【物理】2019届二轮复习电路的动态分析与含电容器电路学案（全国通用）

【物理】2019届二轮复习电路的动态分析与含电容器电路学案（全国通用）

‎2019届二轮复习 电路的动态分析与含电容器电路 学案（全国通用）‎ 一、不含电容器电路 ‎1．定义 电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。‎ ‎【题1】如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 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 ‎【答案】A ‎【题2】（多选）如图所示的电路，L1、L 2、L 3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置。当S闭合时，3只小电灯都发光。现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L 1、L 2、L 3的变化情况 A．L 1变亮 B．L 2变亮 ‎ C．L 3变暗 D．L 1、L 2、L 3均变亮 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的有效电阻变大，导致外电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律I＝知，总电流I总减小，路端电压U路＝E－I总r将增大，因此，通过L1灯的电流IL1变小，L1灯变暗；U路＝UL1＋UL2，得L2灯两端的电压变大，L2灯变亮。而IL1＝IL2＋IL3，通过L1灯的电流IL1变小，通过L2灯的电流IL2变大，则通过L3灯的电流IL3变小，L3灯变暗。由以上分析可知，选项B、C正确。学 ‎ ‎2．判定总电阻变化情况的规律 ‎（1）在闭合电路中，任何一个电阻的增大（或减小），都将引起电路总电阻的增大（或减小），该电阻两端的电压一定会增大（或减小）。‎ ‎（2）若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。‎ 学 ]‎ ‎（3）在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。‎ ‎【题3】（多选）如图所示，A、B、C、D四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，定值电阻为R0，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表示数将变大的电路是 ‎【答案】BD ‎3．电路动态分析的方法 ‎（1）程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即：R局→R总→I总→U外→U局、I局。即电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路（并联分流、串联分压）→支路的变化。‎ 利用程序法分析电路动态变化问题的一般步骤 ‎①明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。‎ ‎②根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。‎ ‎③根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路的总电流如何变化。‎ ‎④由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。‎ ‎⑤由U＝E－U内确定路端电压如何变化。‎ ‎⑥分析外电路串、并联结构，先分析阻值没有发生变化的部分并分析其电压、电流的变化，再利用串、并联电路电压、电流关系分析阻值发生变化的部分的电压、电流的变化，直到分析到每一个元件中电压、电流的变化。‎ ‎ 【题4】（多选）如图所示，四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时，下列说法中正确的是 ‎ ‎ ‎ ‎ A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 ‎ B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 ‎ C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 ‎ D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 ‎【答案】BC ‎【题5】如图是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 A．I变大，U变大　 B．I变小，U变小 ‎ C．I变大，U变小 D．I变小，U变大 ‎【答案】A ‎（2）特殊值法 学 ]‎ 对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。‎ U端的变化→固定支路→变化支路。‎ ‎（3）极限法：对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。‎ ‎【题6】在如图甲所示电路中，当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，两个电表示数的变化情况是 ‎ ‎ A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 ‎【答案】B ‎【解析】当滑片P向b端移动时，R3将减小，其极限为零，即R2被短路，等效电路图如图乙所示，很显然外电阻减小，故电压表测量的路端电压将变小。设想P向a端移动，R3‎ 将增大，其极限可视为无穷大，即R3断路，电流表将没有读数，因此，当滑片P向b端移动时，电流表示数将变大。故选项B正确。‎ ‎（4）结论法——“并同串反”。‎ ‎“并同”：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。‎ ‎“串反”：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。‎ ‎【题7】如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是 A．A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小 B．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小 C．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大 D．A1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大 ‎【答案】C 方法Ⅱ，结论法：①“并同”：变阻器R2减小，与R2有并联关系的V1、A2示数变小，‎ ‎②“串反”：变阻器R2减小，与R2有串联关系的V2、A1示数变大，所以选项C正确。‎ ‎ 【题8】（多选）在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是 A．电压表示数减小 ‎ B．电流表示数增大 C．R2两端电压增大 ‎ D．a点的电势降低 ‎【答案】BD 方法二　结论法：‎ 滑片P自a端向b端滑动，R3电阻减小，与之串联的R1的两端的电压增大，电流表示数增大，所以a点的电势降低，A错误，B、D正确；R3电阻减小，与之并联的R2两端电压减小，C错误。‎ ‎4．闭合电路动态分析的思路：闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的通断）引起各部分电压、电流（或灯泡明暗）发生变化，分析这类问题的基本思路是：分清电路结构→局部电阻变化→总电阻变化→路端电压变化→各部分电压、电流变化。 学 ]‎ ‎【题9】（多选）闭合电路的电源电动势为E，内阻为r，如图，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，下列说法中正确的是 A．小灯泡L1、L3变亮，L2变暗 ‎ B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C．电压表V1示数变化量较小 ‎ D．电压表V2示数变化量较小 ‎【答案】BD ‎5．分析此类问题要注意以下三点： 学, , ,X,X, ]‎ ‎（1）两个公式：闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir（E、r不变）和部分电路欧姆定律U＝IR联合用。‎ ‎（2）两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。‎ ‎（3）一个思路：确定局部电阻的变化→分析总电阻的变化→分析总电流、路端电压的变化→分析局部电压、电流的变化。‎ ‎【题10】在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时 A．电压表示数变大，电流表示数变小 ‎ B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 ‎ D．电压表示数变小，电流表示数变小 ‎【答案】B ‎【解析】首先将电压表、电流表理想化处理，简化电路。R2与R3并联后与R1和R4串联，当滑片P向b端移动时，R3阻值变小，R2、R3并联部分总电阻变小，根据串联分压原理，R1和R4及内电阻上电压增大，R2、R3并联部分电压变小，由此可得：外电路上总电压变小，电压表示数变小；R2上电流变小，干路总电流变大，因此R3上电流变大，电流表示数变大。学 ‎ ‎【题11】在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时 A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 ‎【答案】C 二、含电容器电路 ‎1．电路的简化 不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。‎ ‎2．电路稳定时电容器的处理方法 电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等。‎ ‎3．电压变化带来的电容器变化 电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。‎ ‎【题12】（多选）如图所示，C1＝6μF，C2＝3μF，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 ‎【答案】BC ‎【题13】如图所示，电源电动势E＝9 V，内电阻r＝4.5 Ω，变阻器R1的最大电阻Rm＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω，R3＝R4＝1 000 Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置。在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止。那么 A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 W B．引入的微粒带负电，当开关接向b（未接触b）的过程中，微粒将向下运动 C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大 ]‎ D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流方向为d→c ‎【答案】AD ‎【解析】本题考查路端电压与负载的关系、平行板电容器的电容、串并联电路的特点，意在借助含容电路考查考生的逻辑推理能力。选项A中，在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1＋R2＝r，R2＝1.5 Ω，则R1＝3 Ω，电源的输出功率Pm＝＝4.5 W，故选项A正确；选项B中，在开关S与a接触且当电路稳定时，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态，而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b(未接触b)的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，故选项B错误；选项C中，电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2及电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，故选项C错误；选项D中，在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流方向为d→c，故选项D正确。 . ‎ ‎【题14】如右图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O 点固定连接，P为与圆环良好接触的滑动头。闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将 A．由小变大 ‎ B．由大变小 C．先变小后变大 ‎ D．先变大后变小 ‎【答案】C