九年级物理上册第十三章 电路初探(培优篇)(Word版 含解析)

九年级物理上册第十三章 电路初探（培优篇）（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．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．

2．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 0.25 100-600Ω 00010()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 3

r U U R U L --=='= 故

0m 2300Ω5Ω0cm 0.533R L r =⨯=

==' 故短路处到B 的距离 10.5m 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

01300Ω100Ω33

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

1

32

1

3

R U U

R U

-

==

总

即

22300Ω600Ω

R R

==⨯=

总

则变阻箱接入电路的电阻为

600Ω75cm22Ωcm300Ω

R R R

''=-=-⨯⨯=

总线

故电阻箱R1的取值范围为

100Ω300Ω

(4)[4]根据串联电路分压的特点可得

00

11

2R

R

L U

U

r U

-

+

=

则

0001

1

()

2

R U U U R

L

U r

--

=

3．一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。

（________）

(2)为了保证电路的安全，连接器材时，开关应____________。

(3)小明用电压表测量L1两端电压时，直接选用0∼3V的量程，小悦说这样不行，规范的操作方法应该是：_________。

(4)他们实验中得出一组实验数据如下表。为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应________。

L1两端电压（V）L2两端电压（V）电路两端总电压（V）