课件35张PPT。第3章实验1实验理论指导典题案列导析知能演练提升题型一题型二题型三一、实验目的
(1)学会使用螺旋测微器及正确读数。
(2)学会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。
(3)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。二、实验原理 三、实验器材
被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。
四、实验步骤
(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。
(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L(即有效长度)，反复测量三次，并记录。 (3)依照图实－1－1中所示的电路图
用导线把器材连好，并把滑动变阻器的
阻值调至最大。
(4)电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值。记入记录表格内，断开开关S。
(5)整理好实验器材，实验结束。图实－1－1 六、注意事项
(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路采用电流表外接法。
(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。 (3)应测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直。应反复测量三次，求其平均值。
(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。
(5)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。 1.在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约3 Ω，为尽可能减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75 W，备有的部分仪器有：
(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到________mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到______________mm。(2)下述器材中应选用的是________(用字母代替)。
A．电池组(6 V)
B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω)
C．电流表(0～3 A，内阻0.01 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻1 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻5 kΩ)
F．滑动变阻器(0～100 Ω，额定电流1 A)
G．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)(3)在方框内画出电路图。 (3)注意电流表外接，滑动变阻器限流式接法、分压式接法都行，如图所示。[答案] (1)0.001 0.1 (2)ABDG
(3)见解析图 2.某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用器材包括：输出电压为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。实验电路如图实－1－2所示。图实－1－2 (2)实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，________，合上开关，重复②的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图实－1－3甲所示的关系图线，其斜率为________A－1·m－1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电压的乘积代表了________的电阻之和。图实－1－3 (4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示。金属丝的直径是______。图甲中图线的斜率、电源电压和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是______，其数值和单位为________(保留三位有效数字)。[答案] (2)改变金属丝上金属夹的位置
(3)10.5～10.6 金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱和电流表)
(4)0.200 mm 金属丝的电阻率
9．89×10－7 Ω·m (9.69×10－7 ～1.01×10－6 Ω·m) 3.如图实－1－4所示，P是一根
表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜的长陶
瓷管(其长度l为50 cm左右，直径D为10 cm
左右)，镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两
端有导电箍MN。现给米尺、电压表V、电流表A、电源E、滑动变阻器R、开关S和若干导线。请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。图实－1－4(1)实验中应测量的物理量是_______________________
________________________________________________；
(2)用符号画出测量的电路图；
(3)计算膜层厚度的公式是________。点击下图进入知能演练提升课件34张PPT。第3章实验2实验理论指导典题案列导析知能演练提升题型一题型二题型三 一、实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。
二、实验原理
(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出I－U曲线。 (2)实验电路如图实－2－1所示，小灯
泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使
电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器
采用分压接法。图实－2－1 三、实验器材
小灯泡、4 V～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。
四、实验步骤
1．连电路
按图实－2－1连接电路，且使滑动变阻器的触头P滑动到A端。 2．测数据
闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组，而后拆除电路。
五、数据处理
1．列表格
将记录的12组U、I值记录在表格中 2．描曲线
在如图实－2－2所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出I－U曲线。图实－2－2 3．析规律
分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。
六、注意事项
(1)连接电路时电流表应采用外接法，滑动变阻器采用分压式连接。
(2)开关闭合前，变阻器滑片应在使小灯泡的电压为零的一端。 (3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5 V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
(4)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。 七、误差分析
(1)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大。
(2)测量时读数不准，描绘I－U图线时作图不准确造成的偶然误差。 1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下： (1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________。
(2)在图实－2－3中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。图实－2－3[答案] (1)R1 A2 (2)见解析图 2.某同学在研究标有“3 V 0.3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：(1)画出实验电路图
(2)在图实－2－4中的方格纸内画出I－U图线图实－2－4(3)根据I－U图线分析小灯泡的电阻随温度升高而________。
(4)小灯泡工作电压为3 V时，测得实际电功率为________W。 [解析] (1)描绘元件的伏安特性曲
线滑动变阻器应采用分压接法，由实验
数据知小灯泡的电阻为10 Ω左右，故电
流表应外接。实验电路如图所示。(2)描点连线之后I－U图线如图所示。 (3)由所绘图像知，曲线的斜率减小，故电阻增大，电阻率增大；
(4)U＝3.00 V时I＝0.205 A，故功率为0.615 W或
0．62 W。
[答案] (1)见解析图 (2)见解析图 (3)增大
(4)0.615(或0.62) 3.某同学用如图实－2－5所示电路，
测绘标有“3.8 V，0.3 A”的小电珠的灯丝电阻
R随电压U变化的图像。
(1)根据实验数据，计算并描绘出R－U的图像
如图实－2－6所示，由图像可知，此电珠在不工作时，灯丝电阻为______Ω；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为________Ω，电珠实际消耗的电功率为________W。图实－2－5图实－2－6 (2)根据R－U图像，可确定小电珠耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是图实－2－7中的________。图实－2－7[答案] (1)1.5 11.5 0.78 (2)A点击下图进入知能演练提升课件32张PPT。第3章章末复习方案与全优评估专题·迁移·发散专题一专题二专题三检测·发现·闯关 用伏安法测电阻，由于电表存在内阻，不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差。 (2)试触法：
若不知Rx的大概值，为了选择正
确的电路接法以减少误差，可将电路
按图3－3所示连接，只空出电压表的
一个接头S，然后将S分别与a、b接触
一下，观察电压表和电流表的示数变化情况。图3－3 若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个大阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量。
若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个小阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量。 [例证1] 一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图3－4甲、乙所示两种电路各测一次，用甲图所测数据是3.0 V、3.0 mA，用乙图测得的数据是2.9 V、4.0 mA，由此可知，用________图测得Rx的误差较小，测量值Rx＝____________。图3－4[答案] 甲 1 000 Ω1．滑动变阻器的两种接法对比 2．电路的选择
由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：
(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路。 (2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法。
(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法。 3．滑动变阻器接线柱的说明
(1)滑动变阻器接入电路时，金属杆的两个端点不能同时接入电路，否则，电流由金属杆流过而短路。
(2)在限流式接法中，一般变阻器上、下各有一个接线柱接入电路。
(3)分压式接法中变阻器上电阻丝两端同时接入电路，金属杆上有一个接线柱接入电路。 [例证2] 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下：
(1)待测电阻Rx(约100 Ω)；
(2)直流毫安表(量程0～10 mA，内阻50 Ω)；
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)；(4)直流电源(输出电压4 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)开关一个，导线若干条。
试根据器材的规格和实验要求，画出合理的电路图。 (2)如图所示，当滑动变阻器作限流器作用时，电路中的最小电流为可见，变阻器可以安全工作。
这时，毫安表中的电流，可以通过控制分压器的输出电压，在0～10 mA内进行调节。
所以，在连接实验电路时，不仅电流表应外接，而且必须将滑动变阻器作分压器使用。
[答案] 见解析 1．结构
如图3－5所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上。图3－5 2．读数原理
精密螺纹的螺距为0.5 mm，即D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm。因此用它测量长度可以准确到0.01 mm，则量时被测长度的整毫米数或半毫米数(若表示半毫米的刻线已露出)由固定刻度上读出，小于0.5 mm的部分由可动刻度E读出。 3．读数公式
固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断是否露出)＋0.01 mm×对齐格数(估读)。
4．注意事项
(1)测量时，当F将要接触被测物体时，要停止使用D，改用D′，以避免F和被测物体间产生过大的压力。这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确。 (2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。
(3)测量圆柱体直径时，应在三个不同位置上各测量一次，求出它们的平均值。
(4)测量完毕应用软布将千分尺擦拭干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内。 [例证3] 用千分尺测量一金属杆的直径，千分尺的可动刻度的位置如图3－6所示，则金属杆的直径为________mm。图3－6[解析] 固定刻度上的半毫米刻度线已露出，则整毫米数为0.5 mm，可动刻度对齐的数值为40.0，
故读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm。
[答案] 0.900点击下图进入检测·发现·闯关课件49张PPT。第3章第1节
新知预习
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·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测 归纳小结课下作业 综合提升试身手·夯基础要点三1．知道形成电流及持续电流的条件，并
能做出微观解释。
2．了解电流速度、自由电子热运动平均
速率和电子定向移动速度。[读教材·填要点]一、电流及其产生条件
1．定义
电流是由自由电荷的 移动形成的。
2．形成电流的条件
(1)回路中存在 ；
(2)导体两端有 。
3．持续电流
(1)导体两端有 是导体中形成持续电流的条件。
(2)电源的作用是提供 。定向自由电荷电压持续电压持续电压 二、电流的速度及方向
1．电流的速度
(1)电流的速度是电场的传播速度，大小为v＝ m/s。
(2)电流的速度不是电子的定向移动速度，自由电子定向移动的速率的数量级约为 m/s。另外，自由电子热运动的速率是 m/s。 3.0×108 10－5105 2．方向
(1)规定：电流的方向规定为 电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。
(2)外部流向：在电源外部电路中，电流方向是从电源的 极流向 极。正正负 三、电流的大小和单位
1．定义
单位时间内通过导体任一横截面的 称为电流，用符号 表示。
2．定义式
I＝ 。电荷量I 3．单位
国际单位制中电流的单位是 ，符号 ，它是七个基本单位之一。常用单位还有 、 ，换算关系为1 A＝ mA＝ μA。
4．直流电
不随时间改变的电流。
恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流。安培A毫安微安103 106方向[试身手·夯基础]1．关于电流，下列说法中正确的是( )
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导
体中的电流就越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案：C2．在金属导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )
A．自由电子定向移动速率很大
B．自由电子定向移动速率即是电场传播速率
C．自由电子定向移动速率是电子热运动速率
D．自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加
一个速率很小的定向移动解析：电场传播速率为光速3×108 m/s；自由电荷定向移动速率其数量级约为10－4～10－5 m/s；无规则热运动速率其数量级约为105 m/s，故A、B、C错误。
答案：D3．在电解液和金属导体中都可以形成电流，它们形成电流
时有什么不同？
答案：金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流。 1.某同学在做一个电解铜的实验时，测得在5 s的时间内，有5 C的正离子和5 C的负离子通过了电解槽中与电流方向垂直的一个截面，则该同学在做实验时给电解液通的电流是多大？
[审题指导] 解决此题需把握以下两点：
(1)明确定义中电荷“量”的意义；
(2)明确时间。[答案] 2 A 1．建立模型
如图3－1－1所示，AD表示粗细均匀
的一段导体长为l，两端加一定的电压，
导体中的自由电荷沿导体定向移动的速
率为v，设导体的横截面积为S，导体每
单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。图3－1－1 3．结论
从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度的大小，还与导体的横截面积有关。
[名师点睛]
(1)对于公式I＝nqSv，要理解每个符号所代表的物理量，不要死记公式。
(2)若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表达式为I＝vnq。 2.截面积为S的导线中通有电流I。已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是 ( )
A．nSvΔt B．nvΔt
C．IΔt/S D．IΔt/Se [思路点拨] 电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量，所以求出通过截面的电荷量，即可求出电子数。而电荷量q＝It，单位体积内的电子数已知，只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过截面，即可求出电子数。 [解析] (1)根据电流的定义式，可知在Δt内通过导线截面的电荷量q＝IΔt。
所以在这段时间内通过的自由电子数为
N＝q/e＝IΔt/e。
(2)自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以截面S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面。这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt。[答案] A [名师点睛]
(1)电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，即自由电子在做无规则热运动的同时发生着定向移动。而前者的速率虽大但其矢量平均仍为零，对外表现就是电子的定向移动速度。
(2)由于自由电子与正离子的频繁碰撞。自由电子定向运动速率的增加受到了限制，所以电子定向运动的平均速率很小。 3.下列说法正确的是 ( )
A．当导体两端不加电压时，导体内没有电场，自由电子在做杂乱无章的热运动，但当两端出现电场时，导体内部自由电子的热运动就消失了
B．导体两端加上电压后，电场就会以电磁波的速度传播，并很快形成一个非常大的电场，电子正是在这个电场力的作用下，同时参与了两个运动，即电子的热运动和整体的定向移动 C．导体两端一旦建立了电场，自由电子的定向移动速率就会非常接近光速的大小
D．导体内部，当电子做定向移动时，电子的热运动消失
[审题指导] 解决此题需把握以下两点：
(1)明确电子在任意时刻都做无规则的热运动。
(2)明确三种速度的区别。[解析] 无论导体两端有没有电压，电子热运动都不会停止，故A、D错误，B正确；导体两端建立电场后，自由电子的定向移动速率并不是电场的传播速率，而是远小于电场的传播速率，故C错误。
[答案] B1．(对应要点一)下列说法中正确的是 ( )
A．导体中电荷运动就形成了电流
B．在国际单位制中，电流的单位是A
C．电流有方向，它是一个矢量
D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在解析：自由电荷定向移动才形成电流，电荷运动但不是定向移动则不能形成电流，故选项A错误。形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误。电流有方向，但它是标量，故选项C错误。在国际单位制中，电流的单位是A，它是七个基本单位之一。故选B。
答案：B2．(对应要点二)金属导体中电流增大，其原因为 ( )
A．导体中电场的传播速度增大
B．导体中自由电子定向移动的速度增大
C．导体中自由电子个数增多
D．导体中自由电子热运动速率增大
解析：本题考查电流的微观表达式I＝nqSv，应理解表达式中各字母的含义。
答案：B3．(对应要点三)下列说法正确的是 ( )
A．只要物体内有自由电荷，就会有电荷的热运动，就会
形成电流
B．电荷的定向移动速率远小于热运动速率，所以电流大
小主要由热运动速率决定
C．每当接通电路时，电路中各处几乎同时有了电流，说
明电荷定向移动速率非常大
D．电荷在外电场的电场力作用下定向移动时，就形成了
电流解析：电荷定向移动速率的数量级大约是10－5 m/s，在三种速率中是最小的，C错，电荷在做无规则热运动时，在外电场的电场力作用下又叠加了一个定向移动就形成了电流。故D正确。
答案：D （2）电流传导的速度并不是电子的运动速度，而是电场的传播速度3×108 m/s。
（3）电流是标量，其运算方法是代数运算。点击下图进入课下作业 综合提升课件58张PPT。第3章第2节
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·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测 归纳小结课下作业 综合提升试身手·夯基础要点三[读教材·填要点] 一、电阻定律
1．内容
导体的电阻R跟导体的 成正比，跟导体的
成反比，还跟导体的 有关。
2．公式
R＝ 。长度l横截面积S材料 [关键一点] 影响导体电阻大小的因素有导体的长度、横截面积、材料以及温度，在判断时不能在其他量不确定时就得出R与l成正比，与S成反比的结论。二、电阻率
1．意义
反映材料 性能强弱的物理量。
2．公式
。
3．单位
欧姆·米，符号 。导电Ω·m 4．决定因素
电阻率与导线材料和 有关。
5．变化规律
金属材料的电阻率一般随温度的升高而 ；绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而 。
[关键一点] 一般纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 温度增大减小 三、身边的电阻
(1)收音机的音量调节、一些台灯的亮度调节等用到的电位器是通过改变接入导线的 来改变接入阻值大小的。
(2)有些合金(如锰铜合金)电阻几乎不受温度变化的影响，可用来制作 。
(3)有些金属(如铜)温度系数相对大一些，可用来制成
。长度标准电阻电阻温度计[试身手·夯基础]1．探究影响导线电阻的因素时，可使用
如图3－2－1所示电路，操作时在A、
B间分别接入________、________、
________不同的导线，探究影响导线
电阻的方法叫________，它把复杂问题简单化。图3－2－1答案：材料 长度 横截面积 控制变量法2．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是 ( )
A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，只要
导体有电流通过时，才具有电阻
B．由R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正、
比，跟导体中的电流成反比
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率
都是原来的二分之一
D．以上说法均不对解析：导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体是否通电及通电电流的大小无关。电阻率的大小和导体的几何形状无关，只跟材料性质和温度有关。所以D正确。
答案：D3．如图3－2－2所示，A、B、C、D是滑动
变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串
联接入电路中，并要求滑片P向接线柱
C移动时电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可以是 ( )
A．A和B B．A和C
C．B和C D．A和D图3－2－2解析：由题意知，滑动滑片时使接入电路中的电阻变大，判断为B、C或B、D接入电路。
答案：C4．两种材料不同的电阻丝，长度之比为1∶5，截面积之比
为2∶3，电阻之比为2∶5，则材料的电阻率之比为________。答案：4∶3 (2)在电路中的使用方法：
结构简图如图3－2－4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及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及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。图3－2－4 [名师点睛]
(1)导体的电阻由ρ、l、S共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积以及电阻率不变。
(2)一定材料，一定几何形状导体的电阻还与其接入电路的具体方式有关。[答案] A1．电阻率与电阻的区别 2.导体电阻率的变化特点
(1)金属材料的电阻率一般随着温度的升高而增大，随温度的降低而减小。当温度变化范围不大时，金属的电阻率ρ与温度t之间近似地存在线性关系。
(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小，并且变化也不是线性的。 (3)有些合金的温度系数很小，其电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率会突然减小到零。 [名师点睛]
导体的电阻率随温度的变化而变化，但不同导体的电阻率随温度的变化关系是不同的。 [思路点拨] 电阻率是材料本身属性，与R无必然联系。
[解析] 导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则A、B、C错。若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑体积和形状的变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，则D选项正确。
[答案] D 解决此类问题时应该注意：导体的电阻与材料、长度和横截面积有关，但电阻率是材料的本身属性，与温度有关，与导体长度和横截面积无关。 1．导体的伏安特性曲线
在实际应用中，常用纵坐标表示电流I，
横坐标表示电压U，这样画出的I—U图像叫
做导体的伏安特性曲线，如图3－2－6所示，
它能直观地反映导体中的电流和电压的关系。图3－2－6 伏安特性曲线不是直线的元件为非线性元件。半导体是非线性元件，其伏安特性曲线如图3－2－7所示。图3－2－7 3．I—U图像和U—I图像的区别
对电阻一定的导体，这两种图像都是过原点的倾斜直线，但U—I图像的斜率表示导体的电阻R。 3.如图3－2－8所示是A、B两电
阻丝的伏安特性曲线，已知A、B两电阻丝
是用长度、粗细均相同的不同材料制作而
成的。试分析求出：
(1)A、B两种材料的电阻率之比ρA∶ρB。
(2)给A、B两端加相同的电压，通过A、B两电阻丝的电流之比IA∶IB。图3－2－8 [思路点拨] 本题图像中反映了不同导体的电流与电压的关系，知道在I－U图像中图像斜率的意义是反映电阻的倒数，是解决此题的关键。[答案] (1)4∶1 (2)1∶4 解答此类问题时，要搞清I－U图像(或U－I图像)的物理意义，并根据题中给出的图像变化情况，利用斜率的意义分析电阻的变化。答案：B2．(对应要点二)关于电阻率的说法正确的是 ( )
A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材
料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用
来制成电阻温度计答案：B3．(对应要点三)某同学做三种导电元件的导电性能实验，
他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图像如图3－2－9所示，则下述判断哪些正确 ( )图3－2－9A．只有乙图像是正确的
B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大
C．甲、丙遵从欧姆定律，肯定不可能
D．甲、乙、丙三个图像都可能是正确的，并不一定有较
大误差解析：金属的电阻率随温度的升高而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图。因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定因误差引起。故选D。
答案：D （3）理解区分两个概念：
①电阻R反映了导体对电流的阻碍作用；
②电阻率ρ反映了材料对电流的阻碍作用，与导体形状无关，但与温度有关。点击下图进入课下作业 综合提升课件43张PPT。第3章第3节
新知预习
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·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测 归纳小结课下作业 综合提升试身手·夯基础1．理解电功、电功率的概念，并会运用其
公式进行计算。
2．理解焦耳定律并会用Q＝I2Rt计算电热。
3．理解电功和电热的区别，知道纯电阻电
路和非纯电阻电路。[读教材·填要点] 一、电能
1．电功
(1)定义：当接通电路时，电路中就建立了 ，自由电荷在 的作用下定向运动而形成电流，这时
对自由电荷做了功，就是电功。
(2)公式：W＝qU＝ 。
(3)单位：在国际单位制中是 ，符号： ，常用单位还有 (kW·h)，俗称“度”，1 kW·h＝ 。电场电场力电场力UIt焦耳千瓦时J3.6×106 J单位时间UIW快慢 (5)用电器的额定功率和实际功率
①额定功率：用电器长时间正常工作时，允许消耗的最大功率，即额定电压下的功率。
②实际功率：用电器实际工作时的功率，为了使用电器正常工作， 功率不能大于 功率。实际额定 二、焦耳定律
1．内容
电流通过导体产生的 跟电流的二次方成正比，跟 成正比，跟 成正比。
2．公式
Q＝ 。
3．单位
焦耳，简称焦，符号 。热量导体的电阻通电时间I2RtJ [关键一点]
只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，在非纯电阻电路中，电功大于电热。
三、身边的电热
各种电器在使用中都会放出大量的电热，有的是利用这些电热，如电熨斗、 、电烘箱、 等；有的电器并不是利用它的电热，这种电热要是散热不及时会造成危害，如电动机、电视机、 、 等。电暖气电热水器电冰箱电脑解析：A、B、C符合电流做功的概念和意义，故正确；D项混淆了功和能两个概念，电功是电能转化为其他能量的量度，故D错误。
答案：D答案：A3．日常生活中，下列电器哪些属于纯电阻用电器( )
A．电扇和电吹风
B．白炽灯、电烙铁和电热毯
C．洗衣机和电冰箱
D．电解槽
解析：纯电阻用电器是将电能全部转化为内能的电器，故选B。答案：B 1．电功与电热的区别与联系
(1)区别：①电功是电流流过用电器过程中电场力做的功，电场力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功是电能转化为其他形式能量的量度，电热是电流通过用电器产生的热量，即电热是电能转化为内能的量度。
②对用电器来说，消耗的电能不一定全部用来发热，即电功不一定等于电热。 (2)联系：①从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关系是W≥Q，即UIt≥I2Rt。
②纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功等于电热。
③在非纯电阻电路中，电能除了一部分转化为内能外，还有一部分转化为机械能、化学能等其他形式的能量，在这种情况下电功只能用公式W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算。 2．电功率和热功率
(1)电功率是指输入某段电路的全部功率或说这段电路上消耗的总功率，它由这段电路两端的电压U和电路中的电流I决定，即P电＝UI。
(2)热功率是指这段电路上因发热而消耗的功率，其大小由通过这段导体中的电流的平方和导体电阻的乘积决定，即P热＝I2R。 1.一根电阻丝，在通过2 C的电荷量时电功为8 J，若在相同的时间内通过4 C的电荷量，求：
(1)电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少？
(2)这段时间内产生的焦耳热是多少？
[思路点拨] 在纯电阻电路中电功和电热是相等的，本题可用W＝qU进行计算。 [解析] (1)设电阻丝的电阻为R，据W＝UIt＝Uq得U1＝4 V，在相同时间内通过的电荷量变为原来的2倍。
据I＝q/t知：I2＝2I1。
又据欧姆定律I＝U/R得U2＝2U1＝8 V，
电流做的功W2＝U2I2t＝4W1＝32 J。
(2)纯电阻电路中电功＝电热，所以Q＝W＝32 J[答案] (1)32 J 8 V (2)32 J1．纯电阻电路与非纯电阻电路的区别 2.有关电动机的三个功率
(1)电动机的特性
电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能。在电路计算中，欧姆定律不再适用。
(2)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI。 (3)输出功率：电动机做有用功的功率。如图3－3－1所示，P出＝mg·v(设重物匀速上升)。
(4)热功率：电动机线圈上有电阻，
电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2r。图3－3－1 [名师点睛] 解决电动机问题注意分两种情况：
(1)当电动机正常工作时，要搞清电动机的总功率、输出功率和热功率之间的关系。
(2)当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路。 2.有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A，若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A。求：
(1)电动机正常工作时的输出功率；
(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器) [审题指导] 解决此题需把握以下两点：
(1)电动机不转时，没有机械能输出，电路为纯电阻电路。
(2)电动机正常工作时，电流做的功只有一部分转化为热能，电路为非纯电阻电路。转化的热功率为P热＝I2R＝0.5 W
总功率P总＝UI＝2 W，
则输出功率P出＝P总－P热＝1.5 W。[答案] (1)1.5 W (2)8 W (1)电动机是非纯电阻电路，要注意区分电功率和热功率，电功率用P总＝UI计算，热功率P热＝I2R，输出的功率即机械功率P机＝P总－P热。
(2)注意搞清电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题。1．(对应要点一)关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q
B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等
于Q
C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路
中成立解析：W＝UIt、Q＝I2Rt适用一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B对，A、C、D错。
答案：B2.(对应要点二)如图3－3－2所示的电路
中，输入电压U恒为12 V，灯泡L标有
“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电
阻RM＝0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，
以下说法正确的是 ( )
A．电动机的输入功率是10 W
B．电动机的输出功率是12 W
C．电动机的热功率是2 W
D．整个电路消耗的电功率是22 W图3－3－2答案：C点击下图进入课下作业 综合提升课件56张PPT。第3章第4节
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·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测 归纳小结课下作业 综合提升试身手·夯基础要点三1．掌握串、并联电路电流、电压、电
阻、电功率的关系。
2．会用分压和分流原理将电流计改装
成电压表和电流表。
3．会画等效电路图。[读教材·填要点]
一、串联电路的分压作用和电压表
1．串联电路的基本特点
(1)在串联电路中，各处的电流相等，即I＝
。
(2)串联电路的总电压等于 ，即U＝
。I1＝I2＝I3＝…＝In各部分电压之和U1＋U2＋U3＋…＋Un2．串联电路的性质
如图3－4－1所示：图3－4－1(1)串联电路的等效总电阻：R＝ 。
(2)串联电路的电压分配关系： ＝I 。
(3)串联电路的功率分配关系： ＝I2 。R1＋R2＋…＋Rn 3．串联电路的作用
串联电路中的每一个电阻都要分担一部分 ，且电阻越大，它分担的电压就 。串联电阻的这种作用称为串联电路的 作用。实验室中常用的电压表就是利用串联电路的 作用，由小量程的 改装而成的。电压越多分压分压电流计 二、并联电路的分流作用和电流表
1．并联电路的基本特点
(1)并联电路中各支路的电压 ，即U＝
。
(2)并联电路的总电流等于各支路 ，即I＝
。U1＝U2＝U3＝…＝Un电流之和相等I1＋I2＋I3＋…＋In图3－4－2I1R1＝I2R2＝…＝InRnP1R1＝P2R2＝…＝PnRn 3．并联电路的作用
并联电路中的每一个电阻都要分担 的一部分。电阻越小，它分担的 就越大，并联电阻的这种作用称为并联电路的 作用。利用并联电路的 作用将灵敏电流计改装为 。总电流电流分流分流电流表 三、混联电路
在实际电路中，常常是 ，并联之中有串联，这种电路称为混联电路，不论混联电路多么复杂，大都可以简化为 电路或 电路。串联之中有并联串联并联[试身手·夯基础]
?1．三个阻值都为12 Ω的电阻，它们任意连接、组合，总
电阻不可能为 ( )
A．4 Ω B．24 Ω
C．8 Ω D．36 Ω解析：共有四种组合，三个串联：总电阻为36 Ω；三个并联：总电阻为4 Ω；两个串联再跟第三个并联：总电阻为8 Ω；两个并联再跟第三个串联，总电阻为18 Ω。
答案：B2．电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为
1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1和R2两端电压之比U1∶U2为 ( )
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶4 D．4∶1答案：B3．以下关于电流表与电压表的说法中，正确的是( )
A．都是用电流计 与电阻并联改装而成的
B．都是用电流计 与电阻串联改装而成的
C．它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，
而电压表的内阻一般很大
D．电流表的内阻肯定比用来改装的电流计 的内阻大，
而电压表的内阻肯定比用来改装的电流计 的内阻小解析：电流表是由灵敏电流计 并联一个较小的分流电阻改装而成，电压表是由灵敏电流计 串联一个较大的分压电阻改装而成。所以，电流表的内阻小于灵敏电流计 的内阻，电压表的内阻大于灵敏电流计 的内阻；电流表的内阻一般很小，电压表的内阻一般很大。
答案：C(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。
推导：在并联电路中
U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3，…，Un＝InRn，
而U1＝U2＝…＝Un，
所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。 1.由4个电阻连接成的混联
电路如图3－4－3所示。R1＝8 Ω，
R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。
(1)求a、d之间的总电阻。
(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，通过每个电阻的电流是多少？图3－4－3[思路点拨] [答案] (1)14 Ω (2)3 A 3 A 1 A 2 A 在串、并联电路的有关计算中，首先要明确各电阻的串、并联关系，然后再结合串、并联电路的特点及电流、电压的分配规律和欧姆定律列式计算。 1．小量程电流计G(表头)的三个重要参数
(1)内阻Rg：小量程电流表G的内阻。
(2)满偏电流Ig：小量程电流表G指针
偏转到最大刻度时的电流。
(3)满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压，可由欧姆定律得：Ug＝IgRg。(如图3－4－4所示) 图3－4－42．用小量程电流计 改装成电压表和电流表的对比 [名师点睛]
(1)无论表头 改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即允许通过表头的最大电流Ig并不改变。
(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头 看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。 2.有一只满偏电流Ig＝5 mA、内阻Rg＝400 Ω的电流表G。若把它改装成量程为10 V的电压表，应______联一个______Ω的分压电阻，该电压表的内阻为______Ω；若把它改装成量程为3 A的电流表，应_____联一个_____Ω的分流电阻，该电流表的内阻为____Ω。 [审题指导] 解决此题需把握以下两点：
(1)电压表由电流计与定值电阻串联而成，其量程U＝Ig(Rg＋R)。
(2)电流表由电流计与定值电阻并联而成，其原理IgRg＝(I－Ig)R，其中I为量程。[答案] 串 1 600 2 000 并 0.668 0.667 1．混联电路的简化
在串、并联的混联电路中要将电路图进行简化，画出最简单的串、并联关系。等效电路的画法：
(1)电流分支法：电流是分析电路的核心，从电源的正极出发顺着电流的方向(若电路中无电流方向，可假设一个方向)，经各电阻绕外电路一周至电源的负极，凡是电流无分叉地依次流过各电阻为串联，凡是电流有分叉地分别流过各电阻为并联。 (2)等电势法：在某些复杂电路中，往往能找到电势相等的点，把所有电势相等的点归结为一点，或画在一条线段上，当两等势点之间有非电源元件时，可将之去掉，因为其中无电流流过。 2．分析混联电路电阻应注意的几个问题
(1)分析多个电阻组成的混联电路的总电阻时，先分析并联部分，再分析串联部分。
(2)若混联电路中的一个电阻变大时，则混联电路的总电阻变大。反之，若混联电路中一个电阻变小时，则混联电路的总电阻变小。
(3)若混联电路中一个滑动变阻器接在两个支路中，滑动触头移动时引起总阻值变化比较复杂，可能先变大再变小，也可能一直变大或变小。 3.试画出图3－4－5所示电路的等效电路。图3－4－5[解析] 设电流由A端流入，D端流出，
则电流在A点分为三条支路(A、B等势
相当于一点)，分别经R1、R2、R3，而
R2、R3中电流流入C点后经R4到达D点，
而流经R1的电流直接到达D点，所以R2
与R3并联后与R4串联，再与R1并联，其等效电路如图所示。
[答案] 见解析图 解决混联电路问题，关键是简化电路，即画出其等效电路图，电路简化的原则是：
(1)无电流的支路化简时可去除。
(2)等电势的各点化简时可合并。
(3)理想导线可任意长短。
(4)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。
(5)电压稳定时电容器可认为断路。1．(对应要点一)电阻R1、R2、R3串联在电路中，已知
R1＝10 Ω，R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则下列说法错误的是 ( )
A．电路中的电流为0.6 A
B．电阻R2的阻值为20 Ω
C．三个电阻两端的电压之比为2∶4∶1
D．电阻R3消耗的电功率为3.6 W答案：D答案：C3．(对应要点三)如图3－4－6所示电
路中，已知R1＝R2＝R3，当在A、
B间接入电源后流过R1、R2、R3的
电流比为 ( )
A．2∶1∶1 B．1∶1∶1
C．2∶2∶1 D．1∶1∶2图3－4－6 解析：画出等效电路图如图所示，故
当A、B间接入电源后，R1、R2、R3是并联
关系，因为R1＝R2＝R3，所以流过它们的
电流相等。答案：B （1）串联电路的各处电流相等，总电压等于各部分电压之和，且各部分的电压和功率与其阻值成正比。
（2）并联电路中各支路的电压相等，总电流等于各支路电流之和，通过各支路电阻的电流以及各电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比。
（3）串联电阻个数越多，R总越大，并联电阻个数越少，R总越大。点击下图进入课下作业 综合提升
