高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试学案设计

第十一章 电路及其应用

知识体系·思维导图

考点整合·素养提升

考点　仪器的读数(难度☆☆☆)

1.电表的读数:

(1)如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,读数时应估读到最小刻度的下一位;若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。

(2)多用电表测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针指示整刻度时估读或不估读均可,指针指示非整刻度时需要估读。

2.游标卡尺:

L=主尺上读出的整毫米数+N×最小分度值。

3.螺旋测微器:

L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×分度值。

注意:以毫米为单位时,小数点后面要有三位有效数字。

1.(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为______mm。 

(2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。 

(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图,则电压表的读数为

________V,电流表的读数为________ A。 

【解析】(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5 mm,可动刻度示数为19.7×0.01 mm=0.197 mm,螺旋测微器示数为0.5 mm+0.197 mm=0.697 mm。

(2)由题干电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,所测电流偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值。

(3)由题干图中电压表可知,其量程为3 V,分度值为0.1 V,示数为2.60 V;由题干图中电流表可知,其量程为0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.52 A。

答案:(1)0.697　(2)偏小　(3)2.60　0.52

2.某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ,步骤如下:

(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度L=________ mm。 

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径d=________ mm。 

(3)用多用电表的电阻“×10挡”,按正确的操作步骤粗测此电阻丝的电阻,表盘的示数如图丙所示,则其阻值约为R0=________ Ω。 

(4)该同学用伏安法更精确地测量出其电阻R,则该新材料的电阻率的表达式ρ=________(用R、d、L表示)。 

【解析】(1)由题干图甲可知,游标卡尺主尺示数为13 mm,游标尺示数为15×0.05 mm=0.75 mm,游标卡尺示数为13 mm+0.75 mm=13.75 mm;

(2)由题干图乙可知,螺旋测微器固定刻度示数为0.5 mm,可动刻度示数为45.0×0.01 mm=0.450 mm,螺旋测微器示数为0.5 mm+0.450 mm=0.950 mm;

(3)用多用电表的电阻“×10”挡,由题干图丙可知,电阻阻值为11×10 Ω=

110 Ω;

(4)根据电阻定律可知R=ρ,因为S=,所以该新材料的电阻率的表达式ρ=

答案:(1)13.75　(2)0.950　(3)110　(4)

考点　电流表、电压表及滑动变阻器的使用(难度☆☆☆)

1.电流表内接法和外接法的判断

2.滑动变阻器的限流式与分压式接法:

(1)电路图(如图所示)

(2)分压式和限流式电路的选择原则

①若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。

②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路。

③若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则此时必须选用分压式电路。

某兴趣小组欲测定电阻Rx的阻值。

(1)该小组先用多用电表粗测Rx的阻值,将选择开关置于欧姆“×1”挡,再将红表笔和黑表笔短接进行________。正确测量时欧姆表的指针如图1所示。电阻Rx的阻值约为________Ω。 

(2)该小组想尽可能精确地测量Rx的阻值,在实验室找到如下器材。

电压表(0～3 V,内阻约30 kΩ)

电流表(0～0.6 A,内阻为0.5 Ω)

滑动变阻器(0～5 Ω)

电源(电动势3 V,内阻不计)

开关和导线若干

①请用笔代替导线把图2中的电路图补充完整;

②在正确连接电路后,闭合开关。当滑动变阻器的滑片移至某位置时,电压表和电流表的示数分别如图3和4所示,电压表的示数是________V,电流表的示数是

________A,可得待测电阻的阻值为________Ω。 

【解析】(1)多用表选择欧姆挡后,需要进行欧姆调零。其读数为刻度盘读数乘以倍率,故读数为10×1 Ω=10 Ω;

(2)①由于电流表内阻为准确值,可选用电流表内接法测量待测电阻的真实值,故电路图如图所示:

②根据电表的量程和最小分度值读数,电压表示数U=2.20 V;电流表的示数为I=0.22 A;待测电阻的阻值为Rx=-RA=(-0.5) Ω=9.5 Ω。

答案:(1)欧姆调零　10

(2)①见解析图　②2.20　0.22　9.5