考点39 电路的动态分析和故障分析（核心考点精讲+分层精练）（解析版）—高中物理

这是一份考点39 电路的动态分析和故障分析（核心考点精讲+分层精练）（解析版）—高中物理，共31页。试卷主要包含了 3年真题考点分布， 命题规律及备考策略，36W，5W，5Ω等内容，欢迎下载使用。
1. 3年真题考点分布
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计28次，主要考查：
电路的动态分析；
电路的故障分析；
含容电路分析；
【备考策略】掌握电路的动态分析的两种基本思路；理解电路故障分析方法和解决实际问题；学会含容电路的处理的基本思路和方法
【命题预测】本节内容在各省高考题中，单独出现的概率不大，往往是和其他板块知识以综合题的形式出现，在实验题中，常以故障分析的情况出现。2024年考生对于本节内容的复习不要花过多的时间，掌握较简单的动态分析和故障分析的方法即可，不用过多的深入研究。更多课件 教案 视频 等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663
考法1 电路的动态分析
1．解决电路动态变化的基本思路
（1）“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化．
（2）“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分．
（3）“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路．
2．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

（2）极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．
（3）串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)．“并同”是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)．
3．分析含容电路应注意的两点
（1）电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．在电路稳定后，与电容器串联的电阻阻值变化，不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度．
（2）电路中的电流、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，电荷量增大；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，电荷量减小．
角度1：局部→整体→局部：分析动态电路
【典例1】（2023秋·广东·高三广州市真光中学校联考开学考试）如图所示，电源的电动势E恒定不变且内阻r不可忽略，、和都是定值电阻，R是滑动变阻器，电压表、电压表和电流表A都是理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢移动时，下列说法正确的是（ ）

A．电压表、电压表和电流表A的示数均减小
B．电压表和电压表的示数减小，电流表A的示数增大
C．电压表的示数减小，电流表A和电压表的示数增大
D．电压表的示数减小，电流表A和电压表的示数增大
【答案】B
【详解】滑动变阻器R的滑片向左移动，R的阻值减小，回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知干路的总电流增大，由，可知路端电压减小，故电压表的示数减小；根据部分电路欧姆定律，通过电阻的电流减小，流经滑动变阻器R所在支路的电流增大，由分流原理知电流表A的示数增大；路端电压减小，电阻两端的电压增大，故电压表的示数减小。
故选B。
角度2：根据“串反并同”分析动态电路
【典例2】（2023·重庆·校联考模拟预测）2022年8月，重庆持续高温，多地发生火灾。为预防火灾，某学习小组设计安装如图所示的简易火灾报警器，其中R0为定值电阻，RT为热敏电阻（其阻值随温度升高而减小）。当热敏电阻RT所在处出现火情时，电流表示数I和电压表示数U的变化情况是（ ）

A．I和U均减小B．I和U均增大
C．I增大，U减小D．I减小，U增大
【答案】B
【详解】由“串反并同”的方法可知，热敏电阻RT所在处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，电压表的示数将变大，电流表的示数也将变大。
故选B。
电路动态分析的两个结论
（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.
（2）“串反并同”
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.
【变式1】（2023·重庆合川·统考模拟预测）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（ ）
A．电路再次稳定时，电源效率增加B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．电容器存储的电势能增加
【答案】C
【详解】A．电源的效率，，将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，故A错误；
BC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压
U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流
I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，故B错误，C正确；
D．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由
知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，故D错误。
故选C。
【变式2】（2023·山东济南·济南市历城第二中学校考一模）在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻，为滑动变阻器。电源电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．滑片P向下移动时，电流表示数增大B．滑片P向上移动时，电阻的电流增大
C．当时，电流表的示数为2AD．当时，电源的输出功率为32W
【答案】C
【详解】A．等效电路如图所示
当滑片P向下移动时，导致滑动变阻器阻值减小，则等效电阻阻值减小，则等效电阻分压减小，根据变压器原理可知，副线圈两端电压减小，即电阻两端电压减小，根据欧姆定律可知，电流表示数减小，故A错误；
B．将等效为电源内阻，滑片P向上移动时，电阻增大，根据串反并同可知，流过电阻的电流减小，故B错误；
C．等效电阻阻值为
电源电压有效值为
因此原线圈两端电压为
根据变压器原理可知，副线圈电压为
因此电流表示数，，故C正确；
D．当时，电源的输出功率：，故D错误。
故选C。
【变式3】（2023·河北石家庄·统考三模）在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，，滑动变阻器的取值范围为0～，所打电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表、电压表、电流表A示数的变化量分别为、、。下列说法正确的是（ ）
A．大于
B．不变，增大
C．的功率先增大后减小，最大值为0.36W
D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W
【答案】C
【详解】将R1和R2等效为电源内阻，则等效电源的电动势
等效内阻
等效电路如图
A．则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，R4变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，V1读数变小，则V2读数变大，因U路端=U1+U2，可知小于，选项A错误；
B．因为，不变，而U2=E＇-I(R1+r＇)，可知不变，选项B错误；
C．将R3等效为新电源的内阻，内阻为，当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到30Ω，可知的功率先增大后减小，当R4=25Ω时功率最大，最大值为，选项C正确；
D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源E的外电阻为，当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为，电源E的内阻，则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，选项D错误。
故选C。
考法2 电路的故障分析
电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。
（1）电压表检测
若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。
（2）假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，可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故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路，若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。
电路故障问题的分析方法与技巧
（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．
角度1：判断电路故障的元件和原因
【典例3】（2023·湖南·模拟预测）如图所示，灯泡A、B都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A比原来亮一些，B比原来暗一些，则断路的电阻是（ ）
A．R1B．R3C．R2D．R4
【答案】C
【详解】A．电阻R1单独在一个支路上，断路后使并联电路的电阻值变大，使灯泡所在的并联电路两端的电压变大，两个灯泡的亮度都变亮，故A不符合题意；
B．电阻R3与灯泡B是并联的，如果R3断路，此处只有灯泡B一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡B两端电压增大，由P=知功率变大，灯泡B变亮，故B不符合题意；
C．电阻R2与灯泡A是并联的，如果R2断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，灯泡B两端电压降低，由P=知，灯泡A功率变大，亮度变亮，灯泡B功率变小，亮度变暗，故C符合题意；
D．电阻R4在干路上，如果R4断路，则整个电路没有电流，灯泡都不发光，此选项不符合题意，故D不符合题意。
故选C。
角度2：电表示数变化问题
【典例4】（2023·全国·模拟预测）在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列哪种故障（ ）
A．短路B．短路C．短路D．断路
【答案】A
【详解】A．若短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表和电流表的读数都增大，A正确；
B．若短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表读数增大，电流表的读数减小为0，B错误；
C．若短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表读数减小为0，电流表的读数增大，C错误；
D．若断路，接入电阻增大，根据串反并同，电压表读数减小，电流表的读数减小为0，D错误。
故选A。
角度3：小灯泡亮度变化问题
【典例5】（2023·浙江·模拟预测）某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1~X10（220V/2W），将其连接在220V交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（ ）
A．若L2断路，则干路电流I增大
B．若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大
C．若L2短路，X2功率减小，其它指示灯的功率增大
D．若L2短路，X2功率增大，其它指示灯的功率减小
【答案】C
【详解】A. 若L2断路，外电阻增大，则干路电流I减小，A错误；
B. 若L2断路，相当于L2阻值增大，根据串反并同，X1和L1的电流都减小，X1和L1的功率都减小，B错误；
C. 若L2短路，相当于L2的阻值减小，根据串反并同规律，X2的电压减小，X2功率减小，其它指示灯的电流增大，功率增大，C正确，D错误。
故选C。
1．（2023·北京东城·汇文中学校考一模）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（ ）
A．A、C间导线断路B．D、E间导线断路C．灯泡断路D．F、B间导线断路
【答案】C
【详解】E、F间电阻为无穷大，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零，说明导线均没有断路，则灯泡断路。
故选C。
2．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）如图所示是某电路的示意图，虚线框内是超导限流器．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成．当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制故障电流．超导部件正常态电阻R1＝6Ω，临界电流IC＝0.6A，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V，3W”字样，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，则下列判断不正确的是
A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为0.5A
B．当灯泡正常发光时，通过R2的电流为0.5A
C．当灯泡L发生故障短路时，通过R1的电流为1A
D．当灯泡L发生故障短路时，通过R2的电流为0.5A
【答案】B
【详解】A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为
选项A正确；
B．当灯泡正常发光时，超导部件处于超导状态，则通过超导部件的电流为0.5A，通过R2的电流为零，选项B错误；
CD．当灯泡L发生故障短路时，超导部件处于正常状态，此时R1＝6Ω，通过R1的电流为
通过R2的电流为，选项CD正确；
此题选择错误的选项，故选B.
3．（2023·江苏宿迁·校考模拟预测）如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是( )
A．R1短路 B．R2断路C．R2短路 D．R3短路
【答案】D
【详解】若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过B的电流减小，则B灯变暗，不符合题意．故A错误．若R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，A灯变暗，不符合题意．故B错误．若R2短路，D灯不亮，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过B的电流减小，则B灯变暗，不符合题意．故C错误．若R3短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过C、D的电流都减小，则C、D灯变暗．干路电流增大，通过C灯电流减小，则B灯的电流增大，变亮．符合题意．故D正确．故选D．
【点睛】此题是电路故障分析问题．解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法”将每一选项逐一代入题干，检查是否符合题意，最终确定正确选项．
考法3 含容电路分析
1．电路简化
在恒定的直流电路中，把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2．电容器的电压
(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(2)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线。
3．电容器的电荷量及变化
(1)利用Q＝CU计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。
3、含电容器电路动态变化
(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路上的电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。在电路稳定后，与电容器串联的电阻中无电流通过，与电容器串联的电阻阻值变化，不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度。
(2)电路中的电流、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，所带电荷量增大；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，所带电荷量减小。
二、含二极管的直流电路
(1)二极管具有单向导电性，当给二极管加上正向电压时，二极管电阻很小，处于导通状态；当给二极管加上反向电压时，二极管电阻很大，处于截止状态。
(2)在含有二极管的电路中，二极管起到了开关作用。
角度1：含容电路电流、电压的计算
【典例6】（2023·海南·统考高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）

A．CEB．C．D．
【答案】C
【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为
电容器下极板的电势为
则电容两端的电压
则电容器上的电荷量为
故选C。
角度2：含容电路电桥问题
【典例7】（2019·甘肃·西北师大附中校考一模）如图所示电路中，电源电动势E＝10V，内电阻不计，电阻R1＝14Ω，R2＝6Ω，R3＝2Ω，R4＝8Ω，R5＝10Ω，则电容器两板间电压大小是（ ）
A．3V B．4VC．5VD．6V
【答案】C
【详解】设Ud=0，电容器两板间的电压即为a、b两点间的电势差．则a点电势为：．电流由b点经R4流到d点，则b点电势为：，由Ub＞Ua可知，电容器下板带正电，b、a两点间的电势差为：Uba=Ub-Ua=5.0V，则电容器两板间电压大小即是5.0V．故选C．
【点睛】本题是电路桥式电路，对于电容器，关键求电压．本题电路稳定时，电容器的电压等于电容器这一路同侧两个电阻的电压之差.
1．（2023·海南海口·统考模拟预测）如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则（ ）
A．电容器的电容减小B．R2中有向右的电流
C．液滴向下运动D．M点的电势增大
【答案】D
【详解】A．电容器的电容由电容器本身性质决定，不随其电压或电荷量的变化而变化，故A错误；
B．由电路连接方式易知电容器上极板带正电，下极板带负电，增强照射电阻的光照强度，电容器两极板间电压增大，根据可知电容器充电，中有向左的电流，故B错误；
C．根据平衡条件可知，开始时液滴所受电场力与重力平衡，增强照射电阻的光照强度，电容器两极板间电场强度增大，液滴所受电场力增大，将大于重力，则液滴所受合外力向上，将向上运动，故C错误；
D．增强照射电阻的光照强度，R3阻值减小，回路总电阻减小，总电流增大，则R1两端电压增大，电容器两极板间电压增大，根据可知两极板间电场强度增大，而下极板接地，电势为零，设M到下极板间的距离为，则M点的电势为
所以M点的电势升高，故D正确。
故选D。
2．（多选）（2020·重庆·统考模拟预测）如图所示D为理想二极管，开关S1、S2均闭合且电路稳定时，一带电微粒静止于平行金属板M、N正中央，下列操作中，带电微粒始终处于静止状态的是（ ）
A．滑片P1向a端移动B．滑片P1向b端移动
C．滑片P2向d端移动D．断开开关S1
【答案】BCD
【详解】电容与R1并联，两者电压相同，但有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电；带电微粒静止，处于平衡状态，质点受到的重力与电场力大小相等，电场力方向竖直向上。
A．滑片P1向a端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律得知电路总电流变小，由得知外电压增大，P1与P2并联连接，可知P2支路外电压增大，由得知电场强度增大，有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电，此时电场力大于重力，带电微粒向上运动，故A错误；
B ．滑片P1向b端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律得知电路总电流变大，由得知外电压减小，P1与P2并联连接，可知P2支路外电压减小，但有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电，故电容两端电势差不变，由得知电场强度不变，此时电场力仍等于重力，带电微粒仍处于静止，故B正确；
C．滑片P2向d端移动，滑动变阻器与电容器串联相当于短路，因此不影响电路变化，因此能够平衡， 故C正确；
D．断开开关S1时，P1与P2与电容器形成闭合回路，即电容器充当电源作用，但由于二极管的单向同电性，阻碍电容器放电，由得知电场强度不变，跟刚闭合电路时一样带电粒子处于平衡状态，故D正确。
故选BCD。
3．（多选）（2023·湖南·校联考模拟预测）如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容。闭合开关、，电路稳定后，则（ ）

A．电源的输出功率为12W
B．电容器所带电荷量为
C．断开开关，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D．断开开关，电源的输出功率增大
【答案】BC
【详解】A．外电阻为
根据欧姆定律可知
则电源的总功率为
输出功率，故A错误；
B．选电源负极为0势点，则电容器下极板的电势为
上极板的电势为
则ab间的绝对值电压为
电容器电荷量为，故B正确；
CD．断开开关，外电阻为
由于闭合前外电阻
内阻
则断开开关后，外电阻阻值远离电源内阻，则电源的输出功率减小，稳定后电路电流为
电容器的电压
电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为，故C正确，D错误。
故选BC。
【基础过关】
1．（2021·北京朝阳·模拟预测）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（ ）
A．A、C间导线断路B．D、E间导线断路C．灯泡断路D．F、B间导线断路
【答案】C
【详解】E、F间电阻为无穷大，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零，说明导线均没有断路，则灯泡断路。
故选C。
2．（2023·海南海口·统考模拟预测）如图所示的电路，有定值电阻、，滑动变阻器、电流表、电压表、电容器，内阻不能忽略的电源。开关闭合，滑动变阻器滑片向上滑动，待电路稳定后，与滑动前相比，下列说法正确的是（ ）
A．电源的效率增加 B．电压表示数减小C．电容器电量增加D．电流表示数减小
【答案】B
【详解】根据题意可知，滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的电阻减小，则电路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小
A．电源的效率为，则效率减小，故A错误；
BCD．由于路端电压减小，则两端电压减小，流过的电流减小，由于总电流增大，则电流表示数变大，两端电压增大，则两端电压减小，电容器两端电压和电压表示数减小，由可知，电容器电量减小，故CD错误，B正确。
故选B。
3．（2023·安徽芜湖·芜湖市第十二中学校考模拟预测）如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的触头向右滑动过程中，则（ ）
A．电流表的示数减小、电流表的示数不变、电压表V的示数减小
B．电流表示数变化的绝对值比电流表示数变化的绝对值小
C．电阻消耗的功率一直减小，电源的效率一直增大
D．电容器C两极板的电场强度减小
【答案】B
【详解】A．变阻器的滑动触头向右滑动，的阻值减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，R电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即示数减小，而总电流I增大，则流过的电流增大，即示数增大，A错误；
B．因，，则
则，即电表示数变化量的绝对值小于电表示数变化量，B正确；
C．当减小时，通过的电流减小，由
可知，消耗的功率在减小，电源的效率，则当外电路电阻减小时，电源的效率减小，C错误；
D．电压增大，则电容器两端电压变大，电容器C两极板的电场强度变大，D错误；
故选B。
4．（2023·上海·模拟预测）如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电表均为理想电表，RB是磁敏材料制定的元件（其特点无磁场时处于断开状态，有磁场出现时导通）。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片处于某位置，当有磁铁靠近RB附近时，（ ）
A．电流表读数减小 B．R1的功率减小C．电压表读数增大D．电源总功率增大
【答案】D
【详解】AC．当有磁铁经过RB附近时，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得，
可知电流表示数变大，外电路电压为U=E-Ir，I变大，其它量不变，所以电压表示数减小，故AC错误；
D．电源的总功率P=IE，因为电流I变大，所以电源总功率变大，故D正确；
C．根据题意可知当有磁铁经过RB附近时，RB的阻值减小，根据串反并同可知通过R1的电流增大，根据P=I2R1，可知R1的功率增大，故B错误。
故选D。
5．（2022·上海·一模）如图，电路中定值电阻值R大于电源内阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则（ ）
A．A的示数减小B．V2的示数增大
C．U3与I的比值小于rD．U1大于U2
【答案】D
【详解】A．理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，故A错误；
B．电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以V2的示数减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得U3=E﹣I（R+r），可得=R+r>r，V3与I的比值大于r，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得，U2=E﹣Ir，可得，，
根据题意可得R>r，所以，，故D正确。
故选D。
6．（2023·安徽·统考模拟预测）如图所示，R3处是光敏电阻，a、b两点间接一电容，当开关S闭合后，在没有光照射时，电容上下极板上电量为零，当用光线照射电阻R3时,下列说法正确的是（ ）
A．R3的电阻变小，电容上极板带正电，电流表示数变大
B．R3的电阻变小，电容上极板带负电，电流表示数变大
C．R3的电阻变大，电容上极板带正电，电流表示数变小
D．R3的电阻变大，电容上极板带负电，电流表示数变小
【答案】A
【详解】R3是光敏电阻，当用光线照射电阻R3时，据光敏电阻的特点，其阻值变小，据闭合电路的欧姆定律知，所以电流表示数变大，CD错误；
因原来时电容器极板上的带电量为零，故说明ab两点电势相等；
有光照以后，两支路两端的电压相等，因R1、R2支路中电阻没有变化，故R2的分压比不变；而由于R3的电阻减小，所以R3的两端电压减小，，而不变，所以增大，故上端的电势要高于下端，故上端带正电，A正确B错误；
7．（2023·黑龙江大庆·大庆中学校考一模）如图所示，开关S闭合后，带电质点P在平行金属板中处于静止状态。则（ ）
A．质点P一定带正电
B．滑片向a端移动时，两只电表的示数均增大
C．滑片向a端移动时，质点P将向上板运动
D．若将开关S断开，质点P将向下板运动
【答案】C
【详解】A．由图可知电容器的上极板带正电，板间场强向下，质点处于平衡状态，则知受到的电场力向上，故液滴带负电，故A错误；
BC．滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据“串反并同”法可知电流表的示数减小，电压表的示数变大，电容器两端的电压增大，质点所受的电场力增大，则质点将向上移动，故B错误，C正确；
D．开关S断开，电容器两端的电压等于电源的电动势，即电容器两端电压增大，板间场强增大，受到的电场力变大，质点P将向上运动，故D错误。
故选C。
8．（多选）（2021·安徽滁州·安徽省定远中学校考模拟预测）如图所示，电源的电动势E=12 V，内阻r=2Ω，R1=1Ω，R2=3Ω，R3=10Ω，R4=4Ω，R5为电阻箱，调节范围为0∼10 Ω，电容器C=10 μF，电容器的下极板接地，两极板正中间有一点P (未标出)，初始时刻开关S断开，R5=0，则下列说法正确的是（ ）
A．若将电容器的下极板稍向下移动，则P点的电势增大
B．闭合开关S后，流过R3的电荷量Q=1.5×10-5 C
C．将电阻箱调到9 Ω后再闭合开关S，稳定后电容器上的电量为0
D．闭合开关S后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率先增大后减小
【答案】AB
【详解】当开关S断开时，、和断路，电容器的电压等于所分的电压；当开关S闭合时，断路，、串联，R4、R5串联后再并联，电容器的电压等于和所分的电压差。
A．开关S断开时，电容器的电压U不变，接地其电势为零。设电容器间距离为d，P点与上极板的距离为x，则P点的电势为，可知将电容器的下极板稍向下移动，d增大，x、U不变，故P点电势增大，故A正确；
B．开关S断开时，电容器电压，此时电容器的电荷量为
上极板为正，下极板为负，开关S闭合时，由于，此时电容器电压依然为电压，根据电路知识求得，此时电容器电荷量为
上极板为正，下极板为负，故流过的电荷量，故B正确；
C．将电阻箱调到后再闭合开关S时，由于，故电容器两端的电压不为零，故所带的电荷量不为零，故C错误；
D．闭合开关S时，外阻，此时电源的输出功率最大，在电阻箱从0开始逐渐调到最大值过程，外阻R一直增大，故电源的输出功率一直减小，故D错误。
故选AB。
9．（多选）（2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模）某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动，下列说法正确的是（ ）

A．当小车向右做加速直线运动时，电流表示数变大
B．当小车向右做减速直线运动时，电压表示数变小
C．当小车向左做加速直线运动时，电流表示数变大
D．当小车向左做减速直线运动时，电压表示数变小
【答案】BC
【详解】AD．当小车向右加速或向左减速时，磁铁具有向右的加速度，受到的合力向右，故左侧的弹簧压缩，右侧的弹簧拉伸，磁铁向左靠近磁敏电阻R，R阻值变大，电路中的电流减小，电流表的示数变小，电压表测R两端的电压，由串联分压知，电压表示数变大，AD错误；
BC．当小车向左加速或向右减速时，磁铁具有向左的加速度，受到的合力向左，故左侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，磁铁向右远离磁敏电阻R，R阻值变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电流表示数变大，由串联分压知，电压表示数变小，BC正确。
故选BC。
10．（多选）（2023·贵州黔东南·校考模拟预测）如图，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，电容器的电容为C，现将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动，电压表示数变化量的绝对值分别为、，电流表示数变化量的绝对值为，已知，滑动变阻器的最大阻值大于r，下列说法正确的是（ ）

A．、示数增大，A的示数减小B．、、A的示数均增大
C．两端电压增大D．电容器增加的电荷量为
【答案】AD
【详解】AB．滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动，滑动变阻器接入电阻增大，回路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，则路端电压增大，即示数增大，A示数减小，由于，则示数增大，故A正确，B错误；
C．由于两端电压为，根据上述，电流减小，则两端电压减小，故C错误；
D．根据，解得，则电容器增加的电荷量为，故D正确。
故选AD。
【能力提升】
1．（2022·上海闵行·统考一模）电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（ ）
A．小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮B．电源内阻损耗功率增加
C．电源效率降低D．灯泡L2变暗
【答案】D
【详解】A．由于，则灯泡L1中的电流大于灯泡L2中的电流，小灯泡L1比L2亮。由于灯泡L2支路的总电阻大于灯泡L3支路的电阻，则灯泡L2支路的电流小于灯泡L3支路的电流，即L2比L3暗，A错误；
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据，，可知，电源内阻损耗功率减小，B错误；
C．根据，可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C错误；
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L2中的电流减小，则灯泡L2变暗，D正确。
故选D。
2．（2023·广东·模拟预测）热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，为加热电阻丝，为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。S闭合后，当温度升高时（ ）
A．电容器C的带电荷量增大B．灯泡L变暗
C．电容器C两板间的电场强度减小D．消耗的功率增大
【答案】A
【详解】AB．由电路图可知，S闭合后，当温度升高时，由于电路为并联电路，电阻增大，则总电阻增大，根据欧姆定律可知总电流I减小，由于，则U增大，即电灯泡两端电压U增大，即灯泡L变亮，由于，可知， 增大，则流过和的电流减小，
由于，可知减小，由于，则可知增大，则电容器C两端电压增大，由
可知电容器C的带电荷量增大，故A正确，B错误；
C．根据，可知电容器C两端电压增大，则电容器C两板间的电场强度增大，故C错误；
D．由上述可知，流过的电流 减小，根据，可知消耗的功率减小，故D错误。
故选A。
3．（2021·北京房山·统考一模）如图所示，接通电键S，灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处，则下列说法正确的是（ ）
A．如果将电压表并联在cd两端有示数，说明cd间完好
B．如果将电压表并联在ac两端示数为0，说明ac间断路
C．如果将电流表并联在ac两端示数为0，说明cd间完好
D．如果将电压表并联在ad两端有示数，并联ac两端示数为0，说明cd间断路
【答案】D
【详解】电路故障分为断路和短路，故障只有一处，假设发生了短路，如果是某盏灯短路，该灯熄灭，而另一盏灯应该变亮，如果是两盏灯以外的元件短路，则两盏灯均变亮，故假设不成立。电路故障应为断路。
A．电压表并联在cd两端有示数，说明cd间发生了断路，故A错误；
B．电压表并联在ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，故B错误；
C．电流表并联在ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，无法说明cd间情况，故C错误；
D．电压表并联在ad两端有示数，说明ad段发生了断路，并联ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，故综合以上两点，应是cd间断路，故D正确。
故选D。
4．（2023·北京海淀·统考一模）水平放置的平行板电容器C、定值电阻R0、滑动变阻器R、电源E和开关S等元件组成如图所示电路，闭合S待稳定后，电容器两极板间的带电油滴A恰好保持静止。不考虑空气阻力和浮力，下列说法正确的是（ ）
A．当R接入电路中的阻值变大时，电容器将放电
B．当R接入电路中的阻值变小时，油滴A将向下运动
C．仅换用阻值更大的R0，油滴A将向下运动
D．仅换用阻值更小的R0，油滴A依旧可以保持悬浮状态
【答案】A
【详解】A．滑动变阻器R和定值电阻R0串联，所以当R接入电路中的阻值变大时，电路中的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变小，根据欧姆定律
电阻R0两端的电压变小，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压减小，根据，可知电容器所带电荷量会减少，电容器会放电，故A正确；
B．同理，当R接入电路中的阻值变小时，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，可知电路中的总电流变大，根据欧姆定律
电阻R0两端的电压变大，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变大，根据
可知，电容器两极板间的电场强度变大，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度增大后，根据，可知油滴受到的电场力增大，所以油滴向上运动，B错误；
C．仅换用阻值更大的R0，电路中总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变小，根据闭合电路欧姆定律
电阻R0两端的电压变大，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变大，根据
可知，电容器两极板间的电场强度变大，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度增大后，根据，可知油滴受到的电场力增大，所以油滴向上运动，C错误；
D．仅换用阻值更小的R0，电路中总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，可知电路中的总电流变大，根据闭合电路欧姆定律，电阻R0两端的电压变小，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变小，根据，可知，电容器两极板间的电场强度变小，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度变小后，根据，可知油滴受到的电场力变小，所以油滴向下运动，D错误。
故选A。
5．（多选）（2023·湖北·模拟预测）在如图甲所示电路中，闭合开关S，图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数与电流表示数随滑动触头P滑动的过程中变化的情况，以下说法正确的是（ ）

A．滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，电流表示数逐渐变大
B．图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
C．此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI比值的绝对值为的阻值
D．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1，电压表V2示数的变化量ΔU2，电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI满足关系式
【答案】ABD
【详解】AB．由图甲电路得，V1测路端电压U1，V2测R1两端电压U2，V3测R2两端电压U3。滑动触头P向上滑动，则R2减小，电路总电阻减小，电流增大。因，
I增大，则U1、U3减小，且U3比U1减小得快，所以图乙中图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况，a表示电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，故AB正确；
CD．因R1不变，电流增大，则U2增大，所以图乙中图线c表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况，因，则
所以和的比值为电源内阻不变，和电流表示数变化量的比值为电源内阻与R1之和，即，又因为，所以，满足关系式，故C错误，D正确。
故选ABD。
6．（多选）（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）

A．带电液滴M一定带正电
B．的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大，功率增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴M将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴M将向下极板运动
【答案】BC
【详解】A．由图可知电容器上级板带正电，下极板带负电，所以带电液滴M带负电，故A错误；
B．的滑片向上端移动时，接入阻值变大，并联电路部分电阻变大，并联电路部分电压增大，通过的电流变大，回路总电阻变大，干路电流减小，则通过的电流变小，两端电压减小，滑动变阻器器两端电压变大，所以电流表示数减小，电压表示数增大，的功率由可知变大，故B正确；
C．将电容器下极板稍微向上平移时电容器两极板电压值不变，由知E变大，带电液滴M受到向上的电场力变大，所以将向上移动，故C正确；
D．若将开关S断开，则电容器两极板电压等于电源电动势，即电压变大，由知E变大，带电液滴M受到向上的电场力变大，所以将向上移动，故D错误。
故选BC。
7．（多选）（湖南长沙·浏阳一中校联考一模）某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（ ）
A．AB段断路B．BC段断路C．AB段短路D．BC段短路
【答案】AD
【详解】电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路，根据题意电压表并联在A，C两点间，电压表读数为U，当并联在A，B两点间时，电压表读数也为U，当并联在 B，C两点间时，电压表的读数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能BC段短路，故AD正确，BC错误。
故选AD。
8．（多选）（2021·湖南岳阳·统考二模）如图是某物理兴趣小组利用变压器制作电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点，旋转可动的扇形金属触片P使之与相邻的两个固定触点接触，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。n1和n2分别是变压器（视为理想变压器）的两个线圈的匝数，该电吹风的各项参数如表所示，下列说法正确的有（ ）
A．小风扇的内阻为27.5Ω
B．变压器两线圈的匝数比n1∶n2=1∶4
C．吹热风时触片P与触点a、b接触
D．若使用时发现该电吹风的电热丝发热但不吹风，则一定是变压器副线圈和小风扇的回路开路所致
【答案】BC
【详解】A．小风扇消耗的电功率转化为机械功率和线圈上的热功率，因未说明小风扇的效率，所以不能计算小风扇的内阻，故A错误；
B．根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系，，故B正确；
C．吹热风时触片P与触点a、b接触，故C正确；
D．若使用时发现该电吹风的电热丝发热但不吹风，则变压器副线圈与电热丝为通路，小风扇不吹风，可能为原线圈断路，但不一定是变压器副线圈和小风扇的回路开路所致，故D错误。
故选BC。
9．（多选）（2023·河北沧州·河北省吴桥中学校考模拟预测）某电路图如图所示，电源电动势，内阻不计，电阻均为定值电阻，且，电容器的电容C=100μF，电流表是理想电流表。则在滑片P从最右端缓慢滑到最左端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数先变小后变大B．电流表的示数先变大后变小再变大
C．电容器上电荷量的变化量为零D．电容器上电荷量的变化量为
【答案】AD
【详解】AB．当滑片P在最右端时的等效电路图，如图所示。
当滑片P在最左端时的等效电路图，如图所示。
当滑片P在中间位置时的等效电路图，如图所示，由图可知，滑片P和B点的电势相等，则P、B间的电压是零，则电流表的示数是零，由此可知，当滑片P从最右端缓慢滑到最左端时，电流表的示数先变小后变大，A正确，B错误：
CD．当滑片P在最右端时，电容器上极板接电源的负极，上极板带负电，下极板带正电，当滑片P在最左滑时，电容器上极板接电源的正极，上极板带正电，下极板带负电，可知电容器先放电后反向充电，由前两个解析图可知，电容器两端电压等于与它并联的电阻R两端电压，可得
则有当滑片P在最右端时，电容器电压是−2V，当滑片P在最左端时，电容器电压是2V，由电容的定义式可得，电容器上电荷量，
则有电容器上电荷量的变化量为，C错误，D正确。
故选AD。
10．（多选）（2023·河南濮阳·统考一模）如图所示的电路，其中光敏电阻R0随光照强度增加阻值减小，已知电源的电动势和内阻恒定，当开关S闭合，改变光照强度且电路稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．当光照强度增加后，电流表示数增大B．当光照强度增加后，电容器电量减小
C．当光照强度减小后，电容器电量减小D．当光照强度减小后，流过定值电阻R1的电流增大
【答案】AD
【详解】A．当光照强度增加后，光敏电阻阻值减小，回路总电阻减小，电流表示数增加，选项A正确；
B．电源内阻和定值电阻的电压增加，电阻的电压电流都减小，则的电流电压都增加，电容器两板间电压变大，则二极管导通对电容器充电，电容器电量增加，选项B错误；
CD．当光照强度减小后，光敏电阻阻值增加，同理电流表示数减小，定值电阻的电压电流都减小，电阻的电压电流增加，则的电流电压都减小，如果没有二极管电容器的电量将减小，由于二极管的单向导电性，电容器电量不变，选项C错误，选项D正确。
故选AD。
【真题感知】
1．（2023·海南·统考高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）

A．CEB．C．D．
【答案】C
【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为
电容器下极板的电势为
则电容两端的电压
则电容器上的电荷量为
故选C。
2．（2020·全国·统考高考真题）图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据电容器的定义式可知，
结合图像可知，图像的斜率为，则内的电流与内的电流关系为
且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律可知两端电压大小关系满足，由于电流方向不同，所以电压方向不同。
故选A。
3．（安徽·高考真题）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节、，关于F的大小判断正确的是
A．保持不变，缓慢增大时，F将变大B．保持不变，缓慢增大时，F将变小
C．保持不变，缓慢增大时，F将变大D．保持不变，缓慢增大时，F将变小
【答案】B
【详解】保持不变，缓慢增大时，电路的总电阻增大，电流减小，因此两端电压减小，因此可知电场强度减小，则小球收到的电场力减小，绳拉力等于电场力和重力的合力，因此拉力F减小，故A错B正确；保持不变，没有接到电路，其变化不影响电路的变化，因此电容器的电压不变，拉力F不变，CD错误题型
实验题
高考考点
电路的动态分析；电路的故障分析；含容电路的动态分析
新高考
2023
无
2022
北京卷15题、河北卷12题、湖南卷13题、
2021
无
测试点
A、C
D、E
E、F
F、B
多用表示数
0
0
∞
0
测试点
A、C
D、E
E、F
F、B
多用表示数
0
0
∞
0
小风扇额定电压
55V
冷风时电吹风输入功率
110W
热风时电吹风输入功率
1210W