专题:电路的动态分析 导学案-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册
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摘要:
该高中物理导学案聚焦“电路的动态分析”核心内容,通过知识梳理(含分析思路与程序法、结论法等三种方法)、典型例题、课堂练习及课后作业的递进式架构,构建“方法学习-例题解析-应用巩固”的完整学习路径,助力学生系统掌握局部电阻变化引发的电路参数变化规律。
特色在于整合多元分析策略,例题涵盖滑动变阻器、光敏电阻等真实情境,培养科学推理与模型建构素养。配套练习分层设计,从基础辨析到综合应用,为教师实施单元复习提供从概念深化到能力提升的全面教学支持。
内容正文:
电路的动态分析
【知识梳理】
1.闭合电路动态分析的思路
闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化,分析这类问题的基本思路是:
2.闭合电路动态分析的三种方法
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,即:
R局→R总→I总→U外→
(2)结论法——“串反并同”
①“串反”:指某一电阻增大时,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;反之则增大;
②“并同”:指某一电阻增大时,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;反之则减小。
(3)特殊值法与极限法:指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两端去讨论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论.
【典型例题】
例1:如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,如果将滑动变阻器的滑片向b端滑动,则灯泡L、电流表A会发生何种变化: D
A.灯泡L变亮,电流表A示数变小
B.灯泡L变亮,电流表A示数变大
C.灯泡L变暗,电流表A示数变小
D.灯泡L变暗,电流表A示数变大
例2: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。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是C
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读数减小,A2读数增大
D.电压表读数减小,电流表A1读数增大,A2读数减小
例3:如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,则C
A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大
B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小
C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大
D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小
例4:在如图所示电路中,闭合开关S.请回答下列问题:若a、b之间不接用电器时,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,理想电表的示数都发生变化,若电流表和电压表的示数分别用I、U表示,示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示,则将 ,将
(填“增大”、“减小”或“不变”). 答案:增大,不变
【课堂练习】
( )1.图所示电路中,电流表和电压表均为理想电表,R为光敏电阻,其阻值随光照增强而减小,电源内阻不能忽略。闭合开关S后,当光照逐渐增强时,关于电流表示数I和电压表示数U的变化情况,下列说法正确的是B
A.I增大,U增大
B.I增大,U减小
C.I减小,U减小
D.I减小,U增大
( )2.如图所示电路中,L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡,R为光敏电阻(光照越强,阻值越小)。闭合开关S后,随着光照强度逐渐增强A
A.L1逐渐变暗,L2逐渐变亮
B.L1逐渐变亮,L2逐渐变暗
C.电源内电路消耗的功率逐渐减小
D.光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大
( )3.如图所示,电源电动势为E、内阻为r,电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R=5r,最初滑动变阻器的滑片处于b端,则当滑动变阻器的滑片
缓慢向a端滑动时C
A.电流表示数逐渐减小
B.电压表示数逐渐减小
C.滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小
D.当滑动变阻器的电阻R=3r时,电阻R1的功率最大
( )4.如图是一火警报警装置的一部分电路示意图,其中R2的电阻随温度升高而减小,a、b接报警器。当R2所在处出现火情时,电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比C
A.I变大,U变大
B.I变小,U变小
C.I变大,U变小
D.I变小,U变大
( )5.如图所示,电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响,将滑动变阻器的滑片向a点移动,则A
A.a点电势升高
B.电源的输出功率增加
C.电压表读数减小
D.电源的效率变小
【课后作业】
( )1.如图所示,闭合开关S,电流表和电压表的示数变化情况是A
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数减小、电压表示数增大
C.两表示数同时增大
D.两表示数同时减小
( )2.如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中A
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
C.电压表V1的示数不变,电路总功率变大
D.电压表V1的示数变小,电路总功率变小
( )3.在如图所示的电路中,电源电动势为6V,内阻为2Ω,定值电阻R的阻值为10Ω,电动机的线圈阻值为2Ω。闭合开关S后,理想电压表的示数为3V。下列说法正确的是B
A.电源的输出功率为
B.电动机消耗的功率为
C.电动机线圈在1分钟内产生的热量为0.125J
D.如果电动机被卡住,电压表示数将变大
( )4.在如图所示的电路中,当合上开关S后,发现两个小灯泡(均标有“3V 1W”)均不亮,用电压表测得Uac=Ubd=6V,如果电路中的各段导线及连接处均无问题,这说明B
A.灯泡L1的灯丝断
B.灯泡L2的灯丝断
C.变阻器R的电阻断
D.开关S未接通好
( )5.如图所示的电路中,调节滑动变阻器,电压表的读数由6 V变为5 V,电流表读数的变化量为0.5 A,则下列说法中正确的是C
A.电流表的读数变小了,电源的内阻为10 Ω
B.电流表的读数变大了,电源的内阻为20 Ω
C.电流表的读数变大了,电源的内阻为2 Ω
D.不知道电流表的具体读数,无法计算电源的内阻
( )6.在如图所示的电路中,电源内阻不能忽略。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时B
A.流过电源的总电流增大
B.R1消耗的功率增大
C.电源内部消耗的功率增大
D.R2所在支路的电流增大
( )7.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时A
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
( )8.(多选)光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器,其电阻值会随光照强度的增大而减小,光敏电阻的这种特殊性能,在科技生活中得到广泛应用.某应用电路如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时AB
A.电压表的示数增大
B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率减小
D.R3的功率增大
( )9.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示.则D
A.图线乙是电压表V2示数随电流变化的图线
B.电源内电阻的阻值为10 Ω
C.电源的最大输出功率为3.6 W
D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W
( )10.如图电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,理想电压表示数的变化量为ΔU,理想电流表示数的变化量为ΔI,则B
A.电压表示数U和电流表示数I的比值不变
B.变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变
C.电阻R0两端电压减小,减小量为ΔU
D.电阻R0两端电压增大,增大量为ΔU
( )11.在如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,以下说法错误的是C
A.图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
B.图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
C.此过程中电压表示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大
D.此过程中是压表示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变
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电路的动态分析
【知识梳理】
1.闭合电路动态分析的思路
闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化,分析这类问题的基本思路是:
2.闭合电路动态分析的三种方法
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,即:
R局→R总→I总→U外→
(2)结论法——“串反并同”
①“串反”:指某一电阻增大时,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;反之则增大;
②“并同”:指某一电阻增大时,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;反之则减小。
(3)特殊值法与极限法:指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两端去讨论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论.
【典型例题】
例1:如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,如果将滑动变阻器的滑片向b端滑动,则灯泡L、电流表A会发生何种变化:
A.灯泡L变亮,电流表A示数变小
B.灯泡L变亮,电流表A示数变大
C.灯泡L变暗,电流表A示数变小
D.灯泡L变暗,电流表A示数变大
例2: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。当滑动变阻器的滑片由中点滑向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读数减小,A2读数增大
D.电压表读数减小,电流表A1读数增大,A2读数减小
例3:如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,则
A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大
B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小
C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大
D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小
例4:在如图所示电路中,闭合开关S.请回答下列问题:若a、b之间不接用电器时,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,理想电表的示数都发生变化,若电流表和电压表的示数分别用I、U表示,示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示,则将 ,将
(填“增大”、“减小”或“不变”).
【课堂练习】
( )1.图所示电路中,电流表和电压表均为理想电表,R为光敏电阻,其阻值随光照增强而减小,电源内阻不能忽略。闭合开关S后,当光照逐渐增强时,关于电流表示数I和电压表示数U的变化情况,下列说法正确的是
A.I增大,U增大
B.I增大,U减小
C.I减小,U减小
D.I减小,U增大
( )2.如图所示电路中,L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡,R为光敏电阻(光照越强,阻值越小)。闭合开关S后,随着光照强度逐渐增强
A.L1逐渐变暗,L2逐渐变亮
B.L1逐渐变亮,L2逐渐变暗
C.电源内电路消耗的功率逐渐减小
D.光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大
( )3.如图所示,电源电动势为E、内阻为r,电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R=5r,最初滑动变阻器的滑片处于b端,则当滑动变阻器的滑片
缓慢向a端滑动时
A.电流表示数逐渐减小
B.电压表示数逐渐减小
C.滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小
D.当滑动变阻器的电阻R=3r时,电阻R1的功率最大
( )4.如图是一火警报警装置的一部分电路示意图,其中R2的电阻随温度升高而减小,a、b接报警器。当R2所在处出现火情时,电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比
A.I变大,U变大
B.I变小,U变小
C.I变大,U变小
D.I变小,U变大
( )5.如图所示,电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响,将滑动变阻器的滑片向a点移动,则
A.a点电势升高
B.电源的输出功率增加
C.电压表读数减小
D.电源的效率变小
【课后作业】
( )1.如图所示,闭合开关S,电流表和电压表的示数变化情况是
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数减小、电压表示数增大
C.两表示数同时增大
D.两表示数同时减小
( )2.如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
C.电压表V1的示数不变,电路总功率变大
D.电压表V1的示数变小,电路总功率变小
( )3.在如图所示的电路中,电源电动势为6V,内阻为2Ω,定值电阻R的阻值为10Ω,电动机的线圈阻值为2Ω。闭合开关S后,理想电压表的示数为3V。下列说法正确的是
A.电源的输出功率为
B.电动机消耗的功率为
C.电动机线圈在1分钟内产生的热量为0.125J
D.如果电动机被卡住,电压表示数将变大
( )4.在如图所示的电路中,当合上开关S后,发现两个小灯泡(均标有“3V 1W”)均不亮,用电压表测得Uac=Ubd=6V,如果电路中的各段导线及连接处均无问题,这说明
A.灯泡L1的灯丝断
B.灯泡L2的灯丝断
C.变阻器R的电阻断
D.开关S未接通好
( )5.如图所示的电路中,调节滑动变阻器,电压表的读数由6 V变为5 V,电流表读数的变化量为0.5 A,则下列说法中正确的是
A.电流表的读数变小了,电源的内阻为10 Ω
B.电流表的读数变大了,电源的内阻为20 Ω
C.电流表的读数变大了,电源的内阻为2 Ω
D.不知道电流表的具体读数,无法计算电源的内阻
( )6.在如图所示的电路中,电源内阻不能忽略。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时
A.流过电源的总电流增大
B.R1消耗的功率增大
C.电源内部消耗的功率增大
D.R2所在支路的电流增大
( )7.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时
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
( )8.(多选)光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器,其电阻值会随光照强度的增大而减小,光敏电阻的这种特殊性能,在科技生活中得到广泛应用.某应用电路如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时
A.电压表的示数增大
B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率减小
D.R3的功率增大
( )9.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示.则
A.图线乙是电压表V2示数随电流变化的图线
B.电源内电阻的阻值为10 Ω
C.电源的最大输出功率为3.6 W
D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W
( )10.如图电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,理想电压表示数的变化量为ΔU,理想电流表示数的变化量为ΔI,则
A.电压表示数U和电流表示数I的比值不变
B.变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变
C.电阻R0两端电压减小,减小量为ΔU
D.电阻R0两端电压增大,增大量为ΔU
( )11.在如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,以下说法错误的是
A.图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
B.图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
C.此过程中电压表示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大
D.此过程中是压表示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变
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