高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试学案设计

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第十一章 电路及其应用知识体系·思维导图考点整合·素养提升考点　仪器的读数(难度☆☆☆)1.电表的读数:(1)如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,读数时应估读到最小刻度的下一位;若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可。(2)多用电表测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针指示整刻度时估读或不估读均可,指针指示非整刻度时需要估读。2.游标卡尺:L=主尺上读出的整毫米数+N×最小分度值。3.螺旋测微器:L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×分度值。注意:以毫米为单位时,小数点后面要有三位有效数字。1.(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为______mm。 (2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。 (3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图,则电压表的读数为________V,电流表的读数为________ A。 【解析】(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5 mm,可动刻度示数为19.7×0.01 mm=0.197 mm,螺旋测微器示数为0.5 mm+0.197 mm=0.697 mm。(2)由题干电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,所测电流偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值。(3)由题干图中电压表可知,其量程为3 V,分度值为0.1 V,示数为2.60 V;由题干图中电流表可知,其量程为0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.52 A。答案:(1)0.697　(2)偏小　(3)2.60　0.522.某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ,步骤如下:(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度L=________ mm。 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径d=________ mm。 (3)用多用电表的电阻“×10挡”,按正确的操作步骤粗测此电阻丝的电阻,表盘的示数如图丙所示,则其阻值约为R0=________ Ω。 (4)该同学用伏安法更精确地测量出其电阻R,则该新材料的电阻率的表达式ρ=________(用R、d、L表示)。 【解析】(1)由题干图甲可知,游标卡尺主尺示数为13 mm,游标尺示数为15×0.05 mm=0.75 mm,游标卡尺示数为13 mm+0.75 mm=13.75 mm;(2)由题干图乙可知,螺旋测微器固定刻度示数为0.5 mm,可动刻度示数为45.0×0.01 mm=0.450 mm,螺旋测微器示数为0.5 mm+0.450 mm=0.950 mm;(3)用多用电表的电阻“×10”挡,由题干图丙可知,电阻阻值为11×10 Ω=110 Ω;(4)根据电阻定律可知R=ρ,因为S=,所以该新材料的电阻率的表达式ρ=答案:(1)13.75　(2)0.950　(3)110　(4)考点　电流表、电压表及滑动变阻器的使用(难度☆☆☆)1.电流表内接法和外接法的判断项目内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测==Rx+RA>Rx,测量值大于真实值R测==<Rx,测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻2.滑动变阻器的限流式与分压式接法:(1)电路图(如图所示)(2)分压式和限流式电路的选择原则①若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路。③若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则此时必须选用分压式电路。某兴趣小组欲测定电阻Rx的阻值。(1)该小组先用多用电表粗测Rx的阻值,将选择开关置于欧姆“×1”挡,再将红表笔和黑表笔短接进行________。正确测量时欧姆表的指针如图1所示。电阻Rx的阻值约为________Ω。 (2)该小组想尽可能精确地测量Rx的阻值,在实验室找到如下器材。电压表(0～3 V,内阻约30 kΩ)电流表(0～0.6 A,内阻为0.5 Ω)滑动变阻器(0～5 Ω) 电源(电动势3 V,内阻不计)开关和导线若干①请用笔代替导线把图2中的电路图补充完整;②在正确连接电路后,闭合开关。当滑动变阻器的滑片移至某位置时,电压表和电流表的示数分别如图3和4所示,电压表的示数是________V,电流表的示数是________A,可得待测电阻的阻值为________Ω。 【解析】(1)多用表选择欧姆挡后,需要进行欧姆调零。其读数为刻度盘读数乘以倍率,故读数为10×1 Ω=10 Ω;(2)①由于电流表内阻为准确值,可选用电流表内接法测量待测电阻的真实值,故电路图如图所示:②根据电表的量程和最小分度值读数,电压表示数U=2.20 V;电流表的示数为I=0.22 A;待测电阻的阻值为Rx=-RA=(-0.5) Ω=9.5 Ω。答案:(1)欧姆调零　10(2)①见解析图　②2.20　0.22　9.5