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第十一章 电路及其应用
探究案
学习目标
了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场。
理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系。
掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
了解多用电表的基本结构，通过实验操作学会使用多用电表测电压、电流和电阻。
课堂探究
考点一：电源和电流
1.能将其它形式的能转化为电能的装置或能给电路提供持续稳定电压的装置。
作用： (1)在导体A、B 两端维持一定的电势差。
(2)使电路中保持持续的电流。
形成电流的三种电荷
形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
2.恒定电场
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
恒定电场与静电场的基本性质相同，静电场中的关系式同样适用于恒定电场。
3.电流
通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流。通常用I表示电流，其数学式为
典例精析
关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．电流有方向，因此电流是矢量
B．电路中电阻越大，电流一定越小
C．只要电流方向不变就可称其为恒定电流
D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
考点二：导体的电阻
1.电阻
导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
公式：
单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
常用单位：千欧（ kΩ ） 兆欧（ MΩ ）
2.影响电阻的因素
在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。
在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比.
3.导体的电阻率
同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
表达式：R=ρ
典例精析：
国产安卓手机在闪充的发展上已经完全领先国际大牌，尤其是华为、OPPO等都有推出超级闪充功能。“充电五分钟通话两小时”的手机电源就是源于VOOC闪充新技术。闪充数据线和普通数据线的注意区别有：一是VOOC闪充数据线是有8根线来组成，比一般数据线粗；二是闪充自数据线充电比普通充电数据线要快很多；图是普通单线充电数据线和双线快充数据线示意图。与普通充电数据线相比，闪充增加数据线的作用是为了（　　）
A．增大充电电压
B．增大电池的容量
C．增大充电电流
D．增大充电电阻
考点三：实验：导体电阻率的测量
1.游标卡尺
2.螺旋测微器
测砧A
测微螺杆P
固定刻度G
可动刻度H
框架F
旋钮K
微调旋钮K′
金属丝电阻率的测量
取一段金属电阻丝连接到
实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R、长度L和直径 d(S= )，
就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即
典例精析：
在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法
B．实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值
C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值
D．实验中电流强度大小可不加要求
考点四：串联电路和并联电路
1.串联
把几个导体元件依次首尾相连的方式
串联电路电流特点:
据串联电路各处的电荷量相同得
串联电路电压特点:
串联电路两端的总电压等于各部分电路
串联电路电阻特点:
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
2.并联
把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式
并联电路电流特点:
据并联电路的总电荷等于各支路的电荷量之和得
并联电路电压特点:
并联电路的总电压与各支路的电压相等
并联电路电阻特点:
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
典例精析：
如图所示，在对电表进行改装时，有甲、乙两个电路，都是由一个表头G和一个变阻箱R组成，下列说法正确的是（　　）
A．甲是电流表原理，R减小时量程减小
B．甲是电压表原理，R减小时量程减小
C．乙是电流表原理，R减小时量程减小
D．乙是电压表原理，R减小时量程减小
考点五：实验：练习使用多用电表
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注
当红、黑表笔相接时(如图甲所示)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点．注意此时欧姆表的内阻是(r＋Rg＋R)．
(2)“中值”标注
保持R不变，在两表笔间接一电阻Rx时，如图丙所示，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即处，则此时Rx＝Rg＋R＋r，称为中值电阻，等于欧姆表内电阻值．
(3)“∞ Ω”标注
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点．
(4)一般位置标注
由闭合电路的欧姆定律知I＝ ，每一电流值都对应一电阻值Rx，将电流刻度换成对应的电阻刻度，就可直接读电阻了．
典例精析：
使用多用表的欧姆档测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值（　　）
A．比真实值大
B．比真实值小
C．与真实值相等
D．可能比真实值大，也可能小
随堂检测
1．关于多用电表的使用，下列说法中正确的是（　　）
A．用电流挡测电流或用电压挡测电压前，必须检查机械零点
B．用电阻挡测电阻前，不需要检查机械零点
C．用电阻挡测电阻时，若从一个倍率变换到另一个倍率，不需要重新检查欧姆零点
D．用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大
2．在某次电学实验中，张同学希望通过更换电路中的电阻丝，以增大电阻，下列做法可行的是（　　）
A．选用同材质、较粗、较短的电阻丝
B．选用同材质、同粗细但较短的电阻丝
C．选用同材质、同长度但较粗的电阻丝
D．仅增加电阻丝的长度
3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为（　　）
A．1：4
B．1：8
C．1：16
D．16：1
4.某学习小组的同学们准备测量一段长度约100cm的电阻丝的电阻率，需要先测量电阻丝的长度，下列工具应该选用（　　）
A．程实同学文具盒里边的直尺
B．游标卡尺
C．螺旋测微器
D．实验室的直尺
5.．平安同学先用多用电表的欧姆表×10挡测量，发现指针偏转角度很大而读数很小。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作步骤顺序是：（　　）
①将红表笔和黑表笔接触
②把选择开关旋转到“×100”位置
③把选择开关旋转到“×1”位置
④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
A．③①④ B．②①④ C．③④① D．②④①
本课小结
参考答案
课堂探究
考点一
典例精析
【答案】D
【解析】A、电流有方向，我们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；矢量在运算时遵循平行四边形定则，而电流的运算法则是用代数方法进行加减的；所以电流尽管有方向但它是标量，故A错误；
B、流过电路的电流与电路两端电压及电路中的电阻有关，电路中电阻大时，流过电路的电流不一定小，故B错误；
C、方向和大小都不随时间变化的电流为恒定电流，故C错误；
D、根据I=可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故D正确。
故选：D。
考点二
典例精析
【答案】B
【解析】A、金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，使电压表和金属丝并联，电压表的分流作用很小，应采用电流表外接法，故A错误；
B、为减小实验误差，应进行多次测量求平均值，故B正确；
C、应测量出金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是测整根金属丝长度，故C错误；
D、金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，实验中电流不得太大，故D错误；
故选：B。
考点三
典例精析
【答案】B
【解析】根据电场强度的定义式E＝F/q
可得A点的电场强度E＝F/q＝(6×10 3)/(3×10 6)
N/C＝2×103N/C，由电场强度方向与负电荷受力方向相反，故电场强度方向水平向右；
电量为6×10-6C的正电荷受到的电场力：
F'=q'E=1.2×10-2N，因为正电荷受力方向与场强方向相同，所以电场力方向水平向右，故B正确，ACD错误。
考点四
典例精析
【答案】D
【解析】AB、由图甲所示可知，表头G与变阻箱R并联，并联变阻箱具有分流作用，图甲是电流表原理，R减小时，电阻箱分流增大，量程增大，故AB错误；
CD、由图乙所示可知，表头与变阻箱R串联，串联变阻箱具有分压作用，图乙是电压表原理，R减小时，变阻箱分压减小，量程减小，故C错误，D正确。
故选：D。
考点五
典例精析
【答案】B
【解析】人体是导体，测电阻时如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则人体与电阻并联，总阻值减小，电阻测量值小于真实值，故B正确、ACD错误。
故选：B。
随堂检测
1．A
【解析】A、B、任何电表使用前都要机械调零，故A正确，B错误；
C、欧姆表中值电阻等于欧姆表内电阻，每次换挡，中值电阻都会改变，故每次换挡都要重新欧姆调零，故C错误；
D、用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，流过表头的电流越小，指针向右转过的角度就越小，故D错误；
故选：A。
2．D
【解析】根据电阻定律R=ρ可知，选用同材质、较粗时，横截面积大，选用较短的电阻丝时，长度短，此时电阻变小，故A错误；
B、根据电阻定律R=ρ可知，选用同材质、同粗细但较短的电阻丝，此时电阻变小，故B错误；
C、根据电阻定律R=ρ可知，选用同材质、同长度但较粗的电阻丝，此时电阻变小，故D错误；
D、根据电阻定律R=ρ可知，仅增加电阻丝的长度，此时电阻增大，故D正确；
故选：D。
3．C
【解析】设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律R=ρ，电阻R1=4R；另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律R=ρ，可得电阻R2=R，则两电阻之比为16；1．电压相等，根据欧姆定律，电流比为1：16，根据q=It知相同时间内通过的电量之比为1：16．故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
4．D
【解析】A、程实同学文具盒里的直尺长度约为20cm，待测电阻箱长度约为100cm，文具盒里的直尺量程太小，故A错误；
B、游标卡尺所测量的最大长度约为十几厘米，待测电阻丝的长度约为100cm，不能应游标卡尺测电阻丝的长度，故B错误；
C、螺旋测微器可以测电阻丝的直径但不能用来测电阻丝的长度，故C错误；
D、可以用实验室的直尺测量电阻丝的长度，故D正确。
故选：D。
5．A
【解析】指针偏转角度过大，读数很小，说明所选挡位过大，故要将欧姆表倍率调小一个挡位，即调整到“×1”位置；
调整挡位后，将红表笔和黑表笔接触，要先进行欧姆调零，故实验步骤的顺序为：③①④，故A正确，BCD错误。
故选：A。

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