北京温泉第二中学物理第十三章 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．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）
R0(U?U0)?U0R1 【答案】0V-3V 0.25 100-600Ω
2U0r【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
rL?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(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
R1?U?U04V?3V1??? R0U03V3即
R1??R0300Ω??100Ω 33当短路发生在A、C两点时，根据串联电路分压的特点知
1U?UR总3?2 ?1R0U3即
R总?2R0?2?300Ω?600Ω
则变阻箱接入电路的电阻为
R???R总?R线?600Ω?75cm?2?2Ωcm?300Ω
故电阻箱R1的取值范围为
100Ω300Ω
(4)[4]根据串联电路分压的特点可得
2rL1?R1U?U0? R0U0则
L1?R0(U?U0)?U0R1
2U0r
4．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示．
北京温泉第二中学物理第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析)
