淮安物理第十三章 电路初探单元练习Word版 含答案.docx
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淮安物理第十三章电路初探单元练习Word版含答案
淮安物理第十三章电路初探单元练习(Word版含答案)
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
(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,
,(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
2.5V
【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
即
则
(3)[3]根据上题所得公式
,将表中数据带入可得
(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
则
因为多电容器串联时
则
带入
可得
则总共能够储存的电量为
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
(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-3V0.25100-600Ω
【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
故
故短路处到B的距离
(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
即
当短路发生在A、C两点时,根据串联电路分压的特点知
即
则变阻箱接入电路的电阻为
故电阻箱R1的取值范围为
(4)[4]根据串联电路分压的特点可得
则
3.如图,把两个小灯泡串联接入电路研究串联电路特点.
(1)在连接电路时,开关必须__________;开关闭合并且两灯都发光时,取下其中一个小灯泡,可观察到__________现象;
(2)在串联的两个小灯泡电路中再串联一个小灯泡,闭合开关后可观察到__________现象;
(3)以上两个现象都说明了串联电路各用电器__________(选填“相互影响”或“不相互影响”)这一特点;
(4)开关闭合并且两小灯泡都发光时,使其中一个小灯泡短路,可观察到被短路的小灯泡__________,另一个小灯泡的亮度__________(选填“变亮”、“变暗”、“不亮”、“不变”);
(5)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是__________的(填“相同”或“不相同”).
【答案】断开另一灯熄灭原来两小灯泡变暗影响不亮变亮不相同
【解析】
【分析】
串联电路是将整个电路串在一起,(包括用电器、导线、开关、电源);
它的特点就是:
(1)电流只有一条通路,
(2)开关控制整个电路的通断,(3)各用电器之间相互影响;
串联的优点:
所以在电路中,若想控制所有电路,即可使用串联的电路;
串联的缺点;若电路中有一个用电器坏了,整个电路意味这都断了.
【详解】
(1)根据串联电路的特点,如闭合开关连接电路,会损坏灯泡,故答案为断开;
因两灯串联,两灯之间相互影响,当一只取下时,线路就断了,则另一只肯定熄灭,故答案为另一灯熄灭;
(2)因在串联电路中总电压等于各处电压之和,当加入一只灯后,各灯两端的电压就变小,所以亮度变暗,故答案为两灯都变暗;
(3)串联电路的特点正是各个用电器相互影响,故答案为相互影响;
(4)开关闭合并且两小灯泡都发光时,使其中一个小灯泡短路,小灯泡被短路后,没有电流流经被短路的小灯泡,短路的小灯泡肯定不亮了,故答案为不亮;电路变成了另一个小灯泡的简单电路,那此时另一只灯泡分得的电压升高,相应的就会变亮了,故答案为变亮.
(5)实验中,为了使结论更具有普遍性,应该选择两个不同规格的小灯泡.
4.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示.
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择_____(相同/不同)的小灯泡.
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该_____.
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间.小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可.小聪的办法是否正确?
答:
_____(正确/不正确).
(4)测量完成后,进行小组交流讨论.下表选录了四个小组的数据,你认为这些数据是否合理?
答:
_____(合理/不合理).请说明理由:
_____.
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.6
2.9
4.5
2
2.1
2.4
4.4
3
2.5
2.0
4.4
4
1.8
2.7
4.5
【答案】不同断开开关,更换电压表的量程不正确合理因为在测量过程中,会有一些误差,总体上串联总电压约等于L1两端电压和L2两端电压之和
【解析】
【详解】
(1)[1]为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不同的灯泡,避免两灯泡的电压相同,得出串联电路中各用电器电压相同的结论;
(2)[2]从图乙可以看到,电压表的量程是0到15V,读数是2V,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,更换电压表的量程,改为0到3V;
(3)[3]小聪的办法不正确,因为电压表与B点接触那端是正接线柱,当将与A点相连的导线改接到C点时,电流将会从电压表的负接线柱流入,所以小聪的办法不正确;
(4)[4][5]这些数据是合理的,因为在测量过程中,会有一些误差,总体上串联总电压约等于L1两端电压和L2两端电压之和。
5.(探究名称)探究并联电路中电流的关系.
(提出问题)如图所示的并联电路中,流过A、B、C各处的电流之间可能有什么关系?
(设计实验与进行实验)
(1)将如图中元件按要求连接;(L1、L2并联,S控制整个电路,电流表测量L1的电流)
(______)
(2)把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流,填入下表;
测量次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.22
0.12
0.10
2
0.48
0.22
0.26
3
0.55
0.30
0.25
(3)为了使得“由实验数据所归纳的结论”更具有可靠性,在不改变电源及电路连接的基础上,还应当换用不同规格的电灯重做上述实验;
(4)整理器材.
(分析与论证)
(1)在接、拆电路时,开关必须______;
(2)上面设计的表格中存在的不足之处是:
______;
(3)表格补充完整后,通过对上面数据的分析,可以得出结论:
______.
【答案】
断开缺少电流的单位并联电路中干路电流等于各支路电流之和
【解析】
【分析】
【详解】
L1、L2并联,S控制整个电路,S串联接在干路中,电流表测量L1的电流,电流表串联在L1支路中,从电源正极出发,把电流表、L1、开关串联接入电路,回到电源负极,然后把L2并联在L1与电流表串联电路两端,实物电路图如图所示.
(1)在接、拆电路时,开关必须断开.
(2)由实验数据记录表格可以知道,表格中各实验数据没有单位,这是错误的.
(3)由表中实验数据可以知道,IA=IB+IC由此可以知道,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.
因此,本题正确答案是:
实物电路图如图所示;
(1)断开;
(2)实验数据没有单位;(3)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.
【点睛】
(1)为保证电路安全,在拆接电路时应断开开关.
(2)各实验数据应有单位,分析实验数据记录表格,然后答题.
(3)分析表中实验数据,然后得出实验结论.
6.一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)
1.5
2.8
4.3
(5)在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示电路测得V的示数是3.8V,V1的示数是2.3V,V2的示数应为____V。
(6)在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数为0,用电压表检测L1两端电压为电源电压,则出现故障的原因可能是(__________)
A.灯L1短路B.灯L2短路
C.灯L1断路D.灯L2断路
【答案】
断开先选用0∼15V的量程试触,若读数小于3V,再换用0∼3V的量程换用不同规格的灯泡,多次实验1.5C
【解析】
【分析】
(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在两灯泡两端,连线时注意电压表正负接线柱不要接反;
(2)为保证安全,连接电路时,开关应断开;
(3)因为电源电压大于3V,在测量电压前,应先用0∼15V量程,测一下L1两端电压,若电压小于3V,再用0∼3V量程;
(4)分析表中实验数据,得出结论;为了得出普遍规律,应更换不同的实验器材,进行多次测量;
(5)串联电路两端电压等于各部分电路电压之和;
(6)两灯突然熄灭说明电路发生断路;电压表测L2两端电压时,电压表示数为零,可能是L2短路或L2之外的电路存在断路;电压表测L1电压时,电压表有示数且等于电源电压,说明此时电压表与电源两极相连接,L1之外电路不存在端路;综合分析可知:
电路故障是灯泡L1断路;
【详解】
(1)[1]两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在两灯泡两端,实物图及电路图如图所示:
(2)[2]为保证电路安全,连接电路时,开关应断开;
(3)[3]电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0∼15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0∼3V量程测量。
(4)[4]测出一组实验数据后,为了得出普遍规律,应换用不同规格的灯泡,多次测量;
(5)[5]根据电路图可知,电压表V1测的是灯L1两端电压,电压表V2测的是灯L2两端电压,电压表V测电源两端电压,由于串联电路两端电压等于各部分电路电压之和,因此电压表V2的示数为:
3.8V-2.3V=1.5V;
(6)[6]在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表检测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是:
灯泡L1断路;故选C。
【点睛】
本题综合考察串联电路的电压关系实验的实物电路图、实验步骤和操作方法、数据收集和分析以及电路故障的检测,很有代表性的一道实验题。
7.如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图:
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格是________的(填“相同”或“不相同”),小明连接好最后一根导线时,发现灯都亮了,出现这种情况的原因是________.
(2)下表是某同学实验中的一组数据:
指出上述表格所记录的数据中,明显错误的数值是________,造成错误的原因是________.
(3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光.造成其中一个小灯泡不发光的原因是__________.
A. 灯泡的灯丝断了 B. 灯丝的电阻小 C. 小灯泡靠近负极
(4)甲、乙两同学在做实验时,闭合开关前,电流表的指针均指在零刻度处;当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况.请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题?
(填在下面横线上)
甲:
________,乙:
________.
(5)改正错误的数据后,分析实验数据得到的串联电路中电流的规律是:
________.
【答案】不相同连接电路时开关没有断开
接了小量程,但按照大量程读数B没有调零电流表正负接线柱接反串联电路中,电流处处相等
【解析】
【分析】
【详解】
(1)实验中,为得到更具普遍性和说服力的结论,应选择两个不同规格的小灯泡进行实验;连接好最后一根导线时,发现灯都亮了,说明连接电路时开关没有断开;
(2)由表中实验数据可知,实验数据1.5A是错误的;这是由于读数时,错把0~0.6A量程看成0~3A量程造成的;
(3)某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光说明电路是通路,电流相同情况下,不发光的灯泡是由于其电阻较小,两端功率较小的缘故,故B选项符合题意.
(4)由图甲所示电流表可知,电流表指针反向偏转,这是由于电流表正负接线柱接反了造成的;由图乙所示电流表可知,电流表指针偏转角度太小,这是由于所选电流表量程太大造成的;
(5)通过分析数据可知,串联电路中,电流处处相等
【点睛】
在探究串联电路电流特点时,需要使用不同的用电器,在连接电路时,电路处于开路状态;在串联电路中,电流处处相等,根据电流表的量程来分析解答;当电流表的正负接线柱接反了,指针会反向偏转;使用电流表时要选择合适的量程;在探究串联电路电压特点时,需要有不同型号的用电器进行多次实验,从实验数据中找规律,据此解答.
8.三个探究小组的同学选用不同规格的灯泡来验证“串联电路的电流规律”.所接电路图如图甲所示.
(1)在连接电路时,开关应该______;
(2)第一小组的同学实验时根据电流表A1指针偏转角度较A2小,如图乙所示,他们判断“串联电路中各处的电流不等”.请你指出造成他判断错误的原因是:
____________;
(3)第二小组的同学闭合电路后发现:
灯L2的亮度比灯L1的亮度大
则下列说法正确的是______;
A.灯L2中的电流较大,所以L2更亮
B.电流从电源正极出来先通过灯L2,所以L2更亮
C.两灯中的电流相等,亮度不同是由于两灯规格不同所致
(4)第三小组同学闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光对此现象,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;以上猜想可能的有______(选填序号).
(5)下表是某同学实验中的一组数据:
指出上述表格所记录的数据中,明显错误的数值是______,造成错误的原因是______.
(6)改正错误后,同学们认为通过上述表格得出结论:
“串联电路里电流处处相等.”请你做简单的评价_______________________.
【答案】断开没有先看量程再读数(两表量程不一样)C②1.5读数时量程看错实验次数太少不具有普遍性
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应该断开;
(2)串联电路中,电流大小处处相等,由图乙知,电流表选用折量程不同,故得出”串联电路中各处的电流不等”的结论,即原因是没有注意观察两电流表的量程选择不同;
(3)A.根据串联电路各处的电流都相等,通过两灯电流相等,故A错误;
B.串联电路处处相等,与接近正极无关,且电流是同时产生的,没有先后之分,故B错误;
C.因通过两灯的电流相等,根据P=I2R可知:
L2更亮的原因是灯L2的电阻大,即灯的规格不同,故C正确;
故选C;
(4)①灯L2灯丝断了,则电路断路,灯泡L1不发光,故不符合题意;
②灯L2的灯座短路,L2不发光,但电路为通路,故灯L1发光,故符合题意;
③根据串联电路电流的规律,L2中电流和L1中电流相等,故不符合题意;
故选②;
(5)串联电路各处的电流都相等,故明显错误的数值是1.5,造成错误的原因是:
电流表选用小量程却按大量程读数了;
(6)原实验只测量了一组数据,实验次数太少,结论有偶然性,为得出普遍性的规律要换用不同的灯泡多次测量.
【点睛】
重点是研究串联电路电流的实验,注意不能根据一次实验得出结论,且多次实验时,应选择不同的实验器材,避免实验的偶然性,使结果更有说服力、更具普遍性.
9.在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图.
(1)连接电路时开关应该是________的,电流表应________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中.若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的________点.
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为________A.
(3)在实验中,小强发现两个并联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是_______.
A.两个灯泡两端的电压大小不同B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同D.发光微弱的灯泡被短路
(4)改变灯泡的规格,用电流表分别测出a、B、C三处的电流IA、IB、IC,重复实验,记录数据如表,根据实验数据得出结论是________.
【答案】断开串联B电流表正负接线柱接反了0.24C并联电路的总电流等于各支路电流之和
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据保护电路的原则,连接电路时开关应该是断开的,电流表应串联在被测电路中.若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的B点.
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,指针反偏,原因是电流表的正负接线柱接反了;
在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,使用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24 A.
(3)A. 并联时,支路遭遇的电压相等,故A错误;
B. 若灯泡的灯丝断了,该支路断路,不会有电流,灯不会发光,故B错误;
C. 灯泡的规格不同会造成通过两灯的电流不同,亮度不同,故C正确;
D. 灯泡被短路时,该灯不会电流通过,且电源同时被短路,故D错误;
故选C.
(4)改变灯泡的规格,用电流表分别测出a、B、C三处的电流IA、IB、IC,重复实验,记录数据如表,分析数据可知,A点与B点电流之和都等于C点的电流;
所以根据实验数据得出结论是:
并联电路中干路电流等于支路电流之和.
【点睛】
重点是研究并联电路电流的实验,注意多次实验时,应选择不同的实验器材,避免实验的偶然性,使结果更有说服力、更具普遍性.注意电流表读数时看清楚使用的量程,弄清楚分度值再读数,不要小看了读数,在考试中是经常出现的.
10.某同学用如图所示的电路测灯泡L1的电流.
(1)该图中电流表的接法错误是________.
(2)若要测量通过灯L2的电流,但只允许变动原图中的一根导线中的一个端点的连线位置,则应将导线________从________接线柱移动到________接线柱上.
(3)若要测量L1和L2两盏灯的电流之和,那么在第
(2)问的基础上只允许再变动一根导线的一个端点的接线位置,则应将导线________从________接线柱移动到________接线柱上.
【答案】正负接线柱接反a电流表正负c电流表负正
【解析】
【详解】
(1)根据实物图可知,电流从L1中流出后进入了电流表的负接线柱,回电源负极;
故该图中电流表的接法错误是正负接线柱接反.
(2)若要测量通过灯L2的电流,则电流表应与灯L2串联,故将导线a从电流表正接线柱移动到负接线柱上即可.
(3)若要测量L1和L2两盏灯的电流之和,则电流表需在干路中,因此将导线c从电流表负接线柱移动到正接线柱上即可.
【点睛】
重点是研究串、并联电路电流特征的实验,注意电流表的使用,应串联在电路中,且连接电流表时,电流方向不能接错,选择量程可用试触的方法。
11.甲、乙两位同学在探究串联和并联电路中电流的规律:
(1)甲同学率先探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,灯泡立即亮了,表的指针迅速达到最右端,乙同学立即切断电源,经检查发现在连接电路时没有将________;也没有选择________。
(2)甲同学注意了上述问题,同时又调节了电源后,将电流表接在串联电路中,闭合开关发现表的指针向左偏转,乙同学发现了问题的原因是________;调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光,电流表有读数,原因可能是________。
(3)在乙同学的协助下,甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接,甲同学读取电流表的示数后,感觉比其它实验小组的读数大一些,于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数,这时才意识到使用电流表之前还必须________。
(4)乙同学接着探究并联电路中电流的规律,乙同学很快用电流表测出如
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