高中物理滬科版1第三章從電表電路到集成電路單元測試 2023版第3章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①串聯(lián)②并聯(lián)③電阻④正負極⑤I＝eq\f(Q,t)⑥I＝nqSv⑦定向移動⑧電勢⑨碰撞⑩R＝ρeq\f(L,S)?R1＋R2＋…＋Rn?eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)?1?1電阻定律及其應用1.電阻定律的公式為R＝ρeq\f(L,S)，其中L為導體長度，S為導體橫截面積，ρ為導體材料的電阻率．2．當導體的形狀發(fā)生改變時(1)導體的電阻率不變．(2)導體總體積不變，根據(jù)V＝SL，當S減小時，L增大，因此要分析兩方面的因素．如圖3-1所示，P是一個表面鑲有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為L，直徑為D，鍍膜的厚度為d，管兩端有導電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中，測得它兩端電壓為U，通過它的電流為I，則金屬膜的電阻為多少？鍍膜材料電阻率為多少？【導學號：29682023】圖3-1【解析】由歐姆定律可得R＝eq\f(U,I)，沿著L的方向?qū)⒛诱归_，如圖所示，則膜層等效為一電阻，其長為L，橫截面積為管的周長×厚度d.由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)可得R＝ρeq\f(L,2π\(zhòng)f(D,2)·d)＝eq\f(ρL,πDd)，則eq\f(U,I)＝eq\f(ρL,πDd)，解得ρ＝eq\f(UπDd,IL).【答案】eq\f(U,I)eq\f(UπDd,IL)1．導體的電阻由ρ、L、S共同決定，在同一段導體的拉伸或壓縮形變中，導體的橫截面積、長度都變，但總體積不變，電阻率不變．2．公式R＝ρeq\f(L,S)適用于溫度一定、粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解液．多用電表的電路設(shè)計和使用方法1.電路設(shè)計(1)將表頭改裝為大量程的電壓表需串聯(lián)一個分壓電阻．(2)將表頭改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個分流電阻．2．多用電表測電阻的方法(1)首先要選擇合適的電阻檔，如×1，×10，×100…….(2)選擋后要調(diào)整．(3)讀數(shù)后要乘以所選擋位的倍率．(1)用多用電表測直流電流時，應把選擇開關(guān)旋至標有________處，并把多用電表________聯(lián)接入被測電路中．當測直流電壓時，應把選擇開關(guān)旋至標有________處，并把多用電表與被測電路________聯(lián)．測直流電壓和電流時，都必須把紅表筆接在________處，即電流從________表筆流進．(2)如圖3-2所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條線分別表示多用電表指針的指示位置．圖3-2①將多用電表選擇開關(guān)置于“×1”擋，Ⅰ的示數(shù)為________Ω，Ⅱ的示數(shù)為________Ω.②將選擇開關(guān)置于直流“50V”擋，Ⅰ的示數(shù)為______V，Ⅱ的示數(shù)為________V，Ⅲ的示數(shù)為________V.③選擇開關(guān)置于直流“250V”擋時，Ⅰ的示數(shù)為____V，Ⅱ的示數(shù)為________V.【解析】(1)多用電表測直流電流時，選擇開關(guān)應置于標有mA處，且把電表串聯(lián)接入被測電路中．測直流電壓時，把選擇開關(guān)置于標有“V”處，且并聯(lián)于被測電路兩端．因紅表筆與表頭正接線柱相連，黑表筆與表頭負接線柱相連，因此測直流電壓和直流電流時，都必須把紅表筆接在高電勢處，即電流從紅表筆進入．(2)多用電表測電流或電壓時，只要根據(jù)旋鈕所指示的量程看表盤相對應的刻度弧線，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，直接讀出指針指示的讀數(shù)即可，而歐姆表的刻度指示數(shù)乘以擋位倍率，才是電阻的測量值．【答案】(1)mA串V并高電勢紅(2)①2436②③用如圖3-3所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：圖3-3(1)旋動部件________，使指針對準電流的0刻線．(2)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置．(3)將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻的________(選填“0刻線”或“∞刻線”)．(4)將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按________的順序進行操作，再完成讀數(shù)測量．A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D．將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準【解析】多用電表測量電阻時，在測量之前就要觀察指針是否在零刻度線上，若指針不在零刻度線上，用螺絲刀小心轉(zhuǎn)動調(diào)零螺絲S，使指針對準電流的0刻線．然后轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)K，選擇量程，再將兩表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻的旋鈕T，使指針對準滿偏刻度(即電阻的0刻線)，接下來才能將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接，測量被測電阻的阻值．若在測量過程中，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，表明被測的電阻阻值很大，這時要換用更高倍率的擋位．例如，本題就要從“×100”擋位更換到“×1k”的擋位．【答案】(1)S(3)T0刻線(4)ADC1．在“用多用電表測電阻、電流和電壓”的實驗中(1)(多選)用多用電表測電流或電阻的過程中()A．在測量電阻時，更換倍率后必須重新進行調(diào)零B．在測量電流時，更換量程后必須重新進行調(diào)零C．在測量未知電阻時，必須先選擇倍率最大擋進行試測D．在測量未知電流時，必須先選擇電流最大量程進行試測(2)測量時多用電表指針指在如圖3-2所示位置．若選擇開關(guān)處于“10V”擋，其讀數(shù)為________V；若選擇開關(guān)處于“×10”擋，其讀數(shù)為________200Ω(選填：“大于”“等于”或“小于”)．圖3-2【解析】(1)在測量電阻時，更換倍率后，歐姆表的內(nèi)部電阻發(fā)生了變化，歐姆的零刻度在最右邊，也就是電流滿偏，所以必須重新進行調(diào)零，選項A正確；在測量電流時，根據(jù)電流表的原理，電流的零刻度在左邊，更換量程后不需要調(diào)零，故選項B錯誤；在測量未知電阻時，若先選擇倍率最大擋進行試測，當被測電阻較小時，電流有可能過大，所以應從倍率較小的擋進行測試，若指針偏角過小，再換用倍率較大的擋，選項C錯誤；在測量未知電流時，為了電流表的安全，必須先選用電流最大量程進行試測，若指針偏角過小，再換用較小的量程進行測量，選項D正確．(2)選擇開關(guān)處于“10V”擋，最小分度值為V，所以此時的讀數(shù)為V，因多用電表的歐姆擋的刻度分布不是均勻的，越向左，刻度越密集，所以10至30的中間數(shù)值一定小于20，若選擇開關(guān)處于“×10”擋，其讀數(shù)小于200Ω.【答案】(1)AD(2)小于2．一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為()圖3-3\f(mv2,2eL)\f(mv2Sn,e)C．ρnev\f(ρev,SL)【解析】由電流定義可知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nvtSe,t)＝neSv，由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρeq\f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq\f(U,L)，故E＝ρnev，選項C正確．【答案】C3．如圖3-4所示，其中電流表A的量程為A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()圖3-4A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示AB．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示AC．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示AD．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示A【解析】設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝A，則每一小格表示A；若將接線柱1、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝A，則每一小格表示A．選項C正確．【答案】C4．如圖3-5所示的電路，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，滑動觸頭P滑動時，電路的總電阻發(fā)生變化，以下情況正確的是()圖3-5A．P向左滑動，總電阻變小B．P向右滑動，總電阻變小C．P滑動到最左端時，總電阻為R0D．P滑動到最右端時，總電阻為零【解析】R0為定值電阻，R為滑動變阻器，P向左滑動，滑動變阻器接入電路的電阻減小，總電阻也減小，P向右滑動時，總電阻增大；P滑到最左端時，總電阻為零；P滑到最右端時，總電阻最大，故A正確，B、C、D錯誤．【答案】A5．多用電表表頭的示意圖如圖3-6所示．在正確操作的情況下：(1)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是________．正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應該依次為：改用________倍率，然后________，將紅、黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線，讀出指針所指刻度，再乘以倍率，得測量值．(2)無論用多用電表進行何種測量(限于直流)，電流表都應該從________色表筆(選填“紅”或“黑”)經(jīng)“＋”插孔流入