第十一章 电路及其应用 章末素养提升（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（人教版）

本高中物理讲义聚焦电流、电阻、串并联电路及多用电表等核心知识点，系统梳理电流定义式与微观表达式、电阻定义式与决定式，结合串并联规律形成知识支架，衔接科学思维与实验探究方法。 资料以核心素养为设计亮点，科学思维上通过I-U特性曲线分析、电表改装误差推理培养能力，科学探究结合全固态电池、防触电装置等实例设计实验，选用最新联考真题，课中辅助教学落实素养，课后助力学生巩固查漏。

章末素养提升 素养再现 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 串、并 联电路 1.串联电路：各处电流相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于各部分电阻之和 2.并联电路：总电流等于各支路电流之和，各支路两端电压相等，总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 多用电表 1.了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能 2.会使用多用电表测量电压、电流和电阻 3.会使用多用电表测量二极管的正反向电阻，会排查电路故障 科学思维 1.能从微观视角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.知道游标卡尺和螺旋测微器的测量原理，会正确使用游标卡尺和螺旋测微器，能根据实际情况选择合适的测量工具 2.能够掌握测量金属电阻率的实验原理和方法 3.会根据实验数据描绘U-I图像，求出电阻值。能根据串、并联电路的规律，对实验误差进行分析 4.认识多用电表的表盘结构及选择开关的功能，掌握多用电表的操作程序与使用要求，会使用多用电表测量电压、电流和电阻及判断二极管的极性，知道减小实验误差的方法 科学态度 与责任 1.养成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯 2.能认识物理测量的精度依赖于实验器材，而且测量是有误差的 3.通过分组实验，讨论、交流，培养团队合作意识 提能训练 例1　(2024·安徽省高二联考)随着中、日、美、韩等多家企业高调宣布全固态电池技术的新突破，全球范围内全固态电池技术再次引起广泛关注。2023年11月，在我国试验测试中，相比常规固态电池，采用界面改性技术的固态电池在150周循环后容量的保持率大幅提高，超过90%，电池寿命衰减率降低了50%，关于电池中对电流定义式I=理解，下列说法正确的是(　　) A.电池储存的电荷量q越多，它放电时的电流I一定越大 B.I的方向与自由电子的定向移动方向相反 C.I与通过导体横截面的电荷量成正比 D.I是矢量，方向由q的移动方向决定 答案　B 解析　电流大小与电源电压及电路总电阻有关，由于放电时间可能不同，故当电池储存的电荷量q越多，它放电时的电流I不一定越大，故A错误；I=是电流的定义式，I与q不成正比，也与t不成反比；电流有方向，其方向与正电荷定向移动的方向相同或与自由电子定向移动的方向相反，电流尽管有方向但它是标量，故B正确，C、D错误。 例2　(2025·广州市第六中学高二期中)a、b两电阻(阻值分别为Ra、Rb)接入如图甲所示电路中，电路中电压表、电流表均为理想电表。闭合开关移动滑片P，得到多组数据后画出两电阻的I-U特性曲线如图乙，图中图线b与横轴的夹角为α，则下列说法正确的是(　　) A.电阻a的阻值随其两端电压的增大而增大 B.可以用Rb=求Rb的大小 C.电流表示数大于0.8 A时，电压表V1示数小于V2示数 D.电流表示数为0.8 A时，电阻a的阻值为0.75 Ω 答案　C 解析　I-U图线上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻，由题图乙可知，在0<U<1.6 V时电阻a图线上的点与坐标原点连线的斜率不断增大，则其电阻不断减小，所以a的电阻随其两端电压的增大而减小，在U≥1.6 V时，电阻a的阻值不再变化，故A错误； 由于横、纵坐标轴的比例标尺不同，则不能由R==的关系求解，故B错误； 由题图可知，Ra、Rb串联，电流表示数大于0.8 A时，根据题图乙可知Ua<Ub，故电压表V1示数小于V2示数，故C正确； 根据欧姆定律可得当I=0.8 A时Ra===2 Ω，故D错误。 例3　(2025·北京市通州区高二期末)如图所示，电流表A的量程为0.6 A，内阻r=5 Ω。电阻R1=5 Ω，R2=20 Ω。用该电流表改装成电压表和量程更大的电流表，将接线柱a、b接入电路，下列说法正确的是(　　) A.若开关S闭合，可测量的最大电流为3 A B.若开关S断开，可测量的最大电压为12 V C.若开关S闭合且增大R1阻值，可测量的最大电流将增大 D.若开关S断开且增大R2阻值，可测量的最大电流不变 答案　D 解析　若开关S闭合，可测量的最大电流I=+IA=3.6 A，故A错误；若开关S断开，可测量的最大电压U=IA(R2+r)=15 V，故B错误；若开关S闭合且增大R1阻值，结合上述可知，可测量的最大电流将减小，故C错误；若开关S断开且增大R2阻值，由于电流表串联在电路中，则可测量的最大电流不变，仍然为0.6 A，故D正确。 例4　(2024·江西卷)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 (1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。 (2)现有实验器材：电流表(量程300 μA，内阻RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。 (3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃，重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图，分别如图(b)中甲、乙所示。 (4)若Rx-l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ=　　　　　　(用k、d、h表示)。实验结果表明，温度　　　　　　(填“高”或“低”)的水更容易导电。  (5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为_______ m。(保留两位有效数字)  答案　(2)见解析图　(4)kdh　高　(5)0.46 解析　(2)电源电动势为3 V，故电压表量程选择3 V可使实验结果更精确； 由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法时，可以消除系统误差，实物图如图所示： (4)根据电阻定律Rx=ρ=·l 故可得k=，得ρ=kdh 电阻率小的水更容易导电，根据题图(b)可知65 ℃的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。 (5)根据前面分析可知65 ℃的水的电阻率为 ρ=kdh=×0.07×0.03 Ω·m=24 Ω·m 故当选用内直径为d0=8.0×10-3 m的水管， 人体的安全电流为I0=1.0×10-3 A， 接入电压U=220 V时， 根据欧姆定律和电阻定律有 R==ρ 解得作为防触电装置的水管的长度至少应设计为lmin=0.46 m。 学科网（北京）股份有限公司 $