第2章 素养拓展课(三) 闭合电路问题分析（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（教科版2019）

素养拓展课(三)　闭合电路问题分析 学习目标 1．进一步掌握闭合电路欧姆定律及其应用． 2．学会分析闭合电路动态变化，含电容问题、功率问题． [对应学生用书P76] 电路动态分析的方法 1．遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析： 2．极端分析：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论． 3．串反并同：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大).“并同”是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小). (多选)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下列说法正确的是(　　) 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的读数增大，电流表A2的读数减小 D．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 AC　[当滑动变阻器的滑片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得知，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的读数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；流过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U2＝I2′R2增大．] [训练1]　在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时(　　) A．I变大，U变小　　　B．I变大，U变大 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 D　[本题考查闭合电路的动态分析．当R5的滑片向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表V的读数U变小．由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联后的电路两端电压变小，则电流表A的读数I变小．] [训练2]　在如图所示的电路中，电源的内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则(　　) A．R的阻值变大 B．路端电压不变 C．干路电流减小 D．路端电压和干路电流的比值减小 D　[电压表的示数减小，根据串联电路分压规律知电阻R的阻值变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小．根据欧姆定律知：路端电压和干路电流的比值等于外电路总电阻的阻值，故阻值在减小，故A、B、C错误，D正确．] 1．在直流电路中，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，一旦电路达到稳定状态，电容器所在电路可看成是断路． 2．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压． 3．当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与并联用电器两端的电压相等． 4．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电． 阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　) A．　　 　　B．　　　　C．　　　 　D． C　[当开关S断开时等效电路如图甲所示，电容器C两端的电压U＝E，所带的电荷量Q1＝CU＝CE；当开关S闭合时等效电路如图乙所示，电容器C两端的电压U′＝E，所带的电荷量Q2＝CE.所以＝，C正确．] 甲 乙 [训练3]　(多选)如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0.下列说法正确的是(　　) A．若减小R1，则C1、C2所带的电荷量都增加 B．若增大R2，则C1、C2所带的电荷量都增加 C．若增大R3，则C1、C2所带的电荷量都增加 D．若减小R4，则C1、C2所带的电荷量都增加 BD　[减小R1，C1两端的电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电荷量都不变，A错误；增大R2，C1、C2两端的电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端的电压增大，C1所带的电荷量减小，C2所带的电荷量增加，C错误；减小R4，C1、C2两端的电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，D正确．] [训练4]　如图所示，电路中电源的电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，R