2022_2023学年新教材高中物理第11章电路及其应用章末小结课件新人教版必修第三册（52张PPT）

(共52张PPT)
第十一章　电路及其应用
章 末 小 结
方法归纳提炼
进考场练真题
知识网络构建
知识网络构建
电路及其应用
电压　
neSv　
电路及其应用
导体材料本身　
温度　
电路及其应用
Rx RA　
Rx Rv　
电路及其应用
U1＋U2　
R1＋R2　
I1＋I2　
方法归纳提炼
一、导体的伏安特性曲线
1．线性元件的U－I图像与I－U图像的比较
2．线性元件与非线性元件
(1)线性元件：欧姆定律适用的元件。典例如，金属、电解质溶液，其伏安特性曲线是直线。
(2)非线性元件：欧姆定律不适用的元件。典例如，日光灯、霓虹灯，其伏安特性曲线是曲线。
典例1
典例剖析
AD　
二、滑动变阻器的原理与使用
1．原理
利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。
2．构造
如图所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来。
3．在电路中的使用方法
结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接是接A与D(或C)或者B与C(或D)，即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C(或D)或者B与C(或D)与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压。
4．滑动变阻器的两种接法的比较
5．选用两种接法的原则
(1)当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电压表或电流表的量程，必须采用分压式接法；
(2)负载电阻的阻值R0远大于变阻器的总电阻R，须用分压式电路；
(3)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式电路；
(4)负载电阻的阻值R0小于变阻器总电阻R或相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；
(5)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功耗较小且接法简单。
如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
(1)待测电阻Rx(约100 Ω)；
(2)直流毫安表(量程0～20 mA，内阻约
50 Ω)；
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)；
(4)直流电源(输出电压6 V，内阻不计)；
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)；
(6)开关1个，导线若干。
根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。
典例2
实验电路如图所示。实物连线见答案图。
答案：
三、测定金属丝的电阻率
1．仪器的读数问题：电流表与电压表读数时，要先确定电表的量程与分度值，然后读数，读数时视线要与电表表盘垂直；要知道估读的原则，注意估读时有效数字的位数。
2．伏安法测量电阻时的电路设计问题：注意判断是用电流表内接法还是外接法，滑动变阻器是用分压式接法还是限流式接法。
(2021·黑龙江齐齐哈尔高二期末)在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。如图所示，由图读出金属丝的直径是_______________mm。
典例3
0.742(0.741)　
(2)需要对金属丝的电阻进行测量。已知金属丝的电阻阻值Rx约为5 Ω；一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压从零开始调节。他可选用的器材有：
A．直流电源(6 V，内阻可不计)
B．直流电流表(量程0～0.6 A，内阻约为5 Ω)
C．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
D．直流电压表(量程0～3 V，内阻约为6 kΩ)
E．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～10 Ω，2 A)
G．滑动变阻器(0～1 kΩ，0.5 A)
H．开关
I．导线若干
以上器材中电流表选用____(填序号)，电压表选用____(填序号)，滑动变阻器选用____(填序号)。
(3)请你画出实验电路图。
B　
D　
F　
答案：
(3)实验电路图如图所示。
进考场练真题
一、高考真题探析
(2021·全国甲卷，23)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡(额定电流2.5 V，额定电流0.3 A)、电压表(量程300 mV，内阻300 Ω)、电流表(量程300 mA，内阻0.27 Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0～20 Ω)、电
阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、电源E(电动势6 V，
内阻不计)、开关S、导线若干。完成下列填空：
例题
(1)有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0～300 mA的U－I曲线，R0应选取阻值为_____Ω的定值电阻；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的____(填“a”或“b”)端；
10　
a　
(3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图 (b)所示。当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为______Ω(保留1位有效数字)；
0.7　
(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为___________Ω。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
(5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻_______(填“增大”“减小”或“不变”)；
2.7×103　
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
增大　
(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率P1＝________W(保留2位有效数字)；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为P2，则P2/P1＝_____(保留至整数)。
解析：(1)因为小灯泡的额定电压2.5 V，电源电动势为6 V，为了保证电路安全，需要定值电阻和电流表最大分担电压U＝6 V－2.5 V＝3.5 V，灯泡额定电流0.3 A，电压表中最大电流为1 mA，由欧姆定律，U＝ (0.3 A＋0.001 A)(R0＋RA)，解得R0≈11 Ω，所以描绘小灯泡电流在0～300 mA的U～I曲线，R0应选取阻值为10 Ω的定值电阻；
0.074　
10　
二、临场真题练兵
1．(2019·全国卷Ⅰ，23)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
图(a)
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线。
___________
图(b)
见解析图　
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是____。(填正确答案标号)
A．18 mA　
B．21 mA
C．25 mA　
D．28 mA
C　
图(c)
(3)产生上述问题的原因可能是_____。(填正确答案标号)
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝_____。
AC　
解析：(1)实物连线如图所示：
(2)串联电路中电流处处相等，根据比例关系得，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的刻度为160.0 μA，当微安表指针到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程。选项C正确。
图(a)
图(b)
5.00　
变小　
增大　
B　
2.8　
3．(2020·全国卷·22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：
(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在_______(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线_____(填“I”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为_______ Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为_______ Ω(保留1位小数)。
O、P　
Ⅰ　
50.5　
50.0