南通物理第十三章 电路初探(篇)(Word版 含解析)

南通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．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R1（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R1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R1，推导出短路处到B端距离L1与电压表示数U0的关系式∶L1=______（用r､U､U0､R1､R0表示）【答案】0V-3V 0.25 100-600Ω0001()2R U U U RU 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000112R R L U U r U -+= 则000110()2R U U U R L U r--=2．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。

3．探究并联电路中电流的规律：(1)如图乙此时电流表测量的是电路图中_______（填“A”或“B”或“C”）处的电流。

(2)在图乙中移动一根导线，电流表只测量L1的电流。

在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路。

（______________）(3)分别测出三处电流，请将B处电流值补充完整。

位置A B C电流/AI0.3 ______0.54(4)已知电源电压恒定不变，小雨利用原有的实验器材，添加一个开关，重新设计了一个电路。

利用这个新的电路，可以不用更换电流表的位置，就能直接测岀A 、B 、C 三处的电流。

请在虚线框中画出这个电路图。

（______________）【答案】C 0.24【解析】 【分析】【详解】(1)[1]电流从正极出发，分别经过两个灯泡，然后都流入电流表正接线柱，经过电流表后返回负极，所以电流表测的是C 处的电流；(2)[2]将灯2L 与电流表正接线柱连接的线移到与电流表负接线柱连接，这样通过灯2L 的电流就不流过电流表了，电流表就只测通过灯1L 的电流。

如图所示：；(3)[3]B 处电流：=0.54A-0.3A=0.24A B C A I I I =-；(4)在灯2L所在支路增加一个开关，当只闭合1L所在支路开关1S时，电流表测1L电流即A处电流；断开开关，闭合灯2L所在支路开关2S时，电流表测2L电流即B处电流；当两开关均闭合时，电流表测干路电流即C处电流。

满足可以不用更换电流表的位置，就能直接测岀A、B、C三处的电流的要求，其电路图如图所示：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 、A 2的示数如图丁所示，则：灯L 1中的电流为_____A ；灯L 2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 、A 2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L 1的灯丝断了【解析】【详解】(1)[1]小红把两个灯泡L 1，L 2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L 1中的电流等于通过灯L 2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．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/A 10.300.160.4620.200.200.4030.240.340.58分析上表中数据得出结论：在并联电路中，____________________。