第2章 专题探究7 闭合电路的动态分析-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

专题探究7闭合电路的动态分析 黑题专题强化练 限时：44mn 题型1闭合电路欧姆定律的动态分析 A.电压表的示数减小 1.(2024·广东佛山期初)（多选）安装了感光系 B.电流表的示数增大 统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调 节灯光亮度某兴趣小组为了研究路灯的感光 C.电动机的电流变化量为A业 系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示.R为 △U D.r+Ro= △1 光敏电阻（光照越强，电阻越小），R与R,为定 值电阻，下列说法正确的是 4.(多选)如图所示的电路中，闭合开关S后，将 滑动变阻器R的滑片P向上移动，则有() A.环境变暗时，甲电路的灯泡亮度变亮 A.V,表读数变大 B.V,表读数变大 B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮 C.电源的总功率变小D.A表读数变小 C.环境变亮时，甲电路的R,电功率减小 题型2电路的故障分析 D.环境变亮时，乙电路的R电功率增大 5.(2023·辽宁沈阳期中)如图所示，电路中灯 2.如图所示，电路中的电源的 泡L、L均正常发光，忽然灯泡L,比原来变 电动势为E、内电阻为r,开 暗了些，而灯泡L,比原来变亮了些.电路中出 关$闭合后，当滑动变阻器 现的故障可能是 的滑片P从滑动变阻器R A.R2发生短路 的中点位置向左滑动时，小灯泡LL,L,的亮 B.R发生断路 度变化情况是 ( ) C.R,、R2同时发生断路 A.灯L,变亮，灯L变暗，灯L变亮 D.R、R同时发生断路 B.灯L变暗，灯L变亮，灯L变暗 6.(2023·山东济南质检)如图所示的电路中，闭合 C.L、L,两灯都变亮，灯L,变暗 开关S,灯L、L2正常发光，由于电路出现故障， D.L,、L,两灯都变暗，灯L,变亮 突然发现灯L,变亮，灯L,变暗，电流表的示数变 3.(2022·四川成都实外质 小，根据分析，发生的故障可能是 检)如图所示的电路图，电成 流表、电压表是理想电表， 电阻R。是定值电阻，电源的电动势和内阻分 别为E、r,电动机的内阻为o:当合上开关，增 大电阻箱R的阻值时，电流表和电压表的数 值变化量分别为△1、△U,下列说法正确的是 A.R,断路 B.R2断路 C.R短路 D.R短路 必修第三册：JK黑白题072 题型3含电容器电路的动态分析 △U A. 的值变大 7.(2024·河南郑州联考)如图 41 所示的电路由电源U、电容 B. 器C、定值电阻R1、R2、R、开 4的值变大 关S以及灵敏电流计G构 C.电压表V,的示数与电流表A的示数的比 成灵敏电流计的零刻度位于表盘中央.闭合 开关S,电路稳定后，电流表指针指向表盘中 不变 央零位置，若断开开关S,电流表指针的摆动 D.滑片向左移动的过程中，电容器的电容不 情况正确的是 变，带电荷量不变 A.指针停留在原位置不动 10.(2023·北京海淀一模)水平放置的平行板 B.指针向一侧摆开一个角度后静止不动 电容器C、定值电阻R。、滑动变阻器R、电源 C.指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零 E和开关S等元件组成如图所示电路，闭 位置 合S,待稳定后，电容器两极板间的带电油滴 D.指针以中央零位置为中心左右摆动然后返 A恰好保持静止.不考虑空气阻力和浮力，下 回中央零位置 列说法正确的是 8.(2023·河北邢台南和 中期中)如图所示的电 路中，电源内阻不能忽 略，当滑动变阻器的滑片向左移动后，下列判 断正确的是 A.当R接人电路中的阻值变大时，电容器将 A.小灯泡L的亮度变低 放电 B.电容器所带电荷量不变 B.当R接入电路中的阻值变小时，油滴A将 C.电阻R2消耗的功率变小 向下运动 D.流经R,的电流由右向左 C.仅换用阻值更大的R。,油滴A将向下运动 9.(2024·四川成都期中)实验小组利用如图电 D.仅换用阻值更小的R,油滴A依旧可以保 路研究电压的变化△U与电流的变化△1的关 持悬浮状态 系，电流表、电压表均为理想电表，D为理想二 11.(2022·四川成都蓉城名 极管，C为电容器闭合开关S至电路稳定后， 校联盟期初)如图，一带 将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距 负电的点电荷周定于平 离，结果发现电压表V,的示数变化量大小为 行金属板电容器中的P △U,电压表V,的示数变化量大小为△U2,电 点，电表均为理想电表当滑动变阻器R,的滑 流表A的示数变化量大小为△1，则下列判断 片向a端移动时，下列说法正确的是( 正确的是 A.电压表V和电流表A的示数均减小 B.电容器的带电量减少 C.R2、R和R,消耗的总电功率增大 D.固定在P点的点电荷的电势能减小 第二章黑白题0732. BD 解析:A.在电源的/-/图像中,图像斜率的绝对值表示电源的 滑片从A向B移动过程中,总电阻减小,通过R.的电流逐渐增大,即 内电阻,由图线I、II可知,电源1、电源2的内阻分别为r.=-0. 滑片置于A端时,R.上的功率为2.25W.电流为0.75A.根据P=f 225 --50.即电源1与电源2的内阻之比是3:2.选项A错误; (3)当滑片置于B端时,通过R.的电流最大,即R、的功率最大,此 B. 电源的V-/图像纵轴戴距表示电源电动势E.=E,=10V. E6 则电源1与电源2的电动势之比是1:1.选项B正确 CD. 小灯泡的(/-/图线与电源的V-/图线的交点即为小灯泡与该电 4W. 源连接时的工作状态,则连接电源1时.V.=3.75V.1.=5A.故小灯 (4)滑片置于A端时,滑动变阻器的全部电阻和R。并联,流经R。的 泡消耗的功率为P=V.1.=18.75W. 电流/ =0.6A.两端电 压和R相等.V=I.R.=0.6x2V=1.2v 滑片置于A端时,设干路电流/。,由闭合电路欧姆定律得E=V l1(R.+r),解得1.=0.8A. 连接电源2时.V.=5V.1=6A.故灯泡消耗的功率P.=V 流经滑动变阻器的电流/=I-1.=0.8A-0.6A=0.2A. 30w. 02 专题探究7 闭合电路的动态分析 则R:R.=9:10.P :P.=5:8. 选项C错误。D正确,故选BD 3. CD 解析:AB.滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过 程中,接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,电流减小,R.两端的电 1. AD 解析:AC.设电源内阻为7.甲图中.当环境变暗时,R.阻值变大 压减小.故图线乙表示V.示数的变化,图线甲表示V.示数的变化,由 电路总电阻变大,干路电流减小.根据闲合电路欧姆定律V.=E- 图可知图线乙的斜率表示定值电阻的阻值R.-0.6-0 3-0 I(R。+r)可知灯泡两端电压变大,灯泡亮度变亮;当环境变亮时,R.阻 0:50. 值变小.电路总电阻变小.干路电流增大,根据闭合电路欧姆定律可 知灯泡两端电压变小,流过灯泡的电流变小,由于通过干路的总电流 增大.故流过R.的电流/.增大.根据P.=/R.可知R.电功率增大 可得电源内阻为r=50.纵轴截距表示电源电动势E=6V.故 故A正确.C错误;D.乙图中.当环境变暗时.R.阻值变大.电路总 AB错误: 电阻变大,干路电流减小.因为R.的电阻值和灯泡的阻值不变,故流 C.设外电阻为Rk,电源的输出功率为Pa:-fR-(){R 过灯泡的电流减小,灯泡变暗;当环境变亮时,R.阻值变小.电路总电 阻变小.干路电流增大.流过R.的电流变大.电功率增大,故B错误 r2 D正确.故选AD 2.A 解析:将滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向左 E2 滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,由 根据数学知识可知,当R=r=50时,电源的输出功率最大P= r 闭合电路欧姆定律得知:干路电流/减小.路端电压增大,则灯L。变 62 亮.流过灯L。的电流1.=1-1.,/减小,1.增大,则1.减小,灯L。变暗 4x5 W-1.8W,故C正确: 灯L的电压 =V-V..V增大.V.或小.V. 增大.L 灯变亮.故 D. 将R.看作电源的内阻,当滑动变阴器接入阴值为R.=R.+r=10 选A. 时,滑动变阻器消耗的功率最大P'-4(R)4x10 262} W=0.9W,故 3.D 解析:AB. 根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可知,当电阳 箱的阻值R增大时,与R并联电压表的示数增大,与R间接串联电 D正确.故选CD 流表的示数减小,故A.B错误;C.电动机不是纯电阻,不满足欧姆定 压轴挑战 律,所以当电动机两端电压变化量为AV时,其电流的变化量不等子 4.(1)R.理由见解析(2)4D 20(3)4W (4)60 AU .故C错误;D. 根据闭合电路欧姆定律V.=E-/(r+R).U.=F- 解析:(1)图像P是电阻R、的功率变化曲线.因为当滑动变阻器的泪 片移动到B端时,电阻R。和滑动变阻器被短路,流经电阻R、电流为 1(r+R).可得U-V.=-(I-I)(r+R),则有AU=-AI(r+R),可 零,而滑动变阻器的滑片从A端移动到B端的过程中.流经R,的电 得r+R。= 流不能为零.图像P电流值能取到零,所以图像P是电阻R。的功率 变化曲线 4.AC 解析:A.闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片P向上移动,变 (2)B。上电流由0.6A到0A变化,即滑片置于A端时R。上的功率 阻器接入电路的阻值变大,则外电路的总电阻变大,根据闭合电路的 欧姆定律,总电流变小,则路端电压变大,即V.表读数变大,故A正 确;B.总电流变小,根据部分电路的欧姆定律,R,两端的电压变小. 参考答案与解析 黑白题35 即V.表读数变小.故B错误:C. 电源的总功率为P=E7.F不变./减 B. 同理,有V,=E-lr,则有 小.电源的总功率变小,故C正确;D.R.两端的电压加上R.两端的 △ 电压等于路端电压.即V.+.=V.R.两端的电压变小.路端电压变 大.所以R.两端的电压变大,故R.中的电流变大.即A表读数变大 故D错误:故选AC. 滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,R变大,故C错误 5.C 解析:A.当R。发生短路时,灯泡L.与R。并联被短路,灯泡L. 不亮,故A错误;B. 当R、发生断路时,电阻总电阻增大,电路总电谪 端电压,滑片向左移动的过程中,电压减小,电容器应该放电,由于二 /减小,外电压/增大;流过R.的电流7.增大,可知流过L.与R、并 极管的单向导电性使电容器极板带电量保持不变,故D正确.故选D 联部分的总电流减小,则流过L:的电流减小,灯泡L:变暗;由于L 10. A 解析:A. 滑动变阻器R和定值电阻R.串联.所以当R接入电路 两端电压减小.可知L.两端电压增大,则灯泡L,变亮,故B错误 C. 当R.、R。发生断路时,电阻总电阻增大,电路总电流/减小,外电 中的阻值变大时,电路中的总电阳变大,根据团合电路欧&定律/ 压/增大;由于L.与R。并联部分的电阻变大,L。与R。并联部分的 RR 一.可知电路中的总电流变小.根据欧姆定律V.=7R。.电阻R.两 电阻不变,可知L。两端电压增大,灯泡L.变亮,若L.两端电压增大 清的电压变小.电容器与电阻飞,并暖,所以电容器两端的电压凋 的数值大于外电压增大的数值,则L。两端电压减小.灯泡L。变暗 小.根据0=CU.可知电容器所带电荷量会减少,电容器会放电 故C正确;D.当R.、R、发生断路时,电阻总电阻增大,电路总电流/ 故A正确:B.同理,当R接入电路中的阻值变小时,电路中总电阻 减小,外电压V/增大;由于L.与R.并联部分的电阻不变,L。与R 并联部分的电阻变大,可知L。两端电压增大,灯泡L。变亮,故D错 误,故选C 根据欧姆定律V=/R。.电阻R.两端的电压变大.电容器与电阻R.并 6.A 解析:画出原电路的等效电 -,可知,电容器两极板 路图如图所示,若R:断路,则 间的电场强度变大,因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡,当 R. 增大,根据闭合电路欧姆定 电场强度增大后,根据F=E.可知油滴受到的电场力增大,所以油 滴向上运动,B错误;C.仅换用阻值更大的R。,电路中总电阻增大. 通过I。的电流变小,即L.变 E 根据闭合电路欧姆定律7= 暗,电流表的示数变小,又由(V=E-女可知,路端电压增大,而(/= 闭合电路欧姆定律(V.=F-/R,电阻R.两端的电压变大,电容器与电 V.+V.V减小,可得V增大,故L.变亮,选项A正确.依次分析 阻R。并联,所以电容器两端的电压变大,根据E-可知,电容器 其他选项,可知BCD不符合题意 7.C 解析:ABC.闭合开关5.对电容器C充电,充电完毕,电路稳定 两极板闹的电场强度变大,因为油滴A开始时受到重力和电场力平 后,电流表指针指向表盘中央零位置.若断开开关s.电容器C经由电 衡,当电场强度增大后,根据F=可知油滴受到的电场力增大,所 流计G.R.R.构成的回路放电.则有电流流经电流计C.电流计指针 以油滴向上运动.C错误;D.仅换用阻值更小的R。.电路中总电阳 向一侧偏转一个角度,电容器C放电完毕后,回路中电流是零,电流 变小,根据闭合电路欧姆定律/= 计指针返回表盘中央零位置,AB错误.C正确;D.放电电流在R.R R+R. 上产生焦耳热,因此电容器C放电完毕后,回路中电流是零,不会对 根据团合电路欧姆定律.=F-/R,电阻R.两端的电压变小.电容器 电容器C第二次反向充电,因此电容器C放电时,电流计指针只向一 与电阻。并联,所以电容器两端的电压变小,根据E= 侧偏转一个角度,然后返回中央零位置后静止,D错误,故选C 8.A 解析:A. 当滑动变阻器的滑片向左移动时,R.在电路中的电阻值 容器两极板间的电场强度变小,因为油滴A开始时受到重力和电场 减小,外电路的总电阻减小,由闲合电路欧姆定律可知,外电路中的 力平衡,当电场强度变小后,根据F=E可知油滴受到的电场力变 电流增大,电源内阻上的电压增大,电源的路端电压减小.小灯泡1 小.所以油滴向下运动.D错误.故选A 的电压减小.流过灯泡的电流变小.亮度变低,A正确;BD.外电路电 11.D 解析:当滑动变阻器R.的潜片向a端移动时,其接入电路的电 流增大,流过灯泡的电流变小,则流过R。支路的电流变大,R.两 阻增大,与其串联的有R.、R、电流表A;与其并联的有电容器、电 压表V、R.A.由“串反并同”可知,电流表A示数减小.电压表V示 电压增大,电容器的电压增大,给电容器充电,流经R.的电流由左向 右,电容器所带电荷量增大.BD错误;C. 外电路电流增大.R.两端电 数增大,A错误;B.由“串反并同”可知,电容器电压增大,由0=Ct 知,带电量增大,B错误;C.将R.与电源当作新的电源,当R.R.和 R.的阻值与R.与电源内阻之和相等或越接近时.R.R.和R.消耗 故选A. 的总电功率越大,由于无法确定两者的电阻关系,则无法确定R。。 9.D 解析:A.由闭合电路欧姆定律,可得V.=E-f(R,+r). R.和R.消耗的总电功率变化情况.C错误;D. 下极板接地,电势为 零,由于电容器电压增大,P点电势增加,点电荷带负电,电势能陶 低,D正确.故选D 必修第三册·JK黑白题36