微专题训练20 电路故障、含电容器电路的分析

微专题训练20 电路故障、含电容器电路的分析

1．(单选)用电压表检查如图1所示电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是 ( )．

图1

A．L断路 B．R断路

C．R′断路 D．S断路

解析 可按以下表格逐项分析

现象 结论 答案

Uad＝5.0 V dcba间断路，其余电路接通

综上所述，故障为R断路，B选项正确 Ucd＝0 V 灯L短路或其余电路某处断路

Ubc＝0 V 电阻R′短路或其余电路某处断路

Uab＝5.0 V 滑动变阻器R断路，其余电路接通

答案 B

2．(多选)在如图2所示的电路中，由于某一电阻发生断路或短路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是 ( )．

图2

A．R1短路

B．R2断路

C．R3断路

D．R4短路

解析 由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故可知电路中的总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应该为某一电阻断路，排除A、D选项．

若假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必然引起与之并联的B灯中电流变大，使B灯变亮，推理结果和现象相符，故选项B对．

若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路中电流增大，B灯中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C对．

答案 BC

3．(单选)如图3所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比 ( )．

图3

A．U变小 B．I变小

C．Q不变 D．Q减小

解析 当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝ER＋R2＋r减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错，B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．

答案 B

4．(多选)在如图4所示的电路中，C为一平行板电容器，闭合开关S，给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是 ( )．

图4

A．保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大

B．保持开关S闭合，不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动，都有电流流过R2

C．保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R2中有由b到a的电流

D．断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P静止在两平行板电容器之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动

解析 保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电路中的总电阻变小，电流变大，电流表A的示数变大，由U＝IR3知电压表V的示数变大，A正确；保持开关S闭合，滑动变阻器R1的滑片不滑动，则电容器两极板间的电压不变，R2中没有电流通过，B错误；若保持开关S闭合，拉开电容器两极板之间的距离，电容器的电容变小，两极板间的电压不变，此时电容器放电，R2中有由a到b的电流，C错误；断开开关S，电容器两极板电荷量不变，若将电容器上极板与下极板稍微错开一些，电容器的电容变小，由E＝Ud＝QCd知，两极板间场强变大，油滴P将向上运动，D正确．

答案 AD

5．(多选)如图5所示的电路中，

电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是 ( )．

图5

A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V

B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C

C．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4 C

D．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×

10－4 C

解析 闭合开关S，电路稳定后电流I＝ER1＋R2＋r＝0.5 A，电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器带电荷量为Q＝CU＝100×10－6×1.5 C＝1.5×10－4 C，选项B错误、C正确；先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×

10－4C，选项D错误．

答案 AC

6．(2013·武汉名校调研)(多选)如图6所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时 ( )．

图6

A．灯泡L变暗

B．光敏电阻R上的电压增大

C．电压表V的读数减小

D．电容器C的带电荷量增大

解析 光照强度增大时，R的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知I＝ER＋r＋R灯增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的

电压UR＝E－I(r＋R灯)减小，选项B错误；电压表V的读数U＝E－Ir减小，选项C正确；电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压UL＝IR灯增大，所以电容器C的带电荷量Q＝CUL增大，选项D正确．

答案 CD

7．(单选)如图7所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是 ( )．

图7

A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大

B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小

C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大

D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小

解析 当电路接通后，对小球受力分析：小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用，其中重力为恒力，当电路稳定后，R1中没有电流，两端等电势，因此电容器两极板电压等于R0两端电压，当R2不变，R1变化时，电容器两极板电压不变，板间电场强度不变，小球所受电场力不变，F不变，C、D两项错．若保持R1不变，缓慢增大R2，R0两端电压减小，电容器两端电压减小，内部电场减弱，小球受电场力减小，F变小．故A项错，B项正确．

答案 B

8．(单选)如图8所示，电源两端电压为U＝10 V保持不变，R1＝4.0 Ω，R2＝6.0 Ω，C1＝C2＝30 μF.先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断开，则S断开后，通过R1的电荷量为 ( )．

图8

A．4.2×10－4C B．1.2×10－4C

C．4.8×10－4C D．3.0×10－4C

解析 当开关S闭合，电路达到稳定后，电容器C2两端的电压为零，也就是C2不带电．电容器C1两端的电压为电阻R2两端的电压，故电容器C1带电．当开关S断开后，两电容器直接接在电源上，所以电容器C1增加的电荷量和C2所带的电荷量均为通过R1的电荷量．

当开关S闭合，电阻R1和R2串联接在电源上，电源两端电压U＝10 V不变，而串联电路电压分配与电阻成正比，故电阻R2两端的电压为U2＝6 V，电容器C1带电荷量为Q1＝C1U2＝1.8×10－4C.

当开关S断开后，两电容器的电压均为10 V，故两电容器所带电荷量相等，均为Q，则Q＝C1U＝3.0×10－4C，所以通过R1的电荷量为ΔQ＝2Q－Q1＝4.2×10－4C，选A.

答案 A