九年级上册物理 第十三章 电路初探(篇)(Word版 含解析)

九年级上册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

()

2

R 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 1

3V 3

r U U R U L --=='= 故

0m 2300Ω5Ω0cm 0.533R L r =⨯=

==' 故短路处到B 的距离

1

0.5m 0.25m 2

12L 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 3

R U U R U --=='= 即

01300Ω

100Ω33

R R '=

== 当短路发生在A 、C 两点时，根据串联电路分压的特点知

13213

R 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

00

112R R L U U r U -+= 则

0001

10()2R U U U R L U r

--=

2．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。

3．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

极板铜片和铝片间的电压/V铜片和锌片间的电压/V