专题02 电路（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（沪科版2020）

期中复习·考点清单 沪科版•必修三（高二上期中） 第十章——电路 01 02 03 实验突破 巩固提升 知识清单 目 录 04 课堂小结 知识清单 01 （必修三）第十章 电路 一、电流的概念及性质 1.定义：自由电荷的定向移动形成电流． 2.方向：规定为正电荷定向移动的方向． 3.电流强度的定义式：I＝q/t，q是通过导体横截面的电荷量，与横截面的大小无关。 4.电流的单位：安培，符号是A。是国际单位制中七个基本物理量之一。 5.物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 6.标矢性：电流的方向是人为规定的，以正电荷定向移动的方向为正方向，运算时遵从的是代数运算法则，所以电流是标量。 知识清单 01 二、恒定电流的产生条件 恒定电流的定义：大小和方向都不随时间变化的电流。 恒定电流的产生条件：1.存在自由电荷 2.导体两端有恒定电压（导体内部有恒定电场） 三、恒定电场：1.概念：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场． 2.形成：电路接通稳定后，由电源，导线、导体等电路元件积累的电荷共同在电路中形成的。 3.作用：推动自由电荷定向移动形成电流。 4.特点：导体内部电场线与导体表面平行，不随时间发生变化，基本性质与静电场相同；导体中电场强度E与导体中电流方向的长度L间满足E＝U/L。 知识清单 01 三、欧姆定律的简单应用 欧姆定律1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比．2．表达式：I＝U/R； 3．适用条件：适用于金属和电解液导电，气体导电和半导体元件不适用． 4．导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I﹣U关系图线． （1）线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律． （2）非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，即非线性元件的电流与电压不成正比． 知识清单 01 四、电阻定律的内容及表达式 1．电阻定律 （1）内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关． （2）表达式：R＝ρL/S． 2．电阻率 （1）计算式：ρ＝RS/L． （2）物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． 知识清单 01 五、电功和电功率的计算 1．电功：（1）电功：电路中电场力移动电荷做的功．（2）公式：W＝qU＝IUt． （3）实质：电能转化成其他形式能的过程． 2．电功率：（1）定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢． （2）公式：P＝W/t＝IU． 1.电功的计算公式：W＝qU＝UIt 2.电功率的计算公式：P=W/t＝IU． 3.如果是纯电阻电路，电流做的功完全用来发热，则有W＝qU＝UIt＝I2Rt＝t P＝UI＝I2R＝。 知识清单 01 六、电路的动态分析 1．判定总电阻变化情况的规律 （1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。 （2）若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 （3）在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 知识清单 01 六、电路的动态分析 2．分析思路 七、闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率 知识清单 01 八、电源的U﹣I图象的应用 1．根据U＝E﹣Ir可知，电源的U﹣I图线是如图所示的一条倾斜的直线。 （1）直线斜率的绝对值表示电源的电阻r，纵轴的截距为电源电动势E。 （2）直线上任何一点A与原点O的连线的斜率表示对应的外电路电阻R。 （3）图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率， 对于图中的A点有PA＝UAIA。 2．对于U﹣I图线中纵坐标（U）不从零开始的情况，图线与横坐标的 交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。 知识清单 01 九、多用电表的原理 多用电表表盘 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量 都有几个量程．表盘如图所示：上半部分为表头，表盘上有电流、 电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四 周刻有各种测量项目的标识和量程．另外，还有欧姆表的调零旋 钮、机械调零旋钮和表笔的插孔． 由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限， 所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度． 知识清单 01 九、多用电表的原理 内部结构 多用电表是由一个小量程的电流表和若干元件组成的，每进行 一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用． 如图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端， 5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“﹣”插孔，红表笔插入 “+”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端． 知识清单 01 九、多用电表的原理 原理 欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示． R为调零电阻，红黑表笔短接，根据闭合电路的欧姆定律有Ig＝E/Rg+R+r，当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝E/Rg+R+r+Rx，故每一个未知电阻都对应一个电流值I．我们在刻度盘上刻出不同I对应的Rx的值，所测电阻Rx即可从表盘上直接读出．由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．当Rx＝Rg+R+r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻． 知识清单 01 十、家庭安全用电知识 1．家庭电路的一般组成 家庭电路由入户线、电能表、空气开关、漏电保护开关、三脚插座、普通插座、用电器等组成，如图． （1）入户线：火线、零线、地线．地线的作用是保障用电人员的人身安全，是漏电保护的前提条件．有电动机的家用电器、在潮湿环境中使用的电器、具有金属外壳的电器和其他规定使用接地的家用电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电．（2）电能表：串联在交流电路中用来测量家庭用电的耗电量． （3）漏电保护开关：在发生触电、漏电现象时能够立即切断电源，保障用电人员的人身安全． 知识清单 01 2.安全用电 （1）不要超负荷用电，以免电流过大引起电线熔化造成短路，引起火灾． （2）使用保险丝的电路要选用与电线匹配的熔断丝，不可随意加粗或用金属丝替代． （3）漏电保护开关安装在无腐蚀性气体、无爆炸危险品、无高温热源的场所．定期对漏电保护开关进行灵敏性检测． （4）湿手不接触带电设备，不用湿布擦带电设备，并且要防止用电器受潮． （5）使用家用电器一定要先仔细阅读说明书，特别是用电注意事项．移动家用电器时要断开电源．拔取电源线时，应当手持插头，切勿直接牵拉电源线，以免损坏电源线，或者造成接头脱落． （6）不能负载过大，否则容易导致危险．使用电热器具时要注意防止发生火灾． （7）遇到电器设备着火，若一时无法判明原因，不得用手拔插头、拉闸刀开关，要借用绝缘工具拔下插头或拉开闸刀开关． （8）有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地线的三孔插座． 实验突破 02 实验一：测量金属丝的电阻率 若有一根长为 L、直径为 d 的金属丝，根据 有电阻率 。 又因为 得 因此，要测得金属丝的电阻率ρ，需要先测得金属丝的长度L、直径d和电阻R。 游标卡尺作为一种被广泛使用的高精度测量工具，可以测量物体的长度、内径、外径及深度等。它是由主尺和附在主尺上能滑动的游标尺两部分构成，如所示。游标尺上的刻度线越多，测量的精确程度就越高。 实验突破 02 实验一：测量金属丝的电阻率 要测得金属丝的电阻率，在金属丝的长度和直径的测量基础上，还需要进一步测出金属丝的电阻 R。本实验采用伏安法测量金属丝阻值 R，电路图如图所示。 实验装置与方法 本实验要用到学生稳压电源、电压表、 电流表、滑动变阻器、待测金属丝等实验器材。 实验操作和数据收集：根据图 连接电路， 闭合开关，调节滑动变阻器， 设计表格，记录多组电压、电流值。 数据分析 根据实验数据，绘制 U-I 图像，由图线的斜率得出金属丝的阻值 R。 A V U I 该元器件的伏安特性曲线 实验突破 02 实验一：测量金属丝的电阻率 实验装置与方法：根据测得的金属丝长度、直径和阻值计算金属丝的电阻率。 实验结论：金属丝的电阻率 ρ = ______________。 交流与讨论：与其他实验小组分享、比较同一金属丝电阻率的测量结果 并通过查表对比标准值与所测金属丝电阻率的差异。 A V U I 该元器件的伏安特性曲线 实验突破 02 实验二：用多用电表测量电学中的物理量 指针式多用电表可以用来测量电压、电流、电阻等电学量。它的外部有刻度盘、旋转式选择开关、调零旋钮和红黑表笔插孔等。 在表盘上还有一个机械调零按钮，在拿到多用电表之前可以发现指针不在最左边可以用螺丝刀进行机械调零。 数字式多用电表有三个表笔插孔中标，其中测量时黑表笔需插入有“COM”的为公共插孔。其他插口处标有“V” 、“ A ”、 “ Ω” ，分别代表测量电压、电流、电阻时红表笔对应的插孔。 大多数数字式多用电表还有OFF档位，有些型号无。 hFE档位是测量晶体三极管的。 小量程、中量程和大量程电流的插口是分开的，需要仔细看插口标志。 HOLD键是锁住数字键 实验突破 02 实验二：用多用电表测量电学中的物理量 使用前先“机械调零”机械调零是指在不通电的情况下调整表头游丝，使指针指向零。在使用万用表之前，应先观察万用表的指针是否与左边零刻度线对齐重合。 使用中严禁用手触碰表笔金属部分使用万用表需要用表笔进行连接， 严禁用手触碰表笔的金属部分，不仅会影响测量结果，还可能会造成触电。 使用完毕后，功能旋钮应旋至OFF挡，或者旋至交流高压挡，并关闭电源。 长期不使用还应取出电池。 实验突破 02 实验三：用DIS“测量电源的电动势和内阻” 实验目的： (1)掌握测量电源的电动势和内阻的原理和方法，选择合活的实验仪器进行实验。 (2)学会运用图像法处理数据,知道图像的物理意义。 (3)能提出实验中存在的误差及其原因，并懂得减小误差的方法。 实验器材：待测干电池、滑动变阻器、电压传感器、电流传感器、导线、开关等。 实验原理：根据闭合电路欧姆定律，电源电动势E。内阻r与外电压U、电流Ⅰ满足U=E-Ir。本实验采用伏安法，在如图所示的电路图中，当外申阻发生改变时，外电压U与电流Ⅰ均会发生变化，所以只需记录U、Ⅰ即可计算电动势E及内阻r。为了减小实验误差，本实验采用作图法，以U作为纵坐标，I作为横坐标，绘制U-I图像，该图像为一条直线且与纵坐标交点为E，图线斜率的绝对值为r的大小，即 r E R S V A 实验突破 02 实验三：用DIS“测量电源的电动势和内阻” 实验方法与步骤： (1)把电压传感器、电流传感器分别接入数据采集器第一、二输入。 (2 )如图所示，连接滑动变阻器、电压传感器、 电流传感器、开关等器材，并断开S， 将滑动变阻器阻值调到最大。 (3）打开软件，点击“计算表格”，调整所有窗口位置， 以便在实验过程中观测。 (4)闭合开关S，改变滑动变阻器的触点，使其阻值逐渐减小， 同时点击“点击记录”按钮，记录多组不同的电压、电流值。 (5）打开“数据分析”中的“绘图”界面，设x轴为“I”，y轴为“U”，点击 “图线分析”中的“拟合”，选择“一次函数”，得到实验结果。 电源的伏安特性曲线 短路电流I短 斜率是电源内阻r 纵截距 电源电动势E 巩固提升 03 1.（2023秋•徐汇区校级期末）某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表直流电压挡进行检测。下列说法错误的是（ ） A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B， 若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D， 若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D， 若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F， 若电压表读数接近，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 B 巩固提升 03 2.（2023秋•杨浦区校级期末）如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻和R2以及R1另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连接电源的正极a，再将黑表笔分别连接电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用电表的示数。在下列选挡中，最恰当并符合操作规程的是（ ） A．直流6V挡 B．直流6mA挡 C．直流0.6V挡 D．欧姆挡600欧 A 巩固提升 03 3.（2024•浦东新区校级模拟）用DIS测量充电宝的电动势和内阻的实验电路如图甲所示。 （1）图中A、B分别为______传感器和______传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应置于______端（选填“a”或“b” ）； （2）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的图象如图乙所示。根据图象可求出该充电宝的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留两位小数） 电流 电压 a 1.48 1.29 课堂小结 基本概念和基本规律 电流：通过导体某一横截面的电荷量 Q 与所用时间 t 之比，用 I 表示，I =Q/t 。 电阻定律：在温度不变时，导体的电阻 R 与导体的长度 L 成正比，与导体的横截面积 S 成反比，R = ρL/S ，ρ 为导体材料的电阻率。 闭合电路欧姆定律：闭合电路中电流 I 等于电源的电动势 E 与内、外电阻的阻值和 R + r 之比，即 I =E/（R+r） 。 04 课堂小结 基本概念和基本规律 电功：电流所做的功，用 W 表示，W = UIt。 电功率：电流所做的功与其完成时间之比，用 P 表示，P =W/t = UI。 焦耳定律：电流通过导体产生的热量 Q 等于电流 I 的二次方、导体的电阻 R 和通电的时间 t 的乘积，即 Q = I2Rt。 04 课堂小结 基本方法 通过电路中的等效电阻，认识等效替代法。 通过探究金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，认识控制变量法。 通过了解游标卡尺、螺旋测微器的原理，感受错位放大和螺旋放大的方法。 通过测量电源电动势和内阻的实验，认识数据处理的图像分析法。 04 课堂小结 04 $$