上海田林第三中学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．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．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．小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验．
（1）如图甲是他们设计的电路图，图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是__________（选填“A”“B”或“C”）处的电流．
（2）请在图乙中移动一根导线，测量另外一处的电流．在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路_____________ ．移动后电流表测量的是_____（选填“A”“B”或“C”）处的电流．
（3）测出A、B、C三处的电流如表所示，由此得出初步结论：_______（只写表达式）．小梅指出：为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验．操作方法是：_________．
（4）小海利用原有的实验器材，添加一个开关，又设计了一个电路．利用这个电路，不用更换电流表的位置，就可直接测出A、B、C三处的电流，同样可得出三处电流的关系．请在图丙中的虚线框中画出电路图__________________________．
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