第十三章 电路初探单元测试卷(解析版)

第十三章 电路初探单元测试卷（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．“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。

3．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示．（1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择_____（相同/不同）的小灯泡．（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该_____．（3）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改接在B、C之间．小聪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？答：_____（正确/不正确）．（4）测量完成后，进行小组交流讨论．下表选录了四个小组的数据，你认为这些数据是否合理？答：_____（合理/不合理）．请说明理由：_____．实验小组L1两端电压/V L2两端电压/V串联总电压/V1 1.6 2.9 4.52 2.1 2.4 4.43 2.5 2.0 4.44 1.8 2.7 4.5【答案】不同断开开关，更换电压表的量程不正确合理因为在测量过程中，会有一些误差，总体上串联总电压约等于L1两端电压和L2两端电压之和【解析】【详解】(1)[1]为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择不同的灯泡，避免两灯泡的电压相同，得出串联电路中各用电器电压相同的结论；(2)[2]从图乙可以看到，电压表的量程是0到15V，读数是2V，为了使实验结果更准确，接下来他应该断开开关，更换电压表的量程，改为0到3V；(3)[3]小聪的办法不正确，因为电压表与B点接触那端是正接线柱，当将与A点相连的导线改接到C点时，电流将会从电压表的负接线柱流入，所以小聪的办法不正确；(4)[4][5]这些数据是合理的，因为在测量过程中，会有一些误差，总体上串联总电压约等于L1两端电压和L2两端电压之和。

4．在“探究串、并联电路电流的特点”的实验中：（1）小红把两个灯泡L1，L2串联起来（如图甲所示），闭合开关发现：发现指针偏向如图乙所示的位置，其原因是_____。

线路连接正确后，再次闭合开关S，此时，灯L1较亮，灯L2较暗。

你认为通过灯L1中的电流_____（大于/小于/等于）通过灯L2中电流。

（2）为了验证你的判断是否正确，如果给你一个电流表，如何进行实验验证？验证方案：_____；如果要求不增加任何其他器材的情况下，如何设计实验验证？验证方案：_____。

（3）当把电流表接入电路中C点时，闭合开关后发现L1和L2均不发光，电流表无示数。

为了找出故障原因，小红用电压表进行检测，发现AB间电压为3V，AC间电压为3V，BC 间电压为0．则电路故障可能是_____。

A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路（4）排除故障，继续实验，测得通过A、B、C各点的电流的数值，为了验证结论的普遍性，下一步他的操作是_____。

（5）接着小红继续探究并联电路中干路的电流与各支路电流之间的关系，他用三个完全相同的电流表设计了如丙所示的电路。

① 闭合开关后，电流表A、A2的示数如图丁所示，则：灯L1中的电流为_____A；灯L2中的电流为_____A。

② 在某次操作中，小红闭合开关后，发现电流表的指针都能偏转，但电流表A、A2指针偏转角度相同，他仔细检查电流表都完好，试分析造成此现象的原因可能是什么？说出两例_____；_____。

【答案】电流表正负接线柱接反了等于见解析见解析 A 换用不同规格的灯泡多次测量 0.54 0.46 两个电流表的量程不一样灯L1的灯丝断了【解析】【详解】(1)[1]小红把两个灯泡L1，L2串联起来（如图甲所示），闭合开关发现：发现指针偏向如图乙所示的位置，其原因是电流表正负接线柱接反了；[2]根据串联电路电流的规律，通过灯L1中的电流等于通过灯L2中电流；(2)[3]为了验证猜想是否正确，如果给出一个电流表，则可以：断开开关，将电流表接在A 处，闭合开关，记下电流表示数；重复上面的步骤，将电流表分别接在B、C处，比较各处的电流大小；[4]如果不增加任何其他器材，则可以：对换原电路中灯L 1、L 2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L 2比L 1亮，则猜想正确，若仍是L 1比L 2亮，则猜想不正确；(3)[5]当把电流表接入电路中C 点时，闭合开关后发现L 1和L 2均不发光，电流表无示数，说明电路中有断路故障；用电压表进行检测时，测得AC 间电压为3V ，说明开关没有断路、电源是完好的；测得AB 间电压为3V ，说明此时电压表通过L 2与电源两极相连，则L 2没有断路；测得BC 间电压为0，说明此时电压表不能与电源两极相连，则L 1断路了；故选A ；(4)[6]排除故障，继续实验，测得通过A 、B 、C 各点的电流的数值，为了验证结论的普遍性，下一步他的操作是换用不同规格的灯泡多次测量；(5)[7]由丙图可知，电流表A 1测灯泡L 1的电流，电流表A 2测灯泡L 2的电流，电流表A 测的是干路电流；闭合开关后，电流表A 、A 2的示数如图丁所示，由并联电路的电流特点可知，A 的示数应大于A 2的示数，但图中电流表A 的偏转角度较小，所以电流表A 的量程是0～3A ，电流表A 2的量程是0～0.6A ；则由丁图可知电流表A 的示数（干路电流）是1A ，电流表A 2的示数（灯L 2中的电流）是0.46A ，则灯L 1中的电流为12-1A -0.46A 0.54A I I I ===[8]电流表A 、A 2的指针都能偏转，并且偏转角度相同，原因之一可能是两个电流表的量程不一样；原因之二可能是灯L 1的灯丝断了，导致两只电流表是串联在一起的，所以示数相同。

5．恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹，其引爆装置如图所示，当起爆器中有电流通过时就会引起爆炸．请你根据所给的电路图回答下列问题：（1）起爆前定时开关S 是闭合的，还是断开的？答：开关S 应当处于__状态．（2）起爆前此电路是__A ．串联电路B ．并联电路C ．由一个用电器构成的一个简单电路D ．以上皆有可能 （3）为什么电路中要安装一个灯泡？答：起爆前起到__的作用，防止电路短路而烧坏电源．（4）设定起爆时间一到，定时开关S 会自动由一种状态切换成另一种状态而发生爆炸．为使引爆装置停止工作，拆弹专家应在图中__（填“a”或“b”）处剪断导线．拆除前起爆器上__ （填“有”或“没有”）电流通过．【答案】闭合 C 保护电路 a 没有【解析】(1)由电路图可知，起爆前定时开关S 应处于闭合状态，起爆器被短路，没有电流通过． (2)由电路图可知，起爆前，即开关S 闭合时，电流从电源正极开始经过灯泡、开关回到电源负极，起爆器被短路，因此是时电路为由一个用电器构成的一个简单电路，故选C；(3)当没有灯泡时，将形成电源短路，电源将被烧坏，故起爆前灯泡起保护电路的作用；(4)如果剪断线a，则电路处于断路状态，爆炸装置不工作．拆除前，起爆器被导线b短路，没有电流通过起爆器，所以起爆器不工作．点睛：本题较难，可据此进行分析解答：根据开关闭合时电流的流向分析电路的结构；导线将电源直接连接的电路叫电源短路，将会烧坏电源，是不允许的；当S断开时起爆器有电流通过从而引爆炸弹．6．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．7．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图：（1）实验中，选择两个小灯泡的规格是________的（填“相同”或“不相同”），小明连接好最后一根导线时，发现灯都亮了，出现这种情况的原因是________．（2）下表是某同学实验中的一组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是________，造成错误的原因是________．（3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光．造成其中一个小灯泡不发光的原因是__________．A．灯泡的灯丝断了 B．灯丝的电阻小 C．小灯泡靠近负极（4）甲、乙两同学在做实验时，闭合开关前，电流表的指针均指在零刻度处；当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况．请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题？（填在下面横线上）甲：________，乙：________．（5）改正错误的数据后，分析实验数据得到的串联电路中电流的规律是： ________．【答案】不相同连接电路时开关没有断开 1.5接了小量程，但按照大量程读数 B没有调零电流表正负接线柱接反串联电路中，电流处处相等【解析】【分析】【详解】（1）实验中，为得到更具普遍性和说服力的结论，应选择两个不同规格的小灯泡进行实验；连接好最后一根导线时，发现灯都亮了，说明连接电路时开关没有断开；（2）由表中实验数据可知，实验数据1.5A是错误的；这是由于读数时，错把0～0.6A量程看成0～3A量程造成的；（3）某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光说明电路是通路，电流相同情况下，不发光的灯泡是由于其电阻较小，两端功率较小的缘故，故B选项符合题意．（4）由图甲所示电流表可知，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的；由图乙所示电流表可知，电流表指针偏转角度太小，这是由于所选电流表量程太大造成的；（5）通过分析数据可知，串联电路中，电流处处相等【点睛】在探究串联电路电流特点时，需要使用不同的用电器，在连接电路时，电路处于开路状态；在串联电路中，电流处处相等，根据电流表的量程来分析解答；当电流表的正负接线柱接反了，指针会反向偏转；使用电流表时要选择合适的量程；在探究串联电路电压特点时，需要有不同型号的用电器进行多次实验，从实验数据中找规律，据此解答．8．某实验小组在学习了用电流表探究串联电路的电流特点后，猜想：并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和．于是，他们决定进行探究，并首先设计出了电路图（图甲）．（1）电路元件如图乙所示，若通过每只灯的电流约0.3～0.5A，并联后要测通过L1的电流，则M、N应分别接______；要测通过干路中的电流，则M、N应接______．（图中a、b、c、d为接线柱代码）（2）连接电路时，当把最后一根导线刚连接好，灯泡L1、L2就亮了，在实验操作中不当之处是：_____________________．（3）若合上开关后，灯均亮，电流表指针不发生偏转，那么原因可能是_________A．电流表内部开路 B．开关处接触不良C．电流表被短路 D．电源供电不足（4）若测得L2支路的电流值如图丙所示，则通过L2电流为______A．【答案】c和b d连接电路时开关是闭合的C0.4【解析】【详解】(1)要测通过L1的电流,电流表应与L1串联在同一条支路,因为电流小于0.6A,所以可选择0-0.6A的量程,则M接c,N接b；要测量干路中的电流,需将电流表串联在干路中,根据题意知,干路电流大于0.6A,所以电流表应选择0-3A的量程,M、N需均接d；（2）连接电路时，当把最后一根导线刚连接好，灯泡L1、L2就亮了，在实验操作中不当之处是：连接电路时开关是闭合的；（3）若合上开关后，灯均亮，电流表指针不发生偏转，A．电流表内部开路，一定会有灯不亮，故错误；B．开关处接触不良，两个灯泡都会不亮，故错误；C．电流表被短路，电流不经过电流表，故正确；D．电源供电不足，两个灯泡都会不亮，故错误。