习题课4 闭合电路的综合问题(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

该高中物理导学案聚焦闭合电路综合问题，围绕动态变化、含容电路及电路故障三类典型问题展开，通过回顾闭合电路欧姆定律，以“程序判断法”“串反并同结论法”等为学习支架，衔接基础应用与综合分析。 资料亮点在于突出科学思维培养，采用“三法”解析动态变化、仪器检测法与假设法分析故障，结合典例尝试与分层训练，引导学生模型建构与推理论证，同时融入科学探究的反思评估，提升问题解决能力与严谨科学态度。

习题课四　闭合电路的综合问题 物理观念：进一步熟悉闭合电路欧姆定律的应用。 科学思维：会用闭合电路欧姆定律分析动态变化、含容电路及电路故障三类典型问题。 科学探究：将理论分析应用于问题解决，并进行反思评估。 科学态度与责任：培养严谨、坚韧的科学品格和理论联系实际的科学态度。 要点一　闭合电路的动态变化 　电路动态分析问题常用的“三法” （1）程序判断法：遵循“局部→整体→部分”的思路，按以下步骤分析： （2）“串反并同”结论法（应用条件：电源内阻不为零） ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。 即： ←R↑→ （3）极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，A为灯泡，V为理想电压表。在滑动变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中（　　） A．A灯变亮，V示数变大 B．A灯变亮，V示数变小 C．A灯变暗，V示数变大 D．A灯变暗，V示数变小 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.〔多选〕如图所示的电路中，电表均可视为理想电表，闭合开关后将滑动变阻器滑片P向右滑动，下列说法中正确的是（　　） A．电流表示数变大 B．电压表示数变大 C．灯泡D变亮　 D．电阻R2的功率变大 2.（2026•四川成都锦江嘉祥段考）在如图所示的电路中，电源内阻为r，开始时开关S断开。则下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，A1、A2的示数都变大 B．闭合开关S，V的示数变大 C．若R0的滑片向下移动，A1、A2的示数都变小 D．若R0的滑片向下移动，V的示数变小 要点二　含电容器电路分析 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.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。 3.根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU求电荷量及其变化量。 在如图所示的电路中，电源电动势和内阻恒定，R为定值电阻，R1、R2为可变电阻，C为平行板电容器。闭合开关S后，能使电容器带电荷量增加的方法是（　　） A．将电容器两极板间的距离减小一些 B．将电容器的两极板错开一些 C．减小R1的阻值 D．减小R2的阻值 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.（2026•四川宜宾期末）如图所示，E为内阻不可忽略的电源，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，V与A分别为电压表与电流表，M、N是平行板电容器的两极板，一带电小球由绝缘丝线悬挂在电容器两板间，现闭合开关S，悬线稳定时偏离竖直方向θ角，下列判断正确的是（　　） A．若将P向左滑，V与A表的读数均减小 B．若将P向左滑，电容器两极板上带电荷量减小 C．若将P向左滑，θ将增大 D．若断开S，将N板向M板靠近，角度θ将变大 2.〔多选〕（2026•四川南充期中）如图所示，R1=R2=R3=20 Ω，电容器的电容C=5 μF，电源电动势E=7 V，电源内阻r=10 Ω。起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为Q1；然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。下列说法正确的是（　　） A．开关S断开时，经过电源电流为0.14 A B．开关S闭合后，经过电源电流为0.14 A C．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为4.0×10－6 C D．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为2.4×10－5 C 要点三　电路故障分析 1.故障电路的特点 （1）断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源两端的电压不为零；若外电路中某两点之间的电压不为零，则表示这两点之间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路。 （2）短路的特点：电路发生短路时，表现为有电流通过短路电路，即电流表是有一定示数的，但用电压表测该支路两端的电压时，电压表示数为零。 2.电路故障的判断方法 仪器检测法 用电压表对断路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点 用电压表对短路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该段电路短路 用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻是零，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分断路 假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后，假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路；否则，故障不在该部分电路。用此方法，直到找到故障为止 如图所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是（　　） A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路　 D．L2短路 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路。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 2.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光。后来由于某种故障使灯L2突然变亮（未烧坏），电压表的读数增大，由此可推断，这故障可能是（　　） A．电阻R1断路 B．电阻R2短路 C．灯L1上两接线柱间短路 D．电阻R2断路 1.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表A1读数变小 B．电流表A2读数变大 C．电压表V读数变小 D．电压表V读数不变 2.〔多选〕如图所示的电路中，电源电动势E=3 V，内电阻r=1 Ω，定值电阻R1=3 Ω，R2=2 Ω，电容器的电容C=100 μF，则下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C C．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为1.5×10－4 C D．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C 3.（2026•四川凉山期末）如图，平行金属板竖直放置，极板间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表。当电路中某电学元件发生故障时，发现电容中的液滴向上运动，且电流表和电压表的示数均增大，其余电学元件均未损坏，则下列说法正确的是（　　） A．液滴带正电 B．R2断路 C．灯泡L被烧断 D．电源的输出功率变大 4.在如图所示的电路中，电表均为理想电表，当开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是（　　） A．电压表和电流表的示数都增大 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增加 完成课后作业　第二章　习题课四 答案 习题课四　闭合电路的综合问题 【核心要点突破】 要点一　 【典例 1】　D　在滑动变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压变大，则路端电压减小，电压表V的示数变小，电阻R的电压变大，则A灯两端电压变小，亮度变暗，故D正确。 素养训练 1.BD　将滑动变阻器滑片P向右滑动，则滑动变阻器R1的阻值增大，根据“串反并同”可知，与滑动变阻器R1等效串联的电流表示数变小，故A错误；根据“串反并同”可知，与滑动变阻器R1等效并联的电压表示数变大，故B正确；根据“串反并同”可知，与滑动变阻器R1等效串联的灯泡D变暗，故C错误；根据“串反并同”可知，与滑动变阻器R1等效并联的电阻R2的功率变大，故D正确。 2.D　闭合开关S，R2与滑动变阻器并联，可得电路中总电阻变小，干路电流增大，A1示数变大；电阻R1和电源内阻上的电压变大，所以滑动变阻器两端电压变小，电流变小，即A2的示数变小，V的示数变小，故A、B均错误；R0的滑片向下移动，接入电路中的阻值变小，电路总电阻变小，电流增大，A1、A2的示数都变大，电阻R1和电源内阻上的电压变大，可得滑动变阻器上电压变小，即V的示数变小，故D正确，C错误。 要点二　 【典例 2】　A　平行板电容器与R1串联，将电容器两极板间的距离减小一些，由平行板电容器的电容决定式C=可知，电容器的电容C增大，由电容的定义式可知Q=CU，电路稳定后，电压U不变，电容C增大，电荷量Q增大，A正确；将电容器的两极板错开一些，由电容决定式C=可知，电容C减小，又电压U不变，所以电荷量Q=CU 减小，B错误；减小R1的阻值，电路稳定后，电容器两端电压U不变，电容C不变，电荷量Q不变，C错误；减小R2的阻值，由于R2与R串联，所以R2两端电压U减小，由电容的定义式可知Q=CU，电容C不变，电容器带电荷量Q减小，D错误。 素养训练 1.C　若将P向左滑，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，则电流表A读数变大，R1和内阻上的电压变大，则R2上的电压减小，即电压表V的读数减小，由于R1两端电压增大，则电容器两极板上电压增大，则电容器两极板上带电荷量增大，电容器两极板上电场强度变大，则θ将增大，故A、B错误，C正确；由图可知，若断开S，将N板向M板靠近，平行板电容器与R1组成新的回路，电容器将放电，最终极板上电荷量为零，则极板间电场强度为零，角度变为零，即角度变小，故D错误。 2.AD　开关S断开时，R1和R3串联，经过电源电流为I== A=0.14 A，故A正确；开关S闭合后，R1和R3串联再与R2并联，则总外电阻为R并== Ω，经过电源电流为I′==0.3 A，故B错误；开关S断开时，电容器与R3并联，故有UC=UR3=IR3=•R3=×20 V=2.8 V，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C与R1并联，且由于R1=R3，由电路结构及闭合电路欧姆定律有UC′=UR3=U路 ，又U路=E，其中R并=，联立以上代入数据解得UC′=2 V，又因为电容器所带电荷量满足Q=CU，由于电容器电容C不变，所以有Q1=CUC，Q2=CUC′，电容器在闭合开关S后，电极板所带正负电荷出现交换，故电路稳定后通过灵敏电流计的电荷量为ΔQ=Q2＋Q1=2.4×10－5 C，故D正确，C错误。 要点三　 【典例 3】　D　电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，故A、C错误；电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，是L2短路，故B错误，D正确。 素养训练 1.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，故C正确。 2.D　根据题设条件，电路中的某种故障产生两个后果：一是灯L2突然变亮，二是电压表的读数增大。只有符合这两个条件的故障才是可能的故障，因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大。若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，故选项A不符合题意。若电阻R2短路，灯L2将不亮，故选项B不符合题意。若灯L1上两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表读数减小，故选项C不符合题意。若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意；而总电流减小导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2端电压增大，灯L2变亮，故选项D符合题意。 【教学效果检测】 1.A　当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路的总电阻变大。根据闭合电路的欧姆定律可知干路电流减小，路端电压增大，即电流表A1的示数减小，电压表的示数增大，故A正确，C、D错误；由于路端电压增大，则通过R2的电流增大，所以电流表A2读数减小，故B错误。 2.AC　闭合开关S，电路稳定后电流I==0.5 A，电容器两端的电压为U=IR1=1.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器所带电荷量Q=CU=100×10－6×1.5 C=1.5×10－4 C，选项B错误，C正确；先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器C放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×10－4 C，选项D错误。 3.C　根据电路可知，平行金属板上极板带正电，电场方向向下，液滴受到电场力方向向上，电场力方向与电场方向相反，则液滴带负电，故A错误；液滴向上运动，平行金属板间电场强度增大，极板之间电压增大，根据UC=E－I可知，干路电流减小，则电路总电阻增大，有可能是电路中并联部分电路中的某器件断路，若R2断路，则电流表示数为0，可知不可能是R2断路，故B错误；若灯泡L被烧断，根据I=，U2=IR2=，可知电压表与电流表的示数均增大，故C正确； 电源的输出功率P=2R外=，根据数学函数规律，作出输出功率与外电阻的关系图如图所示，由于外电路总电阻与电源内阻关系不确定，则电源输出功率变化情况不确定，故D错误。 4.C　将滑动变阻器的滑片P向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表的示数减小，灯L1变亮，灯L1两端电压U1增大，灯L2两端的电压U2=U－U1，则U2减小，流过灯L2的电流I2减小，灯L2变暗，电容器的带电荷量减少，流过电流表的电流IA=I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，电流表的示数增大，故C正确，A、B、D错误。 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $