天津物理第十三章 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 电荷量Q/C 电容C/F 2 4×10-3 2×10-3 8 6×10-3 0.75×10-3 2 2×10-3 1×10-3 5×10-3 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C?（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，
?Sd1111=??…，（C表示总电容，C1、C2.……Cn表示各电容器的电容）。现有两个CC1C2Cn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______。
?S1S2?S1S2UQ 【答案】B到A C? 2.5V
S1d2?S2d1S1d2?S2d1U【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
2?10?3F?2V?4?10-3C 0.75?10?3F?8V?6?10-3C
1?10?3F?2V?2?10-3C
即
Q?CU
则
C?(3)[3]根据上题所得公式U?Q UQ，将表中数据带入可得 CQ5?10?3CU???2.5V
C2?10?3F(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
C?则
?Sd
C1?C2?因为多电容器串联时
?S1d1
?S2d21111=??… CC1C2Cn则
111=? CC1C2带入C1、C2可得
C?则总共能够储存的电量为
?S1S2S1d2?S2d1
Q?CU??S1S2US1d2?S2d1
2．实验小组用如图1所示的电路来探究并联电路中电流的关系，其实验思路如下∶接好电路后，把电流表分别接入到A、B、C三处，测出第一组数据；为了防止个别偶然因素的影
响，他们采用以下两种方法之一来重复实验，并完成第二次和第三次测量： 方法一∶改变电源电压
方法二∶更换其中一条支路中的灯泡（规格不同）
(1)如图2是某同学连接的并联电路的局部图，某次实验中，测量完干路电流之后，某同学想测量通过L1的电流，为接入电流表，a、b、c、d四个接点中最方便的导线拆接点是________点，同时注意，在拆接电路时，开关必须________。测量过程中，电流表出现图3中的实验现象说明_________；
(2)该同学表格设计中存在的不足之处是∶_____________；
第一次测量 第二次测量 第三次测量 A处的电流IA 0.10 0.20 0.25 B处的电流IB 0.12 0.24 0.30 C处的电流IC 0.22 0.44 0.55
(3)表格补充完整后，通过对上面数据的分析，后面两次实验是采用方法______（选填“一”或“二”）进行的，可以得出结论∶并联电路干路中的电流等于_______________； (4)根据上述结论，应用到如图4中，图中已标明了电流的方向，若b、c、d中的电流大小分别为0.3A、0.6A、0.2A，则a中的电流大小为__________A。
【答案】d 断开 电流表正负接线柱接反 电流没有单位 一 各支路电流之和 0.1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]为接入电流表，a、b、c、d四个接点中最方便的导线拆接点是d点，在拆接电路时开关必须断开。
[3]由图3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造成的。
(2)[4]由表格可知，存在的不足之处是电流没有单位。
(3)[5][6]由表中实验数据可知，第2次与第3次实验时，电流值与第一次实验的电流值只是数值上发生了倍数变化，所以后面两次实验是通过改变电源电压进行实验的，即采用方法
一进行实验；由表中实验数据可知，在并联电路中干路电流等于各支路电流之和。 (4)[7]干路电流大小等于各支路电流大小之和，与电流方向无关，b、c、d处分别在支路，c在干路，所以
Ia=Ic-Ib-Id=0.6A -0.3A-0.2A=0.1A
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 果蔬 材料种类 西红柿 苹果 柠檬 铜片和铝片间的电压/V 0.47 0.55 0.62 铜片和锌片间的电压/V 0.93 0.96 0.99 (4)根据获得的知识，瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。在果蔬中插入不同金属制成的极板（极板材料不同），并保持两块极板间的距离、极板与果蔬的接触面积不变，测量两块极板之间的电压，结果如上表中数据及相关条件可知：果蔬电池的电压与________和________有关。
【答案】电源 化学 铜 B 果蔬种类 极板材料 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]闭合开关后，土豆消耗化学能，产生电能，使LED小灯泡被点亮，所以土豆相当于电路中的电源，该装置实现的能量转化是化学能转化为电能。
(2)[3]铜片和锌片在电解质的作用下，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，因为电流方向与电子定向移动方向相反，则电流方向是由铜片流向锌片，而电流是从电源正极流出，所以该土豆电池的正极是铜片。 (3)[4]当土豆电池可以作为电源时，接上电压表，其指针会发生偏转，故据此能判断该电池是否有电压，当电压表正向偏转时，与电压表正接线柱相连的是正极，而灯泡和电阻不能判断出电池的正负极。 故选B。
(4)[5][6]分析表中数据可知，当极板材料相同、果蔬种类不同时，果蔬电池的电压不同，可见果蔬电池的电压与果蔬种类有关；当极板材料不同、果蔬种类相同时，果蔬电池的电压不同，可见果蔬电池的电压与极板材料有关。由此可得：果蔬电池的电压与果蔬种类和极板材料有关。
4．在如图所示的电路中，闭合开关S灯L不亮，电压表V的示数接近电源电压。已知电路中各处均接触良好，除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外，其余元件均完好。
(1)请判断该电路中存在的故障可能是__________或___________。
(2)为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明故障是__________；若电流表无示数，说明故障是__________________。
(3)为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。
____________________________________________________________________________ 【答案】灯L短路 电阻R断路 灯L短路 电阻R断路 不能。因为在灯L短路和电阻R断路两种情况下，电压表V均无示数 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]当电压表所测用电器R断路，电压表通过灯L、闭合的开关、导线接在电源的正负极上，电压表示数接近电源电压；当灯L被短路，电路中只有电阻R，电压表测量R两端的电压，也就是电源电压。
(2)[3][4]当灯L被短路，电路中有电流，当R断路时，电压表在电路中相当于开路，电路中无电流。
(3)[5]电压表V正确并联在灯L两端时，在灯L短路和电阻R断路两种情况下，电压表V均无示数，故不能查找出电路的故障。
5．如图，把两个小灯泡串联接入电路研究串联电路特点．
天津物理第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析)
