第二章 电路及其应用 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（教科版）

该高中物理课件聚焦第二章“恒定电流”，系统梳理电流、电阻、电动势及闭合电路欧姆定律等核心知识点，通过“素养再现”环节构建知识脉络，从定义式到微观表达式，从串并联规律到能量转化，形成递进式学习支架，帮助学生夯实物理观念基础。 其特色在于融合科学思维与科学探究，通过伏安法测电阻误差分析、动态电路极值问题等培养科学推理能力，结合测定金属电阻率、测量电池电动势等实验设计强化探究技能。提能训练选用高考及期末真题，助力学生提升解题能力，教师可直接用于素养提升教学，提高课堂效率。

章末素养提升 第 二 章 素养再现 物理 观念 电流 1.定义式：I=____ 2.微观表达式：I=_____ 电阻 1.定义式：R=____ 2.决定式：R=____ 3.电阻率ρ：描述导体导电性能的物理量，与导体的　　 、_____有关 电动势 E=，反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，由电源中非静电力的特性决定 nSvq ρ 材料 温度 物理 观念 串并联 电路 1.串联电路：各处电流　　　，总电压等于各部分电压______，总电阻等于各部分电阻______ 2.并联电路：总电流等于各支路电流　　　，各支路两端电压　　 ，总电阻的倒数等于各支路电阻的________ 闭合电 路的欧 姆定律 1.内容：在外电路只接有电阻元件的情况下，通过闭合电路的电流大小跟电源的 　　　成正比，跟________ ______成反比 2.表达式：I=________(仅适用于外电路为纯电阻的电路) 相等 之和 之和 之和 相等 倒数之和 电动势 内外电阻 之和 物理 观念 电路中 的能量 转化 1.电功：W=　　，电功率：P==____ 2.焦耳定律：Q=　　　，热功率：P热==_____ 3.闭合电路：EI= +I2r 能量观 1.“电动势”概念的提出强化了能量观念，同时关于“能量转移或转化的方向性”的讨论，进一步拓展了能量观 2.学生必做实验“测量电池的电动势和内阻”，从功能关系角度分析、推导这一思路，采用了从能量守恒这一普遍原理进行演绎推导的方式，突出了能量观念的运用。用能量转化与守恒的观点分析解决闭合电路问题，不断巩固和深化能量观 UIt UI I2Rt I2R UI 科学 思维 1.掌握游标卡尺和螺旋测微器测量长度的原理和读数方法 2.熟练掌握伏安法测电阻的内接法和外接法的误差分析和对电路的选择 3.理解滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 4.通过学习“电动势”，经历从感性到理性，从个别到一般，从现象到本质的渐进过程。通过闭合电路中的动态分析、最大功率、效率等问题，体会闭合电路中电动势对整个电路的“制约关系”，并会用数学方法分析电路中极值问题 5.解决电动机相关问题时，若不能直接求解，可以通过能量转化的关系间接建立联系 科学 探究 1.会用控制变量法设计探究电阻与长度、横截面积及材料的定量关系的实验方案，并选择合适的仪器进行测量；会设计表格，进行实验；记录实验数据；能分析数据，得出规律 2.会设计测定金属电阻率和描绘I-U特性曲线的实验。能根据实验数据描绘I-U图像，求出电阻值，并根据表达式求出电阻率。能根据串、并联电路的规律，对实验误差进行分析 3.认识多用电表的表盘结构及选择开关的功能，掌握多用电表的操作程序与使用要求，会使用多用电表测量电压、电流和电阻，并会判断二极管的极性，知道减小实验误差的方法 4.会根据闭合电路的欧姆定律设计测量电池电动势和内阻的实验方案。并根据要求选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器或电阻箱；会设计相关表格并记录实验数据，会利用表达式和图像处理数据并得出结果，能对实验过程和结果进行评估、交流 科学态度与责任 1.通过对电流形成的条件分析，认识电源的作用，建立导体中的恒定电场模型，认识科学本质 2.通过使用游标卡尺、螺旋测微器等工具，形成严谨认真的科学态度 3.通过分组实验，讨论、交流，培养团队合作意识，培养自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯 提能训练 　 (2024·广西卷)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00 m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为 A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3 例1 √ 根据电阻定律R=ρ，得ΔR=ρ，根据欧姆定律ΔU=I·ΔR，整理可得ρ=·，结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比==，故选B。 　 (2024·雅安市高二期末)如图所示的体温枪以2节干电池为电源，每节干电池的电动势为1.5 V，内阻不可忽略，工作电流为5 mA。能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触的测量体温，那么关于该体温枪的说法中正确的是 A.体温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能 　把1.5 J化学能转化为电能 B.体温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V C.体温枪工作时，电源的输出功率为15 mW D.体温枪工作时，电池组的电动势不再是3 V 例2 √ 每节电池的电动势为1.5 V，根据电动势的定义可知电路中每通过1 C电荷，每节电池消耗的电能为W=qE=1×1.5 J=1.5 J，则每节电池都能把1.5 J的化学能转化为电能，故A正确； 体温枪工作时，电池组两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势，故电池组两极间电压小于3 V，故B错误； 体温枪工作时电源消耗的总功率为P=2EI=2×1.5 V×5 mA=15 mW，电源的输出功率小于电源消耗的总功率，故C错误； 两节干电池的总电动势为3 V，体温枪工作时，电源的电动势不变，故D错误。 　 (多选)(2024·内江市高二期末)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1>r，电压表和电流表均为理想电表。当开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴恰好处于静止状态。在将滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动的过程中，下列说法正确的是 A.电阻R3的功率变大 B.电流表的示数变小 C.电压表的示数变大 D.电容器C所带的电荷量减少，液滴向下加速运动 例3 √ √ 滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动，接入电路的R2的阻值变小，则电路的总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流I变大，而R2与R3并联，两端电压为U=E-I(r+R1)，则并联部分的电压变小，由P=可知，电阻R3的功率变小，故A错误； 根据并联分流可知I=IR2+IR3，总电流I变大，而IR3=变小，则IR2变大，即电流表的示数变大，故B错误； 电压表的示数为UV=IR1，因总电流I变大，则电压表的示数变大，故C正确； 电容器并联在R3两端，电压变小，由Q=CU可知电荷量减少，而电容器中电场强度E=变小，则液滴所受电场力变小，液滴将向下加速运动，故D正确。 　(2023·成都市高二期中)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的I-U特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时 A.L2的电阻为12 Ω B.L1消耗的电功率为0.75 W C.L1、L2消耗的电功率的比值为4∶1 D.L1两端的电压为L2两端电压的2倍 例4 √ 由题图甲、乙可知电流为I1=0.25 A时，L1灯泡的电压为U1=3 V；灯泡L2、L3并联，每个灯泡通过的电流为0.125 A，从题图乙知电压U2= U3<0.5 V，L1两端的电压不是L2两端电压的2倍，电流为0.125 A时，L2电阻R2=<4 Ω，故A、D错误； 当开关闭合后，灯泡L1的功率P1=U1I1=0.75 W，故B正确； L2消耗的功率P2=U2I2<0.5×0.125 W=0.062 5 W，所以L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1，故C错误。 　(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的关系图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线。如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法正确的是 A.电源1和电源2的内阻之比是11∶7 B.电源1和电源2的电动势之比是1∶1 C.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2 例5 √ √ √ 电源的U-I图线斜率的绝对值表示电源内阻，两电源内阻之比等于Ⅰ与Ⅱ图线的斜率的绝对值之比，可得rⅠ∶rⅡ=∶=11∶7，A正确； 两电源的电动势等于Ⅰ、Ⅱ两图线在纵轴上的截距，由题图可知两电源的电动势均为10 V，B正确； 由小灯泡的U-I图线与电源的U-I图线的交点坐标可知，小灯泡接在电源1上时消耗的功率为PⅠL=3×5 W=15 W 接在电源2上时灯泡消耗的功率为 PⅡL=5×6 W=30 W 所以可得小灯泡消耗的功率之比是1∶2，C正确； 两种连接状态下小灯泡的阻值分别为 RⅠL= Ω、RⅡL= Ω RⅠL∶RⅡL=18∶25，D错误。 分析闭合电路图像问题的思路 1.明确纵、横轴的物理意义； 2.明确图像的截距、斜率及交点的意义； 3.找出图像对应状态的参量或关系式； 4.结合相关概念或规律进行分析、计算； 5.具体求解时，要注意两坐标轴的坐标原点是否为0。 总结提升 　(2024·海南卷)虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240 Ω之间不稳定变化，可等效为电阻RC，已知MN两端电压U=220 V，A与B的电阻RA=RB=24 Ω，求： (1)MN间电阻R的变化范围； 例6 答案　12 Ω≤R≤22 Ω　 根据电路可知当RC=0时MN间电阻R的阻值最小， 为Rmin==12 Ω 当RC=240 Ω时MN间电阻R的阻值最大， 为Rmax==22 Ω 故MN间电阻R的变化范围为12 Ω≤R≤22 Ω (2)当RC=240 Ω，电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 答案　16.7 W 当RC=240 Ω， 通过电热器B的电流为I= 此时电热器B消耗的功率为PB=I2RB 解得PB≈16.7 W 本课结束 第 二 章 $