第4章 专题提升课5 闭合电路的综合问题（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦闭合电路的综合问题，涵盖动态分析、功率效率及含电容器电路三大核心知识点，通过微专题形式从电阻变化、电路故障等角度切入，衔接闭合电路欧姆定律基础，构建递进式学习支架。 其亮点在于运用“并同串反”结论法等科学思维方法，结合光敏电阻、滑动变阻器等实例培养物理观念和模型建构能力，随堂巩固题选自多地期中真题，强化知识应用，助力学生提升分析解决问题能力，为教师提供系统教学资源。

专题提升课5　闭合电路的综合问题 1 专题深度剖析 1 随堂巩固落实 2 内 容 索 引 专题深度剖析 PART 01 第一部分 3 微专题一　闭合电路的动态分析 返回导航 2．结论法——“并同串反” (1)“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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 (2)“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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 返回导航 角度1　电阻变化引起的动态分析 　　　(多选)如图所示的电路中电源内阻为r，L1、L2为两只完全相同且阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)，闭合开关S后，随着光照强度逐渐减弱，下列说法正确的是(　　) A.L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗 C．电源消耗的总功率不变 D．电源的路端电压变大 √ √ 返回导航 [解析]　光照强度逐渐减弱，光敏电阻阻值增大，电路的总电阻增大，电路中总电流减小，则L2逐渐变暗，由U＝E－Ir，知路端电压增大，又L2两端电压减小，则L1两端电压增大，L1逐渐变亮，故A错误，B、D正确； 电路中总电流减小，电源消耗的总功率P＝EI，减小，故C错误。 返回导航 　　　(2025·天津红桥区期末)如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向上移动的过程中(电压表和电流表均可视为理想电表)(　　) A．电压表的示数减小 B．电流表的示数减小 C．电源的总功率增大 D．电源内阻消耗的电功率减小 √ 返回导航 [解析]　当滑动变阻器R0的滑片向上滑动时，R0接入电路的阻值变大，外电路的电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中总电流减小，电源的内电压减小，所以路端电压增大，即电压表的示数增大，故A错误； 由于电路的总电流减小，所以R1两端的电压也随之减小，故R0与R2两端的电压增大，则电流表的示数增大，故B错误； 由于电路的总电流减小，则电源的总功率P总＝EI减小，电源内阻消耗的电功率Pr＝I2r减小，故C错误，D正确。 返回导航 √ 角度2　电路故障引起的动态变化 　　　如图所示的电路中，当合上开关S后，两个标有“6 V，3 W”的灯泡均不发光，用电压表测得Uab＝Udc＝15 V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明(　　) A.开关S处断路 B．灯泡L1的灯丝短路 C．灯泡L2的灯丝断了 D．滑动变阻器R的电阻丝断了 [解析]　用电压表测得Uab＝Udc＝15 V，根据电压表有读数，说明与电压表串联的电路是没有故障的，所以故障是灯泡L2的灯丝断了。 返回导航 √ 　　　某工厂相邻两车间A、B的照明电路由一个开关控制，其电路图如图所示，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S后，两车间内相同的a、b灯都正常发光，后来由于某种故障A车间内的a灯突然变亮，B车间内的b灯突然变暗，此故障可能是(　　) A．电阻R0短路 B．电阻RA短路 C．电阻RB短路 D．电阻RA、RB同时短路 返回导航 [解析]　若电阻R0短路，总电阻减小，干路电流增大，两支路电流均增大，两灯均变亮，故A错误； 若电阻RA短路，总电阻减小，干路电流增大，并联部分电压减小，b灯变暗，由b灯支路电流减小知a灯支路电流增大，a灯变亮，故B正确； 同理得，若电阻RB短路，则a灯变暗，b灯变亮，故C错误； 若电阻RA、RB同时短路，开始时两灯泡通过的电流相等，当总电阻减小，干路电流增大，流过两灯泡的电流也相同，故两支路电流均增大，则a、b灯均变亮，故D错误。 返回导航 微专题二　闭合电路的功率和效率 返回导航 返回导航 　　　某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路，则下列说法正确的是(　　) A．将R1单独接到电源两端时，电源效率最高 B．将R2单独接到电源两端时，电源输出功率最小 C.将R1、R2串联后接到电源两端时，电源效率最低 D．将R1、R2并联后接到电源两端时，电源输出功率最大 √ 返回导航 返回导航 返回导航 　　　(2025·江西鹰潭市期中)在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3 V，内阻r＝3 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大。 (1)当R为多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ 返回导航 [答案]0　0.72 W　40% 返回导航 (2)当R为多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ [答案] 1 Ω　0.75 W　50% 返回导航 (3)当R为多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ [答案] 5 Ω　0.45 W　70% 返回导航 微专题三　含电容器电路的分析 1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻两端电压为0，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。 3．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。 返回导航 　　　(2025·广东深圳市期末)如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒定的小灯泡，R1为定值电阻，R3为半导体材料制成的光敏电阻(光照越强，电阻越小)，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态，电源负极接地，下列说法正确的是(　　) A.若将R2的滑片下移，电压表的示数增大 B．若光照变强，则P点电势升高 C．若光照变强，则灯泡变暗 D．若断开B节点，并将电容器上极板上移，油滴仍然保持静止 √ 返回导航 [解析]　由于电容器在直流电路中相当于断路，所以当电路稳定时，R2相当于导线，将R2的滑片下移时，电压表的示数保持不变，故A错误； 若光照变强，光敏电阻R3减小，总电阻变小，电流变大，则通过小灯泡的电流变大，灯泡变亮，电容器两端电压U＝E－I(r＋R1)，I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，电场强度变小，P点与下极板间电势差变小，则P点电势降低，故B、C错误； 返回导航 　　　(2025·江苏常州市期中)如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝6 Ω，电容器的电容C＝10 μF，闭合开关S，电路稳定后，求： (1)路端电压U； 返回导航 [答案]　4 V　 返回导航 (2)断开开关后，流过R1的电荷量Q。 [解析]　R1两端的电压U1＝IR1 电容器所带电荷量Q＝CU1 代入数据解得Q＝2×10－5 C 断开开关后，电容器所带电荷量全部流过R1，故流过R1的电荷量Q＝2×10－5 C。 [答案]　2×10－5 C 返回导航 随堂巩固落实 PART 02 第二部分 28 √ 1．(闭合电路的动态分析)(多选)(2025·河北衡水市期中)在如图所示的电路中，电表为理想电表，电源的内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑片P向b滑动时，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数增大　　B．电流表示数增大 C．灯泡L1变暗 D．灯泡L2变暗 √ 返回导航 解析：在闭合回路中将滑动变阻器的滑片P向b滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，则灯L1变亮，电压表的示数减小；根据串联电路分压规律可知，并联部分的电压减小，则灯L2的电流减小，灯L2变暗；根据干路电流增大，灯L2的电流减小，可知电流表的示数增大，故A、C错误，B、D正确。 返回导航 √ 2．(闭合电路的动态分析)在如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　)   A．R3断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R1、R2同时短路 返回导航 解析：若R3断路，则外电阻增大，路端电压U增大，A、B两灯的电压和电流均增大，两灯均变亮，故A错误； 若R1短路，则外电阻减小，总电流增大，路端电压减小，通过R3的电流减小，通过A灯的电流增大，A灯变亮，通过B灯的电流增大，B灯变亮，故B错误； R2断路，外电阻增大，干路电流I减小，路端电压U增大，通过R3的电流I3增大，则通过A的电流IA＝I－I3减小，A灯变暗，B灯两端的电压UB＝U－IA(RA＋R1)增大，B灯变亮，故C正确；R2短路，B灯被短路了，将会不亮，故D错误。 返回导航 √ 3．(闭合电路的功率和效率)(多选)(2025·四川攀枝花市期中)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0＝4 Ω连接成闭合回路，如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A．电源内阻r＝1 Ω B．电源电动势E＝30 V C．定值电阻R0功率最大时，电阻箱R＝1 Ω D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为90% √ 返回导航 解析：根据题图乙和电阻箱功率最大的条件可知，此时满足R＝R0＋r，可知电源内阻r＝1 Ω，故A正确； 返回导航 4．(含电容器电路的分析)(多选)如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑片P向下滑动时(　　)   A．电压表的读数变大 B．电容器C两极板间的电场强度增大 C．电源的效率变大 D．电源输出的功率一定增大 √ √ √ 返回导航 解析：P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，电压表示数增大，故A正确； 电源内阻与外电阻的关系未知，无法判断输出功率变化，故D错误。 返回导航 电源的效率η＝×100%＝×100%，R2接入电路的电阻增大，外电阻增大，效率增大，故C正确； $