高考物理得分关键题增值增分特训电容器和直流电路的动态分析含解析中学教育高考_中学教育-中学课件.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 电容器和直流电路的动态分析(限时：45 分钟)一、单项选择题 1(2013 安徽 19)用图 1 所示的电路可以测量电阻的阻值图中 Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头 P 的位置，当通过电流表的电流为零时，测得 MPl1，PNl2，则 Rx的阻值为()图 1 A.l1l2R0 B.l1l1l2R0 C.l2l1R0 D.l2l1l2R0 答案 C 解析 设 R0、Rx与三者的结点为 Q，当通过电流表的电流为零时，说明 PQ，则UR0URMP，URxURPN，IR0IRxI0，IRMPIRPNI，故 I0R0IR

2、MP，I0RxIRPN.两式相除有R0RxRMPRPN，所以 RxRPNRMPR0l2l1R0，正确选项为 C.2 如图 2 所示，为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压 U 和电流 I.图线上点 A的坐标为(U1，I1)，过点 A的切线与纵轴交点的纵坐标为 I2.小灯泡两端电压为 U1时，电阻等于 ()图 2 A.I1U1 B.U1I1 C.U1I2 D.U1I1I2 答案 B 解析 由于小灯泡的伏安特性曲线上，每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻，所以小灯泡两端电压为 U1时，电阻等于U1I1，B 正确 3 如图 3 所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻 R

3、1R2，两电路中分别通过相同的电学习必备 欢迎下载 荷量 q 的过程中，下列判断正确的是 ()图 3 A电源内部产生电热较多的是甲电路 BR1上产生的电热比 R2上产生的电热少 C电源做功较多的是甲电路 D电源效率较高的是甲电路 答案 D 解析 电源内部产生电热 QI2rtIqr，由于外电阻 R1R2，甲电路电流较小，电源内部产生电热较少的是甲电路，选项 A 错误外电阻产生电热 QI2RtIqRUq，U1U2，R1上产生的电热比 R2上产生的电热多，选项 B 错误两电路中分别通过相同的电荷量 q的过程中，两电源做功相等，选项 C 错误电源效率较高的是甲电路，选项 D 正确 4 在如图 4 所示

4、的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r.闭合开关 S，在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是 ()图 4 A电流表的读数先减小后增大 B灯泡 L 变亮 C电源输出功率先增大后减小 D电压表的读数先增大后减小 答案 D 解析 由简化电路图可知，滑动变阻器的右半部分与电流表 A 串联，再与左半部分并联，并联部分与灯泡串联后再与电压表并联，电压表测路端电压滑片 P 向左滑动，当两支路电阻相等，即 RARaRb时，并联路段电阻最大，因此并联路段的电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，由串联分压可知路端电压先增大后

5、减小，选项 D 正确；电流表刚开始测干路电流，随着 P 由 a 向 b 移动，电流表示数逐渐变小，P 滑到 b 端，电阻图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的结点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析

6、电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 R和电流表被短路，电流表示数为零，A 错误；外电路电阻增大时，流过灯泡的电流减小，灯泡分压减小，灯泡变暗，选项 B 错误；外电路电阻越接近电源内阻，电源输出功率越大，由于灯泡电阻大于电源内阻，因此外电路电阻总大于电源内阻，随着外电阻的增大，输出功率逐渐减小，选项 C 错误 5 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图 5 所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓

7、度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数 U 与一氧化碳浓度 之间的对应关系正确的是 ()图 5 AU 越大，表示 越大，与 U 成正比 BU 越大，表示 越小，与 U 成反比 CU 越大，表示 越大，但 与 U 不成正、反比关系 DU 越大，表示 越小，但 与 U 不成正、反比关系 答案 C 解析 根据题意，设氧化锡传感器的电阻为 R1k，电源的电动势为 E，内阻为 r，电压表的示数 UER0krRR0，越大，U 越大，但 U 与 既不成正比也不成反比，选项 C正确 6 在如图 6 所示的电路中，电源的负极接地，

8、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，、为理想电流表和理想电压表在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是 ()图 6 图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的结点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两

9、电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 Aa 点的电势降低 B电压表示数变小 C电流表示数变小 D电容器 C 所带电荷量增多 答案 A 解析 在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，外电路电阻减小，电源输出电流变大，路端电压减小，R1两端电压升高，故 a 点的电势降低，电压表示数变大，电流表示数变大；因 R2与 R3并联，R2两端电压降低，故电容器 C 两端电压降低，电容器 C所带电荷量减少，

10、选项 A 正确，B、C、D 错误 7 如图 7 所示，两极板间距为 d 的平行板电容器与一电源相连，距上极板 d 处有一质量为 m、带电量为 q 的小球自由释放，穿过上极板的小孔后，恰好能到达下极板，若将下极板向上平移d4，小球仍从同一位置释放，则下列说法正确的是 ()图 7 A仍能到达下极板，且速度恰好为 0 B仍能到达下极板，且速度大于 0 C不能到达下极板，距离上极板最大距离为3d5 D不能到达下极板，距离上极板最大距离为d2 答案 C 解析 由动能定理，开始有 2mgdqEd0，下极板平移后，设小球在平行板电容器中下降高度为 x，则有 mg(dx)qEx0，又 UEdE34d，联立解得

11、 x35d，选项 C 正确，选项 A、B、D 错误 8 A、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板 A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球两块金属板接在如图 8 所示的电路中，R1为光敏电阻，R2为滑动变阻器，R3为定值电阻，当 R2的滑动触头 P 在中间时闭合开关 S，此时电流表和电压表的示数分别为 I 和 U，带电小球静止且绝缘细线与金属板 A的夹角为 .已知电源电动势 E 和内阻 r一定，光敏电阻随光照的增强电阻变小，以下说法正确的是 图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的

12、结点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 ()图 8 A保持光照强度不变，将 R2的滑动触头 P 向 b 端滑动，则 R3消耗的功率变大 B保持滑动触头 P 不

13、动，让光敏电阻周围光线变暗，则小球重新平衡后 变小 C滑动触头向 a 端滑动，用更强的光照射 R1，则电压表示数变小 D保持滑动触头不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值变小 答案 C 解析 R2的滑动触头 P 的滑动对全电路无影响，保持光照强度不变，R3中电流不变，则R3消耗的功率不变，选项 A 错误让光敏电阻周围光线变暗，光敏电阻阻值变大，两金属板之间的电压增大，小球所受电场力变大，则小球重新平衡后 变大，选项 B 错误用更强的光照射 R1，光敏电阻阻值变小，电源输出电流变大，路端电压变小，则电压表示数变小，选项 C 正确用更强的光照射 R1，则

14、 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值等于电源内阻，不发生变化，选项 D 错误 二、多项选择题 9 某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标上，如图 9 中的 a、b、c 所示，以下判断正确的是 ()图 9 A直线 a 表示电源的总功率 PEI 图线 B曲线 c 表示电源的输出功率 PRI 图线 C电源的电动势 E3 V，内电阻 r1 D电源的最大输出功率 Pm2 W 图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的

15、结点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 答案 AD 解析 电源的总功率 PEEI，直线 a 表示电源的总功率 PEI 图线，选项 A 正确电源的输出功率 PR

16、UI(EIr)IEII2r，曲线 b 表示电源的输出功率 PRI 图线，曲线 c表示电源内部的发热功率 PrI 图线，选项 B 错误由直线 a 的斜率可得电源的电动势 E4 V选项 C 错误当 I1 A 时，电源的最大输出功率 Pm2 W，选项 D 正确 10如图 10 为测量某电源电动势和内阻时得到的 UI 图线，用此电源与三个阻值均为 3 的电阻组成如下四个电路则外电路功率相等的是 ()图 10 A图 a 和图 d B图 b 和图 c C图 a 和图 b D图 c 和图 d 答案 AB 解析 根据电源的 UI 图线可得电源的电动势为 4 V，内阻为 3 ，外电路消耗的功率 P 4 V2 R

17、外 R外3 2，当外电阻为 1 和 9 时，外电路消耗的功率相等，A 正确；当外电阻为4.5 和 2 时，外电路消耗的功率相等，B 正确，C、D 错误 11已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图 11 所示电路，电源的电动势 E 和内阻 r 不变，在没有磁场时调节变阻器 R 使电灯 L 正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区则 ()图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的结点为当通过电流表的电流为零时说明

18、则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 图 11 A电灯 L 变暗 B电灯 L 变亮 C电流表的示数增大 D电流表的示数减小 答案 BD 解析 若探测装置从无磁场区进入强磁场区磁敏电阻阻值增大

19、，电源输出电流减小，路端电压增大，电流表的示数减小，电灯 L 变亮，选项 B、D 正确 12电源、开关 S、S、定值电阻 R1、光敏电阻 R2和电容器连接成如图 12 所示电路，电容器的两平行板水平放置当开关 S、S闭合，并且无光照射光敏电阻 R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M 点当用强光照射光敏电阻 R2时，光敏电阻的阻值变小，则 ()图 12 A液滴向下运动 B液滴向上运动 CR2两端的电势差是否升高无法分析 D当光照强度不变时断开 S，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比 A点的电势高 答案 BD 解析 当用强光照射光敏电阻 R2时，光敏电阻的阻值变小，R2两端

20、的电势差降低，R1两端的电势差升高，电容器极板之间电压升高，液滴向上运动，选项 B 正确，A、C 错误 当光照强度不变时断开 S，电容器带电量不变，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比 A点的电势高，选项 D 正确 13如图 13 所示电路中，定值电阻 R 大于电源内阻 r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表 A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为 I1、I2、I3，理想电压表示数变化量的绝对值为 U，下列说法中正确的是 ()图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的结

21、点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错学习必备 欢迎下载 图 13 A电流表 A2的示数一定变小 B电压表 V 的示数一定增大 C I3一定大于 I2 D U 与 I1比值一定小

22、于电源内阻 r 答案 BD 解析 当滑动变阻器滑动端向右滑动后，滑动变阻器连入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，路端电压变大，电压表 V 的示数一定增大，电流表 A3的示数一定变小，电流表A2的示数一定变大，选项 A 错误，B 正确 I3不一定大于 I2，选项 C 错误 I1一定大于 I3，U 与 I3比值等于电源内阻，U 与 I1比值一定小于电源内阻 r，选项 D 正确【解题方法技巧 6】极限分析法 当题干中所涉及的物理量随条件做单调变化时，或者解为集合的题目，可以将某些起决定性作用的物理量的数值推向极值 如设定动摩擦因数趋近于零、一个量与另一个量的关系是“远大于”或“远小于”、斜面的倾角趋

23、近于零和 90、物体的质量趋近于零或无穷大等，通过简单计算、推理及合理性判断，并与一些显而易见的结果、结论和熟悉的物理现象进行对比可得出结论.比如第 6 题，我们可以把滑动变阻器的滑片 P向 b 滑动的过程采用极限分析法，即移到 b端，这样滑动变阻器被短路，再分析问题就会显得非常简单和直接.同样第 12 题中，可把光敏电阻的阻值变化为零，分析问题也会更简单.图中是待测电阻是定值电阻是灵敏度很高的电流表是一段均匀的电阻丝闭合开关改变滑动头的位置当通过电流表的电流为零时测得则的阻值为图答案解析设与三者的结点为当通过电流表的电流为零时说明则故两式相除有所以正确选点的纵坐标为小灯泡两端电压为时电阻等于图答案解析由于小灯泡的伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻所以小灯泡两端电压为时电阻等于正确如图所示甲两电路中电源完全相同外电阻两电路生的电热比上产生的电热少电源做功较多的是甲电路电源效率较高的是甲电路答案解析电源内部产生电热由于外电阻甲电路电流较小电源内部产生电热较少的是甲电路选项错误外电阻产生电热上产生的电热比上产生的电热多选项错