第三章 恒定电流 章末素养提升-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（粤教版）

章末素养提升 物理观念 电流 1.电流的定义式：I＝，其物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 2.电流的微观表达式：I＝nqSv 电阻 1.定义式：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值R＝ 2.决定式：R＝ρ，式中ρ叫作这种材料的电阻率 电阻的连接 1.电阻的串联：各处电流相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于电路中各电阻之和 2.电阻的并联：总电流等于各支路电流之和，各支路两端电压相等，总电阻的倒数等于电路中各电阻的倒数之和 科学思维 1.能从微观角度和宏观表现分析电流的形成 2.会用控制变量法设计探究电阻与长度、横截面积及材料的定量关系的实验方案 3.熟练掌握伏安法测电阻的内接和外接的误差分析和对电路的选择 4.理解滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 科学探究 1.能完成“探究导体电阻大小与其影响的定量关系”“用伏安法测定金属丝的电阻率”等物理实验 2.通过实验得出数据，画出导体的伏安特性曲线 3.能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题，会设计实验步骤，制订实验方案，能分析实验数据，形成结论，能进行反思与交流 科学态度与责任 1.通过对电流形成条件的分析，认识电源的作用，建立导体中的恒定电场模型，认识科学本质 2.通过使用游标卡尺、螺旋测微器等工具，形成严谨认真的科学态度 3.有主动应用科学知识帮助他人解决问题的意识 例1　(2022·广州市期中)我国已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ是电阻率ρ的倒数，即σ＝。下列说法正确的是(　　) A．材料的电导率越小，其导电性能就越强 B．电导率的大小与温度有关 C．某种材料的电导率与该材料的粗细、长短有关 D．电导率的单位是Ω·m 答案　B 解析　电导率越小，电阻率越大，材料的导电性能越差，故A错误；电导率与温度有很大的相关性，金属的电导率随着温度的升高而减小，有的半导体的电导率随着温度的升高而增大，故B正确；某种材料的电导率与温度和该材料本身有关，与材料的形状无关，故C错误；电阻率的单位为Ω·m，则电导率的单位为Ω－1·m－1，故D错误。 例2　(2022·深圳市福田外国语高中高二期中)用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，图中电压表的内阻为RV，电流表内阻为RA，测量时把电压表示数U和电流表示数I的比值作为电阻的测量值，忽略实验操作中的偶然误差，则下列说法正确的是(　　) A．电阻Rx的测量值大于真实值 B．电阻Rx的测量值小于真实值 C．电阻Rx的真实值为－RA D．电阻Rx的真实值为 答案　B 解析　由于电压表分流使电流表示数偏大，而电压表示数等于电阻Rx的真实电压，根据R＝可知电阻Rx的测量值小于真实值，故A错误，B正确；通过电阻Rx的电流为Ix＝I－，电阻Rx的真实值为Rx＝＝，故C、D错误。 例3　(多选)(2022·广州市高二期末改编)图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3 V。以下说法正确的是(　　) A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于最左端 B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小 C．小灯泡正常工作时的电阻为15 Ω D．电流表的分压作用导致该实验有误差 答案　AC 解析　开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于最左端，A正确；随着电压的增大，电流增大，则发热的功率增大，温度升高，随电压的增加，图线上各点与原点连线的斜率先不变后减小，则电阻先不变后增大，即表明小灯泡的电阻随温度的升高先不变后增大，B错误；小灯泡正常工作时电压为3 V，电流为0.2 A，则电阻为R＝＝15 Ω，C正确； 此电路采用电流表外接，则电压表的分流作用导致该实验有误差，D错误。 例4　如图所示，其中电流表A的量程为0～0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值。则下列分析正确的是(　　) A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 答案　C 解析　当接线柱1和2接入电路时，R1与电流表并联，并联后等效电阻为原来电流表内阻的，量程扩大为原来的3倍，每1小格表示的电流是0.06 A，故A、B错误；当接线柱1和3接入电路时，R1与电流表并联再整体与R2串联，但串联电阻对电流表量程无影响，每1小格表示的电流仍然是0.06 A，故C正确，D错误。 例5　(2023·肇庆市四会中学高二期中)如图所示，电路中的电阻R1＝30 Ω，R2＝R3＝20 Ω，另有一测试电源，所提供电压恒为10 V，以下说法正确的是(　　) A．若将c、d两端相连，a、b之间的等效电阻是40 Ω B．若将a、b两端相连，c、d之间的等效电阻是50 Ω C．当a、b两端接上测试电源时，c、d两端的电压为5 V D．当c、d两端接上测试电源时，a、b两端的电压为6 V 答案　A 解析　若将c、d两端相连，ab之间的等效电阻R＝R1＋＝40 Ω，A正确；若将a、b两端相连，cd之间的等效电阻R＝R2＋＝32 Ω，B错误；当a、b两端接上测试电源时，c、d两端的电压Ucd＝U＝4 V，C错误；当c、d两端接上测试电源时，a、b两端的电压为Uab＝U＝5 V，D错误。 例6　(2023·广州市第九十七中学高二月考)学校电工从市场买来一大捆铜导线，如图甲所示，他觉得其实际长度与所标的长度相差较大，为此请一组同学帮助他通过实验进行检测。 (1)为了得知该导线内铜丝的横截面积S，该小组先用小刀割去铜导线外皮，再用螺旋测微器测量裸露的铜丝的直径d，如图乙所示，则可读得d＝________ mm。 (2)该小组设计如图丙所示的电路来测定铜丝电阻，请根据图丙把图丁实物图连接完整。 (3)首先闭合开关S1，把开关S2拨向1，记下电压表的示数为U0，接下来把开关S2拨向2，调节________，使得电压表的示数为________，此时电阻箱R0接入电路的阻值为60 Ω。 (4)根据该小组设计的实验方案，计算铜导线长度的表达式L＝________(用铜导线的电阻R、横截面积S、电阻率ρ表示)，根据以上测得的数据可计算出该铜导线的长度为________ m。(已知铜的电阻率ρ＝1.7×10－8 Ω·m，结果保留三位有效数字) 答案　(1)0.350　(2)见解析图　(3)电阻箱阻值　U0　(4)　339 解析　(1)螺旋测微器的读数为d＝0＋35.0×0.01 mm＝0.350 mm。 (2) (3)采用等效替代法来测铜丝的电阻的步骤：首先闭合开关S1，把开关S2拨向1，记下电压表的示数为U0，接下来把开关S2拨向2，调节电阻箱阻值，使得电压表的示数为U0，此时电阻箱R0接入电路的阻值为60 Ω。 (4)由电阻定律可得R＝ρ 解得L＝ 横截面积S＝πd2 代入数据可解得L＝＝＝ m＝339 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$