第10章 3.微专题21 电路的动态分析和故障判断（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦“电路的动态分析和故障判断”微专题，依据高考评价体系明确了动态分析方法（程序法、假设法）、故障判断类型（短路、断路）及含电容器电路分析等核心考查要求，通过归纳滑动变阻器动态变化、电表示数变化判断等常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题典例解析+科学方法提炼”，如以滑动变阻器动态变化典例为载体，运用程序法和串反并同法分析电流电压变化，培养科学推理素养；通过故障判断典例强化排除法应用，建构等效电路模型。特设ΔU/ΔI理解、电容器电荷量计算等提分关键，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此高效组织复习，助力高考冲刺。

微专题21 电路的动态分析和故障判断 返回目录 题型1　电路的动态分析 1.电路动态分析的几种方法 程序法   串联电路注意分析各部分的电压关系 并联电路注意分析各支路的电流关系 返回目录 结论法:“串反并同” “串反”:指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串 联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大) “并同”:指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并 联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)  ←R↑→  适用条件:电源内阻不为0且不变 极限法 当电路中元件的阻值增大时,可将其阻值增大到无穷大, 按断路状态来讨论;当电路中元件的阻值减小时,可将其 阻值减小到零,按短路状态来讨论。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片分别 滑至两端去讨论 返回目录 2.含电容器电路的分析 (1)在分析电路结构时,可以先把电容器拆去,明确电路结构后,再把电容器接上。 (2)在电路稳定的情况下,含电容器的支路上无电流,该支路中其他电阻两端不存在电势 差,其作用只相当于一段导线,此时电容器相当于断路,电容器上的电压等于与之并联电 阻两端的电压,从而可以应用Q=CU计算稳定状态时电容器所带的电荷量。 (3)电路结构发生改变时,引起电压变化,使电容器所带电荷量变化,电路中形成充、放 电电流。此过程要特别注意电压是升高还是降低,电荷量是增加还是减少,极板电性是 否变化,并由此推断出电路中的电流方向,同时计算出两稳定态时电容器电荷量的变化 量ΔQ=CΔU。 返回目录 典例1　如图所示,在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中,理想电压表V1、V2的示数 变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为 ΔI1、ΔI2、ΔI3,下列说法正确的是 (         ) A.电压表V1示数增大,电流表A1示数增大 B.电压表V2示数减小,电流表A3示数增大 C.ΔI1=ΔI3+ΔI2 D. >  B 返回目录 解析　    滑片P向下端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中总电阻 减小,干路电流I1增大,即电流表A1示数增大;路端电压U1=E-I1r减小,电压表V1示数减小; 电阻R1两端电压I1R1增大,电阻R2两端电压U2=E-I1(r+R1)减小,即电压表V2示数减小;通过 电阻R2的电流I2= 减小,即电流表A2示数I2减小,总电流等于通过电流表A2、A3的电流 之和,所以电流表A3示数I3=I1-I2增大【点拨:滑片P向下滑动的过程中,滑动变阻器接入 电路的电阻减小,可利用串反并同法:电流表A3与滑动变阻器串联,则其示数增大;电流 表A2与滑动变阻器并联,则其示数减小;电流表A1与滑动变阻器串联,则其示数增大;电 压表V1、电压表V2均与滑动变阻器并联,则它们的示数均减小】,A错误,B正确。由于 返回目录 电流表A1示数增大,A2示数减小,A3示数增大,根据并联电路电流关系有ΔI1=ΔI3-ΔI2,C错 误。由闭合电路欧姆定律有U1=E-I1r,可得 =r;由闭合电路欧姆定律有U2=E-I1(r+R1), 可得 =r+R1,故 < ,D错误。 返回目录 提分关键·知识整合 对 的理解 (1)若 内的U对应的电阻是定值电阻,I对应的是流经该定值电阻的电流,则 的绝 对值表示的是该定值电阻的阻值; (2)若 内的U对应的电阻是会改变阻值的电阻,I对应的是流经该变化电阻的电流,则  的绝对值表示的是除该变化电阻以外的其他部分的总电阻。 返回目录 典例2　如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,R0=3 Ω,R1=7.5 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,电容器 的电容C=2 μF。开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是 (         )   A.开关S闭合时,电容器上极板带正电 B.开关S闭合时,电容器两极板间电势差是3 V C.将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10-6 C D.将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10-6 C D 返回目录 解析　　开关S闭合时,等效电路中电容器与R3并联,电容器两端电压等于R3两端电压U3, 已知电路总电阻R= +r=4 Ω,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I= =1.5 A, 路端电压U=E-Ir=4.5 V,则U3= U=1.8 V,此时电容器所带电荷量Q1=CU3=3.6×10-6 C,且上极板带负电,下极板带正电,A、B错误。开关S断开时,稳定后电容器两端电压等 于R2两端电压U2,此时U2= R2=3 V,电容器所带电荷量Q2=CU2=6×10-6 C,且上极 板带正电,下极板带负电,故通过R0的电荷量Q=Q1+Q2=9.6×10-6 C,C错误,D正确。 返回目录 提分关键·方法提升 1.开关S闭合时的等效电路图如图甲,开关S断开时的等效电路图如图乙。 2.计算电容器所带电荷量及其改变量的一般思路 (1)利用Q=CU计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。 (2)如果变化前后极板所带电荷的电性相同,通过所连导线的电荷量为 。 (3)如果变化前后极板所带电荷的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。 返回目录 题型2　电路的故障判断 1.电路故障一般是短路或断路,其特点如下 (1)断路特点:电路中发生断路,表现为电压不为零而电流为零。 (2)短路特点:电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。 返回目录 常见情况 故障解读 原因分析  正常  无示数 “电流表示数正常”表明电流表所 在电路为通路,“电压表无示数”表 明无电流通过电压表 可能的故障原因 (1)电压表损坏 (2)电压表接触不良 (3)与电压表并联的部分短路  正常  无示数 “电压表有示数”表明电压表有电 流通过,“电流表无示数”说明没有 或几乎没有电流流过电流表 可能的故障原因 (1)电流表短路 (2)和电压表并联的部分断路     均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过 两表 除了两表同时被短路外,可能是干路 断路导致无电流 2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法 返回目录 典例3    (2025届江西南城一中期中)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,理想电压表的读数减小(不为零),理想电流表的读数增大,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 D 返回目录 解析　　若R1短路,则电流表、R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表示数 为0,电压表测量路端电压,示数增大,A错误;若R2短路,则R1被短路,外电路只有电阻R3接 在电源两端,电流表示数增大,电压表测量路端电压,示数增大,B错误;若R3短路,则电压 表被短路,示数为零,C错误;若R1断路,外电路总电阻增大,干路电流减小,所以电源内阻 分压减小,R3两端电压减小,即电压表示数减小,根据E=U3+Ur+U2,可得R2两端电压增大, 所以电流表示数增大,D正确。 返回目录 提分关键·方法提升 已知电路发生某种故障,寻找故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐 一假设某部分电路发生故障,运用闭合电路欧姆定律或部分电路的欧姆定律进行推 理。推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与 题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止, 此方法即实际生活中判断电路故障的排除法。 返回目录 $