2020高考物理冲刺复习-专题08 直流电路与交流电路(讲)(含解析)

2020物理高考冲刺 复习必备
专题八 直流电路与交流电路
恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心，考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题；二是以闭合电路的欧姆定律为中心，考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系；三是以电路中的电工仪表的使用为中心，考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点。

交变电流部分的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的选择题出现。

高考题型以选择题为主，重点考查交流电的产生原理、图像、表达式以及交流电的有效值，变压器的原理，远距离输电中的线路损耗问题，其中考查频度最高是交流电有效值、变压器的有关知识。

本部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查考生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。

知识点一、直流电路 1．电功和电热
电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt.
(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝
U 2
R
t. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用． 2．闭合电路欧姆定律
表达形式：①E ＝U 外＋U 内；②I ＝E R ＋r (I 、R 间关系)；③U ＝E －Ir(U 、I 间关系)；④U ＝R
R ＋r E(U 、R
间关系)．
注意：①当外电路断开时(I ＝0)，路端电压U 等于电动势E.若用理想电压表测量，则读数等于电动势，在进行断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，何处两端电压等于电动势．但用电压表直接测量时，读数却略小于电动势(因为有微弱电流流过电源而产生内压降)．
②当外电路短路时(R ＝0，因而U 外＝0)，电流最大，为I m ＝E
r (不允许出现这种情况，因为这会把电源烧
坏)．
3．电源的功率与效率
(1)电源的功率P ：也称电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P ＝IE(普遍适用)；P ＝E 2
R ＋r
＝I 2(R ＋r)(只适用于外电路为纯电阻的电路)．
(2)电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称电源的损耗功率，计算式为：P 内＝I 2r. (3)电源的输出功率P 外：是外电路上消耗的功率，计算式为：P 外＝IU 外(普遍适用)；P 外＝I 2R ＝
E 2R R ＋r
2
(只适用于外电路为纯电阻的电路)． (4)电源的效率：η＝P 外P ＝UI EI ＝U E ＝R
R ＋r .
(5)电源的输出功率(P 外)与外电阻R 的关系： P 外＝
RE 2
R ＋r
2＝E 2
R －r 2
R
＋4r . P 外与R 的关系图象如图4－11－1所示．由图可以看出：
图4－11－1
当R ＝r 时，电源的输出功率最大，P m ＝E 2
4r ，此时电源效率η＝50%.
当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． 当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．
当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)． 4．含容电路的分析技巧
电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．
知识点二、直流电路动态分析
1．引起电路特征发生变化的主要原因有：①滑动变阻器滑片滑动，使电路的电阻发生变化；②开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化；③电路发生短路和断路(电路故障)．
2．电路动态变化问题的分析思路
当电路中某处的电阻发生变化时，先由局部电阻的变化推出外电路电阻R外的变化，再由闭合电路的
欧姆定律I总＝E
R外＋r和U端＝E－I总r讨论干路电流I总的变化和路端电压U端的变化，最后分析对其他部分电路产生的影响，从而分别确定各元件上其他量的变化情况(使用的公式是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系等)．
注意：①电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，随任一电阻的减小而减小；电阻并联的数目越多，总阻值越小；
②从电路分析角度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是电路某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题；
③对电路进行简化时，电压表和电容器视为断路，电流表视为短路；
④电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，其所在电路中有充、放电电流，电路达到稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无穷大的电阻，则电容器所在电路处可视为断路．分析计算含有电容器的直流电路时应注意：
电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器充(放)电．知识点三、与电功、电功率、电热相关问题的综合分析
明晰电功、电功率、电热的概念与相互关系．
说明：纯电阻电路中，电功率等于热功率；非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率．纯电阻电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉、白炽灯等；非纯电阻电路中常含有电动机、电解槽等．知识点四、含容电路问题的综合分析
电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流.一旦电路达
到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，电容器所处电路看做是断路，简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上.在具体方法上要注意以下几点:
(1)根据Q=CU､ΔQ=CΔU可知，要求电容器所带电荷量以及充放电时所带电荷量的变化，关键是求电容器两端的电压.
(2)在电路分析时要注意电容器所在支路的连接情况.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以此支路中的电阻上无电压降，可以把与电容器串联的电阻看成导线，电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.
(3)对于较复杂的电路，经常需要将电容器两端的电势与基准点的电势进行比较后才能确定电容器两端的电压.
知识点五、U-I图像的意义
复习时注意电源的伏安特性曲线反映的是电源自身的性质，具有丰富的内涵(如图所示):1.图线与纵轴的截距表示电源的电动势；2.与横轴的截距表示短路电流；3.斜率的绝对值表示电源内阻；4.图线上任意一点所对应的电压和电流的比值(或者说任意一点与坐标原点O连线的斜率)表示接在外电路的电阻；5.阴影部分面积表示电流为I时，外电路电阻两端的输出功率，四边形AEOI的面积表示电源的总功率。

导体的伏安特性曲线反映导体的性质.如果是遵循欧姆定律的线性元件，这是一条直线，电阻恒定不变(如图中直线b所示)；如果是不遵循欧姆定律的非线性元件，如气体､半导体等，就是一条曲线.电阻不断变化，其曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是此时导体的电阻(或说成此点与坐标原点连线的斜率表示此时导体的电阻).
知识点六、直流电路的图象问题
1．三种图象的比较
2．方法技巧
在某段电路的U－I图象中，图上任意一点的U与I所对应的矩形面积，就是该段电路消耗的功率，如果是电源的U—I图象，则图上任意一点的U与I所对应的矩形面积，就是电源的输出功率，通过图象的面积变化，可以分析功率的变化情况。

解决图象问题应注意
(1)明确图象的研究对象。

根据题目反映的物理规律确定各物理量之间的关系。

(2)识别图象中横坐标、纵坐标所代表的物理量及物理意义，明确图象的截距、斜率、图象交点、峰值、“面积”等的物理意义。

(3)对图象进行分析、比较、判断，找出规律得出结论。

知识点七､交变电流的产生和变化规律
1.交变电流
(1)定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流.
(2)特例:随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图像是正弦曲线，我国城镇使用的交变电流都是正弦式电流.
2.正弦式电流的产生和规律
(1)产生:如图所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就
会产生正弦式电流.
甲:线圈中没有电流
乙:电流从a流向b
丙:线圈中没有电流
丁:电流从b流向a
戊:线圈中没有电流
(2)中性面:平面线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电动势，这个位置叫做中性面.如图中甲､丙､戊线圈所在平面即是.
中性面的特点是:
①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零.
②线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变.
3.规律:n匝面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其函数形式为e=nBSωsinωt，用E m表示感应电动势的峰值，图像如图所示，则有感应电动势大小:e=E m sinωt，
电流大小:i sinωt=I m sinωt，电压大小:u=U m sinωt.
4.表征交变电流的物理量
(1)瞬时值
正弦式交变电流的电动势和电流随时间的变化而变化，不同的时刻有不同的值，叫做交变电流的瞬时值，变化规律为e=E m sinωt，i=I m sinωt，用小写的字母表示.
(2)最大值
交变电流在一个周期内所能达到的最大值，也称峰值，反映的是交变电流大小的变化范围，当矩形线圈转到与磁感线平行时出现.其表达式用大写字母加脚标表示，瞬时值与最大值的关系为-E m≤e≤E m，-I m≤i≤I m.
(3)有效值
①定义:如果让交流电流和直流电流分别通过同样的电阻，在同一时间内产生的热量相同，这个直流电流的数值就称为该交流电流的有效值.
②正弦式电流的最大值和有效值的关系为:
(5)周期和频率
①交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量.
②周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒(s).周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化两次.
③频率f:交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz.频率越大，交变电流变化越快.
知识点八､变压器､远距离输电
1.电压关系:
(输出电压由输入电压和匝数比决定，与用电器的电阻大小以及有无其他副线圈无关).
2.功率关系:P入=P出或I1U1=I2U2+I3U3+…+I n U n.
3.电流关系:I1n1=I2n2+I3n3+…+I n n n，当只有一个副线圈时I1n1=I2n2.
4.远距离输电
(1)问题:电能的损失和电压的损失.
(2)关键:减少输电线上电能的损失，P损=I2R线.
(3)方法:①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，加大导线的横截面积；②提高输电电压，减小输电电流.
【特别提醒】
1．中性面：当线圈平面转动至垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，感应电动势为零，即线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面．
注意：①线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零．
②线圈平面通过跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，所以磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大．
③线圈平面每次通过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周则线圈两次通过中性面，故一个周期内线圈中电流方向改变两次．
2．交变电流的描述
(1)峰值：反映交变电流大小的变化范围，线圈平面跟磁感线平行时，交变电动势最大，E m＝NBSω.电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．
(2)有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的．让交变电流和恒定电流通过同样阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做交变电流的有效值．
注意：①交变电流的有效值反映的是交变电流产生热效应的平均效果．
②正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是E ＝12E m ，U ＝12U m ，I ＝12
I m . 3．变压器
(1)原理：法拉第电磁感应定律．
(2)电压关系：U 1U 2＝n 1
n 2，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压与匝数成正比．
(3)功率关系：无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和． ①当只有一个副线圈工作时，有U 1I 1＝U 2I 2，I 1I 2＝n 2
n 1
.
②若有两个以上的副线圈，则有：P 1＝P 2＋P 3＋…，U 1U 2＝n 1n 2、U 2U 3＝n 2
n 3
…，n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋….
(4)决定关系：在匝数比一定的情况下，理想变压器的输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率由输出功率决定．
高频考点一、欧姆定律 电阻定律
【例1】（2019·江苏卷）如图所示的电路中，电阻R =2 Ω．断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为
A ．1 Ω
B ．2 Ω
C ．3 Ω
D ．4 Ω 【答案】A
【解析】开关s 断开时有：E=3V ，开s 闭合时有：2E
R R r
=+，其中R=2Ω，解得：r=1Ω， 故A 正确。

【变式探究】
高频考点二、 电功 电功率 电热
【例2】不考虑温度对电阻的影响，对一个"220 v ，40 w”的灯泡，下列说法正确的是 A ．接在110 V 的电路上时的功率为20 w B ．接在110 V 的电路上时的功率为10 w C ．接在440 v 的电路上时的功率为160 w D. 接在220 v 的电路上时的功率为40 w
【解析】 解法l ：由
R
U P 2额额＝
得灯泡的电阻
Ω
Ω12102202＝＝P R
∴电压为ll0 V 时，W
W R U P 1012101102
2==＝
.电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P= 0．
解法2：由
R U P 2
＝
可知R 一定时，2U P ∝， ∴当2110额U V U =
=时，
W
P P 104＝额=
【变式探究】有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A 。

求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
【解析】当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。

当电动机转动时，一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在线圈上产生内能，输入的电功率P 电＝P 热＋P 机。

接U ＝0.2 V 电压时，电动机不转，电流I ＝0.4 A ，根据欧姆定律，线圈电阻R ＝U I ＝0.2 V
0.4 A ＝0.5 Ω。

当
接U ′＝2.0 V 电压时，电流I ′＝1.0 A ，故
输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0 W ＝2.0 W 消耗热功率P 热＝I ′2R ＝1.02×0.5 W ＝0.5 W 故输出功率即机械功率
P 机＝P 电－P 热＝(2.0－0.5) W ＝1.5 W 。

如果正常工作时转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P 热′＝U ′2R ＝22
0.5 W ＝8 W 。

【答案】 1.5 W 8 W 高频考点三、 闭合电路欧姆定律
【例3】 在如图A -10-45-4所示电路中，电池电动势 E=5 V ，内阻r=10 Ω，固定电阻R=90 Ω，R 0是可变电阳．在R 0由零增加到400Ω的过程中．求：
⑴可变电阻R 0上消耗热功率最大的条件和最大热功率．
图A-10-45-4
⑵电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和． 【解析】⑴回路中电流
R r R E I ++=
，则R 0上热功率
400
)100(25
)
100(250
2
02
00
02
1+-=
+=
=R R R R R I P
当R 0=100Ω时，P 1有最大值，
W P 16
1max =
．
⑵内阻r 和固定电阻R 上消耗的热功率之和
)
1090()100(252
0222++=
+=R r I R I P
当R 0=400Ω时，P 2有最小值，W P 01.0min =． 高频考点四、直流电路的分析
例4．(多选)如图所示电路，电源内阻不能忽略，R 1阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片P 位于变阻器的中点，P 由中点向上移动到顶端的过程中( )
A ．电源的内功率先减小后增大
B ．电源的效率先减小后增大
C ．电流表的示数先减小后增大
D ．电压表的示数先增大后减小
【答案】AD 【解析】因R 1阻值小于变阻器的总电阻，则知在滑片P 由中点向上移动的过程中，滑动变阻器与R 1并联部分电路的总电阻R 并先增大后减小，电路中总电流 I 总＝E
R 并＋R 2＋R 内先减小后增大，
电源的内功率P 内
＝I 2总
R
内先减小后增大，A 项正确．电源的效率η＝I 2总(R 并＋R 2)
I 2
总(R 并＋R 2＋R 内)＝R 并＋R 2R 并＋R 2＋R 内
＝
1
1＋
R 内
R 并＋R 2先增大后减小，B 项错误．在滑片P 由中点向上移动到顶端的过程中，因R 1与滑动变阻器上部分电阻之和逐渐减小，由“串反并同”可知，电流表的示数一直增大，C 项错误．电压表的示数U ＝
R 并＋R 2
R 并＋R 2＋R 内E ＝E
1＋
R 内
R 并＋R 2
先增大后减小，D 项正确．
【变式探究】(多选)如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0，反向电阻为∞)连接，电源负极接地．开始时电容器不带电，闭合开关S ，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中P 点．在开关S 保持接通的状态下，下列说法正确的是( )
A ．当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动
B ．当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动
C ．当电容器的下极板向下移动时，P 点的电势不变
D ．当电容器的下极板向左移动时，P 点的电势会升高 【答案】AD
【解析】当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变阻器有效阻值增大，R 的电压增大，则电容器板间电压增大，场强增大，油滴所受的电场力增大，所以带电油滴会向上运动．故A 正确；当电容器的上极板向上移动时，由电容的决定式C ＝
εr S 4πkd 知，电容减小，而电容器的电压不变，由C ＝Q
U
知，Q 要减小，电容器要放电，由于二极管的单向导电性，所以电容器不能放电，则电容器的带电量不变，根据推论可知电容器板间场强不变，油滴所受的电场力不变，所以带电油滴仍静止不动，故B 错误；当电容器的下极板向下移动时，电容器所带的电量Q 不变，由E ＝4πkQ
εr S 知电容器板间场强不变，由U ＝Ed 知，P 与下极板间的电势差变大，
P 点的电势会升高．故C 错误；当电容器的下极板向左移动时，C ＝εr S 4πkd ，电容器的电容减小，由C ＝Q
U
知，
Q 要减小，电容器要放电，由于二极管的单向导电性，所以电容器不能放电，则电容器的带电量不变，那么只能是极板间U 增大，由E ＝U
d 知电容器板间场强变大，则P 与下极板间的电势差变大，P 点的电势升高．故
D 正确．
【方法技巧】闭合电路的动态分析方法
（1）程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化或开关的通断，引起各部分电压、电流或灯泡明暗
发生变化，分析此类问题的基本步骤是： ①由局部电阻变化判断总电阻的变化；
②由I ＝E
R r 判断总电流的变化；，③据U ＝E －Ir 判断路端电压的变化；
④由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化。

(2)极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。

(3)特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论。

(4)结论法：
“串反”“并同”即某一电阻阻值变化，则与该电阻相串联的用电器，两端电压、通过的电流、消耗的功率都将与该电阻阻值变化情况相反；与该电阻相并联的用电器，两端电压、通过的电流、消耗的功率都将与该电阻阻值变化情况相同。

例4、如图所示电路，电源内阻不可忽略。

开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中 ( )
A ．电压表与电流表的示数都减小
B ．电压表与电流表的示数都增大
C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大
【解析】滑动变阻器R 0的滑片向下滑动，R 0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R 1两端的电压变大，R 2两端的电压变小，电流表的示数变小，A 项正确。

【答案】A
高频考点五、含电容电路的分析
例5、（2018年江苏卷）如图所示，电源E 对电容器C 充电，当C 两端电压达到80 V 时，闪光灯
瞬间导通并发光，C 放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C 充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路（ ）
A. 充电时，通过R 的电流不变
B. 若R 增大，则充电时间变长
C. 若C 增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D. 若E 减小为85 V ，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 【答案】BCD
【解析】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力。

电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A 错误；当电阻R 增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B 正确；若C 增大，根据Q =CU ，电容器的带电荷量增大，选项C 正确；当电源电动势为85V 时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V 时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D 正确。

【变式探究】【2017·江苏卷】某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则
（A ）电感L 1的作用是通高频 （B ）电容C 2的作用是通高频 （C ）扬声器甲用于输出高频成分
（D ）扬声器乙用于输出高频成分
【答案】BD
【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述，2πL X fL =，频率越高阻碍作用越大，对输入端的高频和低频交流信号的作用是通低频阻高频，所以A 错误；电容对交流电的阻碍作用1
2πC X fC
=
，频率越
高阻碍作用越小，所以是通高频阻低频，故BD 正确；C 错误．
【方法技巧】
(1)电容器在直流电路中，相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的电阻，在电容器处电路可视为断路，分析时可以等效于拆去电容器，从而简化电路；简化后若求电容器所带电荷量，可接在相应的位置上。

(2)电路稳定后，电容器两极的电压等于与它并联电路的电压值。

(3)当电容器与电阻串联时，电阻两端不分电压。

(4)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；如果两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。

(5)电容器带电荷量或带电荷量变化的求解方法：电容器所带电荷量用Q ＝CU 计算，电容器所带电荷量变化用ΔQ ＝C ·ΔU 计算。

【变式探究】在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3均为可变电阻。

当开关S 闭合后，两平行金属板M 、N 中有一带电液滴正好处于静止状态。

为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是 ( )
A ．增大R 1的阻值
B ．减小R 2的阻值
C ．减小R 3的阻值
D ．增大M 、N 间距
【解析】因为R 1与平行板电容器串联，故无论R 1阻值变大还是变小，电容器两极板间的电压都等于R 3两端电压，故选项A 错误；当R 2阻值减小时，电路的电阻变小，则电路的总电阻变小电流变大，R 3的分压变大，电容器两极板间的电压变大，所以电场力变大，油滴向上运动，故选项B 正确；当减小R 3的阻值时，电路的电流也变大，因此内电压和R 2的分压变大，则R 3的分压变小，所以电场力变小，油滴向下运动，故选项C 错误；当增大极板间的距离时，由E ＝U
d ，电场强度变小，故电场力变小，油滴向下运动，选项D
错误。

故选B 。

【答案】B
【变式探究】科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中，GMR 为一个磁敏电阻，R 、R 2为滑动变阻器，R 1、R 3为定值电阻，当开关S 1和S 2闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。

则 ( )。