专题课:闭合电路的动态分析与故障分析
例1 C [解析] 由电路图可知,滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,滑动变阻器连入电路中的阻值增大,则外电路的总阻值R总增大,干路电流I=,因R总增大,所以I减小,故A1示数减小;路端电压U=E-Ir,因I减小,所以U增大,即电压表的示数增大;R2两端电压U2=E-I(R1+r),因I减小,所以U2增大,由I2=知,I2增大,即电流表A2的示数增大,故选项C正确,选项A、B、D错误.
变式1 A [解析] 由图可知L2与滑动变阻器并联,再与L1串联,现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,所以电灯L1变亮,路端电压减小,所以L2与滑动变阻器并联电压减小,所以L2变暗,干路电流I增大,L2与滑动变阻器并联电压减小,所以通过L2的电流减小,所以电流表的示数增大;电源的总功率P=IE,总电流增大,则电源总功率变大.
例2 C [解析] 开关S闭合时,电容器C1与R2两端电压相等,C2与R1两端电压相等;开关S断开时,电路断路,电容器C1、C2两端电压均等于电源电动势E,由Q=CU知,电容器C1、C2的电荷量均增多,C正确.
变式2 BD [解析] 将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器的阻值增大,总电流减小,R2两端电压U减小,则电容器两极板间电压减小,根据E=,电容器中的电场强度将减小,所以A错误;根据C=,所以电容器的电容将保持不变,根据C=,由于电容器两极板间电压减小,电容器上的电荷量将减少,所以B正确,C错误;开始时,带电液滴正好处于静止状态,有mg=,则当电容器两极板间电压减小时,电场力小于重力,液滴将向下运动,所以D正确.
例3 A [解析] 简化电路如图所示.若R1断路,则电路中总电阻增大,总电流减小,右侧部分总电阻不变,则右侧分压将减小,电流表A的读数变小,灯L2变暗,灯L1两端的电压将增大,则灯L1将变亮,A正确;若R2断路,则电路中总电阻增大,总电流减小,可知L1变暗,故B错误;若R3短路,则R2被短路,电路中总电阻将减小,电路中电流增大,灯L1两端的电压增大,L1变亮,L2两端的电压减小,灯L2变暗,总电流变大,通过L2的电流变小,则电流表的读数将增大,故C错误;若R4短路,则电路中总电阻减小,电路中电流增大,L1变亮,L2两端的电压减小,故L2变暗,总电流变大,通过L2的电流变小,则电流表A的示数增大,故D错误.
变式3 D [解析] 如果电源接触不良,则整个电路为断路状态,灯泡不亮,电流表无示数,不论电压表接在何处都无示数,A错误;如果灯泡的灯丝已断,电流表无示数,用电压表测量时,c、d间无电压,B错误;如果电流表内部断路,灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量时,c、d间无电压,C错误;开关的触片或接线柱接触不良,开关闭合后,电灯不亮,电流表无读数,当用电压表测量时,a、b间的电压为0,而a、d及c、d间均有电压,D正确.
随堂巩固
1.A [解析] 依题意,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时R外减小,根据I=知,电流表的读数增大,故A正确;根据U=E-Ir易知,电压表读数减小,小灯泡变暗,故B、C错误;根据上面选项分析,可知=r,即不变,故D错误.
2.BC [解析] S断开时外电路处于断路状态,两电阻中均无电流通过,电阻两端电势相等,由题图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,故A错误;S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1>C2,由Q=CU知此时Q1>Q2.但S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I==2 A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V,U2=IR2=12 V,则此时两电容器所带的电荷量分别为Q'1=C1U1=3.6×10-5 C,Q'2=C2U2=3.6×10-5 C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带的电荷量也减小,故B、C正确,D错误.
3.CD [解析] 由于用电压表测得b、d两点间的电压为220 V,所以a、b间电路是通的,b、c间电路不通或c、d间电路不通;由于用电压表测得a、c两点间的电压为220 V,所以c、d间电路是通的,a、b间电路不通或b、c间电路不通.综合分析可知b、c间电路不通,a、b间电路和c、d间电路通,即C、D正确.专题课:闭合电路的动态分析与故障分析
1.B [解析] 由电路图可知,滑动变阻器与电阻R串联,滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,总电阻减小,则根据闭合电路欧姆定律I=可知,电流增大;由U=E-Ir可知,路端电压减小,故电流表示数增大,电压表示数减小,故选B.
2.A [解析] 当滑片下移时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则外电路总电阻减小,电路中总电流增大,电源的内电压增大,由闭合电路欧姆定律可知,电路的路端电压减小,故电压表示数减小;由欧姆定律可知,R1上的分压增大,而路端电压减小,故并联部分的电压减小,则通过R2的电流减小,电流表的示数减小,故A正确.
3.C [解析] 当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则外电路总电阻减小,电路中总电流增大,内电压增大,路端电压减小,所以L3变亮;因为L3两端电压U3变大,且路端电压变小,所以L1变暗;总电流变大,流过L1的电流变小,所以流过L2的电流增大,L2变亮,故选项C正确.
4.AD [解析] 当滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的总电阻增大,电路中电流减小,灯泡L变暗,故A正确,B错误;电容器两端的电压等于路端电压,电路中电流减小,内电压将减小,则路端电压增大,由Q=CU知,电容器C的电荷量将增大,故C错误,D正确.
5.BD [解析] 滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入回路的电阻变小,外电路的总电阻变小,干路中电流变大,内电压变大,路端电压变小,L变暗,电容器两端的电压变小,电容器两板间电场强度变小,带电油滴所受静电力变小,油滴向下运动,B、D正确.
6.AC [解析] 若断开开关S,则电容器处于放电状态,电荷量变小,电阻R2中有向上的电流,故A正确;若只减小R1的光照强度,则外电阻R1变大,但由于不知道外电阻和内阻的大小关系,因此无法判断电源输出的功率的变化情况,B错误;电压不变,只将电容器上板向下移动时,电场强度增大,带电微粒向上运动,C正确;由于下极板接地,只将P1向上端移动时,下板电势不变,依然为零,D错误.
7.C [解析] 因为灯泡L1和L2都不亮,说明电路中有断路故障或短路故障,又因为Ucd=6 V,说明c、d两点与电源两极之间是通路,L1和R不可能断路,所以可能是L2的灯丝烧断了,故A、B、D错误,C正确.
8.A [解析] 闭合开关灯泡不亮,说明有断路或短路,由选项可知只判断断路情况即可,因UBC=0,则与之串联的电路有断路,UCD=0,则与之串联的电路有断路,UDE≠0,则与之串联的电路无断路,即D到负极,E到正极无断路,UAE≠0,则E到正极无断路,所以D、E间有断路,可能是滑动变阻器断路,故A正确,B、C、D错误.
9.AD [解析] 因电源有内阻,且电路变化时仅有一个电阻变化,故可以利用“串反并同”规律分析,即当电路中有一个电阻变化时,与其直接或间接串联的用电器的电压、电流及功率的变化与该电阻的变化相反,若用电器与变化电阻直接或间接并联,则该用电器的电压、电流及功率与电阻变化相同,由图可知,电路是电阻R2与L3串联后与L2并联,再与R1串联,再与L1和R串联的支路并联,最后与电源串联,当光照变强时,R减小,L1与其串联,L2和L3与其并联,根据“串反并同”规律可知,L1变亮,L2和L3都变暗,故A正确,B错误;去掉R1改为导线,可等效为其阻值减为零,L1与其并联,根据“串反并同”规律可知,L1会变暗,故C错误;R2断路时,等效为其阻值增大为无穷大,L1与其并联,根据“串反并同”规律可知,L1会变亮,故D正确.
10.D [解析] 将滑片由该位置向a端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,灯泡消耗的功率减小,则灯泡将变暗,电源的效率η=×100%=×100%,外电路总电阻增大,路端电压增大,则电源效率增大,故A错误.液滴受力平衡,因电容器上极板带负电,板间场强向上,则液滴带正电,滑片由该位置向a端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,电容器板间电压UC=E-I(r+RL)增大,板间场强增大,液滴所受的静电力增大,因此液滴将向上做加速运动,故B错误.由于电源的内阻与外电阻关系未知,所以不能判断输出功率如何变化,故C错误.电容器两端的电压增大,则板间场强增大,下极板与液滴所在位置间的电势差增大,因下极板接地,电势始终为0,则液滴所在位置的电势减小,而液滴带正电,所以液滴电势能减小,故D正确.
11.B [解析] 保持R1不变,缓慢增大R2时,由于R和R2串联,R两端的电压减小,即平行板电容器的两个极板间的电压U减小,带电小球受到的静电力F电=qE=q减小,细线的拉力大小为F=,将减小,选项B正确,A错误.保持R2不变,缓慢增大R1时,R两端的电压不变,F电不变,细线的拉力F不变,C、D错误.
12.(1)1 A (2)1.8×10-4 C
[解析] (1)闭合开关S,电路稳定后,电容器视为断路,由电路图可知,R1与R2串联,由闭合电路的欧姆定律得I== A=1 A
所以稳定后通过R1的电流为1 A.
(2)闭合开关S后,电容器两端的电压与R2两端的电压相等,有UC=1×6 V=6 V
将开关S断开后,电容器两端的电压与电源的电动势相等,有U'C=E=12 V
所以流过R1的总电荷量为Q=CU'C-CUC=30×10-6×(12-6) C=1.8×10-4 C专题课:闭合电路的动态分析与故障分析
学习任务一 闭合电路的动态分析
[科学思维] 闭合电路动态问题的分析方法:
(1)程序法
①分析电路,明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象;
②由局部电阻变化判断总电阻的变化;
③根据I=判断总电流的变化;
④根据U=E-Ir判断路端电压的变化;
⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.
(2)直观法
①当外电路的任何电阻变大(或变小)时,总电阻变大(或变小).
②控制开关使串联的电阻增多时,总电阻变大;使并联的电阻增多时,总电阻变小.
(3)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.
例1 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是
( )
A.电压表和电流表示数都增大
B.电压表和电流表示数都减小
C.电压表示数增大,电流表A1示数减小,A2示数增大
D.电压表示数减小,电流表A1示数增大,A2示数减小
[反思感悟]
变式1 [2024·福清一中月考] 如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r.开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光.现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )
A.电灯L1变亮,L2变暗
B.电源的总功率变小
C.电灯L1、L2均变亮
D.电流表的示数变小
[反思感悟]
学习任务二 含电容器电路的分析与计算
[科学思维] 含电容器电路的特点
1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,此支路相当于断路,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.
2.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并联电阻两端的电压相等.
3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电.
例2 如图所示的电路中,已知电容器C1、C2电容相等,电阻R1=R2,电源电动势为E,内阻为r.当开关S由闭合状态断开时,下列说法中正确的是 ( )
A.电容器C1的电荷量增多,电容器C2的电荷量减少
B.电容器C1的电荷量减少,电容器C2的电荷量增多
C.电容器C1、C2的电荷量都增多
D.电容器C1、C2的电荷量都减少
[反思感悟]
变式2 (多选)[2024·长汀一中月考] 如图所示的电路中,
水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则 ( )
A.电容器中的电场强度将增大
B.电容器上的电荷量将减少
C.电容器的电容将减小
D.液滴将向下运动
[反思感悟]
学习任务三 电路故障分析
[科学思维]
(1)断路的特点与分析
①断路的特点:电路中发生断路,表现为某段电路两端的电压不为零而电流为零.
②断路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,则说明电源正常,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点.
(2)短路的特点与分析
①短路的特点:电路中发生短路,表现为某段电路两端的电压为零而电流不为零.
②短路故障的判断:若电流表有示数而用电器不工作,则该支路被短路;用电压表与该支路并联,若无电压,则该支路被短路.
例3 [2024·湖南衡阳期末] 如图所示的电路中,闭合开关S,灯L1、L2正常发光,由于电路突然出现故障,发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变
小,则发生的故障可能是(电源内阻不计) ( )
A.R1断路
B.R2断路
C.R3短路
D.R4短路
变式3 [2024·大田一中期末] 如图所示电路中,闭合开关后,灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量a、b间的电压值为零,而测a、d及c、d时,均有电压,这说明
( )
A.电源接触不良
B.灯泡的灯丝已断
C.电流表内部断路
D.开关的触片或接线柱接触不良
1.(闭合电路的动态分析)[2024·厦门一中期末] 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,L为小灯泡,R为滑动变阻器.电流表和电压表读数分别为I、U,其读数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU.现闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时 ( )
A.I增大
B.L变亮
C.U增大
D.增大
2.(含电容器电路分析)(多选)[2023·泉州五中月考] 如图所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=18 V,内阻不计,
下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,a、b两点电势相等
B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 A
C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
3.(电路故障分析)(多选)如图为一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与220 V的电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一电压表测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V.由此可知( )
A.a、b间电路通,c、d间电路不通
B.a、b间电路不通,b、c间电路通
C.a、b间电路通,b、c间电路不通
D.b、c间电路不通,c、d间电路通专题课:闭合电路的动态分析与故障分析建议用时:40分钟
◆ 知识点一 闭合电路的动态分析
1.[2024·厦门一中月考] 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向B端移动时 ( )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数减小
D.电流表示数减小,电压表示数增大
2.[2024·三明二中月考] 如图所示的电路中,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片向下移动的过程中 ( )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
3.如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是 ( )
A.L1变亮,L2和L3均变暗
B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗
C.L1变暗,L2和L3均变亮
D.L1变亮,L2变亮,L3变暗
◆ 知识点二 含电容器电路的分析与计算
4.(多选)[2024·福州一中月考] 在如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L能正常发光,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是 ( )
A.灯泡L将变暗
B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电荷量将减小
D.电容器C的电荷量将增大
5.(多选)如图所示的电路中,L是小灯泡,C是极板水平放置的平行板电容器.有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动.若滑动变阻器的滑片向下滑动,则 ( )
A.L变亮
B.L变暗
C.油滴向上运动
D.油滴向下运动
6.(多选)[2024·永定一中月考] 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好静止.下列说法中正确的是( )
A.断开开关S瞬间,电阻R2中有向上的电流
B.只减小R1的光照强度,电源的输出功率变小
C.只将电容器上板向下移动时,带电微粒向上运动
D.只将P1向上端移动时,下板电势升高
◆ 知识点三 故障分析
7.[2024·厦门二中月考] 如图所示的电路中,电源的电动势为6 V,当开关S闭合后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分的电压分别为Uab=6 V,Uad=0 V,Ucd=6 V,则电路故障
原因可能是 ( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了
D.滑动变阻器R断路
8.[2024·莆田一中期末] 如图所示的电路,当闭合开关S时灯泡不亮,为了检查电路的故障,现通过多用电表的电压挡进行检测,测得UBC=0、UCD=0,UDE、UAE均不为零,则电路故障原因可能是 ( )
A.滑动变阻器断路 B.灯泡L断路
C.开关S损坏 D.电阻R断路
9.(多选)现有一个家用太阳能辅助电路如图所示,图中的电源为太阳能电源,其内阻不可忽略,L1、L2、L3为位于三个房间的规格相同的灯泡,R是光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小,R1、R2是保护电阻,合上开关S,则 ( )
A.当照射在R上的光变强时,L1变亮,L2和L3都变暗
B.当照射在R上的光变强时,L1变暗,L2和L3都变亮
C.在光照强度不变的情况下,去掉R1改成导线,则L1会变亮
D.在光照强度不变的情况下,R2断路,则L1会变亮
10.如图所示,电源内阻较大,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也能正常发光.现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则( )
A.灯泡将变暗,电源效率将减小
B.液滴带正电,将向下做加速运动
C.电源的路端电压增大,输出功率也增大
D.滑片滑动瞬间,带电液滴的电势能将减小
11.如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R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,小球静止时受到细线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是 ( )
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
12.[2024·古田一中月考] 如图所示的电路中,定值电阻R1=4 Ω,R2=6 Ω,电容器的电容C=30 μF,电池的内阻r=2 Ω,电动势E=12 V.
(1)闭合开关,求电路稳定后通过R1的电流.
(2)求将开关断开后流过R1的总电荷量.(共36张PPT)
专题课：闭合电路的动态分析与故障分析
学习任务一 闭合电路的动态分析
学习任务二 含电容器电路的分析与计算
学习任务三 电路故障分析
随堂巩固
备用习题
学习任务一 闭合电路的动态分析
［科学思维］ 闭合电路动态问题的分析方法：
(1)程序法
①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；
②由局部电阻变化判断总电阻的变化；
③根据判断总电流的变化；
④根据判断路端电压的变化；
⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.
(2)直观法
①当外电路的任何电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小).
②控制开关使串联的电阻增多时，总电阻变大;使并联的电阻增多时，总电阻变小.
(3)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.
例1 电动势为、内阻为的电源与定值电阻、及滑动变阻器连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的滑片由中点滑向端时，下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数都增大
B.电压表和电流表示数都减小
C.电压表示数增大，电流表示数减小，示数增大
D.电压表示数减小，电流表示数增大，示数减小
√
[解析] 由电路图可知，滑动变阻器的滑片由中点滑向端时，滑动变阻器连入电路中的阻值增大，则外电路的总阻值增大，干路电流，因增大，所以减小，故示
数减小；路端电压，因减小，所以增大，即电压表的示数增大；两端电压，因减小，所以增大，由知，增大，即电流表的示数增大，故选项C正确，选项A、B、D错误.
变式1 [2024·福清一中月考] 如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为.开关闭合后，电灯、均能发光.现将滑动变阻器的滑片稍向上移动，下列说法正确的是( )
A.电灯变亮，变暗 B.电源的总功率变小
C.电灯、均变亮 D.电流表的示数变小
√
[解析] 由图可知与滑动变阻器并联，再与串联，现将滑动变阻器的滑片稍向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路
电流增大，所以电灯变亮，路端电压减小，所以与滑动变阻器并联电压减小，所以变暗，干路电流增大，与滑动变阻器并联电压减小，所以通过的电流减小，所以电流表的示数增大；电源的总功率，总电流增大，则电源总功率变大.
学习任务二 含电容器电路的分析与计算
［科学思维］ 含电容器电路的特点
1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.
2.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并联电阻两端的电压相等.
3.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.
例2 如图所示的电路中，已知电容器、电容相等，电阻，电源电动势为，内阻为.当开关由闭合状态断开时，下列说法中正确的是( )
A.电容器的电荷量增多，电容器的电荷量减少
B.电容器的电荷量减少，电容器的电荷量增多
C.电容器、的电荷量都增多
D.电容器、的电荷量都减少
√
[解析] 开关闭合时，电容器与两端电压相等，与两端电压相等；开关断开时，电路断路，电容器、两端电压均等于电源电动势，由知，电容器、的电荷量均增多，C正确.
变式2 (多选)[2024·长汀一中月考] 如图所示的电路中，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向左移动，则( )
A.电容器中的电场强度将增大 B.电容器上的电荷量将减少
C.电容器的电容将减小 D.液滴将向下运动
√
√
[解析] 将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器的阻值增大，总电流减小，两端电压减小，则电容器两极板间电压减小，根据，电
容器中的电场强度将减小，所以A错误；根据，所以电容器的电容将保持不变，根据，由于电容器两极板间电压减小，电容器上的电荷量将减少，所以B正确,C错误；开始时，带电液滴正好处于静止状态，有，则当电容器两极板间电压减小时，电场力小于重力，液滴将向下运动，所以D正确.
学习任务三 电路故障分析
［科学思维］
(1)断路的特点与分析
①断路的特点：电路中发生断路，表现为某段电路两端的电压不为零而电流为零.
②断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，则说明电源正常，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点.
(2)短路的特点与分析
①短路的特点：电路中发生短路，表现为某段电路两端的电压为零而电流不为零.
②短路故障的判断：若电流表有示数而用电器不工作，则该支路被短路；用电压表与该支路并联，若无电压，则该支路被短路.
例3 [2024·湖南衡阳期末] 如图所示的电路中，闭合开关，灯、正常发光，由于电路突然出现故障，发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是(电源内阻不计)( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.短路
√
[解析] 简化电路如图所示.若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，右侧部分总电阻不变，则右侧分压将减小，电流表A的读数变小，灯变暗，灯两端的电压将增大，则灯将变亮，A正确；
若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，可知变暗，故B错误；若短路，则被短路，电路中总电阻将减小，电路中电流增大，灯两端的电压增大，变亮，两端的电压减小，灯变暗，
总电流变大，通过的电流变小，则电流表的读数将增大，故C错误；若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，变亮，两端的电压减小，故变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表A的示数增大，故D错误.
变式3 [2024·大田一中期末] 如图所示电路中，闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，用电压表测量、间的电压值为零，而测、及、时，均有电压，这说明( )
A.电源接触不良 B.灯泡的灯丝已断
C.电流表内部断路 D.开关的触片或接线柱接触不良
√
[解析] 如果电源接触不良，则整个电路为断路状态，灯泡不亮，电流表无示数，不论电压表接在何处都无示数，A错误；如果灯泡的灯丝已断，电流表无示数，用电压表测量时，、间无电压，
B错误；如果电流表内部断路，灯泡不亮，电流表无示数，用电压表测量时，、间无电压，C错误；开关的触片或接线柱接触不良，开关闭合后，电灯不亮，电流表无读数，当用电压表测量时，、间的电压为0，而、及、间均有电压，D正确.
1.如图所示的电路,闭合开关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
√
[解析] 电路图中的电路结构是R1与R先并联,再与R2串联,故R↓→R总↓→I干↑→U内↑→U外↓.R2两端电压U2=I干R2,U2增大,所以R与R1的并联电压减小,电压表示数减小,A、C、D错误,B正确.
2.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关,在平行板电容器C两板间恰好有一带电粒子处于静止状态,当滑动变阻器R0的滑片向左移动时,带电粒子将( )
A.向上运动 B.向下运动
C.静止不动 D.不能确定运动状态的变化
√
[解析] 当滑片向左移动时,R0接入电路的阻值变大,则R总变大,总电流变小,R两端的电压变小,电容器两板间的电场强度变小,粒子所受电场力减小,由题可知,粒子在电容器两板间处于静止状态时,所受电场力与重力平衡,当电场力减小时,粒子所受合力向下,所以粒子将向下运动,故B正确.
3. (多选)在如图所示的电路中,一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板a、b之间的P点,处于静止状态.要使该油滴向下运动,则以下方法可行的是 ( )
A.只增大R1,其他条件不变
B.只减小R2,其他条件不变
C.只增大R3,其他条件不变
D.只减小R3,其他条件不变
√
√
[解析] 只增大R1,其他条件不变,则电路的总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路的总电流变小,R2两端电压变小,电容器C两端电压变小,电容器两板间的电场强度减小,带电油滴所受电场力减小,由题可知,带电油滴
在极板间处于静止状态时,所受电场力与重力平衡,当电场力减
小时,油滴受到的合力向下,所以将向下加速运动,A正确;
只减小R2,其他条件不变,则电路的总电阻变小,由闭合电路欧姆定律可知,电路的总电流变大,电源的路端电压减小,R1两端电压增大,R2两端电压减小,电容器C两端电压变小,电容器两板间的电场强度减小,带电油滴所受电场力减小,由A中分析知,油滴将向下加速运动,B正确;
只增大(或减小)R3,其他条件不变,R3和电容器C串联,电容器两端电压不变,带电油滴受力平衡,静止不动,C、D错误.
4. 某同学按如图所示的电路进行实验,实验时该同学将滑动变阻器的滑片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示:
序号 A1示数(A) A2示数(A) V1示数(V) V2示数(V)
1 0.60 0.30 2.40 1.20
2 0.44 0.32 2.56 0.48
将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零.
(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为定值电阻,在这五个物理量中,可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)
.
E、R2、R3
[解析] 先将电路简化,R1与r看成一个等效内阻r'=R1+r,则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E和等效内阻r';由A2和V1的数据可求出电阻R3;由V2和A1、A2的数据可求出R2.
序号 A1示数(A) A2示数(A) V1示数(V) V2示数(V)
1 0.60 0.30 2.40 1.20
2 0.44 0.32 2.56 0.48
(2)由于电路发生故障,发现两电压表示数相同(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则出现故障的原因可能是 .
RP短路或R2断路
[解析] 当发现两电压表的示数相同,但又不为零时,说明V2的示数也是路端电压,由此可推断RP两端电压为零,出现这种故障的原因有两个:若R2是完好的,则RP一定被短路;若RP是完好的,则R2一定断路.
1. (闭合电路的动态分析)[2024·厦门一中期末] 如图所示，电源电动势为，内阻为，为小灯泡，为滑动变阻器.电流表和电压表读数分别为、，其读数变化量的
A.增大 B.变亮 C.增大 D.增大
绝对值分别为、.现闭合开关，当滑动变阻器的滑片向下滑动时( )
√
[解析] 依题意，当滑动变阻器的滑片向下滑动时减小，根据知，电流表的读数增大，故A正确；根据易知，电压表读数减小，小灯泡变暗，故B、C错误；根据上面选项分析，可知，即不变，故D错误.
2. (含电容器电路分析)(多选)[2023·泉州五中月考] 如图所示，，， ， ，电源电动势，内阻不计，下列说法正确的是( )
A.开关断开时，、两点电势相等
B.开关闭合后，、两点间的电流是
C.开关断开时带的电荷量比开关闭合后带的电荷量大
D.不论开关断开还是闭合，带的电荷量总比带的电荷量大
√
√
[解析] 断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知点电势与电源负极电势相等，而点电势与电源正极电势相等，故A错误；断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而
,由知此时.但闭合时，稳定状态下与并联，与并联，电路中电流，此时两电阻两端电压分别为，，则此时两电容器所带的电
荷量分别为，，对电容器来说，闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B、C正确，D错误.
3. (电路故障分析)(多选)如图为一电路板的示意图，、、、为接线柱，、与的电源连接，间、间、间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一电压表测得、两点间以及、两点间的电压均为.由此可知( )
A.、间电路通，、间电路不通
B.、间电路不通，、间电路通
C.、间电路通，、间电路不通
D.、间电路不通，、间电路通
√
√
[解析] 由于用电压表测得、两点间的电压为,所以、间电路是通的,、间电路不通或、间电路不通;由于用电压表测得、两点间的电压为,所以、间电路是通的,、间电路不通或、
间电路不通.综合分析可知、间电路不通,、间电路和、间电路通,即C、D正确.
