专题05 电路及其应用（期末复习课件）高一物理下学期人教版

这是一份高中物理期末复习课件，针对人教版高一物理下学期“电路及其应用”专题，包含考情分析、知识串讲、题型串讲、实战演练四个模块，为学生构建从考点把握到知识梳理再到解题应用的学习支架。 资料特色鲜明，融合核心素养培养，通过电流微观表达式推导等体现科学思维，伏安法测电阻等实验模块强化科学探究，结合典例分析动态电路等题型提升解题能力，分层实战练习帮助学生巩固基础突破难点，为教师教学提供系统复习方案，助力学生高效备考期末。高一学生处于物理思维形成阶段，需夯实电路基础，应对期末综合考查。

高一物理下学期 期末复习大串讲 人教版 考情分析 知识串讲 题型串讲 实战演练 专题05 电路及其应用 一 考情分析 二 知识串讲 三 题型串讲 四 实战演练 考点导航 考情分析 第一部分 考情分析 1. 分值占比 本专题是高一物理恒定电流核心主干，期末考试总分占比18～26 分。电路实验、动态电路、功率计算、电表改装为高频拉分大题，概念易混、模型固定，是期末必须满分拿下的重点板块。 2. 核心考查方向 （1）基础层：电流定义与微观本质、电压电势差、电阻定义与决定因素 （2）中层：电阻定律、导体伏安特性、串并联电路电流电压电阻规律 （3）拔高层：电功与电热区别、焦耳定律、纯电阻与非纯电阻电路功率计算 （4）综合层：闭合电路欧姆定律、路端电压规律、电表改装、动态电路、电路故障判断 考情分析 3. 命题特点 紧贴教材基础公式，以概念辨析、图像分析、电路计算、实验应用为主。侧重串并联等效化简、功率对比、闭合电路参数求解、电表改装推导；实验必考实物连线、电表读数、内外接与误差分析，套路固定、模型化极强。 4. 高频易错点 （1）混淆电流定义式与微观式适用条件，乱用公式 （2）把 当成决定式，误认为 R 与 U、I 有关 （3）串并联分压、分流规律记反，等效电阻计算出错 （4）非纯电阻电路乱用 、 （5）忽略电源内阻，直接把路端电压等同于电动势 （6）动态电路不会 “局部→整体→局部” 逻辑推导 （7）电表改装串联分压、并联分流原理记混 知识串讲 第二部分 思维导图 知识串讲01 电源和电流 1. 电源 （1）电源可使导线中的自由电子在静电力作用下发生定向移动形成电流； （2）电源能“搬运”电荷，保持导线两端的电势差，从而使电路中保持持续的电流； 2. 恒定电流 （1）方向：规定为正电荷定向移动的方向；外电路：电流从高电势低电势；内电路：负极； （2）电流有大小，有方向，但电流是标量； （3）三个公式的比较 定义式 决定式 微观表达式 一切范围 纯电阻 n:单位体积内电荷的数目；S:导体的横截面积；v电荷的定向移动速率 知识串讲02 电阻 （1）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大． （2）决定因素：①长度；②横截面积；③温度；④材料； （3）两个表达式   表达式 适用范围 区别 定义式 纯电阻电路 提供了一种测量电阻的方法，并不能说明电阻R与U和I有关 决定式 粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 电阻的决定因素 （4）电阻率与温度的关系 ①金属：电阻率随温度的升高而增大．②非金属：电阻率随温度的升高而减小． 知识串讲03 电功、电功率和焦耳定律 电功和电热、电功率和热功率的区别与联系   意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt W=Pt 对纯电阻电路，电功等于电热， W＝Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，W＞Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 P＝UI 对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P＝I2R 知识串讲03 电功、电功率和焦耳定律 非纯电阻电路的分析方法 (1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝Ir，最后求出输出功率P出＝P－Pr. (2)坚持“躲着”求解UM、IM：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流． (3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解． 知识串讲04 电源电动势 1．电动势 （1）电源：通过非静电力做功把_____________转化为_______的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等； ①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值， ； ②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压． 其他形式的能 电势能 E＝ 知识串讲04 电源电动势 项目 电动势E 电势差U 物理意义 非静电力做功，其他形式的能转化为电能 静电力做功，电能转化为其他形式的能 定义式 ,W为非静电力做功 ，W为静电力做功 单位 伏特（V） 联系 E=+，电动势等于未接入电路时两极间的电势差 2. 电动势和电势差的区分 2. 电动势和电势差的区分 3. 电源的内阻 （1）定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻； （2）决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大 知识串讲04 电源的输出功率和电源效率 知识串讲04 电源的输出功率和电源效率 电源输出功率的极值问题的处理方法 对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E，内阻为r，外电路有一可调电阻R，电源的输出功率为： 知识串讲04 电源的输出功率和电源效率 知识串讲05 串并联电路的特点 1．串并联电路的比较 2.串并联电路常用的四个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻 （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和 （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 知识串讲06 闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律 （1）公式：I＝ (只适用于纯电阻电路)； （2）其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir； ②功率表达式：EI＝UI＋. 2．路端电压与外电阻的关系 （1）一般情况：U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大； （2）特殊情况：①当外电路断路时，I＝0，U＝E；②当外电路短路时，I短＝，U＝0 知识串讲06 闭合电路的欧姆定律 3.对闭合电路欧姆定律的理解和应用 在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．   电源U－I图象 电阻U－I图象 关系式 U＝E－Ir U＝IR 图形 物理意义 电源的路端电压随电流的变化关系　 电阻两端电压与电阻中的电流的关系 知识串讲06 闭合电路的欧姆定律   电源U－I图象 电阻U－I图象 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小 表示该电阻的大小 斜率(绝对值) 电源电阻r的大小 若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小 两曲线在同一坐标系中的交点 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压 1. 螺旋测微器原理和使用 （1）构造：如图所示，S为固定刻度，H为可动刻度． （2）原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm. 2. 读数 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出． ②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm) ③如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm. 知识串讲07 螺旋测微器的使用和读数 1.游标卡尺的原理和使用 （1）构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉． （2）用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． （3）原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成． 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度都表示1 mm. 知识串讲08 游标卡尺的使用和读数 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3. 读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm. 2. 不同规格的游标卡尺 知识串讲08 游标卡尺的使用和读数 1.电流表和电压表的改装 知识串讲09 电表的改装 2.两种电表的使用技巧 （1）机械调零：在不通电时，指针在零刻度线的位置； （2）量程选择：指针在满偏刻度的以上； （3）接入方法：电流表与待测用电器串联，电压表与待测电阻并联，接线时，都是电流从正极（红色接线柱）流入，负极（黑色接线柱）流出； 3.读数 （1）0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位． （2）对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. （3）对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A. 知识串讲09 电表的改装 知识串讲10 电流表的内外接法 1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较 知识串讲10 滑动变阻器的分压接法和限流接法 2.两种接法的选择 （1）限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压． （2）要求电压从0开始逐渐增大，采取分压式接法． 知识串讲10 滑动变阻器的分压接法和限流接法 1.欧姆表的原理和使用 （1）构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成． 欧姆表内部：电流表、电池、 调零电阻串联． 外部：接被测电阻Rx. 全电路电阻：R总＝Rg＋R＋r＋Rx. （2）工作原理：闭合电路欧姆定律I＝. 知识串讲11 欧姆表的工作原理 （3）刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零． ①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0” (图甲) ②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”(图乙) ③当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于 欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻． 2.欧姆表测电阻的误差分析 （1）电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大． （2）欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常使表针指在中央刻度附近，即表盘的～范围内，误差较小． 知识串讲11 欧姆表的工作原理 1. 多用电表的原理和使用 （1）构造 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，又称万用表 知识串讲12 练习使用多用表 2. 多用表测电阻的使用步骤 （1）用螺丝刀轻轻转动多用电表的机械调零旋钮（调整定位螺丝），使指针正对零刻度（电流、电压的零刻度）。 （2）选挡：测电流、电压时选择合适的量程；测电阻时选择合适的倍率，以使指针指在中间刻度范围。 （3）测电阻选用合适的倍率后，用欧姆调零旋钮进行调零（表笔直接接触，指针指右侧电阻零刻度）。 （4）将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 （5）将指针示数乘以倍率得测量值。 （6）使用完毕后，将选择开关扳OFF到或交流电压最高挡。 知识串讲12 练习使用多用表 3. 多用表使用的注意事项 （1）使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位，如果指针偏转角度大小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。 （2）每次换挡后都要重新进行欧姆调零； （3）被测电阻要跟电源及其他元件断开； （4）测电阻时不要用两手同时接触表笔的金属杆； （5）读数时应将指针示数乘以相应倍率； 知识串讲12 练习使用多用表 1．实验原理 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率． 2．实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)， 电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)， 滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干， 螺旋测微器，毫米刻度尺． 知识串讲13 实验：导体电阻率的测定 3．实验步骤 （1）用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d. （2）连接好用伏安法测电阻的实验电路． （3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l. （4）把滑动变阻器的滑片调节到使接入 电路中的电阻值最大的位置． （5）闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内． （6）将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率． 知识串讲13 实验：导体电阻率的测定 一、基本实验要求 1．实验原理: 闭合电路欧姆定律． 2．实验器材: 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺． 3．基本操作 (1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按图连接好电路． (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端． (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数 并记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法再测量几组 I、U值，填入表格中． (4)断开开关，拆除电路，整理好器材． 知识串讲13 实验：电源电动势和内阻的测量 二、数据处理及规律方法 1．实验数据求E、r的处理方法 (1)列方程求解：由U＝E－Ir得， , 解得E、r. (2)用作图法处理数据，如图所示． ①图线与纵轴交点为E ②图线与横轴交点为I短＝； ③图线的斜率表示r＝||. 知识串讲13 实验：电源电动势和内阻的测量 一、基本实验要求 1．实验原理 (1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象； (2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系． 2．实验器材 小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔． 3．实验步骤 (1)画出电路图(如图甲所示)． 知识串讲14 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 (2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路． (3)测量与记录 移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的 电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计 的表格中． (4)数据处理 ①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系． ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点． ③将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线． 知识串讲14 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 4．实验器材选取 (1)原则：①安全；②精确；③操作方便． (2)具体要求 ①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6 A. ②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流． ③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值． ④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上． ⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器． 知识串讲14 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 题型串讲 第三部分 题|型|解|读 题型1 电流的微观表达式 电流的微观表达式推导中，取一段导体，横截面积为S，自由电荷单位体积数目为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动速率为v，那么在时间t内，流过导体横截面的自由电荷总体积是vtS，总电荷量Q＝nqvtS，结合电流定义式I＝Q/t，可推导出I＝nqSv，这个公式清晰展现了电流大小和电荷密度、电荷量、横截面积、定向移动速率四个物理量的定量关系。 题|型|解|读 题型1 电流的微观表达式 解决这类问题的关键，一是明确公式中每个物理量的物理意义，尤其要注意区分“自由电荷”的类型，金属导体中自由电荷是电子，电荷量为e，电解质溶液中则是正负离子，总电荷量需要将两种离子的贡献相加；二是能够结合导线横截面积、长度变化等条件，推导不同情境下各物理量的变化关系；三是能够区分电荷的三种速率：热运动速率、定向移动速率、电场传导速率，其中电流微观式里的v仅指导电电荷的定向移动速率。 题型1 电流的微观表达式 【典例1】（24-25高一下·山东泰安·期末）一长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的均匀长方体导体，在导体长度方向两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子（）受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动。阻碍电子向前运动的碰撞的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv（k为恒量）。电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中形成了恒定电流，下列说法正确的是（　　） A．导体两端电压满足 B．导体的电阻为 C．导体中匀强电场的场强大小为 D．制作导体的材料电阻率为 B 题型1 电流的微观表达式 【详解】AB．根据题意知，电子受到电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中形成了恒定电流，即，又， 由欧姆定律知，电流微观表达式，联立可得，，故A错误，B正确； C．在导体两端加上电压U，导体中匀强电场的场强大小为，故C错误； D．根据电阻定律可知制作导体的材料电阻率为，故D错误。 题型2 非线性元件伏安特性曲线 题|型|解|读 非线性元件的阻值随两端电压或通过电流的变化而变化，它的伏安特性曲线是一条曲线，某一点对应的电阻是该点与坐标原点连线的斜率，不是切线的斜率，这也是该类问题最常见的易错点。处理涉及非线性元件的问题时，不能直接套用欧姆定律计算，一般需要结合伏安特性曲线分析： 1. 若非线性元件接在恒定电动势且有内阻的电源两端，可在同一个坐标系中画出电源的U-I图像，两条图线的交点就是非线性元件的工作点，交点的坐标即为元件的工作电压和电流，由此可进一步计算元件的实际功率、等效电阻等物理量； 题型2 非线性元件伏安特性曲线 题|型|解|读 2. 若多个非线性元件串联，总电压等于各元件电压之和，串联时电流处处相等，因此可在相同电流下将各元件的电压相加，得到总电压随电流变化的伏安特性曲线，再结合电路总电压或电源特性求解；若多个非线性元件并联，总电流等于各元件电流之和，并联时各元件电压相等，因此可在相同电压下将各元件的电流相加，得到总电流随电压变化的伏安特性曲线，再结合电路条件求解。 题型2 非线性元件伏安特性曲线 B 题型2 非线性元件伏安特性曲线 【详解】A．根据欧姆定律有可知，图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故A错误； BC．根据欧姆定律有可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应点，小灯泡的电阻为 则对应点，小灯泡的电阻为，故B正确，C错误； D．小灯泡消耗的功率为，可知小灯泡的功率为图中过点的矩形所围面积大小，故D错误。 题型3 串并联电路电流、电压和电阻的计算 题|型|解|读 串并联电路的计算是恒定电流模块的基础问题，解决这类问题的核心是牢牢抓住串并联电路的电流、电压、电阻规律，同时掌握复杂混联电路的等效化简方法： 1. 电路化简的常用原则：无电流的支路可直接去除；电势相等的各点可以合并，等电势点之间的电阻无电流、不消耗功率，可直接去掉也可保留；理想导线两端电势相等，可任意缩短或延长；理想电流表内阻可视为0，理想电压表内阻可视为无穷大，分析电路结构时可分别将其短路、断路处理，当电表需要按实际内阻计算时，直接把电流表、电压表视为能显示自身电流、电压的电阻。 题型3 串并联电路电流、电压和电阻的计算 题|型|解|读 2. 复杂混联电路的分析步骤：首先，将电路中的理想电表做理想化处理，电流表短路、电压表断路，简化电路结构；然后，从电源正极出发，根据各节点的电势高低，梳理出电流的所有流向，依次画出等效电路；最后，根据串并联电路的电流、电压、电阻规律，结合题目要求计算待求物理量。 3. 特殊电表接入电路的计算：若电路中接入非理想的电流表、电压表，计算时不能直接忽略电表内阻，需将电流表按“已知内阻的定值电阻”、电压表按“阻值已知的大电阻”处理，再结合串并联规律计算即可。 题型3 串并联电路电流、电压和电阻的计算 A 【详解】AB．两端电压为 通过的电流为 两端电压为 两端电压为 故通过的电流从a流向b，大小为，故A正确B错误； CD．通过电流表的电流为，方向从左到右，故CD错误。 题型3 串并联电路电流、电压和电阻的计算 题型4 动态电路 题|型|解|读 电路的动态分析是恒定电流部分的常见题型，这类问题通常是电路中某一个电阻阻值发生变化，进而引发整个电路各个物理量的变化，解决这类问题有成熟的分析流程和常用技巧，核心规律是串并联电路的特点和闭合电路欧姆定律，常见的分析思路为“局部→整体→局部”，具体步骤如下： 1. 分析局部：首先确定发生变化的电阻阻值是增大还是减小，由此判断整个电路的总电阻变化趋势；根据闭合电路欧姆定律，总电阻变化后，电路的总电流会随之变化：任一电阻增大，电路总电阻一定增大，总电流一定减小；反之总电阻减小，总电流增大。 题型4 动态电路 题|型|解|读 2. 分析整体：得到总电流的变化后，先分析电源内部的电压变化：内电压，因此内电压会随总电流同方向变化，再根据，得到路端电压的变化趋势，总电流增大则内电压增大，路端电压减小；总电流减小则内电压减小，路端电压增大。 3. 回推局部：先分析不变部分的物理量变化，一般先看固定电阻的电压和电流：对固定电阻，可根据欧姆定律，由电压判断电流，或由电流判断电压；再分析变化部分的物理量，结合总电压或总电流的关系，推导变化部分的电压、电流变化。 题型4 动态电路 题|型|解|读 除了上述常规分析方法，处理串联分压、并联分流的动态问题还可以用“串反并同”的结论快速判断：“串反”指与变化电阻串联的元件，其电流、电压、功率的变化与电阻阻值变化相反；“并同”指与变化电阻并联的元件，其电流、电压、功率的变化与电阻阻值变化相同。利用这个结论可以跳过中间步骤，直接得出待求物理量的变化，大大提升解题速度。 题型4 动态电路 A 题型4 动态电路 【详解】BC．滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路阻值减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则电流表示数增大；根据 可知电压表示数增大；根据 可知电压表示数减小，故BC错误； A．电源的输出功率为 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于，且外电阻逐渐减小，所以电源输出功率一直增大，故A正确； 题型4 动态电路 D．根据欧姆定律可得 由于滑动变阻器接入电路阻值减小，所以电压表示数与电流表A示数的比值减小，故D错误。 故选A。 题型5 测量金属丝的电阻率 题|型|解|读 测量金属丝电阻率的核心是结合电阻定律与伏安法完成实验测量，需要重点关注器材选取、电路选择、数据处理与误差分析几个关键要点： 1. 器材读数要点 实验中需要用螺旋测微器测量金属丝直径，其读数规则为：固定刻度读数加上可动刻度读数，可动刻度读数需估读到千分之一毫米，多次测量取平均值以减小直径测量的偶然误差；金属丝接入电路的有效长度用毫米刻度尺测量，同样需要多次测量取平均值。 题型5 测量金属丝的电阻率 题|型|解|读 2. 电路接法选择 由于待测金属丝的电阻一般较小，电流表内阻带来的分压误差远大于电压表内阻带来的分流误差，因此通常选择电流表外接法；滑动变阻器既可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法，若没有特殊要求，限流式接法连接更简便、能耗更小，优先选择。 题型5 测量金属丝的电阻率 题|型|解|读 3. 数据处理方法 计算电阻率有两种常用方法：一是多次测量求出电阻的平均值，再结合电阻定律计算电阻率；二是利用伏安法得到多组U、I数据作出U-I图线，由图线斜率得到待测电阻，再代入公式计算电阻率，这种方法可以减小偶然误差。 4. 常见误差来源 误差主要来源于四个方面：一是直径和长度测量带来的偶然误差；二是电流表外接法带来的系统误差，由于电压表分流，使得测得的电阻偏小，最终导致计算得到的电阻率偏小；三是通电时间过长导致金属丝温度升高，电阻率随温度升高而增大，使得测量结果偏大；四是电表读数带来的偶然误差。 题型5 测量金属丝的电阻率 【典例1】（24-25高一下·河南洛阳·期末）某小组设计实验“测量金属丝的电阻率”，要求电压从零开始调节，测量尽可能精确，已知金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法对金属丝电阻进行测量时，有如下实验器材可供选择： 直流电源：恒压3V； 电流表A∶量程0 ~ 0.6A，内阻约0.125Ω； 电压表 V∶量程0 ~ 3V，内阻约3kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值20Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω； 开关、导线等。 题型5 测量金属丝的电阻率 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径D=____________  mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，可知金属丝的长度 L = ______ cm。 (2)在所给的器材中，滑动变阻器应选______（填写仪器的字母代号）。 1.743~1.747 5.240 R1 题型5 测量金属丝的电阻率 (3)请按实验要求，用笔画线表示导线，在图丙中完成测量金属丝电阻的实验电路连接，要求导线不能交叉。 (4)利用（3）问中的电路进行实验，记下电压表和电流表示数U、I，可得出计算金属丝电阻率的表达式为______（用题目测量的物理量来表示），实验得出的数值与电阻丝电阻率的真实值相比 ______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 偏小 题型6 伏安法测电阻 题|型|解|读 伏安法测电阻的核心是根据部分电路欧姆定律R=U/I，通过测量电阻两端电压和通过电阻的电流计算电阻阻值，需要重点掌握内接法、外接法的误差分析和接法选择，以及滑动变阻器两种接法的适用场景： 1. 电流表内接法与外接法对比 （1）内接法：电流表接在电压表的测量范围内部，测得的电压为待测电阻与电流表的总电压，由于电流表的分压作用，使得测得的电压偏大，电流测量准确，因此测得的电阻，误差来源于电流表的分压，当待测电阻阻值远大于电流表内阻时，电流表的分压误差很小，因此内接法适合测量大阻值电阻。 题型6 伏安法测电阻 题|型|解|读 （2）外接法：电流表接在电压表的测量范围外部，测得的电流为待测电阻与电压表的总电流，由于电压表的分流作用，使得测得的电流偏大，电压测量准确，因此测得的电阻，误差来源于电压表的分流，当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电压表的分流误差很小，因此外接法适合测量小阻值电阻。 2. 接法选择方法 若无法直接比较待测电阻与电流表、电压表内阻的大小关系，可以通过比较判断：当时，待测电阻为大电阻，选择内接法；当时，待测电阻为小电阻，选择外接法；也可以采用试触法，通过观察两次试触时电表的示数变化比例判断：若电压表示数变化比例大，说明电流表分压明显，选择外接法；若电流表示数变化比例大，说明电压表分流明显，选择内接法。 题型6 伏安法测电阻 题|型|解|读 3. 滑动变阻器接法选择 滑动变阻器有限流式和分压式两种接法，满足以下条件时优先选择分压式接法：①要求待测部分电压从0开始连续变化；②滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，限流式调节效果不明显；③即使滑动变阻器调至最大，电路中电流或电压仍超过电表量程或用电器额定值。若没有上述特殊要求，优先选择限流式接法，接线更简单、功耗更低。 题型6 伏安法测电阻 题型6 伏安法测电阻 A1 R1 题型6 伏安法测电阻 1.00 题型6 伏安法测电阻 (4)请在图丁中描出剩下的一个数据点，并作出该元件的U−I图线。 (5)若考虑电表内阻对实验的影响，该元件真实的U−I图线应位于图丁所绘图线的______（选填“左”或“右”）边，理由是___________________________________ ______________________________________________________________________________________________。 左 由图示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值大于真实值，因此该元件真实的U−I图线应位于图丁所绘图线的左边。 题型7 测量电源电动势和内阻 题|型|解|读 测量电源电动势和内阻的核心实验原理是闭合电路欧姆定律，通过多组路端电压和干路电流的数据求解电动势和内阻，需要重点掌握实验原理、电路接法、数据处理与误差分析： 1. 实验原理 根据闭合电路欧姆定律，只要得到两组路端电压U、干路电流I的数据，就可以联立方程组，解得，，为了减小误差，一般通过多组数据作图求解。以U为纵轴、I为横轴作图线，图线在纵轴的截距大小等于电源电动势E，图线斜率的绝对值等于电源内阻r。 题型7 测量电源电动势和内阻 题|型|解|读 2. 电路接法与器材选择 本实验常用两种电路接法： (1) 电流表相对电源的外接法：电压表并联在电源两端，测量路端电压，电流表测量干路电流，这种接法是教材中常用接法，适合干电池这类内阻较小的电源，此时电压表的分流作用带来的误差较小。 (2) 电流表相对电源的内接法：电流表直接与电源串联，电压表并联在电源和电流表两端，此时电流表的分压带来误差，适合测量内阻较大的电源，电压表分流带来的相对误差更小。 题型7 测量电源电动势和内阻 题|型|解|读 器材选择上，干电池电动势为1.5V左右，电压表一般选择0~3V量程，电流表一般选择0~0.6A量程，滑动变阻器选择较小阻值的即可，方便调节。 3. 误差分析 以常用的外接法为例，误差来源于电压表的分流：电流表测得的电流小于干路实际电流，根据推导可知，测得的电动势和内阻都小于真实值，当电压表内阻越大，误差越小。若采用内接法，误差来源于电流表的分压，测得的电动势等于真实值，测得的内阻大于真实值，等于电源真实内阻与电流表内阻之和。除此之外，读数误差、作图误差也会带来偶然误差。 题型7 测量电源电动势和内阻 ACD 题型7 测量电源电动势和内阻 (2)根据记录的数据，做出如图所示的图线，根据所画图线可得，电动势E=__________V。（结果保留三位有效数字），内电阻r=____Ω（结果保留两位有效数字） 2.95~2.98 1.6 题型7 测量电源电动势和内阻 B 实战演练 第四部分 基础通关练 C 基础通关练 C 基础通关练 B 重难突破练 A 重难突破练 B 重难突破练 （3）实验得到小灯泡的I-U图像如图所示，则可知随着电压的增大，小灯泡的电阻___________（填“增大”“减小”或“不变”）。如果将这个小灯泡接到电动势为2.5V，内阻不计的电源两端，小灯泡消耗的功率为___________W。（结果保留2位有效数字） 增大 1.1 重难突破练 5．（24-25高二上·湖北武汉·期末）一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品，横截面外缘为正方形，如图甲所示。此金属管线样品长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为，因管芯绝缘材料截面形状不规则，无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案，现有如下器材可选： A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） D．电流表（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） E.电压表V（量程0~3V，内阻约为6kΩ） F.滑动变阻器（，允许通过的最大电流2A） G.滑动变阻器（，允许通过的最大电流0.5A） H.蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） I.开关一个、带夹子的导线若干 重难突破练 D F 戊 重难突破练 (4)若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U，则计算内芯截面积的表达式为______。 重难突破练 重难突破练 （2）将图甲中多用电表的红表笔和__________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。 （3）测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小，需要将多用电表挡位调到电阻__________（填“×1”或“×100”）挡。 （4）将红表笔和黑表笔短接，调零点。 （5）如果需要改成量程为0.6A的电流表，需要__________（填“串联”或“并联”）__________Ω（结果保留2位有效数字）的电阻。 1 并联 ×100 5.0 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 $