上海阳光外国语学校物理第十三章 电路初探专题练习(解析版)

上海阳光外国语学校物理第十三章 电路初探专题练习（解析版）一、初三物理第十三章 电路初探 易错压轴题提优（难）1．进一步探究电容器是电气设备中的重要元件，是储存电荷的装置。

通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C 表示，单位为法拉，用字母F 表示。

两个相距很近又彼此绝缘的平行金属板形成一个最简单的电容器，在电路中用表示。

(1)如图，闭合开关，电容的两个极板将带等量异种电荷，这个过程叫电容器充电。

充电过程中，经过开关的电流方向是______（选填“从A 到B ”或“从B 到A ”）。

改变电源电压，电容器所带电荷量Q 也发生改变，实验数据如下表。

电压U /V2 8 2 电荷量Q /C4×10-3 6×10-3 2×10-3 5×10-3 电容C /F 2×10-3 0.75×10-3 1×10-3 2×10-3(2)分析数据可知，电容C 与电容器两端电压U 及电荷量Q 的关系式为：C=______。

(3)请把表格补充完整______。

(4)电容的大小不是由带电量或电压决定的，常见的平行板电容器，电容决定式为S C dε=（ε是一个常数，S 为极板面积，d 为极板间距离）。

多电容器串联时，121111=nC C C C ++…，（C 表示总电容，C 1、C 2.……C n 表示各电容器的电容）。

现有两个极板面积分别为S 1、S 2，极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上，则总电容C =______，总共能够储存的电荷量为______。

【答案】B 到A Q C U= 2.5V 121221S S S d S d ε+ 121221S S d d U S S ε+ 【解析】【分析】【详解】(1)[1]充电过程中负电荷从A 运动到B ，正电荷从B 运动到A ，则根据电流方向的规定，经过开关的电流方向为B 到A 。

(2)[2]由表中数据可知3-3210F 2V 410C -⨯⨯=⨯3-30.7510F 8V 610C -⨯⨯=⨯3-3110F 2V 210C -⨯⨯=⨯即Q CU =则Q C U =(3)[3]根据上题所得公式Q U C=，将表中数据带入可得 33510C 2.5V 210FQ U C --⨯===⨯ (4)[4][5]现有两个极板面积分别为S 1、S 2，极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上，电容决定式为S C d ε=则 111S C d ε= 222S C d ε=因为多电容器串联时 121111=nC C C C ++… 则12111=C C C + 带入12C C 、可得121221S S C S d S d ε=+则总共能够储存的电量为 121221US S S d C S d Q U ε+==2．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．3．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L 1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 AB 处的电流I BC 处的电流I C 第一次测量0.10 0.12 0.22 第二次测量0.20 0.24 0.44 第三次测量 0.25 0.30 0.55(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=0.1A4．在如图所示的电路中，闭合开关S灯L不亮，电压表V的示数接近电源电压。

已知电路中各处均接触良好，除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外，其余元件均完好。

(1)请判断该电路中存在的故障可能是__________或___________。

(2)为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。

若电流表有示数，说明故障是__________；若电流表无示数，说明故障是__________________。

(3)为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。

____________________________________________________________________________【答案】灯L短路电阻R断路灯L短路电阻R断路不能。

因为在灯L短路和电阻R 断路两种情况下，电压表V均无示数【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]当电压表所测用电器R断路，电压表通过灯L、闭合的开关、导线接在电源的正负极上，电压表示数接近电源电压；当灯L被短路，电路中只有电阻R，电压表测量R两端的电压，也就是电源电压。

(2)[3][4]当灯L被短路，电路中有电流，当R断路时，电压表在电路中相当于开路，电路中无电流。

(3)[5]电压表V正确并联在灯L两端时，在灯L短路和电阻R断路两种情况下，电压表V均无示数，故不能查找出电路的故障。

5．张峰有一个标准的电压表，它有0~3 V和0~15 V两个量程。

用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时，接线正确，但他读出的读数是10 V，这显然是错误的。

请你说出他出现错误的原因：_________________。

实际电压应是_____V。

他接着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。

把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流，填入下表：实验次数A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C10.100.120.2220.200.240.4430.400.480.88（1）表格设计存在一个不足之处，是________，通过对上面数据的分析，可以得出是______。

（2）测量三次的目的是_____，在这次实验中他是通过采用_____（填“改变电源电压”或“更换不同规格的小灯泡”）的方法改变电流的大小从而进行三次实验。

（3）结合你用一个电流表做实验时的体会，提出一条对本实验的改进意见： _____。

【答案】看错了电压表量程2电流没有单位并联电路干路中的电流等于各支路电流之和避免偶然性，使结论更具有普遍性改变电源电压使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流【解析】【详解】出错的原因是接的小量程却按大量程读数，电源由两节干电池组成，电源电压最高是3 V，电压表示数不可能超过3 V，电压表大量程分度值是0.5 V，小量程分度值是0.1 V，大量程是小量程的5倍，电压表读数10 V是弄错了量程造成的，把小量程当做大量程了，因此正确读数是2 V；（1）分析表格中的数据可知，此表格设计中电流没有单位；由表中实验数据可知，支路电流之和等于干路电流，可以得出的实验结论是：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和；（2）多次测量的目的是获得多组实验数据，避免偶然性，使实验结论具有普遍性与可靠性；据表格中的数据可知，小灯泡的电流是成倍数的增加，所以是通过改变电源电压的方式进行的实验；（3）一个电流表在不同位置测量时，读数误差较大，且要多次拆、接电路，稍显麻烦，为了减小误差、方便测量，可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流。