人教版物理必修三典型题：闭合电路的动态分析（有解析 ）

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人教版物理必修三典型题：闭合电路的动态分析
1．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为2r，r为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　）
A．灯泡L1变亮，灯泡L2变暗 B．V1、V2的示数增大
C．电源的输出功率增大，效率增大 D．的数值为的两倍
情景特点：滑动变阻器滑片向下滑动 电表均为理想电表
问题特点： 电压表V1、V2示数变化量 电流表A示数变化量
【详解】A．将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，根据
可知电路总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，故A错误；
B．电压表V2测量的是路端电压，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，因总电流减小，所以V1的示数减小，根据闭合电路欧姆定律得
可知路端电压增大，即V2的示数增大，故B错误；
C．由图可知，外电阻大于内电阻，将滑片向下滑动，电路中的外电阻增大，与内电阻差值变大，电源的输出功率减小；
电源的效率为
可知，路端电压增大，效率增大，故C错误；
D．电压表V2的测量值为路端电压，根据闭合电路欧姆定律
可得，V2的变化量为
所以
根据部分电路欧姆定律得
所以
故D正确。
故选D。
一、闭合电路的动态分析
闭合电路动态问题的分析方法
程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图)：
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二、含电容器的电路
1．在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放电电流．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．
2．电路稳定后，电容器处电路可看成是断路，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．
3．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等．
4．电容器的充、放电过程结束后，通过对电路的分析与计算得出电容器两极板的电势，电势高的极板带正电．
5．充电时电容器相当于用电器，电流从正极进，放电时电容器相当于电源，电流从正极出．
结论法——“串反并同”
“串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．
“并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．
变式一、滑阻型
2．如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且电阻恒定，在变阻器R的滑片P向上移动过程中，下列正确的是（ ）
A．电源总功率变小 B．L1中电流变化量小于L2中电流变化量
C．L1变暗，L2变亮，L3变暗 D．L1变亮，L2变暗，L3变亮
【详解】A．变阻器R的滑片向上移动过程中，R的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合欧姆定律的知，总电流增大，电源总功率增大，A错误；
CD．电流I增大，L3变亮；L2的电压
E、R3、r均不变，I增大，U2减小，I2减小，L2变暗；流过L1的电流
I增大，且I2减小，故I1增大，L1变亮，C错误、D正确；
B．以上分析得到，I增大，I1增大，I2减小，又
则L1中流过的电流变化量大于L2中电流变化量，B错误。
故选D。
变式二、含电容
3．在如图所示的电路中，为定住电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的触片向b端移动时，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表A的读数减小
B．两端的电压变化量相比，电压变化大
C．连接电容器两极板的导线上有电流
D．电源的输出功率减小
【详解】A．当滑动变阻器的触片向b端移动时，阻值减小，根据串反并同可知，与串联的电流表示数增大，故A错误；
B．根据
可知
根据串反并同可知，与并联的电压减小，与串联的和r电压增大，故
，，
故
故
故B错误；
C．与并联的电容器两端电压减小，根据
可知极板电荷量减小，故有电流，故C正确；
D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，不知道内外电阻关系，无法判断输出功率变化，故D错误。
故选C。
4．某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示。压敏电阻R的阻值会随秤台上所受压力的变大而变小，G是灵敏电流表，是定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，当压力变大时（　　）
A．电源的效率变小 B．灵敏电流表G读数变小
C．电容器C左极板有电子流出 D．两端的电压不变
5．如图所示的温控电路中，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高电阻越小），C为电容器，电源内阻不可忽略。当环境温度降低时下列说法正确的是（　　）
A．电容器C的带电量增大 B．电容器的电容C减小
C．R1的电流增大 D．电压表的读数减小
6．如图所示，电源电压不变，甲、乙、丙为电流表和电压表，滑动变阻器触头P置于中点，任意闭合开关，电路都是安全的，且当只闭合时，三个电表都有示数，下列说法正确的是（　　）
A．只闭合，P向左滑动，甲表和丙表的示数都变大
B．只闭合，P向右滑动，乙表和丙表的示数都变小
C．闭合、、，P向左滑动，电路的总功率减小
D．闭合、，断开，P向右滑动，甲表的示数的变化量大于丙表的示数的变化量
7．如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且电阻恒定，在变阻器R的滑片P向上移动过程中，下列正确的是（　　）
A．L1变暗，L2变暗，L3变亮 B．L1变亮，L2变暗，L3变暗
C．L3中电流变化值大于L1 D．L1中电流变化值大于L2
8．如图电源电动势为、内阻为，滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器上的电荷量变大
B．电阻消耗的功率变大
C．灯变暗
D．两端的电压变化量的绝对值大于两端的电压变化量的绝对值
9．如图所示电路中，电源的内阻为r，、均为定值电阻，L为灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S，灯泡发光，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，下列说法不正确的是（　　）
A．电阻功率变大
B．电流表的示数变小
C．灯泡L变得更亮
D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的绝对值之比一定小于电源的内阻r
10．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），、为定值电阻（），为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则（　　）
A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变大
C．通过的电流变大 D．小灯泡变亮
11．如图，一带负电的点电荷固定于平行金属板电容器中的P点，电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向a端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V和电流表A的示数均减小
B．电容器的带电量增大
C．R2、R3和R4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
12．如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，关于两表示数的变化情况，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数增大，电流表示数减少
B．因为电压表测的是电源的电动势，所以电压表示数不会变化
C．因为Pb间的电压增大，电阻也增大，所以电流表示数不会变化
D．电压表示数减少，电流表示数增大
13．在如图所示的电路中，电源电动势和内电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电压表示数变大，则下列判断正确的是（　　）
A．电流表示数变大 B．电阻的电功率变大
C．滑动变阻器的滑片向上移动 D．电源的输出功率一定增大
14．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（　　）
A．电压表示数变小 B．液滴将向上运动
C．保持不变 D．电源的输出功率增大
15．如图所示，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光。现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动过程中（ ）
A．灯泡将变亮 B．电源的路端电压增大，输出功率也增大
C．R中有电流流过，方向竖直向上 D．带电液滴电势能将减小
16．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、和表示，电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示。下列说法正确的是（　　）
A．变小，变大，变小，I变大
B．变大，变小，变小，I变大
C．变大，变大，变大
D．不变，不变，不变
17．如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、以和表示，电流表和电压表、电压表，的示数变化量分别用、、表示，下列判断正确的是（　　）
A．I变小，变小，变小 B．I变大，变大，变小
C．不变，不变 D．不变，不变
18．如图所示电路中，当滑动变阻器的触头向下滑动时，则（　　）
A．电源的功率变大 B．电容器储存的电荷量变大
C．电源内部消耗的功率变小 D．电阻R消耗的电功率变大
19．如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　）
A．微粒P将向上运动
B．电流表读数增大
C．上消耗的电功率增大
D．电源的效率减小
20．如图所示的电路中，电表可视为理想电表，电源电动势E=12V，内阻r=1，R1和R2为定值电阻，Rp为可变电阻，当开关闭合后，电压表V1示数为10V，电流表A1示数为0.5A，则下列说法中正确的是（　　）
A．R1=3
B．Rp不变时，V1的读数与A2读数之比等于R3
C．Rp改变时，V1读数的变化量的绝对值与A1读数变化量的绝对值的比值是4
D．滑动变阻器滑片向左移动，则两电流表示数均增大
4．A
【详解】A．当压力变大时，电阻减小，外电阻减小，电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，由
得效率变小，故A正确；
B．电路电流增大，故灵敏电流表G读数变大，故B错误；
CD．电流减增大，则两端电压增大，电容器C充电，电流方向与电子移动方向相反，则左极板有电子流入，故CD错误；
故选A。
5．A
【详解】ACD．当环境温度降低时，热敏电阻的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，内电压减小，则路端电压增大，电压表的读数增大，但R1两端电压减小，R2两端电压增大，电容器两端的电压增大，根据电容的定义式可得，电容器的带电荷量增大，故A正确，CD错误；
B．电容器的电容大小取决于两极板的间距、两极板的正对面积和电介质，故电容大小没有发生改变，故B错误；
故选A。
6．C
【详解】A．任意闭合开关，电路都是安全的，故乙表一定是电压表，只闭合时，三个电表都有示数，可知甲表和丙表是电流表，只闭合，P向左滑动，滑动变阻器阻值增大，根据串反并同可知与它串联的甲表和丙表的示数都变小，故A错误；
B．只闭合，P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，根据串反并同可知，与它串联的丙表的示数变大，与它并联的乙表示数减小，故B错误；
C．闭合、、，P向左滑动，滑动变阻器阻值增大，回路中总电阻增大，根据
可知，总功率减小，故C正确；
D．闭合、，断开，则
则
P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，根据串反并同可知，与它串联的甲表和丙表的的示数增大，与它并联的电流减小，故
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】AB．变阻器R的滑片P向上移动过程中，R的阻值减小，根据串反并同可知，与R串联的L1和L3功率增大变亮，与R并联的L2功率减小变暗，故AB错误；
CD．根据并联电路特点可知
则
根据串反并同可知，与R串联的L1和L3电流和增大，和均为正数，与R并联的L2电流减小，为负数，故
，
故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】ABC．滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据“串反并同”，可知，电容器两端电压减小，电阻与灯泡两端电压均增大，根据
，，
则可知，电容器上的电荷量变小，电阻消耗的功率变大，通过灯泡电流变大，灯泡变亮，AC错误，B正确；
D．滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据“串反并同”，可知，电阻两端的电压减小，两端的电压增大，则两端的电压增大，由于
则有
其中为正值，为负值，为正值，可知两端的电压变化量的绝对值小于两端的电压变化量的绝对值。D错误。
故选B。
9．C
【详解】ABC．画出等效电路图如图所示
当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”，可知，通过电流表的电流减小，电流表的示数变小，通过电阻的电流增大，根据
可知，电阻消耗的功率变大，通过灯泡的电流减小，灯泡L变暗，AB正确，C错误；
D．令干路电流为，电压表测的是路端电压，则有
则有
根据电流分配关系有
则有
根据“串反并同”，可知，减小，减小，增大，则有
，，
可知
则有
D正确。
故选C。
10．C
【详解】ACD．将照射的光的强度减弱，则阻值增大，根据串反并同可知，与它串联的电压表示数减小，与它并联的的电流变大，与它串联的小灯泡变暗，故AD错误，C正确；
B．因为，阻值增大,电路中总电阻增大，根据电源输出功率特点
可知，电源输出功率减小，故B错误。
故选C。
11．BD
【分析】考查了电路的动态分析，采取“串反并同”的方法，分析电路。
【详解】当滑动变阻器的滑片向a端移动时，其接入电路的电阻增大，与其串联的有、、电流表A；与其并联的有电容器、电压表V、。
A．由“串反并同”可知，电流表A减小，电压表V增大，A错误；
B．由“串反并同”可知，电容器电压增大，由
知，带电量增大，B正确；
C．将R1与电源当作新的电源，当R2、R3和R4的阻值与R1与电源内阻之和相等或越接近时，R2、R3和R4消耗的总电功率越大，由于无法确定两者的电阻关系，则无法确定R2、R3和R4消耗的总电功率变化，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，电势能降低，D正确。
故选BD。
12．A
【详解】当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，其接入电路中的阻值增大。由于电源电阻不为0，根据“串反并同”可知，电流表示数减小，电压表的示数增大。故A正确，BCD错误。
故选A。
13．A
【详解】ABC．根据串反并同可知，电压表示数变大时，说明滑动变阻器阻值变大，即滑动变阻器的滑片向下移动，同理电流表示数变大，电阻的电功率变小，故A正确，BC错误；
D．当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。当滑向下移动时外电阻变大，但是不能确定外电阻和内电阻的关系，所以输出功率不一定变大。故D错误。
故选A。
14．BC
【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，则滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，总电流减小，所以电压表的示数根据
电压表示数变大，故A错误；
B．电压表示数变大，则电容器两极板电压增大，根据
可知电场强度变大，液滴受到向上的电场力变大，合力向上，液滴向上运动，故B正确；
C．根据
可知
故C正确；
D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，因为
可知滑动变阻器阻值增大，电源的输出功率减小，故D错误。
故选BC。
15．CD
【详解】AB．将滑片由该位置向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中总电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗。外电路总电阻增大，路端电压增大，由于电源的内电阻与外电阻大小关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故AB错误；
C．因为电容器极板间电压等于滑动变阻器两端电压，即
滑片由该位置向a端滑动时，电路中总电流减小，所以电容器极板间电压增大，根据
可知，电容器电荷量增大，即电容器要充电，则R中有电流流过，且通过R的电流方向竖直向上，故C正确；
D．液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，极板间场强向上，则知液滴带正电。经分析知，滑片由该位置向a端滑动时，电容器板间电压增大，由
可知，极板间场强增大，电场力增大，则液滴向上运动，则电场力做正功，则液滴的电势能减小，故D正确。
故选CD。
16．BD
【详解】AB．滑片上移，接入电阻减小，根据“串反并同”，可知，变大，变小，变小，I变大，A错误，B正确；
C．根据
可知，不变，由于变小，变小，I变大，则变小，变小，C错误；
D．根据
，，
可知
，，
即不变，不变，不变，D正确。
故选BD。
17．BC
【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，滑动变阻器阻值减小，根据串反并同可知，与其串联的电流表示数增大，与其并联的电压表示数减小，与其串联的电压表示数增大，故A错误，B正确；
C．根据
可知，不变，不变，故C正确；
D．根据
可知，滑动变阻器阻值减小，外电阻减小，故减小，根据
可知
比值不变，故D错误。
故选BC。
18．BC
【详解】A．由闭合电路欧姆定律可知，当滑动变阻器的触头向下滑动时，接入电路的电阻变大，则总电阻R总变大，总电流I减小，又因为电源的功率
P=EI
则电源的功率变小，故A错误；
B．因总电流I减小，则内电压减小，路端电压U增大，而R1分压U1减小，所以电容器上的电压增大，由Q=CU知，Q变大，故B正确；
C．因总电流I减小，电源内部消耗功率为
P内=I2r
即电源内部消耗的功率变小，故C正确；
D．将电阻R1看成电源的内阻，因R与R1+r的大小未知，则等效电源的输出功率如何变化不能确定，则R上消耗的功率无法确定，故D错误。
故选BC。
19．BD
【详解】A．带电微粒P处于静止状态，其受力如图所示
当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，平行金属板间的电势差变小，根据
可知平行金属板间的电场强度减小，带电微粒所受电场力减小，微粒P将向下运动，A错误；
BC．当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，电流表的示数增大，上消耗的电功率减小，B正确，C错误；
D．当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即外电路的总电阻减小，电源的效率为
由此可知，电源的效率减小，D正确。
故选BD。
20．ABC
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
所以A正确；
B． Rp不变时，V1的读数与A2读数之比等于R3，所以B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律有
则有
所以Rp改变时，V1读数的变化量的绝对值与A1读数变化量的绝对值的比值是4，则C正确；
D．滑动变阻器滑片向左移动，滑动变阻器阻值变大，则整个电路的总电阻变大，根据
则A1读数变小，所以D错误；
故选ABC。
一、题型特点分析
二、例题讲解
三、解题必备知识
四、方法总结
五、变式归纳
六、巩固练习
六、巩固练习参考答案
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