高考物理 小题狂刷 专题34 含容电路和故障电路的分析 新人教版.docx
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高考物理小题狂刷专题34含容电路和故障电路的分析新人教版
狂刷34含容电路和故障电路的分析
1.如图所示,已知R1>R2,C1=C2,当S断开时,C1内有一带电粒子处于平衡状态,下面叙述正确的是
①S断开时,C1、C2电荷量之比为1:
1
②S闭合后,C1、C2电荷量之比为R1:
R2
③S闭合后,C1内的带电微粒向上加速运动
④S闭合后,B点电势降低
A.②③B.①③
C.①②④D.③④
【答案】C
【名师点睛】电容器的电容一定时,分析电荷量的变化关键确定其电压的变化。
电容器的电压等于与之并联的电路两端的电压。
2.灯泡L1和L2在如图所示电路中,电压K闭合时,表V1、V2、A的读数分别为220V、110V、0.2A,则当V1和V2的读数都是220V,而A读数为零时
A.出故障的是L1,且L1断路
B.出故障的是L2,且L2短路
C.出故障的是L2,且L2断路
D.L1和L2都同时断路
【答案】C
【名师点睛】本题难度中等,在处理电路故障问题时,重要依据就是电表的读数,记住以下结论:
电压表无示数说明并联路段有短路,外电路有断路,电流表无示数说明串联路段有断路。
3.如图所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不亮,用电压表检查电路时,测得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,则故障原因可能是
A.变阻器短路
B.变阻器断路
C.a、c间灯泡断路
D.两个灯泡都断路
【答案】B
【名师点睛】如果电压表示数为零,说明电压表上无电流通过,则可能是在并联路段之外有断路或者并联路段之内有短路,若电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联电路之外无断路或者并联电路内无短路。
明确电路故障特点,熟练运用电路的有关规律是分析电路故障问题的基础和关键,利用电流表和电压表判断电路中的故障,依据在故障电路中电流表和电压表显示的现象来判断。
4.如图所示,由一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关闭合。
在增大电容器两极板间距离的过程中
A.电阻R中没有电流
B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从b流向a的电流
D.电阻R中有从a流向b的电流
【答案】BD
【解析】由平行板电容器的电容
知,增大电容器两极板间距离则电容变小,B正确;与电源相连U不变,由
知,当电容C变小时,电容器所带的电荷量Q也变小,故电容器要放电,则A极板相当于正极,故电流在电阻中从a流向b,C错D正确。
5.如图所示,电流表、电压表均为理想电表,L为小电珠,R为滑动变阻器,电源电动势为E,内阻为r。
现将开关S闭合,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列结论正确的是
A.电流表示数变小
B.电压表示数变大
C.小电珠L变亮
D.电容器所带的电荷量减小
【答案】AB
6.如图所示的电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是光敏电阻,其阻值随光照的强度增强而减小。
当开关S闭合且没有光照射时,电容器C不带电。
当用强光照射R4且电路稳定时,则与无光照射时比较
A.电容器C的上极板带正电
B.电容器C的下极板带正电
C.通过R4的电流变小,电源的路端电压减小
D.通过R4的电流变大,电源提供的总功率一定变小
【答案】B
【解析】当用强光照射R4且电路稳定时电阻减小,电路中电流增大,路端电压
,会减小,则通过电阻12的电流减小,因为
,所以通过电阻34的电流增大,则通过R3电势降落较大即上极板为低电势,则电容器C的下极板带正电,通过R4的电流变大,电源的路端电压减小,电源提供的总功率一定变大(P=EI),故正确选项为B。
7.按图连接电路后,灯泡L不亮,用欧姆表检查灯泡L,发现L是好的,用电压表测得Ucd=Ubd=0,Uad=6V。
由此可断定该电路可能发生的故障是
A.R1短路B.R2短路
C.R1断路D.R2断路
【答案】C
【名师点睛】中等难度。
判断方法:
用电压表检测电路故障;
(1)若电路中某两点电压不为零,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路或并联电路内无短路;
(2)若电路中某两点电压为零,说明电压表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路或并联电路内有短路。
8.如图所示的电路中,闭合电键,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】简化电路如图所示:
9.如图所示的电路中,灯L1、L2都能正常发光,忽然灯L1亮度增加,灯L2亮度减小。
如果电路中只有一处出现断路故障,则出现断路故障的部分是
A.R1所在支路
B.R2所在支路
C.R3所在支路
D.电源所在支路
【答案】B
【解析】假设R1所在支路断路,则外电路总电阻增大,两灯的电压均增大,两灯消耗的电功率也增大,两灯都应变亮,这与题设现象不符,可见R1支路完好。
再假设R2所在支路断路,则L1所在并联支路的电阻增大,导致外电路总电阻增大,干路中电流减小,电源的路端电压U增大,流过R1的电流I1增大,流过电灯所在并联支路的电流I2(I2=I总–I1)减小,L2灯的电压
=I2
减小,L2灯的电功率也减小,L2灯变暗;L1灯的电压
(
=U–
)增大.由于上述结论与题设现象相符,故R2所在支路断路。
用假设法同样可以判断除R2支路外,其余支路均完好。
10.如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可确定
A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了
D.变阻器R断路
【答案】C
11.如图所示的电路图中,电源电动势E,内阻忽略不计,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是
A.开关处于断开状态,电容C2的电荷量大于C1的电荷量
B.开关处于断开状态,电容C1的电荷量大于C2的电荷量
C.开关处于接通状态,电容C2的电荷量大于C1的电荷量
D.开关处于接通状态,电容C1的电荷量大于C2的电荷量
【答案】A
【解析】当开关K断开时,电路中无电流,两电容的电压都等于电源的电动势,根据Q=CU且C2=2C1,可知电容C2的电荷量大于C1的电荷量。
当K闭合时,R1、R2串联,U1:
U2=1:
2,C1与电阻R2并联,C2与电阻R1并联,则两电容器两端的电压之比为2:
1,根据Q=CU可知电容器的电荷量之比为1:
1,即带电荷量相同。
故选A。
12.在如图所示的电路中,电键K1、K2、K3、K4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,断开哪个电键后P不会运动
A.K1B.K2
C.K3D.K4
【答案】AD
【名师点睛】本题考查分析电容器电压的能力。
难点是断开K2,稳定后电容器的电压等于电源的电动势,可以用电势差等于电压来理解。
13.如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列说法正确的是
A.电流表读数变小,电压表读数变大
B.电容器C上电荷量减小
C.小电泡L变暗
D.电源的总功率变大
【答案】AC
14.在如图所示电路中有一处发生故障,接通S时,灯泡L1和L2均不亮。
用电压表测得Uab=0,Ubc=0,Ucd=4V,因此可判断电路发生的故障是
A.灯泡L1短路B.灯泡L2断路
C.滑动变阻器断路D.不能确定
【答案】C
【解析】若灯泡L1短路,则L2不会不亮,选项A错误;若灯泡L2的灯丝断了,电路中电流为零,灯泡L2两端电压等于电源的电压,即Ubc不等于零,选项B错误;若滑动变阻器R电阻丝断了,电路中电流为零,根据欧姆定律得知,Uab=0,Ubc=0,Ucd=4V,故C正确,D错误。
【名师点睛】本题是电路中故障分析问题,用一只电压表就可以检测故障所在,当所测量的元件的电压等于电源的电压时,这个元件断路。
15.如图所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是
A.电流表坏了或未接好
B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D.电流表和灯L1、L2都坏了
【答案】B
【名师点睛】要解答此题需掌握电路短路和断路的区别。
电路短路时,电路中仍有电流,用电器能工作。
电路断路时,电路中无电流,用电器不工作。
电流表、电压表在电路中的不同特征来判断。
此题考查了电压表在电路中的作用来判断电路故障。
当电压表所测那部分电路发生断路,电压表会与其它部分电路串联,分担电源电压,要会运用。
16.在如图所示的电路中,圈①、②处可以接小灯泡、电压表(为理想电表)。
电源电动势ε、内阻r保持不变,定值电阻R1=R2=R3=R4=r,小灯电阻RL=r,下列说法中正确的是
A.要使电源总功率较大,则应该①接电压表,②接小灯泡
B.要使电源输出功率较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
C.要使路端电压较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
D.要使闭合电路中电源效率较高,则应该②接小灯泡,①接电压表
【答案】AC
【解析】①接电压表,②接小灯泡(34串联再跟灯和2并联最后跟1串联,外电阻总阻值为1.4r)①接小灯泡,②接电压表(灯跟3并联再跟4串联之后跟2并联最后跟1串联,外电阻总阻值1.6r)。
要使电源总功率较大,则电路中电流较大,即电阻较小,所以应该①接电压表,②接小灯泡,A对。
要使电源输出功率较大,因为内电阻小于外电阻所以外电阻越小输出功率越大,即应该①接电压表,②接小灯泡,B错。
要使路端电压较大,则外电阻较大应该①接小灯泡,②接电压表,C对。
要使闭合电路中电源效率较高,
即外电阻越大效率越高则应该①接小灯泡,②接电压表,D错。
17.如下图左所示,为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有
A.只增大电阻R1的阻值
B.只增大电阻R2的阻值
C.只增大电容C两板间的距离
D.在电容器两板间插入玻璃板
【答案】B
18.如图所示电路中,两灯均不亮,已知电路中只有一处故障,且除两个灯泡外其余部分均完好,在不拆开电路的情况下,某同学用一根导线去查找电路的故障,他将导线先并接在灯L1两端,发现L2亮,L1不亮,然后将导线并接在灯L2两端,发现两灯均不亮,由此可判断
A.灯L1断路B.灯L1短路
C.灯L2断路D.灯L2短路
【答案】A
【解析】两灯均不亮说明有断路或者短路情况。
因为将导线先并接在灯L1两端,发现L2亮,L1不亮,则L2完好,如果仅是L1短路那么开始时灯L2就亮,则一定是灯L1断路,A对。
19.在如图所示的电路中,R1、R2、R3均为可变电阻。
当开关S闭合后,两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态。
现将R3变大,则以下判断正确的是
A.液滴将向下运动
B.电容器将继续充电
C.有从左到右的瞬时电流流过R1
D.电容器上的带电荷量将增大
【答案】BD
【解析】R3变大,电流变小,内电压和R2两端电压变小,R3电压大,电容器充电,B对。
有从右到左的瞬时电流流过R1,C错。
场强变大,电场力变大,向上运动,A错。
,电荷量增大,D对。
20.在如图所示的电路中,圈①、②处可以接小灯泡、电压表(为理想电表)。
电源电动势ε、内阻r保持不变,定值电阻R1=R2=R3=R4=r,小灯电阻RL=r,下列说法中正确的是
A.要使电源总功率较大,则应该①接电压表,②接小灯泡
B.要使电源输出功率较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
C.要使路端电压较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
D.要使闭合电路中电源效率较高,则应该②接小灯泡,①接电压表
【答案】C
21.某学生研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,接通S后,电路中没有电流,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,故障的原因可能是
A.AB段断路B.BC段断路
C.AB段短路D.BC段短路
【答案】AD
【名师点睛】本题是电路中故障分析问题,可以用电势差等于电压来加深理解故障的原因,中等难度。
22.如图所示电路,开关S原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平行板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。
要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是
A.把R1的滑片向左移动
B.把R2的滑片向左移动
C.把R2的滑片向右移动
D.把开关K断开
【答案】B
【解析】想改变电容器两端电压则需要调节R2,与R1无关,尘埃开始所受重力和电场力平衡
,要使尘埃P向下加速运动则需要减小电容器两端电压,即把R2的滑片向左移动,开关断开后,电容器两端电压不变,尘埃继续静止,故应该选B。
23.如图所示,开关S闭合电灯不亮,为了检查图中电路故障,现用一根导线进行判断,当导线连接BC时,灯不亮;当导线连接CD时,灯也不亮;当导线连接DE时,灯亮了.则电路故障原因是
A.电阻R断路B.电灯L断路
C.R、L同时断路D.变阻器断路
【答案】D
24.如图所示的电路中,开关闭合时,灯L1、L2正常发光。
由于电路出现故障,灯L1突然变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小。
则发生的故障可能是
A.R1断路
B.R2断路
C.R3断路
D.R4断路
【答案】A
【解析】由动态分析可知,若R1断路,灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,A对。
若R2断路,灯L1变暗,灯L2变暗,电流表的读数为0,B错。
若R3断路,灯L1变暗,灯L2变暗,电流表的读数变大,C错。
若R4断路,灯L1变暗,灯L2变亮,电流表的读数为0,D错。
25.如图所示的电路中,灯A、B均不亮,用电压表测量各部分的电压分别为Uab=1.5V,Ubc=0V,Ucd=0V,Uad=1.5V。
则产生故障的原因可能是
A.灯A断路B.灯B断路
C.电源损坏D.R断路
【答案】A
【解析】Uad=1.5V,说明电源正常,C错误,Uab=1.5V,说明R,和灯B没有断路,根据Ubc=0V,可得灯A出现断路。
26.用电压表检查图示电路中的故障,测得Uad=5.0V,Ucd=0V,Ubc=0V,Uab=5.0V,则此故障可能是
A.L断路
B.R断路
C.R′断路
D.S断路
【答案】B
【名师点睛】电压表有示数说明此时的电路可以组成闭合的回路,故障应该在和电压表并联的部分,当电压表示数为零,说明此时的电路不通,电路中没有电流,故障不在和电压表并联的部分。
27.如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,电阻R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,A、B为电容器的两个极板,电压表和电流表均为理想表,电源负极接地。
现闭合电建K,把变阻器的触头滑到变阻器R的中点位置,而后在A、B两板间放入某带电油滴,油滴恰能静止在A、B两板中间。
则下列说法中正确的是
A.仅把A极板缓慢向上移动,使A、B间距离增大,A板对地的电势将升高
B.仅把B极板缓慢向上移动,油滴将向上运动
C.当把滑动变阻器的触头由中点缓慢滑到b端时,电压表和电流表读数都变大
D.仅把电键K断开,油滴有可能继续静止在A、B两板中间
【答案】BC
28.如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则
A.电容器中的电场强度将增大
B.电容器上的电荷量将减少
C.电容器的电容不变
D.液滴将向上运动
【答案】BC
【解析】带电粒子受重力和电场力平衡,滑动变阻器的滑片P向左移动,电容器两端电压变小到等于电源电动势,故场强变小,电场力变小,粒子会向下加速,故A错,B对;电键断开前,电容器两端电压等于电阻R2两端的电压,滑动变阻器的滑片P向左移动,电容器两端电压变大到等于电源电动势,根据电容的决定式C=
,所以电容不变,C对;液滴将向下运动。
D错。
29.如图所示,电灯L标有“4V,1W”的字样,滑动变阻器R总电阻为50Ω,当滑片P滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A,由于外电路某处发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数为0.5A,电压表示数为10V。
若导线完好,电路中各处接触良好,电表均为理想电表,则下列判断正确的是
A.发生的故障是断路
B.发生的故障是短路
C.电源的电动势为12.5V、内阻为0.5Ω
D.发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
【答案】AD
30.(2016·新课标全国Ⅱ卷)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。
开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。
Q1与Q2的比值为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查;解题关键是要搞清电路的结构,画出等效电路图,搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压,然后根据Q=CU求解电容器的带电荷量。
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