第十五章综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1．物理观念的形成是学好物理的基础，下列有关电流、电压和电阻的说法正确的是( )
A．通过导体的电流越大，表明导体的电阻越小
B．两个电阻串联，其中一个电阻阻值变大，串联总阻值变大
C．两个电阻并联，其中一个电阻阻值变大，并联总阻值变小
D．欧姆定律I＝变形可得R＝，导体的电阻与其两端电压成正比
2．[2023·滨州]关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是( )
A．家庭电路中，电能表应安装在总开关之后
B．家庭电路中，控制用电器的开关和用电器是并联的
C．家庭电路中电流过大，一定是发生了短路
D．高压输电线最上面的两条导线是用来防雷的
3．如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中。比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小，有( )
(第3题)
A． IAB＜IBC，UAB＞UBC B． IAB＝IBC，UAB＞UBC
C． IAB＜IBC，UAB＜UBC D． IAB＝IBC，UAB＜UBC
4．[2023·哈尔滨]如图所示是电阻R1、R2的电压－电流关系图像，下列说法正确的是( )
(第4题)
A．电阻R1两端电压为4 V时，通过R1的电流是0．3 A
B．电阻R1、R2串联，当电流为0．2 A时，R1、R2两端总电压为3 V
C．电阻R1、R2并联到2 V电压下，干路中的电流是0．3 A
D．电阻R1和R2的阻值之比是1∶2
5．[2023·兰州]如图所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中，下列说法正确的是( )
(第5题)
A．电流表A1示数变小，A2示数变小，电压表V示数变大
B．电流表A1示数变小，A2示数不变，电压表V示数不变
C．电压表V的示数与电流表A2示数的比值变小
D．电流表A2、A1的示数之差与电压表示数的乘积不变
6．[2023·内蒙古]如图所示的是一种烟雾报警器的电路图，开关S处于闭合状态，R0是定值电阻。R为感光电阻，受到的光照越强，其阻值越小。当烟雾浓度增大时，射向R的光被遮挡，R受到的光照变弱，设电源电压不变。下列说法错误的是( )
(第6题)
A．电流表的示数变小
B．电压表的示数变大
C．电压表与电流表的示数之比变大
D．电压表与电流表的示数之比不变
7．在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作，过一会儿，灯L突然变亮，电流表、电压表示数都变大。该电路中可能出现的故障是( )
A．电阻R短路
B．电阻R断路
C．灯L短路
D．灯L断路
8．[学科内综合]如图是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是( )
(第8题)
A．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
B．断开开关S时，用测电笔接触A点氖管发光，接触B点氖管不会发光
C．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
D．保险丝烧断后可用铜丝代替
9．[2023·威海改编，多选]商场里的自动扶梯无人乘坐时，运行速度缓慢；有人乘坐时，“感应开关”自动闭合，速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”，断开任何一个，都能使自动扶梯停止，模拟电路如图所示。下列说法正确的是( )
(第9题)
A． S1、S2是“紧急制动开关”，S3是“感应开关”
B．有人乘坐时，S1、S2、S3均闭合
C．有人乘坐时，电动机两端电压小于电阻R两端电压
D．无人乘坐时，电路中的电流较大
10．[2023·潍坊模拟，多选]如图甲所示的电路中，R为定值电阻，R为标有“5 Ω 1 A”字样的滑动变阻器。闭合开关后，调节滑动变阻器R的阻值，根据记录的数据，作出电压表与电流表读数关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
(第10题)
A．电源电压U＝2．50 V
B．电流表读数为0．40 A时，滑动变阻器阻值R＝2．50 Ω
C．定值电阻R0＝3．5 Ω
D．若电流表选用的是“0～0．6 A”量程，则滑动变阻器允许的阻值变化范围是0～5 Ω
二、填空题(每空2分，共26分)
11．[2024·安庆模拟]小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。在实验中，小灯泡越亮，表示接入的合金丝电阻 ，这里运用了 法。利用此装置能探究导体电阻大小与导体的 的关系。
12．[立德树人 安全意识][2023·烟台]防范触电事故重要的是要有安全用电意识，要遵守安全用电原则。生活中，电冰箱的三线插头必须插入三孔插座中，这样可以让它的金属外壳与 相连；家庭电路中，发生触电事故都是人体直接或间接跟 线接触造成的。如果你发现有人触电应立即采取的措施是 (填“切断电源”或“用手拉开触电者”)。
13．当某导体两端的电压为6 V时，通过它的电流为0．4 A；当该导体两端的电压为3 V时，通过它的电流为 A；当该导体两端的电压为0时，它的电阻为 Ω。
14．[2023·泰州]如图甲所示电路，开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置，示数如图乙所示，则通过R1的电流为 A，两电阻之比R1∶R2＝ ；只断开开关S2，电流表A1的示数将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(第14题)
15．在如图所示的电路中，电源电压为3 V且不变，定值电阻R1＝10 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω 1 A”字样，电压表所选的量程为0～3 V，电流表所选的量程为0～0．6 A。当闭合开关S，滑片P向右移动时，电流表示数 (填“变大”“变小”或“不变”)；为确保电路的安全，R2的取值范围是 。
(第15题)
三、作图与实验探究题(16题3分，17题14分，18题18分，共35分)
16．[2023·河南]图甲为一个带开关的插座，开关闭合时，插孔可以提供工作电压，请在图乙中将对应的电路连接完整，并符合安全用电原则。
(第16题)
17．小萱计划做“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”的实验，她设计了电路图，并按照电路图连接电路元件如图所示。
(1)她闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移动到 (填“A”或“B”) 端。
(2)小萱的实验方案主要步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表的示数为U，读出此时电流表的示数I，并将R、U、I的数据记录在表格中；
②调节滑动变阻器的滑片，改变R两端的电压，并将U、I的数据记录在表格中；
③仿照步骤②，再做四次实验，并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤，回答下列问题：
(3)小萱的方案实际上探究的是 的关系。
(4)在上述步骤中存在的两个主要问题是 、 。
(5)针对上述问题，应修改步骤②。请你将以下正确的步骤补充完整：断开开关S， ，再闭合开关S， ，使 ，读出此时电流表的示数I，将R、I的数据记录在表格中。
(6)小萱修改了自己的实验步骤后，进行了正确的探究实验。下表是她记录的实验数据。请你分析表中数据得出实验结论： 。
R/Ω 5 10 15 20 25 30
I/A 0．60 0．30 0．20 0．15 0．12 0．10
18．[2023·福建]学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10～30 ℃之间，项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路，电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律。
①根据图甲，用笔画线表示导线，将图乙中的实物电路连接完整；
②连接电路的过程中，应将开关 ，将电阻箱的阻值调至最大，起到 的作用；
③将热敏电阻置于0 ℃的环境中，闭合S1、断开S2，记录电流表示数I0，然后 (描述开关状态)，调节电阻箱R0直至电流表示数为 ，此时Rt＝R0；
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中，重复步骤③，测得的数据如下表。分析数据可得：热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 。
温度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2 800 1 800 1 200 800 600
(2)根据上述探究结果，设计报警电路。
实验器材：电源(恒为12 V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0～9 999 Ω)、数字电压表(U≥7．2 V时报警)、数字电流表(I≥6 mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求：小屋温度t≥30 ℃或t≤10 ℃时都有一个电表报警。
①图丙中的电路图是学习小组设计的报警电路，但它不能完全满足要求，请你根据设计要求将电路图补画完整；
②设计的电路中，电阻箱R0应调为 Ω。当温度降低到10 ℃时电路报警，此时电流表的示数为 mA。
四、综合应用题 (9分)
19．有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图甲，电源电压为24 V。当灯泡L两端的电压为24 V时，灯泡正常发光。通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙。
(1)当灯泡正常发光时，灯丝的电阻是多少？
(2)调节滑动变阻器R，使灯泡的实际电流为0．2 A时，灯泡两端的电压是多少？
(3)在(2)中，滑动变阻器R连入电路的电阻是多少？
答案
一、1．B
2．D 【点拨】家庭电路中，电能表应安装在家庭电路的总开关之前，故A错误；开关控制用电器是否工作，开关和用电器之间是串联的，故B错误；导致家庭电路中电流过大的原因，可能是过载，也可能是发生了短路，故C错误；高压输电线最上面的两条导线是避雷线，用来防雷的，防止雷电带来更大的危害，故D正确。
3．B
4．B 【点拨】由图可知当电阻R1两端电压为4 V时，通过的电流为0．4 A，故A错误；由图可知，若电阻R1、R2串联，当电流为0．2 A时，R1、R2两端电压分别为2 V、1 V，根据串联电路电压特点知，R1、R2两端总电压U＝U1＋U2＝2 V＋1 V＝3 V，故B正确；由图可知，电阻R1、R2并联到2 V电压下时，通过R1、R2的电流分别为0．2 A、0．4 A，由并联电路干路中的电流等于各支路电流之和可知，干路中的电流I＝I1＋I2＝0．2 A＋0．4 A＝0．6 A，故C错误；由图可知，R1、R2为定值电阻，若电阻R1、R2串联，当电流为0．2 A时，R1、R2两端电压分别为2 V、1 V，根据欧姆定律知R1＝＝＝10 Ω，R2＝＝＝5 Ω。电阻R1和R2的阻值之比R1∶R2＝10 Ω∶5 Ω＝2∶1，故D错误。
5．D 【点拨】闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电源电压不变，电压表测电源电压，故电压表V示数不变，根据I＝可知A1示数变小，通过R1的电流不变，通过A2的电流为通过A1的电流与通过R1的电流之和，故A2示数也减小。电压表V示数不变，电流表A2示数变小，故电压表V的示数与电流表A2示数的比值变大。电流表A2、A1的示数之差就是通过电阻R1的电流，通过电阻R1的电流不变，电压表示数不变，故电流表A2、A1的示数之差与电压表示数的乘积不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
6．D 【点拨】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以，当烟雾浓度增大时，光照变弱，感光电阻R阻值变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U＝IR可知，R0两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以，R两端电压变大，即电压表的示数变大，故AB正确，不符合题意；电压表与电流表的示数之比为电阻R的阻值，故比值变大，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
7．A 【点拨】由图知，电阻R、灯L串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路的电流。过一会儿，灯L突然变亮，电流表、电压表示数都变大，说明电路是接通的，没有断路故障，故BD错误；若灯L发生了短路，灯泡不能发光，电压表示数变为零，故C不符合题意；若电阻R短路，此时电压表测量电源电压，其示数变大；电路中总电阻减小，电流增大，电流表示数增大，故A符合题意。
8．B 【点拨】 电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地，防止由于电冰箱的外壳漏电而使人发生触电事故，故A错误；断开开关S时，A点在火线上，用测电笔接触A点氖管发光，由于开关断开，B点与火线断路，接触B点时氖管不会发光，故B正确；闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯断路；若电灯短路，会造成干路中的电流过大，保险丝熔断，故C错误；当电路电流过大时，保险丝容易熔断而保护电路，如果用铜丝代替保险丝后，由于铜丝的熔点较高，铜丝不易熔断，就起不到保护作用了，故D错误。
9．AB 【点拨】由图知，S1、S2断开任何一个，整个电路断路，所以S1、S2是紧急制动开关。无人乘坐时，S3处于断开状态，此时电动机和定值电阻串联，根据I＝，总电阻较大，电流较小。当有人乘坐时，S3自动闭合，定值电阻被短路，只有电动机连入电路，总电阻较小，电流较大，电动机转速变大，电梯速度增大，所以S3是感应开关，故AB正确，CD错误。
10．AB 【点拨】定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路的电流。由电路图知，当变阻器所在的支路断路时，电路中的电流为零，电压表测量电源电压，示数为2．50 V，所以电源电压为2．50 V，故A正确；根据图乙可知，当电压表示数为1．00 V时，电路的电流最大为0．40 A，根据欧姆定律可知，滑动变阻器的阻值R＝＝＝2．50 Ω。根据串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压U0＝U－UV＝2．50 V－1．00 V＝1．50 V，根据欧姆定律可知，定值电阻的阻值R0＝＝＝3．75 Ω，故B正确，C错误；因为电流表选用的是“0～0．6 A”量程，所以电路中允许的最大电流为0．6 A，根据欧姆定律，电路最小总电阻R总最小＝＝≈4．17 Ω，则滑动变阻器连入的最小阻值R最小＝R总最小－R0＝4．17 Ω－3．75 Ω＝0．42 Ω；又知滑动变阻器连入的最大阻值为5 Ω，所以滑动变阻器允许的阻值变化范围是0．42～5 Ω，故D错误。
二、11．越小；转换；横截面积
12．地线；火；切断电源 13．0．2；15
14．1．44；1∶4；变小 【点拨】由图甲可知，开关S1、S2闭合后，两电阻并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2所在支路电流；两电流表的指针均指在同一位置，示数如图乙，根据并联电路电流规律可知，电流表A1选用分度值为0．1 A的大量程，示数为1．8 A，电流表A2选用分度值为0．02 A的小量程，示数为0．36 A，即通过R2的电流为0．36 A。根据并联电路电流规律可得通过R1的电流I1＝I－I2＝1．8 A－0．36 A＝1．44 A。根据欧姆定律和并联电路支路两端电压相等的规律可知I1R1＝I2R2，则＝＝＝。只断开开关S2，此时电路由原来的两电阻并联变为只有R2的简单电路，电流表A1只测通过R2的电流，故电流表A1的示数变小。
15．变小；10～50 Ω 【点拨】当闭合开关S时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压。滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻值变大，根据电阻并联的特点可知总电阻变大，根据I＝可知总电流变小，电流表的示数变小。由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，且电流表所选的量程为0～0．6 A，故干路电流为0．6 A时，通过滑动变阻器的电流最大，其接入电路中的电阻最小，并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过定值电阻R1的电流I1＝＝＝0．3 A，此时通过滑动变阻器的电流I2＝I大－I1＝0．6 A－0．3 A＝0．3 A，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R2小＝＝＝10 Ω；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，电路安全，则R2的取值范围是10～50 Ω。
三、16．【解】如图所示。
17．(1)A (3)通过导体的电流跟导体两端电压 (4)没有控制电阻两端的电压不变；每次实验没有改变自变量电阻值 (5)改变电阻箱接入电路的阻值R；调节滑动变阻器的滑片；电压表的示数仍为U (6)当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比
18．【解】(1)①如图甲所示。②断开；保护电路；③断开S1、闭合S2；I0；④减小 (2)①如图乙所示。②1 200；4
【点拨】(1)①由图甲可知，Rt与R0并联，开关S1控制Rt，开关S2控制R0，电流表测干路电流，电路连接如图甲所示。②连接电路时，为了保护电路，应将开关断开，同时将电阻箱的阻值调至最大。③在实验过程中，当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时，由欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值，故可知此时应断开S1、闭合S2，调节电阻箱R0直至电流表示数为I0，则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。④由表中数据可知，热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。
(2)①由(1)④表中的数据可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知此时电路的电流增大，当电流达到电流表设定值时，会引起数字电流表报警；当温度降低时热敏电阻的阻值增大，由串联电路的分压规律可知，热敏电阻两端的电压变大，故为了让另一个电表报警，应将电压表并联在热敏电阻两端，如图乙所示。②由(1)④表中数据可知，温度t＝30 ℃和t＝10 ℃时热敏电阻的阻值分别为800 Ω和1 800 Ω。由题意可知，当温度t＝30 ℃时，数字电流表刚好报警，此时电路中的电流I＝6 mA＝6×10－3 A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻R总＝＝＝2 000 Ω，由串联电路的电阻特点可知，电阻箱R0接入电路的阻值R0＝R总－Rt30＝2 000 Ω－800 Ω＝1 200 Ω；当温度降低到10 ℃时，电路中的总电阻R总'＝R0＋Rt10＝1 200 Ω＋1 800 Ω＝3 000 Ω，此时电路中的电流ImA＝＝＝4×10－3 A＝4 mA，由欧姆定律可知，此时热敏电阻两端的电压UV＝ImARt10＝4×10－3 A×1 800 Ω＝7．2 V，数字电压表报警，符合题意，故当温度降低到10 ℃时电路报警，此时电流表的示数为4 mA。
四、19．【解】(1)当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为24 V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流IL＝0．4 A，根据I＝可得，此时灯丝的电阻RL＝＝＝60 Ω。
(2)由图乙可知，当灯泡的实际电流为0．2 A时，灯泡两端电压为6 V。
(3)当灯泡两端电压为6 V时，滑动变阻器两端电压U滑＝U－UL'＝24 V－6 V＝18 V；因串联电路中各处电流相等，所以滑动变阻器R连入电路的电阻R＝＝＝90 Ω。
