2026版《金版教程》高考一轮复习物理第3节 专题：闭合电路动态分析、含容电路的分析及故障分析

高考总复习首选用卷物理第3节专题：闭合电路动态分析、含容电路的分析及故障分析考点一闭合电路动态分析1.在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，开关S闭合后，当滑片P向右移动时，两电表示数的变化是()A．电流表示数变小，电压表示数变大B．电流表示数变大，电压表示数变大C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变小答案：A解析：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片P向右移动时，R接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流变小，电流表示数变小，所以电源内阻和R0所分电压变小，则滑动变阻器R两端的电压变大，电压表示数变大，故选A。2.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中()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，电流表的示数增大答案：A解析：滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，R0接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，电压表的示数减小，R1两端的电压增大，R2两端的电压减小，电流表的示数减小，A正确，B、C、D错误。3．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V200W)和10个相同的指示灯X1～X10(24V2W)，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，其他指示灯的功率减小D．X2功率减小，其他指示灯的功率增大答案：C解析：由图可知L1与X1并联、L2与X2并联，……，然后它们再串联接在220V交流电源上，L2灯丝烧断，X2分压增大，其余并联部分两端电压均减小，根据P＝eq\f(U2,R)可知X2的功率增大，其余强光灯及指示灯的功率均变小，故A、B、D错误，C正确。4.(多选)如图所示，电路中的定值电阻阻值R0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V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A的示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法中正确的是()A．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小B．电流表A的示数变大，电压表V3的示数增大C．电压表V3和电流表A的示数变化量的绝对值的比值eq\f(ΔU3,ΔI)＝r＋R0D．电压表V1和V2的示数变化量的绝对值ΔU1>ΔU2答案：CD解析：由题图可知，开关S闭合，电源与R0、R串联构成回路，电流表串联在电路中，电压表V1与R0并联，V3与R并联，V2测路端电压，当P向上滑动时，R接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电流表A示数变小，V2示数变大，V1示数变小，V3示数变大，A、B错误；根据闭合电路欧姆定律有E＝U3＋I(R0＋r)，所以eq\f(ΔU3,ΔI)＝R0＋r，C正确；根据闭合电路欧姆定律有E＝U2＋Ir，所以eq\f(ΔU2,ΔI)＝r，根据欧姆定律有R0＝eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)，因为R0>r，所以ΔU1>ΔU2，D正确。5.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、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是()A．|ΔU1|<|ΔU2|，|ΔU2|>|ΔU3|B.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U1,I)))不变，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU1,ΔI)))变小C.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U2,I)))变大，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU2,ΔI)))变大D.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U3,I)))变大，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU3,ΔI)))变大答案：A解析：滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2接入电路中的电阻增大，总电阻增大，因而干路电流减小。eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U1,I)))＝R1为定值，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU1,ΔI)))＝R1为定值，故B错误；eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U2,I)))＝R2变大，根据U2＝E－I(r＋R1)，可知eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU2,ΔI)))＝r＋R1为定值，C错误；eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(U3,I)))＝R1＋R2变大，根据U3＝E－Ir，可知eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU3,ΔI)))＝r为定值，D错误；由前面分析可知，|ΔU1|＝|ΔI|·R1，|ΔU2|＝|ΔI|·(r＋R1)，|ΔU3|＝|ΔI|·r，则|ΔU1|<|ΔU2|，|ΔU2|>|ΔU3|，A正确。6.(多选)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，所有电表均为理想电表。当滑片由左向右滑动时，关于各表示数变化描述正确的是()A．A1示数可能先增大再减小B．A2示数可能先减小再增大C．A3示数一定先减小再增大D．V示数一定一直增大答案：BD解析：滑动变阻器的滑片由左向右滑动时，变阻器滑片左侧部分电阻增大，滑片右侧部分电阻减小，由于右侧部分与电阻R1并联，并联电阻小于支路电阻，可知并联部分电阻的减小量小于变阻器滑片左侧部分电阻的增加量，则电路总电阻增大，总电流减小，即A3示数一直减小，故C错误；总电流减小，由U内＝Ir可知，内电压减小，由U外＝E－U内可知，路端电压增大，即V示数一定一直增大，故D正确；变阻器滑片右侧部分电阻减小，根据并联电路分流规律可得，电阻R1分得的电流与总电流的比值减小，而总电流减小，所以A1示数一直减小，故A错误；设变阻器滑片右侧部分电阻为R右，由闭合电路欧姆定律可得I总＝eq\f(E,r＋R－R右＋\f(R右R1,R右＋R1))，由并联电路的分流规律可得A2示数I2＝I总·eq\f(R1,R1＋R右)，可得I2＝eq\f(ER1,－Req\o\al(2,右)＋（R＋r）R右＋（R＋r）R1)，由数学知识可知，在R右∈[0，R]的范围内，随着R右减小，I2可能先减小再增大，故B正确。考点二含容电路的分析7．(2023·海南高考)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为()A．CE B.eq\f(1,2)CEC.eq\f(2,5)CE D.eq\f(3,5)CE答案：C解析：电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联在电源E两端，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为φ上＝eq\f(E,5R)·2R＝eq\f(2E,5)，电容器下极板的电势为φ下＝eq\f(E,5R)·4R＝eq\f(4E,5)，则电容器两极板间的电压U＝φ下－φ上＝eq\f(2E,5)，电容器上的电荷量为Q＝CU＝eq\f(2,5)CE，故选C。8．(2025·江西省九江市高三模拟)如图所示，当照射光敏电阻的光缓慢减弱时，则()A．电压表的示数减小B．电流表的示数减小C．电容器所带电荷量减小D．电源输出功率减小答案：C解析：当照射光敏电阻R3的光减弱时，光敏电阻R3的阻值增大，电路中的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得干路电流减小，路端电压增大，即电压表的示数增大，故A错误；路端电压增大，则R1两端的电压增大，流过R1的电流增大，即电流表的示数增大，故B错误；干路电流减小，流过R1的电流增大，则通过R2的电流减小，R2两端的电压减小，电容器两端的电压减小，由Q＝CU，可得电容器所带电荷量减小，故C正确；当电源的内阻和外电路的电阻阻值相等时，电源输出功率最大，本题中电源内阻与外电路的电阻阻值之间的大小关系未知，故无法判断电源输出功率增大还是减小，故D错误。9．如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡L1、L2电阻均为R，D为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上缓慢滑动，电压表V1、V2示数变化量绝对值分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数变化量为ΔI，则下列说法中错误的是()A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动C.eq\f(ΔU2,ΔI)＝R＋r D．ΔU2>ΔU1答案：B解析：滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，A正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，同时L1的电压变大，所以V2的示数变小，电容器应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)，E＝eq\f(U,d)，得电容器两极板间的电场强度E＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知E不变，油滴静止不动，B错误；由闭合电路欧姆定律知U2＝E－I(r＋R)，则eq\f(ΔU2,ΔI)＝R＋r，C正确；由闭合电路欧姆定律知U1＝E－Ir，则eq\f(ΔU1,ΔI)＝r，所以ΔU2>ΔU1，D正确。本题选说法错误的，故选B。10．(2024·山东省临沂市高三下高考模拟)如图所示的电路中，R0为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从b端向a端缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是()A．电压表V示数先变小后变大B．电容器C一直处于充电状态C．电流表A示数一直变小D．电源的输出功率先变大后变小答案：C解析：等效电路如图所示，其中R上、R下分别为滑动变阻器滑片到上端和滑片到下端两部分的电阻，设R总为滑动变阻器总电阻，则滑动变阻器滑片上、下两部分并联后的阻值R并＝eq\f(R上·R下,R总)＝eq\f(R上（R总－R上）,R总)＝eq\f(\f(Req\o\al(2,总),4)－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R上－\f(R总,2)))\s\up12(2),R总)，滑片缓慢从b端向a端滑动的过程中，R并先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可得干路电流先减小后增大，又电压表V的示数U＝E－I干·(R0＋r)，则U先变大后变小，电容器C极板间电压变化情况与电压表示数变化情况相同，由Q＝CU可知电容器C先充电后放电，故A、B错误；由于不确定电源内阻与外电路电阻的数值关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误；滑动变阻器滑片从b端滑到正中间的过程，R上减小，R并增加，回路总电阻增加，干路电流减小，并联部分两端电压U增大，由I上＝eq\f(U,R上)可知，通过滑动变阻器上半部分的电流增大，可知通过滑动变阻器下半部分的电流减小，可知电流表A示数变小，滑片从正中间滑到a端的过程，R下增大，R并减小，干路电流增大，U减小，由I下＝eq\f(U,R下)可知电流表A示数继续变小，故C正确。考点三电路的故障分析11.如图所示的电路中，当电路无故障时，灯L能正常发光，可是闭合开关S后，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，若出现的故障只有一处，则该电路的故障可能是()A．电流表短路 B．电流表断路C．灯L的灯丝断了 D．灯L的灯丝短路答案：C解析：如果电流表短路，则闭合开关S后，电流表无示数，灯泡发光，电压表有示数，故A错误；如果电流表断路，则闭合开关S后，电路中无电流通过，灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，故B错误；如果灯L的灯丝断了，则电流表和电压表串联后接在电源两端，由于电压表内阻非常大，所以闭合开关S后，电流表指针几乎不动，而电压表相当于接在电源两端，电压表指针有明显偏转，故C正确；如果灯L的灯丝短路，则电压表也被短路，即闭合开关S后，电压表示数为零，电流表有示数或者被烧坏，故D错误。12.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，若电路中仅有一处故障，则出现这种现象的原因可能是()A．电阻R1短路 B．电阻R2断路C．电阻R2短路 D．电容器C断路答案：AB解析：若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联部分的电压增大，则灯泡变亮，故A正确；若电阻R2断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，R1及电源内阻分得的电压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡变亮，B正确；若电阻R2短路，灯泡被短路，不亮，故C错误；若电容器C断路，对灯泡亮度没有影响，故D错误。13.(多选)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障，为了检测断路的位置，实验小组设计了如图所示的电路，a、b、c、d、e是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。某实验小组将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、x、e(x是d、e间某一位置)进行测