資源簡介

(共48張PPT)
閉合電路的動態分析　含有電容器的電路　故障分析
專題強化9
第
十
二
章
1.會應用閉合電路的歐姆定律分析閉合電路的動態問題(重難點)。
2.會分析含有電容器的電路問題(重難點)。
3.會結合閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律分析電路故障(難點)。
學習目標
內容索引
專題強化練
一、閉合電路的動態分析
二、含電容器的電路
三、直流電路的故障分析
< 一 >
閉合電路的動態分析
(1)如圖甲所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器，當滑動變阻器R1的滑片向右滑動時，以下物理量將如何變化？(均選填“增大”或“減小”)
①回路中的電流I ；
②R0兩端電壓U0＝IR0 ，內電壓U內＝Ir ；
③路端電壓U外＝E－U內 ，R1兩端的電壓U1
＝E－I(r＋R0) 。
減小
減小
減小
增大
增大
(2)如圖乙所示，若將R1并聯一定值電阻R2，其他條件不變，當滑動變阻器R1的滑片向右滑動時，R1與R2的并聯阻值R并 ，電流表 示數 ，R2所在支路的電流表 示數 ，通過R1的電流_____， 示數 ， 示數 。
增大
減小
增大
減小
增大
增大
提煉·總結
閉合電路動態問題的分析方法
1.程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路，按以下步驟分析(如圖)：
2.結論法——“串反并同”
“串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。
“并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
注意：此方法適用條件為電源內阻不為零。
3.極限法
因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使其電阻最大或電阻為零，畫等效電路圖分析各電學量的變化情況。
　(2025·無錫市高二階段練習)如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r，R2為滑動變阻器，R、R1為定值電阻，電路中電表均為理想電表，開關S斷開。則下列說法正確的是
A.若R2的滑片向下移動，A1、A2的示數都變小
B.若R2的滑片向下移動，V和A1的示數變化量
之比不變
C.閉合開關S，A1、A2的示數都變大
D.閉合開關S，V的示數變大
例1
√
若R2的滑片向下移動，R2接入電路阻值變小，則電路中的總電阻減小，電路總電流增大，所以A1、A2的示數變大，故A錯誤；
若R2的滑片向下移動，根據閉合電路歐姆定律可得E＝U＋I1(r＋R)，可知＝－(R＋r)，即V和A1的示數變化量之比不變，故B正確；
閉合開關S，電路中總電阻減小，電路總電流增大，則A1的示數變大，根據閉合電路歐姆定律可知，R及r兩端電壓變大，所以電壓表V示數變小，根據歐姆定律可知，通過R2的電流減小，則A2的示數變小，故C、D錯誤。
通過U－I圖像辨析動態電路
對于U－I圖線，為圖像上任意一點的縱坐標和橫坐標的比值，為直線的斜率。
總結提升
1.如圖甲所示，對于定值電阻R0，U＝IR0，U－I圖線為過原點的直線，＝R0
2.如圖乙所示，電源的U－I圖線為傾斜的直線，U＝E－Ir，＝R外，||＝r
3.如圖丙所示，可變電阻R的U－I圖線為傾斜的直線，U＝E－I(r＋R0)，＝R，||＝r＋R0
總結提升
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< 二 >
含電容器的電路
如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源電動勢為E，內阻為r，平行板電容器電容為C，兩極板水平放置。
(1)當開關閉合時，有電流通過R1或R2嗎？若有，電流方向如何？
答案　R1、R2中均有電流通過，且均沿順時針方向。
(2)電路達到穩定后，有電流通過R1或R2嗎？此時電容器兩端的電壓為多少？帶電荷量為多少？
答案　電路達到穩定后，有電流通過R1；R2所在
支路相當于斷路，R2中沒有電流通過，電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。
此時UC＝U外＝，QC＝CUC＝。
(3)電路穩定后逐漸減小R1，在此過程中，有電流通過R2嗎？若有，電流方向如何？
答案　在減小R1的過程中，電路中的總電阻減小，根據閉合電路歐姆定律可得總電流增大，路端電壓U外＝E－Ir減小，電容器兩端電壓減小，所以電荷量減少，電容器放電，R2中有逆時針方向的電流。
(4)電路穩定后再逐漸減小R2，在此過程中，有電流通過R2嗎？若有，電流方向如何？
答案　電路達到穩定后，R2所在支路相當于斷路。若逐漸減小R2，不影響整個電路的電阻，所以電路中的總電阻不變，總電流不變，路端電壓不變，電容器上所帶電荷量不變，R2中無電流通過。
提煉·總結
1.在直流電路中，當電容器充、放電時，電路中有充、放電電流。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電容器兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。充電時電容器相當于用電器，電流從正極進，放電時電容器相當于電源，電流從正極出。
2.電路穩定后，電容器處電路可看成是斷路，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降低，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。
　(來自魯科教材)如圖所示電路中，E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF， 電源內阻可忽略。求：
(1)閉合開關S，穩定后通過R1的電流；
例2
答案　1 A
閉合開關S后，電路達到穩定時，電容器相當于斷路，由閉合電路歐姆定律知，通過R1的電流為I＝ A＝1 A
(2)將開關S斷開后，流過R1的總電荷量。
答案　1.2×10－4 C
斷開S前電容器兩端的電壓為U2＝IR2＝1×6 V＝6 V
電容器上極板帶正電，其帶電荷量為Q1＝CU2＝30×10－6×6 C＝ 1.8×10－4 C
斷開S電路穩定后，電容器的電壓升高為U'＝E＝10 V
電容器被充電，上極板仍帶正電，帶電荷量為Q2＝CU'＝CE＝30×10－6
×10 C＝3×10－4 C
所以斷開S后流過R1的電荷量為ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4 C。
1.電容器的充、放電過程結束后，通過對電路的分析與計算得出電容器兩極板的電勢，電勢高的極板帶正電。
2.如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量之和。
總結提升
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< 三 >
直流電路的故障分析
1.常見故障：斷路、短路。
2.常用方法：假設法
假設某電阻發生斷路(或短路)，根據閉合電路動態分析方法判斷實際現象與題中情景是否相符，進而找出電路故障。
　如圖所示的電路中，閉合開關S后，燈L1和L2都正常發光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，理想電壓表讀數增加，由此推斷，這故障可能是
A.燈L1燈絲燒斷 B.電阻R2斷路
C.電阻R2短路 D.電容器被擊穿短路
例3
√
若燈L1燈絲燒斷，即L1斷路，總電阻增大，總電流減小，故L2兩端電壓減小，L2變暗，A錯誤；
若電阻R2斷路，導致總電阻增大，總電流減小，L1兩端電壓減小，而路端電壓增大，則電壓表讀數增加，L2兩端電壓增大，L2變亮，B正確；
若R2短路，L2熄滅，C錯誤；
若電容器被擊穿短路，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，電壓表讀數減小，L2變亮，D錯誤。
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< 四 >
專題強化練
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D B D D C A AD B
題號 9 10
答案 AC B
對一對
答案
1
2
3
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5
6
7
8
9
10
考點一　閉合電路的動態分析
1.(2025·欽州市高二期末)在如圖所示的電路中，電源電動勢和內阻均恒定不變，電表均為理想電表，初始時滑動變阻器的滑片P位于a、b的中間位置。現閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，下列說法正確的是
A.電流表的示數將增大
B.電壓表的示數將增大
C.電源的路端電壓將減小
D.內阻消耗的功率將減小
基礎對點練
√
1
2
3
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5
6
7
8
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10
答案
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
答案
當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，滑動變阻器接入電路阻值增大，電路總電阻增大，根據閉合電路歐姆定律可知，電路總電流減小，路端電壓增大；則電流表的示數將減小，定值電阻兩端電壓減小，電壓表的示數將減小，故A、B、C錯誤；
根據P內＝I2r，由于電路總電流減小，所以內阻消耗的功率將減小，故D正確。
2.在如圖所示的電路中，電源內阻不可忽略，開關S閉合前燈泡LA、LB、LC均已發光。那么，當開關S閉合時，LA、LB、LC三個燈泡的亮度變化情況是
A.LA亮度不變，LB變亮，LC變暗
B.LA變暗，LB變亮，LC變暗
C.LA變亮，LB變暗，LC變亮
D.LA變暗，LB變亮，LC亮度不變
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答案
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
當開關S閉合時，LC、LD并聯，并聯電阻減小，外電路總電阻R減小，根據閉合電路歐姆定律可知，總電流I增大，LA的電壓UA＝E－Ir減小，電流IA減小，LA變暗；LB的電流IB＝I－IA增大，電壓UB增大，LB變亮；LC的電壓UC＝UA－UB，又因為UA減小，UB增大，則UC減小，LC變暗，故B正確。
3.(來自魯科教材)火警報警器的電路示意圖如圖所示。其中，RT為用半導體熱敏材料制成的傳感器，這種半導體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而減小。電流表為值班室的顯示器， 電源兩極之間接一報警器。當傳感器RT所在處出現火情時，通過顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是
A.I變大，U變大 B.I變大，U變小
C.I變小，U變大 D.I變小，U變小
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答案
√
當傳感器RT所在處出現火情時，RT的阻值變小，RT與R2的并聯電阻減小，外電路總電阻變小，則總電流變大，電源的內電壓變大，路端電壓變小，即報警器兩端電壓U變小，R1兩端電壓變大，則可知電路中并聯部分電壓變小，則流過電流表的電流變小，即顯示器的電流I變小，故選D。
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答案
考點二　含電容器的電路
4.如圖所示，電源電動勢E＝6 V，內阻不計，電阻R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，電容器電容C＝4 μF，下列說法正確的是
A.S斷開時電容器的電壓為2 V
B.S斷開時電容器a極板帶負電
C.S閉合，電路穩定后，電容器b極板帶負電
D.S閉合，電路穩定后，電容器所帶電荷量為
8×10－6 C
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答案
√
S斷開時，C相當于斷路，R3中無電流，C兩端電壓等于R2兩端電壓，電容器a極板的電勢比b極板的電勢高，所以電容器a極板帶正電，電容器的電壓U2＝＝4 V，故A、B錯誤；
S閉合，電路穩定后，R1和R2先串聯再與R3并聯，電容器b極板的電勢比a極板電勢高，b極板帶正電，電容器兩端電壓即R1兩端電壓，為U1＝2 V，電容器所帶電荷量為Q＝CU1＝8×10－6 C，故C錯誤，D正確。
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答案
考點三　直流電路故障分析
5.(2025·天津市高二期末)我們通常用電壓表來查找電路故障。在如圖所示的電路中，當合上開關S后，兩個均標有“2.5 V　1 W”字樣的燈泡均不發光，用電壓表測得Uac＝6 V，Ubd＝6 V。如果各段導線及接線處均無問題，且只有一處故障。這說明
A.開關S接觸不良
B.燈泡L1燈絲斷了
C.燈泡L2燈絲斷了
D.滑動變阻器R的電阻絲斷了
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答案
√
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7
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9
10
答案
若開關S接觸不良，則有Uac＝Ubd＝0，故A錯誤；
若燈泡L1燈絲斷了，則有Uac＝6 V，Ubd＝0，故B錯誤；
若燈泡L2燈絲斷了，則有Uac＝Ubd＝6 V，故C正確；
若滑動變阻器R的電阻絲斷了，則有Uac＝0，Ubd＝6 V，故D錯誤。
6.(2024·西寧市高二期末)在如圖所示的電路中，開關閉合后，由于某一電阻元件發生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數都增大，則可能出現的故障為
A.R1短路 B.R2短路
C.R3短路 D.R1斷路
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10
答案
√
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2
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4
5
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8
9
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答案
若R1短路，則電路中只有R3接入電路，電路總電阻減小，所以電路總電流增大，即電流表示數增大，根據U＝IR3可得R3兩端的電壓增大，即電壓表示數增大，A符合題意；
若R2短路，則電流表和R1沒有電流通過，電流表示數為零，B不符合題意；
若R3短路，則電壓表示數為零，C不符合題意；
若R1斷路，則電流表示數為零，D不符合題意。
7.(多選)(2025·廈門市高二階段練習)在如圖所示的電路中，電源的內阻r不為0，當閉合開關S后，若將滑動變阻器的滑片P向下調節，下列說法正確的是
A.燈L1變亮，燈L2變暗
B.燈L1變暗，燈L2變亮
C.電容器的電荷量增大
D.電容器的電荷量減少
√
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2
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答案
能力綜合練
√
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2
3
4
5
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10
答案
將滑動變阻器的滑片P向下調節，滑動變阻器接入電路的阻值減小，燈L1與滑動變阻器間接串聯，燈L2和電容器與滑動變阻器并聯，電流表與滑動變阻器串聯，根據“串反并同”規律可知，燈L1變亮，燈L2變暗，電流表示數增大，電容器兩極板間的電壓減小，根據Q＝CU可知電容器所帶電荷量減少，故B、C錯誤，A、D正確。
8.(來自魯科教材)如圖所示， 電路中R1、R2均為可變電阻，電源內阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關S，電路達到穩定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴能保持靜止狀態的是
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大兩板間的距離 D.斷開開關S
1
2
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10
答案
√
以油滴為研究對象進行受力分析可知，油滴靜止不動，所受靜電力與重力平衡，即mg＝Eq＝q，現欲使油滴仍能處于平衡狀態，則要保證電場強度不發生變化，即R1的電壓不變，題中R2沒有電流通過，故改變R2的阻值對電路工作狀態無影響，選項B正確，A錯誤；
而增大兩板間距離時，電場強度減小，油滴下落，選項C錯誤；
斷開開關S時，電容器與可變電阻構成閉合回路，電容器放電，油滴下落，選項D錯誤。
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10
答案
9.(多選)在如圖所示的電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數都發生變化，電表的示數分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數的變化量分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列說法正確的是
A.不變，不變 B.變大，變大
C.變大，不變 D.不變，不變
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10
答案
√
√
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答案
由題圖可知，＝R1，是定值，A對；
＝R2，隨P向下移動而變大，而||＝R1＋r不變，B錯，C對；
因＝R1＋R2，故此比值增大，而||＝r為電源的內阻，不變，故D錯。
10.(2024·南京師范大學附屬揚子中學開學考)某簡化電路如圖所示，電源電動勢E＝12 V，內阻為r。當開關閉合后，電壓表示數為9 V，電流表A1示數為1 A，電流表A2示數為0.4 A。已知定值電阻R1＝2.5 Ω，R2＝5 Ω，電表可視為理想電表，當滑動變阻器滑片滑動時，電壓表示數變化量為ΔU，電流表A1示數變化量為ΔI1，以下判斷正確的是
A.R3＝6 Ω
B.＝3 Ω
C.滑動變阻器滑片向左移動，A2示數增大
D.滑動變阻器滑片向左移動，電源輸出功率減小
1
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答案
尖子生選練
√
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3
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9
10
答案
根據題意可知R3＝＝7 Ω，故A錯誤；
根據閉合電路歐姆定律有E＝U＋I1(r＋R1)，代入數據解得r＝0.5 Ω，＝3 Ω，故B正確；
滑動變阻器滑片向左移動，滑動變阻器阻值變小，外電路電阻減小，總電流I1增大，根據U2＝E－I1(r＋R1＋R3)，則R2兩端電壓減小，所以電流表A2示數減小，故C錯誤；
根據外電路電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大，由于外電路電阻大于電源的內阻，所以滑動變阻器滑片向左移動，外電路電阻減小且接近電源內阻，則電源輸出功率增大，故D錯誤。
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本課結束
第
十
二
章專題強化練9　閉合電路的動態分析含有電容器的電路　故障分析
分值：50分
[1~6題，每題4分]
考點一　閉合電路的動態分析
1.(2025·欽州市高二期末)在如圖所示的電路中，電源電動勢和內阻均恒定不變，電表均為理想電表，初始時滑動變阻器的滑片P位于a、b的中間位置。現閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，下列說法正確的是
A.電流表的示數將增大
B.電壓表的示數將增大
C.電源的路端電壓將減小
D.內阻消耗的功率將減小
2.在如圖所示的電路中，電源內阻不可忽略，開關S閉合前燈泡LA、LB、LC均已發光。那么，當開關S閉合時，LA、LB、LC三個燈泡的亮度變化情況是
A.LA亮度不變，LB變亮，LC變暗
B.LA變暗，LB變亮，LC變暗
C.LA變亮，LB變暗，LC變亮
D.LA變暗，LB變亮，LC亮度不變
3.火警報警器的電路示意圖如圖所示。其中，RT為用半導體熱敏材料制成的傳感器，這種半導體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而減小。電流表為值班室的顯示器， 電源兩極之間接一報警器。當傳感器RT所在處出現火情時，通過顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是
A.I變大，U變大 B.I變大，U變小
C.I變小，U變大 D.I變小，U變小
考點二　含電容器的電路
4.如圖所示，電源電動勢E=6 V，內阻不計，電阻R1=2 Ω，R2=4 Ω，R3=6 Ω，電容器電容C=4 μF，下列說法正確的是
A.S斷開時電容器的電壓為2 V
B.S斷開時電容器a極板帶負電
C.S閉合，電路穩定后，電容器b極板帶負電
D.S閉合，電路穩定后，電容器所帶電荷量為8×10-6 C
考點三　直流電路故障分析
5.(2025·天津市高二期末)我們通常用電壓表來查找電路故障。在如圖所示的電路中，當合上開關S后，兩個均標有“2.5 V　1 W”字樣的燈泡均不發光，用電壓表測得Uac=6 V，Ubd=6 V。如果各段導線及接線處均無問題，且只有一處故障。這說明
A.開關S接觸不良
B.燈泡L1燈絲斷了
C.燈泡L2燈絲斷了
D.滑動變阻器R的電阻絲斷了
6.(2024·西寧市高二期末)在如圖所示的電路中，開關閉合后，由于某一電阻元件發生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數都增大，則可能出現的故障為
A.R1短路 B.R2短路
C.R3短路 D.R1斷路
[7~9題，每題6分]
7.(多選)(2025·廈門市高二階段練習)在如圖所示的電路中，電源的內阻r不為0，當閉合開關S后，若將滑動變阻器的滑片P向下調節，下列說法正確的是
A.燈L1變亮，燈L2變暗
B.燈L1變暗，燈L2變亮
C.電容器的電荷量增大
D.電容器的電荷量減少
8.如圖所示， 電路中R1、R2均為可變電阻，電源內阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關S，電路達到穩定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴能保持靜止狀態的是
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大兩板間的距離 D.斷開開關S
9.(多選)在如圖所示的電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數都發生變化，電表的示數分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數的變化量分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列說法正確的是
A.不變，不變 B.變大，變大
C.變大，不變 D.不變，不變
[8分]
10.(2024·南京師范大學附屬揚子中學開學考)某簡化電路如圖所示，電源電動勢E=12 V，內阻為r。當開關閉合后，電壓表示數為9 V，電流表A1示數為1 A，電流表A2示數為0.4 A。已知定值電阻R1=2.5 Ω，R2=5 Ω，電表可視為理想電表，當滑動變阻器滑片滑動時，電壓表示數變化量為ΔU，電流表A1示數變化量為ΔI1，以下判斷正確的是
A.R3=6 Ω
B.=3 Ω
C.滑動變阻器滑片向左移動，A2示數增大
D.滑動變阻器滑片向左移動，電源輸出功率減小
答案精析
1.D　[當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，滑動變阻器接入電路阻值增大，電路總電阻增大，根據閉合電路歐姆定律可知，電路總電流減小，路端電壓增大；則電流表的示數將減小，定值電阻兩端電壓減小，電壓表的示數將減小，故A、B、C錯誤；根據P內=I2r，由于電路總電流減小，所以內阻消耗的功率將減小，故D正確。]
2.B　[當開關S閉合時，LC、LD并聯，并聯電阻減小，外電路總電阻R減小，根據閉合電路歐姆定律可知，總電流I增大，LA的電壓UA=E-Ir減小，電流IA減小，LA變暗；LB的電流IB=I-IA增大，電壓UB增大，LB變亮；LC的電壓UC=UA-UB，又因為UA減小，UB增大，則UC減小，LC變暗，故B正確。]
3.D　[當傳感器RT所在處出現火情時，RT的阻值變小，RT與R2的并聯電阻減小，外電路總電阻變小，則總電流變大，電源的內電壓變大，路端電壓變小，即報警器兩端電壓U變小，R1兩端電壓變大，則可知電路中并聯部分電壓變小，則流過電流表的電流變小，即顯示器的電流I變小，故選D。]
4.D　[S斷開時，C相當于斷路，R3中無電流，C兩端電壓等于R2兩端電壓，電容器a極板的電勢比b極板的電勢高，所以電容器a極板帶正電，電容器的電壓U2==4 V，故A、B錯誤；S閉合，電路穩定后，R1和R2先串聯再與R3并聯，電容器b極板的電勢比a極板電勢高，b極板帶正電，電容器兩端電壓即R1兩端電壓，為U1=2 V，電容器所帶電荷量為Q=CU1=8×10-6 C，故C錯誤，D正確。]
5.C　[若開關S接觸不良，則有Uac=Ubd=0，故A錯誤；
若燈泡L1燈絲斷了，則有Uac=6 V，Ubd=0，故B錯誤；
若燈泡L2燈絲斷了，則有Uac=Ubd=6 V，故C正確；
若滑動變阻器R的電阻絲斷了，則有Uac=0，Ubd=6 V，故D錯誤。]
6.A　[若R1短路，則電路中只有R3接入電路，電路總電阻減小，所以電路總電流增大，即電流表示數增大，根據U=IR3可得R3兩端的電壓增大，即電壓表示數增大，A符合題意；若R2短路，則電流表和R1沒有電流通過，電流表示數為零，B不符合題意；若R3短路，則電壓表示數為零，C不符合題意；若R1斷路，則電流表示數為零，D不符合題意。]
7.AD　[將滑動變阻器的滑片P向下調節，滑動變阻器接入電路的阻值減小，燈L1與滑動變阻器間接串聯，燈L2和電容器與滑動變阻器并聯，電流表與滑動變阻器串聯，根據“串反并同”規律可知，燈L1變亮，燈L2變暗，電流表示數增大，電容器兩極板間的電壓減小，根據Q=CU可知電容器所帶電荷量減少，故B、C錯誤，A、D正確。]
8.B　[以油滴為研究對象進行受力分析可知，油滴靜止不動，所受靜電力與重力平衡，即mg=Eq=q，現欲使油滴仍能處于平衡狀態，則要保證電場強度不發生變化，即R1的電壓不變，題中R2沒有電流通過，故改變R2的阻值對電路工作狀態無影響，選項B正確，A錯誤；而增大兩板間距離時，電場強度減小，油滴下落，選項C錯誤；斷開開關S時，電容器與可變電阻構成閉合回路，電容器放電，油滴下落，選項D錯誤。]
9.AC　[由題圖可知，==R1，是定值，A對；=R2，隨P向下移動而變大，而||=R1+r不變，B錯，C對；因=R1+R2，故此比值增大，而||=r為電源的內阻，不變，故D錯。]
10.B　[根據題意可知R3==7 Ω，故A錯誤；根據閉合電路歐姆定律有E=U+I1(r+R1)，代入數據解得r=0.5 Ω，=3 Ω，故B正確；滑動變阻器滑片向左移動，滑動變阻器阻值變小，外電路電阻減小，總電流I1增大，根據U2=E-I1(r+R1+R3)，則R2兩端電壓減小，所以電流表A2示數減小，故C錯誤；根據外電路電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大，由于外電路電阻大于電源的內阻，所以滑動變阻器滑片向左移動，外電路電阻減小且接近電源內阻，則電源輸出功率增大，故D錯誤。]專題強化9　閉合電路的動態分析　含有電容器的電路　故障分析
［學習目標］　1.會應用閉合電路的歐姆定律分析閉合電路的動態問題(重難點)。2.會分析含有電容器的電路問題(重難點)。3.會結合閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律分析電路故障(難點)。
一、閉合電路的動態分析
(1)如圖甲所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器，當滑動變阻器R1的滑片向右滑動時，以下物理量將如何變化？(均選填“增大”或“減小”)
①回路中的電流I　　　　；
②R0兩端電壓U0=IR0　　　　，內電壓U內=Ir　　　　；
③路端電壓U外=E-U內　　　　，R1兩端的電壓U1=E-I(r+R0)　　　　。
(2)如圖乙所示，若將R1并聯一定值電阻R2，其他條件不變，當滑動變阻器R1的滑片向右滑動時，R1與R2的并聯阻值R并　　　　，電流表示數　　　　，R2所在支路的電流表示數　　　　，通過R1的電流　　　　，示數　　　　，示數　　　。
閉合電路動態問題的分析方法
1.程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路，按以下步驟分析(如圖)：
2.結論法——“串反并同”
“串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。
“并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
注意：此方法適用條件為電源內阻不為零。
3.極限法
因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使其電阻最大或電阻為零，畫等效電路圖分析各電學量的變化情況。
例1　(2025·無錫市高二階段練習)如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r，R2為滑動變阻器，R、R1為定值電阻，電路中電表均為理想電表，開關S斷開。則下列說法正確的是(　　)
A.若R2的滑片向下移動，A1、A2的示數都變小
B.若R2的滑片向下移動，V和A1的示數變化量之比不變
C.閉合開關S，A1、A2的示數都變大
D.閉合開關S，V的示數變大
通過U-I圖像辨析動態電路和
對于U-I圖線，為圖像上任意一點的縱坐標和橫坐標的比值，為直線的斜率。
1.如圖甲所示，對于定值電阻R0，U=IR0，U-I圖線為過原點的直線，==R0
2.如圖乙所示，電源的U-I圖線為傾斜的直線，U=E-Ir，=R外，||=r
3.如圖丙所示，可變電阻R的U-I圖線為傾斜的直線，U=E-I（r+R0），=R，||=r+R0
二、含電容器的電路
如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源電動勢為E，內阻為r，平行板電容器電容為C，兩極板水平放置。
(1)當開關閉合時，有電流通過R1或R2嗎？若有，電流方向如何？
(2)電路達到穩定后，有電流通過R1或R2嗎？此時電容器兩端的電壓為多少？帶電荷量為多少？
(3)電路穩定后逐漸減小R1，在此過程中，有電流通過R2嗎？若有，電流方向如何？
(4)電路穩定后再逐漸減小R2，在此過程中，有電流通過R2嗎？若有，電流方向如何？




1.在直流電路中，當電容器充、放電時，電路中有充、放電電流。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電容器兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。充電時電容器相當于用電器，電流從正極進，放電時電容器相當于電源，電流從正極出。
2.電路穩定后，電容器處電路可看成是斷路，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降低，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。
例2　如圖所示電路中，E=10 V，R1=4 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF， 電源內阻可忽略。求：
(1)閉合開關S，穩定后通過R1的電流；
(2)將開關S斷開后，流過R1的總電荷量。
1.電容器的充、放電過程結束后，通過對電路的分析與計算得出電容器兩極板的電勢，電勢高的極板帶正電。
2.如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量之和。
三、直流電路的故障分析
1.常見故障：斷路、短路。
2.常用方法：假設法
假設某電阻發生斷路(或短路)，根據閉合電路動態分析方法判斷實際現象與題中情景是否相符，進而找出電路故障。
例3　如圖所示的電路中，閉合開關S后，燈L1和L2都正常發光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，理想電壓表讀數增加，由此推斷，這故障可能是(　　)
A.燈L1燈絲燒斷
B.電阻R2斷路
C.電阻R2短路
D.電容器被擊穿短路
答案精析
一、
(1)①減小　②減小　減小　
③增大　增大　(2)增大　減小
增大　減小　增大　增大
例1　B　[若R2的滑片向下移動，R2接入電路阻值變小，則電路中的總電阻減小，電路總電流增大，所以A1、A2的示數變大，故A錯誤；
若R2的滑片向下移動，根據閉合電路歐姆定律可得E=U+I1(r+R)，可知=-(R+r)，即V和A1的示數變化量之比不變，故B正確；
閉合開關S，電路中總電阻減小，電路總電流增大，則A1的示數變大，根據閉合電路歐姆定律可知，R及r兩端電壓變大，所以電壓表V示數變小，根據歐姆定律可知，通過R2的電流減小，則A2的示數變小，故C、D錯誤。]
二、
(1)R1、R2中均有電流通過，且均沿順時針方向。
(2)電路達到穩定后，有電流通過R1；R2所在支路相當于斷路，R2中沒有電流通過，電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。
此時UC=U外=，QC=CUC=。
(3)在減小R1的過程中，電路中的總電阻減小，根據閉合電路歐姆定律可得總電流增大，路端電壓U外=E-Ir減小，電容器兩端電壓減小，所以電荷量減少，電容器放電，R2中有逆時針方向的電流。
(4)電路達到穩定后，R2所在支路相當于斷路。若逐漸減小R2，不影響整個電路的電阻，所以電路中的總電阻不變，總電流不變，路端電壓不變，電容器上所帶電荷量不變，R2中無電流通過。
例2　(1)1 A　(2)1.2×10-4 C
解析　(1)閉合開關S后，電路達到穩定時，電容器相當于斷路，由閉合電路歐姆定律知，
通過R1的電流為I== A=1 A
(2)斷開S前電容器兩端的電壓為
U2=IR2=1×6 V=6 V
電容器上極板帶正電，其帶電荷量為
Q1=CU2=30×10-6×6 C= 1.8×10-4 C
斷開S電路穩定后，電容器的電壓升高為U'=E=10 V
電容器被充電，上極板仍帶正電，帶電荷量為
Q2=CU'=CE=30×10-6×10 C=3×10-4 C
所以斷開S后流過R1的電荷量為
ΔQ=Q2-Q1=1.2×10-4 C。
例3　B　[若燈L1燈絲燒斷，即L1斷路，總電阻增大，總電流減小，故L2兩端電壓減小，L2變暗，A錯誤；若電阻R2斷路，導致總電阻增大，總電流減小，L1兩端電壓減小，而路端電壓增大，則電壓表讀數增加，L2兩端電壓增大，L2變亮，B正確；若R2短路，L2熄滅，C錯誤；若電容器被擊穿短路，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，電壓表讀數減小，L2變亮，D錯誤。]

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