2017-2018學(xué)年度高中物理 習(xí)題課四 閉合電路的分析與計算課時訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1

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1、 習(xí)題課四　閉合電路的分析與計算 1.在如圖所示電路中,當(dāng)滑動變阻器滑片P向下移動時,則(　D　) A.A燈變亮,B燈變亮,C燈變亮 B.A燈變亮,B燈變亮,C燈變暗 C.A燈變亮,B燈變暗,C燈變暗 D.A燈變亮,B燈變暗,C燈變亮 解析:滑片P向下移動,變阻器電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)I= ER+r知,電路干路電流增大,燈A因兩端電壓UA增大而變亮,根據(jù)U=E-Ir,路端電壓變小,U=UA+UB,所以UB減小,燈B電阻不變,所以燈B電流IB減小,燈B變暗.干路電流I=IB+IC,因為I增大、IB減小,所以IC增大,燈C應(yīng)變亮,選項D是正確的. 2.(2017

2、成都高二檢測)如圖所示的電路,閉合開關(guān)S,待電路中的電流穩(wěn)定后,減小R的阻值.則(　B　) A.電流表的示數(shù)減小 B.電壓表的示數(shù)減小 C.電阻R2兩端的電壓減小 D.路端電壓增大 解析:題圖中的電路結(jié)構(gòu)是R1與R先并聯(lián),再與R2串聯(lián),故R↓→R總↓→I干↑→U內(nèi)↑→U外↓.R2兩端電壓U2=I干R2,U2增大,所以R與R1的并聯(lián)電壓減小,讀數(shù)減小,選項A,C,D錯誤,B正確. 3.(多選)某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點的實驗時,接成如圖所示的電路,接通S后,他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A,C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U;當(dāng)并聯(lián)在A,B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U;當(dāng)并聯(lián)在B,

3、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,故障的原因可能是(　AD　) A.AB段斷路 B.BC段斷路 C.AB段短路 D.BC段短路 解析:由題意可得UAB=UAC=U,說明由A,B分別至電源的線路均已接通.若BC段完好,則AB段斷路;若BC段短路,則AB段可能斷路,也可能完好.又由題述得UBC=0,因而可能AB段斷路,或BC段短路,也有可能出現(xiàn)兩者同時發(fā)生的情況.選項A,D正確. 4.如圖所示,E為電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器.當(dāng)R2的滑動觸點在a端時合上開關(guān)S,此時三個電表A1,A2和V的示數(shù)分別為I1,I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動,則

4、三個電表示數(shù)的變化情況是(　B　) A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小 C.I1增大,I2減小,U增大 D.I1減小,I2不變,U減小 解析:滑動觸點由a向b移動時,R2阻值減小,所以總電阻減小,電路中總電流增大,則內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,故U減小.總電流增大,R3兩端電壓也增大,所以并聯(lián)電路電壓減小,故I1減小,I2增大.選項B 正確. 5.(多選)如圖所示的電路中,電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=1 Ω,電阻R1=6 Ω,R2=5 Ω,R3=3 Ω,電容器的電容C=210-5 F.若將開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定時通過R2的電流為I;斷開開關(guān)S后,通過

5、R1的電荷量為q.則(　AD　) A.I=0.75 A B.I=0.5 A C.q=210-5 C D.q=110-5 C 解析:開關(guān)S閉合時,I=Er+R并+R2=0.75 A,選項A正確,B錯誤;此時UC= UR并=1.5 V,QC=CUC=310-5 C,若將開關(guān)斷開,則電容器上所帶的電荷量通過R1,R3放掉,因I1∶I3=R3∶R1=1∶2,根據(jù)q=It可知,通過R1的電荷量q=13QC=110-5 C,選項C錯誤,D正確. 6.(2017九江模擬)(多選)平行板電容器C與三個可變電阻R1,R2,R3以及電源連成如圖所示的電路.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,電容器C兩極

6、板帶有一定的電荷.要使電容器所帶電荷量增加,以下方法中可行的是(　BD　) A.只增大R1,其他不變 B.只增大R2,其他不變 C.只減小R3,其他不變 D.只減小a,b兩極板間的距離,其他不變 解析:電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓,只增大R1時,電容器兩端的電壓減小,電容器所帶電荷量減小,選項A錯誤;只增大R2時,電容器兩端的電壓增大,電容器所帶電荷量增大,選項B正確;只減小R3時,電容器兩端的電壓不變,電容器所帶電荷量不變,選項C錯誤;只減小a,b兩極板間的距離時,電容變大,電容器所帶電荷量增大,選項D 正確. 7.如圖所示,電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=1 Ω,外電路

7、中電阻R1=2 Ω, R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,電容器的電容C=4 μF.開始時開關(guān)S斷開,從開關(guān)合上到電路穩(wěn)定的過程中,通過電流表的電荷量是多少? 解析:開關(guān)S斷開時,電容器并聯(lián)在電阻R2兩端;開關(guān)S閉合后,電容器并聯(lián)在電阻R1兩端. 開關(guān)S斷開時,由串聯(lián)分壓得電容器的電壓 UC=U2=ER2R1+R2+r=3 V, 電容器兩極板所帶的電荷量為 Q1=CUC=1.210-5 C,其上極板帶正電,下極板帶負(fù)電. 開關(guān)S閉合后,外電路的總電阻和路端電壓分別為 R=(R1+R2)R3R1+R2+R3=3 Ω,U=ER+rR=4.5 V, 由串聯(lián)分壓得電容器的電壓UC′=

8、U1=R1R1+R2U=1.8 V, 電容器充電后的電荷量為 Q2=CUC′=7.210-6 C,其上極板帶負(fù)電,下極板帶正電, 故開關(guān)由斷開到閉合后電路穩(wěn)定的過程中,通過電流表的電荷量為ΔQ=Q1+Q2=1.9210-5 C. 答案:1.9210-5 C 8.(2017山東濟寧高二檢測)電路如圖所示,電源電動勢E=28 V,內(nèi)阻r=2 Ω,電阻R1=12 Ω,R2=4 Ω,R3=8 Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0 pF.虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20 m,兩極板的間距d=1.010-2 m. (1)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時電容器所帶電荷量為多少? (2)若開關(guān)

9、S斷開時,有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的電場中,剛好沿虛線勻速運動,問:當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中,能否從C的電場中射出?(要求寫出計算和分析過程,g取10 m/s2) 解析:(1)S斷開時,電阻R3兩端電壓為 U3=R3R2+R3+rE=16 V, 則電容器所帶電荷量為Q=CU3=4.810-11 C. (2)S閉合后,外電阻為R=R1(R2+R3)R1+R2+R3=6 Ω. 路端電壓為U=RR+rE=21 V. 電阻R3兩端電壓為U3′=R3R2+R3U=14 V. 設(shè)微粒質(zhì)量為m,電荷量為q,當(dāng)開關(guān)S斷開時有qU3d=mg, 當(dāng)開關(guān)S閉合后,設(shè)微粒加速度為a,則mg-qU3d=ma, 設(shè)微粒能從C的電場中射出,則水平方向有t=Lv0, 豎直方向有y=12at2, 由以上各式求得y=6.2510-3 m>d2, 故微粒不能從C的電場中射出. 答案:(1)4.810-11 C　(2)見解析 4