專練9電容器和直流電路的動態(tài)分析(限時：45分鐘)一、單項選擇題1．(2013·安徽·19)用圖1所示的電路可以測量電阻的阻值．圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲．閉合開關，改變滑動頭P的位置，當通過電流表的電流為零時，測得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為 ()圖1A.eq\f(l1,l2)R0 B.eq\f(l1,l1＋l2)R0C.eq\f(l2,l1)R0 D.eq\f(l2,l1＋l2)R0答案C解析設R0、Rx與三者的結點為Q，當通過電流表的電流為零時，說明φP＝φQ，則UR0＝URMP，URx＝URPN，IR0＝IRx＝I0，IRMP＝IRPN＝I，故I0R0＝IRMP，I0Rx＝IRPN.兩式相除有eq\f(R0,Rx)＝eq\f(RMP,RPN)，所以Rx＝eq\f(RPN,RMP)R0＝eq\f(l2,l1)R0，正確選項為C.2．如圖2所示，為一小燈泡的伏安特性曲線，橫軸和縱軸分別表示電壓U和電流I.圖線上點A的坐標為(U1，I1)，過點A的切線與縱軸交點的縱坐標為I2.小燈泡兩端電壓為U1時，電阻等于 ()圖2A.eq\f(I1,U1)B.eq\f(U1,I1)C.eq\f(U1,I2)D.eq\f(U1,I1－I2)答案B解析由于小燈泡的伏安特性曲線上，每一點的電壓坐標與電流坐標的比值，對應這一狀態(tài)下的電阻，所以小燈泡兩端電壓為U1時，電阻等于eq\f(U1,I1)，B正確．3．如圖3所示，甲、乙兩電路中電源完全相同，外電阻R1>R2，兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中，下列判斷正確的是 ()圖3A．電源內部產生電熱較多的是甲電路B．R1上產生的電熱比R2上產生的電熱少C．電源做功較多的是甲電路D．電源效率較高的是甲電路答案D解析電源內部產生電熱Q＝I2rt＝Iqr，由于外電阻R1>R2，甲電路電流較小，電源內部產生電熱較少的是甲電路，選項A錯誤．外電阻產生電熱Q＝I2Rt＝IqR＝Uq，U1>U2，R1上產生的電熱比R2上產生的電熱多，選項B錯誤．兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中，兩電源做功相等，選項C錯誤．電源效率較高的是甲電路，選項D正確．4．在如圖4所示的電路中，電源的電動勢為E，內阻為r，燈泡L的電阻大于電源的內阻r.閉合開關S，在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中，下列各物理量的變化情況正確的是 ()圖4A．電流表的讀數(shù)先減小后增大B．燈泡L變亮C．電源輸出功率先增大后減小D．電壓表的讀數(shù)先增大后減小答案D解析由簡化電路圖可知，滑動變阻器的右半部分與電流表A串聯(lián)，再與左半部分并聯(lián)，并聯(lián)部分與燈泡串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)，電壓表測路端電壓．滑片P向左滑動，當兩支路電阻相等，即RA＋Ra＝Rb時，并聯(lián)路段電阻最大，因此并聯(lián)路段的電阻先增大后減小，外電路總電阻先增大后減小，由串聯(lián)分壓可知路端電壓先增大后減小，選項D正確；電流表剛開始測干路電流，隨著P由a向b移動，電流表示數(shù)逐漸變小，P滑到b端，電阻R和電流表被短路，電流表示數(shù)為零，A錯誤；外電路電阻增大時，流過燈泡的電流減小，燈泡分壓減小，燈泡變暗，選項B錯誤；外電路電阻越接近電源內阻，電源輸出功率越大，由于燈泡電阻大于電源內阻，因此外電路電阻總大于電源內阻，隨著外電阻的增大，輸出功率逐漸減小，選項C錯誤．5．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化．在如圖5所示電路中，不同的一氧化碳濃度對應傳感器不同的電阻值，電壓表的示數(shù)與一氧化碳的濃度一一對應，觀察電壓表示數(shù)就能判斷一氧化碳濃度是否超標．已知氧化錫傳感器的電阻的倒數(shù)與一氧化碳濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與一氧化碳濃度ρ之間的對應關系正確的是 ()圖5A．U越大，表示ρ越大，ρ與U成正比B．U越大，表示ρ越小，ρ與U成反比C．U越大，表示ρ越大，但ρ與U不成正、反比關系D．U越大，表示ρ越小，但ρ與U不成正、反比關系答案C解析根據(jù)題意，設氧化錫傳感器的電阻為R1＝eq\f(k,ρ)，電源的電動勢為E，內阻為r，電壓表的示數(shù)U＝eq\f(ER0,\f(k,ρ)＋r＋R＋R0)，ρ越大，U越大，但U與ρ既不成正比也不成反比，選項C正確．6．在如圖6所示的電路中，電源的負極接地，其電動勢為E、內電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C為電容器，、為理想電流表和理想電壓表．在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是 ()圖6A．a點的電勢降低 B．電壓表示數(shù)變小C．電流表示數(shù)變小 D．電容器C所帶電荷量增多答案A解析在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中，外電路電阻減小，電源輸出電流變大，路端電壓減小，R1兩端電壓升高，故a點的電勢降低，電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大；因R2與R3并聯(lián)，R2兩端電壓降低，故電容器C兩端電壓降低，電容器C所帶電荷量減少，選項A正確，B、C、D錯誤．7．如圖7所示，兩極板間距為d的平行板電容器與一電源相連，距上極板d處有一質量為m、帶電量為q的小球自由釋放，穿過上極板的小孔后，恰好能到達下極板，若將下極板向上平移eq\f(d,4)，小球仍從同一位置釋放，則下列說法正確的是 ()圖7A．仍能到達下極板，且速度恰好為0B．仍能到達下極板，且速度大于0C．不能到達下極板，距離上極板最大距離為eq\f(3d,5)D．不能到達下極板，距離上極板最大距離為eq\f(d,2)答案C解析由動能定理，開始有2mgd－qEd＝0，下極板平移后，設小球在平行板電容器中下降高度為x，則有mg(d＋x)－qE′x＝0，又U＝Ed＝E′·eq\f(3,4)d，聯(lián)立解得x＝eq\f(3,5)d，選項C正確，選項A、B、D錯誤．8．A、B兩塊正對的金屬板豎直放置，在金屬板A的內側表面系一絕緣細線，細線下端系一帶電小球．兩塊金屬板接在如圖8所示的電路中，R1為光敏電阻，R2為滑動變阻器，R3為定值電阻，當R2的滑動觸頭P在中間時閉合開關S，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為I和U，帶電小球靜止且絕緣細線與金屬板A的夾角為θ.已知電源電動勢E和內阻r一定，光敏電阻隨光照的增強電阻變小，以下說法正確的是 ()圖8A．保持光照強度不變，將R2的滑動觸頭P向b端滑動，則R3消耗的功率變大B．保持滑動觸頭P不動，讓光敏電阻周圍光線變暗，則小球重新平衡后θ變小C．滑動觸頭向a端滑動，用更強的光照射R1，則電壓表示數(shù)變小D．保持滑動觸頭不動，用更強的光照射R1，則U的變化量的絕對值與I的變化量的絕對值的比值變小答案C解析R2的滑動觸頭P的滑動對全電路無影響，保持光照強度不變，R3中電流不變，則R3消耗的功率不變，選項A錯誤．讓光敏電阻周圍光線變暗，光敏電阻阻值變大，兩金屬板之間的電壓增大，小球所受電場力變大，則小球重新平衡后θ變大，選項B錯誤．用更強的光照射R1，光敏電阻阻值變小，電源輸出電流變大，路端電壓變小，則電壓表示數(shù)變小，選項C正確．用更強的光照射R1，則U的變化量的絕對值與I的變化量的絕對值的比值等于電源內阻，不發(fā)生變化，選項D錯誤．二、多項選擇題9．某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標上，如圖9中的a、b、c所示，以下判斷正確的是 ()圖9A．直線a表示電源的總功率PE—I圖線B．曲線c表示電源的輸出功率PR—I圖線C．電源的電動勢E＝3V，內電阻r＝1ΩD．電源的最大輸出功率Pm＝2W答案AD解析電源的總功率PE＝EI，直線a表示電源的總功率PE—I圖線，選項A正確．電源的輸出功率PR＝UI＝(E－Ir)I＝EI－I2r，曲線b表示電源的輸出功率PR—I圖線，曲線c表示電源內部的發(fā)熱功率Pr－I圖線，選項B錯誤．由直線a的斜率可得電源的電動勢E＝4V．選項C錯誤．當I＝1A時，電源的最大輸出功率Pm＝210．如圖10為測量某電源電動勢和內阻時得到的U－I圖線，用此電源與三個阻值均為3Ω的電阻組成如下四個電路．則外電路功率相等的是 ()圖10A．圖a和圖d B．圖b和圖cC．圖a和圖b D．圖c和圖d答案AB解析根據(jù)電源的U－I圖線可得電源的電動勢為4V，內阻為3Ω，外電路消耗的功率P＝eq\f(4V2·R外,R外＋3Ω2)，當外電阻為1Ω和9Ω時，外電路消耗的功率相等，A正確；當外電阻為4.5Ω和2Ω時，外電路消耗的功率相等，B正確，C、D錯誤．11．已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小，有磁場時電阻變大，并且磁場越強阻值越大．為探測磁場的有無，利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖11所示電路，電源的電動勢E和內阻r不變，在沒有磁場時調節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光，若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)．則 ()圖11A．電燈L變暗 B．電燈L變亮C．電流表的示數(shù)增大 D．電流表的示數(shù)減小答案BD解析若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)．磁敏電阻阻值增大，電源輸出電流減小，路端電壓增大，電流表的示數(shù)減小，電燈L變亮，選項B、D正確．12．電源、開關S、S′、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖12所示電路，電容器的兩平行板水平放置．當開關S、S′閉合，并且無光照射光敏電阻R2時，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點．當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，則 ()圖12A．液滴向下運動B．液滴向上運動C．R2兩端的電勢差是否升高無法分析D．當光照強度不變時斷開S′，把電容器的上極板向上移一小段距離，則上極板的電勢比A點的電勢高答案BD解析當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，R2兩端的電勢差降低，R1兩端的電勢差升高，電容器極板之間電壓升高，液滴向上運動，選項B正確，A、C錯誤．當光照強度不變時斷開S′，電容器帶電量不變，把電容器的上極板向上移一小段距離，則上極板的電勢比A點的電勢高，選項D正確．13．如圖13所示電路中，定值電阻R大于電源內阻r，當滑動變阻器滑動端向右滑動后，理想電流表A1、A2、A3的示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔI1、ΔI2、ΔI3，理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU，下列說法中正確的是 ()圖13A．電流表A2的示數(shù)一定變小B．電壓表V的示數(shù)一定增大C．ΔI3一定大于ΔI2D．ΔU與ΔI1比值一定小于電源內阻r答案BD解析當滑動變阻器滑動端向右滑動后，滑動變阻器連入電路的電阻變大，外電路總電阻變大，路端電壓變大，電壓表V的示數(shù)一定增大，電流表A3的示數(shù)一定變小，電流表A2的示數(shù)一定變大，選項A錯誤，B正確．ΔI3不一定大于ΔI2，選項C錯誤．ΔI1一定大于ΔI3，ΔU與ΔI3比值等于電源內阻，ΔU與ΔI1比值一定小于電源內阻r，選項D正確．【解題方法技巧6】極限分析法當題干中所涉及的物理量隨條件做單調變化時，