素养提升课六 闭合电路的分析-【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配套课件（粤教版）

该高中物理课件聚焦闭合电路分析，涵盖动态分析、含电容器电路及故障分析三大核心知识点。从闭合电路欧姆定律切入，通过总电阻变化规律、“三法”分析步骤及例题解析，构建从基础到应用的知识支架，衔接前后知识点逻辑。 其亮点在于以科学思维为核心，通过“程序判断法”“串反并同”等模型建构，结合含电容器电路充放电推导、故障假设法等科学推理，辅以多样化例题与测评。例如用“串反并同”快速判断电表示数变化，助力学生提升分析能力，教师可依托系统内容高效实施分层教学。

素养提升课六　闭合电路的分析 　　　　 第四章 闭合电路 1.掌握闭合电路的动态分析方法。 2.会利用闭合电路欧姆定律分析、计算含有电容器的电路问题。 3.学会分析、判断、排除电路故障的方法。 素养目标 提升点一　闭合电路的动态分析 1 提升点二　含电容器电路的分析与计算 2 提升点三　直流电路的故障分析 3 课时测评 5 随堂演练　对点落实 4 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 提升点一　闭合电路的动态分析 返回 自主学习 1．判定总电阻变化情况的规律 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或 减小)。 (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 (3)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 2．电路动态分析问题常用的“三法” (1)程序判断法：遵循“局部→整体→部分”的思路，按以下步骤分析： (3)极限法：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。 例1 √ (2025·广东广州高二上期中)在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小 √ (2025·深圳市高级中学高二月考)在如图所示电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，当R2的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电流表、电压表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，它们示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。则下列分析不正确的是 例2 探究归纳 返回 探究归纳 提升点二　含电容器电路的分析与计算 返回 1．电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路可看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 2．若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 3．电路稳定时电容器所在支路上的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 4．当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 5．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之，电容器将放电。通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量。 如图所示，U＝10 V，电阻R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF。 (1)闭合开关S，电路稳定后，求通过R1的电流； 答案：1 A 例3 (2)然后断开S，求这以后流过R1的电量是多少？ 答案：1.2×10－4 C 闭合开关S，电路稳定后，电容C与R2并联，两极间电压U1＝IR2＝1×6 V＝6 V，且上板带正电荷；断开S后，由于U＝10 V，所以继续给电容器充电至极板电压U2＝U＝10 V，仍是上板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器充电的电量，所以ΔQ＝C(U2－U1)＝1.2×10－4 C。 (2025·广州市高二期中)如图所示，C1＝ 6 μF，C2＝3 μF，R1＝ 3 Ω，R2＝ 6 Ω，电源电动势E＝18 V，内阻不计。下列说法正确的是 A．开关S断开时，a、b两点电势相等 B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 A C．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量少 D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大 例4 √ 开关S断开时，电容器两极板间的电压大小等于 电源电动势，为18 V；开关S闭合时，电容器C1 两极板间电压为R1两端的电压，且小于电源电 动势。电压减小，故而电荷量减小，即开关S断 开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量 多，C错误；当开关S闭合时，C1两极板间的电压等于R1两端的电压，即U1＝IR1＝2×3 V＝6 V，C2两极板间的电压等于R2两端的电压，即U2＝IR2＝2×6 V＝12 V，则Q1＝U1C1＝6×6×10－6 C＝3.6×10－5 C，Q2＝U2C2＝12×3×10－6 C＝3.6×10－5 C，即闭合开关S时，C1带的电荷量与C2带的电荷量相等，D错误。 返回 提升点三　直流电路的故障分析 返回 自主学习 1．常见故障：断路、短路 2．常用方法：假设法 假设某电阻发生断路(或短路)，根据闭合电路动态分析方法判断实际现象与题中情景是否相符，进而找出电路故障。 (2025·广东高二上段考)某实验小组连接了如图所示电路，电源为两节干电池，当开关S接通后发现，完全相同的小灯泡L1、L2均不亮，理想电流表无示数。该小组利用理想电压表测得各部分的电压是Uah＝3 V，Uaf＝0 V，Ufh＝3 V，不计电源内阻，则故障原因可能是 A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．开关接触不良 D．电流表断路 例5 √ 理想电流表无示数和小灯泡L1、L2均不亮说明回路中出现断路，而Uah＝3 V说明电源电压为3 V，若是灯L1或电流表断路，则Uaf≠0 V；若开关接触不良，则Ufh＝0；只有当灯L2断路时满足题意，故A、C、D错误，B正确。故选B。 返回 随堂演练　对点落实 返回 √ 1．(多选)(2025·福建福州高二期末)在下列四个电路图中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡L变亮的是 √ 题图A中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变大，电路中电流减小，则小灯泡L变暗，A错误；题图B中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，则干路中电流变大，小灯泡两端电压增大，小灯泡的电流变大，则小灯泡L变亮，B正确；题图C中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值变小，总电阻减小，则电路中电流变大，电阻R0以及电源内阻上的电压变大，小灯泡两端的电压减小，则小灯泡L变暗，C错误；题图D中当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡两端的电压变大，则小灯泡变亮，D正确。 √ 2．如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑片向D滑动时 A．A灯变亮，B灯变暗 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A、B灯均变暗 D．A、B灯均变亮 当滑片向D滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，据闭合电路欧姆定律知总电流变大，内电压增大，所以路端电压减小，可知灯A变暗。再据干路电流变大，灯A电流变小，所以电源右侧电路的电流增大，电阻R上的电流变大，所以分压增大，但是路端电压减小，所以B灯上的电压变小，B灯变暗。故选C。 3.(2025·广东广州高二上期中)在如图所示的电路中，已知电容器C1的电容是电容器C2电容的2倍，电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍，电源的电动势为E，内阻不计，则下列说法中正确的是 A．开关S处于闭合状态时，电容器C1所带电荷量是电容器C2的2倍 B．开关S处于闭合状态时，电容器C2所带电荷量是电容器C1的2倍 C．断开开关S后，电容器C1、C2所带电荷量一样多 D．断开开关S后，电容器C1所带电荷量是电容器C2的2倍 √ 开关S闭合时，电容器C1两端的电压与电阻R2两端的电压相等，电容器C2两端的电压与电阻R1两端的电压相等，由于电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍，故电阻R1两端的电压U1是电阻R2两端电压U2的2倍，由Q＝CU可知电容器C1、C2所带电荷量一样多，故A、B错误；断开开关S后，电容器C1、C2两端的电压均等于电源的电动势E，由Q＝CU可知电容器C1所带电荷量是C2的2倍，故C错误，D正确。故选D。 4．(2025·广州四十七中高二期中)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是 A．R1断路 B．R2断路 C．R1短路 D．R3短路 √ 若R1断路，电流表读数为零，故A错误；若R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，故C错误；若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电压表读数变小，故D错误。 返回 课 时 测 评 返回 1.(2025·广东广州高二上期中)在如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时 A．A灯变亮 B．B灯变暗 C．C灯变亮 D．D灯变亮 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 滑片P向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，电路总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，则流过A灯的电流减小，所以A灯变暗，故A错误；电路总电流增大，流过A灯的电流减小，则流过B灯的电流增大，所以B灯变亮，故B错误；路端电压减小，B灯两端电压增大，故C灯两端电压减小，所以C灯变暗，故C错误；流过B灯的电流增大，流过C灯的电流减小，则流过D灯的电流增大，所以D灯变亮，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据“串反并同”法，电压表V1的读数增大，电压表V2的读数减小，电流表A1的读数减小，电流表A2的读数增大。故选C。 2.(2025·广东佛山高二上段考)如图所示，四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时，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的读数减小，电流表A1的读数减小 C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 3.(多选)(2025·广东广州高二上期中)在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，测得理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是 A．电流表A的示数增大 B．电压表V2的示数增大 C．ΔU3与ΔI的比值等于r D．ΔU1大于ΔU2 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 电路中定值电阻与滑动变阻器串联，电压表V1测定值电阻两端电压，电压表V3测滑动变阻器两端电压，电压表V2测外电路电压，电流表A测通过干路中的电流。滑动变阻器的滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，电流表A的示数减小，故A错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 4.(多选)(2025·广东潮州高二上段考)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 A．灯泡L变亮 B．电流表读数变小 C．电压表读数变小 D．电容器C上电荷量增加 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变小，路端电压变大，即电流表读数变小，电压表读数变大；通过灯泡的电流变小，灯泡L变暗；灯泡两端电压变小，则电容器两端电压变大，根据Q＝CU，可知电容器C上电荷量增加。故选BD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 5.(多选)(2025·广东深圳高二上期末)如图所示，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，电源内阻不可忽略，现将滑动变阻器R0的滑片向左滑，则 A．A的示数减小，V的示数减小 B．A的示数增大，V的示数增大 C．带电油滴将向下加速运动 D．带电油滴将向上加速运动 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 滑动变阻器R0的滑片向左滑，滑动变阻器接入电阻增大，电路总电阻增大，电路中干路电流减小，即A的示数减小，根据U＝IR1可知，定值电阻两端电压U减小，即V的示数减小，故A正确， B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 6.(多选)平行板电容器C与三个可变电阻R1、R2、R3以及电源连成如图所示的电路，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C两极板带有一定的电荷，要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是 A．只增大R1，其他不变 B．只增大R2，其他不变 C．只减小R3，其他不变 D．只减小a、b两极板间的距离，其他不变 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 7.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障 A．R1短路 B．R2短路 C．R3短路 D．R1断路 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压。若R1短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，故A正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，故B错误；若R3短路，则电压表示数为零，故C错误；若R1断路，则电流表示数为零，故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 8.如图所示电路中，开关S断开时，电压表、电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是 A．电阻R3断路 B．电阻R2断路 C．电阻R1断路 D．电阻R2短路 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 开关S断开时，三电阻串联，电流表无示数，说明断路；而电压表没有示数，说明R1或者R3断路。由于电路中仅有一处故障，S闭合时，只有R1接入电路，电流表有示数，说明电阻R1正常，电压表没有接入电路，故没有示数，故电阻R3断路。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 9.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是 A．电流表读数减小，小灯泡L1变暗 B．电压表读数变大 C．电流表读数增大，小灯泡L2变暗 D．有瞬时电流从a经电阻R流向b √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻增大，外电压U增大，即电压表的读数变大，根据闭合电路的欧姆定律，干路电流减小，即电流表的读数减小，则小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L2变暗，L1和滑动变阻器并联的电压U并＝U－UL2即L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，A、C错误，B正确；L2两端的电压减小，则电容器两极板间的电压减小，电容器放电，有瞬时电流从b经电阻R流向a，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 10.(多选)(2025·广东广州高二上期末)如图所示，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电压表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，忽略灯泡电阻的变化。下列说法中正确的是 A．外电路总电阻变小 B．L1亮度不变 C．L2变暗 D．电压表读数将变大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11.(多选)(2025·广东高二上期末)如图所示，E为内阻不可忽略的电源，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，V与A分别为电压表与电流表，M、N是平行板电容器的两极板，一带电小球由绝缘丝线悬挂在电容器两板间，现闭合开关S和S′，悬线稳定时偏离竖直方向θ角，下列判断正确的是 A．若将P向左滑，V与A表的读数均减小 B．若将P向左滑，电容器两极板上带电荷量增加 C．若将P向左滑，θ将增大 D．若断开S′，将N板向M板靠近，角度θ将变大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 若将P向左滑，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则A表读数变大，R1和内阻上的电压变大，则R2上的电压减小，即V表的读数减小，A错误；若将P向左滑，R1上的电压变大，电容器两板电压变大，则由Q＝CU可知，两极板上带电荷量增加，两板间场强变大，根据qE＝mgtan θ可知，θ将增大，选项B、C正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12.如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻不计，电阻R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，电容器电容C＝4 μF，下列说法正确的是 A．S断开时，电容器的电压为2 V B．S断开时，电容器a极板带负电 C．S闭合，电路稳定后，电容器b极板带负电 D．S闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量为8×10－6 C √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 13.(多选)如图所示的电路中，电源内阻不计，电源电动势E＝6 V，R1＝R4＝4 Ω，R2＝R3＝2 Ω，电容器的电容C＝4 μF，两极板水平放置，c端接地，当开关S1和S2都闭合时，电容器内一带电油滴处于静止状态，已知重力加速度为g，则 A．油滴带正电 B．电容器的带电量为8×10－6 C C．当开关S1闭合，开关S2断开时，稳定后电容器上的电量不变 D．当开关S1闭合，开关S2断开时，油滴在电容器中运动，油滴的加速度小于g √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 谢 谢 观 看 ！ 第 四 章　 　闭合电路 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A．不变，不变　　　　　　B．变大，变大 C．变大，不变　　　　　　D．变大，不变 通过U-I图像分析动态电路的和 对于U-I图线，为图像上任意一点的纵坐标和横坐标的比值，为直线的斜率。 1．对于定值电阻R0，U＝IR0，U-I图线为过原点的倾斜直线，＝＝R0 2．电源的U-I图线为倾斜的直线，U＝E－Ir，＝R外，＝r 3．可变电阻R的U-I图线为倾斜的直线，U＝E－I(r＋R0)，＝R，＝r＋R0 根据U2＝E－Ir，总电流减小，电压表V2的示数增大，故B正确；由U3＝E－I(r＋R)可知＝R＋r，故C错误；根据U2＝E－Ir，可得ΔU2＝ΔIr，又ΔU1＝ΔIR，因为R＞r所以ΔU1＞ΔU2，故D正确。故选BD。 根据F＝qE，E＝解得F＝，结合A、B项分析可知，滑动变阻器R0的滑片向左滑，定值电阻两端电压U减小，即带电油滴所受电场力减小，即电场力将小于重力，则带电油滴将向下加速运动，故C正确，D错误。故选AC。 开关在位置1时，外电路总电阻R总＝R，电压表示数U＝E＝ E，每个灯泡两端的电压U1＝U2＝E；开关在位置2时，外电路总电阻R总′＝R， S断开时，电容器所在支路相当于断路，R3中无电流，电容器两极板间电压等于R2两端电压，电容器a极板的电势比b极板高，所以电容器a极板带正电，电容器的电压U2＝＝4 V，故A、B错误； S闭合，电路稳定后，R1和R2先串联再与R3并联，电容器b极板的电势比a极板高，b极板带正电，电容器两极板间电压即R1两端电压，为U1＝＝2 V，电容器所带电荷量为Q＝CU1＝8×10－6 C，故C错误，D正确。 当开关S1和S2都闭合时φa＝U2＋φc＝R2＋0＝2 V，φb＝0，得Uab＝2 V，电场强度的方向向下，电场力方向向上，油滴一定带负电，A错误；电容器的带电量为Q＝CUab＝8×10－6 C，B正确； 开关S2断开φa＝U2＋φc＝R2＋0＝2 V，φb＝U4＋φc＝R4＋0＝4 V，则Uab＝－2 V，电容器上的电量不变，但极板上的电性正好相反，C正确；开关S2断开，电容器中电场强度的方向向上，油滴所受电场力方向向下，油滴在电容器中运动，油滴的加速度大于g，D错误。 $