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2024 年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过
模块8 恒定电流及交变电流各模块大招
第03 讲 含容电路及关于,△
U 、△
I 的物理意义模型
(解析版)
目录
【内容一】 含容电路模型...................................................................................................................................1
【内容二】 关于
U
I ,
ΔU
ΔI 的物理意义模型....................................................................................................2
【内容三】 两类实战模型...................................................................................................................................3
技巧总结
内容一:含容电路模型
技巧总结
Ⅰ:电路简化
电路稳定后,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在
相应位置补上。
Ⅱ:电路稳定时电容器的电压
电路稳定时,电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻相当于导线,其两端无
电压。电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
Ⅲ:电容器的带电荷量及变化
电容器两端电压的变化引起电容器充、放电。
①利用Q=UC 计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。
②如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。
③如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。
内容二:关于
U
I ,
ΔU
ΔI 的物理意义模型
技巧总结
模型总结
模型1:如图所示,电源的电动势为E ,内阻为r ,调整电路的可变电阻R 的阻值,
使电压表V 的示数增大ΔU ,则在这个过程中( )
1
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A.通过R1的电流增大,增加量一定等于
ΔU
R1
BR2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU
C.通过R2的电流减小,但减少量一定小于
ΔU
R2
D.路端电压增大,增加量一定等于ΔU
处理技巧:电路结构为
与
并联,再与
串联,再连在电源两端。
①,由题意可得,
增大,由“串反并同”得
增大,
减小,
减小,如果规定
表示增加,
表示减少,则有:
②,如
果规定
表示变化量的绝对值,由②—①式可得:
,变形可得:
,即电压表V 示数
的增加量
等于
两端电压的减少量
和电源内阻上电压的减少量
。
为定值电阻,有
,变形可得
,A 正确;
,B 正确;
为定值电阻,
,
,C 正确;
,
,所以路端电压
的增加量
小于电压表V 示数的增加量
,D 选项错误。
模型2: 在如图所示电路中,闭合开头S ,当滑动变阻器的滑片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 、U 1、U 2和U 3表示,电表示数变
2
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化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示.下列比值正确的是( )
A、
U 1
I 不变,
ΔU 1
ΔI
不变 B、
U 2
I
变大,
ΔU 2
ΔI
变大
C、
U 2
I
变大,
ΔU 2
ΔI
不变 D、
U 3
I
变大,
ΔU 3
ΔI
不变
处理技巧:将电路进行简化,可得
与
串联后接在电源两端。对定值电阻
来
说,其导体的伏安特性曲线为过原点的直线,由部分电路欧姆定律得图像上任意一点
的坐标比值为定值电阻
的阻值,即
;由图像形状可得,图像上任意一点的
坐标比值等于该图像的斜率,即
;所以,对定值电阻
来讲,结论为
。对阻值变化的电阻
来说,其导体的伏安特性曲线的表达式为
,形状为倾斜的直线,为了研究的方便,可将
看成唯一的外电
路,其余部分等效成内电路,其等效电路如图所示,等效电动势为E,等效内阻为
,从等效电路图可以看出,
两端的电压就是等效电源的路端电压,所以
的导体的伏安特性曲线(
)就是等效电源的伏安特性曲线,由等效电路图可
得,
,
。由部分电路欧姆定律得图像上任意一点的坐标比值为
在该时刻的阻值,即
,由图像形状可得,图像的斜率为等效电源的内阻,
3
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即
;所以,对阻值变化的电阻
来讲,结论为
,
,
。将
和
的串联部分看成一个新的电阻
,
为电源
的外电路,
随
的减小而减小,所以
的导体的伏安特性曲线就是电源的伏安
特性曲线,所以,
,
随
的减小而减小;
为定值。
总结:对任何导体均有:导体的伏安特性曲线上任意一点的坐标比值为电阻的阻值,
即
;对定值电阻有:导体的伏安特性曲线的斜率同样表示导体的电阻
,对阻值变化的电阻有:导体的伏安特性曲线的斜率表示将阻值变化的电阻做为唯一
的外电路时的等效电源的内阻,即
例题演练
例1、如图所示,G 为灵敏电流计,V 为理想电压表,R1、R2为定值电阻,R3是一根盐
水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S 闭合后,电
容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽
略温度对电阻的影响)( )
A.电阻R3的阻值增大 B.油滴向下运动
C.V 表示数减小,R1功率增加 D.G 表中有从b 到a 的电流
解:A.握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中,盐水柱变长,横截面积变小,
根据电阻定律
可知电阻R3的阻值增大,故A 正确;
4
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BC.R3增大,则电路总电阻增大,总电流减小,所以R1功率减小,电源内电压减小,
路端电压增大,根据串联电路分压规律可知R2两端电压增大,即电压表示数增大,且
电容器两端电压增大,两极板间电场强度增大,油滴所受电场力增大,将向上运动,
故BC 错误;
D.根据Q=CU 可知电容器所带电荷量增大,因为电容器上极板带正电,所以G 表中
有从b 到a 的电流,故D 正确。故选AD。
例2.如图所示电路中,R1、R2为两只定值电阻,L 为阻值恒定的灯泡,C 为电容器,
R 为光敏电阻(光照越强,阻值越小),闭合开关S 后,随着光照强度逐渐增大(
)
A.灯泡L 变亮 B.电容器C 极板间的电场强度变大
C.电阻R1消耗的功率将会变大
D.灯泡两端电压的变化量与通过R2电流的变化量之比不变
解:A.随着光照强度逐渐增大,光敏电阻的阻值减小,灯泡与光敏电阻并联,根据
串反并同规律,灯泡两端电压减小,L 变暗,A 错误;
B.随着光照强度逐渐增大,光敏电阻的阻值减小,电容器与光敏电阻是串联关系,根
据串反并同规律,电容器C 极板间的电压增大,电场强度变大,B 正确;
C.随着光照强度逐渐增大,光敏电阻的阻值减小,R1与光敏电阻并联,根据串反并同
规律,电阻R1两端的电压变小,消耗的功率将会变小,C 错误;
D.把R1 、R2、电源看作等效电源,灯泡两端电压的变化量与通过R2电流的变化量之
比等于等效电源的内阻,随着光照强度逐渐增大,该比值保持不变,D 正确。故选
BD。
例3.如图所示的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(温度升高,电阻减小),电
源的电动势为E,内阻为r。闭合开关,当环境温度升高时,下列说法正确的是
( )
A.电压表示数增大 B.电流表示数增大
5
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C.有电流向上流过A 点 D.电压表和电流表示数变化量之比保持不变
解:AB.当环境温度升高时,则R2减小,总电阻减小,总电流变大,则电流表示数变
大,内阻和R1两端电压变大,则R2电压减小,即电压表读数减小,A 错误,B 正确;
C.由于电容器两端电压减小,可知电容器放电,则有电流向下流过A 点,C 错误;
D.由于
则
即电压表和电流表示数变化量之比保持不变,D 正确。故选BD。
例4.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻(阻值均大于
电源内阻r),R 为滑动变阻器,A 为理想电流表,V 为理想电压表。开关S 闭合,一
带电油滴P 静止在平行金属板之间,当滑动变阻器的滑片向a 端移动时,下列说法正
确的是( )
A.电源的输出功率逐渐减小 B.电压表和电流表的读数都变小
C.油滴P 将向上运动 D.R1和R3的功率都变小
解:B.当滑动变阻器的滑片向a 端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中
的总电流变小,电源的内电压、R1两端的电压都变小,则并联部分电压变大,通过R3
的电流变大,则通过R2的电流变小,即电流表的读数变小,R2两端电压变小,则电压
表的读数变大,故B 错误;
A.由题意可知,外电路总电阻大于电源的内阻r,当外电阻增大时,电源的输出功率
逐渐减小,故A 正确;
C.电容器两端的电压与R3两端的电压相等,都变大,所以P 向上运动,故C 正确;
D.R1两端电压变小,功率变小,通过R3的电流变大,R3的功率变大,故D 错误。故
选AC。
例5.如图所示电路中,电容器下极板接地。在滑动变阻器滑动的过程中,灯泡的亮
度变暗,假设灯泡的电阻不变,则下列说法正确的是( )
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A.滑动变阻器从b 向a 滑动
B.a 点电势降低
C.电容器上的电量增加
D.电源的效率变小
解:A.灯泡亮度变暗,说明通过灯泡的电流变小,由动态电路推论“串反并同”规
律可知滑动变阻器接入电路的电阻增大,则滑片从b 向a 滑动,故A 正确;
B.由动态电路推论“串反并同”规律可知变化电阻两端电压随阻值增大而增大,所以
a 点电势升高,故B 错误;
C.电容器与变化电阻间接并联,由动态电路推论“串反并同”规律可知其两板电压增
大,电容不变,所以其电量增加,故C 正确;
D.同理,路端电压U 增大,由电源效率公式
可知效率减小,故D 错误
选AC。
例6.如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,闭合开关S,增大可变电阻R 的
阻值后,电压表示数的变化量为ΔU。在这个过程中,下列判断正确的是( )
A.电阻R1两端的电压减小,减小量等于ΔU
B.电容器的带电荷量减小,减小量等于CΔU
C.电压表的示数U 和电流表的示数I 的比值变大
D.电压表示数变化量ΔU 和电流表示数变化量ΔI 的比值不变
解:AB.闭合开关S,增大可变电阻R 的阻值后,电路中电流减小,由欧姆定律分析
得知,电阻R1两端的电压减小,电阻R 两端的电压增大,而它们的总电压即路端电压
增大,所以电阻R1两端的电压减小量小于△U,则电容器的带电量减小,减小量小于
C△U,AB 错误。
C.由欧姆定律
R 增大,则电压表的示数U 和电流表的示数I 的比值变大,C 正
确;
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D.根据闭合电路欧姆定律得
由数学知识得知
保持不变,D 正确。故选CD。
例7.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r。理想电压表V1、V2示数为U1、U2,其
变化量的绝对值分别为ΔU1和ΔU2;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为ΔI。当
滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中(灯泡电阻不变化)( )
A.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
B.ΔU1>ΔU2
C.
变小
D.
变大
解:A.当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时,变阻器接入电路的电阻减小,外
电路总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,则L2变亮;变阻器的电阻减小,并联
部分的电阻减小,则并联部分的电压减小,则L3变暗.总电流增大,而L3的电流减小,
则L1的电流增大,则L1变亮.故A 正确;
B.由上分析可知,电压表V1的示数减小,电压表V2的示数增大,由于路端电压减小,
即两电压表示数之和减小,所以△U1>△U2故B 正确;
C.由U1=E-I(RL2+r)得:
不变,故C 错误;
D.根据欧姆定律得
=R2不变,故D 错误。故选AB。
例8.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.理想电压表V1、V2示数为 U1、U2,
其变化量的绝对值分别为
和
;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为
.
当滑动变阻器的触片从右端向左端滑动的过程中(不计灯泡电阻的变化)( )
A.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮 B.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
C.
不变 D.
不变
解:当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路
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总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,则L2变亮,V2读数变大.变阻器的电阻减
小,并联部分的电阻减小,则并联部分的电压减小,V1读数变小,则L3变暗.总电流
增大,而L3的电流减小,则L1的电流增大,则L1变亮.故A 正确,B 错误.
=R2,不变,C 正确.由U1=E-I(RL2+r)得:
=RL2+r,不变,故D 正确.故选
ACD.
例9.如图所示的闭合电路中,两只理想电压表V1、V2从示数分别为U1和U2,理想电
流表示数为I,在滑片P 从b 滑向a 的过程中,V1、V2示数变化量的绝对值分别为△U1
和△U2,电流表示数变化量的绝对值为△I,则以下正确的是( )
A.U1和U2变小,I 变大 B.△U1>△U2
C.
变小,
不变 D.
变小,
不变
解:A.分析电路结构,在滑片P 从b 滑向a 的过程中,滑动变阻器的阻值减小,总电
阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流增大,则电流表示数I 变大,流过电
阻R 的电流增大,则两端电压增大,故电压表V2的示数U2变大,电路的内电压增大,
路端电压减小,滑动变阻器两端的电压减小,故电压表V1的示数U1变小,故A 错误;
B. 根据欧姆定律可知
,
将定值电阻R 看作内阻,根据闭合电路欧姆定律可知
其中r 为电源内阻,分析可知,△U1>△U2,故B 正确;
CD.根据以上分析可知,在滑片P 从b 滑向a 的过程中,滑动变阻器的阻值减小,
变小,
不变,
不变,
不变,故C 正确,D 错误。故选:BC。
例10.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,理想电压表V1、V2示数为U1、U2,
其变化量的绝对值分别为△U1和△U2;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为
△I。当滑动变阻器的触片从左端向右端滑动的过程中(不计灯泡电阻的变化)
( )
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A.小灯泡L3变亮,L1、L2变暗 B.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
C.
不变 D.
变大
解:A.小灯泡L1、L2与变阻器是串联关系,小灯泡L3与变阻器是并联关系,当滑动
变阻器的触片从左端向右端滑动的过程中,变阻器的阻值变大,根据“串反并同”可
知,小灯泡L3变亮,L1、L2变暗,故A 正确;
B.电压表V1与变阻器是并联关系,电压表V2与变阻器是串联关系,由于变阻器的阻
值变大,同理可知,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,故B 错误;
C.设小灯泡L2的电阻为R2,在滑动变阻器的触片从左端向右端滑动的过程中,R2是
不变的,根据部分电路的欧姆定律可知
,所以
不变,故C 正确;
D.在题图电路中,如果把小灯泡L2的电阻R2看成电源的一个内阻,则由电源的路端
电压与电流的关系可知,
等于电源的内电阻r 再加上小灯泡L2的电阻为R2,所以
滑动变阻器阻值的变化,不会引起
变化,故D 错误。故选AC。
例11.如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器R2 的滑片向右
滑动后,理想电流表A1、A2 示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,理想电压表示数变
化量的绝对值为ΔU.下列说法中正确的是( )
A.电流表A2 的示数变小 B.电压表V 的示数减小
C.ΔU 与ΔI1 比值一定小于电源内阻r D.ΔU 与ΔI2 比值一定小于电源内阻r
解:当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增
大,则总电流减小.所以电流表A2的示数减小.根据串联电路分压的特点分析可知,
并联部分电压增大,即电压表V 的示数增大,故A 正确,B 错误;根据并联电路的电
流规律I2=I1+I,A2的示数I2变小,通过定值电阻R1的电流增大,则A1的示数I1变小,
所以△I1一定大于△I2.
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电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U=E-I2r 可知,
=r,而△I1大于
△I2,所以
<r.故D 错误,C 正确.故选AC.
例12.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片从右端滑到左端
时,理想电压表V1、V2的示数变化量分别为△U1和△U2,理想电流表A 的示数变化量
为△I,则( )
A.△I<0 B.△U2<0 C.|
U
△
1|<|
U
△
2| D.
减小
解:当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,电阻减小,电路的总电阻减小,总电流
变大,则△I>0,选项A 错误;因总电流变大,则R1和内阻r 上的电压变大,则R2上
的电压减小,即△U2<0,选项B 正确;根据U=U1+U2,路端电压U 减小,U1变大,U2
减小,则|
U
△
1|<|
U
△
2|,选项C 正确;
,不变,选项D 错误;故选BC.
例13.在如图所示的电路中,定值电阻为
,滑动变阻器接入电路部分的电阻为
,
各电表均为理想表,当变阻器的滑片移动时,电压表与各电流表示数的比值及它们示
数变化绝对值的比值的物理意义正确的是( )
A.
,
B.
,
11
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C.
,
D.
,
解:A.电流表
测量的是总电流,电压表测量的是路端电压,根据欧姆定律可知
由闭合电路欧姆定律可知
所以可得
故A 正确;
B.由电路图可知,电阻
与滑动变阻器
是并联关系,因此电压相等,所以
故B 正确;
CD.同理可得
在分析滑动变阻器
,可以把电阻
与内阻并联之后的电阻
看成一个新的等效内阻,由闭合电路欧姆定律可知
,
所以
故C 错误,D 正确。故选ABD。
例14.如图所示,电路中滑动变阻器最大电阻值及定值电阻值均为R,电源电动势为
E,内阻为r,R 大于r,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表
、
示数变化量
的绝对值分别为
、
,理想电流表
、
示数变化量的绝对值分别为
、
,则( )
A.
的示数增大
B.
与
的比值为r
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C.
与
的比值为R
D.
大于
解:滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器的有效电阻减小,电路的总电阻减小,干
路电流增大,内电压增大,外电压减小。
A.滑动变阻器滑动前,滑动变阻器电阻与所有定值电阻相等,所以电流表
无示数。
滑动变阻器滑片向下滑动后,R1与R2电阻不变,所以U2变大,而U1=U-U2
所以U1减小,则通过电流表
的电流为
的示数增大,A 正确;
BC.通过电流表
的电流为
所以有
因为U2变大,U1减小,所以
,
即
B 错
误,C 正确;
D.因为U = U1 +U2所以
因为外电压U 减小,
增大,
减小,所以
D 正确。故选ACD。
对应题型精炼
一、多选题
1.如图所示,已知
,
,
,
,
,电表均为理想电
表,开关S 原来处于断开状态,下列说法中正确的是( )
A.开关S 闭合瞬间,电流表的读数大于
B.开关S 闭合瞬间,电压表的读数为
C.开关
闭合后,电路稳定时再将开关
迅速断开,则开关断开后,通过
的电
荷量为
D.开关
闭合后,电路稳定时再将开关
迅速断开,此瞬间电压表与电流表均无
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示数
【答案】AC
【详解】A.电路稳定时,电流表的读数为
在开关
闭合的瞬间,电容器充电,有充电电流,电流表的读数大于电路稳定时电流
表的读数,所以开关
闭合瞬间,电流表的读数大于
,故A 正确;
B.在开关
闭合的瞬间,电容器充电,电路中的电流
,电压表的读数
故B 错误;
C.开关
闭合后,电路稳定时,电容器板间电压为
其所带电荷量为
再将开关
迅速断开,电容器与
构成回路,电容器放电,通过
的电荷量为
,故C 正确;
D.开关S 闭合后,电路稳定时,断开开关
瞬间,电流表无电流流过,示数为零,电
压表测量电容器两端电压,示数不为零,故D 错误。
故选AC。
2.如图所示电路中,MN 为水平放置的真空电容器,开关S 处于闭合状态,电容器中
心处静止一个带电质点Q,以下分析正确的是( )
A.若开关由闭合断开,将有电流由上到下通过
再经
到达接地端D 流出
B.滑动变阻器的滑片P 向上滑动时,电荷Q 将会向下运动
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C.若在电容器中充入某种电介质,
有从左向右的电流通过
D.开关断开后,向下移动极板M,Q 所在的位置的电势不变
【答案】BC
【详解】A.开关由闭合断开,将通过
、
构成回路放电,不会流入接地端D,A
错误;
B.滑片P 向上滑动时,回路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知电流下降,R1两
端的电压即电容器的电压下降,根据
可知板间场强减小,重力大于电场力,所
以电荷Q 将会向下运动,B 正确;
C.电容器中充入电介质,电容增大,板间电压不变,根据
可知带电量增大,通
过
的电流从左向右,C 正确;
D.开关断开后,开关断开后,电容器将通过
、
构成回路放电,Q 所在处电势变
为零,D 错误。
故选BC。
3.如图所示电路,电源电动势
,内阻忽略不计,初始状态,电阻箱
,
,
,M 点和N 点之间接有定值电阻
和水平放置的平行板电容
器,电容器的电容
,下列说法正确的是( )
A.若
,则闭合开关后,电路稳定时电容器两极板电压为6V
B.若
,则闭合开关后,平行板电容器所储存电荷量为0
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C.若
,则闭合开关后,电路稳定时的总功率为9W
D.若
,闭合开关,电路稳定后再将
调整为24Ω,则电路达到下一次稳
定时通过
的电荷量为
【答案】BD
【详解】A.当电阻箱的阻值为
,R1、R2串联后与R4并联,电容器两端的电压为
R1两端的电压
故A 错误;
B.
时,R1、R2串联,R3、R4串联,之后并联,R1两端的电压
R3两端的电压
则电容器两端电压为0,储存电荷量为0,故B 正确;
C.若
,R1、R2串联,R3、R4串联,之后并联,电路稳定后,外电路总电阻
总功率
故C 错误;
D.
时,R1、R2串联,R3、R4串联,之后并联,R1两端的电压
R3两端的电压
则电容器两极板电压
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下极板为高电势;
同理可得当
时,电容器两极板电压
上极板为高电势。
则流经
电荷量
故D 正确。
故选BD。
4.如图所示的电路中,闭合开关S,灯泡L1和L2均正常发光,已知灯泡L1电阻大于
电源的内阻值r。由于某种原因灯泡L2灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下
列结论正确的是( )
A.电流表读数变小,电压表读数变大
B.灯泡L1变暗
C.电源的输出功率可能变大
D.电容器C 上电荷量不变
【答案】AB
【详解】A.由于L2断路,L2与R 并联的总电阻增大,所以外电路总电阻增大,R 总
增大,根据
知,回路总电流减小,电流表读数变小,电压表示数变大,故A 正确;
B.流过L1的电流减小,灯泡L1变暗,故B 正确;
C.因
,则当外电阻变大时,P 出随R 外的增大而减小,所以C 错误;
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D.根据闭合电路欧姆定律
I 减小,所以UR 增大,电容器C 与R 并联,电压相等,再根据Q=CU,可得电容器的
电荷量增大,故D 错误。
故选AB。
5.如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=1.2Ω,定值电阻
,电动机
线圈电阻
,电容器的电容C=300μF。开关S 闭合后电路稳定时,电流表的示数
I=1A,则下列说法正确的是( )
A.电动机电流大于R1的电流
B.电动机两端电压大于R3的电压
C.电动机的电功率为2W
D.电容器上极板带电荷量2.0×10−4C
【答案】BD
【详解】A.路端电压为
则总电流
电动机的电流
选项A 错误;
B.R3的电压
电动机两端的电压
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选项B 正确;
C.电动机的电功率为
选项C 错误;
D.因
可知电容器上极板电势较高,两极板电压
电容器上极板带电荷量
选项D 正确。
故选BD。
6.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C 的两金属板水平放置,G
为灵敏电流计,开关S 闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q 的油滴处于静
止状态,则在滑动变阻器R 的触头P 向上移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灵敏电流计G 中有b → a 的电流
B.油滴向下加速运动
C.通过滑动变阻器R 的电流将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
【答案】AC
【详解】AB.在滑动变阻器R 的触头P 向上移动的过程中,R 增大,总电阻增大,电
动势和内阻不变,根据闭合电路欧姆定律可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,
外电压等于R1上的电压和R2与R 并联电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R 的
并联电压增大,通过R2的电流增大.根据电容定义式
知,电容器所带的电量增大,上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方
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向是b→a,平行板电容器内电场强度
板间电压U 增大,所以板间电场强度变大,电场强度增大,电场力增大,开始电场力
与重力平衡,所以油滴会向上加速运动,A 正确,B 错误;
CD.根据对AB 选项的分析知R2两端电压变大,由欧姆定律可知流过电阻R2的电流增
大,干路电流等于流过滑变电流与电阻R2电流之和,又因为干路电流减小,所以通过
滑动变阻器R 的电流将减小,C 正确,D 错误。
故选AC。
7.电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路,电源的电动
势
,电源内阻r 为0.5Ω,电容器的电容为
,
,
,
。当开关S 闭合后,电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。则以下判断
正确的是( )
A.保持开关闭合,当
滑片向a 滑动时,油滴将向下运动
B.断开开关时,通过
的电流方向从a 到b
C.断开开关时,通过
的电荷量为
D.开关闭合和断开时电容器的电荷量之比为1:4
【答案】CD
【详解】A.保持开关闭合,当
滑片向a 滑动时,电容器两端电压等于电阻R1两端
的电压,保持不变,油滴处于静止状态,故A 错误;
B.开关断开前,电容器两端电压等于电阻R1两端的电压,断开电键后,电容器两端
电压变大到等于电源电动势,通过
的电流方向从b 到a,故B 错误;
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C.开关断开前,R1两端电压为
开关闭合后,电容器两端电压变化量为
通过
的电荷量为电容器增加的电荷量
故C 正确;
D.开关闭合和断开时电容器的电荷量之比为电容器两端电压之比
故D 正确。
故选CD。
8.如图所示,电源电动势为
、内阻为,电压表
为理想电表,
为
定值电阻,
为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小),
为电容器,闭合开关
,
电容器
中的带电微粒A 恰好静止。当室温从
升高到
的过程中,流过电源的
电流变化量是
,三只电压表的示数变化量分别为
和
。则在此过程中
( )
A.
示数减小
B.
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C.
点电势升高
D.
中的电流方向由
向
,带电微粒A 匀加速下移
【答案】BC
【详解】A.R1与R2串联接在电路中,当室温从
升高到
的过程中,
的阻值
减小,总电阻减小,由闭合电路欧姆定律得,总电流增大,外电压减小。
示数为
总电流增大,则,
示数增大,故A 错误;
B.由闭合电路欧姆定律得
)
得
同理有
得
则有
故B 正确;
C.由于外电压减小,
示数增大,所以
示数减小,而
且
所以
点电势升高,故C 正确;
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D.
测量的是电源路端电压,且
得
减小,所以电容器两端电压减小,又
则电容器的电荷量减少,电容器放电,形成从
到
的电流,两板间场强减小,带电
微粒
受的电场力减小,故将下移;
根据牛顿第二定律有
电场强度不断减小,则加速度逐渐增大,带电微粒
向下做加速度增大的加速运动,
故D 错误。
故选C。
9.如图所示,开关S 闭合后,带电质点P 在平行金属板中处于静止状态。则( )
A.质点P 带负电
B.滑片向a 端移动时,两只电表的示数均增大
C.滑片向a 端移动时,质点P 将向上板运动
D.若将开关S 断开,质点P 将向下板运动
【答案】AC
【详解】A.由图可知,电容器上极板带正电,下极板带负电,电场方向向下,由于
电场力方向竖直向上,则质点P 带负电,A 正确;
BC.滑片向a 端移动时,滑动变阻器阻值增大,根据“串反并同”,电压表示数增大,
电流表示数减小,电容器两板电势差增大,则电场力增大,质点P 将向上板运动,B
错误,C 正确;
D.若将开关S 断开,电容器两板电势差等于电源电动势,电势差增大,质点P 将向
上板运动,D 错误。
故选AC。
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10.如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,电压表和电流表均为理想电表,电
容器的电容为C。滑动变阻器最大阻值为R,在滑片产由a 向b 缓慢移动的过程中,下
列说法正确的是( )
A.通过电流表的电流方向为从d 到c
B.电容器所带电荷量与滑片移动的距离呈线性关系
C.若在滑片P 移到b 后立即断开电源,通过电流表的电流方向为从d 到c
D.在滑片P 由a 向b 移动的过程中,电流表的读数一直在增大
【答案】AB
【详解】A.电流表测电容器的电流,电压表测
间电压。滑片由
向
移动时,
之间的电阻增大,电压也增大,电容器两端的电压也增大,电容器充电,下极板
带负电,上极板带正电,故电流方向为由
到,故A 正确;
B.根据电阻定律
可得滑片移动距离与
间的阻值
呈线性关系,由闭合电路欧姆定律
可得
与电容器的电压呈线性关系,由
可得电容器所带电荷量与电压呈线性关系,即与滑片移动的距离呈线性关系,故B 正
确;
C.立刻断开电源后电容器放电,电流表两端的电流方向为从到
,故C 错误;
D.在滑片
由
向
移动的过程中,电容器电压越来越大,流过电流表为充电电流,
但大小与滑片移动速度有关,不一定增大,故D 错误。
故选AB。
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二、单选题
11.如图所示的电路中,电源电动势
,内电阻
,定值电阻
,
,电容器的电容
,则下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.0V
B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为
C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a 所带电荷量为
D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻
的电荷量为
【答案】C
【详解】A.由闭合电路的欧姆定律得
闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压即是
两端的电压
故A 错误;
BC.电路稳定后电容器所带电荷量为
故B 错误,C 正确;
D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器两极板通过电容器进行放电,通过
电阻
的电荷量为
,故D 错误。
故选C。
12.如图,G 表为灵敏电流计,V 表为理想电压表,R1、R2为定值电阻,R3是一根盐
水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S 闭合后,电
容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽
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略温度对电阻的影响)( )
A.V 表示数减小
B.
C.油滴向下运动
D.G 表中有从c 到a 的电流
【答案】D
【详解】A.握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中,盐水柱变长,横截面积变
小,根据电阻定律
可知电阻
的阻值增大,总电阻增大,电流减小,电压表示数增大。故A 错误;
B.由闭合电路欧姆定律和电阻特点知
故B 错误;
C.
增大,则电路总电阻增大,总电流减小,所以
功率减小,电源内电压减小,
路端电压增大,根据串联电路分压规律可知
两端电压增大,即电压表示数增大,且
电容器两端电压增大,两极板间电场强度增大,油滴所受电场力增大,将向上运动,
故C 错误;
D.根据
两端电压增大,可知电容器所带电荷量增大,因为电容器上极板带正电,所以G 表
中有从c 到a 的电流,故D 正确。
故选D。
【点睛】本题考查含容动态电路分析,局部引起整体的变化。
13.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,C 为电容器,L 为小灯泡,R 为定值电阻,
闭合开关,小灯泡能发光。现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离,滑动前后理想电
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压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为
、
,理想电流表A 示数变化量的绝对
值为
,则( )
A.电容的带电量变大
B.
与
均保持不变
C.V1、V2表示数都变大
D.当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭
【答案】B
【详解】A.将滑动变阻器滑片向右滑动时接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,
电路中电流增大,电源的内电压以及R 上的电压增大,则灯泡和滑动变阻器两端的电
压之和减小,即电容器两端的电压减小,根据
Q=CU
可知电容器带电量减小,故A 错误;
B.由题意可知电压表V1测的是电阻R 两端的电压,电压表V2测的是路端电压,电流
表测的是干路电流,故
根据
可得
故B 正确;
C.电路总电阻减小,电路中电流增大,R 两端电压增大,即V1表示数变大,电源的
内电压增大,根据
可知路端电压减小,即V2表示数变小,故C 错误;
D.当电路稳定后,断开开关,小灯泡与电容、滑动变阻器构成放电回路,电容放电,
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小灯泡不会立刻熄灭,故D 错误。
故选B。
14.如图所示,电流表、电压表均为理想电表,
为小电珠。
为滑动变阻器,电源
电动势为
,内阻为。现将开关
闭合,当滑动变阻器滑片
向左移动时,下列结论
正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.小电珠
变亮
C.电容器
上电荷量增大
D.电源的总功率变大
【答案】C
【详解】AB.当滑动变阻器滑片
向左移动时,其接入电路电阻增大,外电路总电阻
增大,由闭合电路欧姆定律得知总电流减小,路端电压增大,故电流表示数变小,电
压表示数变大,小电珠
变暗,故AB 错误;
C.电容器的电压
总电流减小,其它量不变,则
增大,由
可知电容器
上电荷量
增加,故C 正确;
D.电源的总功率为
电路总电流减小,可知电源的总功率变小,故D 错误。
故选C。
15.如图所示是经典的电桥电路,电源电动势E=12V,内阻忽略不计,定值电阻
、
、
,M 点和N 点之间接有阻值为10Ω 的定值电阻R5和电容
为10µF 的电容器。变阻箱R4的阻值从0 调至24Ω 的过程中,通过电阻R5的电荷量为
( )
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A.2.0×10−5C
B.4.0×10−5C
C.6.0×10−5C
D.8.0×10−5C
【答案】D
【详解】当
时,
两端电压为
两端电压为
故
两端电压为
当
时,
两端电压不变,
两端电压变为
故
两端电压为
根据电容器公式可知通过电阻R5的电荷量为
故选D。
16.如图所示,电源电动势E=9V,内阻不计,定值电阻R1=4Ω,R2=8Ω,R3=12Ω。M
点和N 点之间接有定值电阻R5=10Ω 和水平放置的平行板电容器,电容器的电容
C=80μF,R4为变阻箱,将其阻值由2.4Ω 调整到12Ω,下列说法正确的是( )
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A.R4=2.4Ω 时M 点的电势高于N 点的电势
B.R4=12Ω 时电容器两端的电压为5V
C.变阻箱的阻值改变前后,电路消耗的总电功率之比为9:11
D.变阻箱的阻值改变前后,通过电阻R5的电荷量为
【答案】D
【详解】A.R4=2.4Ω 时,R1两端电压为
R4两端电压为
电路中电流方向为顺时针,沿电流方向电势降低。则M 点的电势低于N 点的电势,A
错误;
B.R4=12Ω 时,同理A 选项
,
则电容器两端的电压为
B 错误;
C.R4=2.4Ω 时,电路消耗的总电功率为
R4=12Ω 时,同理得,电路消耗的总电功率为
电路消耗的总电功率之比为
C 错误;
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D.R4=2.4Ω 时,结合A 选项,电容器两端的电压为
则变阻箱的阻值改变前后,电容器电势差变化量的大小为3V。则通过电阻R5的电荷量
为
D 正确。
故选D。
17.如图所示,电源电动势E=7V、内阻r=2Ω,电阻R=R1=R2=5Ω,R3=10Ω,电流表
为理想电表,电容器的电容C=6μF,闭合开关S,电路稳定后,下列说法正确的是(
)
A.电流表示数为0.67A
B.R3两端的电压为5V
C.电容器所带的电量为3×10-5C
D.若S 断开通过R2的电荷量为
【答案】B
【详解】A.由闭合电路欧姆定律,可得
依题意,电路稳定后,电容器所在支路断路,有
联立,解得
故A 错误;
B.R3两端的电压为路端电压,即
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故B 正确;
C.电容器与电阻
并联,极板间电压为
电容器所带的电量为
故C 错误;
D.若S 断开,电容器放电,相当于电源,R2与R3串联后再与R1并联,通过两支路的
电流关系为
则通过R2的电荷量为
故D 错误。
故选B。
18.如图所示,开关S 闭合后,带电质点P 在平行金属板中恰好处于静止状态,则下
列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的滑片向a 端移动时,两只电表的示数均增大
B.质点P 一定带负电
C.若将开关S 断开,质点P 将向上板运动
D.滑动变阻器的滑片向a 端移动时,电压表示数增大,电流表示数减小
【答案】A
【详解】AD.滑片向a 端移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则总电阻增大,总电流
减小,内电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知路端电压增大,R1两端的电压减小,
故并联部分电压增大;电容器两端的电压增大,质点所受的电场力增大;则质点将向
上移动;因并联部分电压增大,则R3中的电流增大,而干路电流减小,故电流表中的
电流减小;R1两端的电压减小,路端电压增大,并联部分电压增大,即R2与R4两端的
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总电压增大;而由于电流表示数减小,由欧姆定律可知R2两端的电压减小,故R4两端
的电压增大,电压表示数增大,故D 正确不符合题意A 错误符合题意;
B.电容器的上极板带正电,板间场强向下,质点处于平衡状态,则知受到的电场力向
上,故液滴带负电。故B 正确不符合题意;
C.开关S 断开,电容器两端的电压等于电源的电动势,电容器两端电压增大,板间场
强增大,受到的电场力变大,质点P 将向上运动,故C 正确不符合题意。
故选A。
19.如图所示的电路,
为定值电阻,
为热敏电阻(温度升高,电阻减小),电源
的电动势为E,内阻为r。闭合开关,当环境温度升高时,下列说法正确的有( )
A.电压表示数增大
B.电流表示数减小
C.有电流向下流过A 点
D.电压表和电流表示数变化量之比变大
【答案】C
【详解】AB.当环境温度升高时,则
减小,总电阻减小,总电流变大,则电流表示
数变大,内阻和
两端电压变大,则
电压减小,即电压表读数减小,故AB 错误;
C.由于电容器两端电压减小,可知电容器放电,则有电流向下流过A 点,故C 正确;
D.由于
则
即电压表和电流表示数变化量之比保持不变,故D 错误。
故选C。
20.如图所示,电源电动势为E,内阻恒为r,R 是定值电阻,热敏电阻
的阻值随温
度的降低而增大,C 是平行板电容器,电路中的电表均为理想电表。闭合开关S,带电
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液滴刚好静止在C 内。在温度降低的过程中,分别用I、
、
和
表示电流表A、
电压表
、电压表
和电压表
的示数,用
、
、
、和
表示电流表A、
电压表
、电压表
和电压表
的示数变化量的绝对值。温度降低时,关于该电路
工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A.
、
、
一定都不变
B.
、
和
均不变
C.带电液滴一定向下加速运动
D.电源的工作效率一定变小
【答案】B
【详解】A.根据欧姆定律,有
依题意,温度降低时热敏电阻
的阻值增大。
不变,
、
都增大,故A 错误;
B.根据欧姆定律,有
保持不变,由闭合电路欧姆定律,有
解得
保持不变,同理,可得
解得
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保持不变,故B 正确;
C.带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的
过程,热敏电阻RT阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻R
的电流变小,所以分的电压也就变小,而路端电压增大,故V2读数增大,平行板间的
电场强度也增大,导致带电液滴向上运动,故C 错误;
D.电源的效率为
由于路端电压增大,所以电源的工作效率一定变大,故D 错误。
故选B。
35