资源简介

专题提升六　闭合电路欧姆定律的应用
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题8分，共80分。
对点题组练
题组一　闭合电路的动态分析
1.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片从a端滑向b端时，灯泡L1、L2的亮度变化情况为(　　)
L1、L2均变暗 L1变暗、L2变亮
L1变亮、L2变暗 L1、L2均变亮
2.如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中(　　)
电压表的示数增大 电流表的示数减小
R0两端电压增大 R1两端的电压减小
3.(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光，现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是(　　)
电灯L1、L2均变亮 电灯L1变暗，L2变亮
电流表的示数变大 电流表的示数不变
题组二　含电容器电路的分析与计算
4.(多选)如图所示，R是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，当它受到的光照强度增大时(　　)
灯泡L变暗
光敏电阻R上的电压增大
理想电压表的读数减小
电容器C的带电量增大
5.如图所示的电路中，R1、R2、R3为定值电阻，R4是滑动变阻器，平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计。当开关S闭合且电路稳定时，下列说法正确的是(　　)
减小电容器两极板间的距离，电容器两极板间的电压增大
增大电容器两极板正对面积，电容器极板上的电量增大
减小R4接入电路的阻值，电容器两极板间的电压将会减小
断开开关S瞬间，滑动变阻器R4中有方向从左向右的电流
6.如图所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是(　　)
电容器C1的电量增多，电容器C2的电量减少
电容器C1的电量减少，电容器C2的电量增多
电容器C1、C2的电量都增多
电容器C1、C2的电量都减少
题组三　电路故障
7.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，此故障可能是(　　)
电阻R2断路 　　电阻R2短路
灯L1两接线柱间短路 　　 电阻R1断路
综合提升练
8.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(　　)
A灯和B灯都变亮
A灯和B灯都变暗
A灯变亮，B灯变暗
A灯变暗，B灯变亮
9.(多选)如图所示，已知电容器的电容C＝6 μF，R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，E＝6 V，r＝1 Ω，开关S原来处于断开状态，电压表和电流表都为理想表。下列说法中正确的是(　　)
开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.5 A
开关S闭合一段时间后，电压表的读数为5 V
开关S闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则一段时间后通过R2的电量为1.8×10－5 C
以上说法都不对
10.(多选)如图所示的电路中，定值电阻a、b、c、d的阻值相等，电容器C的耐压值足够大，其中电源的内阻可忽略不计。当仅闭合开关S1时，电路的总电阻为R1，电路稳定后电容器所带的电量为q1；当两个开关均闭合时，电路的总电阻为R2，电容器所带的电量为q2。则下列关系式正确的是(　　)
R1∶R2＝6∶5 R1∶R2＝5∶6
q1∶q2＝5∶3 q1∶q2＝3∶5
11.(10分)(2024·广东潮州三饶中学月考)如图所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC、BC两图线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)(3分)电压表、的示数随电流表示数的变化图像分别对应U－I图像中的哪一条图线？
(2)(3分)定值电阻R0，变阻器的总电阻R分别为多少？
(3)(4分)求出电源的电动势和内阻。
培优加强练
12.(10分)(2024·广东佛山高二期中)如图所示，电源电动势为E＝10 V，内阻为r＝1 Ω，定值电阻的阻值为R1＝R2＝1 Ω，平行板电容器的电容为C＝100 μF，两极板间距离为d＝30 cm，下极板接地，调节电阻箱，使其示数为R3＝3 Ω，闭合开关S，电路稳定时，电容器正中间P点有一质量为m、电量为q＝0.02 C的小球正好处于静止状态，取g＝10 m/s2，求：
(1)(5分)小球的质量m；
(2)(5分)将小球仍固定在原来的位置P，将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，当电路稳定时，求这时小球的电势能Ep及该过程通过R2的电量Q。
专题提升六　闭合电路欧姆定律的应用
1.C　[当滑动变阻器的滑片从a端滑向b端时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，且L2两端电压减小，所以L1两端电压增大，因此L1变亮，L2变暗，故C正确。]
2.B　[滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，接入电路的阻值减小，并联路段电阻减小，则闭合电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律有I＝，U＝E－Ir，可知总电流增大，路端电压减小，故电压表示数减小，通过R1的电流增大，R1两端电压增大，并联路段电压减小，所以电流表示数减小，R0两端电压减小。故A、C、D错误，B正确。]
3.BC　[滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则外电路的总电阻减小，故总电流增大，故L2变亮，内电压增大，则路端电压减小，因L2的电压增大，故并联部分的电压减小，所以L1变暗，则流过其的电流减小，而总电流增大，故流过R的电流增大，所以电流表示数变大，B、C正确。]
4.CD　[光照强度增大时，R的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的电压UR＝E－I(r＋R灯)减小，选项B错误；电压表V的读数U＝E－Ir减小，选项C正确；电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压U灯＝IR灯增大，所以电容器C的带电量Q＝CU灯增大，选项D正确。]
5.B　[当开关S闭合且电路稳定，外电路等效为三个电阻串联，电容器两极板间的电压恒定，增大或减小电容器两极板间的距离，不影响电容器两极板间的电压，A错误；由C＝可知，增大电容器两极板正对面积，电容C增大，由Q＝CU，可知电容器极板上的电量增大，B正确；增大或减小R4接入电路的阻值，不影响稳定后两极板间的电压，C错误；电容器的左极板带正电，右极板带负电，断开开关S瞬间，电容器相当于电源，左极板为正极，右极板为负极，和R2、R3、R4构成闭合回路，故滑动变阻器R4中有方向从右向左的电流，D错误。]
6.C　[当开关S闭合时，电容器C2的电压等于R1两端的电压，电容器C1的电压等于电阻R2两端的电压。而两电阻串联，电压都小于电源的电动势E。当开关S断开后，电路稳定后，电路中无电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，可见，两电容器的电压增大，且电容器极板所带电量电性不变，由Q＝CU知电量也都增多，故C正确。]
7.A　[由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知，若路端电压U变大，则总电流I减小，由I＝可知总电阻R增大。若电阻R2断路，电路的总电阻R增大，路端电压U变大，而R1和灯L2的电阻不变，则通过它们的电流增大，L2突然变亮，A正确；若发生短路，则总电阻R减小，总电流I增大，路端电压U减小，不可能是L1和电阻R2短路，B、C错误；若电阻R1断路，则L2熄灭，D错误。]
8.B　[当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，电路总电阻变小，总电流变大，所以路端电压变小，A灯的电压变小，故A灯变暗；由于A灯的电流变小，而总电流变大，通过另一支路的电流变大，所以定值电阻两端的电压变大，故灯B的电压变小，则B灯变暗，故B正确。]
9.AC　[开关闭合一段时间后，电容器相当于断路，电流表示数为I＝＝ A＝0.5 A，电压表示数为U＝I(R1＋R2)＝5.5 V，此时电容器上电量Q＝CU2＝CIR2＝6×10－6×0.5×6 C＝1.8×10－5 C，断开开关S后，电量Q经R2释放，故A、C正确。]
10.AC　[设定值电阻的阻值均为R，电源的电动势为E，当仅闭合开关S1时，等效电路如图甲所示，则电路的总电阻为R1＝3R，电路稳定后电容器两极板间的电压U1＝E＝E，则电容器所带的电量q1＝CU1＝EC；当两个开关均闭合时，等效电路如图乙所示，电路的总电阻为R2＝2R＋＝R，电路稳定后电容器两极板之间的电压为U2＝E＝E，电容器所带的电量q2＝CU2＝EC，由以上分析可知R1∶R2＝6∶5，q1∶q2＝5∶3，故A、C正确。]
11.(1)见解析　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω
解析　(1)电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大，测量电阻R0两端电压，示数变化如AC图线所示，测量路端电压，示数变化如BC图线所示。
(2)由题图乙可知， R0＝＝ Ω＝3 Ω
当电流取最小值I0＝0.5 A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时滑动变阻器两端电压UR＝UB－UA＝(7.5－1.5)V＝6 V，总电阻R＝＝ Ω＝12 Ω。
(3)根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压与电流的关系是
U＝E－Ir
所以BC图线斜率的绝对值表示电源内阻
即r＝＝ Ω＝1 Ω
电动势E＝UB＋I0r＝(7.5＋0.5×1) V＝8 V。
12.(1)0.04 kg　(2)－0.08 J　2×10－4 C
解析　(1)开关S闭合，电路稳定后，R1、R3串联，R2中没有电流通过，电容器的电压
UC＝U3＝E＝×10 V＝6 V
小球静止时，由平衡条件有mg＝q，解得m＝0.04 kg。
(2)将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，
电路稳定时UC′＝E＝×10 V＝8 V
因为电容器下极板接地，所以此时，上极板电势为8 V，下极板电势为0 V，P处于正中间，所以P点电势为4 V
EP＝qφ＝－0.02×4 J＝－0.08 J
通过R2的电量ΔQ＝CΔU＝C(UC′－UC)＝100×10－6×(8－6) C＝2×10－4 C。专题提升六　闭合电路欧姆定律的应用
学习目标　1.掌握闭合电路动态问题的分析方法。2.会计算电容器两端的电压和电容器的电量。
提升1　闭合电路的动态分析
1.程序法
(1)分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象。
(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化。
(3)由I＝判断总电流的变化。
(4)根据U＝E－Ir判断路端电压的变化。
(5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。
2.结论法——“并同串反”
(1)“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将减小。
(2)“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将增大。
(3)“并同串反”不适用的特例
当外电路只有一个并联电路，且电源内阻为零时，R2的电压、电流并不随R1的变化而变化。
3.极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。
例1 (多选)(2024·广东广州高二期末)在下列四个电路图中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡L变亮的是(　　)
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练1 如图所示，E为内阻不能忽略的电源，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为理想电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A.的读数变大，的读数变小
B.的读数变大，的读数变大
C.的读数变小，的读数变小
D.的读数变小，的读数变大
例2 (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是(　　)
A.不变，不变
B.变大，变大
C.变大，不变
D.不变，不变
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
通过U－I图像辨析动态电路和
对于U－I图线，为图像上任意一点的纵坐标和横坐标的比值，为直线的斜率。
1.对于定值电阻R0，U＝IR0，U－I图线为过原点的直线，＝＝R0
2.电源的U－I图线为倾斜的直线，U＝E－Ir，＝R外，＝r
3.可变电阻R的U－I图线为倾斜的直线，
U＝E－I(r＋R0)，＝R，＝r＋R0　　
提升2　含电容器电路的分析与计算
分析含有电容器的直流电路时，注意把握以下四个方面
(1)电容器通直隔交，对于稳定的直流电路，电容器所在支路相当于断路，画等效电路图时，可以先把它去掉。
(2)求解电容器所带电量时，在相应的位置补上电容器，求出电容器两端的电压，再根据Q＝CU计算。
(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻不分压，相当于导线。
(4)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电，满足ΔQ＝CΔU。
例3 如图所示，U＝10 V，电阻R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF。
(1)闭合开关S，电路稳定后，求通过R1的电流；
(2)然后断开S，求这以后流过R1的电量是多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.电容器在直流电路中相当于断路，处理问题时先去掉电容器；再化简电路，再恢复电容器，根据串、并联关系解题。
2.求解流过含电容器电路的电量问题时，若电容器两端U1为正，U2为正，则ΔQ＝C·|U1－U2|，若U1为正，U2为负，则ΔQ＝C(|U2|＋|U1|)。　　
训练2 (2024·广东茂名高二期末)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是(　　)
A.电流表示数减小，小灯泡L1变暗
B.电压表示数变大
C.电流表示数增大，小灯泡L2变暗
D.有瞬时电流从a经电阻R流向b
提升3　故障分析
1.常见故障：断路、短路
2.常用方法：假设法
假设某电阻发生断路(或短路)，根据闭合电路动态分析方法判断实际现象与题中情景是否相符，进而找出电路故障。
例4 (2024·广州四十七中高二期中)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是(　　)
A.R1断路 B.R2断路 C.R1短路 D.R3短路
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
随堂对点自测
1.(闭合电路的动态分析)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向上移动时，关于三个电灯亮度的变化，下列说法中正确的是(　　)
A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变暗，B灯变暗、C灯变亮
2.(含电容器电路的分析与计算) (2024·广东深圳高二期末)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(　　)
A.灯泡L变亮 B.电流表读数变小
C.电压表读数变小 D.电容器C上电荷量减少
3.(故障分析)(2024·江门市培英高级中学高二期中)在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表和理想电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障(　　)
A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路
专题提升六　闭合电路欧姆定律的应用
提升1
例1 BD　[图A中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变大，则电路中电流减小，则小灯泡L变暗，A错误；图B中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，则干路中电流变大，R0两端电压增大，小灯泡的电流变大，则小灯泡L变亮，B正确；图C中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，总电阻减小，则电路中电流变大，电阻R0以及电源内阻上的电压变大，则小灯泡的电压减小，则小灯泡L变暗，C错误；图D中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡上的分压变大，则小灯泡变亮，D正确。]
训练1 B　[将S断开，则电路的总电阻变大，总电流变小，由U＝E－Ir知，路端电压变大，故电压表的读数变大；总电流变小，则R1两端的电压U1＝IR1变小，故R3两端的电压变大，流过R3的电流变大，电流表的读数变大，B正确，A、C、D错误。]
例2 AC　[由题图可知，＝＝R1，是定值，A正确；＝R2，随P向下移动而变大，而＝＝R1＋r不变，B错误，C正确；因＝R1＋R2，故此比值增大，而＝r为电源的内阻，不变，故D错误。]
提升2
例3 (1)1 A　(2)1.2×10－4 C
解析　(1)S闭合，电路稳定后(即电容器充电完毕)即为R1与R2的串联电路，所以通过R1的电流为I＝＝ A＝1 A
此时电容器与R2并联，两极板间电压U1＝IR2＝1×6 V＝6 V，且上极板带正电荷。
(2)断开S后，由于U＝10 V，所以继续给电容器充电至极板电压U2＝U＝10 V，仍是上极板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器充电的电量，所以ΔQ＝C(U2－U1)＝1.2×10－4 C。
训练2 B　[滑动变阻器滑片由左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻增大，外电压增大，即电压表的读数增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流减小，电流表示数减小，则灯L2两端的电压减小，小灯泡L2变暗，L1和滑动变阻器并联的电压U并＝U－UL2，即L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，A、C错误，B正确；灯L2两端的电压减小，和L2并联支路上的电压减小，电容器放电，则有瞬时电流从b经电阻R流向a，D错误。]
提升3
例4 B　[若R1断路，电流表读数为零，故A错误；若R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，电流表的读数变大，故C错误；若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，故D错误。]
随堂对点自测
1.B　[当滑动变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，故A灯变暗；A灯两端电压和电源内压之和减小，所以并联电路部分的电压增大，故B灯变亮，通过B灯的电流增大，由IA＝IB＋IC，所以通过C灯的电流减小，C灯变暗，故B正确，A、C、D错误。]
2.B　[将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，总电阻变大，总电流减小，可知灯泡L变暗，电流表读数变小；电源内阻上的电压减小，则路端电压变大，可知电压表读数变大；灯泡两端电压减小，则滑动变阻器R两端电压变大，电容器两端电压变大，根据Q＝CU可知，电容器带电量变大，故B正确。]
3.B　[若R1短路，则R2被短路，电流表的读数变为零，故A错误；若R2短路，则R1被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，外电路电阻减小，总电流变大，U3＝IR3，则U3变大，所以电压表和电流表示数均增大，故B正确；若R3短路，电压表示数为零，电流表示数增大，故C错误；若R1断路，则外电路总电阻增大，总电流减小，则流过R3的电流减小，故电压表示数减小，故D错误。](共44张PPT)
专题提升六　闭合电路欧姆定律的应用
第四章　闭合电路
1.掌握闭合电路动态问题的分析方法。
2.会计算电容器两端的电压和电容器的电量。
学习目标
目 录
CONTENTS
提升
01
课后巩固训练
03
随堂对点自测
02
提升
1
提升2　含电容器电路的分析与计算
提升1　闭合电路的动态分析
提升3　故障分析
提升1　闭合电路的动态分析
1.程序法
2.结论法——“并同串反”
(1)“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将减小。
(2)“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将增大。
(3)“并同串反”不适用的特例
当外电路只有一个并联电路，且电源内阻为零时，R2的电压、电流并不随R1的变化而变化。
3.极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。
BD
例1 (多选)(2024·广东广州高二期末)在下列四个电路图中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡L变亮的是(　　)
解析　图A中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变大，则电路中电流减小，则小灯泡L变暗，A错误；图B中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，则干路中电流变大，R0两端电压增大，小灯泡的电流变大，则小灯泡L变亮，B正确；图C中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，总电阻减小，则电路中电流变大，电阻R0以及电源内阻上的电压变大，则小灯泡的电压减小，则小灯泡L变暗，C错误；图D中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡上的分压变大，则小灯泡变亮，D正确。
训练1 如图所示，E为内阻不能忽略的电源，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关， 与 分别为理想电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A. 的读数变大， 的读数变小
B. 的读数变大， 的读数变大
C. 的读数变小， 的读数变小
D. 的读数变小， 的读数变大
B
解析　将S断开，则电路的总电阻变大，总电流变小，由U＝E－Ir知，路端电压变大，故电压表的读数变大；总电流变小，则R1两端的电压U1＝IR1变小，故R3两端的电压变大，流过R3的电流变大，电流表的读数变大，B正确，A、C、D错误。
AC
例2 (多选)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是(　　)
提升2　含电容器电路的分析与计算
分析含有电容器的直流电路时，注意把握以下四个方面
(1)电容器通直隔交，对于稳定的直流电路，电容器所在支路相当于断路，画等效电路图时，可以先把它去掉。
(2)求解电容器所带电量时，在相应的位置补上电容器，求出电容器两端的电压，再根据Q＝CU计算。
(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻不分压，相当于导线。
(4)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电，满足ΔQ＝CΔU。
例3 如图所示，U＝10 V，电阻R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF。
(1)闭合开关S，电路稳定后，求通过R1的电流；
(2)然后断开S，求这以后流过R1的电量是多少？
答案　(1)1 A　(2)1.2×10－4 C
此时电容器与R2并联，两极板间电压U1＝IR2＝1×6 V＝6 V，且上极板带正电荷。
(2)断开S后，由于U＝10 V，所以继续给电容器充电至极板电压U2＝U＝10 V，仍是上极板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器充电的电量，所以ΔQ＝C(U2－U1)＝1.2×10－4 C。
1.电容器在直流电路中相当于断路，处理问题时先去掉电容器；再化简电路，再恢复电容器，根据串、并联关系解题。
2.求解流过含电容器电路的电量问题时，若电容器两端U1为正，U2为正，则ΔQ＝C·|U1－U2|，若U1为正，U2为负，则ΔQ＝C(|U2|＋|U1|)。　　
B
训练2 (2024·广东茂名高二期末)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是(　　)
A.电流表示数减小，小灯泡L1变暗
B.电压表示数变大
C.电流表示数增大，小灯泡L2变暗
D.有瞬时电流从a经电阻R流向b
解析　滑动变阻器滑片由左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻增大，外电压增大，即电压表的读数增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流减小，电流表示数减小，则灯L2两端的电压减小，小灯泡L2变暗，L1和滑动变阻器并联的电压U并＝U－UL2，即L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，A、C错误，B正确；灯L2两端的电压减小，和L2并联支路上的电压减小，电容器放电，则有瞬时电流从b经电阻R流向a，D错误。
提升3　故障分析
1.常见故障：断路、短路
2.常用方法：假设法
假设某电阻发生断路(或短路)，根据闭合电路动态分析方法判断实际现象与题中情景是否相符，进而找出电路故障。
B
例4 (2024·广州四十七中高二期中)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是(　　)
A.R1断路 B.R2断路 C.R1短路 D.R3短路
解析　若R1断路，电流表读数为零，故A错误；若R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，电流表的读数变大，故C错误；若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，故D错误。
随堂对点自测
2
B
1.(闭合电路的动态分析)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向上移动时，关于三个电灯亮度的变化，下列说法中正确的是(　　)
A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变暗，B灯变暗、C灯变亮
解析　当滑动变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，故A灯变暗；A灯两端电压和电源内压之和减小，所以并联电路部分的电压增大，故B灯变亮，通过B灯的电流增大，由IA＝IB＋IC，所以通过C灯的电流减小，C灯变暗，故B正确，A、C、D错误。
B
2.(含电容器电路的分析与计算) (2024·广东深圳高二期末)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(　　)
A.灯泡L变亮 B.电流表读数变小
C.电压表读数变小 D.电容器C上电荷量减少
解析　将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，总电阻变大，总电流减小，可知灯泡L变暗，电流表读数变小；电源内阻上的电压减小，则路端电压变大，可知电压表读数变大；灯泡两端电压减小，则滑动变阻器R两端电压变大，电容器两端电压变大，根据Q＝CU可知，电容器带电量变大，故B正确。
B
3.(故障分析)(2024·江门市培英高级中学高二期中)在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表和理想电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障(　　)
A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路
解析　若R1短路，则R2被短路，电流表的读数变为零，故A错误；若R2短路，则R1被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，外电路电阻减小，总电流变大，U3＝IR3，则U3变大，所以电压表和电流表示数均增大，故B正确；若R3短路，电压表示数为零，电流表示数增大，故C错误；若R1断路，则外电路总电阻增大，总电流减小，则流过R3的电流减小，故电压表示数减小，故D错误。
课后巩固训练
3
C
题组一　闭合电路的动态分析
1.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片从a端滑向b端时，灯泡L1、L2的亮度变化情况为(　　)
对点题组练
A.L1、L2均变暗 B.L1变暗、L2变亮
C.L1变亮、L2变暗 D.L1、L2均变亮
解析　当滑动变阻器的滑片从a端滑向b端时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，且L2两端电压减小，所以L1两端电压增大，因此L1变亮，L2变暗，故C正确。
B
2.如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中(　　)
A.电压表的示数增大 B.电流表的示数减小
C.R0两端电压增大 D.R1两端的电压减小
BC
3.(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光，现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是(　　)
A.电灯L1、L2均变亮 B.电灯L1变暗，L2变亮
C.电流表的示数变大 D.电流表的示数不变
解析　滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，滑动变阻器
接入电路的阻值减小，则外电路的总电阻减小，故总电流增大，故L2变亮，内电压增大，则路端电压减小，因L2的电压增大，故并联部分的电压减小，所以L1变暗，则流过其的电流减小，而总电流增大，故流过R的电流增大，所以电流表示数变大，B、C正确。
CD
题组二　含电容器电路的分析与计算
4.(多选)如图所示，R是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，当它受到的光照强度增大时(　　)
A.灯泡L变暗
B.光敏电阻R上的电压增大
C.理想电压表 的读数减小
D.电容器C的带电量增大
解析　光照强度增大时，R的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的电压UR＝E－I(r＋R灯)减小，选项B错误；电压表V的读数U＝E－Ir减小，选项C正确；电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压U灯＝IR灯增大，所以电容器C的带电量Q＝CU灯增大，选项D正确。
B
5.如图所示的电路中，R1、R2、R3为定值电阻，R4是滑动变阻器，平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计。当开关S闭合且电路稳定时，下列说法正确的是(　　)
A.减小电容器两极板间的距离，电容器两极板间的电压增大
B.增大电容器两极板正对面积，电容器极板上的电量增大
C.减小R4接入电路的阻值，电容器两极板间的电压将会减小
D.断开开关S瞬间，滑动变阻器R4中有方向从左向右的电流
C
6.如图所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是(　　)
A.电容器C1的电量增多，电容器C2的电量减少
B.电容器C1的电量减少，电容器C2的电量增多
C.电容器C1、C2的电量都增多
D.电容器C1、C2的电量都减少
解析　当开关S闭合时，电容器C2的电压等于R1两端的电压，电容器C1的电压等于电阻R2两端的电压。而两电阻串联，电压都小于电源的电动势E。当开关S断开后，电路稳定后，电路中无电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，可见，两电容器的电压增大，且电容器极板所带电量电性不变，由Q＝CU知电量也都增多，故C正确。
A
题组三　电路故障
7.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，此故障可能是(　　)
A.电阻R2断路 B.电阻R2短路
C.灯L1两接线柱间短路 D.电阻R1断路
B
综合提升练
8.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(　　)
A.A灯和B灯都变亮 　 B.A灯和B灯都变暗
C.A灯变亮，B灯变暗 　D.A灯变暗，B灯变亮
解析　当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，电路总电阻变小，总电流变大，所以路端电压变小，A灯的电压变小，故A灯变暗；由于A灯的电流变小，而总电流变大，通过另一支路的电流变大，所以定值电阻两端的电压变大，故灯B的电压变小，则B灯变暗，故B正确。
AC
9.(多选)如图所示，已知电容器的电容C＝6 μF，R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，E＝6 V，r＝1 Ω，开关S原来处于断开状态，电压表和电流表都为理想表。下列说法中正确的是(　　)
A.开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.5 A
B.开关S闭合一段时间后，电压表的读数为5 V
C.开关S闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则一段时间后通过R2的电量为1.8×10－5 C
D.以上说法都不对
AC
10.(多选)如图所示的电路中，定值电阻a、b、c、d的阻值相等，电容器C的耐压值足够大，其中电源的内阻可忽略不计。当仅闭合开关S1时，电路的总电阻为R1，电路稳定后电容器所带的电量为q1；当两个开关均闭合时，电路的总电阻为R2，电容器所带的电量为q2。则下列关系式正确的是(　　)
A.R1∶R2＝6∶5 B.R1∶R2＝5∶6
C.q1∶q2＝5∶3 D.q1∶q2＝3∶5
11.(2024·广东潮州三饶中学月考)如图所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC、BC两图线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表 、 的示数随电流表示数的变化图像分别对应U－I图像中的哪一条图线？
(2)定值电阻R0，变阻器的总电阻R分别为多少？
(3)求出电源的电动势和内阻。
答案　(1)见解析　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω
解析　(1)电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大， 测量电阻R0两端电压，示数变化如AC图线所示， 测量路端电压，示数变化如BC图线所示。
(3)根据闭合电路的欧姆定律可知，
路端电压与电流的关系是U＝E－Ir
所以BC图线斜率的绝对值表示电源内阻
电动势E＝UB＋I0r＝(7.5＋0.5×1) V＝8 V。
培优加强练
12.(2024·广东佛山高二期中)如图所示，电源电动势为E＝10 V，内阻为r＝1 Ω，定值电阻的阻值为R1＝R2＝1 Ω，平行板电容器的电容为C＝100 μF，两极板间距离为d＝30 cm，下极板接地，调节电阻箱，使其示数为R3＝3 Ω，闭合开关S，电路稳定时，电容器正中间P点有一质量为m、电量为q＝0.02 C的小球正好处于静止状态，取g＝10 m/s2，求：
(1)小球的质量m；
(2)将小球仍固定在原来的位置P，将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，当电路稳定时，求这时小球的电势能Ep及该过程通过R2的电量Q。
答案　(1)0.04 kg　(2)－0.08 J　2×10－4 C
解析　(1)开关S闭合，电路稳定后，R1、R3串联，R2中没有电流通过，电容器的电压
(2)将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，
因为电容器下极板接地，所以此时，上极板电势为8 V，
下极板电势为0 V，P处于正中间，所以P点电势为4 V
EP＝qφ＝－0.02×4 J＝－0.08 J
通过R2的电量ΔQ＝CΔU＝C(UC′－UC)＝100×10－6×(8－6) C＝2×10－4 C。

展开更多......

收起↑