九年级物理上册 第十三章 电路初探专题练习(解析版)

九年级物理上册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/V282电荷量Q/C4×10-36×10-32×10-35×10-3电容C/F2×10-30.75×10-31×10-32×10-3(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SCdε=（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，C1、C2.……C n表示各电容器的电容）。

现有两个极板面积分别为S1、S2，极板间的距离分别为d1、d2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AQCU= 2.5V 121221S SS d S dε+121221S Sd dUS Sε+【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“探究串联电路电压特点”的实验中：(1)某次测量时，电压表的示数如图所示，则此时灯L1两端的电压为_____V；(2)某同学在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法存在的问题是_____；(3)闭合开关S后，发现灯L1发光，L2不发光。

同学们有以下几种猜想：①灯L2灯丝断了；②灯L2的灯座短路；③灯L2也工作，但L2中电流比L1中电流小。

以上猜想中正确有_____（填序号）。

【答案】2.2 电压表的正负接线柱接反②【解析】【分析】【详解】(1)[1]由实物图可知，两灯串联，电压表测L1的电压；电源为两节干电池，则电源电压U⨯＝＝2 1.5V3V根据串联分压的特点可知，灯L1两端的电压不可能大于3V，故图中电压表选择的是0～3V 量程，对应的分度值是0.1V，指针指在2V右面第2个小格上，读数为⨯＝2V+0.1V2 2.2V(2)[2]如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，开关闭合后，电压表的指针将反偏，即电压表的正负接线柱接反了，因此这种接法是错误的。

(3)[3]闭合开关S后，发现灯L1发光，L2不发光，则：①若灯L2灯丝断了，电路断路，灯泡L1也不发光，故①错误；②若灯L2的灯座短路，灯L1发光，L2不发光，故②正确；③若灯L2也工作时，由串联电路的电流特点可知，L2中电流和L1中电流相等，故③错误。

综上所述，以上猜想中正确只有②。

3．瑞瑞和欢欢在网络上看到用土豆点亮LED小灯泡的视频，为了验证视频的真实性，他们找来一些物品，按照视频中的方式连接了如图所示的实验电路：(1)闭合开关后，LED小灯泡果真被点亮了。

此时，土豆相当于电路中的__________，该装置实现的能量转化是___________能转化为电能；(2)为什么土豆能够点亮LED小灯泡呢？通过查找资料他们了解到：铜片和锌片在电解质（即土豆中富含的果酸）的作用下，使电子由锌片处出发并沿着导线经过LED小灯泡到达铜片处，因此闭合电路中会产生电流。

由此可知，该土豆电池的正极是________片；(3)为了验证土豆电池的正负极，他们还可以选用下列实验仪器中的_______（填字母代号）进行判断；A．小灯泡 B．电压表 C．电阻(4)根据获得的知识，瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。

在果蔬中插入不同金属制成的极板（极板材料不同），并保持两块极板间的距离、极板与果蔬的接触面积不变，测量两块极板之间的电压，结果如上表中数据及相关条件可知：果蔬电池的电压与________和________有关。

【答案】电源化学铜 B 果蔬种类极板材料【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]闭合开关后，土豆消耗化学能，产生电能，使LED小灯泡被点亮，所以土豆相当于电路中的电源，该装置实现的能量转化是化学能转化为电能。

(2)[3]铜片和锌片在电解质的作用下，使电子由锌片处出发并沿着导线经过LED小灯泡到达铜片处，因此闭合电路中会产生电流，因为电流方向与电子定向移动方向相反，则电流方向是由铜片流向锌片，而电流是从电源正极流出，所以该土豆电池的正极是铜片。

(3)[4]当土豆电池可以作为电源时，接上电压表，其指针会发生偏转，故据此能判断该电池是否有电压，当电压表正向偏转时，与电压表正接线柱相连的是正极，而灯泡和电阻不能判断出电池的正负极。

故选B。

(4)[5][6]分析表中数据可知，当极板材料相同、果蔬种类不同时，果蔬电池的电压不同，可见果蔬电池的电压与果蔬种类有关；当极板材料不同、果蔬种类相同时，果蔬电池的电压不同，可见果蔬电池的电压与极板材料有关。

由此可得：果蔬电池的电压与果蔬种类和极板材料有关。

4．（探究名称）探究并联电路中电流的关系．（提出问题）如图所示的并联电路中，流过A、B、C各处的电流之间可能有什么关系？（设计实验与进行实验）（1）将如图中元件按要求连接；（L1、L2并联，S控制整个电路，电流表测量L1的电流）（______）（2）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；测量次数A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C10.220.120.1020.480.220.2630.550.300.25（3）为了使得“由实验数据所归纳的结论”更具有可靠性，在不改变电源及电路连接的基础上，还应当换用不同规格的电灯重做上述实验；（4）整理器材．（分析与论证）（1）在接、拆电路时，开关必须______；（2）上面设计的表格中存在的不足之处是：______；（3）表格补充完整后，通过对上面数据的分析，可以得出结论：______．【答案】断开缺少电流的单位并联电路中干路电流等于各支路电流之和【解析】【分析】【详解】L1、L2并联,S控制整个电路，S串联接在干路中，电流表测量L1的电流，电流表串联在L1支路中，从电源正极出发，把电流表、L1、开关串联接入电路，回到电源负极，然后把L2并联在L1与电流表串联电路两端，实物电路图如图所示．(1)在接、拆电路时，开关必须断开．(2)由实验数据记录表格可以知道，表格中各实验数据没有单位，这是错误的．(3)由表中实验数据可以知道,I A=I B+I C由此可以知道，并联电路中，干路电流等于各支路电流之和．因此，本题正确答案是：实物电路图如图所示；(1)断开；(2)实验数据没有单位；(3)并联电路中，干路电流等于各支路电流之和．【点睛】(1)为保证电路安全，在拆接电路时应断开开关．(2)各实验数据应有单位，分析实验数据记录表格，然后答题．(3)分析表中实验数据，然后得出实验结论．5．在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中（1）小明想测量干路中的电流，连接的电路如图甲所示，检查电路时发现只有一根导线接错了，请在这根导线上打上“×”并作出正确的连线。

（________）（2）连接正确的电路后，闭合开关电流表的示数为0.46A，请在如图乙所示的图中画出指针的位置（O为指针转轴）。

（_______）（3）小明换用不同规格的灯泡，多次改变电流表的位置，并将测量数据记录在下表中。

实验次数支路电流I1/A支路电流I2/A干路电流I总/A10.300.160.4620.200.200.4030.240.340.58分析上表中数据得出结论：在并联电路中，____________________。

（4）根据第1次实验数据发现，灯泡L1的电阻____________________（选填“小于”、“大于”或“等于”）灯泡L2的电阻；若两灯泡灯丝长度材料相同，则灯泡__________的灯丝更粗。

【答案】干路电流大小等于各支路电流大小之和小于L1【解析】【详解】(1)[1]从甲图中可以看到，电流从电源正极流出，流过开关，再经过电流表后，经过灯泡L2的右端，就回负极了，这时电路中电流很大，灯泡L2的右端与电源负极的连线是错误的，应该把电源负极的连线接到灯泡L2的左端，这时灯泡L1和L2就并联接在电路了，如下图所示；(2)[2]从图乙可以看到，接入电路的电流表量程为0到0.6A，那么里面的每一刻度的大小为0.02A，电流表的示数为0.46A，可知指针的位置，如下图所示；(3)[3]从表中数据可知，3次实验支路电流I1加上支路电流I2是等于干路电流I总的，可得出结论，在并联电路中，干路电流大小等于各支路电流大小之和；(4)[4]并联电路，灯泡两端的电压是相等的，在第1次实验数据中流过灯泡L1的电流比较大，根据欧姆定律的变换式URI，可知灯泡L1的电阻较小；[5]由于灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻，若两灯泡灯丝长度材料相同，那么灯泡L1的灯丝更粗。

6．在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时：（1）小红把两个灯泡L1、L2串联起来（如图所示），闭合开关发现：灯L1较亮，灯L2较暗．由此他猜想：电流从电源正极流出，流过小灯泡L1后会减小，因此流过L1的电流比流过L2的电流大．为了验证该猜想是否正确，请你在不增加任何其他器材的情况下请设计实验验证．________.（2）为了进一步探究串联电路中各点的电流有什么关系，小明设计实验如下：把两个灯泡L1、L2串联起来接到如图所示电路中，分别把如图中A、B、C各点断开，把电流表接入，测量流过的电流，看看它们之间有什么关系．在测量A点电流时，小明刚接好最后一根导线，小灯泡就亮了，同时观察到电流表指针偏转至了零刻线的左侧，小红帮他立即切断电源．小明操作中存在的错误有________、________.（3）正确连接电路后，小明测得A点电流如图所示，则通过A点的电流为________A．（4）在测量C点电流时，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，小明用电压表进行检测，发现AB间电压为0，AC间电压为3V，BC间电压为3V．则电路故障可能是________A．L1断路B．L1短路C．L2断路D．L2短路（5）排除故障，继续实验，测得通过A、B、C各点的电流是相等的，为了验证结论的普遍性，下一步他的操作是________.（6）小红接着探究并联电路电流规律.她连接了如图的实物连接图，此时，电流表测的是________（选填“L1”、“L2”、“干路”）的电流.若要测灯L2的电流，请你在图上只改动一根导线，完成电路的连接.（在需改动的导线上打“×”，再画出重新连接后的导线）________（7）她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I，电流表示数分别为：I1=0.2A，I2=0.3A，I=0.5 A．根据测量结果,初步得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：________（写出关系式即可）.【答案】对换原电路中灯L1、L2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L2比L1亮，则小红猜想正确，若仍是L1比L2亮，则小红猜想不正确连接电路时开关没有断开电流表正负接线柱接反了 0.24 C 更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流干路 I=I1+I2【解析】【分析】（1）根据小红猜想可知让电流先通过L2再比较灯泡亮度，即可判断出其猜想是否正确；（2）连接电路时开关应断开；电流应从电流表正接线柱流进，负接线柱流出；（3）由图中电流表的量程和分度值读出电流表示数；（4）闭合开关两灯都不亮，故障只能是断路，根据电压表有无示数判断故障的位置；（5）为了使实验结论具有普遍性，要进行多次测量；（6）根据电流的流向确定电流表测量的电路；电流表与被测用电器串联；（7）根据实验数据得到并联电路电流的规律．【详解】（1）为了验证小红猜想否正确，对换原电路中灯L1、L2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L2比L1亮，则小红猜想正确，若仍是L1比L2亮，则小红猜想不正确；（2）刚接好最后一根导线，小灯泡就亮了，说明连接电路时开关没有断开；电流表指针偏转至了零刻线的左侧，说明电流表的正负接线柱接反了；（3）由图可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.24A；（4）A、如果L1断路，两个灯泡均不发光，电流表无示数，把电压表并联在AB间时，电压表有示数，不符合题意；B、如果L1短路，闭合开关，L2会发光，不符合题意；C、如果L2断路，两个灯泡均不发光，电流表无示数．用电压表进行检测，则ab间电压为0，AC间电压为3V，BC间电压为3V，符合题意；D、如果L2短路，闭合开关，L1会发光，不符合题意；故选C；（5）为了得到普遍的规律，应更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流；（6）从实物图中可以看出，电流从正极流出，经过开关、电流表进行分支，分别经过两个灯泡回到电源负极，因此电流表测量干路电流；将L1与电流表负接线柱相连的一端改接电流表的“0.6”接线柱上，如图所示：（7）由数据可知并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I=I1+I2．故答案为（1）对换原电路中灯L1、L2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L2比L1亮，则小红猜想正确，若仍是L1比L2亮，则小红猜想不正确；（2）连接电路时开关没有断开；电流表正负接线柱接反了；（3）0.24；（4）C；（5）更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流；（6）干路；如上图所示；（7）I=I1+I2．【点睛】本题考查串并联电路电流的规律，解决本题的关键知道电流表的使用方法、电路故障的分析和实验设计的方法．7．如图是小明探究串联电路电流特点的实验电路图：（1）小明最好选择两个小灯泡的规格应该是________的．（填“相同”或“不相同”）．（2）小明连电路时把一只开关和两个小灯泡连接后，刚将线路两端接到电源两极，L2就亮了，但L1没亮．他在实验操作中不当之处是：________．实验时L1没亮的原因可能是________A．通过灯泡L1的电流比L2中的电流小 B．L1灯泡的灯丝断了C．L1灯座处可能短路了 D．L1灯泡靠近电源正极（3）下表是小明实验中测得的三组数据：由表格数据可得出结论：________．（4）他获得三组不同电流值的方法是：________（5）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：________【答案】（1）不相同；（2）连接电路时开关没有断开、C ；（3串联电路中电流处处相等；（4）换了不同规格的小灯泡或改变电源电压；（5）甲、电流表的正负接线柱接反了；乙、电流表的量程选取得太大了【解析】试题分析：（1）为了得到普遍规律，应选择两个小灯泡的规格应该是不同的。