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直流含容电路及动态分析
2025-09-29 17:08:34 责编:小OO
文档
绝密★启用前

2017-2018学年度xx学校xx月考卷

试卷副标题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共83分,考试时间150分钟。

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

题号总分
得分
分卷I

一、单选题(共7小题,每小题5.0分,共35分)                                                                          

1.如图所示,电路中R1,R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略。平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。 如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( )

A. 增大R1的阻值

B. 增大R2的阻值

C. 增大两板间的距离        

D. 断开电键S

2.如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2,R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当电键S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( )

A. 只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大, 电阻R3中有向上的电流

B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流

C. 只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动

D. 若断开电键S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动

3.如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是 ( )

A. 电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大

B. 电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小

C. 电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大

D. 电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小

4.在如图所示电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时(  )

A. 电压表示数变大,电流表示数变小

B. 电压表示数变小,电流表示数变大

C. 电压表示数变大,电流表示数变大

D. 电压表示数变小,电流表示数变小

5.如图所示电路中,R为一滑动变阻器,P为滑片,若将滑片向下滑动,则在滑动过程中,下列判断错误的是(  )

A. 电源内电路消耗功率一定逐渐增大

B. 灯泡L2一定逐渐变暗

C. 电源效率一定逐渐减小

D.R上消耗功率一定逐渐变小

6.在如图所示的四个电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻阻值为R0,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,理想电压表读数变大的是 (  )

A. 选项A

B. 选项B

C. 选项C

D. 选项D

7.如图所示电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表.现闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列判断正确的是 (  )

A. 电流表A的示数变小,电压表V的示数变大

B. 小灯泡L变亮

C. 电容器C上电荷量减小

D. 电源的总功率变大

二、多选题(共6小题,每小题5.0分,共30分)                                                                          

8.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E,内电阻为r,R1,R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,,为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是(  )

A. 电压表示数变小

B. 电流表示数变大

C. 电容器C所带电荷量增多

D.a点的电势降低

9.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C.闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,则 (  )

A. 变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变

B. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变

C. 电阻R0两端电压减小,减小量为ΔU

D. 电容器的带电量增大,增加量为CΔU

10.(多选)如图所示,平行板电容器两极板M,N相距d,两极板分别与电压恒定为U的电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则( )

A. 油滴带负电

B. 油滴带电荷量为

C. 电容器的电容为

D. 将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动

11.A,B两块正对的金属板竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的R1为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),R2为滑动变阻器,R3为定值电阻。当R2的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是( )

A. 若将R2的滑动触头P向a端移动,则θ变小

B. 若将R2的滑动触头P向b端移动,则I减小,U减小

C. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后θ变小

D. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

12.如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则 (  )

A. 电压表读数减小

B. 电流表读数减小

C. 质点P将向上运动

D.R1上消耗的功率逐渐增大

13.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1,L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向下滑动,则 (  )

A. L1灯变亮

B. L2灯变暗

C.R1上消耗的功率变大

D. 总电流变小

分卷II

三、实验题(共0小题,每小题10.0分,共0分)                                                                          

四、计算题(共1小题,每小题18.0分,共18分)                                                                          

14.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:

(1)小球到达小孔处的速度;

(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;

(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.

                                                                     

答案解析

1.【答案】B

【解析】本题考查含有电容器的动态电路及受力平衡等知识点,为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动,就要使电容器两板之间的场强E不变.电路稳定后,和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不产生影响,而增大R1的阻值将使电容器两端的电压增大,根据E=可知,E增大,故A错误;增大R2的阻值,电容器两端的电压不变,E不变,故B正确;增大两板间的距离,E减小,故C错误;断开开关S,电容器两端的电压发生改变,D错误.

2.【答案】A

【解析】只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,总电阻减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,滑动变阻器的电压变大,电容器两端的电压增大,电容下极板带的电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故A正确;电路稳定时,电容相当于开关断开,只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,对电路没有影响,故B错误;只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器并联部分的电阻变大,所以电容器两端的电压变大,由E=可知,电场力变大,带点微粒向上运动,故C错误;若断开电键S,电容器处于放电状态,电荷量变小,故D错误.

3.【答案】AD

【解析】当滑动变阻器滑片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电流表A1读数增大;电压表V1读数U1=E-I(R1+r),I增大,其他量不变,则U1减小;通过电流表A2的电流I2=,U1减小,则I2减小;通过R2的电流I2′=I-I2,I增大,I2减小,则I2′增大,则电压表V2的读数增大.故A,D正确.

4.【答案】B

【解析】当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,电阻R3变小,电路总电阻变小,电源输出电流增大,电压表示数变小,并联电路两端电压变小,通过R2的电流变小,通过R3的电流变大,即电流表示数变大,选项B正确.

5.【答案】D

【解析】滑动变阻器滑片P向下滑动,R↓→R并↓→R外↓,由闭合电路欧姆定律I=推得I↑,由电源内电路消耗功率P内=I2r可得P内↑,A正确.U外↓=E-I↑r,U1↑=(I↑-IL1↓)R1,UL2↓=U外↓-U1↑,PL2↓=,故灯泡L2变暗,B正确.电源效率η↓===,故C正确.R上消耗的功率PR=,PR增大还是减小不确定,故D错.

6.【答案】D

【解析】对于图A,电压表被短路,当滑动变阻器的滑片P从a向b滑动时,理想电压表一直没有读数.对于图B,当滑动变阻器的滑片P从a向b滑动时,理想电压表读数减小.对于图C,当滑动变阻器的滑片P从a向b滑动时,外电路中电流减小,理想电压表读数变小.对于图D,当滑动变阻器的滑片P从a向b滑动时,理想电压表读数变大,选项D正确.

7.【答案】A

【解析】滑动变阻器的滑片P向左移动,R2接入电路部分的电阻增大,电流表A的示数变小,电压表V的示数变大,选项A正确;电源输出电流减小,小灯泡L中电流变小,小灯泡L变暗,选项B错误;电容器两端电压增大,电容器C上电荷量增大,选项C错误.电源输出电流减小,电源的总功率变小,选项D错误.

8.【答案】BD

【解析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,电阻R3变小,并联电阻R23==变小,总电阻R总=r+R1+R23变小,总电流I=变大,电压表测量R1电压U1=IR1变大,选项A错误.并联电路电压U23=E-I(R1+r)减小,电容器电压等于并联电压,所以电容器电荷量Q=CU23减少,选项C错误.通过R2的电流I2=变小,根据干路电流等于各支路电流之和得通过R3的电流即电流表示数I3=I-I2变大,选项B正确.由于电源负极接地即电势为0,那么并联电压U23=φa-0,电压减小,所以a点的电势降低,选项D正确.

9.【答案】AD

【解析】闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电流表示数减小,电压表示数增大,变化过程中ΔU和ΔI的比值等于定值电阻R0与电源内阻r之和,保持不变;电压表示数U和电流表示数I的比值等于可变电阻R的阻值,逐渐增大,选项A正确,B错误;电阻R0两端电压减小,减小量小于ΔU,选项C错误;电容器的带电量增大,增加量为CΔU,选项D正确.

10.【答案】AC

【解析】由题意知,极板M带正电,板间电场向下,又油滴在极板处于静止状态,可知受电场力竖直向上,与电场反向,故油滴带负电,所以A正确;根据平衡条件得:,所以B错误;电容器的电荷量,再根据,所以C正确;将极板N向下缓慢移动一小段距离,板间距d增大,电荷量Q不变,所以板间电场强度保持不变,所以油滴受电场力不变,保持静止,故D错误。

11.【答案】CD

【解析】因为R2上无电流,若将R2的滑动触头P向a端移动时,不会改变AB两板间的电压,故θ角不变,同时也不会影响电压表及电流表的读数,所以选项AB均错;保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则R1的阻值减小,总电阻减小,电流表A的读数变大,电阻R3及内阻上的电压变大,所以光敏电阻R1上的电压减小,即AB上的电压减小,则小球重新达到稳定后θ变小,选项C正确;U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值表示电源的内电阻,是不变的,故D正确。

12.【答案】BC

【解析】R4的滑片向b端移动时,R4↑→R总↑→I总↓→U端↑,分析电流表示数变化时,可把R1和R3等效为电源内阻,示数即可等效为总电流,由上面分析知其示数减小,B正确;分析示数的变化时,可把R1,R2和R3都等效为电源内阻,其示数即为等效路端电压,增大,A错误;分析电容器两板间电压时,可把R1等效为电源内阻,UC=U端,E′=,增大,C正确;P1=IR1,减小,D错误.

13.【答案】BC

【解析】本题考查电路的动态变化,意在考查闭合电路中各物理量随外电阻变化的关系.由闭合电路欧姆定律可得,滑片P向下滑动,电路总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,所以L1,L2变暗,R1上消耗的功率变大,A,D错误,B,C正确.

14.【答案】 (1),方向竖直向下 (2)(3)

【解析】 (1)由v2=2gh,得v=,方向竖直向下.

(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,由牛顿运动定律知:mg-qE=ma

由运动学公式知:0-v2=2ad

整理得电场强度E=

由U=Ed,Q=CU,得电容器所带电荷量

Q=

(3)由h=gt,0=v+at2,t=t1+t2

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