赤峰物理第十三章 电路初探(篇)(Word版 含解析)

赤峰物理第十三章 电路初探（篇）（Word 版 含解析）一、初三物理第十三章 电路初探 易错压轴题提优（难）1．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．2．若假设在两地之间的输电线发生了短路，如何确定短路的位置？青羊区某学校物理兴趣小组分別进行下面的研究：他们用AB ､CD 两根长均为L （L 为75cm ）的直电阻丝模拟输电线，将导线连在两根电阻丝之间某处模拟输电线短路，在电阻丝的右侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r （每厘米的电阻为2Ω），如图甲所示。

他们把一个电压为U 电源（提供4V 稳定电压）､一个定值电阻0R （阻值为300Ω）､电阻箱R 1（0-999.9Ω）和一块电压表（有两个量程分别0-3V 和0-15V ）及开关S 一个用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图乙所示。

检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B ､D 端的两接线柱相连，从而构成检测电路。

通过读取盒内电压表的示数､经过计算得知短路处到B 端的距离。

为了减小误差，电压表示数要不小于量程的三分之一（导线电阻忽略不计）。

(1)电压表的量程应选取______V ；(2)当电阻箱调为0，电压表示数为3V 时，短路处到B 的距离____m ；(3)如果知短路位置改变，考虑测量值超电压表量程的可能。

既要使电压表的示数不小于量程的三分之一，又要确保不超电压表量程，电阻箱R 1的取值范围____Ω；(4)如果电阻箱已经调到要求范围内的某阻值且读数为R 1，推导出短路处到B 端距离L 1与电压表示数U 0的关系式∶L 1=______（用r ､U ､U 0､R 1､R 0表示）【答案】0V-3V 0.25 100-600Ω 00010()2R U U U R U r-- 【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了减小误差，电压表示数要不小于量程的三分之一，电压为4V ，如果电压表量程选择0～15V ，15V 的三分之一等于5V ，大于4V ，故应选择0～3V 。

(2)[2]由串联电路分压特点知0004V 3V 13V 3r U U R U L --=='= 故0m 2300Ω5Ω0cm 0.533R L r =⨯===' 故短路处到B 的距离 10.5m 0.25m 212L L =⨯='''= (3)[3]当短路发生在B 、D 两点时，根据串联电路分压的特点知01004V 3V 13V 3R U U R U --=='= 即01300Ω100Ω33R R '===当短路发生在A、C两点时，根据串联电路分压的特点知13213R U UR U-==总即22300Ω600ΩR R==⨯=总则变阻箱接入电路的电阻为600Ω75cm22Ωcm300ΩR R R''=-=-⨯⨯=总线故电阻箱R1的取值范围为100Ω300Ω(4)[4]根据串联电路分压的特点可得00112RRL UUr U-+=则00011()2R U U U RLU r--=3．小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。

小宇用图甲所示的电路继续进行探究：(1)测量电源及灯泡两端电压，电压表接在AB两点，是为了测量灯___两端的电压，闭合开关，电压表的示数（如图乙所示）是____V；(2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点，闭合开关后，发现电压表_______；(3)纠正错误后，小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。

由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。

为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较__（选填“粗”或“细”）的导线，原因是在长度和材料相同时，__________电阻越大。

【答案】L1 1.7 指针反偏（或指针偏向0刻度线的左边）细橫截面积越小【解析】【分析】【详解】(1)[1]电压表要和被测用电器并联，当电压表接在AB两点时，和灯L1并联，所以测的是L1两端的电压。

[2]根据乙图，电压表选择的是0—3V的量程，分度值为0.1V，所以电压表的示数为1.7V。

(2)[3]将电压表接A点的接线改接到D点，闭合开关后，电流从电压表的负接线柱流入正接线柱流出，此时电压表接反了，所以指针会反向偏转。

(3)[4][5]为了让分压更加明显就是要增大导线的电阻，所以要选择更细的导线，因为在材料和长度一定是，导体的横截面积越小电阻越大。

4．小红同学对串联电路的电压规律进行了探究．（猜想与假设）串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和．（设计与进行实验）（1）按如图所示的电路图连接电路．（2）闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L1两端的电压．（3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上．（4）测出AC间的电压，得出结论．（交流与评估）（1）在拆接电路时，开关必须_________．（2）闭合开关，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1______或L2_______．（填“短路”或“断路”）（3）小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压？_________，为什么？___________________________．（4）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中，小明分析实验数据得出结论：_________________．此实验在设计方案上存在的不足之处是_________．U AB/V U BC/V U AC/V2.4 1.43.8【答案】断开短路断路不能电压表的正负接线柱接反了串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和只做一次实验，一组实验数据得出的实验结论不具普遍性【解析】【分析】【详解】（1）在做电学实验连接电路的过程中，开关应是断开的；（2）由图示可知，当灯泡L1短路时，电压表短路，示数为0；当灯泡L2断路时，整个电路断开，电压表的示数为0；（3）当采用步骤3的操作时，会使电压表正负接线柱反接，不能测出灯泡L2两端的电压；（4）得出的结论为：串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和；由于只做了一次实验，就得出结论，这样的结论不具有普遍性．5．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。

6．如图，把两个小灯泡串联接入电路研究串联电路特点．（1）在连接电路时，开关必须__________；开关闭合并且两灯都发光时，取下其中一个小灯泡，可观察到__________现象；（2）在串联的两个小灯泡电路中再串联一个小灯泡，闭合开关后可观察到__________现象；（3）以上两个现象都说明了串联电路各用电器__________（选填“相互影响”或“不相互影响”）这一特点；（4）开关闭合并且两小灯泡都发光时，使其中一个小灯泡短路，可观察到被短路的小灯泡__________，另一个小灯泡的亮度__________（选填“变亮”、“变暗”、“不亮”、“不变”）；（5）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是__________的（填“相同”或“不相同”）.【答案】断开另一灯熄灭原来两小灯泡变暗影响不亮变亮不相同【解析】【分析】串联电路是将整个电路串在一起，（包括用电器、导线、开关、电源）；它的特点就是：（1）电流只有一条通路，（2）开关控制整个电路的通断，（3）各用电器之间相互影响；串联的优点：所以在电路中，若想控制所有电路，即可使用串联的电路；串联的缺点；若电路中有一个用电器坏了，整个电路意味这都断了．【详解】(1)根据串联电路的特点，如闭合开关连接电路，会损坏灯泡，故答案为断开；因两灯串联，两灯之间相互影响，当一只取下时，线路就断了，则另一只肯定熄灭，故答案为另一灯熄灭；(2)因在串联电路中总电压等于各处电压之和，当加入一只灯后，各灯两端的电压就变小，所以亮度变暗，故答案为两灯都变暗；(3)串联电路的特点正是各个用电器相互影响，故答案为相互影响；(4) 开关闭合并且两小灯泡都发光时，使其中一个小灯泡短路，小灯泡被短路后，没有电流流经被短路的小灯泡，短路的小灯泡肯定不亮了，故答案为不亮；电路变成了另一个小灯泡的简单电路，那此时另一只灯泡分得的电压升高，相应的就会变亮了，故答案为变亮．（5）实验中，为了使结论更具有普遍性，应该选择两个不同规格的小灯泡．7．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．8．小明选用了一些实验器材来探究“串、并联电路中电流及电压的关系”实验：（1）小明设计了如图甲所示的电路图，并用电流表测量a、b、c三处的电流，电流表示数如表1．表1：Ia/A Ib/A Ic/A0.180.180.36表2：U ab/V U bc/V U ac/V2.5_____ 4.5小明同学分析数据后得出结论：并联电路中各支路电流相等．小华认为他得出的结论是错误的，请你说说下一步怎么做，可以证明小明的观点是错误的：_____．（2）为了探究串联电路中电压的关系，小明设计了如图乙所示的电路图，并进行实验．测量完L1两端的电压后，在测量L2两端的电压时，为了节省时间，小明将电压表的b接点不动，只断开a接点，并改接到c接点上，你认为小明的操作的错误之处是_____．（3）图乙中，小明通过实验操作，测得ab、ac间电压表示数如表2，其中bc间电压如图丙所示，小华认为小明在测量bc间电压时的操作还有待改进，应该_____．（4）小明按如图丁连接好电路，正确操作后，测得a、b、c三处的电流记I a、I b、I c，测得ab、bc、ac两点间的电压为U ab、U bc、U ac．下列说法中正确的是_____；A．I a＞I b＞I c B．I a＝I b＝I c C．I a＜I b＜I c D．U ab＝U bc＝U ac（5）在进行图乙所示实验时小明同学误将电流表当成电压表并联在了ab两端，闭合开关后，_____（选填“L1”、“L2”或“L1和L2）能发光．【答案】换另外两个规格不同的灯泡重做实验电压表正负接线柱接反换用0-3V量程测量 B L2【解析】【分析】【详解】（1）一次实验数据得出的结论具有偶然性，且根据电流数据都为018A，则可知实验时选用了两只相同的灯泡，为得出普遍结论，应换另外两个规格不同的灯泡重做实验，并多次实验，然后得出结论；（2）题中的做法，将电压表的b接点不动，只断开a接点，并改接到c接点上，此时闭合开关，流过电压表的电流方向是相反的，指针会倒转，即此时电压表正负接线柱接反；（3）根据表2数据结合串联电路的电压规律知U ac的电压应为2V，根据图丙的指针位置可知，电压表使用了大量程，可见选择量程过大了，为了读数更精确，接下来应该，断开开关，换用0-3V量程测量；（4）由串联电路中各处的电流相等可知，AC错误，B正确；由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，D错误；故选B．（5）进行图乙实验时将电流表当成电压表并联在了ab两端时，由于电流表电阻很小，相当于导线，故L1被短路不能发光，能发光的是L2，【点睛】重点是探究串并联电路电流特点和电压特点的实验，注意电流表的量程的选择和正负接线柱要正确，多次实验时，应选择不同的实验器材，避免实验的偶然性，使结果更有说服力、更具普遍性．．9．吴丽同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，其过程如下：（1）她在检查实验器材时发现电压表的指针位置如图1所示，接下来她要对电压表进行的操作是________________。