验电路图重新作了改进，他改进后的电路得到了老师的肯定。他是如何改进电路的？答：_____。

（4）小明实验时发现手边只有一根较长的镍镉合金丝，他利用后来改进的电路只可以探究导体的电阻与导体的_____和_____有关。

【答案】小 ab间电阻过小时，可导致电路中电流过大从而烧坏电流表接入ab间电阻相差不大时，小灯泡亮度变化不明显在图中串联一个小灯泡长度横截面积

【解析】

解答：(1)为判断a、b两点间导体电阻的大小，应注意观察电流表的示数变化。若电流表示数较大说明接入电路的电阻较小；该电路无保护电阻，当ab间电阻太小时，可导致电路中电流过大，烧坏电流表；(2)灯泡与电阻串联，通过观察小灯泡亮度的变化，判断a、b

两点间导体电阻的大小，此方案存在不足为：接入ab间电阻相差不大时，小灯泡亮度变化不明显；（3）对原先设计的实验电路图重新作了改进，根据保护电路的思路，在原电路中串联一个小灯泡，可以起到保护电路的作用；（4）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关：当探究导体电阻与长度的关系时，可控制横截面积和材料不变，改变导体的长度，能够完成；当探究导体电阻与横截面积的关系时，可控制长度和材料不变，改变导体的横截面积，能够完成；当探究导体电阻与材料的关系时，可控制长度和横截面积不变，因为只有一根较长的镍镉合金丝，所以无法改变材料，不能够完成，所以他利用后来改进的电路只可以探究导体的电阻与导体的长度和横截面积的关系。

10．某兴趣小组同学查阅资料时，发现不同金属导电板的导电性能是不同的．为了研究底面为正方形的金属导电板电阻大小和哪些因素有关，他们选取了由同一金属材料制成但底面积和质量不同的导电板，利用如图所示电路测出其阻值，所得实验数据如表所示．

（1）从序号_____的数据可知，正方形金属导电板的电阻大小与_____有关．

（2）分析表一、表二、表三的数据可得出的初步结论是：_____．

【答案】1、4、7或3、6、8 质量由同一材料制成的正方形金属导电板，m与S的比值相同，电阻R相同；m与S的比值越小，电阻R越大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]分析数据可知，当底面积相同时，电阻与质量有关；当质量相同时，电阻与底面积有关，即从序号1、4、7或3、6、8（2、4或3、7）的数据可知，正方形金属导电板的电阻大小与质量m（底面积S）有关．

(2)[3]分析表一、表二、表三的数据可得：同种材料的金属板，质量与面积的比值相同时，电阻R相同；当质量与面积的比越小时，电阻越大，即由同一材料制成的正方形金属导电板，m相同时，R与S成正比；由同一材料制成的正方形金属导电板，S相同时，R与m 成反比。