第4章 闭合电路 单元综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

该高中物理单元复习讲义通过概念梳理构建系统知识体系，以框架图呈现电路分析、电容器、黑箱问题等核心内容，清晰展示闭合电路欧姆定律、串并联规律等重难点的内在逻辑联系，帮助学生形成完整的物理观念。 讲义亮点在于“考教衔接”设计，如2023海南高考含容电路题衔接鲁科版教材题，通过真题解析与针对练结合，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。易错辨析模块针对电源U-I图像、动态电路等易错点，助力不同层次学生突破难点，为教师实施精准复习提供有效支持。

单元综合提升 学生用书第109页 (2023·海南高考)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为(　　) A．CE B．CE C．CE D．CE 答案：C 解析：电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为φ上＝·2R＝，电容器下极板的电势为φ下＝·4R＝，则电容两端的电压U下上＝φ下－φ上＝，则电容器上的电荷量为Q＝CU下上＝CE，故选C。 [衔接教材]　鲁科版P65T7 如图所示，用电池对电容器充电，电路中a、b两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一电荷q在重力和电场力作用下处于静止状态。在两极板的间距变大的过程中(　　) A．电荷将向上加速运动 B．电荷将向下加速运动 C．电容器带电量将变大 D．有电流流过电流计 [衔接分析]　该高考题以含容的直流电路为素材，创设了考查闭合电路的欧姆定律和电容器电荷量的物理情境，与鲁科版P65T7情境类似。 简化电路时，可将电容器所在支路去掉。电容器两端电压等于2R与4R两端的电压差，再根据Q＝CU求解电荷量即可。 针对练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，油滴能向上运动的是(　　) 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 答案：A 解析：连接电容器的电路相当于断路，而R2与电容器串联，因此改变R2的阻值对电路无影响，而若增大R1的阻值，则电路中总电阻增大，回路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，而电容器与R1并联，即电容器两端的电压等于路端电压，所以电容器两端的电压增大，电容器极板间因此而形成的电场增强，而平衡时对带电油滴有mg＝qE，因此当增大R1的阻值，带电油滴将向上运动，故A正确，B错误；当增大两板间的距离，而电容器两端的电压不变，根据E＝可知，电场强度减小，油滴将向下运动，故C错误；当断开电键S，电容器将放电，电场强度将减小直至为零，因此带电油滴将向下运动，故D错误。故选A。 针对练2．某同学利用如图甲所示的闭合电路研究电容器的充、放电过程。首先将滑动变阻器R滑到某合适位置，闭合开关S，电流传感器(可视为理想电流表)记录得到电流随时间变化的图像如图乙所示，电压表稳定后的读数为U0。则(　　) A．闭合开关，在电容器充电过程中，电阻R2两端电压保持不变 B．闭合开关，电路稳定时，电容器两端电压小于R1两端电压 C．闭合开关，电路稳定后，再将R的滑片向左滑动，电流传感器中有电流从a流向b D．闭合开关，若将R的滑片向左滑动，再次稳定后，电压表的示数小于U0 答案：D 解析：闭合开关，在电容器充电过程中，电容器所带电量增大，电容器两端电势差增大，电流逐渐减小，电阻R2两端电压U2＝ICR2减小，A错误；电路稳定时，R2无电流通过不分压，电容器两端电压等于R1两端电压，B错误；电路稳定后，再将R的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路部分阻值变小，回路中电流变大，R1两端电压变大，电容器继续充电，电流传感器中有电流从b流向a，C错误；由C项分析知，若将R的滑片向左滑动，回路中电流变大，由U＝E－Ir，外电路电压变小，电压表的示数小于U0，D正确。故选D。 (多选)(2023·全国乙卷)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12＝ 3.0 V，U23＝ 2.5 V，U34＝ －1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是(　　) A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间 B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间 C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间 D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间 答案：CD 解析：根据A项画出电路图，如图甲 甲 可见U34 > 0，A错误；根据B项画出电路图，如图乙 乙 可见U34 > 0，B错误；根据C项画出电路图，如图丙 丙 可见丙图接法可符合上述测量结果，C正确；根据D项画出电路图，如图丁 丁 可见丁图接法可符合上述测量结果，D正确。故选CD。 [衔接教材]　人教版P77T4 如图，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1 Ω，2、3接线柱之间 学生用书第110页 的电阻为1.5 Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5 Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。 [衔接分析]　该高考题以黑箱为素材，创设探究黑箱内电路结构的问题情境，与人教版P77T4情境类似。 在分析黑箱问题时，多用验证法，排除不可能出现的情况，最后得出正确的结论。在这个过程中，我们需要灵活运用串、并联电路的特点来解决设计黑箱中的未知电路。 针对练1．(2025·安徽高二阶段练习)如图所示，黑箱外有编号为E、F、G的三个接线柱，用多用电表探测发现：用直流电压挡测量时，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大。则该黑箱内元件的接法可能是图中的(　　) 答案：B 解析： 二极管具有单向导电性，根据题意，用电压表连接E、G和F、G均能形成通路；用多用电表电阻挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，电阻很小，则此时二极管导通。由于欧姆表电流从黑表笔流出红表笔流进，即黑箱中电流方向为从E点到F点，只有B项符合题意。 针对练2.在黑箱内有一个由三个阻值相同的定值电阻构成的电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3。用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为2 Ω。如果把1、2接线柱用导线连接起来，则1、3接线柱之间的电阻为(　　) A．3 Ω B．2.5 Ω C．2.0 Ω D．1.5 Ω 答案：D 解析：根据题意可知，黑箱内部电路如图1或图2所示。图1中每个电阻阻值为1 Ω，当把1、2接线柱连接，两个电阻并联后与另一个电阻串联，1、3接线柱之间的电阻为1.5 Ω；图2中每个电阻阻值为3 Ω，当把1、2接线柱连起来，1、3接线柱之间电阻为1.5 Ω。故选D。 1．(电源U-I图像)如图是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　) A．电源的电动势为6.0 V B．电源的短路电流为0.5 A C．电源的内阻为12 Ω D．电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω 答案：A 解析：电源的路端电压与电流的图像中纵轴截距代表电源电动势，斜率的绝对值代表内阻，因此电源的电动势为6.0 V，内阻r＝＝ Ω＝2 Ω，C错误，A正确；短路电流为I短＝＝ A＝3 A，B错误；电流为0.3 A时的外电阻R＝－r＝ Ω－2 Ω＝18 Ω，D错误。 【易错分析】　本题易错点是纵坐标不是从零开始，注意图线斜率的求法。纵轴截距表示电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，另外横轴的截距不表示短路电流。 2．(闭合电路的动态分析)在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(　　) A．A灯和B灯都变亮 B．A灯和B灯都变暗 C．A灯变亮，B灯变暗 D．A灯变暗，B灯变亮 答案：B 解析：当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，电路总电阻变小，总电流变大，所以路端电压变小，A灯的电压变小，故A灯变暗；由于A灯的电流变小，而总电流变大，通过另一支路的电流变大，所以定值电阻两端的电压变大，故灯B的电压变小，则B灯变暗，故B正确。 【易错分析】　本题易错点是滑动变阻器滑片下滑，电路中的总电阻如何变化。解决本题的关键是熟练掌握串、并联电路电阻的关系。 3．(含电容器电路的分析与计算)(多选)如图所示，R是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，当它受到的光照强度增大时(　　) A．灯泡L变暗 B．光敏电阻R上的电压增大 C．理想电压表V的读数减小 D．电容器C所带的电量增大 答案：CD 解析：光照强度增大时，R的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的电压UR＝E－I(r＋R灯)减小，选项B错误；电压表V的读数U＝E－Ir减小，选项C正确；电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压U灯＝IR灯增大，所以电容器C所带的电量Q＝CU灯增大，选项D正确。 【易错分析】　本题易错点是电容器与灯泡是并联关系。解决本题关键是光敏电阻变化引起的电路参量变化的正确推导，容易以分流来处理。 学生用书第111页 4．(电源电动势和内阻的测量)某同学在家用图甲所示的电路测量一个水果电池的电动势和内阻。 (1)某次测量时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则电流I＝________ mA，电压U＝______ V。 (2) 开关接在1和2位置时，分别得到两条U-I图像，如图丙所示，图丙中图线②对应开关接在__________(选填“1”或“2”)，该方法测得的电动势__________(选填“偏大”、“准确”或“偏小”)。 (3)该电池的电动势E＝__________，内阻r＝__________。(均用I1、I2、U1和U2表示) 答案：(1)3.00　1.10　(2)2　偏小　(3)U1　 解析：(1)题图乙所示，电流表的分度值为0.1 mA，需估读到0.01 mA，则电流表的示数为3.00 mA，电压表的分度值为0.05 mA，需估读到0.01 mA，则电压表的示数为1.10 V。 (2)当开关接1位置时，电压表测的是滑动变阻器两端的电压，而当开关接2位置时，电压表测的是路端电压， 则题图丙中图线②对应开关接在2位置；根据闭合电路欧姆定律E真＝U2＋(I2＋)r真，E测＝U2＋I2r测；作出电源的U-I图像如图，由图可知E测＜E真，故该方法测得的电动势偏小。 (3)由题意可知，当开关S接1时，电流表相对于电源内接，实验测得的电源内阻为r测1＝r真＋RA，内阻测量值偏大；当开关S接2时，电流表相对于电源外接，实验测得的电源内阻为r测2＝r真，内阻测量值偏小。但是由于水果电池的内阻很大，即RV＜r真，故选择题图丙中的图线①误差更小，则根据闭合电路的欧姆定律可知U＝－rI＋E，该电池的电动势为E＝b＝U1；当开关接2时，得到的短路电流为准确值，则有r＝。 【易错分析】　本题易错点是实验误差分析，理解开关接1相当于把电流表的内阻和电源内阻一起当作电源的内阻，所以测量的内阻偏大；接2测量的电流偏小。 5．(闭合电路欧姆定律)(2025·广东揭阳高二阶段练习)如图所示的电路中，电源电动势E＝42 V，内阻r＝1 Ω，外电路中R1＝7 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。 (1)求外电路的总电阻； (2)求外电路中的每个电阻两端的电压。 答案：(1)13 Ω　(2)21 V　12 V　6 V　6 V 解析：(1)R3与R4并联后的电阻为R并＝＝ Ω＝2 Ω 外电路的总电阻为R外＝R1＋R2＋R并＝7 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝13 Ω。 (2)根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流为I＝＝ A＝3 A 则R1两端电压为U1＝IR1＝3×7 V＝21 V R2两端电压为U2＝IR2＝3×4 V＝12 V R3与R4两端电压均为U3＝U4＝IR并＝3×2 V＝6 V。 【易错分析】　本题易错点是电源的内阻分压以及串、并联电路的总电阻的计算。 学科网（北京）股份有限公司 $