【核心素养】人教版高中必修三+第十一章《章末综合与测试》课件PPT+单元测试卷

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第十一章 电路及其应用　总结与复习 人教版 高中物理必修三1 知识网络2 专题归纳3 素养提升4 易错题归纳目录CONTENTS知识网络专题归纳1 测量电阻的创新实验测量电阻的基础方法是伏安法测电阻，除此以外，还有很多方法，例如：安安法测电阻、伏伏法测电阻、比较法测电阻、替代法测电阻、半偏法测电阻等．不管哪种方法，都综合应用了欧姆定律、电阻定律和串并联电路的规律等，下面重点说明半偏法测电阻．专题归纳1 测量电阻的创新实验1．电流半偏法：如图甲所示，断开S2、接通S1，把滑动变阻器R1由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使电流表的指针达到满偏；此后保持R1阻值不变，接通S2，调整电阻箱R2的阻值，使电流表的指针恰好偏转到满刻度的一半，读出电阻箱R2的阻值，则RA＝R2．此方法要求待测电阻RA较小，并配以足够大的滑动变阻器及合适的电源电压．测量值偏小。专题归纳1 测量电阻的创新实验2．电压半偏法：如图乙所示，闭合S，使电阻箱R2的阻值为零，调节滑动变阻器R1，使电压表满偏；保持R1阻值不变，调节R2，使电压表半偏，则RV＝R2．此方法要求待测电阻RV较大，并配以较小的滑动变阻器及合适的电源电压，测量值偏大．例1　电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，直流电源E(电压为6 V)，开关两个，导线若干．(1)图中虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．(2)根据设计的电路图，补充完整实验步骤：①闭合S1，移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；②闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；③____________________________；④读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻．(3)用这种方法测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值RV相比，R′V____RV(填“>”“＝”或“<”)，主要理由是__________________________．解析：(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法．实验电路图如图所示．(2)③保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏．(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，R0分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′>RV(其他合理说法同样正确)．答案：(1)见解析　(2)见解析　(3)>　电压表所在支路电阻增大，分得的电压增大例2　某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的直径和电阻．试回答下列问题：(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，测量结果如图甲所示，则该圆柱体的直径为d＝______mm．(2)某同学利用多用电表粗测出该金属圆柱体的电阻为15 Ω，为了更精确地测量其电阻，他设计了如图乙所示的电路图，实验步骤如下，请将下列内容补充完整．①闭合开关S1，将开关S2接a处，调整滑动变阻器的触头到适当位置，待电流表示数稳定后读出电流表的示数．某次实验中电流表的示数如图丙所示，则此次电流表的示数I＝______A；(电流表选用0.6 A量程)②然后又将开关S2接b处，保持滑动变阻器的触头位置不变，调节电阻箱，使电流表示数与①相同，电阻箱此时的示数如图丁所示，则电阻箱此时的阻值为R1＝__________Ω；③被测电阻R2的阻值R2＝__________Ω．解析：(1)螺旋测微器的读数为d＝5 mm＋31.0×0.01 mm＝5.310 mm(5.309～5.311均可)．(2)①电流表的量程是0.6 A，由于每小格的读数为0.02 A，应进行估读，即应估读到0.01 A，所以读数为I＝0.36 A．②电阻箱的读数为R1＝(0×100＋1×10＋6×1＋0×0.1)Ω＝16.0 Ω．③根据欧姆定律可知，当电流表示数不变时，说明待测电阻与电阻箱的阻值相等，所以R2＝R＝16.0 Ω．答案：(1)5.310(5.309～5.311均可)　(2)①0.36　②16.0　③16.01．用电压表检查故障(1)断路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点．(2)短路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与用电器并联，若电压表示数为零，则说明该段电路被短路．专题归纳2 电路故障的分析方法2．用欧姆表检查故障用欧姆表检查故障，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为零，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻无穷大，说明该部分断路．专题归纳2 电路故障的分析方法例3　如图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现灯A、B都不亮，如果只有一处电路有故障．他采用下列两种方法检查故障：(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：①多用表应选择的量程是__________．(用字母序号表示)A．2.5 V　 B．10 V　C．50 V　 D．250 V②在测试a、b间电压时，红表笔应接触__________(填“a”或“b”)．A．灯A断路　　 B．灯B短路C．c、d段断路　 D．d、f段断路③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是__________(假设只有下列中的某一项有故障)．(2)用欧姆挡检查：①测试前，应将开关S________(填“断开”或“闭合”)．②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是(　　)A．灯A断路　 B．灯B断路C．灯A、B都断路　 D．d、e间导线断路解析：(1)①用多用电表的直流电压挡进行检查时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通，电压表示数应为电源的电压，并联在未断路处，示数为零．因此，用多用电表的直流电压挡检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电压，为了使示数明显，选择量程不宜过大，而电源的电压约为6 V，故选10 V量程即可．②检查时红表笔应接电势高的a点．③因合上开关S后，A、B灯都不亮，又只有一处电路有故障，所以只发生断路的故障．根据检查结果，a、b间有示数，说明a→电源→b完好；c、b间有示数，说明c→a→电源→b完好；c、d无示数，说明c→灯A→d间完好；d、f有示数，说明d→c→a→电源→b→f完好．综上分析应是d、f段断路．(2)①用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开．②根据检查结果，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路．答案：(1)①B　②a　③D　(2)①断开　②D素养提升【答案】D1．[物理观念]关于电流，以下说法正确的是(　　)A．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动B．电流的方向就是电荷定向移动的方向C．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D．导体两端没有电压就不能形成电流素养提升【解析】导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有定向移动，但不能说电荷没有移动，故A错误；电流的方向就是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动方向相反，故B错误；在导体中，自由电荷做永不停息的热运动，但没有形成定向移动就不会形成电流，故C错误；导体两端的自由电荷在电场的作用(有电压)下才能够定向移动，如果没有电压就不能形成电流，故D正确．素养提升【答案】B2．[模型建构、科学推理]一个半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　　)A．1 h电池供给1 C的电荷量B．1 000 s电池供给8 C的电荷量C．1 s电池供给8 C的电荷量D．1 min电池供给8 C的电荷量素养提升【解析】根据q＝It知，1 h电池供电量q1＝8×10－3×3.6×103 C＝28.8 C，A错误；1 000 s电池供电量q2＝1 000 × 8×10－3 C＝8 C，B正确；1 s电池供电量q3＝1×8×10－3 C＝8×10－3 C，C错误；1 min电池供电量q4＝60×8×10－3 C＝0.48 C，D错误．素养提升3．[科学推理]金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列说法正确的是(　　)A．连接电路用的导线一般用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作【答案】B素养提升【解析】纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，故A错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，故B正确；有的金属电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用金属来制作，故C错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用特殊合金材料制作，故D错误．素养提升4．[科学思维]如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10 cm，bc＝5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流强度为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为(　　)A．0.5 A B．1 AC．2 A D．4 A【答案】A素养提升素养提升5．[科学思维]如图所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，电压表示数为2 V，电流表示数为0.2 A，求电阻R3的阻值和UA C．素养提升素养提升6．[模型建构、科学推理]如图所示，有一个灵敏电流表G，满偏电流为Ig＝1 mA，内阻Rg＝100 Ω，用它改装为有5 V和50 V两种量程的电压表，求R1、R2的阻值各为多大？【答案】4.9 kΩ　49.9 kΩ素养提升易错题归纳：电解液导电时，忽视正、负离子反向移动对电流的贡献而导致错解丢分题1　如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是(　　)易错题归纳易错分析　易错选项及错误原因分析如下：易错题归纳正确答案　D易错题归纳：对电动势的概念理解不透而导致错误易错题归纳易错分析　本题易错选项及错误原因分析如下：易错题归纳正确解答　电压和电动势虽然单位相同，但它们表征的物理意义不同，电压是表征电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领大小的物理量，而电动势是表征电源将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，故电压与电动势不是同一个物理量，所以A错误，D正确；只有电源开路时，电动势才等于电源两极间的电压，B错误；电动势公式中W是非静电力做的功不是电场力做的功，C错误．正确答案　D易错题归纳：对图像的意义理解不清导致错误丢分题3　以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图像，下列说法中正确的是(　　)A．这四个图像都是伏安特性曲线B．这四种电学元件都是线性元件C．①②是线性元件，③④是非线性元件D．在①③图像中，直线的斜率都表示元件的电阻易错题归纳易错分析　易错选项及错误原因分析如下：易错题归纳正确解答　伏安特性曲线是以I为纵轴，U为横轴的图像，A错误；线性元件并不只是说I－U图像是直线，而必须是过原点的直线，所以只有①②是线性元件，③④不是线性元件，B错误，C正确；在U－I图像中，过原点的直线的斜率才表示导体的电阻，D错误．正确答案　C易错题归纳：对电流表改装原理不清楚导致错误丢分题4　用两个相同的小量程电流表，分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　　)A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同易错题归纳易错分析　易错选项及错误原因分析如下：易错题归纳正确解答　电表的示数是由通过电表A1、A2的电流决定的，而电表指针的偏角是由通过内部小量程电流表的电流决定的．两个电表并联时，两个相同的小量程电流表是并联关系，所以通电时两小量程的电流表中通过的电流相同，A1、A2的指针偏角相同，B正确；A1、A2的内阻不同，并联时，A1、A2中通过的电流不同，A1、A2的示数不相同，A错误；A1、A2两表串联时，通过电表的电流相同，示数相同，但是，由于电表内阻不同，通过小量程电表的电流不同，A1、A2的偏角不同，故C、D错误．正确答案　B易错题归纳：对多用电表原理理解不清楚导致错误丢分题5　(1)如图是多用电表的刻度盘，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针处于图示位置，则所测电流为________mA．易错题归纳(2)若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω．(3)如果要用此多用电表测量一个约2.0×104 Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是________(填“×10”“×100”或“×1 k”)．换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是______________．易错题归纳易错分析　对解答本题时易犯错误分析如下：易错题归纳正确解答　(1)选用量程为50 mA的电流挡测电流时，所测电流为30.7 mA(30.7～30.9 mA都正确)．(2)选用“×100”电阻挡测电阻时，所测电阻阻值为15×100 Ω＝1 500 Ω．(3)如果要测2.0×104 Ω的电阻，应选×1 k挡，换挡后首先要进行欧姆调零．正确答案　(1)30.7(30.7～30.9都正确)　(2)1 500(3)×1 k　欧姆调零要继续加油哦！