九年级物理第十三章 电路初探单元测试与练习（word解析版）
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．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系。已知M为控温器，电源电压未知但恒定不变，R为电阻箱（一种
可以改变并读出阻值的变阻器）。因实验器材的限制，利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值，聪明的小张进行了如下操作：
①根据图甲连接电路，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到足够大；
②控制控温器中液体温度为10℃，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数达到某数值，记录此时电阻箱的阻值为26Ω；
③依次改变控温器中的液体温度，同时……，得到相关数据记录如下表所示。
分析并回答下列问题：
（1）步骤③中“……”部分的操作是____。
（2）从表中可以得出结论：在一定温度范围，_____。
（3）在科技创新活动中，小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（电路图如图乙所示，电压表未接入），它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。闭合开关后，小华发现电流表有示数，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数，接ac、bc间有示数，此时电路中的故障是____。小华重新正确连接电路后，若想要电压表的读数随温度的升高而增大，则应在原理图乙中_____两端接入电压表。 A．a、b B．b、c C．a、c
【答案】调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持不变热敏电阻的阻值随温度的升高而减小定值电阻短路A 【解析】 【详解】
（1）为了探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系，应保持其他变量不变，即调节电阻箱阻值来保持电流表示数不变；（2）因为热敏电阻Rt与电阻箱串联，而电路电流保持不变，所以电路总电阻保持不变，读表可知，那么随着温度升高，变阻箱电阻增大，即热敏电阻RT的减小。（3）如图乙：闭合开关后，小华发现电流表有示数，说明电路没有断路，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数，而接ac、bc间有示数，则ab间一定发生短路；想要电压表的读数随温度的升高而增大，电路总电压不变的情况下，根据串联分压原理，定值电阻ab两端电压随热敏电阻Rt减小而增加，故应接在ab之间，选A。 【点睛】
电流表、电压表在判断电路故障中的应用。本题考查了学生在实验操作中用电流表、电压表判断电路故障的方法；本题不仅体现了控制变量法思想，还考查了转换法思想，因为无法直接观测热敏电阻RT的阻值，所以可以将其转化为
与U/I的关系：
RT
从而间接得到RT的阻值与温度的关系。
3．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
U＝2?1.5V＝3V
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+0.1V?2＝2.2V
(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。
4．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R0（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-3V 0.25 100-600Ω 【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
R0(U?U0)?U0R1
2U0rrL?U?U04V?3V1??? R0U03V3故
L??故短路处到B的距离
R0300Ω??50cm?0.5m 3r3?2ΩcmL???11L???0.5m?0.25m 22
九年级物理第十三章 电路初探单元测试与练习(word解析版)
