《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理第十一章電路及其應用

《新教材變化解讀及考法剖析》-高中物理必修第三冊第十一章電路及其應用《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理必修第三冊第3章電路及其應用新教材物理必修第三冊變化解讀新教材必修第三冊與舊教材選修3-1知識點變化比較刪除移出移入1、多用表原理2、門電路3、邏輯電路基本原理4、集成電路1、安培力的方向和大小2、洛倫茲力的方向和大小3、電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理1、光能量的不連續(xù)性簡介2、微觀世界的量子化特征簡介3、初步了解相對論時空觀新教材內(nèi)容選擇和習題設置等強調(diào)了物理學核心素養(yǎng)理念（即物理觀念、科學思維、科學研究、科學態(tài)度與責任）的滲透和落實同時根據(jù)學生的認知特點調(diào)整了部分章節(jié)內(nèi)容：原教材“靜電場”和“恒定電流”兩章，分為“靜電場及其應用”、“靜電場中的能量”、“電路及其應用”、“電能能量守恒定律”四章。新教材物理必修第三冊《第3章電路及其應用》變化解讀【變動1】電流的微觀解釋這部分知識，原教材是作為例題，而新教材是拓展學習；把原教材中“生活中的電池”改成了“電動汽車中的電池”【考法示例1】1．如圖所示為一質(zhì)量分布均勻的長方體金屬導體，在導體的左右兩端加一恒定的電壓，使導體中產(chǎn)生一恒定電流，其電流的大小為I，已知導體左側(cè)的橫截面積為S，導體中單位長度的自由電子數(shù)為n，自由電子熱運動的速率為v0，自由電子的電荷量用e表示，真空中的光速用c表示，假設自由電子定向移動的速率為v，則（）A．v=v0 B．C．v=c D．【考法示例2】2．某一探測器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時間t內(nèi)有n個二價正離子到達陰極，有2n個電子到達探測器的陽極，則探測器電路中的電流為（）A．0 B． C． D．【考法示例3】3．如圖是一塊手機電池的標簽（部分參數(shù)：電壓3.7V，容量550，充電限制電壓4.2V），則下列說法正確的是（）C．電池的放電電流為550D．電池產(chǎn)生的電能為550【變動2】在導體的電阻中增加了“電阻率與溫度的關系”，增加介紹了“超導現(xiàn)象”【考法示例4】4．下列關于各種材料的說法中正確的是（）A．陶瓷、橡膠、水銀、碳都是很好的絕緣材料 B．超導體是一種電阻很大的材料C．鋁、碳、鐵、玻璃都是很好的磁性材料 D．銀、銅、鋁等都是很好的導體【考法示例5】5．2019年3月19日，復旦大學科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導率是石墨烯的1000倍。電導率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即σ=。下列說法正確的是（）A．材料的電導率越小，其導電性能越強B．材料的電導率與材料的形狀有關C．電導率的單位是D．電導率大小與溫度無關【考法示例6】6．關于電阻和電阻率的說法正確的是（）A．將一根導線等分為二，則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一B．導體對電流的阻礙作用叫導體的電阻，因此只有導體中有電流通過時才有電阻C．由R＝可知導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比D．某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度的降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象【變動3】增加“了解串、并聯(lián)電路電阻的特點”，串、并聯(lián)電路的定量關系初中不要求，高中應該要求。【考法示例7】7．學校某教室里安裝了四盞日光燈，分別由兩個開關控制。每個開關同時控制兩盞燈的亮與滅，則下列電路圖合理的是（）A． B． C． D．【考法示例8】8．如圖所示，兩個阻值較大的定值電阻串聯(lián)后，接在輸出電壓的直流電源上，電源電壓保持不變，把電壓表接在兩端，電壓表的示數(shù)為，如果把此電壓表改接在兩端，電壓表的示數(shù)將（）A．等于B．小于C．大于D．電壓表內(nèi)阻末知，無法判斷【考法示例9】9．已知R1=R2，R3未知把它們接成圖示電路，求它們的電流∶∶（）A．1∶1∶2 B．1∶2∶3 C．3∶2∶1 D．2∶1∶3【變動4】多用表只要會使用，不要求理解原理。把用多用表測量電學中的物理量放在“實驗：練習使用多用表”中【考法示例10】10．圖是某同學連接的實驗實物圖，合上開關S后，發(fā)現(xiàn)燈A、B都不亮。他采用下列兩種方法檢查故障：（1）用多用電表的直流電壓擋進行檢查；①那么選擇開關應置于下列量程的擋。（用字母序號表示）A.2.5V

B.10V

C.50V

D.250V②在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸（填“a”或“b”）。③該同學測試結(jié)果如下表所示，根據(jù)測試結(jié)果，可以判定故障是（只有下列中的某一項有故障）。測試點電壓表示數(shù)a、b有示數(shù)c、b有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)C.c、d段斷路

D.d、f段斷路（2）用歐姆擋檢查：①測試前，應將開關S（填“斷開”或“閉合”）。②測量結(jié)果如下表所示，由此可以斷定故障是。測試點表頭指針示數(shù)c、d有示數(shù)e、f有示數(shù)d、e無窮大C.燈A、B都斷路

D.d、e間導線斷路【考法示例11】11．如圖所示為多用電表的示意圖，試回答下列問題：（1）當選擇開關位置旋至“mA”擋中的“2.5”擋位時，則測量的是。（2）當選擇開關位置旋至“V”擋中的“50”擋位時，則測量的是。（3）當選擇開關位置旋至“Ω”擋中的“×100”擋位時，則測量的是。（4）無論用多用電表進行何種（直流）操作測量，電流都應該是從表筆經(jīng)“”插孔流入電表?！究挤ㄊ纠?2】12．（1）某同學利用多用電表測量一個未知電阻的阻值，由于第一次選擇的歐姆“”擋，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度極小。現(xiàn)將旋鈕調(diào)至另外一擋，進行第二次測量使多用電表指針指在理想位置。下面列出第二次測量可能進行的操作：A.將兩表筆短接，并調(diào)零B.將兩表筆分別跟被測電阻的兩端接觸，觀察指針的位置C.將多用電表面板上旋鈕調(diào)到“”擋D.將多用電表面板上旋鈕調(diào)到“”擋E.隨即記下表盤的讀數(shù)，乘以歐姆表的倍率擋，測得電阻值根據(jù)上述有關操作，請選擇合理實驗步驟并按操作順序?qū)懗觯?。?）使用多用電表進行了兩次測量，指針所指的位置分別如圖中所示。若選擇開關處在“”的歐姆擋時指針位于a，則被測電阻的阻值是Ω。若選擇開關處在“直流電壓2.5V”擋時指針位于b，則被測電壓是V。（3）使用完多用電表后，將選擇開關置于（填“直流500V”或“OFF”）位置?！咀儎?】增加了一節(jié)“實驗：導體電阻率的測量”，把游標卡尺和螺旋測微器等知識點放入其中，在這一節(jié)有兩個實驗：長度的測量及測量工具的選用和金屬絲電阻率的測量。【考法示例13】13．用伏安法測量電阻R的阻值，進而求出電阻率ρ，某實驗小組測出了6組電壓、電流值，并在U－I圖像中進行描點，如圖所示。（1）根據(jù)圖像中描點情況，寫出分析數(shù)據(jù)求解R值的步驟：。（2）求出的電阻值R＝。（保留3位有效數(shù)字）（3）待測電阻是由均勻材料制成的圓柱體，用50分度的游標卡尺測量其長度與直徑，結(jié)果分別如圖甲、乙所示。由圖可知其長度為cm，直徑為cm。（4）由以上數(shù)據(jù)可求出ρ＝。（保留1位有效數(shù)字）【考法示例14】14．某小組同學欲了解某材料導線在常溫下的電阻率（1）利用螺旋測微器測量該導線直徑如圖所示，則該導線直徑測量值為mm。（2）該小組同學用歐姆表粗測該電阻的阻值Rx為150，為了較準確測量該電阻的阻值Rx，現(xiàn)有電源（12V，內(nèi)阻可不計）、滑動變阻器（0~200Ω，額定電流為1A）、開關和導線若干，以及下列電表：）；）；C.電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3k）；D.電壓表（0~15V，內(nèi)阻約15k）為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用，電壓表應選用（以上兩空均選填器材前的選項字母），實驗電路應采用圖中的（選填“甲”或“乙”），這樣測量的阻值比真實值（選填“偏大”或“偏小”）（3）圖是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，請根據(jù)題中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線。【考法示例15】15．某同學要測量一分布均勻材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下：（1）用20分度的游標卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為mm；（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖，由圖可知其直徑為mm；（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測得此圓柱體的電阻阻值，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為。（4）為了更加準確地測出該圓柱體的電阻，除了導線和開關外，有以下一些器材可選擇：A．電源E（電動勢6V、內(nèi)阻可忽略不計）B．電流表A1）C．電流表A2（量程0～20mA，內(nèi)阻約200）D．電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約3k）E．電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約15k）F．待測電阻RxG．滑動變阻器R1（0～10k，允許最大電流2.0A）H．滑動變阻器R2（0～20，允許最大電流1A）I．電鍵S和導線若干其中電流表選擇。電壓表選擇?；瑒幼冏杵鬟x（填前面對應的序號）在答題卡上的方框中畫出實驗電路并標出所選實驗器材的代號。()參考答案：1．D【詳解】AC．電子定向移動速率：其大小與電流有關，大小大約，電子熱運動速率：任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與溫度有關，通常情況為，光速為，AC錯誤；BD．t時間內(nèi)通過導體某一橫截面的自由電子數(shù)是長度vt內(nèi)的自由電子數(shù)，其數(shù)量為nvt，電荷量所以電流所以C錯誤D正確。故選D。2．D【詳解】由題意可知，在時間t內(nèi)有n個二價正離子到達陰極，有2n個電子到達陽極可知由電流公式得ABC錯誤，D正確。故選D。3．A【詳解】AB．標簽參數(shù)電壓3.7V即為電池的電動勢，A正確，B錯誤；CD．由標簽參數(shù)容量q=550指的是電池儲存的電荷量，電池的放電電流和外電路有關，無法確定，CD錯誤。故選A。4．D【詳解】A．水銀是導體，故A錯誤；B．超導體是一種電阻為0的材料，故B錯誤；C．鋁、碳、玻璃不是磁性材料，故C錯誤；D．銀、銅、鋁等都是很好的導體，故D正確。故選D。5．C【詳解】A．材料的電導率越小，電阻率越大，則其導電性能越弱，故A錯誤；B．材料的電阻率與材料的形狀無關，則電導率與材料的形狀無關，故B錯誤；C．根據(jù)R=ρ，則σ=則電導率的單位是故C正確；D．材料的電阻率與溫度有關，則電導率大小與溫度有關，故D錯誤。故選C。6．D【詳解】A．根據(jù)電阻定律可知，將一根導線等分為二，電阻減半，而電阻率是導體材料的特性，與長度無關，故A錯誤；B．體對電流的阻礙作用叫做導體的電阻，它是導體本身的性質(zhì)，有沒有電流均有電阻，故B錯誤；C．導體的電阻由ρ、L、S決定，是導體本身的性能，不能說與電壓成正比，與電流成反比，故C錯誤；D．超導現(xiàn)象是絕對零度附近時，電阻突然減小到零的現(xiàn)象，故D正確。故選D。7．D【詳解】由題可知，每個開關同時控制兩盞燈的亮與滅，說明應該將每兩個燈泡并聯(lián)后與一個開關串聯(lián)，最后在將得到的兩部分電路并聯(lián)在家用電路中，這樣每個燈泡工作時兩端電壓均等于家庭電壓，才能夠正常工作。故選D。8．B【詳解】電壓表接在兩端，電壓表的示數(shù)為，表面電壓表與并聯(lián)后電阻與的阻值相等，說明大于，把此電壓表改接在兩端，則電壓表與并聯(lián)，其總電阻要小于，根據(jù)電壓分配規(guī)律，電壓表示數(shù)要小于。故選B。9．A【詳解】R1與R2并聯(lián)在電路中，再串聯(lián)R3，根據(jù)分流原理可知所以它們的電流之比為∶∶=1:1:2故選A。10．BaD斷開D【詳解】解：（1）①[1]用多用電表的直流電壓擋進行測量時，實質(zhì)上是用電壓表測量，而電壓表內(nèi)阻很大，當并聯(lián)在斷路處（設有一處發(fā)生斷路）時，電壓表示數(shù)應為電源電壓，因此，用多用電表的直流電壓擋檢查電路時，電壓表的量程必須大于電源電壓，為了使示數(shù)明顯，選擇量程不宜過大，而電源電壓約為6V，故選10V量程即可，ACD錯誤，B正確。故選B。②[2]測試時紅表筆應接電勢高的a點。③[3]因合上開關S后，A、B燈都不亮，又只有某一項有故障，所以只可能發(fā)生斷路的故障。根據(jù)測試結(jié)果，a、b間有示數(shù)，說明a→電源→b完好；c、b間有示數(shù)，說明c→a→電源→b完好；d、f有示數(shù)，說明d→c→a→電源→b→f完好；c、d無示數(shù)，結(jié)合以上分析可知d、f段斷路。ABC錯誤，D正確。故選D。（2）①[4]用歐姆擋檢查時，測試前應首先將開關S斷開。②[5]根據(jù)測試結(jié)果，接c、d時有示數(shù)，說明不是燈A斷路；接e、f時有示數(shù)，說明也不是燈B斷路；接d、e時電阻無窮大，可以斷定是d、e間導線斷路。?ABC錯誤，D正確。故選D。11．0~2.5mA的直流電流0~50V的直流電壓電阻大小等于指針讀數(shù)R×100的電阻紅＋【詳解】解：（1）[1]當多用電表的選擇開關置于相應的物理量的測量區(qū)域時，則多用電表就可以測量該量，當選擇開關位置旋至“mA”擋中的“2.5”擋位時，則測量的是0~2.5mA的直流電流。（2）[2]當選擇開關位置旋至“V”擋中的“50”擋位時，則測量的是0~50V的直流電壓。（3）[3]當選擇開關位置旋至“Ω”擋中的“×100”擋位時，則測量的是電阻值大小等于指針讀數(shù)R×100的電阻。（4）[4]無論用多用電表進行何種（直流）操作測量，電流都應該是從紅表筆經(jīng)“＋”插孔流入電表。[5]電流都應該是從紅表筆經(jīng)“＋”插孔流入電表。12．CABE5001.87OFF【詳解】(1)[1]第一次測量時指針偏轉(zhuǎn)較小，故說明所選擋位過小，故應選擇大擋位，故應選C；在調(diào)整量程時應注意進行歐姆調(diào)零A；然后進行測量B；讀數(shù)E；故步驟應為：CABE；(2)[2]選擇開關處在“×10Ω”的電阻擋時指針位于a，則被測電阻的阻值是50×10Ω=500Ω；[3]選擇開關處在“直流電壓2.5V”擋時指針位于b，則被測電壓是1.87V．(3)[4]多用電表使用完畢，應把選擇開關置于OFF擋或交流電壓最高擋。13．見解析229Ω（217~237Ω均正確）0.8000.1908×10－2Ω·m【詳解】（1）[1]①作U－I圖線，圖線應為過原點的直線，使直線過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠的點（左起第2個點）應舍棄；②求該直線的斜率k，則（2）[2]在圖