专题11 含电容器的动态电路&专题12 闭合电路的功率和效率问题-【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)

流减小，故电流表A,示数变小，故AB错误：C,电压表示数变化△U,5.D解析：A.滑片向上滑动，其阻值减小，总电阻减小，根据闭合电路 表示路端电压增大△U,反过来内电压或小△U,又电流表A示数变 欧姆定律可知回路中电流变大，两灯变亮，故A正确，不符合题意： 化4，则A ,故C正确：D.根据闭合电路欧鹅定律可得U=E B.总电流增大故内电压增大，所以外电压减小，即V,的示数减小。 而L的电压变大，所以L的电压减小.所以V,的示数及电容器极板 间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q不 Q 变，电容器极板间电场强度E:上。=9。Q4m0不变，可 dd cd sS 8S 专题十一 含电容器的动态电路 Amkl 知油滴静止不动，故B正确，不符合题意：C,把L,的电阻R看作电源 1,A解析：AB.由电路图可知，S用合后，当温度升高时，由于电路为 内阻的一部分，△，就是R+r两端电压的增加量，也是电容器两板间 并联电路，R,电阻增大，则总电阳增大，根据做姆定律可知总电流/ 减小，由于=E-,则U增大，即灯泡两端电压U增大，灯泡L变 电压诚少量，则 A=Rr,故C正确，不符合题意：D.由闭合电路做 亮，由于R 可知，4增大，则流过R,和R,的电演广减小，由于 U 姆定律可得△山，等于r两端电压的变化量，即 =r,所以△U> U=R,可细U诚小，由于U'知=-Um,则可知Ua增大，则电容 △U,故D错误，符合题意故选D. 器C两端电压增大，由Q=CU:可知电容器C的带电荷量增大， 放A正确，B错误：C.根据=可知电容器C两端电压增大，则电 专题十二闭合电路的功率和效率问题 1.A解析：A.当滑动变阻器潜片从→b移动时，R,左右两个部分并 容器C两板间的电场强度增大，故C错误：D.由上述可知，流过R 联电路总电阻先增大后诚小，根据闭合电路做姆定律可知：电路中电 的电流'减小，根据P=2R,可知R,消耗的功率减小，故D错误故 流是先减小后增大，A正确：B.路端电压U=E-,因为总电流先减 选A. 小后增大，所以路端电压先增大后减小，B错误：C,当R%=r的时候 2.A解析：A.开关S闭合后的一段时间内，电容器一开始处于充电状 电的输出功率最大，可知当滑片在：端或者端时，外电路总电阻 态，最终达到稳定，可知电容器的电荷量先变大，最终稳定，根据 R外=「，此时电源的输出功率最大，所以输出功率是先减小后增大的。 C错误：D.将R2看成电源的内阻.等效电源的内阻为2.变阻器为外 U 电路，显然外电阻小于内电阳，外电阻先增大后减小，等效电源的输 可知电容器极板间电压U先变大后保持不变，设电路中电流为1，则 有~尽U 出功率，即R,上消耗的功率先增大后减小，D错误故选A. R+r 2.D解析：A.由题意可知，当周用环境变亮时，光照强度增强，R,诚 可知随着电容器极板电压的增大，电路电流逐渐域小，最终电流变 小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流/ 为零，根据闭合电路做姆定律可得U=E-r,可知随着电路电流逐 增大路端电压/减小，则A灯电流减小，A灯变暗：通过R。的电流 渐减小，路端电压逐渐增大，最终等于电动势保持不变，故A正 为。=/-/4，可知通过R。的电流1n增大：R。两端电压U。增大，根据 确：B.根据政姆定律可得U=R,可知随着电路电流逐渐减小，定值 =U。+Un可知B灯的电压减小，则B灯变暗，故A错误：B.电源总 电阻两瑞电压逐渐减小，最终为零，B错误：C.U等于电容器极 功率为Pa=以，由于电路总电流1增大，总功率变大，故B错误： 板电压，可知U逐渐增大，最终等于电动势，C错误：D.由于d之间 C,当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大：当外电阻减小时，由 为一导线，则Ud一直为零，D错误故选A 于不清楚外电阳与内阳的关系，所以无法确定输出功率变化，故C错 3.B解析：设R,=R,则R,=4R,R,=R 误：电源效率为可骨名由于路端电压U减小，所以电源的效 开关S断开电路隐定时，电容器的电压就是R,的电压，R的电压为 么=+风=电容器上极板带正电Q,=,={ 率变低，故D正确.故选D E E开关s 3.B解析：根据题意可知，圆环分成两部分并联接入电路，设接人电路 = 闭合时，电容器的电压就是R,的电压，R,两端的电压“R,+R 的等效电阻为R,,则圆环的功率为P= +2Rg+R1 4 R ￡，电容器下极板带正电Q,=CU=了CE,则流过R,的电荷量 由数学知识可知 △Q=Q1+Q2=CE,放选B. =R,即R=R时，P有最大值，最大值为P一 R 4.AC解析：增大R,的阻值，Ra增大，I诚小，流过R2的电流减小， 29 W.故选B R2两端的电压减小，所以A正确：将R2与电源看作等效电源，当 4R。8 R,=R,+r=250时，R,获得的功率最大，所以B错误：当R,的阻值 4.CD解析：A.把R,等效成内阻(r+R),电阻箱所消耗的功率P等于 减小时，电容器两端的电压与，两端的电压同步诚小，因此电容器 电源的输出功率，由图2可知，当R=5时，R消耗的功率最大为 C会放电，由于左极板带负电，因此会有c→d的电流产生，所以C正 45W,可知r+R,=5.解得r=3且. 确：开关接a时，电容器左极板带负电，开关接b时，左极板带正电， 根据R消牦的最大功率P=尸R,解得/=3A。 所以流过R,的电流流向为。→，因此D错误 则电源电动势E=(R+r+R。)=30V,故A错误： 参考答案与解析黑白题63 C,当电源内外电阳相等时电源输出功率最大，此时电路总电阻 38.40 为2，电路中电流人=号5A 3 设当电压表达到其量程时，电阻箱与电源内阻总和为x,有 8.4 最大输出功率P.==75W, 36-3,解得x=7.680: 可知电源输出功率先增大后减小，最大功率为75W,枚B错误， C正确： 因为r>30,电阻箱电阻最小值Rm=7.680-30=4.68, 因为电阻箱读数只有一位小数.因此Rm=4.7. Ro+R D.电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率)+R+,×100%: (4)并联电阻RR+R Ry Ro 70%,故D正确.故选CD. Us_U2 =R. 由闭合回路的欧姆定律可得E=U+ 1 -U ·Rt 5.D解析：AC.由部分电路欧姆定律可知 万1 13-1 R,AC错误：B.由闭合电路的做姆定律可知 :3(R+4r) 4(R+3,B错误； 君(）术人器解用亡证R) R lz R 几.供电效率分别为3泥R+3a产4花R44所以>aD正 确故选D, 专题十三 测量电池电动势和内阻 0V=3.33Vr=3.840 解得B= 1.1)1.502)D(3)08,2a方 3.(1)变小(2)3.02.0(3)1，R0 解析：(1)电压表量程为3V.读数为1.50V. 解析：(1)滑动变阳器在电路中起到调节电流的作用，滑片P向右滑 (2)图1方案测出的内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，故电流 动时R值减小，电流传感器2的示数变大，电流传感器1的示数 表分压导致电源内阳测量值偏大.故选D 变小 《3)①电流表的内阻R,=。 （2)由闭合电路威姆定律可得：1，风=E-(+),变形得：山R E ②根据闭合电路脉姆定律E=U+I《R。+R,r). 装理得：-（么r。 图可海 ×103=-1×103,解得：r=2.02.由图可知： 。得 a Vo b=1.50mA,解得：E=3,0V. 则E=,bl0 61 (3)若图像纵坐标改为路端电压，即，R,则图像与纵坐标的交点为 2.(1)如图所示 电源的电动势 4.(1)电压表量程太大，违反了精确性原则(2)A(3)L.480.50 (4)小于小于 解析：(1)给出的电压表量程太大，远大于一节干电池的电动势，若 采用此电压表，指针偏转角度太小，读数不准确。 (2)将定值电阻R,接在A处，不仅可以保护电路，还可以使电流表 示数变化明显。 (R,+R,)(R2+r) (2)如图所示 (3)根据闭合电路的欧姆定律可得E=(R,+R,)+ R 变式可得R,+R),(RR)(Rr)1 E E ,可得干电池电动势 E=1.48V.千电池内阻r=050且 (4)题中电路的误差分析与下面的原理图甲等效，根据测得的实验 数据和真实数据之间的差别分别画出两种情况下对应的-1图线如 图乙所示，可知测得的电动势和内阻的测量值均小于真实值 (347(④4R()(533 解析：(1)根据题意可知电压表应并联在定值电阻R,两端，如答案 E, 真实清河 图所示 测堂情识 (2)根据实物连线画出电路图，如答案图所示. RyR0960×40 0 (3)电压表内电阻R,与，的并联电为，R+R。90+400 必修第三册·JK黑白题64题 限时 含电容器的动态电路 15分钟 1.(2023·山西期中)热水 EC 3EC 2EC B.EC 器中，常用热敏电阻实现 5 C.5 D. 5 TE.rR 温度控制.如图是一学习 小组设计的模拟电路，R,为加热电阻丝，R 为正温度系数的热敏电阻（温度越高，电阻 越大)，C为电容器.S闭合后，当温度升高时 ( (第3题) (第4题) A.电容器C的带电荷量增大 B.灯泡L变暗 4.(多选)如图所示，电源电动势E=1.5V,内 C.电容器C两板间的电场强度减小 电阻r=0.5Ω，滑动变阻器R,的最大电阻 D.R,消耗的功率增大 R=5.02,定值电阻R2=2.0D,C为平行板 2.(2023·江苏大联考)如图所示，电动势E、 电容器，其电容为3uF将开关S与a接触 内阻r的电源与定值电阻R、电容器C(电容 则 () 较大，原来不带电)构成闭合回路.当开关S A.当R的阻值增大时，R,两端的电压减小 闭合后的一段时间内，Ub、Uc,Ua、U随时 B.当R接入电路阻值为0.52时，R消耗的 间t变化图像可能正确的是 功率最大 C.当R,的阻值减小时，R中有c→d的电流 流过 D.将开关从a接向b,流过R,的电流流向为 d→e 5.(2024·江苏无锡调 研)如图所示电路，电 源内阻为「，两相同灯 泡L,、L2电阻均为R,D为理想二极管（具 有单向导电性)，电表均为理想电表，闭合$ 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央 D 静止不动，现把滑动变阻器滑片向上滑动 3.(2023·辽宁重，点高中期中联考)如图所示 电压表V,、V,示数变化量绝对值分别为 的电路中，电源的电动势为E,内阻不计，电 △U,、△U2,电流表示数变化量绝对值为△/， 容器电容为C,电阻R,:R2:R:R=4: 则下列说法中不正确的是 () 1:1:1,开关S断开，现将S闭合，由S闭 A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴仍静止不动 合到电路稳定的过程中通过R,的电荷量是 △U =Rtr C. D.△U2<△U 进阶突破·专项练13 专题 闭合电路的功率和效率问题 。限时 20分钟 1.(2024·黑龙江哈师大附 4.(2024·海南文昌中学质检)（多选）为了探 中期中)如图所示电路， 究变化电阻消耗的功率随其电阻值的变化 电源电动势为E,串联的 规律，设计电路如图1所示，电源电动势恒 固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R, 定，定值电阻R=2Ω.测得电阻箱所消耗的 电阻大小关系为R,=R2=r,则在滑片从a端 功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图2 移动到b端的过程中，下列描述中正确的是 所示.随着电阻箱电阻值R的增大，下列判 ( A.电路中的总电流先减小后增大 断正确的是 P/W B.电路的路端电压先减小后增大 5 C.电源的输出功率先增大后减小 D.变阻器R上消耗的功率先减小后增大 015/0 2.(2024·广东深圳期中)如图所示为某城市 图1 图2 道路上安装的光控节能路灯的原理图，当周 A.电源电动势为45V,内阻为3 围环境的亮暗程度发生变化时，电路中的光 B.电源的输出功率一直增大 敏电阻阻值会随光照增强而变小.已知电源 C.电源输出功率最大值为75W 电动势为E,内阻为r,R,为光敏电阻，A、B D.电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效 为两个路灯.当周围环境变亮时，闭合开关 S,下列判断正确的是 率大于50% ( A.两灯都变亮 5.(2023·江苏泰州调研)内电阻均为r的7 B.电源的总功率变小 节干电池，分成A组3节干电池串联、B组4 C.电源的输出功率变小 E.r 节干电池串联将它们与定值电阻、理想电 D.电源的效率变低 表、开关按图示电路连接.只闭合S,电流 3.(2024·江苏扬州中学质 表、电压表的示数为I1、U:只闭合S2,电流 检)用电阻为132的均匀 表、电压表的示数为12、，两电池组的供电 电阻丝制成一个圆环，并 效率分别为71、刀a,则 把它接到如图所示的电路 中.图中导线的P端能沿圆环移动，并保持 良好接触.已知R。为22，电源电压保持 R 3V不变.改变P的位置，圆环的最大电功 ④ 率为 ( U U2 U13 13W N.5 98 B A.1 l B.U24 U2-U 9 9 = C.3 W D.2W c.11 D.na>78 14黑白题物理|必修第三册·JK