人教版高中物理必修三第十一章　本章整合课件

本章整合(7)描述导体导电特性的物理量,与导体的材料和温度有关(8)伏安特性曲线是直线的元件(9)伏安特性曲线是曲线的元件(10)串联电路:I1=I2=I3=……=I;并联电路:I=I1+I2+I3+……(11)串联电路:U=U1+U2+U3+……;并联电路:U1=U2=U3=……=U(13)表头串联电阻改装成电压表;并联电阻改装成电流表

一、测量电阻的创新实验测量电阻的基础方法是伏安法测电阻,除此以外,还有很多方法,例如:安安法测电阻、伏伏法测电阻、比较法测电阻、替代法测电阻、半偏法测电阻等。不管哪种方法,都综合应用了欧姆定律、电阻定律,串并联电路的规律等,下面重点说明半偏法测电阻。1.电流半偏法:如图甲所示,断开S2、接通S1,把滑动变阻器R1由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节,使电流表的指针达到满偏;此后保持R1阻值不变,接通S2,调整电阻箱R2的阻值,使电流表的指针恰好偏转到满刻度的一半,读出电阻箱R2的阻值,则RA=R2。此方法要求待测电阻RA较小,并配以足够大的滑动变阻器及合适的电源电压。测量值偏小。2.电压半偏法:如图乙所示,闭合S,使电阻箱R2的阻值为零,调节滑动变阻器R1,使电压表满偏;保持R1阻值不变,调节R2,使电压表半偏,则RV=R2。此方法要求待测电阻RV较大,并配以较小的滑动变阻器及合适的电源电压。测量值偏大。例1电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),直流电源E(电压为6V),开关两个,导线若干。(1)图中虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。(2)根据设计的电路图,补充完整实验步骤:①移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;②闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;③

;④读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻。

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'

RV(选填“>”“=”或“<”),主要理由是

。

解析:(1)因滑动变阻器阻值较小,所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路图如图所示。(2)③保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏。(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV(其他合理说法同样正确)。答案:(1)见解析

(2)见解析

(3)>

电压表所在支路电阻增大,分得的电压增大例2某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的直径和电阻。试回答下列问题:(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,测量结果如图甲所示,则该圆柱体的直径为d=

mm。

(2)某同学利用多用电表粗测出该金属圆柱体的电阻为15Ω,为了更精确地测量其电阻,他设计了如图乙所示的电路图,实验步骤如下,请将下列内容补充完整。①闭合开关S1,将开关S2接a处,调整滑动变阻器的触头到适当位置,待电流表示数稳定后读出电流表的示数。某次实验中电流表的示数如图丙所示,则此次电流表的示数I=

A;(电流表选用0.6量程)

②然后又将开关S2接b处,保持滑动变阻器的触头位置不变,调节电阻箱,使电流表示数与①相同,电阻箱此时的示数如图丁所示,则电阻箱此时的阻值为R1=

Ω;

③被测电阻R2的阻值R2=

Ω。

解析:(1)螺旋测微器的读数为:d=5

mm+31.0×0.01

mm=5.310

mm(5.309~5.311均可);(2)①电流表的量程是0.6

A,由于每小格的读数为0.02

A,应进行估读,即应估读到0.01

A,所以读数为I=0.30

A;②电阻箱的读数为R=0×100+1×10+6×1+0×0.1=16.0

Ω;③根据欧姆定律可知,当电流表示数不变时,说明待测电阻与电阻箱的阻值相等,所以R2=R=16.0

Ω。答案:(1)5.310(5.309~5.311均可)

(2)①0.30

②16.0

③16.0二、电路故障的分析方法1.用电压表检查故障(1)断路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则说明该段电路中有断点。(2)短路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则说明该段电路被短路。2.用欧姆表检查故障用欧姆表检查故障,一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻为零,说明该部分短路;若测得某段电路的电阻无穷大,说明该部分断路。例3如图是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现灯A、B都不亮,如果只有一处电路有故障。他采用下列两种方法检查故障:(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:①那么选择开关应置于下列量程的

挡。(用字母序号表示)

A.2.5V B.10V C.50V D.250V②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触

(选填“a”或“b”)。

③该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可以判定故障是

(假设只有下列中的某一项有故障)。

A.灯A断路 B.灯B短路C.c、d段断路 D.d、f段断路(2)用欧姆挡检查:①测试前,应将开关S

(选填“断开”或“闭合”)。

②测量结果如下表所示,由此可以断定故障是(

)A.灯A断路 B.灯B断路C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路解析:(1)①用多用电表的直流电压挡进行检查时,实质上是用电压表测量,而电压表内阻很大,若并联在断路处(设有一处发生断路)时,电路接通,电压表示数应为电源的电压,并联在未断路处,示数为零。因此,用多用电表的直流电压挡检查电路时,电压表的量程必须大于电源的电压,为了使示数明显,选择量程不宜过大,而电源的电压约为6

V,故选10

V量程即可。②检查时红表笔应接电势高的a点。③因合上开关S后,A、B灯都不亮,又只有一处电路有故障,所以只发生断路的故障。根据检查结果,a、b间有示数,说明a→电源→b完好;c、b间有示数,说明c→a→电源→b完好;c、d无示数,说明c→灯A→d间完好;d、f有示数,说明d→c→a→电源→b→f完好。综上分析应是d