【人教版】物理必修三 第11章 电路及其应用（知识梳理+单元练习）

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第十一章 电路及其应用知识梳理知识点一：电流及电流微观表达式一、对电流的理解1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。(1)产生电流的条件：导体两端有电压。(2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。2.电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。3.电流的大小(1)I＝eq \f(q,t)是电流的定义式，I＝neSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。(2)公式I＝eq \f(q,t)求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。(3)q＝It是求电荷量的重要公式。4.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量。二、对电流的微观表达式I＝neSv的理解1.v表示自由电子定向移动的平均速率。自由电子在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电子在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。2.I＝neSv是由I＝eq \f(q,t)推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素，同时也说明了电流I既不与电荷量q成正比，也不与时间t成反比。3.从微观上看，电流的大小不仅取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、电荷定向移动平均速率的大小，还与导体的横截面积有关。【对点检测1】电解池，如果在1s内共有5×108个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积0.1m2某横截面积，那么通过这个横截面积的电流是（　　）A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A【对点检测2】已知铜棒的截面积为S，密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，电子电量为e，若通过铜棒的电流强度为I，并认为铜棒中每一个铜原子贡献一个电子，则铜棒中自由电子定向移动的速率为（　　）A． B． C． D．知识点二：导体的电阻1.电阻定律(1)导体电阻的决定式R＝ρeq \f(l,S)l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。(2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。(3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。2.R＝eq \f(U,I)与R＝ρeq \f(l,S)的区别与联系3.电阻率(1)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。(2)电阻率与温度的关系及应用①金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。④许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。4.伏安特性曲线I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时)(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。(2)图线斜率的意义不同：I－U图像中，斜率表示电阻的倒数；U－I图像中，斜率表示电阻。如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。【对点检测3】有一长方体金属导体，长a、宽b、高c之比为3：2：1，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将、、接在同一恒压电源上时，导体的电阻分别为R1、R2、R3，导体中自由电荷定向移动的速率分别为v1、v2、v3，则（　　）A．R1：R2：R3=3：2：1 B．R1：R2：R3=9：4：1C．v1：v2：v3=1：1：1 D．v1：v2：v3=1：2：3【对点检测4】如图所示分别是导体A、B的I-U图像，图中，下列说法正确的是（　　）A．A、B导体串联时，A消耗的功率比B消耗功率大B．导体B的I—U图像的斜率表示电阻的倒数，故C．将A、B并联在电源两端，通过A的电流小D．若在B导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0C知识点三：串并联电路特点1.串联电路中的电压分配串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即eq \f(U1,R1)＝eq \f(U2,R2)＝…＝eq \f(Un,Rn)＝eq \f(U,R总)＝I。2.并联电路中的电流分配并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。3.串、并联电路总电阻的比较【对点检测5】如图所示，a、b两条直线分别表达、两个电阻的图像。则下列说法对的是（    ）A．与的电阻之比等于B．把和串联接入电路中，流过两电阻电流之比是C．把和串联接入电路中，电阻两端电压与电阻两端电压之比是D．把和并联接入电路中，流过电阻的电流与流过电阻的电流之比是【对点检测6】某同学用如图所示电路测量电压表的内阻，定值电阻、串联接在A、C间，，，A、C间加上5.5V的恒定电压。将被测电压表接在A、B间时，电压表示数为1.5V，则被测电压表的内阻为（　　）  A．1000Ω B．2500Ω C．3000Ω D．3750Ω知识点四：电表的改装1.电压表、电流表的改装及其特点2.电表改装问题的两点提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变。(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流。【对点检测7】用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，开关闭合时（　　）A．由于串联，两只电表的指针偏转角相同B．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角C．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角D．由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转【对点检测8】有一块小量程电流表，满偏电流为50μA，内阻为800Ω。现要将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表，某同学分别设计两种电路图，乙图中接线柱对应的量程已知。则（　　）A．甲图连接接线柱1时对应的是量程0~1mAB．乙图中的电阻约为4ΩC．若采用甲图，运输过程防止表针晃动厉害，可以将接线柱连接起来，甲图开关拨1效果更好D．若采用乙图，运输过程防止表针晃动厉害，可以将接线柱连接起来，乙图开关拨3效果更好知识点五：测量电路与控制电路一、测量电路——电流表的两种接法1.内、外接法的区别2.选择内、外接法的常用方法(1)直接比较法：当R≫RA时，采用内接法；当R≪RV时，采用外接法。(2)公式计算法：当R>eq \r(RARV)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(R,RA)>\f(RV,R)))时，用内接法；当R