人教版新教材必修三 12.2 动态电路专题（含答案）

人教版新教材必修三第十二章动态电路专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器开关闭合后，灯泡能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是( )
A. 灯泡变亮 B. 电容器的带电量将增大
C. 两端的电压减小 D. 电源的总功率变大
2. 如图所示的电路中，为定值电阻，为光敏电阻光照越强电阻越小，为电容器，电源内阻不可忽略闭合开关后，当光照增强时，下列说法中正确的是( )
A. 电容器所带电荷量减少 B. 电源的效率降低 C. 电流表的示数减小 D. 的电功率减小
3. 如图所示，电源电动势为、内阻为，、、为定值电阻阻值均大于电源内阻，电压表和电流表可视为理想电表．开关闭合时，一带电油滴恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器的滑片向端移动，下列说法正确的是( )
A. 油滴将向上运动 B. 电压表的示数变小、电流表的示数变大
C. 电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大 D. 、电阻上消耗的功率都变大
4. 如图甲所示的电路中定值电阻，电源电动势，内阻。图乙中曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与干路电流的关系图线，以下说法正确的是( )
A. 断开时电源的效率为 B. 闭合后电源的总功率会变小
C. 闭合后灯泡的亮度增强 D. 断开时小灯泡消耗的功率为
5. 电源电动势，内阻、开关、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板水平放置．当开关闭合，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板间的点．当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，下列说法正确的是
A. 液滴向下运动 B. 电阻消耗的电功率减少
C. 电容器所带电荷量减少 D. 电源输出功率变大
6. 如图所示，开关闭合后，带电质点在平行金属板中处于静止状态。则( )
A. 质点一定带正电 B. 滑片向端移动时，两只电表的示数均增大
C. 滑片向端移动时，质点将向上板运动 D. 若将开关断开，质点将向下板运动
7. 在防范新冠肺炎中，为了便于测量人体体温的变化，某同学用热敏电阻设计了如图所示的电路，其中电源电动势为，内阻为，为定值电阻，为电容器，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，现对热敏电阻加热，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. 电容器的电荷量增大 D. 电源内部消耗的功率减小
8. 将一粗细均匀的金属丝弯成的一个闭合的网环，与一电阻和一电容器连接在如图所示的电路中，连线和连线均过圆心且相互垂直，点固定地连接在电路中，滑动触头与圆环始终接触良好，电压表、电流表均为理想电表。开始时滑动触头与点接触，闭合开关后，将滑动触头沿圆环由点经点逐渐滑至点，此过程中( )
A. 电压表示数和电流表示数均先增大后减小
B. 电容器所带电荷量先增大后减小，电容随之先增大后减小
C. 电压表示数与电流表示数的比值先增大后减小
D. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值先增大后减小
9. 在如图所示的电路中，，两相同的小灯泡原来都发光，忽然小灯泡比原来亮了，小灯泡比原来暗了，则发生这种故障可能是( )
A. 断路 B. 短路 C. 断路 D. 短路
10. 如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，用以测试汽车司机是否酒驾，为定值电阻，为气敏电阻。的阻值随酒精气体浓度变化曲线如图乙，电源电动势保持不变。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大，则( )
A. 测试仪中电压表的示数越小 B. 测试仪中电流表的示数越小
C. 电路消耗的总功率越大 D. 电压表与电流表示数的比值越小
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，已知。当开关闭合后，电压表的读数为；当开关断开后，电压表的读数为，求电源的电动势和内阻。
12. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，当开关断开时；电流表的示数为，电压表的示数为，试求：
电阻和的阻值；
当闭合后，上的电压和消耗的功率。电压表和电流表内阻不计
如图所示，，，滑动变阻器最大值，则：
当滑片位于时，电路的总电阻是多少？电流表示数为多少？
当滑片位于时，电路的总电阻是多少？电流表示数为多少？
当滑动触头从滑到的过程中，电流表示数如何变化？该过程的最小值为多少？
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键的要抓住电容器的特点：当电路稳定时，和电容器串联的电路没有电流，电容器电压等于这一串联电路两端的电压。
灯泡和滑动变阻器串联、电容器和定值电阻串联后两条支路再并联．当电路稳定后，电容器这一路没有电流，相当于开关断开，对另一路没有影响；电容器的电压等于路端电压；当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律分析电流和路端电压的变化，分析灯泡亮度和电容器电量的变化。
【解答】
A.当滑动变阻器的滑片向右移动后，增大，电路中电流减小，灯泡将变暗，故A错误；
B.路端电压，则知增大，电容器电量增大，故B正确；
C.电路稳定后电容器相当开关断开，两端的电压为零，没有变化，故C错误；
D.减小，电源的总功率，不变，则知电源的总功率减小，故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
明确电路结构，知道、以及电流表串联在电源两端，电容器电压等于两端电压；由电源效率定义判断效率的变化；光照强度增强时，光敏电阻的阻值会减小，导致电路的总电阻减小，电路中的总电流增大；的功率等效为电源的输出功率。
【解答】
解：、当光照增强时，光敏电阻的电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，上电压变大，则电容器电压变大，所以电容器电荷量变大，故AC错误；
B、当光照增强时，光敏电阻的电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小；则由，所以电源效率降低，故B正确；
D、的功率等效为电源的输出功率，等效为电源内阻，由于电源的内阻与外电阻的关系未知，所以不能确定的功率如何变化，故D错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题是含有电容器的动态电路分析，解决方法一般为：部分到整体再到部分。
【解答】
A.滑动变阻器的滑片向端移动，则滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则干路电流增大，由可知电容器两端电压减小，电场力减小，故油滴将向下运动，故A错误；
B.由于干路电流增大，而减小，故I减小，则流过的电流增大，两端电压增大，则滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数变大，故B正确；
C.由于，且总电阻减小，故电源的输出功率增大，而电源效率减小，故C错误；
D.由干路电流增大，故消耗功率增大，而减小，则消耗功率减小，故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
断开时，图乙交点数值为灯泡实际工作的电压和电流，求解灯泡的实际功率、电源的总功率及电源的效率；闭合后，电路外电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律分析干路电流、电源总功率、灯泡的亮度变化情况。
对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义，知道图线的交点数值为灯泡实际工作的电压和电流；对于闭合电路的动态分析，通常按照“部分整体部分”的顺序进行分析。
【解答】
断开时，图乙交点数值为灯泡实际工作的电压和电流，，，实际功率，电源总功率，所以电源的效率，故A错误，D正确；
B.闭合后，电路外电阻减小，，干路电流增大，总功率增大，故 B错误；
C.闭合后，干路电流增大，增大，路端电压减小，灯泡亮度减弱，故C错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知，该电路和串联，电容器两端间的电压等于两端间的电压；当用强光照射光敏电阻时，由光敏电阻的阻值变化，根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化；再分析带电液滴的受力情况，确定运动；通过电容器两端电压的变化，就可知道电容器所带电量的变化，因为，外电路总电阻变小时，输出功率变大。
解决本题的关键抓住电容器两端电压与两端电压相等，利用闭合电路欧姆定律进行动态分析。
【解答】
A.当无光照射时，带电液滴恰好静止，液滴所受重力和电场力是一对平衡力；当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大， 两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，A错误；
B.两端间的电压增大，则电阻消耗的电功率变大，选项B错误；
C.电容器的电压增大，电容不变，由知，电容器所带电荷量增大。故C错误。
D.因为外总电阻变小时，输出功率变大。D正确
故选D。

6.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
对电路进行分析，滑片的移动可知电路中总电阻的变化，由闭合欧姆定律可求得电路中电流及路端电压的变化；再对并联部分分析可知电容器两端的电压变化，则可知的受力变化，则可知质点的运动情况．将之外的其他部分等效为电源的内电阻，则可分析功率的变化．本题考查闭合电路的欧姆定律，一般可以先将分析电路结构，电容器看作开路；再按部分整体部分的分析思路进行分析．
【解答】
由电路图可知，与串联后与并联，再与串联，电容器与并联部分并联；
A、电容器的上极板带正电，板间场强向下，质点处于平衡状态，则知受到的电场力向上，故液滴带负电．故A错误．
、滑片向端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则总电阻增大，总电流减小，内电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知路端电压增大，两端的电压减小，故并联部分电压增大；电容器两端的电压增大，质点所受的电场力增大；则质点将向上移动；
因并联部分电压增大，则中的电流增大，而干路电流减小，故电流表中的电流减小；
两端的电压减小，路端电压增大，并联部分电压增大，即与两端的总电压增大；
而由于电流表示数减小，由欧姆定律可知两端的电压减小，故两端的电压增大，电压表示数增大，故B错误，C正确；
D、开关断开，电容器两端的电压等于电源的电动势，电容器两端电压增大，板间场强增大，受到的电场力变大，质点将向上运动，故D错误；
故选C．

7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查直流电路的动态分析和含容电路的处理。
根据热敏电阻的特性，当温度升高时，热敏电阻的阻值会发生变化，依据闭合电路欧姆定律判断总电流的变化，结合部分电路欧姆定律分析电表示数的变化；再依据电容定义式判断电容器电荷量的变化；根据判断电源内部消耗的功率变化情况。
【解答】
A.对热敏电阻加热，温度升高，热敏电阻阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总的总电流增大，则电流表的示数增大，故A正确；
B.根据可知，路端电压将减小，所以电压表的示数减小，故B错误；
C.电容器并在外电路两端，电容器两端电压等于路端电压，根据可知，由于减小，则电容器的电荷量减小，故C错误；
D.根据，由于增大，则电源内部消耗的功率增大，故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电路的动态分析及含容电路的综合分析。
圆环的两部分电阻并联再与定值电阻串联，电容器与圆环并联，两板间电压与圆环两端电压相等。滑动触头与点经过点逐渐滑至点的过程中，并联电阻先增大后减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，判知电流表的示数；
根据电容定义式判断电荷量的变化；
由电路结构可知，电压表示数与电流表示数的比值表示圆环的并联电阻，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值，进行判断。
【解答】
A.由图可知，圆环的两部分电阻并联再与定值电阻串联，电容器与圆环并联，两板间电压与圆环两端电压相等。滑动触头与点经过点逐渐滑至点的过程中，并联电阻先增大后减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，故电流表示数先减小后增大，故A错误；
B.电容器的电容与其两板间电压无关，，不变，电压先增大后减小，故电荷量也先增大后减小，故B错误；
由电路结构可知，电压表示数与电流表示数的比值表示圆环的并联电阻，所以先增大后减小，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值，故C正确，D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
首先明确电路中各用电器的连接关系：和与灯泡关联后，与、串联，再与并联。灯泡变亮了，说明实际功率增大了，灯泡变暗，说明实际功率减小了。具体故障可将每个选项逐一代入题目检查是否符合题意，从而确定正确选项。
此题是电路故障分析问题。解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法”将每一选项逐一代入题干，检查是否符合题意，最终确定正确选项。
【解答】
A.若断路，断路后的总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则通过两个灯泡电流都增大，即、变亮，故A错误；
B.短路，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，流过的电流减小，故流过灯的电流增大，灯变亮根据串联电路的特点知，灯和的总电压增大，则灯的电压减小，灯变暗，故 B正确
C.断路，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，流过的增大，故流过灯的电流减小，灯变暗流过灯的电流增大，灯变亮，故 C错误
D.短路，总电阻减小，路端电压减小，流过的电流减小，总电流增大，故流过、两灯的电流都增大，故 A、两灯都变亮故 D错误
故选：。

10.【答案】
【解析】
【分析】
电压表示数的大小随着气敏电阻阻值的大小而变化，气敏电阻阻值越大，其分得的电压就越大；根据闭合电路欧姆定律可以判断出电流表示数的变化；电源消耗的总功率为，因为电动势不变，根据电流的变化即可得到电源消耗功率的变化；电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻阻值。
闭合电路欧姆定律的灵活运用是解决此类问题的关键。
【解答】
、由图乙可知，酒精浓度越大，气敏电阻阻值越大，所以电路中的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流就越小，即电流表示数越小。根据闭合电路欧姆定律可得气敏电阻两端电压就越高，电压表示数就越大，故A错误，B正确；
C、电路消耗的总功率为：，由上面的分析可知酒精浓度越大，电路中的电流越小，电路消耗的总功率越小，故C错误；
D、电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻的阻值大小，因为酒精浓度越大，气敏电阻阻值就越大，所以电压表与电流表示数的比值就越大，故D错误。
故选B。
11.【答案】解：当断开时，电路中电流，
根据闭合电路欧姆定律得：
当开关闭合时，电路中电流 ，
由闭合电路欧姆定律得：
由得：，
答：电源的电动势与内阻分别为和。
【解析】当断开时，电压表测量的电压；当闭合时，外电路结构是：与并联，再跟串联，对两种情况，结合闭合电路欧姆定律列出方程，即可求出电源的电动势和内阻。
解决本题的关键理清电路，搞清串并联关系，结合闭合电路欧姆定律进行求解。
12.【答案】解：断开时，由，得：，
根据闭合电路欧姆定律有：
求得：；
闭合时，、并联电阻：
回路总电流：，
电压表示数即两端的电压为：；
上消耗的电功率：。
答：电阻和的阻值分别为和；
当闭合后，两端的电压为；上消耗的电功率为。
【解析】本题考查的是电阻的串并联的知识，根据闭合电路欧姆定律可以求得电路的电流和电压的大小。
根据电压表和电流表的示数，由欧姆定律可以求得电阻的阻值的大小，再由闭合电路欧姆定律求出的阻值；
当闭合后，和并联，之后再与串联，根据闭合电路的欧姆定律可以求得电路的总电流的大小，进而可以求得两端的电压；根据电功率公式可求上消耗的电功率的大小。
13.【答案】解：当滑片位于时，，；
当滑片位于时，，；
设触头上部分电阻为，则下部分电阻为，
总电阻，
由数学知识可知当，即时，最大，
此时，电流表示数的最小值，
故电流表示数先变小后变大。
【解析】本题是闭合电路欧姆定律的应用类型，对电路的理解是关键，分析清楚各部分元件的连接关系，明确电压和电流的关系。
当滑片位于时，、并联后与串联，则由串并电阻关系可得总电阻，再由欧姆定律求得干路总电流；
当滑片位于时，、并联后与串联，则由串并电阻关系可得总电阻，再由欧姆定律求得干路总电流；
根据串并联电路特点，利用数学知识即可求出最大，从而得出结论。
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