人教版新教材必修三 12.2 含容电路（含答案）

人教版新教材必修三第十二章含容电路（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. 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
2. 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
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. 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
5. 在如图所示的电路中，、、均为可变电阻．当开关闭合后，两平行金属板、中有一带电油滴正好处于静止状态．为使带电油滴向上加速运动，可采取的措施是．( )
A. 增大的阻值 B. 减小的阻值 C. 减小的阻值 D. 增大、间距
6. 如图所示，电路中为热敏电阻阻值随温度的升高而减小，和均为定值电阻，开关闭合后，带电微粒恰好能沿图中水平虚线从平行金属板两板间匀速通过。若的温度升高，电源的内阻可忽略。则
A. 通过的电流增大 B. 通过的电流增大
C. 带电微粒将往上偏做直线运动 D. 带电微粒将往下偏做曲线运动
7. 竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为。当滑动变阻器的滑片在位置时，电流表的读数为，夹角为；当只改动滑片在位置时，电流表的读数为，夹角为，则 ( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
8. 如图所示电路中，直流电源的内阻，滑动变阻器的滑片位于中点，滑动变阻器的滑片位于中点，水平平行板电容器的两极板中间有一带电微粒恰好处于静止状态，则能使该带电微粒竖直向上运动的操作是
A. 滑片向端移动 B. 滑片向端移动 C. 滑片向端移动 D. 滑片向端移动
9. 如图所示的电路中，电源的电动势和内阻一定，、为平行板电容器的两块正对金属板，为滑动变阻器，、为定值电阻，此时电流表和电压表的示数分别为和。以下说法正确的是 ( )
A. 若将的滑动触头向右端移动，则变大，变小
B. 若将的滑动触头向右端移动，则变阻器功率变大
C. 若将的滑动触头向左端移动，将有电流从右向左通过电阻
D. 若将的滑动触头向左端移动，则变化量的绝对值与变化量的绝对值的比值变大
10. 如图所示电路中，合上开关后，电压表和电流表的读数分别为、，定值电阻消耗的功率为，电容器所带的电荷量为，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图象正确的是( )
A. B.
C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示的电路中，电源的电动势，内阻；电阻，，，；电容器的电容，电容器原来不带电，求：
开关未接通时电源的电流和电源的输出功率；
接通开关后流过的总电量。
12. 如图，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在足够大的平行金属板电容器中。已知两极板相距，小球的电荷量和质量分别为C、，电源的电动势和内阻分别为、，电阻，，，重力加速度大小取。求：
两端的电压
轻质细绳与竖直方向的夹角。
如图所示电路中，电源电动势，内阻，电阻，，电容器的电容，二极管具有单向导电性，开始时开头闭合，断开．
合上，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？
合上，待电路稳定以后再断开，求断开后，流过的电荷量是多少？
13.
答案和解析
1.【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：。
2.【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。
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】
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。

5.【答案】
【解析】
【分析】电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻的电压，改变，对电容器的电压没有影响要使油滴上升，需增加两端的电压，根据欧姆定律确定采用的方法．
【解答】
A、增大，对电容器的电压没有影响，油滴不动故A错误．
B、减小，分担的电压变小，则分担的电压变大则电容器两端的电压减大，油滴上升，故B正确．
C、减小，分担的电压增小，则电容器两端的电压变小，油滴受到的电场力变小，油滴下降，故C错误．
D、增大、间的间距，板间电压不变而电场强度变小，油滴受到竖直向上的电场力变小，油滴向下运动，故D错误

6.【答案】
【解析】
【分析】
根据温度的变化分析热敏电阻的阻值变化，然后分析总电阻的变化，从而可知总电流的变化和两端的电压变化，然后可知两端的电压和通过的电流变化；电容器和并联，电压相等，根据电压的变化和受力分析带电粒子的运动情况。
本题主要考查了闭合电路欧姆定律、闭合电路动态分析和含容电路的分析，难度适中。
【解答】
热敏电阻的温度升高，热敏电阻的阻值变小，总电阻变小，总电流变大，通过的电流增大，分得的电压变大，热敏电阻分得的电压变小，与热敏电阻并联，所以两端的电压减小，所以通过电阻的电流减小，故B错误，A正确；
带电微粒在电场中受到的电场力是竖直向上的，由于平行金属板间的电压增大，电场力会增大，因此带电微粒会往上偏而做曲线运动，故CD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知电容器与滑动变阻器的左侧并联，而电容器在电路稳定时看作断路，故可判断电路中电流的变化；由滑片的移动可知电容器两端电压的变化，由可求得场强的变化；对小球受力分析可得出夹角的变化．
本题综合考查电路知识、电容器及共点力的平衡知识，要求学生能通过读图和审题找出其中的关系，进而由部分物理量的变化可得出其它量的变化
【解答】
因电容器稳定后相当于开路，对电路没有影响，故移动滑片时电路中电流不变，即；
小球带正电，小球受重力、电场力及绳子的拉力而处于平衡；
滑片右移时，与电容器并联部分的电压增大，则电容器两端的电压增大，由可知，两极板间的电场强度增大，小球受到的水平向右的电场力增大，因重力不变，要使小球重新处于静止状态，细线与竖直板间的夹角应增大；
故选：。

8.【答案】
【解析】
【分析】
本题中国带电微粒竖直向上运动，说明电容器的两极板间电压需增大，根据电路分析可以增大电容器的两极板间电压的情况即可。
【解答】
、要使该带电微粒竖直向上运动，电容器的两极板间电压需增大，滑片的移动对电容器两端的电压没有影响，故AB错误；
、要使该带电微粒竖直向上运动，电容器的两极板间电压需增大，滑动变阻器分压需增大，即滑片应向端移动，选项 C正确，D错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查闭合电路欧姆定律以及含容电路的分析问题，解决问题的关键是正确分析电路结合，结合闭合电路欧姆定律，电容的定义式即可正确解题。
【解答】
移动滑动触头，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，电路中的总电阻不发生变化，故电路中的总电流不变，所以路端电压不变，由可知，变阻器的功率不变，故AB错误。
C.若将的滑动触头向左端移动，则滑动变阻器与电容器并联部分的电阻增大，由可知，电容器两端电压增大，由可知，电容器的电荷量增大，所以将有电流从右向左通过电阻，故C正确。
D.由可知，，变化量的绝对值与变化量的绝对值的比值不变，故D错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
据电路结构可求出各量的表达式，据表达式分析各图的正误。
图象类问题要由物理知识求出相应量的表达式结合数学知识判断是否与图相符。
【解答】
B.当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流变大，根据，可知，图像是开口向上的抛物线的一部分，则B错误；
C.电容器与滑动变阻器的分压相同， 电量，与图相符，则C正确；
A.电压表示数为路端电压：，图为一直线，则A错误；
D.由可知，则D错误。
故选C。
11.【答案】解：由图可知，与串联后与并联，则总电阻；
则由闭合电路欧姆定律可知：
故电源的输出功率；
开关接通后，电路结构不变，电容器与并联，
路端电压；
两端的电压；
则；
【解析】本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路，在解题时要注意明确电路稳定时，与电容相串联的电阻看作导线处理。
由图可知电和结构，由串并联电路的规律可求得总电阻，再由闭合电路欧姆定律可求得电流，再计算电源的输出功率；
接通开关后，电容器充电，根据电路关系计算电容器两端电压，再由可求得通过的电量。
12.【答案】解：
与并联后的电阻，
代入数据解得：，
由闭合电路欧姆定律有：，
由，解得：；
由，解得：，
对小球进行受力分析，有：，
解得：，。
【解析】根据电路结构和闭合电路欧姆定律可得两端的电压
根据结合小球受力可得轻质细绳与竖直方向的夹角。
13.【答案】解：闭合，断开时，电容器两端电压
闭合后有，
电压
电容器上电荷量变化了
合上后电容器上的电荷量
断开后，，并联，电阻与电流成反比，又，因此流过的电荷量与电阻成反比，流过的电荷量
【解析】开关断开时，电阻和电源构成闭合电路，电容器上端带正电，根据闭合电路欧姆定律求出两端的电压，即为电容器两端的电压；合上，由于二极管的单向导电性，知和并联，电容器上端带正电，根据闭合电路欧姆定律求出其两端的电压，即为电容器两端的电压．根据求出电容器电量的变化量。
断开后，和的电流与阻值成反比，因而流过的电量与阻值也成反比，知道合上时电容器的带电量，即可求出流过的电量。
解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，以及掌握处理含容电路的方法。
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