新教材人教版高中物理必修第三冊(cè)-第11章-電路及其應(yīng)用-精品教學(xué)課件

1、第1節(jié)電源和電流第2節(jié)導(dǎo)體的電阻第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表拓展課電路及其應(yīng)用的綜合問(wèn)題第十一章 電路及其應(yīng)用核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維1.了解電流的形成條件、電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)。2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定，會(huì)用公式qIt分析相關(guān)問(wèn)題。會(huì)推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式，從微觀的角度認(rèn)識(shí)影響電流大小的因素。知識(shí)點(diǎn)一電源觀圖助學(xué)如圖所示，A、B分別帶正、負(fù)電荷，如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R，導(dǎo)線R中自由電子會(huì)在靜電力的作用下定向移動(dòng)，電子在導(dǎo)線中定向移動(dòng)，導(dǎo)線中有瞬間電流，我們想在導(dǎo)線中產(chǎn)生持續(xù)的電流，應(yīng)該怎樣解決呢？1.電源的概

2、念：在電路中把在_作用下移動(dòng)到導(dǎo)體A的電子_到導(dǎo)體B的裝置。2.電源的作用(1)在導(dǎo)體A、B兩端維持一定的_。(2)使電路中保持_的電流。靜電力搬運(yùn)電勢(shì)差持續(xù)3.常見(jiàn)的電源思考判斷(1)電源能把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。()(2)必須有電源，自由電荷才能在電路中移動(dòng)。()觀圖助學(xué)雷鳴電閃時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是因?yàn)橛谐掷m(xù)的電流流過(guò)小燈泡，電流是怎么形成的呢？知識(shí)點(diǎn)二恒定電流1.恒定電場(chǎng)(1)定義：由_的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)。(2)形成：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。(3)特點(diǎn)：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線與

3、導(dǎo)線_，電荷的分布是_的，導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是沿導(dǎo)線切線方向的恒定電場(chǎng)。穩(wěn)定分布平行穩(wěn)定2.電流定向移動(dòng)電流強(qiáng)弱程度毫安微安103106正電荷3.恒定電流(1)概念：大小、方向都_的電流。(2)形成：_使自由電荷速率增加，自由電荷與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子的碰撞，使自由電荷速率減小，最終表現(xiàn)為平均速率不變。不隨時(shí)間變化恒定電場(chǎng)觀察探究如圖所示，在裝有導(dǎo)電液體的細(xì)管中，有正、負(fù)兩種電荷向相反的方向運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)細(xì)管某截面的正電荷為q1，通過(guò)此截面的負(fù)電荷為q2。(1)確定通過(guò)導(dǎo)電液體中電流的方向；(2)計(jì)算導(dǎo)電液體中電流的大小。核心要點(diǎn)對(duì)電流的理解探究歸納1.電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流。當(dāng)把導(dǎo)體和

4、電源連接后，導(dǎo)體中形成恒定電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力的作用下定向移動(dòng)形成電流。(1)產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端有電壓。(2)形成持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合。2.電流的方向規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍瑒t負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，金屬導(dǎo)體中自由移動(dòng)的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。3.電流的大小4.電流是標(biāo)量電流雖然有方向，但是它遵循代數(shù)運(yùn)算法則，所以電流不是矢量而是標(biāo)量。導(dǎo)師點(diǎn)睛判斷一個(gè)物理量是矢量還是標(biāo)量，關(guān)鍵是看其運(yùn)算法則是否滿足平行四邊形定則。試題案例例1 下列說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成了電流B.在國(guó)際單位制中，

5、電流的單位是安培(A)C.電流有方向，它是一個(gè)矢量D.任何物體，只要其兩端電勢(shì)差不為零，就有電流存在解析自由電荷定向移動(dòng)才形成電流，僅有電荷移動(dòng)但不是定向移動(dòng)則不行，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有電壓，且必須是導(dǎo)體而非任何物體，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電流有方向，但它是標(biāo)量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案B例2 如圖所示，電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)面積為S的截面的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下說(shuō)法中正確的是()答案D針對(duì)訓(xùn)練1 (多選)下列關(guān)于電流方向的說(shuō)法中，正確的是()A.電流的方向就是自由電荷定向移動(dòng)的方向B.電流的方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向C.在金屬導(dǎo)體中

6、，電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反D.在電解液中，電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同解析人們規(guī)定電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，A錯(cuò)誤，B、D正確；金屬導(dǎo)體中，自由電子的定向移動(dòng)形成電流，故在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反，C正確。答案BCD針對(duì)訓(xùn)練2 某電解池中，若在2 s內(nèi)各有1.01019個(gè)二價(jià)正離子和2.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A答案D要點(diǎn)歸納1.電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo)金屬導(dǎo)體中的電流跟自由電子定向移動(dòng)的速率有關(guān)，它們之間的關(guān)系可用下述

7、方法簡(jiǎn)單推導(dǎo)出來(lái)。核心要點(diǎn)電流的微觀表達(dá)式導(dǎo)體左端的自由電子到達(dá)右端2.對(duì)電流的微觀表達(dá)式IneSv的理解試題案例例3 (多選)一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流過(guò)的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為q，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為v，在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()思路點(diǎn)撥計(jì)算自由電子數(shù)目有以下兩條思路：(1)t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量It與自由電子電荷量q的比值。(2)t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于導(dǎo)線vt長(zhǎng)度內(nèi)所含的自由電子數(shù)。答案AC方法歸納利用InqSv分析問(wèn)題應(yīng)注意的三個(gè)方面(1)各個(gè)物理量都要

8、用國(guó)際單位。(2)正確理解各符號(hào)的意義，特別是n表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，v表示自由電荷定向移動(dòng)速度的大小。(3)若已知單位長(zhǎng)度的自由電荷數(shù)為n，則電流的微觀表達(dá)式為Inqv針對(duì)訓(xùn)練3 一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)線的橫截面積為S，導(dǎo)線內(nèi)自由電子的電荷量為e，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率為v，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的自由電子數(shù)為N。則導(dǎo)線中的電流為()A.neSv B.nevC.N D.Ne答案D要點(diǎn)歸納核心要點(diǎn)三種不同速率的比較自由電荷定向移動(dòng)速率自由電荷定向移動(dòng)形成電流，其中電荷定向移動(dòng)的速率一般為105 m/s的數(shù)量級(jí)無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率導(dǎo)體中的自由電子在不停地做無(wú)

9、規(guī)則運(yùn)動(dòng)，由于沿各個(gè)方向無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流。常溫下自由電子熱運(yùn)動(dòng)的速率的數(shù)量級(jí)為105 m/s電場(chǎng)傳播速率(或電流傳導(dǎo)速率)就是導(dǎo)體中建立電場(chǎng)的速率，等于光速，為3108 m/s。閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng)，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流試題案例例4 一根導(dǎo)線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當(dāng)電流較大時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A.單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多B.自由電子定向移動(dòng)的速率較大C.自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率較大D.電流的傳導(dǎo)速度較大解析對(duì)同一根導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一樣的，A錯(cuò)誤；電流和自由電子的定向移動(dòng)的速率有關(guān)

10、，與自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率無(wú)關(guān)，故B正確，C錯(cuò)誤；電流的傳導(dǎo)速度是電場(chǎng)的形成速度等于光速c，和電流的大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B針對(duì)訓(xùn)練4 導(dǎo)線中的電流是1 A，導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2。(1)在1 s內(nèi)，有多少個(gè)電子通過(guò)導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e1.61019 C)?(2)自由電子的平均移動(dòng)速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.51028個(gè)自由電子)?(3)自由電子沿導(dǎo)線定向移動(dòng)1 m，平均要多少時(shí)間？(2)由公式IneSv，答案(1)6.251018個(gè)(2)7.35105 m/s(3)3.78 h第2節(jié)導(dǎo)體的電阻核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1.理解電阻的定義，進(jìn)一步體會(huì)比值定義法。2.掌握

11、歐姆定律。3.知道什么是線性元件和非線性元件。4.知道影響導(dǎo)體電阻的因素，掌握電阻定律。5.知道電阻率概念，知道常見(jiàn)金屬導(dǎo)體電阻率的大小排序。6.知道導(dǎo)體的電阻率和溫度有關(guān)。1.通過(guò)對(duì)比思維找出線性元件和非線性元件的區(qū)別。2.能根據(jù)IU圖像或UI圖像求導(dǎo)體的電阻。3.能用控制變量法探究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積和材料的關(guān)系。1.經(jīng)歷探究過(guò)程，綜合信息得出電流和電壓的關(guān)系，會(huì)利用IU圖像處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.掌握探究影響導(dǎo)體電阻因素的方法，會(huì)設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路。3.經(jīng)過(guò)合作探究，綜合信息得出導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)一導(dǎo)體的電阻觀圖助學(xué)(1)鳥(niǎo)兒落在110 kV的高壓輸電線上，雖然通

12、電的高壓線是裸露導(dǎo)線，但鳥(niǎo)兒仍然安然無(wú)恙，這是為什么？(2)電流、電壓、電阻是電學(xué)的三大基礎(chǔ)物理量，它們之間存在著聯(lián)系嗎？1.電阻電壓電流2.歐姆定律正比反比觀圖助學(xué)上圖所示，是電子產(chǎn)品里用到的各式各樣的電阻，它們的阻值各不相同。試猜想：影響電阻的阻值的因素有哪些呢？我們?nèi)绾翁骄坑绊戨娮璧囊蛩啬?？知識(shí)點(diǎn)二影響導(dǎo)體電阻的因素1.導(dǎo)體電阻與其影響因素的定性關(guān)系移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以改變它的電阻，這說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的_有關(guān)；同是220 V的燈泡，燈絲越粗用起來(lái)越亮，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的橫截面積有關(guān)；電線常用銅絲制造而不用鐵絲，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的材料有關(guān)。2.探究思路為探究導(dǎo)體電阻是否與導(dǎo)體橫截面積、

13、長(zhǎng)度和材料有關(guān)，我們采用_法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。長(zhǎng)度控制變量3.探究方案(1)_探究；(2)_探究。4.電阻定律實(shí)驗(yàn)邏輯推理長(zhǎng)度l橫截面積S材料思考判斷(1)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積兩個(gè)因素決定。()(2)材料相同的兩段導(dǎo)體，長(zhǎng)度大的導(dǎo)體的電阻一定比長(zhǎng)度小的導(dǎo)體的電阻大。()(3)一根阻值為R的均勻電阻線，均勻拉長(zhǎng)，電阻增大。()觀圖助學(xué)如圖所示，這是一種測(cè)溫度的儀器，叫作電阻溫度計(jì)。那么，你知道它是通過(guò)什么物理原理來(lái)測(cè)溫度的嗎？知識(shí)點(diǎn)三導(dǎo)體的電阻率1.概念：電阻率是反映導(dǎo)體_性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小_。2.單位：歐姆米，符號(hào)為m。3.影響電阻率的兩個(gè)因素：材料

14、和溫度。導(dǎo)電無(wú)關(guān)思考判斷(1)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體導(dǎo)電性能越差。()(2)把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，則每段的電阻率都不變。()(3)溫度變化導(dǎo)致金屬電阻變化的原因是金屬的電阻率隨溫度變化。()觀察探究現(xiàn)有兩個(gè)導(dǎo)體A和B，利用如圖所示的電路分別測(cè)量A和B的電壓和電流，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。核心要點(diǎn)對(duì)導(dǎo)體的電阻、歐姆定律及伏安特性曲線的理解和應(yīng)用U/V02.04.06.08.0導(dǎo)體AI/A00.200.420.600.78導(dǎo)體BI/A00.130.260.400.54(2)對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB)來(lái)說(shuō)，電流與它兩端的電壓有什么關(guān)系？U與I的比值怎樣？(3)對(duì)導(dǎo)體A、

15、B，在電壓U相同時(shí)，誰(shuí)的電流?。空l(shuí)對(duì)電流的阻礙作用大？(1)在坐標(biāo)系中，用縱軸表示電壓U、用橫軸表示電流I，分別將A和B的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并作出UI圖線。答案(1)UI圖線如圖所示(2)對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB)，電流與它兩端的電壓成正比，導(dǎo)體A或?qū)wB的電壓與電流的比值是個(gè)定值，但兩者的比值不相等。(3)電壓相同時(shí)，B的電流小，說(shuō)明B對(duì)電流的阻礙作用大。3.IU圖像與UI圖像的區(qū)別(圖線為直線時(shí))(1)坐標(biāo)軸的意義不同：IU圖像中，橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I；UI圖像中，橫坐標(biāo)表示電流I，縱坐標(biāo)表示電壓U。(2)圖線斜率的意義不同：IU圖像中，斜率表示電阻的倒數(shù)，UI圖像中，

16、斜率表示電阻，如圖所示，在圖甲中R2R1，圖乙中R2R1。試題案例思路點(diǎn)撥(1)導(dǎo)體的電阻不隨導(dǎo)體兩端電壓的變化而變化。(2)理清導(dǎo)體兩端原來(lái)的電壓與后來(lái)的電壓之間的數(shù)量關(guān)系。答案2.0 A例2 (多選)如圖所示，為某一金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖像可知()A.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而增大B.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而減小C.導(dǎo)體兩端電壓為2 V時(shí)，電阻為0.5 D.導(dǎo)體兩端電壓為2 V時(shí)，電阻為1 答案AD針對(duì)訓(xùn)練1 (多選)已知兩個(gè)導(dǎo)體的電阻之比R1R221，那么()A.若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1I221B.若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1I212C.若導(dǎo)體中電流相等，則U1U221D.若

17、導(dǎo)體中電流相等，則U1U212答案BC針對(duì)訓(xùn)練2 (多選)如圖所示是某導(dǎo)體的IU圖線，圖中45。下列說(shuō)法正確的是()答案ABD觀察探究如圖所示，將不同導(dǎo)線接入A、B兩點(diǎn)間進(jìn)行測(cè)量。核心要點(diǎn)探究導(dǎo)體電阻的影響因素及電阻定律(1)相同材料、相同橫截面積，電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系？(2)相同材料、相同長(zhǎng)度，電阻與橫截面積的關(guān)系？(3)相同長(zhǎng)度、相同橫截面積的不同材料電阻相同嗎？答案(1)電阻與長(zhǎng)度成正比。(2)電阻與橫截面積成反比。(3)不同。探究歸納1.電阻定律試題案例例3 如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab2bc。當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為I；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為

18、()答案A針對(duì)訓(xùn)練3 歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律。有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且abc。電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是()答案A觀察探究觀察表中數(shù)據(jù)核心要點(diǎn)對(duì)電阻率的理解材料/(m)材料/(m)銀1.6108鐵1.0107銅1.7108錳銅合金4.4107鋁2.9108鎳銅合金5.0107鎢5.3108鎳鉻合金1.0106(1)回答什么樣的金屬電阻率大？什么樣的金屬電阻率??？(2)在電路中導(dǎo)線一般用什么材料制作？答案(1)合金的電阻率大，純凈金屬的電阻率小。(2)在電路中的導(dǎo)線一般用電阻率小且造價(jià)低的鋁或銅制作。探究歸納1.電阻

19、率是反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無(wú)關(guān)。2.電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用(1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)。(2)大部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻。(3)有些合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。(4)許多導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻率可以降到零，這個(gè)現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象。試題案例例4 關(guān)于金屬的電阻率，下列說(shuō)法正確的是()A.純金屬的電阻率小，合金的電阻率較大，絕緣體的電阻率最大B.純金屬的電阻率隨溫度的升高而減小，絕緣體的電阻率隨溫度的升高而增大C.合金的電阻率隨溫

20、度的升高而減小D.電阻率的大小只隨溫度的變化而變化，與材料無(wú)關(guān)解析由不同種類金屬的電阻特點(diǎn)知A正確；純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，而合金的電阻率隨溫度的升高增加量很小或不變，B、C錯(cuò)誤；電阻率除與溫度有關(guān)外，還與材料有關(guān)，D錯(cuò)誤。答案A方法總結(jié)(1)由于電阻率隨溫度變化而變化，因此導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化。(2)關(guān)于用電器的電阻問(wèn)題涉及金屬電阻率時(shí)，必須考慮用電器電阻值隨溫度的變化。不考慮溫度變化對(duì)用電器電阻值的影響時(shí)，可作為定值電阻來(lái)處理。用電器實(shí)際電壓的變化量相對(duì)額定電壓來(lái)說(shuō)較大，需要考慮用電器電阻隨溫度的變化；若較小，則可以認(rèn)為電阻不變。針對(duì)訓(xùn)練4 關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說(shuō)法中，

21、正確的是()解析導(dǎo)體的電阻率由材料本身性質(zhì)決定，并隨溫度變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體中電流大小無(wú)關(guān)，A、B、C錯(cuò)誤；電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，存在超導(dǎo)現(xiàn)象，D正確。答案D要點(diǎn)歸納1.用電壓表和電流表測(cè)量電壓和電流時(shí)，根據(jù)其分度值的不同進(jìn)行估讀。2.估讀方法(1)十分估讀：量程為03 V的電壓表和量程為03 A的電流表，讀數(shù)方法相同，此量程下的分度值分別是0.1 V和0.1 A，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的十分之一，也就是讀到0.01 V或0.01 A。如果以伏特或安培為單位，則估讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。核心要點(diǎn)電壓表電流表的讀數(shù)(2)五分估讀：量程

22、為015 V的電壓表，其分度值為0.5 V，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的五分之一，也就是讀到0.1 V。如果以伏特為單位，小數(shù)點(diǎn)后面只有一位。(3)二分估讀：量程為00.6 A的電流表，其分度值為0.02 A，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的二分之一，這時(shí)要求“半格估讀”，讀到最小刻度的一半0.01 A，靠近左邊刻度線讀左邊刻度線對(duì)應(yīng)的值、靠近右邊刻度線讀右邊刻度線對(duì)應(yīng)的值、靠近中間讀半刻度線對(duì)應(yīng)的值。最后讀數(shù)如果以安培為單位，小數(shù)點(diǎn)后面有兩位數(shù)。試題案例例5 如圖是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的兩個(gè)量程的電流表的刻度盤(pán)，當(dāng)用“”和“0.6”兩接線柱時(shí)，能測(cè)量的最大電流是_A，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表_A，圖中表針的示數(shù)為_(kāi)A

23、；當(dāng)使用“”和“3”兩個(gè)接線柱時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表_A，圖中表針的示數(shù)為_(kāi)A。解析00.6 A量程的分度值是0.02 A，用二分估讀法估讀到分度值的二分之一，也就是讀到0.01 A，所以圖中示數(shù)為0.48 A；03 A量程分度值是0.1 A，用十分估讀法估讀到分度值的十分之一，也就是讀到0.01 A，所以示數(shù)是2.40 A。答案0.60.020.480.12.40第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究掌握測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材。進(jìn)一步掌握用伏安法測(cè)電阻的電路的設(shè)計(jì)思想，會(huì)根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)電路圖?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持很好地交流、合作，準(zhǔn)確記錄

24、數(shù)據(jù)，認(rèn)真進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。了解本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)的物理量及所用的器材和方法；能進(jìn)行分組分層、自主合作探究，能綜合信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。1.設(shè)計(jì)原理常用的刻度尺的最小分度一般為1 mm，使用時(shí)估讀到毫米的下一位。實(shí)驗(yàn)一長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用一、刻度尺2.刻度尺的使用方法(1)使用前要觀察刻度尺的零刻度線、量程及最小刻度值，根據(jù)待測(cè)物的大小和所需達(dá)到的測(cè)量準(zhǔn)確度，選擇合適的刻度尺。(2)測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí)，刻度尺應(yīng)與被測(cè)物體平行，刻度線緊貼被測(cè)物體。(3)通常測(cè)量時(shí)，將刻度尺的零刻度線與被測(cè)長(zhǎng)度的起始端對(duì)齊；使用零刻度線已被磨損的刻度尺時(shí)，則可以讓某一整數(shù)刻度線與被測(cè)長(zhǎng)度的起始端對(duì)齊。(4)觀察示數(shù)時(shí)，視線

25、應(yīng)與刻度尺垂直，并與刻度線正對(duì)。(5)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)估計(jì)到最小刻度的下一位。二、游標(biāo)卡尺1.結(jié)構(gòu)及作用游標(biāo)卡尺是測(cè)量長(zhǎng)度的較精密的儀器，它的主要部分由一根主尺和一根_(或稱副尺)構(gòu)成，如圖所示。游標(biāo)尺2.原理(以十分度為例)主尺的最小分度是_，副尺上有10個(gè)等分刻度，它們的總長(zhǎng)度等于9 mm，因此副尺上每一個(gè)分度比主尺的最小分度小0.1 mm。當(dāng)副尺的零刻度線與主尺的零刻度線對(duì)齊時(shí)，副尺上的第一條刻線、第二條刻線依次與主尺的1 mm刻線、2 mm刻線分別相差0.1 mm、0.2 mm，副尺上第十條刻線正好對(duì)齊主尺上9 mm刻度線，這種游標(biāo)卡尺可以準(zhǔn)確到_，其他不同準(zhǔn)確度的游標(biāo)卡尺的原理也是一樣的。

26、1 mm0.1 mm見(jiàn)表格游標(biāo)卡尺精度(mm)測(cè)量結(jié)果n為游標(biāo)卡尺上正對(duì)刻度左側(cè)的小格數(shù)(mm)小格數(shù)刻度總長(zhǎng)度(mm)主尺與游標(biāo)卡尺每小格長(zhǎng)度差(mm)1090.10.10.1n20190.050.050.05n50490.020.020.02n3.使用方法(1)校零位：使卡腳并攏，查看游標(biāo)與主尺零刻線是否對(duì)齊，否則加以修正。(2)測(cè)量：將待測(cè)物放在兩測(cè)量爪之間(注：測(cè)一般物長(zhǎng)用外測(cè)量爪，測(cè)孔徑等物體內(nèi)部長(zhǎng)度時(shí)，用內(nèi)測(cè)量爪，測(cè)深槽或深筒時(shí)，用游標(biāo)后的深度尺窄片)，移動(dòng)游標(biāo)，使測(cè)量爪剛好與物體接觸即可讀數(shù)。(3)讀數(shù)：以游標(biāo)零刻線位置為準(zhǔn)，在主尺上讀取整毫米數(shù)L0。看游標(biāo)上第幾條刻線與主尺上的

27、某一刻線對(duì)齊，從游標(biāo)上讀出毫米以下的小數(shù)為KL，式中K為與主尺某刻線對(duì)齊的游標(biāo)第K條刻線，L為游標(biāo)卡尺的精度。得讀數(shù)為L(zhǎng)0KL。4.注意事項(xiàng)(1)不管是10分度的游標(biāo)卡尺，還是20分度、50分度的游標(biāo)卡尺，在讀數(shù)時(shí)均不需要向后估讀一位。(2)讀數(shù)時(shí)要使視線與尺垂直，避免產(chǎn)生視差。(3)使用卡尺時(shí)應(yīng)防止撞擊，切不可用游標(biāo)卡尺量度毛坯，以免損傷測(cè)腳。(4)測(cè)腳必須緊靠工件，用制動(dòng)螺絲把游標(biāo)尺固定后再讀數(shù)。三、螺旋測(cè)微器1.結(jié)構(gòu)及作用2.測(cè)量原理螺旋測(cè)微器又叫_，它是一種比游標(biāo)卡尺更精密的測(cè)量長(zhǎng)度的儀器，如圖所示的是一種常用的螺旋測(cè)微器，用它測(cè)量長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到_，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上

28、，可動(dòng)刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D、測(cè)微螺桿F是連在一起的，并通過(guò)精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距為_(kāi)，即D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或者后退0.5 mm，可動(dòng)刻度E上的刻度為50等分，每一小格表示0.01 mm，這也就是螺旋測(cè)微器的精度，讀數(shù)時(shí)再估讀一位，即可測(cè)到0.001 mm，故也叫作千分尺。千分尺0.01 mm0.5 mm3.使用方法(1)校準(zhǔn)零位：測(cè)量前使測(cè)微螺桿F和測(cè)砧A并攏，可動(dòng)刻度E的零刻度與固定刻度B的軸向線應(yīng)在固定刻度的零刻度線處對(duì)齊，否則應(yīng)加以修正。(2)測(cè)量：旋動(dòng)旋鈕D，將測(cè)微螺桿F旋出，把被測(cè)的物體放入A、F之間的夾縫中，轉(zhuǎn)動(dòng)D，當(dāng)F將要接觸物體時(shí)，再輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕D，當(dāng)聽(tīng)到

29、“嗒、嗒”的聲音時(shí)(表明待測(cè)物剛好被夾住)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊手柄使F止動(dòng)。(3)讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。測(cè)量值(毫米)固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米)4.注意事項(xiàng)(1)測(cè)量時(shí)，當(dāng)F將要接觸被測(cè)物體時(shí)，要停止使用D，改用D，以避免F和被測(cè)物體間產(chǎn)生過(guò)大的壓力，這樣，既可以保護(hù)儀器又能保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出。(3)讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01 mm，估讀到0.001 mm，即測(cè)量結(jié)果若用mm為單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位。如在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)可動(dòng)刻度中某刻

30、度線正好與固定刻度的水平線對(duì)齊，則最后一位讀數(shù)要補(bǔ)上一個(gè)零。如某同學(xué)讀出的讀數(shù)為“6.32 mm”，肯定有效數(shù)字是錯(cuò)的，正確的應(yīng)讀成6.320 mm。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法，會(huì)正確使用。2.練習(xí)使用電流表、電壓表及伏安法測(cè)電阻。3.測(cè)定金屬的電阻率。實(shí)驗(yàn)二金屬絲電阻率的測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)原理毫米刻度尺螺旋測(cè)微器三、實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、_、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線、待測(cè)金屬絲、電源(學(xué)生電源)、 _。毫米刻度尺滑動(dòng)變阻器四、實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在待測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄。2.連電路：按實(shí)驗(yàn)原理中的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路。3.量長(zhǎng)度：用_測(cè)

31、量接入電路中的待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，重復(fù)測(cè)量3次，并記錄。4.求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值_的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S。改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。5.拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。毫米刻度尺最大五、數(shù)據(jù)處理1.金屬絲直徑的測(cè)量(1)特別注意半刻度是否露出。(2)因螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm，可動(dòng)刻度上對(duì)齊的格數(shù)需要估讀，所以，若以毫米為單位的話，最后一位應(yīng)出現(xiàn)在小數(shù)點(diǎn)后的第三位上。(3)把三個(gè)不同位置的測(cè)量結(jié)果求平均值作為直徑d。2.金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量(1)應(yīng)測(cè)量接入電路中

32、的有效長(zhǎng)度。(也要估讀)(2)把3次測(cè)量結(jié)果求平均值作為長(zhǎng)度l。3.電阻R的測(cè)量(1)平均值法：可以用每次測(cè)量的U、I分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值，作為測(cè)量結(jié)果。(2)圖像法：可建立UI坐標(biāo)系，將測(cè)量的對(duì)應(yīng)U、I值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像斜率來(lái)求出電阻值R。4.電阻率的計(jì)算六、誤差分析1.金屬絲直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量帶來(lái)偶然誤差。2.電流表外接法，R測(cè)R真導(dǎo)致測(cè)真(系統(tǒng)誤差)。3.通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電流過(guò)大，都會(huì)導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化(系統(tǒng)誤差)。七、注意事項(xiàng)1.為了方便，應(yīng)在金屬導(dǎo)線連入電路前測(cè)導(dǎo)線直徑，為了準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)量拉直懸空的連入電路的導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，且各測(cè)量三次，取平均值。2.測(cè)量電路應(yīng)選用電流

33、表外接法，且測(cè)電阻時(shí)，電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，因?yàn)殡娮杪孰S溫度而改變。3.為準(zhǔn)確求出R的平均值，應(yīng)多測(cè)幾組U、I數(shù)值，然后采用UI圖像法求出電阻。4.滑動(dòng)變阻器用限流式接法就可以滿足該實(shí)驗(yàn)的要求。例1 現(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度，如圖所示，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對(duì)應(yīng)的位置，測(cè)得的金屬絲長(zhǎng)度為_(kāi)mm。在測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準(zhǔn)確地測(cè)量金屬絲的直徑？請(qǐng)簡(jiǎn)述測(cè)量方法。核心要點(diǎn)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)答案972.0金屬絲直徑測(cè)量方法見(jiàn)解析例2 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)

34、為_(kāi)mm。(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量某物體的厚度時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為_(kāi)mm。解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)固定刻度讀數(shù)可動(dòng)刻度讀數(shù)，題中螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為8 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為47.00.01 mm0.470 mm，所以讀數(shù)為8 mm0.470 mm8.470 mm。(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)主尺讀數(shù)(整毫米數(shù))游標(biāo)尺讀數(shù)(對(duì)齊格數(shù)精度)，題中游標(biāo)卡尺的主尺部分的讀數(shù)為20 mm，對(duì)齊格數(shù)為第12條，20分度的游標(biāo)卡尺的精度為0.05 mm，所以讀數(shù)為20 mm120.05 mm20.60 mm。答案(1)8.470(2)20.60針對(duì)訓(xùn)練1 用刻度尺測(cè)量一木板的長(zhǎng)度如圖所示，木板的長(zhǎng)度應(yīng)記

35、為_(kāi)cm。解析因?yàn)樗每潭瘸叩姆侄戎禐? mm，所以應(yīng)估讀到小數(shù)點(diǎn)后的第2位。木板的長(zhǎng)度是10 cm4 mm估計(jì)值，記作10.41 cm。(或10.42 cm、10.40 cm均可)答案10.41(或10.42、10.40均可)針對(duì)訓(xùn)練2 如圖為10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼管內(nèi)徑時(shí)的示數(shù)，其示數(shù)為()A.2.90 cm B.2.9 cmC.2.27 mm D.2.27 cm解析游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為2.2 cm，游標(biāo)尺上第7個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)讀數(shù)為0.17 mm0.7 mm0.07 cm，所以最終讀數(shù)為：主尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)為：2.2 cm0.07 cm2.27 cm；故選D。答案D針對(duì)

36、訓(xùn)練3 用螺旋測(cè)微器測(cè)量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是_mm。解析螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0118.0 mm0.180 mm，所以最終讀數(shù)為0.680 mm。答案0.6801.兩種接法的特點(diǎn)(1)限流式接法耗能低，但電壓調(diào)節(jié)范圍??；(2)分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍大，并且可從零開(kāi)始變化。核心要點(diǎn)滑動(dòng)變阻器的使用方法2.滑動(dòng)變阻器的兩種接法及其應(yīng)用限流式接法分壓式接法電路圖閉合開(kāi)關(guān)前滑片位置滑片在最左端，以保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大滑片在最左端，開(kāi)始時(shí)R兩端的電壓為零例3 如圖所示，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值是200 ，R2300 ，A、B兩端電壓UAB8

37、 V。(1)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，移動(dòng)滑片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少？(2)當(dāng)S閉合時(shí)，移動(dòng)滑片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少？(2)當(dāng)S閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1為分壓式接法，當(dāng)滑片在最下端時(shí)，R2兩端電壓為0，當(dāng)滑片在最上端時(shí)，R2兩端的電壓最大，為8 V，所以R2兩端的電壓變化范圍為08 V。答案(1)4.88 V(2)08 V方法總結(jié)1.滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)不能同時(shí)接入電路，否則電流將從金屬桿流過(guò)而將滑動(dòng)變阻器短路。2.限流式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較小，而分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較大(電壓最小值從0開(kāi)始)，在具體應(yīng)用中要根據(jù)題目要求合理選擇。針對(duì)訓(xùn)練4 (多選)滑動(dòng)變阻

38、器的原理如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是()A.若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值增大B.若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值減小C.將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱D.將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱解析若將a、c兩端連在電路中，aP部分將連入電路，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，aP部分的導(dǎo)線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，變阻器接入電路中的阻值將增大，A正確；若將a、d兩端連在電路中，也是aP部分將連入電路，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，aP部分的導(dǎo)線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，變阻器接入電路中的阻值將增大，B錯(cuò)誤；A、B兩個(gè)

39、選項(xiàng)中均為限流式接法，可見(jiàn)在限流式接法中，a、b兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，C錯(cuò)誤；在滑動(dòng)變阻器的分壓式接法中，a、b兩個(gè)接線柱必須接入電路，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，D正確。答案AD1.伏安法測(cè)電阻原理核心要點(diǎn)伏安法測(cè)電阻2.電流表的兩種接法3.選擇電流表內(nèi)、外接的常用方法(1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計(jì)的情況，當(dāng)RxRA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)RxRV時(shí)，采用外接法，即大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”。(2)公式計(jì)算法(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況，如圖所示，把

40、電壓表的可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選外接法。例4 在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200 ，電壓表V的內(nèi)阻約為2 k，電流表A的內(nèi)阻約為10 ，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示。答案Rx1大于小于點(diǎn)評(píng)內(nèi)接法的誤差來(lái)自電流表的分壓，外接法的誤差來(lái)自電壓表的分流，哪個(gè)誤差小就選哪一個(gè)。針對(duì)訓(xùn)練5 在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常常需要測(cè)量電學(xué)元件的電阻值，如：小燈泡、金屬絲、電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻、待測(cè)電阻等。利用伏安法測(cè)量某電阻的阻

41、值，有如下實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電阻，阻值約為100 電流表(量程00.3 A，內(nèi)阻約0.125 )電壓表(量程015 V，內(nèi)阻約5 k)電源15 V滑動(dòng)變阻器(阻值010 ，允許最大電流2 A)開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干條請(qǐng)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求盡量減小誤差，用鉛筆畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，再連接線路圖。答案見(jiàn)解析例5 在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，所用金屬電阻絲的電阻約為30 。現(xiàn)通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)測(cè)量該電阻絲的電阻率。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出電阻絲的直徑為d。(2)實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線及下列器材：電壓表V1(量程為03 V，內(nèi)阻約為3 k)電壓表V2(量程為015 V，內(nèi)阻約為15 k)電流表A1(量程為01

42、00 mA，內(nèi)阻約為5 )核心要點(diǎn)金屬絲電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理及操作電流表A2(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.1 )滑動(dòng)變阻器R1(05 )滑動(dòng)變阻器R2(01 k)電源(電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，內(nèi)阻不計(jì))為了便于調(diào)節(jié)電路并能較準(zhǔn)確地測(cè)出電阻絲的阻值，電流表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。(3)如圖所示，將電阻絲拉直后，將其兩端分別固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，刻度尺的中間有一個(gè)可沿電阻絲滑動(dòng)的觸頭，觸頭的另一端為接線柱c，當(dāng)用手按下觸頭時(shí)，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可在刻度尺上讀出。實(shí)驗(yàn)中改變觸頭與電阻絲接觸的位置后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)I保持不變，分別測(cè)量出多組接入電路中電阻絲的

43、長(zhǎng)度L與對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U。請(qǐng)?jiān)趫D中完成實(shí)驗(yàn)電路的連接，部分已連好的線不能改動(dòng)。(要求：能改變接入電路中的電阻線的長(zhǎng)度和能進(jìn)行多次測(cè)量)解析(2)由于電源電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，所以電壓表應(yīng)選V1，由歐姆定律可知，通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流為答案(2)A1R1(3)電路圖如解析圖所示針對(duì)訓(xùn)練6 在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需要用刻度尺測(cè)出待測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻Rx。(1)請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式_(用上述測(cè)量的字母表示)。(2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為l

44、_cm，金屬絲直徑的測(cè)量值為d_mm。 甲乙(3)用電流表和電壓表測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。按如圖丙所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差。丙利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是：第一步：先將R2的滑片調(diào)到最左端，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2擲向1閉合，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過(guò)量程)，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1。第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2擲向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。請(qǐng)寫(xiě)出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電

45、阻Rx的表達(dá)式Rx_。例6 在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。核心要點(diǎn)金屬絲電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為電池組(提供電壓為3 V)、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.3

46、0I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用下圖中的_圖(選填“甲”或“乙”)。(3)下圖是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如下圖所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出UI圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx_(保留2位有效數(shù)字)。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率

47、約為_(kāi)。A.1102 m B.1103 mC.1106 m D.1108 m(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差，本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是_(有多個(gè)正確選項(xiàng))。A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D.用UI圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差(3)實(shí)物圖如圖甲所示解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0 mm39.80.01 mm0.398 mm。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx4.4 。(4)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，選盡可能

48、多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖乙所示。(6)系統(tǒng)誤差是由儀器的某些不完善或?qū)嶒?yàn)方法不夠完善等產(chǎn)生的，其測(cè)量結(jié)果總是偏大或偏小；偶然誤差具有隨機(jī)性，可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值或圖像法來(lái)減小偶然誤差。答案(1)0.398(0.3950.399均正確)(2)甲(3)見(jiàn)解析圖甲(4)見(jiàn)解析圖乙4.4(4.34.7均可)(5)C(6)CD方法總結(jié)(1)實(shí)物連接時(shí)，注意導(dǎo)線不能相交叉，并且要注意閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，分壓電路的輸出端電壓要為零。(2)對(duì)螺旋測(cè)微器進(jìn)行讀數(shù)時(shí)要注意：以毫米為單位時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后面要有三位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)字為零時(shí)，不能省略。在讀數(shù)時(shí)

49、注意半毫米刻度線是否已露出。針對(duì)訓(xùn)練7 某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí)，電阻與橫截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如圖所示。讀得直徑d_mm。(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù)：請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與橫截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不滿足，請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系。電阻R/121.050.023.910.03.1導(dǎo)線直徑d/mm0.8010.9991.2011.4941.998導(dǎo)線橫截面積S/mm20.5040.7841.1331.7533.135(3)若導(dǎo)線的電阻率5.1

50、107 m，則表中阻值為3.1 的導(dǎo)線長(zhǎng)度l_m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。解析(1)由圖可知，導(dǎo)線直徑d1 mm20.00.01 mm1.200 mm。(2)由表中數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)RS2常量，所以R與S不滿足反比關(guān)系。把數(shù)據(jù)代入上式解得l19 m。答案(1)1.200(2)不滿足R與S2成反比(或RS2常量)(3)19第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維1.掌握串、并聯(lián)電路的電流、電壓和電阻的關(guān)系。2.掌握將小量程電流表改裝成電壓表和大量程電流表的原理。3.認(rèn)識(shí)伏安法測(cè)電阻的兩種電路。1.會(huì)分析串、并聯(lián)電路和簡(jiǎn)單的混聯(lián)電路，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2.理解滑動(dòng)變阻器的限流式和分壓式接法，并能

51、正確選擇和應(yīng)用。3.根據(jù)串、并聯(lián)電路知識(shí)，進(jìn)行電表改裝的有關(guān)計(jì)算。4.理解電流表的內(nèi)接法和外接法，并能正確的選擇和應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)一串聯(lián)電路和并聯(lián)電路觀圖助學(xué)大型慶?；顒?dòng)期間，街上的樹(shù)上都掛滿了裝飾用的一串串小彩燈，當(dāng)夜幕降臨的時(shí)候，火樹(shù)銀花，非常好看，這些小彩燈的額定電壓一般只有幾伏，但大多數(shù)都使用了220 V的家用照明電路，這些小彩燈是怎樣連接的？1.串聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器_連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示。2.并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器的一端_，另一端也_，再將兩端接入電路的連接方式，如圖乙所示。依次首尾連在一起連在一起3.串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)相等串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流關(guān)系各處

52、電流_，即I_總電流等于各支路電流_，即I_I1I2In之和I1I2In之和U1U2Un相等U1U2Un之和R1R2Rn倒數(shù)之和思考判斷(1)橫截面積不同的兩個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)時(shí)，通過(guò)面積較大的導(dǎo)體的電流大。()(2)兩電阻并聯(lián)時(shí)，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)電阻某一橫截面的電荷量越多。()(3)串聯(lián)電路的總電流等于流過(guò)各電阻的電流之和。()(4)并聯(lián)電路干路上的電流一定比通過(guò)某一支路的電流大。()觀圖助學(xué)上圖是學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的電壓表和電流表，實(shí)際上這兩個(gè)電表是由小量程的靈敏電流計(jì)G(表頭)改裝而成的，結(jié)合初中物理知識(shí)，猜想應(yīng)該如何改裝呢？知識(shí)點(diǎn)二電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)1.小量程電流表G(表頭)的三

53、個(gè)參量：表頭最大刻度滿偏電流IgRg2.電表改裝原理：(1)電壓表改裝：將表頭_一個(gè)較_電阻，如圖所示：串聯(lián)大(2)電流表改裝：將表頭_一個(gè)較_電阻，如圖所示：并聯(lián)小思考判斷(1)電壓表中串聯(lián)的電阻的作用是分去一部分電流。()(2)改裝后電壓表的量程越大，其串聯(lián)的分壓電阻就越大。()(3)若將分壓電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后，增大了原電流表的滿偏電壓。()(4)若將電阻并聯(lián)在電流表上改裝成大量程的電流表后，增大了原電流表的滿偏電壓。()觀察探究1.如圖所示，三個(gè)電阻組成串聯(lián)電路。(1)若R1R2R3R，則此串聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1R2R3，每個(gè)電阻兩端的電壓由小到大如何排序

54、？核心要點(diǎn)對(duì)串、并聯(lián)電路的理解2.如圖所示，三個(gè)電阻構(gòu)成并聯(lián)電路。(1)若R1R2R3R，則此并聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1R2R3，流過(guò)每個(gè)電阻的電流由小到大如何排序？探究歸納1.串、并聯(lián)電路總電阻的比較2.關(guān)于電壓和電流的分配關(guān)系試題案例例1 由四個(gè)電阻連接成的電路如圖所示。R18 ，R24 ，R36 ，R43 。(1)求a、d之間的總電阻；(2)如果把42 V的電壓加在a、d兩端，則通過(guò)每個(gè)電阻的電流是多少？思路點(diǎn)撥(1)分清四個(gè)電阻的串、并聯(lián)關(guān)系。(2)流過(guò)R3和R4的電流與其電阻值成反比。即為通過(guò)R1、R2的電流。設(shè)通過(guò)R3、R4的電流分別為I3、I4，則由并聯(lián)電路電壓相等

55、，得I3R3I4R4，又I3I43 A，解得I31 A，I42 A。答案見(jiàn)解析故RadR1R2Rcd8 4 2 14 。方法凝煉串并聯(lián)電路的規(guī)律(1)串聯(lián)電路的總電阻“越串越大，比大的還大”。(2)并聯(lián)電路的總電阻“越并越小，比小的還小”。(3)若并聯(lián)的支路增多時(shí)，總電阻將減?。粠讉€(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個(gè)電阻的幾分之一。(4)串聯(lián)電路中“串聯(lián)可分壓”；并聯(lián)電路中“并聯(lián)可分流”。例2 如圖所示，R2R4，理想電壓表V1的示數(shù)為70 V，理想電壓表V2的示數(shù)為50 V，則A、B間的電壓為()A.140 V B.120 VC.100 V D.無(wú)法計(jì)算解析理想電壓表所在支路不通，則題圖所示電路是

56、四個(gè)電阻串聯(lián)，電壓表V1測(cè)量的是R1和R2兩端的電壓之和，電壓表V2測(cè)量的是R2和R3兩端的電壓之和。因?yàn)镽2R4，所以電壓表V2相當(dāng)于測(cè)的是R3和R4兩端的電壓之和，即A、B間的電壓為電壓表V1的示數(shù)與電壓表V2的示數(shù)之和，則A、B間的電壓為50 V70 V120 V，選項(xiàng)B正確。答案B方法總結(jié)混聯(lián)電路及其處理方法(1)混聯(lián)電路：既有串聯(lián)又有并聯(lián)的較復(fù)雜連接電路。(2)混聯(lián)電路的處理方法：準(zhǔn)確地判斷出電路的連接方式，畫(huà)出等效電路圖。準(zhǔn)確地利用串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律、特點(diǎn)。靈活地選用恰當(dāng)?shù)奈锢砉竭M(jìn)行計(jì)算。針對(duì)訓(xùn)練1 (多選)三個(gè)阻值都為12 的電阻，它們?nèi)我膺B接、組合，總電阻可能為()A.4

57、 B.24 C.18 D.36 答案ACD針對(duì)訓(xùn)練2 如圖，R1R2R34 ，若在A、C兩點(diǎn)之間加上U6 V的電壓，則電流表的讀數(shù)為()A.0 B.0.5 A C.1 A D.1.5 A答案B觀察探究實(shí)驗(yàn)室有一表頭G，滿偏電流3 mA，內(nèi)阻100 。(1)用它能直接測(cè)量3 A的電流嗎？(2)要改裝成一個(gè)大量程的電流表是串聯(lián)一個(gè)電阻，還是并聯(lián)一個(gè)電阻？答案(1)不能(2)并聯(lián)核心要點(diǎn)電表的改裝與計(jì)算探究歸納1.電壓表、電流表的改裝及其特點(diǎn)項(xiàng)目小量程電流表G改裝成大量程電壓表V小量程電流表G改裝成大量程電流表A電路結(jié)構(gòu)R的作用分壓分流2.電表改裝問(wèn)題的兩點(diǎn)提醒(1)無(wú)論表頭G改裝成電壓表還是電流表

58、，它的三個(gè)特征量Ug、Ig、Rg是不變的，即通過(guò)表頭的最大電流Ig并不改變。(2)改裝后電壓表的量程指小量程電流表表頭滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R與表頭串聯(lián)電路的總電壓；改裝后電流表的量程指小量程電流表表頭滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R與表頭并聯(lián)電路的總電流。試題案例例3 有一個(gè)電流計(jì)G，內(nèi)電阻Rg10 ，滿偏電流Ig3 mA。(1)要把它改裝成量程為03 V的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)電阻是多大？(2)要把它改裝成量程為03 A的電流表，應(yīng)該并聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)電阻是多大？解析(1)電流計(jì)的滿偏電壓為UgIgRg310310 V0.03 V串聯(lián)電阻需承擔(dān)的電壓UUUg3 V0.03

59、V2.97 V改裝后電壓表的內(nèi)阻為RVRRg1 000 。(2)電流計(jì)兩端電壓UgIgRg3103 A10 0.03 V分流電阻分擔(dān)電流為IRIIg(33103)A2.997 A由歐姆定律得分流電阻的阻值為改裝后電流表的總電阻為答案(1)990 1 000 (2)0.01 0.01 方法凝煉電表改裝四要點(diǎn)(1)改裝為電壓表需串聯(lián)一個(gè)大電阻，且串聯(lián)電阻的阻值越大，改裝后電壓表的量程越大。(2)改裝為電流表需并聯(lián)一個(gè)小電阻，且并聯(lián)電阻的阻值越小，改裝后電流表的量程越大。(3)改裝過(guò)程把表頭看成一個(gè)電阻Rg，通過(guò)表頭的滿偏電流Ig是不變的。(4)改裝后電表的量程指的是當(dāng)表頭達(dá)到滿偏電流時(shí)串聯(lián)電路的總

60、電壓或并聯(lián)電路的總電流。針對(duì)訓(xùn)練3 如圖所示，有一個(gè)表頭G，滿偏電流Ig500 mA，內(nèi)阻Rg200 ，將它改裝為有01 A和010 A兩種量程的電流表，求R1、R2的阻值各為多大？解析當(dāng)公共端與“1 A”端接入電路時(shí)，滿偏電流I11 A當(dāng)公共端與“10 A”端接入電路時(shí)，滿偏電流I210 A當(dāng)公共端與“10 A”端接入電路時(shí)，電阻R2與表頭內(nèi)阻Rg串聯(lián)，再與電阻R1并聯(lián)。由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得Ig(RgR2)(I2Ig)R1，代入Ig、I2、Rg的數(shù)值，可得R2200 19R1由解得R120 ，R2180 。答案R120 R2180 第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究