第3章 恒定电流 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

章末小结与质量评价 第 三 章 1 一、知识体系建构——理清物理观念 2 二、综合考法融会——强化科学思维 3 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 CONTENTS 目录 一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 [例1]　如图所示,R1=6 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω,R4=3 Ω。求当开关S断开和开关S闭合时,电流表的示数。 [答案]　3 A　4 A 考法一　电路的分析与计算 [解析]　先用电流分支法将电路图进行简化,第一支线:由A经电阻R1到B;第二支线:由A经电阻R2到C再到B;第三支线:由A经电阻R3到D再经R4到B。以上三条支路并联,且在C、D间接有开关S,简化图如图所示。当开关S断开时电路中R3与R4串联再与R1、R2并联,由串并联电路规律可知I=++=3 A,当开关S闭合时R4被短路,R1、R2、R3并联,I'=++=4 A。 1.复杂电路的简化方法 (1)无电流的支路简化时可去掉。 (2)两等势点间的电阻可省去或视为短路。 (3)理想导线可长可短。 (4)节点沿理想导线可任意移动,但不得越过电源、用电器等。 融会贯通 (5)理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路。 (6)电路电压稳定时,电容器可认为是断路。 (7)在画等效电路图时,先将电压表、电流表摘除,等画好等效电路图后再补到相应的位置,这样可避免电表带来的干扰。 2.电路分析与计算的解题思路 (1)明确各电路元件的串、并联关系以及电流表、电压表测量的对象,分析电路结构。 (2)根据题目已知条件确定是从电路的整体还是从电路的某一部分入手进行分析,要从串、并联电路的特点出发找出各段电路之间的电流、电压关系,选用相应规律或公式建立方程求解。 (3)注意接在电路中的电流表和电压表是否是理想电表,如果是非理想电表,则应注意其内阻的大小;电容器在恒定电流电路中只有在电路接通和断开瞬间才有充、放电电流,当电路稳定后相当于阻值无限大的电阻(考虑为不漏电的理想电容器),使这部分电路断路,在简化电路时可把含电容器的支路去掉,若要求计算电容器的带电荷量,再在相应位置补上该电容器。 1.(多选)有三个电阻的阻值及额定电流分别为R1=10 Ω,I1 =1 A,R2=20 Ω,I2=2 A,R3=5 Ω,I3=2 A。它们组成的电路如图甲、乙、丙所示,下列关于各图的说法正确的是 (　 ) 对点训练 A.图甲中电路两端允许加的最大电压为35 V B.图乙中电路允许通过的最大电流为5 A C.图丙中电路两端允许加的最大电压为17.5 V D.图丙中电路允许通过的最大电流为2 A √ √ 解析:图甲中三个电阻串联,电路允许通过的最大电流为Imax=I1=1 A,故电路两端允许加的最大电压为Umax=Imax(R1+R2+R3)=1× (10+20+5)V=35 V,A正确;根据U=IR可得, 三个电阻的额定电压分别为U1=I1R1=1×10 V=10 V,U2=I2R2=2×20 V=40 V,U3=I3R3=2×5 V=10 V,图乙中三个电阻并联,故电路两端允许加的最大电压为Umax'=10 V,电路允许通过的最大电流为Imax'=++=3.5 A,故B错误; R1、R2的额定电压分别为10 V和40 V,故图丙中并联部分允许加的最大电压为Umax″=10 V,该部分允许通过的最大电流为Imax″=+=1.5 A,R3的额定电流为I3=2 A,故整个电路允许通过的最大电流为Imax‴=Imax″=1.5 A,整个电路两端允许加的最大电压为Umax‴=Imax‴,解得Umax‴=17.5 V,故C正确,D错误。 [例2]　一只小灯泡标有“3 V　0.6 W”字样,现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12 V,内阻为1 Ω;最大阻值为5 Ω的滑动变阻器;电流表的内阻约为1 Ω;电压表的内阻约为10 kΩ;开关一个、导线若干。 (1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用 　　　　(选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用　　　　(选填“分压式”或“限流式”)接法。  考法二　滑动变阻器的分压式和限流式接法 外接 分压式　 [解析]　因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx==15 Ω,而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ,满足RV≫Rx,电流表应采用外接法;实验中因小灯泡两端电压只需3 V,而电源电动势为12 V,所以滑动变阻器应采用分压式接法。 (2)在虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。 [答案]　见解析图 [解析]　电路图如图所示。 分压和限流电路的选择原则 1.若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),此时,须选用分压式电路。 融会贯通 2.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路。 3.若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。 4.两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、能耗低。 2.欲测量某种材料的电阻率 ρ,现提供以下实验器材: A.20分度的游标卡尺 B.螺旋测微器 C.电流表A1(量程为50 mA,内阻r1=100 Ω) D.电流表A2(量程为100 mA,内阻r2约为40 Ω) E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流为2 A) 对点训练 F.直流电源E(电动势为3 V,内阻很小) G.待测导电材料R2(长约为5 cm,电阻约为100 Ω) H.开关一个、导线若干 请回答下列问题: (1)用游标卡尺测得该材料的导线长度如图甲所示,其示数 L=　　　　 cm,用螺旋测微器测得该材料的导线外直径如图乙所示,其示数D=　　　　mm。  5.020 4.700 解析:由题图所示游标卡尺可知,其读数为: 50 mm+4×0.05 mm=50.20 mm=5.020 cm; 由题图所示螺旋测微器可知,其读数为: 4.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm。 (2)某实验小组设计了如图丙、丁所示的两种实验方案的电路图,为了尽可能精确地测量该材料的电阻率ρ,应选用图　　　　(填“丙”或“丁”)所示电路。  丁 解析:两个电流表中,电流表A2的满偏电流大于电流表A1的满偏电流,又电流表A1的内阻为定值,根据欧姆定律与串并联知识,应将电流表A1与待测导线并联后再与电流表A2串联,滑动变阻器阻值较小,应用分压式接法,应选择图丁所示电路图。 (3)某次实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2,用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示该材料的电阻率 ρ=　　　　　　。  解析:根据电阻定律有:R=ρ,样品横截面积:S=πD2 根据欧姆定律可得:R2= 三、价值好题精练——培树科学 态度和责任 1.小明家安装一路专线为额定功率1.5 kW的空调供电,用去的铜导线长50 m,横截面积2.5 mm2,已知铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,如果空调能够正常工作,这段导线上损失的电压最接近 (　 ) A.1.2 V　 B.2.3 V　　 C.12 V　　 D.23 V √ 解析:由P=UI得工作电流为:I== A≈6.82 A,根据电阻定律得到导线的电阻为:R=ρ= Ω=0.34 Ω,则正常工作时在这段导线上损失的电压为:ΔU=IR=6.82×0.34 V≈2.3 V,故B正确,A、C、D错误。 2.一照明灯泡电路如图所示,开关S闭合后,电灯不亮,但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。电灯不亮可能的原因是 (　 ) A.电厂停电 B.灯丝断了 C.供电线路某处零线断路 D.供电线路某处火线断路 √ 解析:家庭电路的两根线分别是火线和零线,测电笔和火线接触时,氖管会发光,接触零线时,氖管不会发光;接通开关后,测电笔测试a、b两点氖管都会发光,说明火线正常,并且灯泡也正常,故只有供电线某处零线断路,C正确。 3.磁悬浮列车需要很强的磁场,因此线圈中的电流将非常大。用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为 (　 ) A.超导线圈强度大 B.只有超导线圈才能产生强磁场 C.低于临界温度时,超导线圈无电阻不发热 D.低于临界温度时,超导线圈有电阻但不发热 √ 解析:线圈强度与是否是超导体无关,故A错误;只要电流大就能产生强磁场,故B错误;达到临界温度时,超导体电阻变为零,根据Q=I2Rt可知,产生热量为零,减小能量损耗,超导材料做磁悬浮线圈正是利用了超导体的这一特性,故C正确,D错误。 4.(2024·广西高考)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为 (　 ) A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3 解析:根据电阻定律R=ρ及欧姆定律ΔU=I·ΔR,整理可得ρ=·,结合题图乙可知导体L1、L2的电阻率之比==。故选B。 √ 5.(2024·山东高考)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下: 学生电源(输出电压0~16 V) 滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A); 电压表V(量程3 V,内阻未知); 电流表A(量程3 A,内阻未知); 待测铅笔芯R(X型号、Y型号); 游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。 回答以下问题: (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为　　　 mm;  解析:根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+45.0×0.01 mm=2.450 mm。 2.450　 (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到　　　　(填“1”或“2”)端;  解析:由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。 1 (3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I⁃U图像如图丙所示,求得电阻RY=　　　　　　　　　　Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;  1.92(1.90~1.94均可) 解析:根据题图丙的I⁃U图像,结合欧姆定律有 RY= Ω≈1.92 Ω。 (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率　　　　(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。  大于 解析:根据电阻定律R=ρ 可得ρ= 两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知ρX>ρY。 章末综合检测（三） (单击进入电子文档) $$