第12章 专题强化7 含电容电路的分析与计算 电路故障分析（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理讲义围绕“含电容电路的分析与计算”和“电路故障分析”两大专题构建知识体系，通过分点梳理呈现电容器在直流电路中的特点、电荷量计算方法及电路故障的判断要点，用表格明确学习目标，清晰展现重难点的内在逻辑联系。 讲义亮点在于结合例题与练习题的分层设计，如含电容电路动态分析（例2）和电路故障判断（例3），通过模型建构和科学推理培养科学思维，指导学生掌握“电路稳定时电容视为断路”等实用方法，既帮助基础学生巩固知识，又助力优秀学生提升分析能力，为教师实施精准分层教学提供有力支持。

专题强化7　含电容电路的分析与 计算　电路故障分析 强化点一 【例1】　C　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＝，则电容器两极板间的电压U下上＝，则电容器上的电荷量为Q＝CU上下＝CE，故选C。 即学即练 1.C　开关S闭合时，电容器C1两端电压与R2两端电压相等，C2两端电压与R1两端电压相等；开关S断开时，电路断路，电容器C1、C2两端电压均等于电源电动势E，由Q＝CU知，电容器C1、C2的电荷量都增多，C正确。 【例2】　A　因为R0＞R2，灯L2与滑动变阻器的滑片P左侧部分串联的总电阻先大于后小于右侧部分的电阻，当变阻器的滑片P由a向b端移动时，总电阻先增大，后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，故L1先变暗后变亮，而通过L2的电流一直变大，L2一直变亮，A正确，B错误；电容器C上的电压UC＝E－I（r＋RL1），总电流先减小后增大，所以电容器C上的电压先增大后减小，则电容器极板所带的电荷量先增大后减小，C错误；电源的效率η＝×100％＝×100％＝＝＝1－，因为总电流先减小后增大，所以电源的效率先增大后减小，则D错误。 强化点二 【例3】　C　若R3断路，对L1、L2所在的支路没有影响，则两灯泡的亮度均不变，A错误；若R1短路，L1、L2所在的支路电阻变小，所在支路的电流增大，通过灯泡L1的电流增大，灯泡L1变亮，通过灯泡L2的电流也增大，则灯泡L2也变亮，B错误；若R2断路，L1、L2所在支路的电阻增大，所在支路的电流减小，通过灯泡L1的电流减小，灯泡L1、R1两端电压减小，灯泡L2两端电压增大，故灯泡L1变暗，灯泡L2变亮，C正确；R1、R2同时短路，L2不亮，D错误。 即学即练 2.C　E、F间电压值为1.5 V，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间导线均没有断路，所以灯泡断路，故C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题强化7　含电容电路的分析与计算　电路故障分析 学习目标 1.理解电路中电容器的特点，会处理含电容电路的分析与计算问题。 2.理解短路与断路的特点，会处理电路的故障分析问题。 强化点一　含电容电路的分析与计算 1.直流电路中电容器的特点 （1）当开关闭合瞬间：电容器会充电，连接电容器的电路（或支路）中会有充电电流。 （2）电路稳定时：电容器所在支路可看成是断路，由于电容器所在支路中无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电势降低，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 （3）电路变化时：①如果电容器两端电压增大，电容器将通过与它连接的电路充电，充电时电容器相当于用电器，电流从正极板流入电容器。 ②如果电容器两端电压减小，电容器将通过与它连接的电路放电，放电时电容器相当于电源，电流从正极板流出电容器。 2.电容器的电荷量及其变化量的计算：Q＝CU或ΔQ＝CΔU。 （1）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器所带电荷量之差； （2）如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器所带电荷量之和。 类型一电路中电容器的电荷量（或变化量）的计算问题 【例1】　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，电容器所带的电荷量为（　　） A.CE B.CE C.CE D.CE 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.如图所示的电路中，已知电容器电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法正确的是（　　） A.电容器C1的电荷量增多，C2的电荷量减少 B.电容器C1的电荷量减少，C2的电荷量增多 C.电容器C1、C2的电荷量都增多 D.电容器C1、C2的电荷量都减少 类型二｜含有电容器的闭合电路的动态分析问题 【例2】　在如图所示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器的最大电阻为R0，且R0＞R2，电容器的电容为C。若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中，以下说法中正确的是（　　） A.L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B.L1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮 C.电容器极板所带的电荷量先减小后增大 D.电源的效率先减小后增大 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 强化点二　电路故障分析 1.常见电路故障 （1）断路 由于导线没有连接好、用电器烧坏或未安装好等，使整个电路在某处断开的状态就是断路，发生断路时，用电器不工作。 （2）短路 短路是指电路或电路的一部分被短接。如负载或电源的两端被导线连接起来。发生短路时，电路中的电流往往很大，严重时会烧坏电源或设备。 2.电路故障的判断方法 （1）断路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数等于电源电动势，则该段电路中有断路点。 （2）短路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联段电路被短路；若电压表示数不为零，则该并联段电路没有被短路或不完全被短路。 【例3】　在如图所示的闭合电路中，两个灯泡L1、L2均发光，由于电路故障，灯泡L1变暗、灯泡L2变亮，两个灯泡均不被烧坏。若电源电压恒定，不计电源内阻，则可能出现的故障是（　　） A.滑动变阻器R3发生断路 B.定值电阻R1出现短路 C.定值电阻R2发生断路 D.定值电阻R1、R2可能同时发生短路 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成闭合电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　） 测试点 A、B D、E E、F F、B 多用表示数 1.5 V 0 1.5 V 0 A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路 C.灯泡断路 D.F、B间导线断路 提示：完成课后作业　第十二章　专题强化7 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $