第11章 电路及其应用 章末整合素养提升(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

107 章末整合 素养提升 ●知识网络构建 把电于从正极搬运到负极的装置 电源 定义 电 导体对电流的阻碍作用 大小和方何都不随时间变化的电流 定义 体 影响导体电导体的长度，横截面积以 1号 公式 恒定 电 阻的因素 及材料 电流 流 电阻定律 安培，简称安，背号是A,事用卑单位 R=PS 位还有：毫安、微安 游标卡尺 电流处处相等 长应的剩量 实验：导 螺旋测微器 总电压等于各部分电压之和 串联电路 电路及 的特点 体电阻率 其应用 的则量 金属丝电阻 总电阻等于各部分电阻之和 翠的测量 p-SR ndR 4 总电流等于各支路电流之和 电路 总电压与各支路电压相等 并联电路 认识多用电表上卡部分为表盘，下 的特点 实验： 丰部分为选择开关 总电阻的倒教等于各支路电阻的 联 习使用多 倒数之和 用电表 测电压 电压表：灵致电流计串联一个电阻 电压表和 路 使用多 门电流表的 用电表 测电流 电流表：灵敏电流计并联一个电阻 结构 测电阻 ●高考真题专练 (3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G 热点专练】电表的改装及电流表、电压表内阻 和标准电压表V的示数分别为1、U,则电 的测量 流表G的内阻可表示为 。(结果 1.(2024·安徽卷，12)某实验小组要将电流表G 用U、IR,R2表示) (铭牌标示：I=500μA,R.=800D)改装成量 (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始 程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对 终比标准电压表的读数偏大，经排查发现 其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电 阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图(1) 电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有 所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 偏差，则只要 即可。（填正确答 案标号) A.增大电阻箱R,的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 标准电压表P工 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 M Ro N (5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G 的示数如图(2)所示，此示数对应的改装 图0) 电压表读数为 V。(保留2位有 200 300 效数字) 400 100 热点专练2伏安特性的测定 500 2.(2024·1月浙江卷，18)在探究热敏电阻的特 性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同 图(2) 温度时的阻值如下表 (1)开关S,闭合前，滑片P应移动到 温度 (填“M”或“N”)端。 4.19.014.320.028.038.245.560.4 /℃ (2)根据要求和已知信息，电阻箱R,阻值已调 至12002，则R2的阻值应调至 电阻/ 220 160 100 60 45 30 25 15 no 1022 108 某同学利用上述热敏电阻R、电动势E=3V (2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接人电路部分 (内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有 的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所 3k2、5k2、12k三种可供选择)、控制开关 示，从图中读出金属丝电阻约为 n. 和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环 (3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R 境温度低于20℃，现要求将室内温度控制在 =10.02,则这种金属材料的电阻率为 20~28℃范围，且1、2两端电压大于2V,控 ·m。(结果保留两位有效数字) 制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ,定值电阻R的阻值应选 kQ, 4.(2024·新课标卷，10)学生实验小组要测量 1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加 量程为3V的电压表V的内阻R、。可选用的 热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。 器材有：多用电表，电源E(电动势5V),电压 热系统 加热系统 加热系统 表V,(量程5V,内阻约3k),定值电阻R (阻值为800Ω)，滑动变阻器R,(最大阻值 榨州开关 税制开关 ?制开大 A c 502),滑动变阻器R(最大阻值5k2),开关 S,导线若干。 R HE S HE S 完成下列填空： 热点专练3多用电表欧姆挡问题 (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻 3.(2024·江苏卷，11)某同学在实验室做“测定 首先应 (把下列实验步骤前的字 金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有 母按正确操作顺序排列)： 如下实验器材可供选择： A.将红、黑表笔短接 A.直流电源：电动势约为3V,内阻可忽略不计； B.调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 B.电流表A:量程0~100mA,内阻约为5D: C.电压表V:量程0~3V,内阻为3k: C.将多用电表选择开关置于欧姆挡 D.滑动变阻器：最大阻值为100D,允许通过 “×10”位置 最大电流为0.5A: 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电 E.开关、导线等 压表的 (填“正接线柱、负接线 柱”或“负接线柱、正接线柱”)相连，欧姆 表的指针位置如图(a)中虚线I所示。为 了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧 姆挡 (填“×1”“×100”或 “×1k”)位置，重新调节后，测量得到指 针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则组测得 到的该电压表内阻为 k2(结果保 0315 0 留1位小数)： 2 3 mtT .T 1,5 5000Y -v- 250 /Y 15 乙 (1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的 长度L=0.820m,用螺旋测微器测量金属 丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中 读出金属丝的直径为 mm 图a ●109 时应将K掷到 (填“1”或 “2”)端： (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R、= Ω（保留3位有效数字）：采用同样方法得 图 到X型号铅笔芯的电阻为1.702： (2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b) A 所示的电路，其中滑动变阻器应选 (填“R”或“R”),闭合开关S前，滑 1.0 动变阻器的滑片应置于 (填“a 或“b”)端； 05 (3)闭合开关$，滑动变阻器滑片滑到某一位 置时，电压表V,、待测电压表的示数分别 05 1015202.5 30n 为U,、U,则待测电压表内阻R、= 内 (用U,、U和R。表示)： (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长 (4)测量得到U,=4.20V,U=2.78V,则待测 度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋 电压表内阻R、= k(结果保留3 测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相 位有效数字)。 等，则X型号铅笔芯的电阻率 热点专练4电阻率的测量 (填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电 5.(2024·山东卷，14)某学习小组对两种型号 阻率。 铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 6.(2024·广西卷，6)将横截面相同、材料不同 学生电源（输出电压0~16V) 的两段导体L、L2无缝连接成一段导体，总长 滑动变阻器（最大阻值102，额定电流2A); 度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑 电压表V(量程3V,内阻未知)： 片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随 电流表A(量程3A,内阻未知)： 滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导 待测铅笔芯R(X型号、Y型号)： 体LL2的电阻率之比约为 ( 游标卡尺，螺旋测微器，开关S,单刀双掷开关 UN 05- K,导线若干。 04 03 0.2 0 00250500.751.00./m A.2:3 B.2:1 C.5:3 D.1:3 甲 7.(2024·江苏卷)某同学在实验室测定金属块 回答以下问题： 的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图 (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测 2)外，还有如下实验器材可供选择： 量结果如图甲所示，该读数为 mm: A.直流电源：电动势约为3V,内阻可忽略 (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开 不计： 关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左 B.电流表A:量程0~100mA,内阻约为12： 调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别 C.电流表A2:量程0~10mA,内阻约为42： 掷到12端，观察到电压表示数变化比电 D.电压表V:量程0~3V,内阻约为3kΩ： 流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻 E.滑动变阻器R:0~10: 110 F.滑动变阻器R2:0~502: 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率 G.开关、导线等 更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电 流表A,的内阻更小，你认为小明的说法 是否正确，说明你的理由 图1 图2 热点专练5伏安特性的测定 (1)用多用电表欧姆挡粗测金属块电阻，测得8.(2023·全国甲卷，9)某同学用伏安法测绘一 A、B端电阻Rs=4D,测C、D端电阻时的 额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的 示数如图3所示，则Rn= n. 伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为 6k2,电流表内阻约为1.5Ω。实验中有图 (a)和(b)两个电路图供选择。 --0 A A ● D 图(a) 图b) ↑imA 60 图3 00 (2)测C、D端电阻时滑动变阻器应选 200 (填实验器材前字母序号)。 0 2 4 6 U/V (3)实物连线如图4所示，其中4个区域，连错 图⊙ 的部分是 (1)实验中得到的电流/和电压U的关系曲线 如图(c)所示，该同学选择的电路图是图 1；2 (填“a”或“b”)」 (2)若选择另一个电路图进行实验，在图(c) 中用实线画出实验中应得到的关系曲线 的示意图。 ③线 图4 (4)连通电路时，滑动变阻阻滑片应置于最 端（选填“左”或“右”）。 (5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表A, 测量C、D间电阻时选用电流表A2,经过 一系列测量后得到金属块的电阻率P 和Pn PAR Pen 素养等级测评 1.02 1.06 请同学们认真完成考案（三）》(2)多用表测电流或电压时，只要根据功能旋钮所指示的量！ 进多用电表，而图甲中电流的流向与此相反，表笔接法错误 程看表盘相对应的刺度嘉线，并根据读数规则，直接读出指针 A错误：测电流时，多用电表应该串在电路中，图乙的接法正 指示的读数即可，而欧舞表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡 确，B说法错误：多用电表在使用的时候，电流应该从红表笔 次倍率，才是电阻的测量使 流进多用电表，从黑表笔流出，按照此电流流向，丙图测量二 跟踪训练2：乙电阻50mA 极管的正向电阻，C正确：丁图测量的是二极管的反向电阻， 解析：由电路中连接情况知，多用电表与乙电阻串联，故测试 阻值很大，D错误。故选C 的是乙电阻的电流，由图知选择量程为100mA,故指针指示：课堂效果反馈 读数为50mA 1,B测量通过灯泡的电流时，多用电表应串联接入电路：A错 类型三 误：测量电阻两端的电压时，将红，黑表笔分别接在图中b、© 典题3：C设数装成的欧姆表的内阻为，根据题意可知1= 两点，B正确：测量电阻的阻值时，应先将S断开，再将红、黑 r 表笔分别接在图中b,c两点，C错误；测量电源的电动势时，应 ,车R解得电源的电动势=R,故选C。 先将S断开，再将红、黑表笔分别接在图中a,e两点，D错误。 银踪训练3：D用电流表测电阻时，根据闭合电路的欧姆定律 故选B。 有E=(R+R++R),可见将电流表表盘刻度改为相应的2D小灯泡的电阻R-号-15Q,使用多用电表测电阻时，选 电阻值，刻度不是均匀的，选项A错误：由题意，根据闭合电路 择开关旋至电阻×1挡进行测量。故选D。 的欧娟定律，则有：E=I(R。+R+r)=0.005×(R.+R+r),E 3.D欧姆表读数是表盘读数乘以挡位倍率，图中读数为22D =/2(B.+R+r+300)=0.002×(R:+R+r+300),把R.+R ×100=22000,故A、B.C错误，D正确。故选D。 +r看成一个总电阻R,则由上面两式可得R=2000,选项4.B“闭合开关S,红黑表笔分别接在接线柱E,F上，电压表 C错误：用这个装置测量小灯泡的阻值需要小灯泡与电源断 示数为1,5V”说明从电源正极到接线柱E是没有断路，从电 开，所以不能用来测量电路中正常发光的小灯泡的阻值，选项 源负极到接线柱F没有断路：“断开开关S,选择欧姆×k挡」 B错误；用这个装置测量600D的电阻时，有：E=2(R+R+ 红、黑表笔分别同时接E、F,指针不偏转”说明接线柱E,接线 r+300)=0.002×(R:+R+r+300),E=13(R.+R+r+600) 柱F之间也就是小灯泡电阻无穷大，是断路，如果灯泡短路。 =,×(R,+R+r+600),解得电流表的示数为1=1.25mA 指针应该有明显地偏转。故B正确，A、C、D错误。故选B。 故选D 类型四 章末整合 素养提升 典题4：C测量前应检查指针是否停在“A”刻度线的“0”处，即 高考真题专练 电阻的无穷大处，选项A错误：欧姆表换挡时必须重新调零， 1.(1)M(2)4000 同一挡时测不同电阻不需要重新调零，选项B错误；测电阻时 如果指针偏转过大，所测电阻较小，应将选择开关S拨至倍率 （3)R=号-R-飞 较小的挡位，重新调零后再测，选项C正确：测电阻时，电流从 (4)A(5)0.86 红表笔流入多用表，从黑表笔流出，在外电路，经被测电阻回 解析：(1)由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了保护 到红表笔，选项D错误。故选C 电路，在开关S,闭合前，滑片P应移到M端： 跟踪训练4：C用多用电表的欧姆挡的“×10Ω”挡测量一个电 (2)当开关S,接b时，电压表量程为1V,根据欧姆定律U,= 阻的阳值，发现表的指针偏转角度很大，说明倍率挡选择的过 I(R+R,),当开关S接a时，电压表量程为3V,根据欧姆 高，则为了准确测定该电阻的阻值，应该选择“×1”挡，重 定律=/.(R+R,+R),其中R,=12000,联立解得R= 新进行欧姆调零后再测量。故选C。 40002: 类型五 (3)当开关S接a时，根据欧姆定律U=1(R+R,+R),可 典题5：(1)红表笔右侧0刻度线2200(2)小于 解析：(1)电流应从红表笔流入多用表，从黑表笔流出多用 得电流表G的内阻可表示为R=7-R,一R: 表，由图甲中电源位置可知，插孔A应接红表笔：红黑表笔想 (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表 接，调节R使指针向右偏转，指向欧姆表的0刻度位置，即表 的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根 盘右侧0刻度线：选择开关置于欧姆将“×100”倍率，由图乙 据闭合电跳的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。故选A: 指针所指位置可知待测电阻R阻值为R=22×I(00且 (5)根据闭合电路欧姆定律八，=1，(R,+R,)=430×10-6× =22000. (800+1200)V=0.86V (2)欧姆挡“×10”倍率的内阻比“×100”倍率的内阻小，使用2.C31,8 “×0”倍率测二极管的正向电阻时，二极管两墙的电压较大， 解析：电路A,定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实 由二极管的正向1-U图像可知，此时二极管的电阻较小，则 现电路的控制，故A错误：定值电阻和热敏电阻串联，温度越 欧姆表读数R小于R,。 低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现 银踪训练5：C多用电表在使用的时候，电流应该从红表笔流 」，2两瑞电压大于2V,控制开关开启加热系统加热。故B器 243 误：定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越 解析：(I)根据旋测做器的读数规则可知，其读数为d= 大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1,2两端电压大于2V, 2mm+0.01×45.0mm=2.450mm: 控制开关开启加热系统加热。故C正确。故适C。由热敏电 (2)由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此 阻R,在不同温度时的阻值表可知，20.0℃的阻值为60×100 电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到【端： RE=60。 n=6kn,由题意可知e=尼+R=6kn+R×3V=2V.解 （3)根据西两的1-U西焦，结合欧好定体有风一呈9头 得R=3k。28℃时关闭加热系统，此时热敏电阻阻慎为 1.910,根器电阻定律R=p了，可得p=空，两特材料的横能 RS 45n,虎时12两点同的电压为53×3V=18.则1， 面积近似相等，分别代入数据可知P>P, 2两端的电压小于1,8V时，自动关闭加热系统。 3.(1)0.787(0.785-0.789)(2)9.0(3)5.9×10-6 6.B 根据电阻定律R=p专，得△R=p告，根据欧姆定律△U= 解析：(1)根据螺旋测微器的读数规律，该读数为d=0,5mm +28.7×0.01mm=0.787mm: 1·AR,整理可得p=氵，结合题图可知导体L、山的电 Ar (2)根据欧姆表的读数规律，该读数为R=9.0×1)=9.0D: 0.2 (3)根据电阻定徐有R=p了=P L 4pl ,变形可得p 阻率之比= 0.25 nd A0.5-0.2 子放 1.00-0.25 :时代入黄摇每得密 _Rmd_10.0x3.14×(0787×10327.(1)330(2)P(3)②(4)右(5)错误：理由见解析 4×0.820 解析：(1)由图可得，多用电表欧姆挡选用“×100”倍率，则C、 =5.9×100·m D端电阻Rw=3.3×1000=3300。 4.(1)CAB负接线柱，正接线柱 (2)由图1可得，滑动变阻器采用限洗式接入电路，为了多次 URa ×1001.6(2)Ra(3)0,-t (4)1.57 测量时电压表、电流表数据有明显变化，应该接入阻值和C、D 解析：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择 端电阻接近的滑动变阻器R,即选F。 欧姆挡即C选项：将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位 (3)电压表测量金属块和电流表两端的电压，连接错误的区城 置：接着将红，黑表笔短接即A选项：进行欧姆调零即B选项： 是②区城，目前电压表测量电流表两端的电压，应将电压表的 调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为 右边接线柱(+接线柱)连接到电阻的右端。 AB。多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电 (4)接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在阻值最大的最右端 阻时电源在多用电表内，故将多用电表的红，黑表笔分别与待 位置 测电压表的“负接线柱、正接线柱”相连。读数时欧姆表的指 (5)金属块A、B同的电阻约为4且，若用内阻约为4Ω的电流 针位置如图()中虚线I所示，偏转角度较小即倍事选择过 表测量，其误差要比内阻约为【电流表测量较大，测量值的 小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大 相对误差约为4×100%=25%：测量全属块C.D间约3300 处，而根据表中数据可知选择“×1k”倍率又过大，故应选挥 做姆挡“×1O0”的位置。测量得到指针位置如图(a)中实线 电凰，测量值得相对误差约为0×10%=1.2%，误差更小， Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为R=160×100D= 测得的电阻计算电阻率更准确，则小明的说法错误。 1.6k0 :8.(1)a(2)见解析图 (2)图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为 了方便润节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即R,:为保护 解析：()由于R,R=95,而小灯泡的电厘约为r=号= 电路，且测量电路部分电压从零开始条件，闭合开关S前，带 12D,则电流表应采用外接法，则该司学选择的电路图是图 动变阻器的滑片应置于a端。 (a) (3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为/= (2)若选用另一个电路图即图(b)实脸，会有U=U。+R、,则 ,-0 ，根据欧好定律得待测电压表的阻值为R,= 分别代入电流200m4,400mA,500mA,可知对应的电压应为 1.4V4.0V.6.75V,描点连线如下图 URo =,-0 ↑mA 600- (4)测量得到，=4.20V,0=2.78V,带入待渊电压表的腿 400 值素装文风，=对特测意压表内阻风=子沿为口 200 =15660g1.57k0 5.(1)2.450(2)1(3)1.91(4)大于 6 -244