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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题,九 恒定电流,考情解读,课标要求,1.,观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用,.,会使用多用电表,.,2.,通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系,.,会测量金属丝的电阻率,.,3.,了解串、并联电路电阻的特点,.,4.,理解闭合电路欧姆定律,.,会测量电源的电动势和内阻,.,5.,理解电功、电功率及焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象,.,6.,能分析和解决家庭电路中的简单问题,能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际,.,考情解读,命题探究,1.,命题分析,:,高考对本专题的考查,主要围绕电路展开,涉及电路的计算、故障判断和动态变化分析,.,特别是电路的测量问题,要求学生能根据实验要求选择器材、设计电路、读取数据、分析误差等,.,2.,趋势分析,:,试题考法灵活多变,对实验综合能力要求较高,学生应予以高度重视,尤其是对欧姆表的应用,.,考情解读,核心素养聚焦,物理观念,:,1.,认识电路及其特点,理解电源电动势等重要概念,;2.,掌握焦耳定律、闭合电路欧姆定律的应用,.,科学思维,:,1.,分析电路结构,判断电路有关问题,;2.,用闭合电路欧姆定律计算电路有关问题,.,科学探究,:,1.,善于发现问题,提出合理猜想、设计实验、分析论证、反思评估,;2.,通过创设问题情境,激发探究欲望,提高实验探究能力,.,科学态度与责任,:,1.,树立安全用电、节约用电的思想意识,;2.,通过实验培养严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度,.,考情解读,核心考点,考题取样,考法考向,1.,电路的分析与计算,2020,全国,T17,2020,江苏,T6,含容电路的,U,C,-t,图像分析,闭合电路的分析与计算,2.,实验,:,测定金属的电阻率,2019,天津,T9(3),2019,江苏,T11,测金属丝的电阻率,考查螺旋测微器的使用、实验数据的处理,伏安法测电阻及误差分析,3.,实验,:,描绘小电珠的伏安特性曲线,2020,全国,T23,2020,江苏,T10,研究小灯泡的伏安特性曲线,描绘电子元件的,I-U,图像及电路图连接,考情解读,核心考点,考题取样,考法考向,4.,实验,:,测定电源电动势和内阻,2020,天津,T9,(,2,),考查测定电池组的电动势和内阻的实验,5.,实验,:,练习使用多用电表,2019,全国,T23,2017,全国,T23,考查电表改装的相关问题,考查多用电表的原理及读数,考点,1 电路,的分析与计算,考点,必备知识通关,1.,串,、并联电路的,特点,串联电路,并联电路,电流,I=I,1,=I,2,=,=I,n,I=I,1,+I,2,+,+I,n,电压,U,1,=U,2,=,=U,n,总电阻,R,总,=,R,1,+R,2,+,+R,n,功率分配,P,1,R,1,=P,2,R,2,=,=P,n,R,n,考点,必备知识通关,2.,公式,R=,与,R=,的比较,比较项,R,=,R=,意义,电阻的决定式,.,电阻的定义式,.,理解,说明导体的电阻由,、,l,、,S,决定,即,一定时,R,与,l,成正比,与,S,成反比,.,提供了一种测量电阻的方法,(,伏安法,),不能认为,R,与,U,成正比,与,I,成反比,.,适用范围,粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液,.,任何纯电阻导体,.,考点,必备知识通关,I=,I=,I=neSv,含义,决定式,.,定义式,.,微观表达式,.,决定因素,I,与,U,、,R,有关,.,I,与,q,、,t,无关,.,I,与,n,、,e,、,S,、,v,有关,.,适用范围,纯电阻,.,任何导体,.,任何导体,.,3.,公式,I=,、,I=,及,I=neSv,的比较,考点,必备知识通关,4,.,电源电动势与电势差的区别和联系,电势差,电动势,意义,表示电场力做功时将电能转化为其他形式能的本领大小,.,表示非静电力做功时将其他形式能转化为电能的本领大小,.,定义,U,AB,=,数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功,.,E,=,数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功,.,单位,伏特,(,V),联系,电动势在数值上等于内、外电路电压之和,也等于电源开路时两极间的电势差,.,考点,必备知识通关,5,.,电功和电热、电功率和热功率的,区别,意义,公式,联系,电功,电流在一段电路中所做的功,.,W=UIt,对于纯电阻电路,电功等于电热,即,W=Q=UIt=I,2,Rt,;,对于非纯电阻电路,电功大于电热,即,WQ.,电热,电流通过导体产生的热量,.,Q=I,2,Rt,电功率,单位时间内电流所做的功,.,P,电,=,UI,对于纯电阻电路,电功率等于热功率,即,P,电,=P,热,=UI=I,2,R,;,对于非纯电阻电路,电功率大于热功率,即,P,电,P,热,.,热功率,单位时间内导体产生的热量,.,P,热,=,I,2,R,考点,必备知识通关,应用,实践,(1),纯电阻电路相关实例,:,电饭锅、电炉、转子被卡住时的电动机等,;,(2),非纯电阻电路相关实例,:,电动机、电解槽、日光灯等,.,6,.,闭合电路欧姆定律的三种表达,(1),电流表达,:,I=,(,只适用于纯电阻电路,),(2),电压表达,:,E=U,外,+U,内,(,适用于任何电路,),(3),功率表达,:,IE=IU+I,2,r,(,适用于任何电路,),考点,必备知识通关,7,.,闭合电路欧姆定律的功率问题,电源总功率,任意电路,:,P,总,=,EI=P,出,+,P,内,纯电阻电路,:,E=I,(,R+r,),P,总,=,I,2,(,R+r,),=,电源内部消,耗的功率,P,内,=,I,2,r=P,总,-,P,出,电源的输,出功率,任意电路,:,P,出,=UI=P,总,-P,内,纯电阻电路,:,P,出,=,I,2,R=,考点,必备知识通关,P,出,与外电阻,R,的关系,电源的,效率,任意,电路,:,=,100,%=,100,%,纯,电阻电路,:,=,100,%,考法,解题能力提升,考法,1,“柱体微元”模型的应用,示例1,2015,安徽,17,6,分,一根长为,L,、横截面积为,S,的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为,n,电子的质量为,m,电荷量为,e.,在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为,v,则金属棒内的电场强度大小,为,A,.,B,.,C,.nev,D,.,考法,解题能力提升,解析：,由电流的微观表达式,I=neSv,和电阻定律,R=,知棒两端电压,U=IR=nevL,棒内电场视为匀强电场,则,E=,=nev,C,正确,.,归纳总结：,利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路,:,设“柱体微元”的长度为,L,横截面积为,S,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,电荷定向移动的速率为,v,则,1,.,柱体微元中的总电荷量为,Q=nLSq,;,2,.,自由电荷通过横截面的时间,t=,;,3,.,电流的微观表达式,I=,=nqvS.,考法,解题能力提升,考法,2,电功,、电热及电功率的求解,示例,2,一,台小型电动机在,3 V,电压下工作,用此电动机提升重力为,4 N,的物体时,通过电动机的电流是,0.2 A.,在,30 s,内电动机可将该物体匀速提升,3 m,.,若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求,:,(1),电动机的输入功率,;,(2),在开始提升物体后的,30 s,内,电动机线圈所产生的热量,;,(3),电动机线圈的电阻,.,考法,解题能力提升,思维导引：,根据题目中所给条件,物体重力为,4 N,在,30 s,内匀速提升,3 m,可求出电动机对外做功的功率,P,机,=mgv,再根据非纯电阻电路能量关系及焦耳定律,即可求出线圈所产生的热量和电动机线圈电阻,.,解析,：,(1),电动机的输入功率,P,入,=UI=,3,0,.,2 W=0.6 W,.,(2),电动机提升物体的机械功率,P,机,=Fv=mg,=,0,.,4 W,由能量守恒定律分析可得,P,入,=P,机,+P,热,故,P,热,=P,入,-P,机,=,(0,.,6,-,0,.,4) W=0.2 W,所以电动机线圈产生的热量,Q=P,热,t=,0,.,2,30 J,=,6 J,.,(3),根据焦耳定律,Q=I,2,Rt,可得线圈电阻,R=,=,=5 ,.,考法,解题能力提升,归纳,总结,1,.,在非纯电阻电路中,欧姆定律不再适用,不能用欧姆定律求电流,要用,P=UI,求电流,.,2,.,在非纯电阻电路中,电功大于电热,即,WQ,这时电功只能用,W=UIt,计算,电热只能用,Q=I,2,Rt,计算,两式不能通用,.,考法,解题能力提升,考法,3,闭合电路,问题的分析与计算,示例,3,2016,江苏,8,4,分,多选,如图所示的电路中,电源电动势为,12 V,内阻为,2 ,四个电阻的阻值已在图中标出,.,闭合开关,S,下列说法正确的有,A.,路端电压为,10 V,B.,电源的总功率为,10 W,C,.a,、,b,间电压的大小为,5 V,D,.a,、,b,间用导线连接后,电路的总电流为,1 A,考法,解题能力提升,解析：,外电路的总电阻,R=,10 ,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流,I=,=,1 A,因此路端电压,U=E-Ir=,12 V-1,2,V=,10,V,选项,A,正确,;,电源的总功率,P=EI=,12 W,选项,B,错误,;,由图,(,a),可知,U,ab,=U,aO,-U,bO,=-,15,0,.,5 V,+,5,0,.,5,V=-,5,V,选项,C,正确,;,当,a,、,b,间用导线连接后,外电路的等效电路如图,(,b),所示,外电路中的总电阻,R=,7,.,5 ,电路中的总电流,I=,=,A1 A,选项,D,错误,.,考法,解题能力提升,归纳,总结,解,电路问题时必须要对电路进行认真分析,弄清电路结构,明确各用电器的串、并联关系,明确电流表、电压表所测量的是哪部分电路的电流、电压等,.,注意：,1.,凡接在相同等势点上的两个用电器为并联关系,凡通过,同一电流的用电器为串联关系,;,2.,凡用导线直接连接的各点的电势必相等,(,包括用不计内阻的电流表连接的点,);,3.,在没有特别说明的情况下,不考虑电表对电路的影响,电流表视为短路,电压表、电容器视为断路,.,考法,解题能力提升,感悟反思,电路,功能,问题求解,1,.,对电路的分析,看是纯电阻电路还是非纯电阻电路,.,若是纯电阻电路,考虑利用,P,总,=I,2,(,R+r,),=,;,若是非纯电阻电路,考虑利用,P,总,=EI=U,外,I+U,内,I=P,出,+P,内,.,2,.,审题的核心是分析清楚题目中电能的输入与输出途径及所涉及的功率的来龙去脉,善于从能量角度出发,围绕能量守恒定律,利用“电功,=,电热,+,其他能量”寻找等量关系求解,.,考法,解题能力提升,3,.,纯电阻电路中可以利用电源的输出功率,P,出,随外电阻,R,变化的曲线进行分析,.,由图像可知,:,(1),当,R=r,时,电源的输出功率最大,为,P,max,=,;,(2),当,Rr,时,随着,R,的增大,输出功率越来越小,;,(3),当,Rr,时,随着,R,的增大,输出功率越来越大,;,(4),当,P,出,E,2,当外电路电阻为,R,时,外电路消耗功率正好相等,.,当外电路电阻降为,R,时,电源,1,对应的外电路功率为,P,1,电源,2,对应的外电路功率为,P,2,电源,1,的内阻为,r,1,电源,2,的内阻为,r,2,.,则,A.,r,1,r,2,P,1,P,2,B.,r,1,r,2,P,1,P,2,C.,r,1,P,2,D.,r,1,r,2,P,1,E,2,可得,r,1,r,2,.,电源输出电压,U,与电路,中电流,I,的关系为,U=E-Ir,由题意知外电路电阻为,R,时,两电路中的电流大小相等,故此时两个电源的输出电压随电流变化关系,图像,应为图示中两条相交的直线,a,、,b,且交点处电流为,I,0,输出电压为,U,0,=RI,0,同时过原点,O,与该交点的直线即电阻为,R,时的,U-I,图线,.,若将,R,减小为,R,如图所示,外电路电阻为,R,时的图线与两个电源的输出电压的,U-I,图线分别交于两个不同的点,.,与电源,1,图线的交点处的电流值和电压值均小于与电源,2,图线的交点处的电流值和电压值,根据输出功率的定义,P=UI,可知,外电阻降为,R,时,电源,1,的输出功率小于电源,2,的输出功率,即,P,1,P,2,.,选项,D,正确,.,考法,解题能力提升,归纳总结,1,.,两种,U-I,图像的比较,电源,U-I,图像,电阻,U-I,图像,图像,物理,意义,电源的路端电压随电路电流的变化关系,.,电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系,.,考法,解题能力提升,电源,U-I,图像,电阻,U-I,图像,截距,图线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势,E,图线与横轴交点的横坐标表示电源短路电流,I,短,= .,过坐标原点,表示没有电压时电流为零,.,坐标,U,、,I,的乘积,表示电源的输出功率,.,表示电阻消耗的功率,.,坐标,U,、,I,的比值,表示外电阻,(,或等效电阻,),的大小,不同点对应的外电阻,(,或等效电阻,),大小不同,.,每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小,.,斜率,(,绝对值,),电源内阻,r,电阻大小,考法,解题能力提升,2,.U-I,图像的一般分析思路,(1),明确纵、横坐标的物理意义,;,(2),明确图像的截距、斜率及交点的意义,;,(3),找出图线上对应状态的参量或关系式,;,(4),结合相关概念或规律进行分析、计算,;,(5),具体求解时,要注意两坐标轴的交点是否都是从,0,开始,若纵坐标轴上的取值不从,0,开始,则横坐标轴的截距不表示短路电流,.,考法,解题能力提升,考,法,6,电路,故障问题的分析,示例,6,多选,某同学按如图所示的电路进行实验,电压表内阻看成无限大,电流表内阻看成零,闭合开关进行实验,.,由于电路发生故障,发现两电压表示数相同,(,但不为零,),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是,A.,R,3,短路,B.,R,P,短路,C.,R,3,断路,D.,R,2,断路,考法,解题能力提升,思维节点：,电压表内阻无穷大表明与电压表串联的电阻可当导线处理,;,两电压表示数相同,说明两电压表相当于并联,.,解析,：,R,3,短路时,由于电流表内阻看成零,两电压表都被短路,示数都为零,与题不符,故,A,错误,.R,P,短路时,两电压表都测量,R,2,两端的电压,示数相同,而且都不为零,故,B,正确,.R,3,断路时,电压表,V,2,测量,R,2,两端的电压,电压表,V,1,测量,R,P,和,R,2,串联的两端电压,电压表,V,1,的示数大于电压表,V,2,的示数,故,C,错误,.R,2,断路时,由于电压表内阻看成无限大,电流表内阻看成零,两电压表都测量,R,3,两端的电压,示数相同,而且都不为零,故,D,正确,.,考法,解题能力提升,归纳总结,1,.,利用电流表、电压表判断电路故障的方法,(1),电流表示数正常而电压表无示数,.,“,电流表示数正常,”,表明电流表所在电路为通路,“,电压表无示数,”,表明无电流通过电压表,.,故障原因可能是,:,电压表损坏,电压表接触不良,与电压表并联的用电器短路,.,(2),电压表有示数而电流表无示数,.,“,电压表有示数,”,表明有电流通过电压表,“,电流表无示数,”,说明没有或几乎没有电流流过电流表,.,故障原因可能是,:,电流表短路,与电压表并联的用电器断路,.,考法,解题能力提升,(3),电流表和电压表均无示数,.,“,均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,可能是干路断路导致无电流,.,注意：,常见,的电路故障情况,导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象,.,2.,利用导线判断电路故障,(,主要判断断路故障,),电路中无电流或灯泡不发光,:,将导线接在两点间,如果电路中有电流,(,或电路中灯泡发光了,),说明此两点间有断路,.,注意：,已知,电路发生某种故障,寻找故障发生的位置时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行推理,推理结果若与题述物理现象相符,则故障可能发生在这部分电路,;,若不符合,则故障没有发生在这部分电路,.,高分帮,重难,突破 闭合电路,动态变化问题,直流,电路中动态问题的分析是高考考查的热点,要求能通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻的大小,或者通过开关闭合与断开改变电路结构,分析电路中各个部分的电流、电压和功率的变化情况,.,分析,电路动态问题时常用的基本方法有程序法、结论法、极限法及等效电源法,.,高分帮,1,.,程序法,:,“,部分,整体,部分,”,(1),由局部电阻变化判断总电阻的变化,.,(2),由,I=,判断总电流的变化,.,(3),根据,U=E-Ir,判断路端电压的变化,.,(4),由欧姆定律及串、并联电路的规律判断电路各部分电压及电流的变化,.,以上分析可形象表示为,:,高分帮,2,.,程序法,:,结论法,:“,串反并同”,所谓,“,串反并同,”,规律,指的是在闭合电路中,若电源内阻不为零,则当外电路中某一电阻增大,(,或减小,),时,它两端的电压一定会增大,(,或减小,),通过它的电流会减小,(,或增大,),根据串、并联电路规律,与它串联,(,或间接串联,),的支路上各定值电阻的电压和电流均减小,(,或增大,),而与它并联,(,或间接并联,),的支路上各定值电阻的电压和电流均增大,(,或减小,),.,高分帮,3,.,极限法,对含有可变电阻的电路,当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时,可先将可变电阻的阻值推到极端,(,零或最大,),然后对电路加以分析从而得出正确结论,.,4,.,等效电源法,所谓等效电源,就是把电路中包含电源的那部分电路视为,“,电源,”,比较常用的是将某些定值电阻等效为电源内阻,.,高分帮,示例,7 ,电路中物理量的变化,多选,在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为,E,、内电阻为,r,R,1,、,R,2,为定值电阻,R,3,为滑动变阻器,、,为理想电流表和电压表,.,闭合开关后,在滑动变阻器滑片,P,自,a,端向,b,端滑动的过程中,下列说法中正确的是,A.,电压表示数减小,B.,电流表示数增大,C.,电阻,R,2,消耗的功率增大,D.,a,点的电势降低,思维导引,：,局部电阻变化,总电阻变化,总电流变化,局部,功率变化,局部电流变化,局部电压变化,解法,1,:,程序法,滑片,P,由,a,端向,b,端滑动,其阻值减小,则总电阻减小,I,总,增大,电阻,R,1,两端电压增大,电压表示数变大,A,错误,;,电阻,R,2,两端的电压,U,2,=E-I,总,(,R,1,+r,),I,总,增大,则,U,2,减小,又,I,2,=,则,I,2,减小,电流表的示数,I,A,=I,总,-I,2,增大,B,正确,;,由,P,2,=,R,2,知,P,2,减小,C,错误,;,U,ab,=,a,-,b,=,a,=U,2,故,a,降低,D,正确,高分帮,解法,2:,结论,法,由于,R,3,减小,R,2,与,R,3,并联,则,U,2,、,I,2,均减小,而,P,2,=,R,2,知,P,2,减小,C,错误,;,U,ab,=U,2,=,a,-,b,=,a,减小,D,正确,;,因为,R,1,间接与,R,3,串联,故,I,1,、,U,1,均增大,故电压表示数增大,A,错误,;,根据,I,A,=I,1,-I,2,知,I,A,增大,B,正确,.,解法,3:,极限法,滑片,P,滑至,b,时,R,3,=,0,a,=,b,=,0,可知,P,自,a,向,b,滑动过程中,a,点电势降低,D,正确,;,P,滑至,b,时,R,2,被短路,R,2,上电压为零,则功率也为零,可知,P,自,a,向,b,滑动过程中,R,2,消耗的功率减小,C,错误,;,当,R,3,=,0,时,总电阻最小,总电流最大,R,1,两端电压最大,可知,P,自,a,向,b,滑动过程中电压表示数增大,A,错误,;,由于,I,A,=I,1,-I,2,R,3,=,0,时,I,1,最大,I,2,=,0,最小,故,I,A,最大,可知,P,自,a,向,b,滑动过程中电流表示数增大,B,正确,.,高分帮,高分帮,示例,8 ,电路变化量的变化,多选,在如图所示电路中,闭合开关,S,当滑动变阻器的滑片,P,向下滑动时,电表,A,、,V,1,、,V,2,、,V,3,的示数分别用,I,、,U,1,、,U,2,和,U,3,表示,对应示数变化量的大小分别用,I,、,U,1,、,U,2,和,U,3,表示,.,下列说法中正确的,是,不变,不变,变大,变大,变大,不变,D.,不变,不变,解法,1,:,由题图可知,=,=R,1,是定值,A,正确,;,=R,2,随滑片,P,向下移,动而变大,而,|,|=|,|=R,1,+r,故,不变,B,错误,C,正确,;,=R,1,+R,2,随滑片,P,向下移动而变大,而,|,|=r,为电源的内电阻,故,不变,D,错误,.,高分帮,解法,2,:,在同一坐标系中分别作出电压表,V,1,、,V,2,、,V,3,的示数随电流,I,的变化图线,如图中,a,、,b,、,c,所示,a,表示,R,1,两端电压,U,1,与,I,的关系,b,表示将,R,1,等效为电源内阻时的路端电压,(,U,2,),与,I,的关系,c,表示路端电压,(,U,3,),与,I,的关系,.,由图可知, ,是定值,A,正确,;,因 随,滑片,P,向下移动而变大,而 为,图线,b,的斜率,故,不变,B,错误,C,正确,;,因,=,R,1,+R,2,故此比值增大,而,为,图线,c,的斜率,故,不变,故,D,错误,.,高分帮,高分帮,感悟,反思,1,.,明确电流表测干路电流,电压表,V,1,、,V,2,、,V,3,分别测,R,1,两端电压、,R,2,两端电压和路端电压,.,区分定值电阻、滑动变阻器和电源内阻,.,2,.,弄清滑动变阻器滑片向下滑动时,电路中各分路电阻如何变化,.,3,.,特别明确,、,的物理意义,.,(1),若电源与电阻,R,1,、,R,2,分别组成闭合电路,它们的,U-I,图线分别如图,(a),中,a,、,b,、,c,所示,则在图线,a,上,U,为路端电压,为外电路的总电阻,的绝对值为电源的内电阻,.,高分帮,(2),定值电阻和灯丝电阻的,U-I,图线分别如图,(b),中,d,、,e,所示,由图可知,:,在图线,d,上,U,为定值电阻两端的电压,与,相等,等于定值电阻,R,的阻值,;,在图线,e,上,U,为灯丝电阻两端的电压,电阻值随电压,(,或电流,),的变化而变化,为,两端电压为,U,时的电阻值,而 无,意义,(,曲线切线的斜率不表示电阻,),但随电压,(,或电流,),的变化而变化,.,考点,2,实验,:,测定金属的电阻率,考点,必备知识通关,1,.两种常见长度测量仪器的使用及读数方法,游标卡尺,测量值,=,主尺读数,(mm),+,精确度,游标尺上对齐刻线数值,(mm),不估读,.,10,分度游标尺,精确度为,0,.,1mm;,20,分度游标尺,精确度为,0,.,05mm;,50,分度游标尺,精确度为,0,.,02mm,.,螺旋测微器,测量值,=,固定刻度读数,(mm),+,可动刻度读数,(,带估读值,),0,.,01mm,.,注意要估读到,0.001mm,.,考点,必备知识通关,2,.,常用电压表和电流表,(1),两种电表的使用技巧,机械零点的调整,:,在不通电时,指针应指在零刻度线的位置,.,选择适当量程,:,估算电路中的电流或电压,指针应偏转到满刻度的,以上,.,若无法估算电路中的电流和电压,则应先选用较大的量程,再根据读数选择合适量程,.,正确接入电路,:,电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,两种电表都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,.,(2),电流表和电压表的读数,刻度盘上每一小格为,1,0.1,0.001,时,需估读到最小刻度值的下一位,.,刻,度盘上每一小格为,0,.,2,0,.,02,0,.,5,0,.,05,时,只需估读到最小刻度值的位数,.,考点,必备知识通关,3.测金属的,电阻率,考点,必备知识通关,误差分析,1,.,测量金属丝直径、长度以及流过金属丝的电流、金属丝两端的电压时带来的误差,.,2,.,电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以,R,x,测,R,x,真,由,R,x,=,知,测,k,所以,图线是采用电压表跨接在,O,、,P,之间,.,考法,解题能力提升,(2),因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图线斜率大致估算待测电阻为,50 ,左右,根据,R,x,测量值,大于真实值,.,R,测,= = ,R,x,测量,值小于,真实,值,.,修正方法,R,真,= = -,R,A,R,真,=,考法,解题能力提升,考法,解题能力提升,(3),两种接法的选择,阻值比较法,:,先将待测电阻的估计值与电流表内阻估计值进行比较,.,若,R,x,R,A,为大电阻,则电流表内接,测得的阻值偏大,;,若,R,x,R,A,为小电阻,则电流表外接,测得的阻值偏小,.,简单概括为,“,大内偏大,小外偏小,”,.,临界值计算法,已知电压表内阻、电流表内阻、待测电阻三者的估计值时,若,R,x, ,则,用电流表内接法,.,实验试探法,:,按如图所示电路图接好电路,让电压表一根接线柱,P,先后与,a,、,b,处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则,R,x,为小电阻,宜采用电流表外接法,;,如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则,R,x,为大电阻,宜采用电流表内接法,.,考法,解题能力提升,2,.,滑动变阻器两种接法的选择,(1),滑动变阻器两种接法的对比,(,忽略电源内阻,),限流接法,分压接法,对比说明,电路图,串、并联关系不同,.,负载,R,上电压调节范围,分压电路调节范围大,.,考法,解题能力提升,限流接法,分压接法,对比说明,负载,R,上电流调节范围,分压电路调节范围大,.,闭合,S,前触头位置,b,端,a,端,都是为保护电路元件,.,对滑动变阻器阻值要求,R,0,大小要适中,不宜,太大或太小,在安全前提下,R,0,越小越好,考法,解题能力提升,(2),滑动变阻器必须采用分压接法的几种情况,要求电压表能从零开始读数,.,当待测电阻,R,x,R,max,(,滑动变阻器的最大阻值,),时,若用限流接法则调节范围太小,无法满足要求,.,若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许通过的最大电流,.,考法,解题能力提升,考法,3,实验,器材的选择和实物连线,示例,3,北京高考,某同学通过实验测定一个阻值约为,5 ,的电阻,R,x,的阻值,.,(1),现有电源,(4 V,内阻可不计,),滑动变阻器,(0,50 ,额定电流,2 A),开关和导线若干,以及下列电表,:,A.,电流表,(03 A,内阻约,0.025 ),B.,电流表,(00.6 A,内阻约,0.125 ),C.,电压表,(03 V,内阻约,3 k ),D.,电压表,(015 V,内阻约,15 k ),为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用,(,选填器材前的字母,);,实验电路应采用图,1,中的,(,选填,“,甲,”,或,“,乙,”,),.,考法,解题能力提升,(2),图,2,是测量,R,x,的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,.,请根据在,(1),问中所选的电路图,补充完成图,2,中实物间的连线,.,(3),接通开关,改变滑动变阻器滑片,P,的位置,并记录对应的电流表示数,I,、电压表示数,U.,某次电表示数如图,3,所示,可得该电阻的测量值,R,x,=,=,(,保留,2,位有效数字,),.,考法,解题能力提升,(4),若在,(1),问中选用甲电路,产生误差的主要原因是,;,若在,(1),问中选用乙电路,产生误差的主要原因是,.,(,选填选项前的字母,),A.,电流表测量值小于流经,R,x,的电,流值,B,.,电流表测量值大于流经,R,x,的电流值,C.,电压表测量值小于,R,x,两端的电压,值,D,.,电压表测量值大于,R,x,两端的电压值,(5),在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片,P,从一端滑向另一端,随滑片,P,移动距离,x,的增大,被测电阻,R,x,两端的电压,U,也随之增大,下列反映,U-x,关系的示意图中正确的是,.,考法,解题能力提升,破题关键：,(1),根据待测电阻与电流表、电压表内阻的相对大小关系,选择恰当的电流表接法,.,(2),通过闭合电路欧姆定律,写出,R,x,两端电压,U,与,x,之间的函数关系,进而快速判断,U-x,图像,.,解析：,(,1,),若采用限流式接法,则电路中的最小阻值,R=,=,=,6,.,7,与待测电阻,R,x,的阻值较接近,为减小测量误差,故电流表应选用,B,电压表应选用,C,;,由于,R,x,故电流表应采用外接法,实验电路应采用甲,.,(2),实物图连线如图所,示,考法,解题能力提升,(3),由题图,3,可得该电阻的测量值,R,x,=,=,=,5,.,2 ,.,(4),若在,(1),问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经,R,x,的电流值,;,若在,(1),问中选用乙电路,产生误差的主要原因是电压表测量值大于,R,x,两端的电压值,.,(5),因限流式接法要求滑动变阻器开始时处于最大阻值,故在将滑动变阻器滑片,P,从一端滑向另一端的过程中,随滑片,P,移动距离,x,的增大,滑动变阻器接入电路的阻值减小,故电路中总阻值逐渐减小,电流逐渐增大,则被测电阻,R,x,两端的电压,U,也随之增大,即,U=IR,x,=,则反映,U-x,关系的示意图中正确的是选项,A,.,考法,解题能力提升,归纳总结,1,.,电学实验器材的选择,(1),滑动变阻器的选择,选用滑动变阻器时,先要确保电路中电流不超过滑动变阻器允许通过的最大电流,若用,“,限流式,”,接法一般选总阻值适当大一点的,但不是越大越好,因阻值太大时,在实验中可能只用到其阻值较小的一部分,滑动触头可移动的范围较小,使用起来很不方便,.,一般是选总阻值与用电器的阻值比较接近的滑动变阻器,.,若用,“,分压式,”,接法,应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器,这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动的距离成正比例改变,调节起来比较方便,.,关键是保证对外供电的电压变化范围既满足实验要求,又便于调节,.,考法,解题能力提升,(2),电压表、电流表的选择,电压表量程的选择主要看电源电压或被测用电器的额定电压,电流表量程的选择通常看被测用电器的额定电流或依据电路中可能的最大电流,.,另外,为了保证测量结果的精确度,指针偏角应尽可能大,一般要求超过满偏角的,.,题给条件中,若电流表内阻,R,A,已知,则该电流表可当电压表使用,示数,I,A,表示的电压为,U,A,=I,A,R,A,;,若电压表内阻,R,V,已知,则该电压表也可当电流表使用,示数,U,V,表示的电流为,I,V,=,.,如果题给条件是电阻约为多少,那么这个数据就不能当作确定值使用,只能在选择实验器材时作为辅助条件进行近似计算使用,.,考法,解题能力提升,2,.,连接实物图时的注意事项,(1),画线连接各元件时,一般先从电源正极开始,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,;,其次将要并联的元件并联到电路中去,.,(2),连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉,.,(3),要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,.,考法,解题能力提升,考,法,4,利用,图像分析求解实验问题,示例,4,2015,重庆,6(2),13,分,同学们测量某电阻丝的电阻,R,x,所用电流表的内阻与,R,x,相当,电压表可视为理想电压表,.,(1),若使用如图甲所示电路图进行实验,要使得,R,x,的测量值更接近真实值,电压表的,a,端应连接到电路的,(,选填,“,b,”,或,“,c,”,),点,.,(2),测得电阻丝的,U-I,图像如图乙所示,则,R,x,为,.,(,保留两位有效数字,),考法,解题能力提升,(3),实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态,.,某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化,.,他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为,10 V,的条件下,得到电阻丝的电阻,R,x,随风速,v,(,用风速计测,),的变化关系如图丙所示,.,由图可知当风速增加时,R,x,会,(,选填,“,增大,”,或,“,减小,”,),.,在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为,10 V,需要将滑动变阻器,R,W,的滑片,向,(,选填,“,M,”,或,“,N,”),端调节,.,考法,解题能力提升,(4),为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图丁所示的电路,.,其中,R,为两只阻值相同的电阻,R,x,为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,为待接入的理想电压表,.,如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“,+,”,端和“,-,”,端应分别连接到电路中的,点和,点,(,在“,a,”“,b,”“,c,”“,d,”,中选填,),.,考法,解题能力提升,解析：,(1),由于电阻丝的电阻,R,x,和电流表的内阻相当,且电压表可视为理想电压表,所以电流表外接时测量的电阻值更接近真实值,.,(2),分析,U-I,图像,图线的斜率即电阻丝的电阻,R,x,则,R,x,= =,4,.,1 ,.,(3),由题图丙可知,当风速增大时,电阻丝的电阻减小,.,在风速增大的过程中,由于电阻丝的电阻减小,要保持电阻丝两端电压不变,需要增大与电阻丝并联那部分电阻阻值,所以应将滑动变阻器,R,W,的滑片向,M,端调节,.,(4),风速为零时,由于,a,、,d,间与,d,、,c,间的电阻之比等于,a,、,b,间与,b,、,c,间的电阻之比,所以,d,、,b,两点电势相等,但风速增大时,d,点电势降低,所以电压表,“,+,”“,-,”,端分别接,b,、,d,两点时,能满足电压表的示数从零开始增加,.,考法,解题能力提升,关键,能力,本题具有一定的综合性,体现高考重视对学生核心素养考查的命题方向,.,第,(3),、,(4),问中,必须明确实验原理,理解实验电路和实验方法,特别是结合图像进行分析,并从图像中获取解题信息,.,这种题型在高考中时常出现,要求同学们在学习中重视实验问题的分析和研究,真正提高实验科学探究能力,.,具体在运用图像法求电阻时光作出,U-I,图像,由图像的斜率求出电阻值,.,在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要让各点尽量落在直线上,不能落在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑,.,考法,解题能力提升,考,法,5,电流表,和电压表的非常规用法,示例,5,如,图所示是一些准备用来测量待测电阻,R,x,阻值的实验器材,器材及其规格列表如下,:,器材,规格,待测电阻,Rx,阻值在,900,1000,之间,电源,E,具有一定内阻,电动势约为,10V,电压表,V1,量程,0,2,.,0V,内阻,r,1,=,1000,电压表,V2,量程,0,5,.,0V,内阻,r,2,=,2500,电流表,A,量程,0,3,.,0,A,内阻,r=,0,.,10,滑动变阻器,R,最大阻值约为,100,额定电流,0,.,5A,开关,S,、导线若干,考法,解题能力提升,为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化,.,请用实线代替导线,在所给的实验器材中选择合适的器材,连成满足要求的测量,R,x,阻值的电路,.,考法,解题能力提升,解析：,因为电源电动势约为,10,V,而待测电阻约为,1,000
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