12.2.1 专题1：闭合电路欧姆定律应用(动态、含容、输出功率、故障)课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕电路动态分析、含容电路、电源输出功率及故障分析四大专题，通过滑动变阻器、光敏电阻等实例导入，衔接基础电路知识与复杂问题，以程序法、串反并同法等为支架，构建从总到分、从定性到定量的知识脉络。 其亮点在于融合物理观念（闭合电路规律、能量转化）与科学思维（模型建构、推理论证），通过极限法、等效内阻法等多元方法及油滴悬浮电容电路、功率极值问题等实例，培养学生分析能力。助力学生深化概念理解，教师可高效开展分层教学。

第十二章恒定电流 专题1 电路动态、含容、输出功率、故障分析 高中物理 必修3 25 九月 2025 学习目标： 闭合电路欧姆定律动态分析 含容动态电路分析 电源输出功率问题 电路故障排查 一、动态电路分析方法 专题 电路动态、含容、输出功率、故障分析 整个闭合电路是一个整体，当某一局部电路发生变化时，会使： 整个电路的R总发生变化， 干路中电流I总变化； 电源内压降U内变化， 路端电压U路端变化， 支路U支、I支变化； 指点迷津： 识别电路图技巧： ①熟练基本电路单元； ②熟练串、并联规律； ③熟练找出电流回路；④勤看、勤画电路图； 方法1（程序法）： 如： 程序法分析右图所示 电路中电表变化情况； 滑片下移 滑片右移 例1：如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，R1和R是定值电阻当变阻器R3的滑动触头P由a端向b端滑动时，电路中理想电流表和电压表的示数变化情况叙述正确的是（ ） A、电流表示数变大电压表示数变小 B、电流表示数变大电压表示数变大 C、电流表示数变小电压表示数变小 D、电流表示数变小电压表示数变大 解： A 方法2 (结论法“串反并同”)： 串反并同原理： 如：判断电表相对R2“串、并”： 指点迷津： 电表“串”： 通过电源能和滑动变阻器串联的电表； 电表“并”： 通过电源能和滑动变阻器并联的电表； 适用条件： 电源r≠0适用，r=0不适用； 电路中有短、断路情况不适用； 例2：光敏电阻是利用半导体制成的一种电阻，其阻值随光照强度增加而变小。某同学设计如图所示的自动控制电路，其中Rt是光敏电阻，R0为定值电阻，电表均可视为理想电表。闭合开关，当照射光敏电阻的光照强度增加时（ ） A、电压表V的示数变大 B、光敏电阻Rt两端的电压增大 C、灯泡L变亮 D、电流表A的示数变小 A 醍醐灌顶： 滑动变阻器： “手控变阻器” 光敏电阻 “光控变阻器” 例3： 如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是（ ） A、 A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小 B、 A1读数变大，A2读数变小， V1读数变大，V2读数变小 C、 A1读数变大，A2读数变小， V1读数变小，V2读数变大 D、 A1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大 C 方法3（特殊值法、极限法）： 例4：如图所示，电池的电动势为E，内阻为r，电阻R=r，滑动变阻器的总阻值为2R，电表为理想电表，在滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中，下列判断正确的是（ ） A 指点迷津： 特殊值法、极限法： 将滑动变阻器滑片分别滑至两个端点讨论； 一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的分析； 滑片移动 到端点b时 等效电路 二、含容电路分析 专题 电路动态、含容、输出功率、故障分析 电容在电路中的状态： U0=0 UC=UR UR IC=0 IC=0 UC=UR UR C与R并联：UC=UR并 C与R串联：UR串=0、UC=U串支路 电路稳定状态：RC=∞→IC=0，电容器支路相当于断路； 例5：在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（ ） A、电压表和电流表的示数都增大 B、灯L2变暗，电流表的示数减小 C、灯L1变亮，电压表的示数减小 D、灯L2变亮，电容器所带的电荷量增加 C 例6：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.闭合开关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、断开开关S B 例7：如图所示，电源电动势为E=6V，内阻不计，电容C1=1μF，电容C2=2μF，电阻R1=4Ω，电阻R2=2Ω。求： 1）当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB； 2）开关S从断开到闭合待电路稳定后电容器C1的电荷量的变化量； 解： 1）S断开：UAB=E=6V 2）S断开：UC11=E S闭合：UC12=UR1=R1E/(R1+R2) C1电压减少：ΔUC1=UC11－UC12 C1电量减少：ΔQ=C1ΔUC1 解得：ΔQ=2×10-6C 三、电源输出功率 专题 电路动态、含容、输出功率、故障分析 例8：如图所示，滑动变阻器阻值R，电源电动势E、内阻r，计算电源输出功率P，并讨论输出功率P的最大值； 解： 该实验使用旧电池效果较好，若使用新电池，可串联一个电阻R0，当作电源内阻。 17 例9：如图所示，电路中电池的电动势E=5V、内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω、R0是可变电阻。闭合开关，调节R0从0Ω增大到40Ω的过程中，求： 1）定值电阻R的最大功率，此时R0的大小； 2）可变电阻R0的最大功率，此时R0的大小； 3）电源输出功率的最大值，此时R0的大小； 解： 因为R>r， 所以R0减小P出增大； 第（3）问先理论推导，再把R1当电源内阻处理讲解，方便学生理解。 18 例10：如图所示电路中，定值电阻R2=r（r为电源内阻） ，滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2+r，闭合开关， 在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以 下说法正确的是（ ） A、电源的输出功率变小 B、R2消耗的功率先变大后变小 C、滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D、以上说法都不对 C 必杀技： 1）对于可变电阻RP ， 当RP=RP+r时， RP消耗功率最大； 2）对于固定电阻PR， 由PR=I2R可知， I最大时R2功率最大， I最小时R2功率最小； 方法： 合理划分内外电路； 第（3）问先理论推导，再把R1当电源内阻处理讲解，方便学生理解。 19 四、电路故障分析 专题 电路动态、含容、输出功率、故障分析 例11：如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关 接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电 压是Uab=6V，Uad=0V，Ucd=6V，由此可以判定（ ） A、L1和L2 的灯丝都烧断了 B、L1的灯丝烧断 C、L2的灯丝烧断 D、变阻器R断路 指点迷津： 电路故障分析； 断路： 故障元件→ 电流为零，电压不为零； 短路： 故障元件→ 电压为零，电流不为零； C L2断路： I2=0， U2≠0； L2短路： I2≠0， U2=0； 例12：如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ） A、R1断路 B、R2断路 C、R3短路 D、R4短路 A 课时小结： 闭合电路动态电路分析： 程序法、串反并同法、极值极限法 含容动态电路动态分析： 电源输出功率问题分析： 结束页 B1 谢谢观赏！ 例13：如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查; 1）闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡。该同学测试结果如表所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触 （选填“c”或“d”）； 根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是 （选填字母代号）； A、灯A短路 B、灯B短路 C、cd段断路 D、df段断路 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 c D 例14：如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 2）将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表所示，那么检查出的故障是 （选填字母代号）； A、灯A断路 B、灯B短路 C、灯A、B都断路 D、d、e间导线断路 测试点 指针偏转情况 c、d d、e e、f B D $