2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1学案：第3章从电表电路到集成电路章末分层突破学案 word版含答案

第3章 从电表电路到集成电路章末分层突破串联并联电阻正负极IInqSv定向移动电势碰撞RR1R2Rn11 电阻定律及其应用1.电阻定律的公式为R，其中L为导体长度，S为导体横截面积，为导体材料的电阻率2当导体的形状发生改变时(1)导体的电阻率不变(2)导体总体积不变，根据VSL，当S减小时，L增大，因此要分析两方面的因素如图31所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d，管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？ 【导学号：29682021】图31【解析】由欧姆定律可得R，沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的周长厚度d.由电阻定律R可得R，则，解得.【答案】1导体的电阻由、L、S共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变，电阻率不变2公式R适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液多用电表的电路设计和使用方法1.电路设计(1)将表头改装为大量程的电压表需串联一个分压电阻(2)将表头改装为大量程的电流表需并联一个分流电阻2多用电表测电阻的方法(1)首先要选择合适的电阻档，如1，10，100.(2)选挡后要调整(3)读数后要乘以所选挡位的倍率(1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有_处，并把多用电表_联接入被测电路中当测直流电压时，应把选择开关旋至标有_处，并把多用电表与被测电路_联测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在_处，即电流从_表笔流进(2)如图32所示、三条线分别表示多用电表指针的指示位置图32将多用电表选择开关置于“1”挡，的示数为_，的示数为_.将选择开关置于直流“50 V”挡，的示数为_V，的示数为_V，的示数为_V.选择开关置于直流“250 V”挡时，的示数为_V，的示数为_V.【解析】(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于标有mA处，且把电表串联接入被测电路中测直流电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在高电势处，即电流从红表笔进入(2)多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以挡位倍率，才是电阻的测量值【答案】(1)mA串V并高电势红(2)243625.021.513.0125.0107.5用如图33所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：图33(1)旋动部件_，使指针对准电流的0刻线(2)将K旋转到电阻挡“100”的位置(3)将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_(选填“0刻线”或“刻线”)(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量A将K旋转到电阻挡“1 k”的位置B将K旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准【解析】多用电表测量电阻时，在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上，若指针不在零刻度线上，用螺丝刀小心转动调零螺丝S，使指针对准电流的0刻线然后转动选择开关K，选择量程，再将两表笔短接，调整调零电阻的旋钮T，使指针对准满偏刻度(即电阻的0刻线)，接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，测量被测电阻的阻值若在测量过程中，发现指针偏转角度过小，表明被测的电阻阻值很大，这时要换用更高倍率的挡位例如，本题就要从“100”挡位更换到“1 k”的挡位【答案】(1)S(3)T0刻线(4)ADC1在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选)用多用电表测电流或电阻的过程中()A在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用电表指针指在如图32所示位置若选择开关处于“10 V”挡，其读数为_ V；若选择开关处于“10”挡，其读数为_200 (选填：“大于”“等于”或“小于”)图32【解析】(1)在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆的零刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，选项A正确；在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零，故选项B错误；在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，再换用倍率较大的挡，选项C错误；在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选用电流最大量程进行试测，若指针偏角过小，再换用较小的量程进行测量，选项D正确(2)选择开关处于“10 V”挡，最小分度值为0.2 V，所以此时的读数为5.4 V，因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以10至30的中间数值一定小于20，若选择开关处于“10”挡，其读数小于200 .【答案】(1)AD(2)5.4小于2一根长为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()图33A.B.C nevD.【解析】由电流定义可知：IneSv，由欧姆定律可得：UIRneSvneLv，又E，故Enev，选项C正确【答案】C3如图34所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图34A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A【解析】设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1IA)R1IARA，解得I13IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2IA)R1IARA，解得I23IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A选项C正确【答案】C4如图35所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，滑动触头P滑动时，电路的总电阻发生变化，以下情况正确的是()图35AP向左滑动，总电阻变小BP向右滑动，总电阻变小CP滑动到最左端时，总电阻为R0DP滑动到最右端时，总电阻为零【解析】R0为定值电阻，R为滑动变阻器，P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻也减小，P向右滑动时，总电阻增大；P滑到最左端时，总电阻为零；P滑到最右端时，总电阻最大，故A正确，B、C、D错误【答案】A5多用电表表头的示意图如图36所示在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是_正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：改用_倍率，然后_，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率，得测量值(2)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流表都应该从_色表笔(选填“红”或“黑”)经“”插孔流入电表图36【解析】(1)若选择开关的位