北京丰台区第二中学物理电流和电路(篇)(Word版 含解析)

北京丰台区第二中学物理电流和电路（篇）（Word版含解析）一、初三物理电流和电路易错压轴题（难）1．演绎式探究﹣﹣﹣探究点电荷的电场强度如果带电体间的距离比它们的大小大得多，这样的带电体可以看成是点电荷．（1）实验发现，带电量分别为q1、q2的两个点电荷距离为r时，它们之间的作用力F=k，其中k为常量，当q1和r一定时，F与q2之间的关系图象可以用他图甲中的图线来表示．（2）磁体周围存在磁场，同样，电荷周围也存在磁场．电场对放入其中的电荷产生电场力的作用．点电荷q1和q2之间的作用力实际是q1（或q2）的电场对q2（或q1）的电场力．物理学中规定：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值，叫做该点的电场强度，用E表示，则E= ．如图乙所示，在距离点电荷Q为r的A点放一个点电荷q，则点电荷q受到的电场力F= ，点电荷Q在A点产生的电场强度E A= ．（3）如果两个点电荷同时存在，它们的电场会相互叠加，形成合电场．如图丙所示，两个互成角度的电场强度E1和E2，它们合成后的电场强度E用平行四边形的对角线表示．如图丁所示，两个点电荷Q分别放在A、B两点，它们在C点产生的合电场强度为E合．请推导证明：E合=．【答案】（1）c；（2）；；；（3）证明过程如上所示【解析】试题分析：（1）作用力为F=k，k是常数，q1和r一定时，F与q2成正比，所以是一条过原点的直线，c符合题意；（2）根据题意，电场强度：E=；Q在A点对q的电场力：F=，所以点电荷Q在A点产生的电场强度：E A=/q=；（3）由题意知，AB在C点电场强度的大小相等，E A=E B=，且互相垂直，做出其合场强，如图所示：所以E=，即得证．【考点定位】电场强度；电荷间的相互作用2．实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，若干个不同阻值的定值电阻和足够多的导线。

小华想用实验桌上的器材证明：“当通过导体的电流一定时，导体的电阻越大，导体两端的电压越大”，为此他设计的实验电路如图所示。

(1)请写出他的实验步骤；(2)设计一个实验数据记录表格。

【答案】见解析所示【解析】【详解】(1)实验步骤：①按图连接电路，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关后，调节滑片位置，使电流表示数为I，读电压表示数U，将R、I、U记录在数据表格中；②断开开关，将R换为另一更大阻值的电阻，闭合开关后，调整滑片位置，使电流表示数仍为I，读出电压表的示数U，将R、I、U记录在数据表格中；③仿照步骤②，再重复1次实验。

(2)实验数据表格：实验次数123电流I/A电阻R/Ω电压U/V3．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．小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约10Ω）。

（1）如图甲所示是小丽连接的部分电路，请将电路连接完整_________。

（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数.若电路中仅有一处故障，这个故障可能是___________。

（3）实验过程中，当电压表的示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向___调节（选填“左”或“右”）；小灯泡正常发光电流表的示数如图乙所示，则，此时小灯泡的电功率为______W。

（4）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻R x的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R0（0～9999Ω 5A）、定值电阻（200Ω 2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种方案(如图).在A、B两种方案中，方案__________可以让测量结果更准确，理由是_______。

（电表为理想电表）【答案】略灯短路右1.2B可以多次测量取平均值【解析】（1）小灯泡与电流表串联，电压表接在小灯泡的两端，如下图：（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，故障为短；电压表无示数，说明电压表被短路，因此电路故障为灯泡短路；（3）电流表量程为0～0.6A，由表知0.4+4×0.02A=0.48A；此时小灯泡电功率：P=UI=2.5V×0.48A=1.2W；要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，由2V增大到2.5V，根据串联分压的特点，应使滑动变阻器阻值减小，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动；（4）方案A通过R x与R串联，测得Rx两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；方案B先后把电压表分别放在R x和R0两端测出电压值，由串联分压公式可求R x．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差。

5．某实验小组想探究并联电路中电流的规律，晓丹同学猜想：并联电路中各支路电流相等．她设计了如下右图所示的电路，准备测量a、b、c三处的电流，并从实验室取来电流表3只、灯泡2只、开关1个、电池和导线若干进行实验．（1）画好电路图后，晓丹同学开始连接电路，在连接电路过程中，开关应该是_____的．检查电路连接无误后，她开始实验，并读出电流表示数记录在表格中．Ib/A Ic/A Ia/A0.180.180.36晓丹同学分析数据后得出结论：并联电路中各支路电流相等．（2）晓丹得出错误的实验结论，主要原因是_____．（3）请你对接下来的实验提出改进措施（一条即可）_____．【答案】断开选用规格相同的（或电阻相同）灯泡进行实验换用不同的灯泡进行实验，多次测量获得多组数据等【解析】【分析】【详解】（1）[1]为保护电路安全，在连接电路过程中，开关应该是断开．（2）[2]两灯泡并联，灯泡两端电压相同，通过灯泡的电流相等，这说明所选用的灯泡规格相同（或电阻相同），从而得出了错误的结论，为得出普遍结论，应采用不同规格的灯泡进行实验．（3）[3]为得出普遍结论，换用不同规格的灯泡进行实验，且在电路中接入滑动变阻器或改变电源电压进行多次测量获得多组数据等．6．如图是“探究并联电路电流特点”的实验电路图：电流表A1A2A电流I/A0.160.24 2.0(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)开关闭合前，琪皓同学发现电流表A1的指针在零刻度线左端，如图乙所示，其原因是______；(3)上表是某同学实验中的一组数据：有同学指出上述表格中电流表A数据明显错误，造成错误的原因是________________；(4)实验中某同学发现两个小灯泡中，一个发光，一个不发光，三个电流表都有示数，造成小灯泡不发光的原因可能是______；(5)实验中，我们都要进行多次测量。

以下实验中，与“探究并联电路电流特点”进行多次测量的目的不相同的是______。

A．探究电流与电压的关系 B．探究杠杆的平衡条件 C．刻度尺测物体的长度【答案】不同电流表指针未调零电流表接小量程却按大量程读数实际功率过小 C 【解析】【分析】【详解】(1)[1]要使结论具有准确性与普遍性，所选电阻不能特殊，因此最好选用不同规格的电阻，同时还应多次实验。

(2)[2]开关闭合前，电流表A1的指针在零刻度线左端，此时电路没有电流，说明原因是电流表指针未调零。

(3)[3]并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，上述表格中电流表A数据明显错误，观察电流表量程可发现，导致错误的原因是使用小量程测量，而读数却读成大量程。

(4)[4]两个小灯泡一个发光，一个不发光，三个电流表都有示数，说明各支路都有电流通过，但有可能是其实际功率过小。

(5)[5]在“研究串并联电路的电流特点”时，换用不同阻值的电阻，多次进行实验目的是寻找规律，避免结论的偶然性；而刻度尺测物体的长度是采用多次测量减小误差，其测量的目的不相同，故选C。