专题8-3 闭合电路欧姆定律（2）-2019高考物理一轮复习考点大通关

专题8-3 闭合电路欧姆定律（2）-2019高考物理一轮复习考点大通关

方法突破 方法 1 直流电路动态分析的方法 1．判定总电阻变化情况的规律 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(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． (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． 2．分析思路 (1)程序法 (2)“串反并同”结论法： ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大． ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小． 即：Error!←R↑→Error! (3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最 大或电阻为零去讨论． 题组 4 直流电路动态分析的方法 1．如图所示，电路电压 U 保持不变，滑动变阻器 R 的总阻值与 R2 的阻值均为 20 Ω，电阻 R1 的阻值为 5 Ω。当滑动变阻器 R 的滑动端 P 由 a 向 b 滑动过程中 (　　) A．干路中电流不断增大 B．R1 上消耗电功率不断增大 C．R1 上消耗电功率不断减小 D．R2 上消耗电功率不断减小 【答案】：ABD 【解析】：滑片由 a 向 b 滑动时，R 变小，R 并变小，R 总变小，电路中的总电流变大，R1 两端的电压变 大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R2 消耗的功率变小。 2. (多选)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中 正确的是(　　) A．电压表 的读数减小，电流表 的读数增大 B．电压表 的读数增大，电流表 的读数减小 C．电压表 的读数减小，电流表 的读数增大 D．电压表 的读数增大，电流表 的读数减小 【答案】AD　 3. (多选) 如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值 r.将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压 表 V1、V2、V3 示数变化量的绝对值分别为 ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表 A 示数变化量的绝对值为 ΔI，则 (　　) A．A 的示数增大 B．V2 的示数增大 C．ΔU3 与 ΔI 的比值大于 r D．ΔU1 大于 ΔU2 【答案】ACD 4．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示。M 为烟雾传感器， 其阻值 RM 随着烟雾浓度的改变而变化，电阻 R 为可变电阻．当车厢内有人抽烟时，烟雾的浓度增大，导致 警报装置 S 两端的电压增大，发出警报．下列说法正确的是(　　) A．RM 随烟雾浓度的增大而增大 B．RM 随烟雾浓度的增大而减小 C．若要提高报警灵敏度可增大 R D．若要提高报警灵敏度可减小 R 【答案】：BC　 【解析】：有人抽烟时，烟雾的浓度增大，S 两端的电压 U＝IRS 增大，说明干路的电流 I 增大，传感 器的电阻减小，选项 B 正确；增大 R，传感器的电阻变化引起总电阻的变化更明显，可提高报警灵敏度，选 项 C 正确。 5．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 和 R3 均为定值电阻，R2 为滑动变阻器。 当 R2 的滑动触点在 a 端时合上开关，此时三个电表 A1、A2 和 V 的示数为 I1、I2 和 U，现将 R2 的滑动触点向 b 端移动，则三个电表示数的变化情况是(　　) A．I1 增大，I2 不变，U 增大 B．I1 减小，I2 增大，U 减小 C．I1 增大，I2 减小，U 增大 D．I1 减小，I2 不变，U 减小 【答案】：B 6. 在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，则(　　) A．A 灯变亮，B 灯变暗　　 B．A 灯和 B 灯都变亮 C．电源的输出功率减小 D．电源的工作效率降低 【答案】A　 【解析】当滑动触头向下滑动时，R 总变大，由 I 总＝ E R总减小，UA＝E－I 总 R1－I 总 r 知 UA 增大，故 A 灯 变亮，I 总＝IA＋IB＋IR2，I 总减小，而 IA、IR2 均增加，故 IB 减小，B 灯变暗，A 正确，B 错误；P 输＝( E R总 ＋r) 2R 总＝ E2 R总－r2 R总 ＋4r ，当 R 总增加时，因 R 总与 r 大小关系未知，不能判断 P 输具体如何变化，故 C 错误； η＝ U外I EI ×100%＝ R总 R总＋r×100%，当 R 总增加时，η 增加，故 D 错误． 7．在如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生 变化，电表的示数分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示。 下列判断正确的是(　　) A．|ΔU1|＜|ΔU2 |，|ΔU2| ＞|ΔU3 | B．| U1 I |不变， |ΔU1| |ΔI| 变小 C．| U2 I |变大， |ΔU2| |ΔI| 变大 D．|U3 I |变大， |ΔU3| |ΔI| 变大 【答案】：A　 方法 2 分析与计算含容电路的方法 诠释：电容器处于稳定状态时，其处于断路状态，电容器所在支路无电流，与电容器直接串联的电阻 相当于一根无电阻导线；电容器上的电压就是与含有电容器的那条支路相并联的支路两端电压。 题组 5 分析与计算含容电路的方法 1．如图所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则 (　　) A．电源的功率变小 B．电容器贮存的电荷量变小 C．电源内部消耗的功率变大 D．电阻 R 消耗的电功率变小 【答案】：BC 【解析】：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R 总变小，I 总增大，U 端减小，而 R1 分 压 U1 增大，所以电容器上的电压减小．电源功率 P 总＝I 总 E 增大，A 错误。Q＝CU 减小，B 正确。电源内部 消耗功率 P 内＝I 总 2r 增大，C 正确。电阻 R 消耗的功率可能增大，也可能减小，选项 D 错误。 2．如图所示的电路，闭合开关 S，滑动变阻器滑片 P 向左移动，下列结论正确的是(　　) A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡 L 变亮 C．电容器 C 上电荷量减小 D．以上说法都不对 【答案】：A 3．如图所示，当电路中滑动变阻器 R2 的滑动触头 P 向下滑动时 (　　) A．电容器 C 两端的电压增大 B．电容器 C 两极板间的电场强度增大 C．电压表的读数减小 D．R1 消耗的功率增大 【答案】：AB 【解析】：P 下滑时 R2 接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1 消耗的功率减小，D 错误。 内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，C 错误。电容器两端的电压增大，两极间的场强增大，A、B 选项正确。 5．如图所示，电路中 R1、R2 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 C 的极板水平放置。闭 合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静 止不动的是(　　) A．增大 R1 的阻值 B．增大 R2 的阻值 C．增大两板间的距离 D．断开开关 S 【答案】：B　 【解析】：本题考查含有电容器的动态电路及受力平衡等知识点，为了保证带电油滴悬浮在两板之间 静止不动，就要使电容器两板之间的场强 E 不变．电路稳定后，和电容器相串联的电阻对电容器两端的电 压不产生影响，而增大 R1 的阻值将使电容器两端的电压增大，根据 E＝ U d可知，E 增大，故 A 错误；增大 R2 的阻值，电容器两端的电压不变，E 不变，故 B 正确；增大两板间的距离，E 减小，故 C 错误；断开开关 S， 电容器两端的电压发生改变，D 错误。 4．在如图所示电路中，开关 S1、S2、S3、S4 均闭合，C 是水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油 滴 P，断开哪个开关后 P 会向下运动？(　　) A．S1 B．S2 C．S3 D．S4 【答案】：C 6．在如图所示的电路中，电源的电动势 E＝3.0 V，内阻 r＝1.0 Ω；电阻 R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝ 30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容 C＝100 μF。电容器原来不带电，接通开关 S 后流过 R4 的总电量为多少？ 【答案】：2.0×10－4 C 【解析】：由电阻的并联公式，得闭合电路的总电阻为 R＝ R1（R2＋R3） R1＋R2＋R3 ＋r，由欧姆定律得，通过电源 的电流 I＝ E R，电源的路端电压 U＝E－Ir，电阻 R3 两端的电压 U′＝ R3 R2＋R3U，通过 R4 的总电量就是电容器的 电量 Q＝CU ′，由以上各式并代入数据，解得 Q＝2.0×10－4 C。 方法 3 电路故障分析的方法 诠释：电路故障分析常用的方法（1）断路法（2）短路法（3）仪表检测法（4）假设法 (1)故障特点 ①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接部分没有断 点． ②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但其两端电压为零． (2)检查方法 ①电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路． ②欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运 用欧姆表检测时，电路一定要切断电源． ③电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析， 可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程． ④假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部 分电路的欧姆定律进行推理． 题组 6 电路故障分析的方法 1．如图所示，因线路故障，接通 S 时，灯泡 L1 和 L2 均不亮，用电压表测得 Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4 V。 因此可知开路处为(　　) A．灯泡 L1 B．灯泡 L2 C．变阻器 D．不能确定 【答案】：C 2．如图所示的电路中，闭合开关 S 后，灯泡 L1、L2 都能发光．后来由于某种故障使灯 L2 突然变亮(未 烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这个故障可能是(　　) A．电阻 R1 断路 B．电阻 R2 短路 C．灯 L1 两接线柱间短路 D．电阻 R2 断路 【答案】：D 3．如图所示的电路中，闭合开关，灯 L1、L2 正常发光．由于电路出现故障，突然发现灯 L1 变亮，灯 L2 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是(　　) A．R1 断路 B．R2 断路 C．R3 短路 D．R4 短路 【答案】：A 【解析】：把原电路改画为如图所示的电路，由于电流表示数减小、灯 L2 变暗，可推知电路中的总电 流减小，路端电压增大，表明外电阻增大，可排除 R3、R4 短路的可能。又灯 L1 变亮、灯 L2 变暗，表明灯 L1 两端电压增大、灯 L2 两端电压减小，由欧姆定律可判断只能是 R1 发生断路。 4．如图所示,电源电动势为 6V，当开关 S 接通时，灯泡 L1 和 L2 都不亮，用电压表测得各部分电压是 Uad=0， Ucd=6V，Uab=6V，由此可判定(　　) A．L1 和 L2 的灯丝都断了　　　　 B．L1 的灯丝断了 C．L2 的灯丝断了 D．变阻器 R 断路 【答案】：C 【解析】：由 Uab=6V，可知电源完好；灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在外电路 a、b 之间； 由 Ucd=6V 可知,灯泡 L1 和变阻器 R 是导通的，断路故障应出现在 c、d 之间，故 L2 断路，C 正确，A、B、D 错误。