九年级上册第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析)

九年级上册第十三章 电路初探单元测试卷（含答案解析）

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/V 2 8 2

电荷量Q/C 4×10-3 6×10-3 2×10-3 5×10-3

电容C/F 2×10-3 0.75×10-3 1×10-3 2×10-3

(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SCd（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=nCCCC…，（C表示总电容，C1、C2.……Cn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A QCU 2.5V 121221SSSdSd 121221SSddUSS

【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

3-3210F2V410C

3-30.7510F8V610C

3-3110F2V210C

即

QCU

则

QCU

(3)[3]根据上题所得公式QUC，将表中数据带入可得

33510C2.5V210FQUC

(4)[4][5]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，电容决定式为

SCd

则

111SCd

222SCd

因为多电容器串联时

121111=nCCCC…

则

12111=CCC

带入12CC、可得

121221SSCSdSd

则总共能够储存的电量为

121221USSSdCSdQU

2．在“探究串联电路电压特点”的实验中：

(1)某次测量时，电压表的示数如图所示，则此时灯L1两端的电压为_____V；

(2)某同学在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法存在的问题是_____；

(3)闭合开关S后，发现灯L1发光，L2不发光。同学们有以下几种猜想：①灯L2灯丝断了；②灯L2的灯座短路；③灯L2也工作，但L2中电流比L1中电流小。以上猜想中正确有_____（填序号）。

【答案】2.2 电压表的正负接线柱接反 ②

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由实物图可知，两灯串联，电压表测L1的电压；电源为两节干电池，则电源电压

21.5V3VU＝＝

根据串联分压的特点可知，灯L1两端的电压不可能大于3V，故图中电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值是0.1V，指针指在2V右面第2个小格上，读数为

2V+0.1V22.2V＝

(2)[2]如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，开关闭合后，电压表的指针将反偏，即电压表的正负接线柱接反了，因此这种接法是错误的。

(3)[3]闭合开关S后，发现灯L1发光，L2不发光，则：①若灯L2灯丝断了，电路断路，灯泡L1也不发光，故①错误；②若灯L2的灯座短路，灯L1发光，L2不发光，故②正确；③若灯L2也工作时，由串联电路的电流特点可知，L2中电流和L1中电流相等，故③错误。综上所述，以上猜想中正确只有②。

3．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______或L2_______．（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？___________________________．

（4）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中，小明分析实验数据得出结论：_________________．此实验在设计方案上存在的不足之处是_________．

UAB/V UBC/V UAC/V

2.4 1.4 3.8

【答案】断开 短路 断路 不能 电压表的正负接线柱接反了 串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和 只做一次实验，一组实验数据得出的实验结论不具普遍性

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在做电学实验连接电路的过程中，开关应是断开的；

（2）由图示可知，当灯泡L1短路时，电压表短路，示数为0；当灯泡L2断路时，整个电路断开，电压表的示数为0；

（3）当采用步骤3的操作时，会使电压表正负接线柱反接，不能测出灯泡L2两端的电压；

（4）得出的结论为：串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和；由于只做了一次实验，就得出结论，这样的结论不具有普遍性．

4．在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时：

（1）小红把两个灯泡L1、L2串联起来（如图所示），闭合开关发现：灯L1较亮，灯L2较暗．由此他猜想：电流从电源正极流出，流过小灯泡L1后会减小，因此流过L1的电流比流过L2的电流大．为了验证该猜想是否正确，请你在不增加任何其他器材的情况下请设计实验验证．________.

（2）为了进一步探究串联电路中各点的电流有什么关系，小明设计实验如下：把两个灯泡L1、L2串联起来接到如图所示电路中，分别把如图中A、B、C各点断开，把电流表接入，测量流过的电流，看看它们之间有什么关系．在测量A点电流时，小明刚接好最后一根导线，小灯泡就亮了，同时观察到电流表指针偏转至了零刻线的左侧，小红帮他立即切断电源．小明操作中存在的错误有________、________.

（3）正确连接电路后，小明测得A点电流如图所示，则通过A点的电流为________A．

（4）在测量C点电流时，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，小明用电压表进行检测，发现AB间电压为0，AC间电压为3V，BC间电压为3V．则电路故障可能是________

A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路

（5）排除故障，继续实验，测得通过A、B、C各点的电流是相等的，为了验证结论的普遍性，下一步他的操作是________.

（6）小红接着探究并联电路电流规律.她连接了如图的实物连接图，此时，电流表测的是________（选填“L1”、“L2”、“干路”）的电流.若要测灯L2的电流，请你在图上只改动一根导线，完成电路的连接.（在需改动的导线上打“×”，再画出重新连接后的导线）________

（7）她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I，电流表示数分别为：I1=0.2A，I2=0.3A，I=0.5 A．根据测量结果,初步得出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）.

【答案】对换原电路中灯L1、L2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L2比L1亮，则小红猜想正确，若仍是L1比L2亮，则小红猜想不正确 连接电路时开关没有断开

电流表正负接线柱接反了 0.24 C 更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流 干

路 I=I1+I2

【解析】

【分析】

（1）根据小红猜想可知让电流先通过L2再比较灯泡亮度，即可判断出其猜想是否正确；

（2）连接电路时开关应断开；电流应从电流表正接线柱流进，负接线柱流出；

（3）由图中电流表的量程和分度值读出电流表示数；

（4）闭合开关两灯都不亮，故障只能是断路，根据电压表有无示数判断故障的位置；

（5）为了使实验结论具有普遍性，要进行多次测量；

（6）根据电流的流向确定电流表测量的电路；电流表与被测用电器串联；

（7）根据实验数据得到并联电路电流的规律．

【详解】

（1）为了验证小红猜想否正确，对换原电路中灯L1、L2的位置，闭合开关，再次观察比较两灯泡的亮度：若L2比L1亮，则小红猜想正确，若仍是L1比L2亮，则小红猜想不正确；

（2）刚接好最后一根导线，小灯泡就亮了，说明连接电路时开关没有断开；电流表指针偏转至了零刻线的左侧，说明电流表的正负接线柱接反了；

（3）由图可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.24A；

（4）A、如果L1断路，两个灯泡均不发光，电流表无示数，把电压表并联在AB间时，电压表有示数，不符合题意；

B、如果L1短路，闭合开关，L2会发光，不符合题意；

C、如果L2断路，两个灯泡均不发光，电流表无示数．用电压表进行检测，则ab间电压为0，AC间电压为3V，BC间电压为3V，符合题意；

D、如果L2短路，闭合开关，L1会发光，不符合题意；

故选C；

（5）为了得到普遍的规律，应更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流；

（6）从实物图中可以看出，电流从正极流出，经过开关、电流表进行分支，分别经过两个灯泡回到电源负极，因此电流表测量干路电流；将L1与电流表负接线柱相连的一端改接电流表的“0.6”接线柱上，如图所示：