北京第二中学分校物理电流和电路单元培优测试卷
一、初三物理 电流和电路 易错压轴题（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．图甲是安装在木板正面的部分电路，其中a、b、c、d是穿越木板的接线柱，两个灯座的两端分别接在两个接线柱上，安装两个相同的小灯泡L1、L2木板背面的部分接线柱之间
有导线相连着，从而使木板正背两面的电路组成一个完整的电路。闭合开关通电后，两灯都能正常发光。
(1)小明说出了判断两灯是串联还是并联的正确方法：用手将其中一个小灯泡取掉，若另一灯泡仍发光，则说明两灯的连接方式是______________，否则是____________； (2)小丽在电源和开关之间串联接入电流表，闭合开关，两灯亮，电流表示数如图乙所示，可初步判断通过灯L1的电流可能是_________，也可能是_____________。 【答案】并联 串联 0.3A 0.15A（顺序可调换） 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]用手将其中一个小灯泡取掉，若另一灯泡仍发光，说明两灯泡互不影响，能独立工作，两灯泡是并联关系，否则是串联。
(2)[3][4]电流表示数如图乙所示，电流表的量程是0.6A，每一个小格的示数是0.02A，电流表的读数为0.3A；如果两灯串联，则可判断出通过灯L1的电流是0.3A；如果两灯并联，则通过每一只灯泡的电流为总电流的一半，所以通过灯泡L1的电流也可能是0.15A。
3．小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约10Ω）。
（1）如图甲所示是小丽连接的部分电路，请将电路连接完整_________。
（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数.若电路中仅有一处故障，这个故障可能是___________。
（3）实验过程中，当电压表的示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向___调节（选填“左”或 “右”）；小灯泡正常发光电流表的示数如图乙所示，则，此时小灯泡的电功率为______W。
（4）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻Rx的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R0（0～9999Ω 5A）、定值电阻（200Ω 2A）、单刀双掷开关
等器材，设计出了A、B两种方案(如图).在A、B两种方案中，方案__________可以让测量结果更准确，理由是_______。（电表为理想电表）
【答案】 略 灯短路 右 1.2 B 可以多次测量取平均值
【解析】（1）小灯泡与电流表串联，电压表接在小灯泡的两端，如下图：
（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，故障为短；电压表无示数，说明电压表被短路，因此电路故障为灯泡短路；（3）电流表量程为0～0.6A，由表知0.4+4×0.02A=0.48A；此时小灯泡电功率：P=UI=2.5V×0.48A=1.2W；要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，由2V增大到2.5V，根据串联分压的特点，应使滑动变阻器阻值减小，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动；（4）方案A通过Rx与R串联，测得Rx两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；
方案B先后把电压表分别放在Rx和R0两端测出电压值，由串联分压公式可求Rx．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差。
4．如图所示在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源(电压恒为4.5V)，电流表、电压表、开关各一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“10Ω 2A”、 “20Ω 1A”)，导线若干． （1）请根据甲电路图用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整_________ ；
（2）为了完成该实验探究，滑动变阻器应选择_________的规格．按图乙连接好电路，闭合开关前，变阻器的滑片P应调至最_________(选填“左”或“右”)端． （3）连好电路闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 ____________________．
（4）排除故障后，小明在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5 V，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向________(选填“E”或“F”)端移动，小明移动变阻器滑片P的目的是_______________________________________．
（5）小明又将乙图中的定值电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，图丙是使该灯泡正常发光时的电流表的示数，则该灯泡的额定功率为___________W．
（6）若将电阻R换成电动机，则当滑片P向左滑动时，它的转速将变______(选填“快”或“慢”)．
【答案】图略（电流表接0—0.6A的量程）“20Ω 1A”右R短路（或电压表断路）F控制定值电阻两端的电压为2.5V不变0.5快
【解析】（1）根据电路图，连接实物电路，如图右所示：
（2）当20Ω的电阻接入电路时，电路电流I=UR/R=2.5V/20Ω=0.125A，此时滑动变阻器两端电压U滑 =U-UR =4.5V-2.5V=2V，滑动变阻器接入电路的阻值R=U滑/I=2V/0.125A=16Ω，则应选规格为“20Ω
1A”的滑动变阻器，连接滑动变阻器时，在闭合开关前，使滑动变阻器处于阻值最大处，根据乙图可知滑片应该移动到右端；
（3）连好电路闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是电阻发生短路或电压表断路；
（4）改接10Ω的电阻后，电压表的示数变大，则应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端即F端滑动，使电压表的示数保持2.5V不变；
（5）电流表的读数为：I=0.2A，则P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）由电路图分析可知当滑片向左移动时，电路电阻减小，电流变大，当将R换为电动机
北京第二中学分校物理电流和电路单元培优测试卷
