深圳市沙头角中学物理第十三章 电路初探单元测试与练习(word解析版)

深圳市沙头角中学物理第十三章电路初探单元测试与练习（word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“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．3．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 0.25 100-600Ω00010()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 0.53cm3R 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013213R U U R U -==总 即022300Ω600ΩR R ==⨯=总则变阻箱接入电路的电阻为600Ω75cm 22Ωcm 300ΩR R R ''=-=-⨯⨯=总线故电阻箱R 1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--=4．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．电阻极板果蔬材料种类铜片和铝片间的电压/V铜片和锌片间的电压/V西红柿0.470.93苹果0.550.96柠檬0.620.99(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。

5．一实验小组用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”。

用三节干电池串联供电，他们选择了两只规格不同的小灯泡L1、L2。

(1)请用笔画线代替导线，连接实验电路。

要求：电压表测量两灯串联后的总电压，并在右边方框画出电路图。