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(共23張PPT)
章末素養提升
第
十
一
章
素養再現
物理 觀念 電流
電阻 1.定義式：導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值R＝__
2.決定式：_________，式中ρ叫作這種材料的________
串、并 聯電路 1.串聯電路：各處電流______，總電壓等于各部分電壓_____，總電阻等于各部分電阻______
2.并聯電路：總電流等于各支路電流______，各支路兩端電壓______，總電阻的倒數等于各支路電阻的___________
單位
電荷量
正電荷
nqSv
R＝ρ
電阻率
相等
之和
之和
之和
相等
倒數之和
物理觀念 多用 電表 1.了解多用電表的基本結構，知道多用電表的測量功能
2.會使用多用電表測量電壓、電流和電阻
3.會使用多用電表測量二極管的正反向電阻，會判斷電路故障
科學思維 1.能從微觀視角和宏觀表現分析電流的形成 2.會用控制變量法設計探究電阻與長度、橫截面積及材料的定量關系的實驗方案 3.熟練掌握伏安法測電阻電流表內接和外接的誤差分析和對電路的選擇 4.理解滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法 科學探究 1.知道游標卡尺和螺旋測微器的測量原理，會正確使用游標卡尺和螺旋測微器，能根據實際情況選擇合適的測量工具
2.能夠掌握測量金屬電阻率的實驗原理和方法
3.會根據實驗數據描繪U－I圖像，求出電阻值。能根據串、并聯電路的規律，對實驗誤差進行分析
4.認識多用電表的表盤結構及選擇開關的功能，掌握多用電表的操作程序與使用要求，會使用多用電表測量電壓、電流和電阻及判斷二極管的極性，知道減小實驗誤差的方法
科學態度 與責任 1.養成自覺遵守實驗操作規程和謹慎操作的習慣
2.能認識物理測量的精度依賴于實驗器材，而且測量是有誤差的
3.通過分組實驗，討論、交流，培養團隊合作意識
提能訓練
　某燈泡的U－I圖像如圖所示，下列說法正確的是
A.小燈泡的電阻隨著電流的增大而減小
B.小燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小
C.小燈泡是非線性電阻，所以不能計算出其在某
狀態下的電阻
D.當小燈泡兩端的電壓為0.5 V時，它的電阻為 Ω
例1
√
由題圖可知，隨著電流的增加圖像上各點與原點連線的斜率變大，則小燈泡的電阻隨著電壓、電流的增大而增大，選項A、B錯誤；
小燈泡是非線性電阻，用某狀態下的電壓與電流可計算在某狀態下的電阻，選項C錯誤；
由圖像可知，當小燈泡兩端的電壓為0.5 V時，電流為6 A，則它的電阻為R＝ Ω＝ Ω，故D正確。
　(2024·咸陽市高二月考)如圖所示，電流計的內阻Rg＝100 Ω，滿偏電流Ig＝1 mA。R1＝900 Ω，R2＝ Ω，則下列說法正確的是
A.當S1和S2均斷開時，虛線框中可等效為電流表，
最大量程是0.1 A
B.當S1和S2均斷開時，虛線框中可等效為電壓表，
最大量程是1 V
C.當S1和S2均閉合時，虛線框中可等效為電流表，最大量程是0.1 A
D.當S1和S2均閉合時，虛線框中可等效為電壓表，最大量程是1 V
例2
√
當S1和S2均斷開時，電流計與R1串聯，所以虛線框中可等效為電壓表，最大量程為Um＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900) V＝1 V，故A錯誤，B正確；
當S1和S2均閉合時，R1被短路，R2與電流計并聯，所以虛線框中可等效為電流表，最大量程為Im＝Ig＋＝0.001 A＋ A＝1 A，故C、D錯誤。
　(來自教科教材改編)兩根材料相同的均勻導線A和B，其長度分別為L和2L，串聯在電路中時，其電勢的變化如圖所示，下列說法正確的是
A.A和B導線中的電流之比為1∶2
B.A和B導線兩端的電壓之比為3∶2
C.A和B導線的橫截面積之比為2∶3
D.A和B導線中自由電荷定向移動的平均速率
之比為1∶1
例3
√
由于導線A和B串聯在電路中，則A和B導線中的電流之比為1∶1，故A錯誤；
由題圖可知導線A兩端電壓和導線B兩端電壓分別為
UA＝10 V－4 V＝6 V，UB＝4 V－0＝4 V
則A和B導線兩端的電壓之比為UA∶UB＝6∶4＝3∶2，故B正確；
根據R＝可得A和B導線的電阻之比為RA∶RB＝UA∶UB＝3∶2
根據R＝ρ可得S＝
則A和B導線的橫截面積之比為SA∶SB＝∶＝1∶3，故C錯誤；
根據電流的微觀表達式I＝nqSv可得A和B導線中自由電荷定向移動的平均速率之比為vA∶vB＝SB∶SA＝3∶1，故D錯誤。
　某同學通過實驗測定一個阻值約為20 Ω的電阻Rx的阻值。
(1)現有電源(電壓為12 V)、滑動變阻器(0~50 Ω，額定電流2 A)、開關和導線若干，以及下列電表：
A.電流表(0~3 A，內阻約0.01 Ω)
B.電流表(0~0.6 A，內阻約0.05 Ω)
C.電壓表(0~3 V，內阻約600 Ω)
D.電壓表(0~15 V，內阻約3 kΩ)
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用　　，電壓表應選用____ (均選填器材前的字母)；實驗電路應采用圖中的　　 (選填“甲”或“乙”)。
例4
B
D
乙
電源電壓為12 V，待測電阻約為20 Ω，故電路中最大電流約為0.6 A，為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用B，電壓表選D，根據≈ Ω＝ Ω<20 Ω可知，待測電阻為大電阻，應用電流表內接法，則實驗電路應采用題圖中的乙；
(2)實驗中記錄電表示數如圖所示，可得該電阻的測量值Rx＝　　　 Ω(保留三位有效數字)。
19.3
根據電表的讀數規則可知，電流表的分度值為0.02 A，估讀到與分度值相同位，則I＝0.44 A，電壓表的分度值為0.5 V，估讀到與分度值相同位，則電壓表讀數為8.5 V，則Rx＝ Ω≈19.3 Ω
(3)本實驗中選用電路產生系統誤差的主要原因是　　　。
A.電流表的分流作用 B.電流表的分壓作用
C.電壓表的分流作用 D.電壓表的分壓作用
B
本實驗中選用電路為電流表內接法，產生系統誤差的主要原因是電流表的分壓作用，故A、C、D錯誤，B正確。
(2023·廣東卷改編)某興趣小組設計了測量鹽水電導率的實驗。所用器材有：電源E(電壓恒定)；毫安表mA(量程15 mA，內阻不計)；電阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；開關S1和S2；裝有耐腐蝕電極板和溫度計的有機玻璃樣品池；導線若干。請完成下列實驗操作和計算。
例5
(1)電路連接
圖(a)為實驗原理圖。在圖(b)的實物圖中，已正確連接了部分電路，只有R4一端的導線還未連接，該導線應接到R3的　　　(填“左”或“右”)端接線柱
右
根據題圖(a)可知，R4一端的導線應接到R3的右端接線柱；
(2)鹽水電導率和溫度的測量
①測量并記錄樣品池內壁的長寬高。在樣品池中注滿待測鹽水
②閉合開關S1，　　　　開關S2，毫安表的示數為10.0 mA，記錄此時毫安表的示數；計算得到流過樣品池的電流I1為　　　　 mA
斷開
閉合開關S1，斷開開關S2，毫安表的示數為10.0 mA，
則通過電阻R4的電流為I4＝
根據電路構造可知，流過樣品池的電流為
I1＝I3＋I4＝40.0 mA
40.0
③　　　　開關S2，毫安表的示數為15.0 mA，記錄此時毫安表的示數；計算得到流過樣品池的電流I2為　　　　 mA
閉合
閉合開關S2，毫安表的示數為15.0 mA，
則流過R4的電流為I4'＝
流過樣品池的電流為I2＝I3'＋I4'＝60.0 mA
60.0
④斷開開關S1，測量并記錄鹽水的溫度
(3)根據上述數據，計算得到樣品池兩電極板間待測鹽水的電阻為　　 Ω，進而可求得該溫度時待測鹽水的電導率。
設待測鹽水的電阻為R0，根據歐姆定律，開關S2斷開時E＝I1(R0＋R2＋)
開關S2閉合時
E＝I2(R0＋)
代入數據解得R0＝100 Ω。
100
本課結束
第
十
一
章章末素養提升
素養再現
物理觀念 電流 1.定義式：I=，其物理意義：　　　　時間內通過導體橫截面的　　　　　　，規定　　　　　　定向移動的方向為電流的方向 2.微觀表達式：I=　　　
電阻 1.定義式：導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值R=　　　 2.決定式：　　　　　，式中ρ叫作這種材料的　　　　　　
物理觀念 串、并 聯電路 1.串聯電路：各處電流　　　　，總電壓等于各部分電壓　　　　，總電阻等于各部分電阻　　　　 2.并聯電路：總電流等于各支路電流　　　　，各支路兩端電壓　　　　，總電阻的倒數等于各支路電阻的　　　　　　　　
多用電表 1.了解多用電表的基本結構，知道多用電表的測量功能 2.會使用多用電表測量電壓、電流和電阻 3.會使用多用電表測量二極管的正反向電阻，會判斷電路故障
科學思維 1.能從微觀視角和宏觀表現分析電流的形成 2.會用控制變量法設計探究電阻與長度、橫截面積及材料的定量關系的實驗方案 3.熟練掌握伏安法測電阻電流表內接和外接的誤差分析和對電路的選擇 4.理解滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法
科學探究 1.知道游標卡尺和螺旋測微器的測量原理，會正確使用游標卡尺和螺旋測微器，能根據實際情況選擇合適的測量工具 2.能夠掌握測量金屬電阻率的實驗原理和方法 3.會根據實驗數據描繪U-I圖像，求出電阻值。能根據串、并聯電路的規律，對實驗誤差進行分析 4.認識多用電表的表盤結構及選擇開關的功能，掌握多用電表的操作程序與使用要求，會使用多用電表測量電壓、電流和電阻及判斷二極管的極性，知道減小實驗誤差的方法
科學態度 與責任 1.養成自覺遵守實驗操作規程和謹慎操作的習慣 2.能認識物理測量的精度依賴于實驗器材，而且測量是有誤差的 3.通過分組實驗，討論、交流，培養團隊合作意識
提能訓練
例1　某燈泡的U-I圖像如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.小燈泡的電阻隨著電流的增大而減小
B.小燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小
C.小燈泡是非線性電阻，所以不能計算出其在某狀態下的電阻
D.當小燈泡兩端的電壓為0.5 V時，它的電阻為 Ω
例2　(2024·咸陽市高二月考)如圖所示，電流計的內阻Rg=100 Ω，滿偏電流Ig=1 mA。R1=900 Ω，R2= Ω，則下列說法正確的是(　　)
A.當S1和S2均斷開時，虛線框中可等效為電流表，最大量程是0.1 A
B.當S1和S2均斷開時，虛線框中可等效為電壓表，最大量程是1 V
C.當S1和S2均閉合時，虛線框中可等效為電流表，最大量程是0.1 A
D.當S1和S2均閉合時，虛線框中可等效為電壓表，最大量程是1 V
例3　兩根材料相同的均勻導線A和B，其長度分別為L和2L，串聯在電路中時，其電勢的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.A和B導線中的電流之比為1∶2
B.A和B導線兩端的電壓之比為3∶2
C.A和B導線的橫截面積之比為2∶3
D.A和B導線中自由電荷定向移動的平均速率之比為1∶1
例4　某同學通過實驗測定一個阻值約為20 Ω的電阻Rx的阻值。
(1)現有電源(電壓為12 V)、滑動變阻器(0~50 Ω，額定電流2 A)、開關和導線若干，以及下列電表：
A.電流表(0~3 A，內阻約0.01 Ω)
B.電流表(0~0.6 A，內阻約0.05 Ω)
C.電壓表(0~3 V，內阻約600 Ω)
D.電壓表(0~15 V，內阻約3 kΩ)
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用　　　　　，電壓表應選用　　　　　(均選填器材前的字母)；實驗電路應采用圖中的　　　　(選填“甲”或“乙”)。
(2)實驗中記錄電表示數如圖所示，可得該電阻的測量值Rx=　　　　　 Ω(保留三位有效數字)。
(3)本實驗中選用電路產生系統誤差的主要原因是　　　　　。
A.電流表的分流作用
B.電流表的分壓作用
C.電壓表的分流作用
D.電壓表的分壓作用
例5　(2023·廣東卷改編)某興趣小組設計了測量鹽水電導率的實驗。所用器材有：電源E(電壓恒定)；毫安表mA(量程15 mA，內阻不計)；電阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；開關S1和S2；裝有耐腐蝕電極板和溫度計的有機玻璃樣品池；導線若干。請完成下列實驗操作和計算。
(1)電路連接
圖(a)為實驗原理圖。在圖(b)的實物圖中，已正確連接了部分電路，只有R4一端的導線還未連接，該導線應接到R3的　　　　(填“左”或“右”)端接線柱
(2)鹽水電導率和溫度的測量
①測量并記錄樣品池內壁的長寬高。在樣品池中注滿待測鹽水
②閉合開關S1，　　　　開關S2，毫安表的示數為10.0 mA，記錄此時毫安表的示數；計算得到流過樣品池的電流I1為　　　 mA
③　　　　　　開關S2，毫安表的示數為15.0 mA，記錄此時毫安表的示數；計算得到流過樣品池的電流I2為　　　　 mA
④斷開開關S1，測量并記錄鹽水的溫度
(3)根據上述數據，計算得到樣品池兩電極板間待測鹽水的電阻為　　　　 Ω，進而可求得該溫度時待測鹽水的電導率。
答案精析
單位　電荷量　正電荷　nqSv　　R=ρ　電阻率　相等　之和　之和　之和　相等　倒數之和
例1　D　[由題圖可知，隨著電流的增加圖像上各點與原點連線的斜率變大，則小燈泡的電阻隨著電壓、電流的增大而增大，選項A、B錯誤；小燈泡是非線性電阻，用某狀態下的電壓與電流可計算在某狀態下的電阻，選項C錯誤；由圖像可知，當小燈泡兩端的電壓為0.5 V時，電流為6 A，則它的電阻為R== Ω= Ω，故D正確。]
例2　B　[當S1和S2均斷開時，電流計與R1串聯，所以虛線框中可等效為電壓表，最大量程為Um=Ig(Rg+R1)=0.001×(100+900) V=1 V，故A錯誤，B正確；當S1和S2均閉合時，R1被短路，R2與電流計并聯，所以虛線框中可等效為電流表，最大量程為Im=Ig+=0.001 A+ A=1 A，故C、D錯誤。]
例3　B　[由于導線A和B串聯在電路中，則A和B導線中的電流之比為1∶1，故A錯誤；由題圖可知導線A兩端電壓和導線B兩端電壓分別為
UA=10 V-4 V=6 V，UB=4 V-0=4 V
則A和B導線兩端的電壓之比為UA∶UB=6∶4=3∶2，故B正確；根據R=可得A和B導線的電阻之比為
RA∶RB=UA∶UB=3∶2
根據R=ρ可得S=
則A和B導線的橫截面積之比為SA∶SB=∶=1∶3，故C錯誤；根據電流的微觀表達式I=nqSv可得A和B導線中自由電荷定向移動的平均速率之比為vA∶vB=SB∶SA=3∶1，故D錯誤。]
例4　(1)B　D　乙　(2)19.3　(3)B
解析　(1)電源電壓為12 V，待測電阻約為20 Ω，故電路中最大電流約為0.6 A，為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用B，電壓表選D，根據≈ Ω= Ω<20 Ω可知，待測電阻為大電阻，應用電流表內接法，則實驗電路應采用題圖中的乙；
(2)根據電表的讀數規則可知，電流表的分度值為0.02 A，估讀到與分度值相同位，則I=0.44 A，電壓表的分度值為0.5 V，估讀到與分度值相同位，則電壓表讀數為8.5 V，則Rx== Ω≈19.3 Ω
(3)本實驗中選用電路為電流表內接法，產生系統誤差的主要原因是電流表的分壓作用，故A、C、D錯誤，B正確。
例5　(1)右　(2)②斷開　40.0　③閉合　60.0　(3)100
解析　(1)根據題圖(a)可知，R4一端的導線應接到R3的右端接線柱；
(2)②閉合開關S1，斷開開關S2，毫安表的示數為10.0 mA，
則通過電阻R4的電流為I4=
根據電路構造可知，流過樣品池的電流為
I1=I3+I4=40.0 mA
③閉合開關S2，毫安表的示數為15.0 mA，
則流過R4的電流為I4'=
流過樣品池的電流為I2=I3'+I4'=60.0 mA
(3)設待測鹽水的電阻為R0，根據歐姆定律，開關S2斷開時E=I1(R0+R2+)
開關S2閉合時E=I2(R0++)
代入數據解得R0=100 Ω。

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