第十一章 电路及其应用 高二物理人教版（2019）必修第三册期末复习敲重点（原卷版+解析版）

第十一章 电路及其应用——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册期末复习敲重点
第一步：单元学习目标敲重点
重点 ①欧姆定律
②串、并联电路的规律
③电阻定律及电阻率的测量
④多用电表的使用
难点 ①电阻及电阻定律的理解
②串、并联以及电表改装
③电学实验设计、器材的选取、实物图的连接。
第二步：单元思维导图敲重点
第三步：单元重难知识易混易错
重难点：
电源和电流
（一）电源
1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
(2)使电路中的电流能够持续存在。
（二）恒定电流
1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由电荷定向加速运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间变化。
3．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
4．电流
(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(2)公式：I＝。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1 mA＝10－3 A，1 μA＝10－6 A。
(4)方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
导体的电阻
（一）电阻
1．定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。
2．定义式：R＝。
3．物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量。
4．导体的UI图像的斜率反映导体电阻的大小。
（二）影响导体电阻的因素
导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。
（三）导体的电阻率
1．导体的电阻：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，导体电阻还与构成它的材料有关。
2．电阻定律：R＝ρ。
3．电阻率ρ的相关因素
(1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
(2)与导体的温度有关
①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻。
②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。
③当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。
串联电路和并联电路
1.串联电路中的电流处处相等。并联电路的总电流等于各支路电流之和。
2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路的总电压与各支路电压相等。
3.串联电阻的总电阻等于各部分电路电阻之和。并联电阻总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
4.表头的三个参数
①表头的电阻叫作电流表的内阻。
②指针偏转的最大刻度时的电流叫作满偏电流。
③表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫作满偏电压。
三者关系：
5.电表的改装
（1）表头改装电流表与电压表
①电流表的改装
②电压表的改装
（2）电流表与电压表改量程
①电流表扩大量程
②电压表扩大量程
多用电表的使用
1、多用电表结构
2、用多用电表测量电阻
测量电阻前，我们应该先进行欧姆调零：
（1）红、黑表笔直接接触（红、黑表笔短接）
（2）调节“欧姆调零旋钮”，使表笔短接时，指针指向右侧的“0”刻度线。
注意：改变不同倍率时，都需要重新进行欧姆调零。
测量时，把红、黑表笔直接与电阻两端连接，观察表盘上的读数情况，如果指针示数过大，则应增大欧姆档的倍率；如果指针示数过小，则应减小欧姆档的倍率，使指针指向靠近表盘中间刻度的位置。如果测量未知范围的电阻，可以先用中等倍率的欧姆档试测，再根据示数大小调节倍率。
注意：当我们使用多用电表测量电阻时，会使用到电表内部的电源。这时，红表笔连接内部电源的负极，黑表笔连接内部电源的正极。多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。
3、使用多用电表测量二极管
二极管具有特殊的物理性质：二极管两端分为正极和负极，当电流从正极流向负极时，二极管电阻较小；当电流从负极流向正极时，二极管电阻较大。
使用多用电表测量二极管时，与测量电阻时的方法相同，但我们需要从二极管的两个方向分别测量，根据二极管的性质，从而判断二极管的两极。
易错题：
对图线斜率的物理意义认识不足
例1.有两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断( )
A.电阻A的阻值大于电阻B
B.电阻A的阻值小于电阻B
C.两电阻串联时，电阻A电功率较小
D.两电阻并联时，流过电阻B的电流强度较大
答案：BC
解析：A、图线的斜率表示电阻的倒数，A图线的斜率大，则A的电阻小，故A错误，B正确；
C、当两电阻串联时，电阻的电流相同，由可得，电阻小的电阻的功率小，所以电阻A消耗的功率较小，所以C正确；
D、两电阻并联时，即电压相同的时，由于A的电阻小，流过电阻A的电流强度较大，则流过电阻B的电流强度较小，所以D错误。
对电路的串、并联结构认识不到位
例2.在如图所示的电路中，电阻，，，电流表内阻不计，在两点间加上9 V的电压时，电流表的读数为( )
A.0 B.1 A C.1.5 A D.2 A
答案：B
解析：图中电阻与并联后与串联，电路的总电阻为：
根据欧姆定律，干路电流为：
由于并联电路的电流与电阻成反比，故：
；
A.0，与结论不相符，选项A错误；
B.1 A，与结论相符，选项B正确；
C.1.5 A，与结论不相符，选项C错误；
D.2 A，与结论不相符，选项D错误；
对改装的电流表和电压表电路理解不准确
例3.如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表.安培表的量程大于的量程，伏特表的量程大于的量程，把它们按图接入电路，则( )
A.电流表的读数大于电表的读数
B.电流表的偏转角小于电流表的偏转角
C.电压表的读数等于电压表的读数
D.电压表的偏转角等于电压表的偏转角
答案：AD
解析：AB.两安培表并联，表头两端的电压相同，电流相同，指针偏转角度相同，安培表的量程大于的量程，则安培表的读数大于安培表的读数.故A正确，B错误；
CD.两电压表串联，两表头的电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大，伏特表的偏转角等于伏特表的偏转角.故C错误，D正确.
第四步：单元核心素养对接高考
单元核心素养
①物理观念：了解电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，了解串、并联电路电阻的特点。
②科学思维：能从微观视角和宏观表现分析电流的形成，对统计方法有初步了解；能用控制变量法分析问题，能对常见的电路问题进行分析推理；能用与恒定电流相关的证据说明结论并作出解释；能对他人观点提出有依据的质疑。
③科学探究：能完成“测量金属丝的电阻率”“练习使用多用电表”等物理实验。能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题；会设计实验步骤，能在他人指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，能考虑实验中的安全问题；能分析实验数据，形成结论；能撰写完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验方案、实验步骤、实验表格，以及数据分析过程和实验结论，能进行反思与交流。④科学态度与责任：能认识到物理测量的精度依赖于实验器材，测量是有误差的；有主动应用科学知识帮助他人解决问题的意识；能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。
物理图像
例1.长度和横截面积均相同、材料不同的两根金属丝，它们的图线分别如图中所示。根据图像可知( )
A.a的电阻率随温度的升高而增大 B.a的电阻率随温度的升高而减小
C.b的电阻率随温度的升高而增大 D.b的电阻率随温度的升高而减小
答案：A
解析：根据图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则a金属丝的电阻随电压升高逐渐增大，a的电阻率随温度的升高而增大，B错误，A正确；根据图线B是倾斜直线，知b金属丝是定值电阻，电阻不随电压变化而变化，则b的电阻率不随温度的升高而变化，C、D错误。
例2.某种材料的导体，其图像如图所示，图像上A点和原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角。关于该导体的下列说法正确的是( )
A.直线的斜率是导体在A点对应电阻的倒数
B.A点的切线的斜率是导体在A点对应电阻的倒数
C.导体在A点对应电阻为
D.导体在A点对应电阻为
答案：A
解析：因为，所以在图线上任意一点的横坐标U除以该点的纵坐标I，即可得该点对应的电阻，即该点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数，A正确；切线斜率表示的是该点电流I随电压U变化的变化率，切线斜率越大，表示电流随电压的变化越快，只有图像是一条过原点的直线时，切线斜率才等于该点的纵坐标与横坐标的比值。故B错误；在物理图像上不能用夹角的正切值求斜率，夹角的大小与坐标标度的选取有关，所以C、D错误。
例3.如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知( )
A.该导体的电阻随电压的升高而保持不变
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时，电阻为
D.导体两端电压为2 V时，电阻为
答案：D
解析：图线中某点与原点连线的斜率表示电阻倒数，从图像中可以看出，随着电压的升高，斜率在减小，所以电阻在增大，故A、B错；当导体两端电压为2 V时，图像上对应的电流值为2 A，所以电阻，故C错，D正确，故选D。
情景分析
例4.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B. C. D.
答案：D
解析：经加速电压为U的加速器加速后，有，这束质子流内单位体积的质子数为n，则有，联立解得，故选D。
例5.第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充3000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是华为某智能手机电池上的信息，第一行标有“3.8 V 3000 mA·h（11.4 W·h）”。对该铭牌参数的分析，下列说法中正确的是( )
A.铭牌中的W·h是能量的单位
B.铭牌中的mA·h是功率的单位
C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4 J
D.该电池放电时能输出的总电荷量约为
答案：A
解析：功率乘以时间得到功或者能量，故铭牌中的W·h是能量的单位，A正确；电流乘以时间得到电荷量，故铭牌中的mA·h是电荷量的单位，故B错误；该电池放电时能输出的总能量约为，故C错误；该电池放电时能输出的总电荷量约为，故D错误。第十一章 电路及其应用——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册期末复习敲重点
第一步：单元学习目标敲重点
重点 ①欧姆定律
②串、并联电路的规律
③电阻定律及电阻率的测量
④多用电表的使用
难点 ①电阻及电阻定律的理解
②串、并联以及电表改装
③电学实验设计、器材的选取、实物图的连接。
第二步：单元思维导图敲重点
第三步：单元重难知识易混易错
重难点：
电源和电流
（一）电源
1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
(2)使电路中的电流能够持续存在。
（二）恒定电流
1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由电荷定向加速运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间变化。
3．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
4．电流
(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(2)公式：I＝。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1 mA＝10－3 A，1 μA＝10－6 A。
(4)方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
导体的电阻
（一）电阻
1．定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。
2．定义式：R＝。
3．物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量。
4．导体的UI图像的斜率反映导体电阻的大小。
（二）影响导体电阻的因素
导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。
（三）导体的电阻率
1．导体的电阻：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，导体电阻还与构成它的材料有关。
2．电阻定律：R＝ρ。
3．电阻率ρ的相关因素
(1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
(2)与导体的温度有关
①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻。
②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。
③当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。
串联电路和并联电路
1.串联电路中的电流处处相等。并联电路的总电流等于各支路电流之和。
2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路的总电压与各支路电压相等。
3.串联电阻的总电阻等于各部分电路电阻之和。并联电阻总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
4.表头的三个参数
①表头的电阻叫作电流表的内阻。
②指针偏转的最大刻度时的电流叫作满偏电流。
③表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫作满偏电压。
三者关系：
5.电表的改装
（1）表头改装电流表与电压表
①电流表的改装
②电压表的改装
（2）电流表与电压表改量程
①电流表扩大量程
②电压表扩大量程
多用电表的使用
1、多用电表结构
2、用多用电表测量电阻
测量电阻前，我们应该先进行欧姆调零：
（1）红、黑表笔直接接触（红、黑表笔短接）
（2）调节“欧姆调零旋钮”，使表笔短接时，指针指向右侧的“0”刻度线。
注意：改变不同倍率时，都需要重新进行欧姆调零。
测量时，把红、黑表笔直接与电阻两端连接，观察表盘上的读数情况，如果指针示数过大，则应增大欧姆档的倍率；如果指针示数过小，则应减小欧姆档的倍率，使指针指向靠近表盘中间刻度的位置。如果测量未知范围的电阻，可以先用中等倍率的欧姆档试测，再根据示数大小调节倍率。
注意：当我们使用多用电表测量电阻时，会使用到电表内部的电源。这时，红表笔连接内部电源的负极，黑表笔连接内部电源的正极。多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。
3、使用多用电表测量二极管
二极管具有特殊的物理性质：二极管两端分为正极和负极，当电流从正极流向负极时，二极管电阻较小；当电流从负极流向正极时，二极管电阻较大。
使用多用电表测量二极管时，与测量电阻时的方法相同，但我们需要从二极管的两个方向分别测量，根据二极管的性质，从而判断二极管的两极。
易错题：
对图线斜率的物理意义认识不足
例1.有两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断( )
A.电阻A的阻值大于电阻B
B.电阻A的阻值小于电阻B
C.两电阻串联时，电阻A电功率较小
D.两电阻并联时，流过电阻B的电流强度较大
对电路的串、并联结构认识不到位
例2.在如图所示的电路中，电阻，，，电流表内阻不计，在两点间加上9 V的电压时，电流表的读数为( )
A.0 B.1 A C.1.5 A D.2 A
对改装的电流表和电压表电路理解不准确
例3.如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表.安培表的量程大于的量程，伏特表的量程大于的量程，把它们按图接入电路，则( )
A.电流表的读数大于电表的读数
B.电流表的偏转角小于电流表的偏转角
C.电压表的读数等于电压表的读数
D.电压表的偏转角等于电压表的偏转角
第四步：单元核心素养对接高考
单元核心素养
①物理观念：了解电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，了解串、并联电路电阻的特点。
②科学思维：能从微观视角和宏观表现分析电流的形成，对统计方法有初步了解；能用控制变量法分析问题，能对常见的电路问题进行分析推理；能用与恒定电流相关的证据说明结论并作出解释；能对他人观点提出有依据的质疑。
③科学探究：能完成“测量金属丝的电阻率”“练习使用多用电表”等物理实验。能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题；会设计实验步骤，能在他人指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，能考虑实验中的安全问题；能分析实验数据，形成结论；能撰写完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验方案、实验步骤、实验表格，以及数据分析过程和实验结论，能进行反思与交流。④科学态度与责任：能认识到物理测量的精度依赖于实验器材，测量是有误差的；有主动应用科学知识帮助他人解决问题的意识；能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。
物理图像
例1.长度和横截面积均相同、材料不同的两根金属丝，它们的图线分别如图中所示。根据图像可知( )
A.a的电阻率随温度的升高而增大 B.a的电阻率随温度的升高而减小
C.b的电阻率随温度的升高而增大 D.b的电阻率随温度的升高而减小
例2.某种材料的导体，其图像如图所示，图像上A点和原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角。关于该导体的下列说法正确的是( )
A.直线的斜率是导体在A点对应电阻的倒数
B.A点的切线的斜率是导体在A点对应电阻的倒数
C.导体在A点对应电阻为
D.导体在A点对应电阻为
例3.如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知( )
A.该导体的电阻随电压的升高而保持不变
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时，电阻为
D.导体两端电压为2 V时，电阻为
情景分析
例4.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B. C. D.
例5.第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充3000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是华为某智能手机电池上的信息，第一行标有“3.8 V 3000 mA·h（11.4 W·h）”。对该铭牌参数的分析，下列说法中正确的是( )
A.铭牌中的W·h是能量的单位
B.铭牌中的mA·h是功率的单位
C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4 J
D.该电池放电时能输出的总电荷量约为