九年级上册第十三章 电路初探单元培优测试卷

九年级上册第十三章 电路初探单元培优测试卷

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 /V 2 8 2

电荷量Q /C 4×10-3 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 d

ε=（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=n

C 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 210F

Q 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

1

11

S C d ε= 2

22

S C d ε=

因为多电容器串联时

121111=n

C C C C ++… 则

12

111

=C C C + 带入12C C 、可得

12

1221

S S C S d S d ε=

+

则总共能够储存的电量为

121221

U

S 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：22

222000()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．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】L 1 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L 1并联，所以测的是L 1两端的电压。

[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。