含容电路和电路故障分析
2025高考物理 闭合电路动态分析、故障分析及含容电路动态分析
2025高考物理闭合电路动态分析、故障分析及含容电路动态分析一、单选题1．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10（24V/200W）和10个相同的指示灯X1～X10（24V/2W），如图连接在220V交流电源上，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则（）A．X1功率减小，L1功率增大B．X1功率增大，L1功率增大C．X2功率增大，其它指示灯的功率减小D．X2功率减小，其它指示灯的功率增大2．在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r，电表均为理想电表。
闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是（）A．电压表的示数变大B．电流表的示数变大C．电源的效率变大D．滑动变阻器消耗功率变大二、多选题3．如图，电路中的定值电阻0R 大于电源的内电阻r 。
现将开关S 闭合，将滑动变阻器R 的滑片P 向上滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为1U 、2U 、3U ，理想电流表A 的示数变化量的绝对值为I ，则下列说法中正确的是（ ）A ．电压表 V 1的示数增大，电压表V 2的示数减小B ．电流表A 的示数变大，电压表V 3的示数增大C ．电压表 V 3和电流表A 的示数变化量的比值30U r R I∆=+∆ D ．电压表 V 1和V 2的变化量12U U >三、单选题4．在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。
下列判断正确的是（ ）A ．|ΔU 1|<|ΔU 2|，|ΔU 2|>|ΔU 3|B ．1U I 不变，1U I ∆∆变小 C ．2U I变大，2U I ∆∆变大D ．3U I变大，3U I ∆∆变大四、多选题5．如图所示，电源电动势为E 、内阻为r ，滑动变阻器总电阻为R ，所有电表均为理想表。
2含电容器的电路分析1
含电容器的电路分析1
在教学中发现，学生对含有电容的直流电路问题，感到很头疼，一遇到计算题，就茫然失措。
分析其原因，是没有很好地理顺解题思路，那麽如何解决这类问题呢？对初学者，具体地说要做到“三能”：
一、能识电路图。
就是要识别电容器在直流电路中的连接形式（包括绘画等效电路图）。
如图１，电容与电阻串联接入电路；如图２，电容与电阻并联接入电路。
二、能牢记电容器的特点。
在直流电路中，电容器所起的作用相当于电键断开时的情况,即电容器起隔直流作用。
这样与电容器相连的那局部电阻不过作无电阻的导线处理，以方便于求电容器两极板间电势差。
三、能确定电容器两极板电势差。
只要能确定电容器每一极板对同一参考点（如电源负极）的电势高低，就能顺利确定两极板间电势差。
例１．如图３所示，当电键断开和闭合时，电容器Ｃ１电量变化＿＿＿＿＿＿库仑。
例２．如图６所示，Ｒ1＝６Ω，Ｒ2=３Ω，Ｒ３=４Ω，ＵＡＢ＝１２Ｖ，Ｃ1＝３μF，Ｃ2＝1μF，则他们带电量分别为＿＿＿＿Ｃ和＿＿＿＿Ｃ。
例３．如图８所示，已知电源电动势为ε＝12Ｖ，内电阻为ｒ＝１Ω，Ｒ1＝３Ω，Ｒ2=２Ω，Ｒ3=５Ω，Ｃ1＝４μF，Ｃ2＝1μF，则Ｃ1带电量为＿＿＿＿Ｃ，Ｃ２带电量为＿＿＿＿Ｃ。
含容电路和电路故障的分析
[冲关必试] 5.如图8－2－10所示，电源电动势为6 V， 当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用 电压表测得各部分电压是Uad＝0、Ucd＝ 6 V、Uab＝6 V，由此可以断定 (C ) 图8－2－10
A．L1和L2的灯丝都断了 C．L2的灯丝断了
B．L1的灯丝断了 D．变阻器R断路
7．用电压表检查如图8－2－12所示电
例．(双选) (2011· 天津模拟)某同学按如 图7－2－18电路进行实验，电压表
内阻看做无限大，电流表内阻看做零．
实验中由于电路发生故障，发现两 电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用 电器引起的，则可能的故障原因是 A．R3短路 B．RP短路 ( BD )
C．R3断开
D．R2断开
6．[双选](2012•广东六校联考)M、N
是水平放置的平行板电容器，
将它与一电动势为E、内阻为r的电 源组成如8－2－11图所示的电路， R是并联在电容器上的滑动变阻器， 图8－2－11
G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油
滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将
滑动变阻器的滑片向上滑动，则 A．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流 ( ) B．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流 C．带电油滴将向上运动D．带电油滴将向下运动
(3)电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变
化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升 高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连 接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的 变化；若电容器极板上极性发生变化。则电容器出现先 放电后反向充电的情况。 (4)含电容器电路的处理方法： 如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电
高中物理必修三 新教材学习笔记 第12章 专题强化9 闭合电路的动态分析 含有电容器的电路 故障分析
专题强化9闭合电路的动态分析含有电容器的电路故障分析[学习目标] 1.会应用闭合电路的欧姆定律分析闭合电路的动态问题(重难点)。
2.会分析含有电容器的电路问题(重难点)。
3.会结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分析电路故障(难点)。
一、闭合电路的动态分析在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路的总电流、路端电压如何变化？通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化，它们两端的电压如何变化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________闭合电路动态问题的分析方法1．程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图)：2．结论法——“串反并同”“串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。
“并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
3．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。
例1如图所示电路中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是( )A ．电压表示数变大，通过灯L 1的电流变大，灯L 2变亮B ．电压表示数变小，通过灯L 1的电流变小，灯L 2变暗C ．电压表示数变大，通过灯L 2的电流变小，灯L 1变亮D ．电压表示数变小，通过灯L 2的电流变大，灯L 1变暗针对训练1 如图所示，E 为内阻不能忽略的电源，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为理想电压表与电流表。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题
人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题一、多选题。
1. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（）A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小2. 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器．在室内设计如图所示电路，当周围环境的湿度增加时（）A.电灯L变暗B.电流表的示数变大C.流过湿敏电阻的电流变大D.电源的总功率变小3. 如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A.R3消耗的功率逐渐减小B.电流表读数减小，电压表读数增大C.电源的输出功率逐渐增大D.质点P将向上运动4. 将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度x（x为图中a点与滑动触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙所示，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A的示数变化量相等B.电压表V2的示数变化量不相等C.从a点到b点电阻R1的功率变化量较大D.电源的输出功率都不断增大5. 如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法正确的是（）A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D.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的比值不变6. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1=r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU．下列说法中正确的是（）A.电压表V的示数减小B.电流表A1、A2的示数均减小C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻rD.电源的输出功率逐渐增大7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（）A.电流表的读数减小B.灯泡L变亮C.电源输出功率先减小后增大D.电压表的读数先增大后减小二、选择题。
直流电路常见物理模型(解析版)
直流电路常见物理模型1.高考命题中，直流电路部分主要考查欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、直流电路的功率问题、包含电容的电路分析，电路故障和黑箱问题。
2.掌握规律的基础知识，重点考查电学部分物理核心素养和实验操作能关键能力。
一.电路动态分析模型1.电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系．2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】：①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，整个电路的总电阻一定增大(或减小)。
②若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(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：U 串↓I 串↓P 串↓ ←R ↑→U 并↑I 并↑P 并↑ 【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(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，让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型：①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；②半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；③开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。
电路动态分析问题、含容电路专题
2、电容器两极间的电压等于与它并联的电路两端 的电压。
3、与电容器串联支路中的电阻无电流。
4、当电路发生变化时，电容器两极板间的电压发 生变化，其所带电量也将发生相应的变化，即电
容器会发生充、放电现象。
1、如图所示，电源电动势E=10V， R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽 略。
R2
③
把R1看成电源内电阻
Er
答案：① 2.25W；②R1 2W；③ 1.5W。
A．电源的路端电压一定逐渐变小 B．电源的输出功率一定逐渐变小 C．电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D．电源的供电效率一定逐渐变小
例1、如图所示，线段A为某电源U-I图线，线段 B为某电阻R的U-I图线。以上述电源和电阻组成闭合 电路时， 求(1)电源的输出功率P出多大? (2)电源内部损耗的电功率P内是多少? (3)电源的效率多大?
P总 E R r
（最后一个等号只适用于外电路为纯电阻电路）
三、电源的输出功率
R
P出 I 2R
E 2R (R r )2
I
Er
E2
(R
r )2 R
4r
1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大
Pm
E2 4r
三、电源的输出功率
1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大
Pm
E2 4r
2、电源输出功率随外电阻变化的图线（ P出 R 图线）
的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，
额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压
表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯
泡L的发光情况是
A．很暗，甚至不亮
B．正常发光
C．不正常发光略亮
D．有可能被烧坏
专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题特训目标 特训内容目标1 闭合电路的功率问题（1T —4T ） 目标2 闭合电路的动态分析问题（5T —8T ） 目标3 闭合电路的含容电路问题（9T —12T ） 目标4闭合电路的故障分析问题（13T —16T ）一、闭合电路的功率问题1．如图（a ）所示电路，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻。
从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U -I 图像如图（b ）所示，则（ ）A ．R 1的最大功率为4WB ．R 2的最大功率为3WC ．电源的最大输出功率为4WD ．电源的输出功率先增大后减小 【答案】B【详解】根据欧姆定律可知223U R I∆==Ω∆所以图（b ）中斜率为正的图线反映R 2的伏安特性。
设电源电动势为E ，内阻为r 。
根据闭合电路欧姆定律有3U E Ir =-；12()U E I r R =-+所以3U r I∆=∆； 12U r R I∆=+∆所以图（b ）中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V 1表示数随I 的变化，则24r R +=Ω斜率绝对值较小的图线反映了V 3表示数随I 的变化，则1r =Ω，4V E =A ．R 1的输出功率为()22211122212121()2()E R E P I R R r R R r R R r R ===++++++根据数学知识可知当12R R r =+时，P 1有最大值为1max 1W P =故A 错误；B ．当电路中电流最大时，R 2的功率最大，此时R 1接入电路的阻值为零，所以22max223W E P R R r ⎛⎫== ⎪+⎝⎭故B 正确；CD ．电源的输出功率为()222121222121212()()2E R R E P I R R r R R r R R rR R +=+==++++++从左向右移动变阻器的滑片，R 1增大，根据数学知识可知当12R R r +>时，P 随R 1的增大而减小，当R 1=0时，P 有最大值为max 2max 3W P P == 故CD 错误。
闭合电路欧姆定律 电路动态分析 含容电路和故障分析 高一下学期物理(解析版)
闭合电路欧姆定律、电路动态分析、含容电路和故障分析特训专题特训内容专题1闭合电路欧姆定律(1T-4T)专题2电路动态分析(5T-8T)专题3含容电路(9T-12T)专题4故障分析(13T-16T)【典例专练】一、闭合电路欧姆定律1在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。
用该电源与电阻R组成闭合电路。
由图像判断错误的是()A.电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的效率为40%D.电源的输出功率为4W【答案】C【详解】A．根据闭合电路欧姆定律U=E-rI结合图线Ⅰ可得电源电动势为E=3V电源内阻为r =k =0-36-0Ω=0.5Ω故A正确；B．直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，则电阻R的阻值为R=ΔUΔI =22Ω=1Ω故B正确；C．两个图像的交点表示电阻R与电源串联成通路，所以路端电压为U=2V电源的效率为η=UIEI ×100%=UE×100%=23×100%≈67%故C错误；D．两个图像的交点表示电阻R与电源串联成通路，所以路端电压为U=2V干路电流为I=2A电源的输出功率为P=UI=4W故D正确。
本题选不正确的，故选C。
2如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是()A.当R 1=R 2+r 时，R 1上获得最大功率B.当R 2+R 1=r 时，R 2上获得最大功率C.当R 2=0时，电源的效率最低D.当R 2=R 1+r 时，电源的输出功率最大【答案】C【详解】A ．要使定值电阻R 1上获得最大功率，需要使R 1上的电流最大，故只有R 2为0才可以实现，A 错误；B ．电源的输出功率为P =I 2R =E 2R (R +r )2=E 2R (R -r )2+4Rr当R =r 时，外电阻有最大功率，最大功率为P m =E 24r即当R 2=R 1+r 时，R 1+r 可以看成电源的内阻，则R 2上获得最大功率，B 错误；C ．电源的效率η=IU IE =R 1+R 2R 1+R 2+r ×10000=11+r R 1+R2×100%则R 2越小，电源的效率越低，当R 2=0时，电源的效率最低，C 正确；D ．因当电源内阻与外电路相等时，电源输出功率最大，因为R 1>r ，则当R 2=0时，外电路电阻与电源内阻最接近，此时电源的输出功率最大，D 错误。
熊清华：电路动态分析、故障分析、含电容器电路专题
电路动态分析程序法、串反并同法来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法如下：一．程序法。
基本思路是“局部→整体→局部”。
即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为：（1）确定电路的外电阻R 外总如何变化；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 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。
③ 如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R ，灯泡的电阻为R 灯，与灯泡并联的那一段电阻为R 并，则会压器的总电阻为：211并灯并灯并灯并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 由上式可以看出，当R 并减小时，R 总增大；当R 并增大时，R 总减小。
由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R 总变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。
④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与R 1串联（简称R 上），另一段与R 2串联（简称R 下），则并联总电阻()()R R R R R R R R总上下=++++1212由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。
（2）根据闭合电路欧姆定律rR E I +=外总总确定电路的总电流如何变化；（3）由U 内=I 总r 确定电源内电压如何变化；（4）由U 外=E －U 内(或U 外=E-Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何变化）⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==↓↑→↑→↓→=∞→↑↓→↓→↑→-=00U R U Ir I R EU R U Ir I R Ir E U 短路当断路当外； （5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化；（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用节点电流关系）。
【2024寒假分层作业】专题50 闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析(解析版)
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题50闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析导练目标导练内容目标1闭合电路的功率问题目标2电路动态分析目标3含容电路目标4故障分析【知识导学与典例导练】一、闭合电路的功率问题1．闭合电路的功率和效率2．输出功率与外电阻的关系与外电阻R的关系图像可知：由P出(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E24r。
(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大。
(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2。
【例1】如图，直线A 为某电源的U -I 图线，曲线B 为某小灯泡D 1的U -I 图线的一部分，用该电源和小灯泡D 1组成闭合电路时，灯泡D 1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（）A ．此电源的内阻为23ΩB ．灯泡D 1的额定电压为3V ，功率为6WC ．电源的效率为75%D ．把灯泡D 1换成阻值为1Ω的定值电阻，电源的输出功率将变大【答案】BCD【详解】A ．根据U E Ir =-由图线A 读出电源的电动势为E =4V 图A 的斜率绝对值大小表示电源的内阻，则41Ω0.5Ω6r -==故A 错误；B ．灯泡与电源连接时，灯泡D 1恰好能正常发光，A 、B 两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U =3V ，I =2A ，则灯泡D 1的额定电压为3V ，功率为32W 6W P UI ==⨯=故B 正确；C ．电源的效率为100%75%UEη=⨯=故C 正确；D ．灯泡正常发光时的电阻为1 1.5ΩD UR I==把小灯泡D 1换成一个R =1Ω的定值电阻，即外电阻由1.5Ω变为1Ω，更接近内阻r =0.5Ω，所以电源的输出功率变大，故D 正确。
故选BCD 。
二、电路动态分析常规电路动态分析的三种方法1．程序法2．结论法用口诀表述为“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、消耗的电功率都将减小，反之则增大。
高考物理专题复习：动态电路、故障电路与含容电路分析
高考物理专题复习：动态电路、故障电路与含容电路分析一、单项选择题（共8小题）1．如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，L 为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R 1和R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。
闭合开关S 后，将照射光强度增强，则（）A ．电路的路端电压将减小B ．灯泡L 将变暗C ．R 1两端的电压将减小D ．内阻r 上发热的功率将减小2．如图所示的电路，电源电动势E 恒定且内阻r 不可忽略，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 4为滑动变阻器，A 1、A 2为理想电流表，V 1、V 2、V 3为理想电压表。
闭合开关后，I 1、I 2分别表示两个电流表的示数，U 1、U 2、U 3分别表示三个电压表的示数。
现将滑动变阻器R 4的滑片稍向上滑动一些，ΔI 1、ΔI 2分别表示两个电流表示数变化的大小，ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3分别表示三个电压表示数变化的大小。
下列说法正确的是（）A ．U 2变小B ．22I U 变小C ．ΔU 2小于ΔU 3D ．11I U ∆∆大于12I U ∆∆3．如图所示，电源电压恒定，闭合开关S 后，电路正常工作。
过了一会儿，两电表的示数一个变大，另一个变小，则该电路中出现的故障是（）A．一定是电阻R断路B．可能是电阻R短路C．可能是灯L断路D．一定是灯L短路第3题图第4题图4．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是（）A．R1断路B．R2断路C．R1短路D．R3短路5．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器，闭合开关S，在滑动变阻器R 的滑片向下滑动过程中（）A．电阻R2中有向下的电流B．电阻R1两端的电压减小C．通过滑动变阻器R的电流变小D．电容器C极板所带电荷量变小6．如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P 恰好处于静止状态。
含容电路和电路故障分析
含容电路和电路故障分析一、含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，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（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.（3）电路的电流、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；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.【例1】如图所示，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω，电阻R 1＝3Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF 。
求:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少?(2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少?解:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压 回路电流122E I A r R R ==++ C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4VC 1的带电量为：Q 1＝C 1U C1＝4×10－6×4C＝1.6×10－5CC 2两端的电压U C2＝U ＝I （R 1＋R 2）＝10VC 2的带电量为：Q 2＝C 2U C2＝1×10－6×10C＝1.0×10－5C（2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。
因此，通过R 2的电量为:Q ＝Q 1＋Q 2＝1.6×10－5C ＋1.0×10－5C ＝2.6×10－5C【例2】如图，已知源电动势E ＝12V ，内电阻不计。
含容电路问题
C.增大两板间的距离 D.断开开关S
含容电路问题
小结
与电容串联电阻
含容电路问题
与电容并联电阻
C=E
同学，下节再见
创新微课 现在开始
含容电路问题
含容电路问题
创新微课
含电容器电路的分析方法 1.稳定状态的电容器:当含有电容器的直流电路达到稳定状态时, 电容器处可视为断路,与之串联的电阻中无电流,不起降压作用。
2.电容器的电压: (1)电容器电压等于与之并联的电阻的电压。 (2)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时,电容器的电 压等于路端电压。
含容电路问题
创新微课
1.确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压 即为电容器两端电压.
2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电 路两端电压即为电容器两端电压.
3.当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势.
含容电路问题
创新微课
例题、阻值相等的四个电阻题、眼电①容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图 所示题电眼路②.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
含容电路问题
创新微课
3.电压变化时的电容器: (1)电容器电压变化时,将会引起电容器的充、放电。
如果电容器电压升高,电容器将充电; 如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。
(2)充放电时电容器所带电荷量的变化时,如果变化前后极板所带电 荷的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所 带电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导 线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。
含容电路问题
【典例】如图所示的电路中,电源电动势E=3V, 内电阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=2Ω,电容器的电容 C=100μF,则下列说法正确的是 ( AC )
6、含容电路分析、故障分析
图39
分析与解：由于电灯仍正常发光，说明电源是好的， 电热壶所在的C、D两点间没有发生短路故障。把试 电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光， 说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶 所在的C、D两点间没有发生断路故障。综合分析可 知，故障为导线AB间断路，即C选项正确。
练习：一平行板电容器 C, 极板是水平放置的 , 它和三个可变电阻及电源联接成如图所示的电 路.今有一质量为 m的带电油滴悬浮在两极板之 间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2.
解 这 类 题 的 关 键 ： 据 E=U/d 和 C E=4π KQ/(ε .S) 讨论 E 的变化情况。 根据场强的变化情况就可以分析电容 器中带电粒子的受力情况，从而判定 带电粒子的运动情况。
（2）短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有 电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零时， 该电路被短路，当电压表示数不为零，则该电路不被 短路或不完全被短路。 2、假设法：已知电路发生某种故障，寻示故障发生 在何处时，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，运用电流定律进行正向推 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 全部为止。
R1 m R2 R3 E
图19
二、电路故障的分析方法
（一）故障的特点：
1、断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不 为零而电流强度为零；若外电路中任意两点之间的电 压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结 部分无断点。
电路动态分析和电路故障分析和含容电路分析专题
所谓“串反”，即某一电阻的变化规律与跟它串联的电阻中的 电流、电压、电功率的变化规律都相反。
R1
A
R2
R3
R4
方法三（极端法）：
将滑动变阻器的滑片分别滑到两个端点去分析。
如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、 电压表都可视为理想电表.在滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端 的过程中( B ). (A)V表的示数先增大后减小，A表的示数增大 (B)V表的示数先增大后减小，A表的示数减小 (C)V表的示数先减小后增大，A表的示数增大 (D)V表的示数先减小后增大，A表的示数减小
内电路消 耗的电能
P总＝P外＋P内
EI U外I U内I
5.电源的工作效率
P出
P总
U外 E
对纯电阻电路,电源的效率为:
I 2R I 2(R
r)
R Rr
1
1
r
R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
6.电源最大输出功率
P
IU
I 2R
E2R (R r)2
P PM
E2
(R r)2 4r
动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并
联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为：
R总
R R并
R并 R灯 R并 R灯
R
1 R并
1
R灯 R并2
由上式可以看出，当R并减小时，R总增大；
当R并增大时，R总减小。
由此可以得出结论：分压器总电阻的变化与并联段电
阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。
2．并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的 变化引起的变化
[例4]如图，当滑片P向右移动时，A1 表、 A2 表和 V 表将如何变化？
电路的动态分析 含容电路 故障分析(共10张PPT)
C1
A
R2
C2 R1
C
D
B
U
第六页，共10页。
练习：如图所示的电路中，电键S1、S2、S3、 S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器， 极板间悬浮着一油滴P，欲使P向下运动，应 断开电键( ). C
(A)S1 (B)S2 (C)S3 (D)S4
第七页，共10页。
电路故障的分析
1、电路出现故障有两个原因：（1）短路；（2）断路（包括 导线断路或接触不良、电器损坏等） 2、电路故障的特征：
电压、电功率的变化规律都相同
所谓“串反”，即某一电阻的变化规律与跟它串联的电阻中的电 流、电压、电功率的变化规律都相反。
R1
A
R2
R3
R4
第二页，共10页。
方法三（极端法）：
将滑动变阻器的滑片分别滑到两个端点去分析。
如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、
当电容 电器压两端表电压都降低可时，视电为容器理会放想电，电会形表成放.在滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端
的过程中( B ). 支路物理量的变化情况。
（1）电容器所在支路无电流，与电容器直接串联的电阻相当于
(A)V表的示数先增大后减小，A表的示数增大 态，当电容器两端电压增大时，电容器会充电，会形成充电
基本思路是: “部分”到“整体”再到“部分”，即从支路电阻值的变
在用滑电动 流 (B变表)阻连V器接表该R的处的滑后片又示P迅从数速a端产先移生到电增b流端。大后减小，A表的示数减小 当含电有容 电 (C器容)两器V端的表电电压路的降的低分示时析，数电容先器减会放小电，后会形增成放大，A表的示数增大
含有电容器的电路的分析
一、稳态含容直流电路
含容电路
7．如图所示，电灯 L 标有“4 V 1 W”的字样， 滑动变阻器 R′总电阻为 50 Ω ，当滑动触头 P 滑至某位 置时，L 恰好正常发光，此时理想电流表示数为 0.45 A， 由于某处电路发生故障，电灯 L 突然熄灭，此时理想电 流表示数变为 0.5 A，理想电压表示数为 10 V，若导线 完好，电路中各处接触良好，试问： (1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？ (2)发生故障前，滑动变 阻器接入电路的电阻是 多大？ (3)电源的电动势和内阻 为多少？
次序 1 2 3 4 操作步骤 闭合开关，选直流电压挡， 红、黑表笔分别接a、b 闭合开关，选直流电流挡， 红、黑表笔分别接a、b 闭合开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接a、b 断开开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接a、b 现象和结论
图8
指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短 路
－5
C.
3． 如图所示， 电源电动势 E＝20 V、 内阻 r＝2 Ω ， 两个定值电阻 R1＝R2＝8 Ω ，C 为平行板电容器，其 电容 C＝3.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长 L ＝0.20 m，两极板的间距 d＝1.0×10－2 m，开关 S 断 开时， 有一带电微粒沿虚线方向以 v0＝2.0 m/s 的初速 度射入 C 的电场中，微粒恰能落到下板的正中央，已 知该微粒的质量为 m＝4×10－5 kg，g 取 10 m/s2，试 求：(1)开关断开时两极板间的电压； (2)微粒所带电荷的电 性和电荷量 q； (3)当开关 S 闭合后，此 带电微粒以相同初速度 v0＝2.0 m/s 沿虚线方向射 入 C 的电场中，带点微粒 在极板中运动的竖直偏移量为多少？
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含容电路和电路故障分析
一、含电容电器的分析与计算方法
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（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：
（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.
（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.
（3）电路的电流、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；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电
路放电.
【例1】如图所示，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω，电阻R 1＝3Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF 。
求:
(1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少?
(2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少?
解:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压 回路电流12
2E I A r R R ==++ C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4V
C 1的带电量为：Q 1＝C 1U C1＝4×10－6×4C ＝1.6×10－5C
C 2两端的电压U C2＝U ＝I （R 1＋R 2）＝10V
C 2的带电量为：Q 2＝C 2U C2＝1×10－6×10C ＝1.0×10－5C
（2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。
因此，通过R 2的电量为:Q ＝Q 1＋Q 2＝1.6×10－5C ＋1.0×10－5C ＝2.6×10－5C
【例2】如图，已知源电动势E ＝12V ，内电阻
不计。
电容C ＝1μF ，R 1∶R 2∶R 3∶R 4＝1∶2∶6∶3，
则电容a 极板所带电量为：（ ）
2R 1R
E 1C 2C S 3
R r
A 、－8×10－6C
B 、4×10－6
C C 、－4×10－6C
D 、8×10－6C
解：1124AC R U E V R R ==+ 334
8AD R U E V R R ==+ 所以 U CD ＝6－4＝4V 因此a 极板带正电荷Q ＝CU CD ＝4×10－6C
【例3】右图电路中，电源电动势E ＝10V 、内阻忽略
不计，定值电阻R 1＝4Ω，R 2＝6Ω，电容C ＝30μF 。
（1）闭合开关S ，电路稳定后通过电阻R 1的电流多大？
（2）然后将开关S 断开，求这以后流过电阻R 1的总电
量？
（3）开关断开以后，电源还输出多少电能？
解:(1) 闭合开关S 后，电路达到稳定时，电容器相当于断路，由闭合电路欧姆定律知，通过R 1的电流为
12
1E I A R R ==+ (2)断开前,电容器两极上电压等于R 2两端的电压，即
U C ＝IR 2＝1×6＝6V
电容器的带电量为
Q ＝CU C ＝30×10－6×6＝1.8×10－4C
S 断开后，电容器两极间电压等于电源电动势E ，其带电量为
Q ’＝CE ＝30×10－6×10＝3×10－4C
流过R 1的总电量等于电容器带电量的增加，即
ΔQ ＝Q’－Q ＝1.2×10－
4C
（3）开关断开以后，电源又释放的电能为
E 电＝ΔQE ＝1.2×10－4×10J ＝1.2×10－3J
二、电路故障的分析方法
（一）故障的特点：
1、断路的特点：电路电压不为零而电流为零。
2、短路的特点：有电流通过电路而电压为零。
（二）故障的分析方法
1、电压表检测法
电压表示数为零，说明电压表无电流通过，可能是电压表并联部分无电阻（短路），或该并联电路之外断路（电路中无电流）。
如果电压表有示数，说明电压表有电流流过，则该并联电路无断路且该并联电路内无短路。
2、假设法
已知电路发生某种故障，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，运用电流定理进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，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。
3、排除法
在明确电路结构的基础上，从分析比较故障前后电路中电流、电压的变化入手，确立故障原因并对电路中元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障所在。
针对故障前后电路的两种状态，可根据不同状态物理量间的关系求解有关量。
【例1】如图所示，电源电动势为6V，当开关接
通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电
压是U ad＝0，U cd＝6V，U ab＝6V，由此可以断定
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
【例2】如图所示，由于电路中某一电阻发生短路和断路，使L1变暗，L2灯变亮，则故障可能是
Ａ．R1短路
B．R2断路
C．R3断路
D．R4短路
【例3】如图所示电路中，由于某一电阻断路，使伏特表和安培表读数都发生变化,则下列说法正确的是
A．若R1断路，则两表读数都变小
B．若R2断路，则两表读数都变小
C．若R3断路，则两表读数都变小
D．若R4断路，则两表读数都变大
【例4】（2001年上海高考试题）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
分析与解：首先应对电路进行标准化，如
图所示为其标准化后的电路。
当R1断路时，总
电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯L2
变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所
以L1两端电压增大，灯L1变亮，所以A选项正
确。
当R2断路时，总电阻增大，所以通过电源
的总电流减小，灯L1变暗，而路端电压增大，所以L2两端电压增大，灯L2变亮，所以B选项不正确。
当R3短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以C选项不正确。
当R4短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以D选项不正确。
5．如图所示，电路中L1、L2、L3是三盏完全相同的
白炽小灯泡，把它们串联后接在电压恒为6 V的电源上，
三个小灯泡都正常发光，后来三个小灯泡都不亮了，用电
压表接ac两端时，示数是6 V；接b d两端时，电压表示
数为零．接ab两端时，示数也为零．导线连接良好，则
灯丝烧断的小灯泡可能是
A．仅是L1B．仅是L2C．L1和L2D．Ｌ2和L3【解析】由U bd＝0，知L1断；U ab＝0，可知L2断．
【答案】C
【答案】B
4. 如图所示的电路中，闭合S以后，灯L不亮。
用电压表
测得A、B间电压为零，其原因可能是（） 4.
BC
A. L断路
B. L短路
C. R断路
D.
R短路
10. 如图所示，电路接通后，灯A和灯B均能正常发光。
突然
B灯暗了下来，灯A比原来亮了些。
设电路中只有一处发生故障，则发生故障的元件是_________，故障情况是___________。
10. ；断路。