2020-2021学年鲁科版物理选修3-1对点练习：4.2-闭合电路的动态分析.docx

闭合电路的动态分析图4261在如图426所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为抱负电流表开关S闭合后，C的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，在P向上移动的过程中，下列说法正确的是()AA表的示数变大B油滴向上加速运动CG中有ab的电流D电源的输出功率肯定变大答案B解析油滴静止时，它所受的重力等于向上的电场力FqE，在P向上移动的过程中，滑动变阻器的有效电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，知电路的总电流I变小，路端电压U外变大，则选项A错误；而电阻R1两端的电压U1IR1变小，由U外U1U并，知U并变大，UCU并变大，油滴所受电场力变大，将向上加速运动，QCCU并变大，电容器C充电，电流方向由ba，则选项B正确，C错误；电源的输出功率变化不确定，选项D错误闭合电路中的功率图4272如图427所示，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是()A4 W，8 W B2 W，4 WC4 W，6 W D2 W，3 W答案C解析从题图中可知E3 V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出UI4 W，P总EI6 W.含容电路分析图4283如图428所示，R是光敏电阻，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电压表V的读数减小D电容器C的带电荷量增大答案CD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，依据闭合电路欧姆定律知I增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的电压UREI(rR灯)减小，选项B错误；电压表V的读数UEIr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ULIR灯增大，所以电容器C的带电荷量QCUL增大，选项D正确电路故障分析图4294如图429所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的缘由可能是(假设电路中仅有一处故障)()Aa、c间断路 Bc、d间断路Cb、d间断路 Db、d间短路答案B解析因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误电路中无电流，但c、d间电压上升，是由于c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势故正确答案为B.题组一闭合电路的动态分析图42101如图4210所示的电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值则()A电流表的示数减小B电压表的示数减小C电阻R2两端的电压减小D路端电压增大答案B解析题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故RR总I干U内U外.R2两端电压U2I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小，读数减小，A、C、D错误，B项正确图42112如图4211所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，假如变阻器的滑片向b端滑动，则()A电灯L更亮，安培表的示数减小B电灯L更亮，安培表的示数增大C电灯L更暗，安培表的示数减小D电灯L更暗，安培表的示数增大答案A解析变阻器的滑片P向b端滑动，R1接入电路的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，安培表的示数减小，路端电压U增大，电灯两端电压增大，电灯L更亮，A正确，B、C、D错误图42123如图4212所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化状况是()AI1增大，I2不变，U增大BI1减小，I2增大，U减小CI1增大，I2减小，U增大DI1减小，I2不变，U减小答案B解析滑动触点由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大4.图4213(2022广州调研)如图4213所示的电路中，电源的内阻r0，R1和R2是两个定值电阻当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化状况是()AI1不变 BI1变小 CI2变大 DI2变小答案BC解析当滑动变阻器R的滑片向a移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，整个回路的总电阻变小，依据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I变大，路端电压UEIr变小，I1变小，A错误，B正确；又II1I2，所以I2变大，C正确，D错误5某实物投影机有10个相同的强光灯L1L10(24 V，220 W)和10个相同的指示灯X1X10(220 V，2 W)，将其连接在220 V的沟通电源上，电路如图4214所示，若工作一段时间后L2灯丝烧断，则()图4214AX1的功率减小，L1的功率增大BX1的功率增大，L1的功率增大CX2的功率增大，其他指示灯的功率减小DX2的功率减小，其他指示灯的功率增大答案C解析由串、并联电路的学问知，若L2灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除X2两端电压变大外，其他电压变小，故选C.题组二对闭合电路功率的理解6两个电池1和2的电动势E1E2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2及电池的效率1和2的大小，则有()AP1P2，12 BP1P2，12CP1P2，12 DP1P2，12答案B解析由于PR相等，则电流I相等由I；因E1E2则r1r2，所以P1P2，而，所以与E成反比，故12，故选B.7将阻值为4 和10 的两个电阻R1、R2分别接在同一电源上，结果R2上消耗的功率P2比R1上消耗的功率P1大，则()A电源内阻肯定大于4 B两电阻串联后接此电源，外电路总功率肯定大于只接R2时的功率C两电阻并联后接此电源，外电路总功率肯定小于只接R1时的功率D只接R1时电源消耗的功率肯定大于只接R2时消耗的功率答案ACD解析依据电源输出功率随外电阻的变化关系曲线如图所示由于R2消耗的功率P2比R1消耗的功率P1大所以有R1R2R14 .A选项正确、D选项正确R1与R2的并联电阻肯定小于R1的电阻由电源的输出功率曲线可知外电路总功率肯定小于只接R1时的功率，C正确若R1与R2串联，其电阻大于R2的电阻外电路的消耗的总功率不肯定大于只接R2时的功率，B错误图42158如图4215所示，直线OAC为某始终流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同始终流电源内部的热功率P随电流I变化的图线若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为()A1 W B6 W C2 W D2.5 W答案C解析由题图不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E3 V，短路电流为I3 A，所以电源的内阻为r1 .图像上AB线段表示的功率为PABP总I2r(13121) W2 W故正确选项为C.9.图4216(2022河南三市调研)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图4216所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线直线C为一个电阻R两端的电压与电流关系的图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()AR接到电源a上，电源的效率较低BR接到电源b上，电源的输出功率较大CR接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高DR接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高答案C解析电源的效率，由题中图像可知A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接在电源a上效率较高；电源输出功率PUI，由题中图像易得R接在电源a上输出功率较大，A、B、D错误，C正确题组三含容电路分析图421710如图4217所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()A把R2的滑片向左移动 B把R2的滑片向右移动C把R1的滑片向左移动 D把开关S断开答案A解析若尘埃P处于静止状态，则重力与电场力平衡若尘埃向下加速运动，则电场力减小，电容器两极板间的电压减小，故向左移动R2的滑片可以实现这种变化故A正确、B错由于稳定时R1支路无电流，故无论如何移动R1，电容器两极板间的电压都不会转变，故尘埃仍平衡，故C错断开开关S，电容器两极板间电压增大，这种状况与B选项效果相同，故D错图421811在如图4218所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片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电源的输出功率变小C电容器C上电荷量削减D电流表读数变小，电压表读数变大答案BD解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小，B正确图421912如图4219所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调整R1、R2，关于F的大小推断正确的是()A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小答案B解析当电路接通后，对小球受力分析：小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用，其中重力为恒力，当电路稳定后，R1中没有电流，两端等电势，因此电容器两极板电压等于R0两端电压，当R2不变，R1变化时，电容器两极板电压不变，板间电场强度不变，小球所受电场力不变，F不变，C、D两项错若保持R1不变，缓慢增大R2，R0两端电压减小，电容器两端电压减小，内部电场减弱，小球受电场力减小，F变小故A项错，B项正确题组四综合应用图422013如图4220所示为始终流电路，电源内阻不能忽视，但R0大于电源内阻，滑动变阻器的最大阻值小于R，当滑动变阻器滑片P从滑动变阻器的最右端滑向最左端的过程中，下列说法正确的是()A电压表的示数始终增大B电流表的示数始终增大C电阻R0消耗的功率始终增大D电源的输出功率始终增大答案A解析滑动变阻器的最大阻值小于电阻R，在滑片P向左滑动的过程中，电路中的总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，B项错误；电阻R0消耗的功率减小，C项错误；内电压始终减小，外电压始终增大，R0两端电压始终减小，电压表示数增大，A项正确；由于电源的内阻小于R0，因此在滑动变阻器滑动过程中电源的输出功率始终减小，D项错误图422114如图4221所示的电路中，已知电源电动势E36 V，内阻r2 ，R120 ，每盏灯的额定功率都是2 W，额定电压也相同当S闭合，R2调到14 时，两灯都正常发光；当S断开，要使L2仍正常发光，则R2应调到何值？答案50 解析设所求阻值为R2，当灯L1和L2都正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL.当S闭合时，E1ULI1(R1rR2)，当S断开时，E2ULI2(R1rR2)，又由于E1E2E，I12I22IL(IL为额定电流)，得IL(R1r2R2R2)0，但IL0，所以R1r2R2R2，即R220 2 214 50 .