专题强化12.3 直流动态电路 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案聚焦“直流动态电路”专题，以掌握电路动态变化分析方法为目标，通过专题解读、方法点拨、例题拓展及针对性训练，构建“概念-方法-应用”的递进式学习路径，体现知识建构的系统性与连贯性。 亮点在于结合气体传感器、火警报警器等实际情境设计例题，通过一题多设问拓展培养科学思维，运用程序法、极限法等方法提升分析能力，为教师单元复习提供结构化指导，促进学生深度学习与核心素养发展。

高中物理（人教版）必修三专题强化 第十二章 电能 能量守恒定律 专题强化12.3 直流动态电路 【专题解读】 1.动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。 2.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)串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 (3)在如图甲所示分压电路中，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。 (4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0<R，则两并联支路电阻值越接近，a、b两端的总电阻越大。即“阻差小，总阻大，阻差大，总阻小”。 【例题】催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加.在如图所示电路中，R为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，下列说法正确的是（　　） A.电压表V1与V2的示数均减小，电流表A1与A2的示数均增大 B.电压表V1与V2的示数和电流表A1与A2的示数均增大 C.电压表V1、V2、V3的示数均增大 D.电流表A1、A2的示数均减小 解析　由题意知，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，R增大，电路中总电阻增大，则总电流I减小，内电路电压减小，根据闭合电路欧姆定律知U3＝E－Ir、U2＝E－I(r＋R3)、U1＝E－I(r＋R3＋R2)，则电压表V1、V2、V3的示数均增大，选项C正确，A错误；总电流I减小，即电流表A2的示数减小，又电压表V1的示数增大，则通过滑动变阻器的电流增大，故通过电阻R的电流减小，则电流表A1的示数减小，选项D正确，B错误. 答案 CD 命题拓展 情境不变，一题多设问 （1）试判断图中三个电压表示数变化量与通过电源的电流的变化量比值的绝对值｜｜、｜｜、｜｜的变化情况以及它们的大小关系. （2）若R不变，滑动变阻器R1触头向右滑动，则各电表的示数如何变化？ 答案　（1）由U3＝E－Ir可知｜｜＝r，同理可知｜｜＝r＋R3、｜｜＝r＋R2＋R3，所以它们均不变，其大小关系为｜｜＞｜｜＞｜｜. （2）滑动变阻器R1触头向右滑动，R1减小，电路总电阻减小，则总电流I增大，内电路电压增大，根据闭合电路的欧姆定律可知U3＝E－Ir、U2＝E－I（r＋R3）、U1＝E－I（r＋R3＋R2），则电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数均减小；总电流I增大，即电流表A2的示数增大，又电压表V1的示数减小，故通过R的电流减小，则电流表A1的示数减小. 方法点拨 动态分析常用方法 1.程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路. （1）分析步骤（如图）： （2）分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系. 2.结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零. （1）所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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，反之则增大. （2）所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，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，反之则减小. 3.极限法 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个极端，让接入电路中的电阻最大或为零，然后进行讨论. 【针对性训练】 1 (2026·安徽省联考)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.> 答案　B 解析　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，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分压I1R1增大，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，故A错误，B正确；由于电流表A1示数增大，A2示数减小，A3示数增大，根据串并联电路电流关系有ΔI1=ΔI3-ΔI2，故C错误；由闭合电路欧姆定律U1=E-I1r，可得=r，由闭合电路欧姆定律U2=E-I1(r+R1)，可得=r+R1，故<，故D错误。 2 (2025·安徽合肥市期中)如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0为光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是(　　) A.电流表示数减小 B.电压表示数不变 C.灯泡变亮 D.电源效率增大 答案　AD 解析　当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，回路中的总电阻增大，干路电流减小，即电流表示数减小，A正确；干路电流减小，由U内=Ir，可知内电压减小，又U=E-U内，则路端电压增大，即电压表示数增大，B错误；干路电流减小，即流经R1的电流减小，R1两端电压减小，又电压表示数增大，故R2两端电压增大，流经R2的电流增大，则流经灯泡的电流减小，灯泡变暗，C错误；路端电压U增大，根据η=×100%，可知电源的效率η增大，D正确。 3. （2024黑龙江重点高中3月质检） 如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度变化的图像如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 【答案】C 【解析】 当R2处出现火情时，R2的阻值减小，电路总电阻减小，根据 可知干路电流增大，则电源内电压 增大，而电源电动势不变，则路端电压 减小；因为干路电流增大，则R1两端电压增大，所以与R2并联的R3两端电压减小，故电流表示数I变小。 4. （2026河南名校联考）如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为，和，电流表A的示数为I，电流表示数变化量的绝对值为，以下说法中正确的是（　　） A. 增大，不变 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 【答案】AD 【解析】 如图所示当滑动变阻器是限流式接法，当滑片P向端移动时，滑动变阻器电阻变大，由 可知增大，根据闭合电路欧姆定律得 得 则 可得不变，故A正确； 当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源的总功率 得电源的总功率减小； 由电源的效率为 由路端电压为 可知总电流减小时路端电压增大，得电源的效率增大，故B错误； 由A答案得 由闭合电路欧姆定律得路端电压U为 由和电路关系得 那么 联立解得 得 而R1的电压为 得 那么有 当 得 故C错误； 根据 得 当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，得电路中总电流减小，由于增大，为定值，得增大，因为 所以减小的量比增大的量更大，得 故D正确。 5. 如图所示，电路中的电源为恒流源或恒压源（不管外电路的电阻如何变化，它都能够提供持续的定值电流或定值电压）.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电流表的示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（　C　） A.若电源为恒压源，V示数增大，A示数减小 B.若电源为恒压源，V示数不变，A示数增大 C.若电源为恒流源，V示数增大，A示数减小，＝R1 D.若电源为恒流源，V示数增大，A示数增大，＝R2 答案 C 解析　滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，变阻器接入电路的阻值增大.若电源为恒压源，电压表的示数不变，因总电阻增大，总电流减小，电阻R2两端的电压减小，并联部分两端的电压增大，流过电阻R1的电流增大，因总电流减小，流过R0的电流减小，电流表的示数减小，故A、B错误.若电源为恒流源，电路中的总电流不变，变阻器的滑动触头向上滑动，总电阻增大，电压表的示数增大，因总电流不变，电阻R2两端的电压不变，并联部分两端的电压增大，电阻R1中的电流增大，而总电流不变，流过R0的电流减小，所以电流表的示数减小；电阻R2两端的电压不变，电阻R1两端的电压的变化量等于电压表示数的变化量ΔU，因总电流不变，所以电流表的示数的变化量的绝对值等于电阻R1中的电流的变化量的绝对值，所以有＝R1，故C正确，D错误. 6. 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列结论正确的是（　CD　） A.不变，变大 B.变大，变大 C.变大，不变 D.变大，不变 答案 CD 解析　由电路图可知，电流表测的是通过这个电路的总电流，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝＝，因R1是定值电阻，故A错误.由欧姆定律可知R2＝，因R2变大，故变大；又U2＝E－I(R1＋r)，因E、R1、r均是定值，故＝R1＋r不变，B错误，C正确.＝R1＋R2，因R2变大，则变大；又U3＝E－Ir，可知＝r不变，故D正确. 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理（人教版）必修三专题强化 第十二章 电能 能量守恒定律 专题强化12.3 直流动态电路 【专题解读】 1.动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。 2.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)串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 (3)在如图甲所示分压电路中，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。 (4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0<R，则两并联支路电阻值越接近，a、b两端的总电阻越大。即“阻差小，总阻大，阻差大，总阻小”。 【例题】催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加.在如图所示电路中，R为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，下列说法正确的是（　　） A.电压表V1与V2的示数均减小，电流表A1与A2的示数均增大 B.电压表V1与V2的示数和电流表A1与A2的示数均增大 C.电压表V1、V2、V3的示数均增大 D.电流表A1、A2的示数均减小 命题拓展 情境不变，一题多设问 （1）试判断图中三个电压表示数变化量与通过电源的电流的变化量比值的绝对值｜｜、｜｜、｜｜的变化情况以及它们的大小关系. （2）若R不变，滑动变阻器R1触头向右滑动，则各电表的示数如何变化？ 　方法点拨 动态分析常用方法 1.程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路. （1）分析步骤（如图）： （2）分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系. 2.结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零. （1）所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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，反之则增大. （2）所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，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，反之则减小. 3.极限法 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个极端，让接入电路中的电阻最大或为零，然后进行讨论. 【针对性训练】 1 (2026·安徽省联考)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.> 2 (2025·安徽合肥市期中)如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0为光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是(　　) A.电流表示数减小 B.电压表示数不变 C.灯泡变亮 D.电源效率增大 3. （2024黑龙江重点高中3月质检） 如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度变化的图像如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 4. （2026河南名校联考）如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为，和，电流表A的示数为I，电流表示数变化量的绝对值为，以下说法中正确的是（　　） A. 增大，不变 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 5. 如图所示，电路中的电源为恒流源或恒压源（不管外电路的电阻如何变化，它都能够提供持续的定值电流或定值电压）.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电流表的示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（　　） A.若电源为恒压源，V示数增大，A示数减小 B.若电源为恒压源，V示数不变，A示数增大 C.若电源为恒流源，V示数增大，A示数减小，＝R1 D.若电源为恒流源，V示数增大，A示数增大，＝R2 6. 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列结论正确的是（　　） A.不变，变大 B.变大，变大 C.变大，不变 D.变大，不变 1 学科网（北京）股份有限公司 $