九年级物理上册 电流和电路(培优篇)(Word版 含解析)

九年级物理上册电流和电路（培优篇）（Word版含解析）一、初三物理电流和电路易错压轴题（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．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________（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？________。

【答案】断开短路不能，电压表的正负接线柱接反了【解析】【详解】（1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开。

（2）闭合开关，发现电压表示数为零，若为L1的故障，只能是短路，此时电压表也被短路，故示数为零，若断路时，电压表串联在电路中，电压表会有示数，且接近电源电压；所以小灯泡的故障可能是L1短路。

（3）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，此时电流由负接线柱注入，正接线柱流出，即电流方向是反的，指针会反偏，所以不能测出L2两端的电压。

【点睛】重点是研究串联电路电压的实验，注意电压表的使用，在连接电压表时，电流方向不能接错，选择量程可用试触的方法。

3．有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P额=6W，额定电压在10V～19V之间．若要正确使用该元件，应先知道其额定电压．实验室里有如下器材：一个蓄电池（电压约为6V）、一个电流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一个定值电阻R0=10Ω，两个单刀开关、导线若干．请你用上述器材测出该元件的额定电压．（1）猜想与假设：根据欧姆定律I=U/R，电功率P=UI，只要我们测出元件电阻的阻值，进而就可计算出其额定电压．（2）设计实验：a．该元件的额定电流不超过___A．为提高测量的精确度，电流表应选量程_____A．b．根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中．___________（3）进行实验：请按照你设计的电路图补全以下实验步骤，并写出测量的物理量及其对应的符号．a．连接电路；b．_______________________；c．_______________________________；d．断开开关，整理器材．（4）用测量的物理量和已知物理量的符号表示出额定电压：U额=_________________．【答案】0.6 0～0.6A 闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1闭合S1和S2，记下电流表示数I21021P I RI I额【解析】试题分析：（2）①由题意知电阻元件的额定功率为P额=6W，假设额定电压最小为U min=10V，则额定电流最大为I=P额/U min=6W/10V=0.6A，所以电流表的量程选0～0.6A；②将电阻元件与R0并联，两个开关一个连在干路上、一个连在其中的一条支路上，电流表测量干路电流，如图所示．（3）实验步骤：b、闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1；则电源电压为U=I1R0．c、闭合S1和S2，记下电流表示数I2；即为干路电流．（4）只闭合S1时，仅R0接入电路，通过R0的电流为I1，则电源电压为U=I1R0①；当开关都闭合时，R0与R1并联接在同一电源上，通过R0的电流不变为I1，则通过R1的电流I R1=I2﹣I1，U= I R1R1=（I2﹣I1）R1②；由①②得，则．考点：额定电压测量实验探究过程4．小明利用如图所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“．（1）探究串联电路中电流的关系．①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中________．（要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉）②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数．于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数．电路中的故障是________．小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等．（2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系．①各开关的连接情况是________（填写各开关断开或闭合）．②分析实验中各电流表的读数（如图所示），可知并联电路中电流的关系是________：．③电阻R1：R2=________．（3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：________．（拓展）在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大：P最小=________．【答案】R2断路闭合S1、S2断开S3并联电路干路电流等于各支路电流的和1:2改变电源电压9:2【解析】【分析】（1）按从电源正极依次连接，一条路径将所有用电器连接起来；（2）闭合开关后，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表的示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；（3）通过开关的断开与闭合判断出并联电路；（4）根据实验数据得到并联电路电流的规律；（5）多次测量找普遍规律，可以改变电源电压；（6）根据电功率的公式算出两次电功率的比值。

【详解】（1）①按从电源正极依次把各个元件连接起来，组成了一条电流的路径，电路连接如图所示：②闭合开关后，电流表无示数，说明电路故障为断路；将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数，说明与电压表并联的R2断路；（2）①闭合开关S1、S2，断开开关S3，电路有两条路径，组成并联电路；②由实物图可知电流表选用0-3A的量程，I1=2.4A，I2=1.6A，I3=0.8A，则I1=I2+I3即并联电路干路电流等于各支路电流的和；③并联电路中各个支路的电压相等，在电压相等的情况下电流和电阻成反比，即R1:R2=I3:I2=0.8A:1.6A=1:2；（3）为了验证结论的普遍性，应多次测量，可以采用的方法是：改变电源电压；在电源电压不变的情况下，并联时的总电阻最大，串联时的总电阻最小，根据可知并联时总功率最大，串联时总功率最小，最大功率和最小功率之比。

故答案为：（1）①电路连接如图所示：②R2断路；（2）①闭合S1、S2断开S3；②并联电路干路电流等于各支路电流的和；③1:2；（3）改变电源电压；9:2。

【点睛】本题考查了用电压表判断故障时、电路的连接、并联电路电流的规律、比值等问题是一道综合性实验题，解决本题的关键知道欧姆定律和电功率的公式。

5．为了验证并联电路的电流特点，小薇设计了如图丁所示的电路进行实验。

(1)在连接电路时，开关应处于__状态；(2)小薇先将电流表接在1L 所在的支路，闭合开关后，观察到灯2L 发光，但灯1L 不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是：__；(3)排除故障后，她测出了1L 、2L 支路和干路上的电流分别为1I 、2I 和I ，电流表示数如图甲、乙、丙所示，可读出：10.5I A =，2I =__A ，I =__A ；根据测量结果，在误差允许范围内你认为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）(4)为了验证结论的普遍性，小薇采用了更换不同灯泡继续实验的方法进行验证，你还可以采用的方法是：__。

【答案】断开 1L 或电流表断路 0.52 1 12I I I =+ 用改变电源电压继续实验的方法进行验证【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了保护电路，连接电路之前，开关应该是断开的。

(2)[2] 灯2L 发光，但灯1L 不发光，电流表的示数为零，说明1L 支路不可能短路，只能是断路，即电路可能存在的故障是1L 或电流表断路。

(3)[3][4][5]由图可知，乙电流表的量程为0~0.6A ，分度值为0.02A ，则20.52I A =；丙电流表的量程为0~3A ，分度值0.1A ，则1I A =；根据测量结果可知，在误差范围内12I I I =+。