第2章 习题课5 闭合电路欧姆定律的应用（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦闭合电路欧姆定律的应用，涵盖动态分析、功率计算及含容电路分析等核心知识点。通过题型分类导入，结合程序法、极限法等方法讲解，搭配例题与变式训练，搭建从方法到应用的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于注重科学思维与科学探究，通过动态分析的“局部—整体—局部”程序推理、含容电路结合It图像计算电荷量等实例，强化模型建构与证据运用。采用递进式训练设计，助力学生提升逻辑分析能力，也为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

习题课五　闭合电路欧姆定律的应用 第二章　电路及其应用 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 目 录 探究案 01 知能达标训练 03 CONTENTS 提升案 02 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 探究案 关键能力·互动探究 01 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 提升案 随堂演练·基础落实 02 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 点击进入Word 知能达标训练 03 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 谢谢观看 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 [学业要求与核心素养] 1．学会分析闭合电路动态问题的方法。 2．会计算闭合电路的功率，借助公式和图像，分析求解电源的最大输出功率。 3．学会含容电路的分析方法。 题型一　闭合电路的动态分析 闭合电路动态问题的分析方法 1．程序法 基本思路：局部—→整体—→局部。 (1)分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； (2)由局部电阻变化判断总电阻的变化； (3)由I＝eq \f(E,R＋r)判断总电流的变化； (4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。 2．极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。 　电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是(　　) A．电压表和电流表读数都增大 B．电压表和电流表读数都减小 C．电压表读数增大，电流表A1减小，A2增大 D．电压表读数减小，电流表A1增大，A2减小 [解析]　由题图可知滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电路中的阻值R增大，则外电路的总阻值R总增大，干路电流I＝eq \f(E,R总＋r)，因R总增大，所以I减小，故A1示数减小；路端电压U＝E－Ir，因I减小，所以U增大，即电压表的读数增大；R2两端电压U2＝E－I(R1＋r)，因I减小，所以U2增大，由I2＝eq \f(U2,R2)知，I2增大，即电流表A2的读数增大，故选项C正确，选项A、B、D错误。 [答案]　C [变式]　在例题中如图所示，开关S断开。则下列说法正确的是(　　) A．闭合开关S，A1、A2的示数都变大 B．闭合开关S，V的示数变大 C．若R0的滑片向下移动，A1、A2的示数都变小 D．若R0的滑片向下移动，V的示数变小 答案　D 1.如图所示，E为内阻不能忽略的电池电动势，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关。初始时S0闭合，S断开，现将S闭合，则(　　) A．电源的消耗功率减小 B．电压表的读数变小，电流表的读数变小 C．电源的总功率减小 D．电源的输出功率一定减小 解析　现将S闭合后，电阻R2、R3并联，则整个回路中的总电阻R减小，根据闭合电路的欧姆定律有E＝IR，由于R减小E不变，则I增大，而电源的消耗功率为P＝I2r，则电源的消耗功率增大，A错误；根据闭合电路的欧姆定律有E＝Ir＋U，E＝I(R1＋r)＋U并，由选项A可知I增大，则U减小、U并减小，而电压表的示数为U，电流表的示数，I′＝eq \f(U并,R3)，则电压表的读数变小，电流表的读数变小，B正确；由选项A知I增大，而电源的总功率P总＝EI，可看出 P总增大，C错误；已知当r ＝ R外时电源的输出功率最大，现将S闭合后R外减小但不知R外与r的关系，则无法判断电源的输出功率怎么样，D错误。 答案　B 题型二　含容电路的分析计算 1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2．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。 3．根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 　如图甲所示，电路中电池的电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.5 Ω，电阻R1＝0.5 Ω，R2＝1 Ω，C1、C2为电容器。 (1)开关S断开，电容器C1、C2上的电压之比； (2)开关S由断开到闭合后的稳定状态，电容器C1上的电压变化量的绝对值； (3)开关S闭合后电路中电流表的示数变化如乙图所示，则电容器C1的电容多大？ 解析　(1)开关S断开时，C1、C2两端的电压等于电源电动势，即1∶1。 (2)开关S断开时，电容器C1两端电压为U1＝E＝3.0 V 开关S闭合后，R1与R2串联，电容器C1两端电压为U1′＝eq \f(R1,R1＋R2＋r)E＝0.5 V 电容器C1的电压变化了ΔU＝2.5 V。 (3)由i­t图像可知：图像围成的面积就是电容器C1电荷量的变化量 ΔQ＝30Q0＝7.5×10－3 C 则电容器C1的电容为C＝eq \f(ΔQ,ΔU)＝3×10－3 F。 答案　(1)1∶1　(2)2.5 V　(3)3×10－3 F [变式]　在例题中电路中电池的电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.5 Ω，固定电阻R1＝0.5 Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0～5 Ω，电容器C1＝6 μF，C2＝3 μF。 (1)开关S断开时，A、B两点间的电势差为多大？ (2)开关S闭合，如R2取1.0 Ω，则电容器C1的电量改变了多少？ (3)开关S闭合，R2为多大时，它自身消耗的功率最大？最大功率是多少？ 解析　(1)开关S断开时，A、B两点间的电势等于电源电动势， 即UAB＝E＝3.0 V。 (2)开关S断开时，电容器C1两端电压为U1＝E＝3.0 V。 电容器C1的电荷量为Q1＝C1U1＝1.8×10－5 C 开关S闭合后，R1与R2并联，电容器C1两端电压为 U1′＝eq \f(R1,R1＋R2＋r)E＝0.5 V 此时电容器C1的电荷量为Q1′＝C1U1′＝0.3×10－5 C 则电容器C1的电荷量改变量为ΔQ＝Q1－Q1′＝1.5×10－5 C。 (3)将R1等效为电源内阻，则r′＝r＋R1＝2 Ω 因此当R2＝r′＝2 Ω时，它的消耗功率最大， 此时电路中的电流为I＝eq \f(E,R2＋r′)＝0.75 A 最大功率为P＝I2R2＝1.125 W。 答案　(1)3.0 V　(2)1.5×10－5 C (3)2 Ω　1.125 W 2．如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r未知，电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，电容器的电容C＝10.0 μF。开始时，开关S1闭合，S2断开，电路稳定时理想电流表A的示数为1.5 A。 (1)求电源内阻r； (2)合上S2，求待电路稳定后电流表的示数大小； (3)合上S2，待电路稳定后再断开S1，求之后流过R1的总电量。(结果保留2位小数) 解析　(1)开关S1闭合，S2断开，外电路只有R1，此时I1＝1.5 A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I1eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R1＋r)) 代入数据解得r＝1 Ω。 (2)合上S2，外电路中R1与R2并联， 则由闭合电路欧姆定律可得E＝I2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1R2,R1＋R2)＋r)) 代入数据解得I2＝2 A。 (3)电容器板间电压UC＝E－I2r＝4 V 电容器的带电量Q＝CUC＝4×10－5 C 再断开S1，电容器通过R1与R2放电，放电电流与电阻成反比，因此通过R1的电量为Q1＝eq \f(R2,R1＋R2)Q≈2.67×10－5 C。 答案　(1)1 Ω　(2)2 A　(3)2.67×10－5 C 1．(闭合电路的动态分析)如图所示，电路中R为滑动变阻器，R1，R2是定值电阻，理想电压表V的读数为U，理想电流表A的读数为I1，电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是(　　) A．开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向左滑动，eq \f(U,I1)减小，eq \f(ΔU,ΔI1)不变 B．开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向右滑动，eq \f(U,I1)增大，eq \f(ΔU,ΔI1)增大 C．滑动变阻器的滑片P不动，开关S闭合时，U减小，I1增大 D．滑动变阻器的滑片P不动，开关S闭合时，U增大，I1增大 解析　开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向左滑动，滑动变阻器的阻值变小，总的外电阻减小，根据I1＝eq \f(E,R外＋r)则总电流增大，根据R外＝eq \f(U,I1)，则eq \f(U,I1)减小，根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－I1r，则有r＝eq \f(ΔU,ΔI1)，所以eq \f(ΔU,ΔI1)不变，则A正确；开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向右滑动，滑动变阻器的阻值变大，总的外电阻增大，根据I1＝eq \f(E,R外＋r)，则总电流减小，根据R外＝eq \f(U,I1)，则eq \f(U,I1)增大，根据闭合电路欧姆定律可得，U＝E－I1r，则有r＝eq \f(ΔU,ΔI1)，所以eq \f(ΔU,ΔI1)不变，则A错误； 滑动变阻器的滑片P不动，开关S闭合时，则外电阻减小，根据I＝eq \f(E,R外＋r)，则总电流增大，根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，则U减小，再根据U＝UR1＋IR，则电阻R1 两端电压UR1也减小，所以I1减小，则C、D错误。 答案　A 2．(动态分析)如图是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，半导体热敏材料的电阻率会随温度升高而减小。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　) A．I变大，U变大　 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小 解析　当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，R2的电阻减小，则电路中的总电阻R总减小，根据闭合回路的欧姆定律可知，电路中的总电流I总变大，路端电压变小，则报警器两端的电压U减小，根据U＝IR可知，电阻R1两端的电压U1增大，根据分压原理可知，电阻R3两端的电压U3变小，则流过R3的电流减小，即电流表读数I变小，故ACD错误B正确。 答案　B 3．(含容电路的分析和计算)如图所示电路，已知电源的电动势为6 V，内阻忽略不计，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝6 Ω，平行板电容器的电容为60 μF，求： (1)开关闭合后，电容器的电量； (2)开关断开后，通过电阻R2的电量。 解析　(1)R2、R3并联的电阻值R23＝eq \f(R2R3,R2＋R3)＝2 Ω， 则R23＝R1，电容器的电压UC＝U23＝eq \f(E,2)＝3 V， 电容器的电量Q＝CUC＝60×10－6×3 C＝1.8×10－4 C。 (2)开关断开后，电容器通过R2、R3放电，而R2、R3并联，则有 eq \f(I2,I3)＝eq \f(R3,R2)＝eq \f(2,1)， 通过R2、R3的电量之比eq \f(Q2,Q3)＝eq \f(I2,I3)＝eq \f(2,1)。 而Q＝Q2＋Q3， 解得通过电阻R2的电量Q2＝1.2×10－4 C。 答案　(1)1.8×10－4 C　(2)1.2×10－4 C $