2024版新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用綜合提升課件新人教版必修第三冊(cè)

第十一章綜合提升知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

核心素養(yǎng)提升情境1伏安法測(cè)電阻——科學(xué)探究1．兩種接法的比較

內(nèi)接法外接法電路誤差分析誤差來(lái)源電流表的分壓作用電壓表的分流作用適用情況測(cè)大電阻測(cè)小電阻

(3)試觸法：如圖，把電壓表的可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化．若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法；若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選外接法．

例1某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V)、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用_____，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的________(選填“甲”或“乙”)．BC

甲解析：(1)因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于電阻Rx的阻值約為5Ω，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角度來(lái)說(shuō)，電流表選擇0.6A的量程；根據(jù)待測(cè)電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值關(guān)系，可知應(yīng)選擇電流表外接法，故選擇題圖中的甲電路．(2)圖2是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線．解析：連接的實(shí)物圖如圖所示．(3)接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次兩電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測(cè)量值Rx＝________Ω(保留2位有效數(shù)字)．

5.0(4)若在(1)問(wèn)中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是_____；若在(1)問(wèn)中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．(均選填選項(xiàng)前的字母)．A．電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值BD解析：題圖甲中電路采用的是電流表外接法，實(shí)際上電壓表并不是理想電表，所以電壓表也有電流通過(guò)，電流表測(cè)量的電流是流經(jīng)Rx和電壓表的電流之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值，選B；題圖乙中電路采用的是電流表內(nèi)接法，電壓表測(cè)量的電壓是Rx和電流表兩端的電壓之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值，選D.情境2替代法測(cè)電阻——科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，閉合S1，S2接a，調(diào)節(jié)R′，使電流表A的示數(shù)為I；S2接b，保持R′不變，調(diào)節(jié)R使電流表A的示數(shù)仍為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R0，則待測(cè)電阻Rx＝R0.例2同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整；(2)閉合開(kāi)關(guān)S1后，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2置于位置1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的阻值，使電流表G0有適當(dāng)示數(shù)I0；然后保持R1的阻值不變，將開(kāi)關(guān)S2置于位置2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表G0示數(shù)仍為I0.若此時(shí)電阻箱阻值R2＝200Ω，則靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg＝________Ω.200解析：(1)對(duì)比電路圖可將實(shí)物圖連接完整，如圖所示．(2)本實(shí)驗(yàn)采用等效替代法，兩次電流表G0示數(shù)相同，故兩次回路總電阻相同，在其他元件不變的情況下，電阻箱的示數(shù)等于靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻，故Rg＝200Ω.例3了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖甲所示電路．其中A1是待測(cè)電流表，量程為0～300μA，內(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是0～200μA；R1是電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電壓為4V的電池組；S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)．(1)根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趯?shí)物圖乙中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．解析：(1)根據(jù)原理圖從電源的正極出發(fā)，逐步連接實(shí)物如圖所示．(2)電阻箱的讀數(shù)為(10×8＋1×6＋0.1×3)Ω＝86.3Ω.根據(jù)替代法的原理，電阻箱表示的阻值大小等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻，所以電流表A1的內(nèi)阻為86.3Ω.情境3半偏法測(cè)電表內(nèi)阻——科學(xué)探究1．“半偏法”測(cè)電流表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(1)閉合開(kāi)關(guān)S1前，將滑動(dòng)變阻器R1、電阻箱R2的阻值調(diào)到最大；(2)閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)R1使電流表A的指針滿偏；(3)再閉合開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使電流表A的指針半偏；(4)讀取電阻箱的阻值R2，則RA＝R2.注意：R1接入阻值越大，誤差越小，故R1應(yīng)選擇總阻值較大的．2．“半偏法”測(cè)電壓表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(1)閉合開(kāi)關(guān)S之前，電阻箱R的阻值調(diào)到零，滑動(dòng)變阻器R′的滑片P滑到左端；(2)閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表

的指針滿偏；(3)保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，再調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表

的指針半偏；(4)讀取電阻箱的阻值R，則有RV＝R.注意：R′應(yīng)選總阻值較小的，有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差．例4學(xué)習(xí)興趣小組欲采用如圖所示電路測(cè)量電壓表的內(nèi)阻RV，待測(cè)電壓表的量程為1V，內(nèi)阻約為1000Ω.(1)在備選的甲、乙兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的銘牌上分別標(biāo)有“200Ω

1A”“10Ω

2A”，為盡可能提高測(cè)量精度且便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器R1應(yīng)選用________(選填“甲”或“乙”)．乙(2)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)將步驟Ⅰ補(bǔ)充完整．Ⅰ.正確連接好電路后，在閉合開(kāi)關(guān)之前，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到________(選填“最左端”或“最右端”)．Ⅱ.閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表指針指到1V刻度處．Ⅲ.保持S1閉合、滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變．?dāng)嚅_(kāi)S2，調(diào)整電阻箱R2的阻值，使電壓表的指針指到0.5V刻度處，此時(shí)電阻箱R2的示數(shù)為990Ω.(3)該電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值為_(kāi)_______Ω.最左端990解析：(1)由題圖可知，滑動(dòng)變阻器乙的最大阻值較小，額定電流較大，實(shí)驗(yàn)電路選擇分壓式，所以為保證實(shí)驗(yàn)操作安全方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇乙．(2)由題圖電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保護(hù)電路，在閉合開(kāi)關(guān)之前，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到最左端，使待測(cè)支路電流為零．(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2后認(rèn)為分壓電路分壓不變，仍為1V，電壓表示數(shù)為0.5V，說(shuō)明電阻箱兩端電壓為0.5V，電壓表與電阻箱串聯(lián)，它們兩端電壓相等，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，它們的阻值相等，則電壓表內(nèi)阻等于電阻箱阻值990Ω.例5理興趣小組要將一個(gè)內(nèi)阻未知的電流表改裝成量程為3V的電壓表，為此它們用如圖所示電路測(cè)定該電流表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室可提供的器材如下．A．電流表G：滿偏電流為300μA，內(nèi)阻未知B．干電池E：3VC．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值約為5kΩ，額定電流為1AD．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值為16kΩ，額定電流為0.5AE．電阻箱R0：阻值范圍0～9999.9ΩF．開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干(1)滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________(選填“C”或“D”)，將開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，連接好實(shí)物圖，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻達(dá)到最大后，閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表G的示數(shù)為200μA.(2)閉合開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100Ω時(shí)電流表G的示數(shù)為100μA，則電流表G的內(nèi)阻Rg＝________Ω.(3)將該電流表改裝成量程為3V的電壓表，需串聯(lián)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω.

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