重难点专训26 动态电路分析方案(福建专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-09-15
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摘要:
**基本信息**
以“方法建模-分层演练”为核心,系统整合程序法、串反并同法、极限法三大分析策略,构建动态电路“概念-方法-应用”逻辑链条,培养科学思维与物理观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|研判·模型总结|/|提炼程序法(含结论)、串反并同法(适用条件)、极限法(极端分析),归纳滑动变阻器接法、传感器类型等动态变化模型|从动态电路定义出发,通过规律推导形成分析方法,结合电路结构类型构建应用框架|
|模拟·基础演练|15题|针对滑动变阻器滑片移动、热敏/光敏电阻等基础情境,强化程序法与串反并同法应用|以基础电路为载体,训练电阻变化对电流、电压的影响分析,落实相互作用观念|
|重难·创新演练|15题|结合输液提示器、酒精检测仪等实际情境,综合运用三种方法解决含电容器、电源功率等复杂问题|从单一变量到多因素综合,提升科学推理与模型迁移能力,对接高考命题趋势|
内容正文:
重难点专训26 动态电路分析方案
目 录
研判·模型总结 1
模拟·基础演练 3
重难·创新演练 8
研判·模型总结
技巧总结
1.电路的动态分析问题:是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,某处电路变化又引起其他电路的一系列变化;对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联电路中电压和电流的关系.
2.电路动态分析的三种常用方法
(1)程序法
【需要记住的几个结论】:
①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,整个电路的总电阻一定增大(或减小)。
②若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若电键的通断使并联的用电器增多时,总电阻减小
③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大,用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
即:←R↑→
【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻,“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(3)极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型:
①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化:限流接法时注意哪部分是有效电阻,分压接法两部分电阻一增一减,双臂环路接法有最值;
②半导体传感器引起的动态变化:热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小;
③开关的通断引起的动态变化:开关视为电阻,接通时其阻值为零,断开时其阻值为无穷大,所以,由通而断阻值变大,由断而通阻值变小。
4.滑动变阻器的几种接法
①限流接法
左部分为有效电阻,向←滑动,AB间总阻值减小。
②分压接法
向←滑动,R并增大,R串减小,AB间总电阻减小。
③双臂环路接法
图① 图②
根据图①当时,有最大值且,均值不等式
当时,.
根据图②当时,有最大值且,均值不等式
当时,.
④惠斯通电桥电路
惠斯通电桥电路图:
其中R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,Rx为待测电阻,G为灵敏电流计。
2、测量方法:
(1)调节可变电阻R3,使得电桥上的灵敏电流计示数为0
(2)由电桥平衡可得:
模拟·基础演练
1.某同学用如图所示的,热敏电阻Rt与定值电阻R0串联,电压表测R0两端电压,所示的电路探究热敏电阻的伏安特性。请回答下列问题。
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)。
(2)实验时,将热敏电阻放入盛有热水的烧杯中,逐渐加入冷水,观察电压表示数的变化。若电压表示数变大,说明热敏电阻的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
(3)该同学记录了几组温度与电压的数据,并绘制了U-T图像。若图像是一条下降的曲线,则表明热敏电阻的阻值随温度升高而______。
(4)该实验电路中的定值电阻R₀的作用是______。
2.在如图的电路中,A、B为相同的两个灯泡,当变阻器的滑动头向端滑动时,A灯________,(填“变亮”或“变暗”)B灯________(填“变亮”或“变暗”)
3.如图所示,R是光敏电阻,当光照强度增大时,它的阻值减小,电压表和电流表均为理想电表。当外界的光照强度减弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电源的总功率增大
D.电源的输出功率一定减小
4.(多选)图1为某烟雾报警装置的工作原理电路图,电源电动势为6V,内阻可忽略不计,烟雾传感器的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图2所示,定值电阻的阻值为,当电流表示数达到或超过0.20A时,电路发出警报,则( )
A.烟雾浓度越高电流表示数越小
B.电路发出警报时,烟雾浓度大于等于10%
C.当烟雾浓度为15%时,两端电压为4.8V
D.增大阻值,将降低烟雾报警浓度
5.(多选)一平行板电容器的两块金属板A、B正对竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键,此时电流表和电压表的示数分别为和,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为。电源电动势和内阻一定,下列说法中正确的是( )
A.若将的滑动触头P向a端移动,则变小
B.若将的滑动触头P向b端移动,则减小,增大
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则小球重新达到稳定后不变
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则平行板电容器的电量变小
6.某学校创建绿色校园,新装了一批节能灯,如图甲所示,该路灯通过光控开关实现自动控制;电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,RL为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现减小光照强度,则下列判断正确的是( )
A.电源的效率降低 B.R0两端电压增大
C.A灯和B灯都变亮 D.电源内部发热的功率增大
7.(多选)如图所示,电源电动势为,内阻为,定值电阻。电路中为电容器的电容,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,结果发现电压表的示数改变量大小为,电压表的示数改变量大小为,电流表A的示数改变量大小为。则下列判断正确的有( )
A.电压表、的示数减小,电流表A的示数增大
B.在滑片向右移动的过程中,有电流从右向左通过
C.电源的输出功率增大
D.大于
8.如图所示的电路中,灯泡的电阻大于电源的内阻,闭合电键,将滑动变阻器滑片向左移动一段距离下列分析正确的是( )
A.灯泡变亮 B.电容器上电荷量减少
C.电源的输出功率变小 D.电流表读数变小,电压表读数变大
9.(多选)一平行板电容器的两块金属板A、B正对竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是( )
A.若将的滑动触头P向b端移动,则θ变小
B.若将的滑动触头P向b端移动,则I增大,U减小
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则平行板电容器的电量变大
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则小球重新达到稳定后θ变小
10.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,C为电容器。闭合开关、,待电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.增大R1的阻值,电容器所带电荷量增加
B.增大R2的阻值,电源的输出功率一定增大
C.减小R3的阻值,电源的效率一定增大
D.断开开关,电容器将通过R3放电
11.(多选)科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而变小。GMR为一个磁敏电阻,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,V为理想电压表。闭合开关S1和S,当P1向左端移动时,则( )
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.乙图电源E内阻消耗的功率变小
12.在如图所示的电路中,电源电动势和内阻均恒定不变,初始时滑动变阻器的滑片P位于最左端a位置处。现闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数将减小 B.电压表的示数将减小
C.电源的路端电压将增大 D.内阻消耗的功率将增大
13.(多选)在如图所示的电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向下滑动时,电表、、、的示数分别用、、和表示,其示数变化量的绝对值分别用、、和表示。所有电表均视为理想电表,下列说法正确的是( )
A.减小,增大 B.
C.变大,不变 D.不变,变大
14.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中不正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表的示数变小
C.电流表的示数变大 D.电流表A的示数变大
15.潜水器是一种具备水下观察、探测、作业能力的载人或无人装备,按用途可分为载人潜水器、无人遥控潜水器和自主式潜水器,广泛应用于海洋科考、资源勘探、救援打捞等领域。载人潜水器可搭载科研人员深入海底开展实地探测,如我国的“奋斗者”号;无人潜水器则能在高危、复杂海域执行任务,无需人员进驻。如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,电源的电动势和内阻均为定值,是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中,下列说法正确的是( )
A.传感器两端的电压减小 B.通过显示器的电流减小
C.电路的总功率可能不变 D.传感器的功率一定减小
重难·创新演练
16.深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.当药液减少时,电源的效率增加
B.当药液减少时,电源的输出功率减小
C.当向药液袋内注射液体时,灯泡变暗
D.当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
17.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,和均为定值电阻,为滑动变阻器。当的滑片在ab的中点时闭合开关S,此时三个理想电表、和V的示数分别为、和U。现将的滑片向a端移动,则( )
A.增大 B.减小 C.U增大 D.电源的总功率增大
18.我国每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起,酒后驾车已经成为交通事故的第一大“杀手”,交警通常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。某型号酒精检测仪的原理图如图所示,电源的电动势为,内阻为为气敏电阻,其阻值随着酒精气体浓度的增大而减小,为定值电阻,电路中的电表均为理想电表。当对酒驾者进行测试时,与未饮酒的驾驶员相比( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.电流表的示数变小 D.电源的总功率变小
19.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,如图甲是某型号酒精测试仪,其工作原理如图乙所示,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻,且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,与未饮酒的驾驶员相比( )
A.电流表的示数减小 B.电压表的示数增大
C.电源的输出功率增大 D.电源的效率保持不变
20.(多选)电源、开关S和、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行极板水平放置,平行板电容器的电容。当开关S、闭合,并且无光照射光敏电阻时,一带电液滴恰好静止在电容器两极板间的M点。当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,则( )
A.液滴向下运动
B.液滴向上运动
C.两端的电势差是否升高无法判断
D.当光照强度不变时断开,把电容器的上极板向上移一小段距离,则上极板的电势比A点的电势高
21.如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻R0消耗的电功率变大,电源消耗的总功率变大
B.只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,R1消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C.只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,电压表示数变大,带电微粒向上运动
D.若断开开关S,电容器所带电荷量变小,带电微粒向上运动
22.如图所示,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,当照射光敏电阻的光减弱时,则( )
A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小
C.电容器所带电荷量减小 D.电源输出功率减小
23.某学习小组设计了如图所示电路,调节光照强度可令光敏电阻的阻值在1~5Ω范围内变化,的阻值随光照强度的增大而减小。已知,,若电压表视作理想电表,闭合开关S后,当( )
A.光照强度增大时,电压表的示数增大 B.光照强度增大时,的电功率减小
C.光照强度减小时,电源的效率减小 D.光照强度增大时,电源的输出功率增大
24.如图1所示的电路,电源是恒压源,电源输出的电压始终为U,滑动变阻器与定值电阻串联后再与电动机M(内阻为)并联;如图2所示的电路,电源的电动势为E、内阻为r,滑动变阻器与定值电阻串联后再与电容器C并联。闭合两图所示电路的开关,下列说法正确的是( )
A.当的滑片向右移动,电动机的热功率变小
B.当的滑片向右移动,两端的电压变大
C.当的滑片向右移动,电容器所带电量增多
D.当的滑片向右移动,流经的电流变大
25.将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路,电源电压不变,为定值电阻。闭合开关,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电路的总功率变大
D.定值电阻的功率变小
26.如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C. D.液滴将向下运动
27.(多选)如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为、内阻为,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两端的电压减小
B.的功率减小
C.电流表的示数变大
D.通过的电流增大
28.(多选)在家庭常用的台灯电路中,电源电动势为E、内阻为r,电路结构如图所示。闭合开关后小灯泡正常发光,若将滑动变阻器的滑动触头P向上滑动,下列说法正确的是( )
A.小灯泡亮度变暗 B.小灯泡变亮
C.路端电压变大 D.电流表示数变大
29.如图所示的电路,电源为恒流源,即输出的电流是定值,、是定值电阻,是滑动变阻器,灯泡的电阻是定值,电压表、电流表是理想电表。闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法正确的是( )
A.的功率增大 B.V的示数减小 C.A的示数增大 D.灯泡变亮
30.(多选)某酒精检测仪的工作原理如图所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,且(阻值恒定)。电流表、电压表均为理想电表,当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中错误的是( )
A.电压表的示数增大
B.电流表的示数增大
C.电源输出功率减小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
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重难点专训26 动态电路分析方案
参考答案
题号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
BC
BD
C
AC
CD
AD
D
BD
D
题号
13
14
15
16
17
18
19
20
21
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答案
AC
AD
B
C
ABC
B
C
BD
A
C
题号
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
D
D
D
C
BC
BD
C
AC
模拟·基础演练
1.(1)减小
(2)变小
(3)增大
(4)保护电路(或作为分压电阻,防止电流过大)
【详解】(1)高中阶段研究的热敏电阻以负温度系数热敏电阻为主,其阻值随温度升高而减小。
(2)电路中热敏电阻与定值电阻串联,电源总电压保持不变,电压表测两端电压,根据串联电路规律推导得
电压表示数变大,由上述公式可知,总电阻减小,不变,因此热敏电阻阻值变小。
(3)若图像为下降曲线,说明温度升高时,减小;由公式可得,减小则总电阻增大,因此热敏电阻阻值随温度升高而增大。
(4)定值电阻的作用:一方面防止热敏电阻阻值过小时,电路总电阻过小、电流过大,起到保护电路的作用;另一方面可以通过的电压得到电路电流,将热敏电阻的阻值变化转换为电压的变化,方便通过电压表观测探究。
2. 变暗 变暗
【详解】[1]根据电路动态分析,当滑片向端滑动,滑动变阻器的阻值变小,外电路总电阻减小,总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小。
A灯直接并联在电源两端,其电压等于路端电压,路端电压减小,故A灯变暗。
[2]B灯与滑动变阻器并联,再与串联。变阻器阻值减小,并联部分总电阻减小,分配到的电压减小;同时路端电压也减小,因此B灯两端电压减小,B灯变暗。
3.B
【详解】A.光照减弱时,光敏电阻阻值增大,总电阻增大,由闭合电路欧姆定律
总电流减小,电流表示数减小,故A错误;
B.两端电压,减小,则小,不变,因此增大,电压表示数增大,故B正确;
C.电源总功率,不变、减小,因此减小,故C错误;
D.电源输出功率的规律为:当外电阻时输出功率最大,外电阻离越远输出功率越小;增大后增大,但是与内阻大小关系未知,功率变化不能确定,故D错误。
故选B。
4.BC
【详解】A.总电阻
由图2可知,烟雾浓度越高,越小,越小,由
可知越小,电流越大,电流表示数越大,故A错误;
B.报警条件为,当,总电阻
解得
由图2可知,对应烟雾浓度为;浓度越大越小,因此浓度时,,,触发报警,故B正确;
C.烟雾浓度为,由图2得,电路电流
两端电压,故C正确;
D.报警电流不变,由
可知增大后,触发报警所需的越小,越小对应烟雾浓度越大,因此触发报警的最低浓度升高,故D错误。
故选BC。
5.BD
【详解】A.若将的滑动触头P向a端移动,接入电路的有效电阻阻值减小,电路总电阻减小,总电流变大,则上的电压变大,电容器两端电压变大,则AB间场强变大,小球受到向右的电场力变大,则变大,故A错误;
B.若将的滑动触头P向b端移动,接入电路的有效电阻阻值增大,电路总电阻变大,总电流变小,路端电压U变大(根据),则I减小,U增大,故B正确;
CD.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则阻值减小,电路总电阻减小,干路电流变大,则电容器两端电压减小(根据),根据Q=CU可知,平行板电容器的电量变小,因两板间的场强减小(根据),则小球重新达到稳定后变小,故C错误,D正确。
故选BD。
6.C
【详解】A.光照强度减小,光敏电阻阻值增大,外电路总电阻增大。根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,内阻分压减小,外电压增大。电源效率,增大,效率升高,A错误;
B.路端电压变大,A灯电流变大,则支路电流减小,两端电压减小,B错误;
C.灯电压等于外电压,电压增大,实际功率增大,A灯变亮,R0电压变小,则B灯电压变大,B灯变亮,则C正确;
D.总电流减小,电源内部发热功率减小,D错误;
故选C。
7.AC
【详解】ABD.调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,接入电路的阻值变小,则总电阻减小,总电流增大,即电流表A的示数增大,电容器两端电压增大,则电容器充电,有电流从左向右通过,电压表的示数减小,电压表的示数减小,则有,
可知小于,故A正确,BD错误;
C.电源的输出功率
由数学知识可知,当时,电源的输出功率最大,外电路总电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,由于,则随着的减小,电源的输出功率增大,故C正确。
故选AC。
8.CD
【详解】A.滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路电阻变大,外电路总电阻增大。 根据闭合电路欧姆定律有,可知干路电流减小,路端电压为,可知路端电压增大。流过灯泡的电流变小,灯泡的实际功率减小,灯泡变暗,故A错误;
B.根据电容器的带电量公式有,由于路端电压增大,灯泡两端电压减小,所以电容器两端电压增大,可知电容器上电荷量增大,故B错误;
C.由于题目给出,外电路总电阻大于电源内阻,根据外电阻与电源输出功率关系可知,当外电阻变大时,电源输出功率减小,故C正确;
D.由上述分析可知,干路电流减小导致路端电压增大,电压表读数变大,流过灯泡的电流变小,电流表读数变小,故D正确。
故选CD。
9.AD
【详解】AB.若将R2的滑动触头P向b端移动,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,总电流变小,路端电压变大,即I减小,U增大;
电容器两端电压等于两端电压,即减小,则AB间场强变小,变小,则θ变小,A正确,B错误;
CD.保持滑动触头P不动,光照增强,阻值减小,总电阻减小,总电流增大;
两端电压(即电容器电压),增大,因此减小;
电容器电量,因此减小;
电场强度,减小则减小,小球受到的电场力减小,由,可知变小,C错误,D正确。
故选AD。
10.D
【详解】A.闭合开关后,设路端电压为,,电路稳定后,电容器电压为
联立得
故增大阻值,减小,由可知,电荷量减小,故A错误;
B.电源输出功率,随外电阻变化,当外电阻等于内阻时最大。增大,外电阻增大,由于初始外电阻与关系未知,则无法确定变化,故B错误;
C.电源效率,减小的阻值,由可知,外电阻总阻值减小,故电源效率减小,故C错误;
D.设电容器在R1、R2之间接点为点,另一端为点。断开开关前,点电势低,故电容器下极板带负电。
断开开关,R3支路断开,电路变为R1与R2串联,电容器并联在上,点电势升高,下极板带正电,因此电容器将通过R3(及R2、电源等)放电并反向充电,其中R3是主要通路,故D正确。
故选D。
11.BD
【详解】A.滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电磁铁所在回路电流增大,产生的磁场增强。根据题意磁敏电阻阻值随磁场增强而增大,故增大。乙图中外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律
可知干路电流减小。电压表测量两端电压
示数变小,故A错误。
B.并联部分电压
因减小故增大。通过的电流变大。干路电流减小,则通过灯泡的电流减小,小灯泡消耗的功率变小,故B正确,C错误。
D.电源内阻消耗的功率
因干路电流减小,故内阻消耗的功率变小,故D正确。
故选BD。
12.D
【详解】ABC.当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表的示数将增大,定值电阻两端电压增大,电压表的示数将增大,故ABC错误;
D.根据,由于电路总电流增大,所以内阻消耗的功率将增大,故D正确。
故选D。
13.AC
【详解】A.与串联,电流表测电路总电流,测两端电压,测两端电压,测、的总电压,与电源内阻串联在干路中。 当滑片向下滑动时,接入电路的阻值增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,
因此减小,总电动势满足
整理得
减小,因此增大。故A正确;
B.对、取变化量的绝对值
因此
故B错误;
C.由欧姆定律,
增大,因此变大; 由
可得
为定值,保持不变,故C正确;
D.
不变,因此不变; 是、的总电压,满足
可得
为定值,保持不变,故D错误。
故选AC。
14.AD
【详解】D.当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,则总电阻增大,电路中总电流减小,故电流表A的示数变小,故D错误,符合题意;
A.电压表V的示数满足
可知电压表V的示数增大,故A错误,符合题意;
C.因路端电压增大,电流表的示数满足
可知中电流增大,故C正确,不符合题意;
B.因总电流减小,而中电流增大,则中电流减小,故B正确,不符合题意。
故选AD。
15.B
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律,总电流
总电阻增大则减小。传感器两端电压
减小,因此增大,故A错误;
B.显示器(电流表)测电路总电流,由上述推导可知总电流减小,因此通过显示器的电流减小,故B正确;
C.电路总功率
电动势不变,减小,因此总功率一定减小,故C错误;
D.将看作等效内阻,当传感器电阻等于等效内阻时,传感器功率最大;传感器电阻增大时,功率可能增大、也可能减小,不是一定减小,故D错误。
故选B。
重难·创新演练
16.C
【详解】A.电源的效率为
当药液减少时,滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,减小,则电源的效率减小,故A错误;
B.电源的输出功率为
当时,输出功率最大,由于,所以当药液减少时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电阻减小,电源的输出功率增大,故B错误;
CD.当向药液袋内注射液体时,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大,则通过灯泡的电流减小,灯泡变暗;由于灯泡两端电压减小,则滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,故C正确,D错误;
故选C。
17.ABC
【详解】滑片向端移动时,接入电路的阻值增大,因此并联总电阻增大,电路总电阻增大。
总电流与路端电压: 由闭合电路欧姆定律,总电流
增大因此减小;
路端电压
减小因此增大,选项C正确。
电源总功率
减小因此减小,选项D错误。
的变化: 的电压
减小因此减小;
并联部分电压
增大、减小,因此增大;
为定值电阻,
因此增大,选项A正确。
的变化: 干路总电流
减小、增大,因此
一定减小,选项B正确。
故选ABC。
18.B
【详解】ABC.当对酒驾者进行测试时,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可得
可知电流表的示数变大;
电压表的示数为
当I变大时,U变小,故电压表的示数变小,故AC错误,B正确;
D.由于
当电流变大时,电源的总功率变大,故D错误。
故选B。
19.C
【详解】A.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时R减小,电路总电阻减小,总电流I增大,则电流表示数增大,故A错误;
B.根据
可知R两端的电压减小,故电压表的示数减小,故B错误;
C.电源的输出功率为
电源的输出功率P随外电阻R的变化如图所示
当时,P随R的减小而增大,故C正确;
D.电源的效率为
当I增大时,路端电压减小,故效率减小,故D错误。
故选C。
20.BD
【详解】A.设电源电压为,闭合开关、时,与串联,根据闭合电路欧姆定律有
点相对下极板的电势为
光照增强时光敏电阻的阻值减小,因此增大,电容器两极板间的电场强度
液滴原来静止,根据平衡条件有
重力方向竖直向下,所以液滴所受电场力方向竖直向上;光照增强后电场力增大,液滴不会向下运动,故A错误;
B.光照增强后有,电容器两端电压满足
两极板间电场强度增大,液滴所受向上的电场力大于重力,液滴向上运动,故B正确;
C.光敏电阻两端的电势差为
光照增强后减小,因此减小,并非无法判断,故C错误;
D.保持光照强度不变并断开开关后,电容器上极板与外电路断开,其电荷量保持不变。将上极板向上移动一小段距离后,极板间距增大,根据可知电容减小,根据可知电容器两端电压增大
点的电势由、分压决定并保持不变,因此移动后上极板的电势比点的电势高,故D正确。
故选BD。
21.A
【详解】A.在只逐渐增大光照强度的过程中,光敏电阻阻值减小,则通过电阻R0的电流增大。
由,可知电阻R0消耗的电功率变大。
由,可知电源消耗的总功率变大,A正确;
B.只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,闭合电路中总电阻不变,则电源输出电流不变,R1消耗的功率不变,电容器两端电压不变,电阻R3中没有电流,B错误;
C.只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,R2接入电路的电阻不变,电源输出电流不变,电源路端电压不变,电压表示数不变;电容器两端电压减小,电容器放电,带电微粒所受电场力减小,微粒向下运动,C错误;
D.若断开开关S,电容器放电,电容器所带电荷量变少,电容器两端电压减小,带电微粒所受电场力减小,带电微粒向下运动,D错误。
故选A。
22.C
【详解】A.图示电压表测干路电压,减弱照射光敏电阻的光照强度,的阻值增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得干路电流减小,则路端电压增大,即电压表示数增大,故A错误;
B.电流表与串联,路端电压增大,则两端的电压增大,电流增大,电流表的示数增大,故B错误;
C.由总电阻增大,则总电流减小,又通过的电流增大,则通过的电流减小,的电压减小,即电容器两端的电压减小,又,可得电容器所带电荷量减小,故C正确;
D.当电源的内阻和外电阻阻值相等时,电源输出功率最大,本题中电源内阻与外电阻阻值之间的大小关系未知,故无法判断电源输出功率是增大还是减小,故D错误。
故选C。
23.D
【详解】AB.光照强度增大时,光敏电阻的阻值变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可得,电路总电流增大,路端电压减小;可知电压表示数减小,通过的电流减小,则通过的电流增大,的电功率增大,故AB错误;
C.光照强度减小时,光敏电阻的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可得,电路总电流减小,路端电压增大;电源的效率为
可知电源的效率增大,故C错误;
D.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;由题知,当时外电阻最小,为
所以当光照强度增大时,光敏电阻的阻值变小,电路总电阻变小,外电阻越接近,故电源的输出功率增大,故D正确。
故选D。
24.D
【详解】A.电动机接在恒压源两端,当的滑片向右移动,电动机两端的电压不变,热功率不变,A错误;
B.、串联的总电压保持不变,当的滑片向右移动,串联的总电阻减小,则电流增大,则两端的电压增大,两端的电压就变小,B错误;
C.当的滑片向右移动,接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,总电流增大,路端电压
路端电压减小。根据电容器电量公式
电容不变、两端电压减小,因此电容器带电量减少,C错误;
D.直流稳态下电容器支路无持续电流,通过电流为总电流,电流变大,D正确。
故选D。
25.D
【详解】A.由图乙可知,应变片与定值电阻串联,电压表测应变片两端的电压,电流表测电路中的电流。当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,即长度变大,横截面积变小,根据电阻定律可知,应变片的电阻变大。电路的总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小。根据可知,定值电阻两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知,应变片两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值等于应变片的电阻,由于应变片的电阻变大,所以该比值变大,故B错误;
C.根据可知,电源电压不变,电流变小,电路的总功率变小,故C错误;
D.根据可知,定值电阻的阻值不变,电流变小,定值电阻的功率变小,故D正确。
故选D。
26.C
【详解】A.当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值将变大,根据闭合电路欧姆定律有
所以电路的电流即电流表A的示数变小,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律有
所以随着电路电流的减小滑动变阻器两端的电压即电压表的示数增大,故B错误;
C.根据欧姆定律可得
则有
根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以,故C正确;
D.电容器并联在电源的两端,所以电容器两极板间的电势差等于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得电源的路端电压为
当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中的电流变小,所以电源的路端电压变大。则根据可知,电容器两极板间的场强会变大。由于液滴原来静止时有
所以当电容器两极板间的场强变大时,液滴将向上运动,故D错误。
故选C。
27.BC
【详解】A.闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流
所以干路电流减小,路端电压
所以路端电压增大,两端的电压等于路端电压,则两端的电压增大,故A项错误;
B.通过的电流
所以通过R3的电流I3增大,通过的电流
减小,增大,则减小,又因为R2功率为
所以的功率减小,故B项正确;
C.R2的电压
所以其R2两端的电压也减小,、的并联电压
增大,减小,则增大,故通过电流表的电流
所以其增大,电流表的示数变大,故C项正确;
D.通过的电流
由于减小,增大,所以减小,故D项错误。
故选BC。
28.BD
【详解】CD.根据电路图的连接情况,可得到滑片向上滑动时,滑动变阻器的阻值的变小,并联电阻值为
则并联电阻变小,根据闭合电路欧姆定律,可得
可得干路电流变大,即电流表示数变大,路端电压U变小,故C错误,D正确;
AB.小灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮,由CD选项分析,可知干路电流变大,由可知小灯泡变亮,故A错误,B正确。
故选BD。
29.C
【详解】A.电源的输出电流不变,则电流不变,功率不变,故A错误;
BC.滑片右移,的阻值增大,则灯泡与串联后再与并联的总电阻增大,但总电流不变,则总电压增大,即的电压增大,则的示数增大,的示数增大,故B错误,C正确;
D.灯泡的电流等于恒流源的电流减去的示数,则灯泡的电流减小,灯泡变暗,故D错误。
故选C。
30.AC
【详解】AB.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器电阻的阻值减小,则电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表的示数增大,由于两端电压增大,则传感器电阻两端电压减小,即电压表的示数减小,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.电源对外输出功率为
当时,电源对外输出功率最大;由于,可知外电阻大于内阻,则随着传感器电阻的阻值减小,电源对外输出功率增大,故C错误,符合题意;
D.根据闭合电路欧姆定律可得,可知电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比,保持不变,故D正确,不符合题意。
故选AC。
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重难点专训26 动态电路分析方案
目 录
研判·模型总结 1
模拟·基础演练 3
重难·创新演练 14
研判·模型总结
技巧总结
1.电路的动态分析问题:是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,某处电路变化又引起其他电路的一系列变化;对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联电路中电压和电流的关系.
2.电路动态分析的三种常用方法
(1)程序法
【需要记住的几个结论】:
①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,整个电路的总电阻一定增大(或减小)。
②若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若电键的通断使并联的用电器增多时,总电阻减小
③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大,用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
即:←R↑→
【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻,“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(3)极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型:
①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化:限流接法时注意哪部分是有效电阻,分压接法两部分电阻一增一减,双臂环路接法有最值;
②半导体传感器引起的动态变化:热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小;
③开关的通断引起的动态变化:开关视为电阻,接通时其阻值为零,断开时其阻值为无穷大,所以,由通而断阻值变大,由断而通阻值变小。
4.滑动变阻器的几种接法
①限流接法
左部分为有效电阻,向←滑动,AB间总阻值减小。
②分压接法
向←滑动,R并增大,R串减小,AB间总电阻减小。
③双臂环路接法
图① 图②
根据图①当时,有最大值且,均值不等式
当时,.
根据图②当时,有最大值且,均值不等式
当时,.
④惠斯通电桥电路
惠斯通电桥电路图:
其中R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,Rx为待测电阻,G为灵敏电流计。
2、测量方法:
(1)调节可变电阻R3,使得电桥上的灵敏电流计示数为0
(2)由电桥平衡可得:
模拟·基础演练
1.某同学用如图所示的,热敏电阻Rt与定值电阻R0串联,电压表测R0两端电压,所示的电路探究热敏电阻的伏安特性。请回答下列问题。
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)。
(2)实验时,将热敏电阻放入盛有热水的烧杯中,逐渐加入冷水,观察电压表示数的变化。若电压表示数变大,说明热敏电阻的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
(3)该同学记录了几组温度与电压的数据,并绘制了U-T图像。若图像是一条下降的曲线,则表明热敏电阻的阻值随温度升高而______。
(4)该实验电路中的定值电阻R₀的作用是______。
【答案】(1)减小
(2)变小
(3)增大
(4)保护电路(或作为分压电阻,防止电流过大)
【详解】(1)高中阶段研究的热敏电阻以负温度系数热敏电阻为主,其阻值随温度升高而减小。
(2)电路中热敏电阻与定值电阻串联,电源总电压保持不变,电压表测两端电压,根据串联电路规律推导得
电压表示数变大,由上述公式可知,总电阻减小,不变,因此热敏电阻阻值变小。
(3)若图像为下降曲线,说明温度升高时,减小;由公式可得,减小则总电阻增大,因此热敏电阻阻值随温度升高而增大。
(4)定值电阻的作用:一方面防止热敏电阻阻值过小时,电路总电阻过小、电流过大,起到保护电路的作用;另一方面可以通过的电压得到电路电流,将热敏电阻的阻值变化转换为电压的变化,方便通过电压表观测探究。
2.在如图的电路中,A、B为相同的两个灯泡,当变阻器的滑动头向端滑动时,A灯________,(填“变亮”或“变暗”)B灯________(填“变亮”或“变暗”)
【答案】 变暗 变暗
【详解】[1]根据电路动态分析,当滑片向端滑动,滑动变阻器的阻值变小,外电路总电阻减小,总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小。
A灯直接并联在电源两端,其电压等于路端电压,路端电压减小,故A灯变暗。
[2]B灯与滑动变阻器并联,再与串联。变阻器阻值减小,并联部分总电阻减小,分配到的电压减小;同时路端电压也减小,因此B灯两端电压减小,B灯变暗。
3.如图所示,R是光敏电阻,当光照强度增大时,它的阻值减小,电压表和电流表均为理想电表。当外界的光照强度减弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电源的总功率增大
D.电源的输出功率一定减小
【答案】B
【详解】A.光照减弱时,光敏电阻阻值增大,总电阻增大,由闭合电路欧姆定律
总电流减小,电流表示数减小,故A错误;
B.两端电压,减小,则小,不变,因此增大,电压表示数增大,故B正确;
C.电源总功率,不变、减小,因此减小,故C错误;
D.电源输出功率的规律为:当外电阻时输出功率最大,外电阻离越远输出功率越小;增大后增大,但是与内阻大小关系未知,功率变化不能确定,故D错误。
故选B。
4.(多选)图1为某烟雾报警装置的工作原理电路图,电源电动势为6V,内阻可忽略不计,烟雾传感器的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图2所示,定值电阻的阻值为,当电流表示数达到或超过0.20A时,电路发出警报,则( )
A.烟雾浓度越高电流表示数越小
B.电路发出警报时,烟雾浓度大于等于10%
C.当烟雾浓度为15%时,两端电压为4.8V
D.增大阻值,将降低烟雾报警浓度
【答案】BC
【详解】A.总电阻
由图2可知,烟雾浓度越高,越小,越小,由
可知越小,电流越大,电流表示数越大,故A错误;
B.报警条件为,当,总电阻
解得
由图2可知,对应烟雾浓度为;浓度越大越小,因此浓度时,,,触发报警,故B正确;
C.烟雾浓度为,由图2得,电路电流
两端电压,故C正确;
D.报警电流不变,由
可知增大后,触发报警所需的越小,越小对应烟雾浓度越大,因此触发报警的最低浓度升高,故D错误。
故选BC。
5.(多选)一平行板电容器的两块金属板A、B正对竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键,此时电流表和电压表的示数分别为和,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为。电源电动势和内阻一定,下列说法中正确的是( )
A.若将的滑动触头P向a端移动,则变小
B.若将的滑动触头P向b端移动,则减小,增大
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则小球重新达到稳定后不变
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则平行板电容器的电量变小
【答案】BD
【详解】A.若将的滑动触头P向a端移动,接入电路的有效电阻阻值减小,电路总电阻减小,总电流变大,则上的电压变大,电容器两端电压变大,则AB间场强变大,小球受到向右的电场力变大,则变大,故A错误;
B.若将的滑动触头P向b端移动,接入电路的有效电阻阻值增大,电路总电阻变大,总电流变小,路端电压U变大(根据),则I减小,U增大,故B正确;
CD.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则阻值减小,电路总电阻减小,干路电流变大,则电容器两端电压减小(根据),根据Q=CU可知,平行板电容器的电量变小,因两板间的场强减小(根据),则小球重新达到稳定后变小,故C错误,D正确。
故选BD。
6.某学校创建绿色校园,新装了一批节能灯,如图甲所示,该路灯通过光控开关实现自动控制;电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,RL为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现减小光照强度,则下列判断正确的是( )
A.电源的效率降低 B.R0两端电压增大
C.A灯和B灯都变亮 D.电源内部发热的功率增大
【答案】C
【详解】A.光照强度减小,光敏电阻阻值增大,外电路总电阻增大。根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,内阻分压减小,外电压增大。电源效率,增大,效率升高,A错误;
B.路端电压变大,A灯电流变大,则支路电流减小,两端电压减小,B错误;
C.灯电压等于外电压,电压增大,实际功率增大,A灯变亮,R0电压变小,则B灯电压变大,B灯变亮,则C正确;
D.总电流减小,电源内部发热功率减小,D错误;
故选C。
7.(多选)如图所示,电源电动势为,内阻为,定值电阻。电路中为电容器的电容,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,结果发现电压表的示数改变量大小为,电压表的示数改变量大小为,电流表A的示数改变量大小为。则下列判断正确的有( )
A.电压表、的示数减小,电流表A的示数增大
B.在滑片向右移动的过程中,有电流从右向左通过
C.电源的输出功率增大
D.大于
【答案】AC
【详解】ABD.调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,接入电路的阻值变小,则总电阻减小,总电流增大,即电流表A的示数增大,电容器两端电压增大,则电容器充电,有电流从左向右通过,电压表的示数减小,电压表的示数减小,则有,
可知小于,故A正确,BD错误;
C.电源的输出功率
由数学知识可知,当时,电源的输出功率最大,外电路总电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,由于,则随着的减小,电源的输出功率增大,故C正确。
故选AC。
8.如图所示的电路中,灯泡的电阻大于电源的内阻,闭合电键,将滑动变阻器滑片向左移动一段距离下列分析正确的是( )
A.灯泡变亮 B.电容器上电荷量减少
C.电源的输出功率变小 D.电流表读数变小,电压表读数变大
【答案】CD
【详解】A.滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路电阻变大,外电路总电阻增大。 根据闭合电路欧姆定律有,可知干路电流减小,路端电压为,可知路端电压增大。流过灯泡的电流变小,灯泡的实际功率减小,灯泡变暗,故A错误;
B.根据电容器的带电量公式有,由于路端电压增大,灯泡两端电压减小,所以电容器两端电压增大,可知电容器上电荷量增大,故B错误;
C.由于题目给出,外电路总电阻大于电源内阻,根据外电阻与电源输出功率关系可知,当外电阻变大时,电源输出功率减小,故C正确;
D.由上述分析可知,干路电流减小导致路端电压增大,电压表读数变大,流过灯泡的电流变小,电流表读数变小,故D正确。
故选CD。
9.(多选)一平行板电容器的两块金属板A、B正对竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是( )
A.若将的滑动触头P向b端移动,则θ变小
B.若将的滑动触头P向b端移动,则I增大,U减小
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则平行板电容器的电量变大
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则小球重新达到稳定后θ变小
【答案】AD
【详解】AB.若将R2的滑动触头P向b端移动,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,总电流变小,路端电压变大,即I减小,U增大;
电容器两端电压等于两端电压,即减小,则AB间场强变小,变小,则θ变小,A正确,B错误;
CD.保持滑动触头P不动,光照增强,阻值减小,总电阻减小,总电流增大;
两端电压(即电容器电压),增大,因此减小;
电容器电量,因此减小;
电场强度,减小则减小,小球受到的电场力减小,由,可知变小,C错误,D正确。
故选AD。
10.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,C为电容器。闭合开关、,待电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.增大R1的阻值,电容器所带电荷量增加
B.增大R2的阻值,电源的输出功率一定增大
C.减小R3的阻值,电源的效率一定增大
D.断开开关,电容器将通过R3放电
【答案】D
【详解】A.闭合开关后,设路端电压为,,电路稳定后,电容器电压为
联立得
故增大阻值,减小,由可知,电荷量减小,故A错误;
B.电源输出功率,随外电阻变化,当外电阻等于内阻时最大。增大,外电阻增大,由于初始外电阻与关系未知,则无法确定变化,故B错误;
C.电源效率,减小的阻值,由可知,外电阻总阻值减小,故电源效率减小,故C错误;
D.设电容器在R1、R2之间接点为点,另一端为点。断开开关前,点电势低,故电容器下极板带负电。
断开开关,R3支路断开,电路变为R1与R2串联,电容器并联在上,点电势升高,下极板带正电,因此电容器将通过R3(及R2、电源等)放电并反向充电,其中R3是主要通路,故D正确。
故选D。
11.(多选)科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而变小。GMR为一个磁敏电阻,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,V为理想电压表。闭合开关S1和S,当P1向左端移动时,则( )
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.乙图电源E内阻消耗的功率变小
【答案】BD
【详解】A.滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电磁铁所在回路电流增大,产生的磁场增强。根据题意磁敏电阻阻值随磁场增强而增大,故增大。乙图中外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律
可知干路电流减小。电压表测量两端电压
示数变小,故A错误。
B.并联部分电压
因减小故增大。通过的电流变大。干路电流减小,则通过灯泡的电流减小,小灯泡消耗的功率变小,故B正确,C错误。
D.电源内阻消耗的功率
因干路电流减小,故内阻消耗的功率变小,故D正确。
故选BD。
12.在如图所示的电路中,电源电动势和内阻均恒定不变,初始时滑动变阻器的滑片P位于最左端a位置处。现闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数将减小 B.电压表的示数将减小
C.电源的路端电压将增大 D.内阻消耗的功率将增大
【答案】D
【详解】ABC.当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表的示数将增大,定值电阻两端电压增大,电压表的示数将增大,故ABC错误;
D.根据,由于电路总电流增大,所以内阻消耗的功率将增大,故D正确。
故选D。
13.(多选)在如图所示的电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向下滑动时,电表、、、的示数分别用、、和表示,其示数变化量的绝对值分别用、、和表示。所有电表均视为理想电表,下列说法正确的是( )
A.减小,增大 B.
C.变大,不变 D.不变,变大
【答案】AC
【详解】A.与串联,电流表测电路总电流,测两端电压,测两端电压,测、的总电压,与电源内阻串联在干路中。 当滑片向下滑动时,接入电路的阻值增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,
因此减小,总电动势满足
整理得
减小,因此增大。故A正确;
B.对、取变化量的绝对值
因此
故B错误;
C.由欧姆定律,
增大,因此变大; 由
可得
为定值,保持不变,故C正确;
D.
不变,因此不变; 是、的总电压,满足
可得
为定值,保持不变,故D错误。
故选AC。
14.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中不正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表的示数变小
C.电流表的示数变大 D.电流表A的示数变大
【答案】AD
【详解】D.当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,则总电阻增大,电路中总电流减小,故电流表A的示数变小,故D错误,符合题意;
A.电压表V的示数满足
可知电压表V的示数增大,故A错误,符合题意;
C.因路端电压增大,电流表的示数满足
可知中电流增大,故C正确,不符合题意;
B.因总电流减小,而中电流增大,则中电流减小,故B正确,不符合题意。
故选AD。
15.潜水器是一种具备水下观察、探测、作业能力的载人或无人装备,按用途可分为载人潜水器、无人遥控潜水器和自主式潜水器,广泛应用于海洋科考、资源勘探、救援打捞等领域。载人潜水器可搭载科研人员深入海底开展实地探测,如我国的“奋斗者”号;无人潜水器则能在高危、复杂海域执行任务,无需人员进驻。如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,电源的电动势和内阻均为定值,是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中,下列说法正确的是( )
A.传感器两端的电压减小 B.通过显示器的电流减小
C.电路的总功率可能不变 D.传感器的功率一定减小
【答案】B
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律,总电流
总电阻增大则减小。传感器两端电压
减小,因此增大,故A错误;
B.显示器(电流表)测电路总电流,由上述推导可知总电流减小,因此通过显示器的电流减小,故B正确;
C.电路总功率
电动势不变,减小,因此总功率一定减小,故C错误;
D.将看作等效内阻,当传感器电阻等于等效内阻时,传感器功率最大;传感器电阻增大时,功率可能增大、也可能减小,不是一定减小,故D错误。
故选B。
重难·创新演练
16.深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.当药液减少时,电源的效率增加
B.当药液减少时,电源的输出功率减小
C.当向药液袋内注射液体时,灯泡变暗
D.当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
【答案】C
【详解】A.电源的效率为
当药液减少时,滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,减小,则电源的效率减小,故A错误;
B.电源的输出功率为
当时,输出功率最大,由于,所以当药液减少时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电阻减小,电源的输出功率增大,故B错误;
CD.当向药液袋内注射液体时,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大,则通过灯泡的电流减小,灯泡变暗;由于灯泡两端电压减小,则滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,故C正确,D错误;
故选C。
17.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,和均为定值电阻,为滑动变阻器。当的滑片在ab的中点时闭合开关S,此时三个理想电表、和V的示数分别为、和U。现将的滑片向a端移动,则( )
A.增大 B.减小 C.U增大 D.电源的总功率增大
【答案】ABC
【详解】滑片向端移动时,接入电路的阻值增大,因此并联总电阻增大,电路总电阻增大。
总电流与路端电压: 由闭合电路欧姆定律,总电流
增大因此减小;
路端电压
减小因此增大,选项C正确。
电源总功率
减小因此减小,选项D错误。
的变化: 的电压
减小因此减小;
并联部分电压
增大、减小,因此增大;
为定值电阻,
因此增大,选项A正确。
的变化: 干路总电流
减小、增大,因此
一定减小,选项B正确。
故选ABC。
18.我国每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起,酒后驾车已经成为交通事故的第一大“杀手”,交警通常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。某型号酒精检测仪的原理图如图所示,电源的电动势为,内阻为为气敏电阻,其阻值随着酒精气体浓度的增大而减小,为定值电阻,电路中的电表均为理想电表。当对酒驾者进行测试时,与未饮酒的驾驶员相比( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.电流表的示数变小 D.电源的总功率变小
【答案】B
【详解】ABC.当对酒驾者进行测试时,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可得
可知电流表的示数变大;
电压表的示数为
当I变大时,U变小,故电压表的示数变小,故AC错误,B正确;
D.由于
当电流变大时,电源的总功率变大,故D错误。
故选B。
19.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,如图甲是某型号酒精测试仪,其工作原理如图乙所示,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻,且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,与未饮酒的驾驶员相比( )
A.电流表的示数减小 B.电压表的示数增大
C.电源的输出功率增大 D.电源的效率保持不变
【答案】C
【详解】A.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时R减小,电路总电阻减小,总电流I增大,则电流表示数增大,故A错误;
B.根据
可知R两端的电压减小,故电压表的示数减小,故B错误;
C.电源的输出功率为
电源的输出功率P随外电阻R的变化如图所示
当时,P随R的减小而增大,故C正确;
D.电源的效率为
当I增大时,路端电压减小,故效率减小,故D错误。
故选C。
20.(多选)电源、开关S和、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行极板水平放置,平行板电容器的电容。当开关S、闭合,并且无光照射光敏电阻时,一带电液滴恰好静止在电容器两极板间的M点。当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,则( )
A.液滴向下运动
B.液滴向上运动
C.两端的电势差是否升高无法判断
D.当光照强度不变时断开,把电容器的上极板向上移一小段距离,则上极板的电势比A点的电势高
【答案】BD
【详解】A.设电源电压为,闭合开关、时,与串联,根据闭合电路欧姆定律有
点相对下极板的电势为
光照增强时光敏电阻的阻值减小,因此增大,电容器两极板间的电场强度
液滴原来静止,根据平衡条件有
重力方向竖直向下,所以液滴所受电场力方向竖直向上;光照增强后电场力增大,液滴不会向下运动,故A错误;
B.光照增强后有,电容器两端电压满足
两极板间电场强度增大,液滴所受向上的电场力大于重力,液滴向上运动,故B正确;
C.光敏电阻两端的电势差为
光照增强后减小,因此减小,并非无法判断,故C错误;
D.保持光照强度不变并断开开关后,电容器上极板与外电路断开,其电荷量保持不变。将上极板向上移动一小段距离后,极板间距增大,根据可知电容减小,根据可知电容器两端电压增大
点的电势由、分压决定并保持不变,因此移动后上极板的电势比点的电势高,故D正确。
故选BD。
21.如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻R0消耗的电功率变大,电源消耗的总功率变大
B.只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,R1消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C.只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,电压表示数变大,带电微粒向上运动
D.若断开开关S,电容器所带电荷量变小,带电微粒向上运动
【答案】A
【详解】A.在只逐渐增大光照强度的过程中,光敏电阻阻值减小,则通过电阻R0的电流增大。
由,可知电阻R0消耗的电功率变大。
由,可知电源消耗的总功率变大,A正确;
B.只调节电阻R3的滑片P2向上端移动的过程中,闭合电路中总电阻不变,则电源输出电流不变,R1消耗的功率不变,电容器两端电压不变,电阻R3中没有电流,B错误;
C.只调节电阻R2的滑片P1向上端移动的过程中,R2接入电路的电阻不变,电源输出电流不变,电源路端电压不变,电压表示数不变;电容器两端电压减小,电容器放电,带电微粒所受电场力减小,微粒向下运动,C错误;
D.若断开开关S,电容器放电,电容器所带电荷量变少,电容器两端电压减小,带电微粒所受电场力减小,带电微粒向下运动,D错误。
故选A。
22.如图所示,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,当照射光敏电阻的光减弱时,则( )
A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小
C.电容器所带电荷量减小 D.电源输出功率减小
【答案】C
【详解】A.图示电压表测干路电压,减弱照射光敏电阻的光照强度,的阻值增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得干路电流减小,则路端电压增大,即电压表示数增大,故A错误;
B.电流表与串联,路端电压增大,则两端的电压增大,电流增大,电流表的示数增大,故B错误;
C.由总电阻增大,则总电流减小,又通过的电流增大,则通过的电流减小,的电压减小,即电容器两端的电压减小,又,可得电容器所带电荷量减小,故C正确;
D.当电源的内阻和外电阻阻值相等时,电源输出功率最大,本题中电源内阻与外电阻阻值之间的大小关系未知,故无法判断电源输出功率是增大还是减小,故D错误。
故选C。
23.某学习小组设计了如图所示电路,调节光照强度可令光敏电阻的阻值在1~5Ω范围内变化,的阻值随光照强度的增大而减小。已知,,若电压表视作理想电表,闭合开关S后,当( )
A.光照强度增大时,电压表的示数增大 B.光照强度增大时,的电功率减小
C.光照强度减小时,电源的效率减小 D.光照强度增大时,电源的输出功率增大
【答案】D
【详解】AB.光照强度增大时,光敏电阻的阻值变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可得,电路总电流增大,路端电压减小;可知电压表示数减小,通过的电流减小,则通过的电流增大,的电功率增大,故AB错误;
C.光照强度减小时,光敏电阻的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可得,电路总电流减小,路端电压增大;电源的效率为
可知电源的效率增大,故C错误;
D.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;由题知,当时外电阻最小,为
所以当光照强度增大时,光敏电阻的阻值变小,电路总电阻变小,外电阻越接近,故电源的输出功率增大,故D正确。
故选D。
24.如图1所示的电路,电源是恒压源,电源输出的电压始终为U,滑动变阻器与定值电阻串联后再与电动机M(内阻为)并联;如图2所示的电路,电源的电动势为E、内阻为r,滑动变阻器与定值电阻串联后再与电容器C并联。闭合两图所示电路的开关,下列说法正确的是( )
A.当的滑片向右移动,电动机的热功率变小
B.当的滑片向右移动,两端的电压变大
C.当的滑片向右移动,电容器所带电量增多
D.当的滑片向右移动,流经的电流变大
【答案】D
【详解】A.电动机接在恒压源两端,当的滑片向右移动,电动机两端的电压不变,热功率不变,A错误;
B.、串联的总电压保持不变,当的滑片向右移动,串联的总电阻减小,则电流增大,则两端的电压增大,两端的电压就变小,B错误;
C.当的滑片向右移动,接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,总电流增大,路端电压
路端电压减小。根据电容器电量公式
电容不变、两端电压减小,因此电容器带电量减少,C错误;
D.直流稳态下电容器支路无持续电流,通过电流为总电流,电流变大,D正确。
故选D。
25.将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路,电源电压不变,为定值电阻。闭合开关,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电路的总功率变大
D.定值电阻的功率变小
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,应变片与定值电阻串联,电压表测应变片两端的电压,电流表测电路中的电流。当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,即长度变大,横截面积变小,根据电阻定律可知,应变片的电阻变大。电路的总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小。根据可知,定值电阻两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知,应变片两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值等于应变片的电阻,由于应变片的电阻变大,所以该比值变大,故B错误;
C.根据可知,电源电压不变,电流变小,电路的总功率变小,故C错误;
D.根据可知,定值电阻的阻值不变,电流变小,定值电阻的功率变小,故D正确。
故选D。
26.如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C. D.液滴将向下运动
【答案】C
【详解】A.当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值将变大,根据闭合电路欧姆定律有
所以电路的电流即电流表A的示数变小,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律有
所以随着电路电流的减小滑动变阻器两端的电压即电压表的示数增大,故B错误;
C.根据欧姆定律可得
则有
根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以,故C正确;
D.电容器并联在电源的两端,所以电容器两极板间的电势差等于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得电源的路端电压为
当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中的电流变小,所以电源的路端电压变大。则根据可知,电容器两极板间的场强会变大。由于液滴原来静止时有
所以当电容器两极板间的场强变大时,液滴将向上运动,故D错误。
故选C。
27.(多选)如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为、内阻为,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两端的电压减小
B.的功率减小
C.电流表的示数变大
D.通过的电流增大
【答案】BC
【详解】A.闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流
所以干路电流减小,路端电压
所以路端电压增大,两端的电压等于路端电压,则两端的电压增大,故A项错误;
B.通过的电流
所以通过R3的电流I3增大,通过的电流
减小,增大,则减小,又因为R2功率为
所以的功率减小,故B项正确;
C.R2的电压
所以其R2两端的电压也减小,、的并联电压
增大,减小,则增大,故通过电流表的电流
所以其增大,电流表的示数变大,故C项正确;
D.通过的电流
由于减小,增大,所以减小,故D项错误。
故选BC。
28.(多选)在家庭常用的台灯电路中,电源电动势为E、内阻为r,电路结构如图所示。闭合开关后小灯泡正常发光,若将滑动变阻器的滑动触头P向上滑动,下列说法正确的是( )
A.小灯泡亮度变暗 B.小灯泡变亮
C.路端电压变大 D.电流表示数变大
【答案】BD
【详解】CD.根据电路图的连接情况,可得到滑片向上滑动时,滑动变阻器的阻值的变小,并联电阻值为
则并联电阻变小,根据闭合电路欧姆定律,可得
可得干路电流变大,即电流表示数变大,路端电压U变小,故C错误,D正确;
AB.小灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮,由CD选项分析,可知干路电流变大,由可知小灯泡变亮,故A错误,B正确。
故选BD。
29.如图所示的电路,电源为恒流源,即输出的电流是定值,、是定值电阻,是滑动变阻器,灯泡的电阻是定值,电压表、电流表是理想电表。闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法正确的是( )
A.的功率增大 B.V的示数减小 C.A的示数增大 D.灯泡变亮
【答案】C
【详解】A.电源的输出电流不变,则电流不变,功率不变,故A错误;
BC.滑片右移,的阻值增大,则灯泡与串联后再与并联的总电阻增大,但总电流不变,则总电压增大,即的电压增大,则的示数增大,的示数增大,故B错误,C正确;
D.灯泡的电流等于恒流源的电流减去的示数,则灯泡的电流减小,灯泡变暗,故D错误。
故选C。
30.(多选)某酒精检测仪的工作原理如图所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,且(阻值恒定)。电流表、电压表均为理想电表,当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中错误的是( )
A.电压表的示数增大
B.电流表的示数增大
C.电源输出功率减小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
【答案】AC
【详解】AB.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器电阻的阻值减小,则电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表的示数增大,由于两端电压增大,则传感器电阻两端电压减小,即电压表的示数减小,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.电源对外输出功率为
当时,电源对外输出功率最大;由于,可知外电阻大于内阻,则随着传感器电阻的阻值减小,电源对外输出功率增大,故C错误,符合题意;
D.根据闭合电路欧姆定律可得,可知电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比,保持不变,故D正确,不符合题意。
故选AC。
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