单元复习【过知识】第十一章电路及其应用-2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019必修第三册）

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一、电流1.自由电荷定向移动形成电流。2.大小：I＝ .3.方向：电流是标量，但是有方向，规定为正电荷定向移动的方向。4.微观表达式：I＝ .
二、导体的电阻，电阻定律1.电阻物理意义：描述导体对电流阻碍作用的物理量。2.电阻定义：导体两端的电压与通过导体电流的比值。3.电阻定义式：4.电阻定律：（1）同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 （2）公式：
5.电阻率ρ：（反映导体材料导电性能的物理量。）（1）由材料决定，合金比纯金属大。一般采用电阻率小的金属（铜）作为导线，用电器的电阻通常远大于导线电阻，一般情况下，可忽略电路中导线的电阻。（2）金属电阻率随温度增大而增大，可制作电阻温度计（铂）。（3）一些合金电阻率几乎不随温度变化，可以制作标准电阻（锰铜、镍铜）。（4）某些金属材料温度低到一定程度时电阻率变为零，称为超导现象。
三、欧姆定律与伏安特性曲线
1.内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。2.表达式：3.适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件。4.I-U图称伏安特性曲线，其斜率倒数表示电阻，若是U-I图则斜率表示电阻。
5.线性元件与非线性元件：线性元件：金属导体、电解液（欧姆定律适用）非线性元件：半导体、气态导体（欧姆定律不适用）
U－I及I－U图象比较
四、串联电路和并联电路1.电路的串、并联
电路通用知识1：电流表内接法与外接法的比较
电路通用知识1：电流表内接法与外接法的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法.(2)临界值计算法Rx< 时，用电流表 接法；Rx> 时，用电流表 接法.
实验试探法：按图1接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表 接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表 接法.
电路通用知识2：滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
(1)限流式接法适合测量阻值较 的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小).(2)分压式接法适合测量阻值较 的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大).
电路通用知识2：滑动变阻器两种接法的适用条件
电路通用知识3：常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是 V和 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位.(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.
（一）伏安法测电阻伏安法测电阻（探究影响电阻大小的因素实验与测材料电阻率实验的一部分）1.电路图与器材
2．电路接法：无特殊说明，滑动变阻器分压限流接法均可，若有要求实验尽可能精确，扩大测量范围等说明则选用分压式接法。
（可作U-I图求斜率）
3．需要选择内外接法：“内大大，外小小”4．数据处理：
（二）探究影响电阻大小的因素实验实验方法：控制变量法（仅改变长度L,仅改变横截面积S ,仅改变材料 ）
探究结果：电阻与导体长度成正比，与横截面积成反比，还跟材料有关。
测电阻R：“伏安法测电阻”同实验（一）测长度L：毫米刻度尺（注意要测实际接入电路的有效长度，测多次求平均）测横截面积S:螺旋测微器测金属丝直径d(不同部位测多次求平均)
1.实验原理：由电阻定律 得
2.测R，测l，测d方法同实验（二）
本组实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表 法.(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值 状态.(3)测量l时应测接入电路的金属丝的 长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过 (电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜 ，以免电阻率因温度升高而变化.
【螺旋测微器的使用】1.构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度.
2.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退 mm，即螺旋测微器的精确度为 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.
3.读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)× (mm).如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.
【游标卡尺使用】1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)
2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.
3.原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：
4.读数：用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的游标格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm
四、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.内部电路图与实物图
2.欧姆表内部：灵敏电流表、电池、调零电阻串联. 欧姆表内阻：R内= Rg＋R＋r
3.工作原理：外接待测电阻Rx，闭合电路欧姆定律 ，电流值与待测电阻值一一对应，换刻度即可。
4.刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零.(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“ ”.(图甲)(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“ ”.(图乙)(3)当I＝ 时，Rx＝R内，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫电阻.
5.无论作什么表使用，多用电表的电流方向必定是红（+）进黑（-）出。（“+进-出”是本质，红进黑出是形式。）
6．欧姆表使用注意事项：（1）机械调零与欧姆调零（2）将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔.（3）换挡必须重新欧姆调零（4）选择合适档位使得表盘读数在中值电阻附近。（测量值=表盘读数x档位倍率）（特别注意：欧姆表偏转角越大，表盘读数越小，若偏转角太大，即表盘速读数太小，为了增大表盘读数，则需要减小档位倍率。）（5）测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.（6）在测电阻时，手不能接触表笔的金属杆，但在两表笔短接进行欧姆调零时可以用手捏住。（7）测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则会影响测量结果与可能损坏电表。 
二极管的单向导电性1.晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示.
2.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示.
3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极.
多用电表对电路故障的检测(1)断路故障的检测方法①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用.a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源 ，若电压表示数为零，说明电源 .b.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有 .②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路 路.
(2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被 路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.
③用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件 路.不能用欧姆表检测电源的情况.