第九章+穩(wěn)恒電流(教師版)

1、 “鷹隼三朝展羽翼 蛟龍一躍上九天” 2011級高三 物理 學科一輪復習學案 學案序號 25 編稿教師：常鴻 第九章 穩(wěn)恒電流考綱展示高考瞭望知識點要求歐姆定律1預計在2014年的高考中，可能考查電路的計算，包括串、并聯(lián)計算(純電阻電路和非純電阻電路)和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用；也可能考查電路分析，包括含電容器電路的分析，電功和電功率在串、并聯(lián)電路中的分配分析；還可能考查與電磁感應(yīng)、交流電相結(jié)合，運用相關(guān)的電路、運動學規(guī)律、能量守恒來解決的一些綜合題.2高考命題的題型主要為實驗題，也可能在選擇題中出現(xiàn)。電阻定律電阻的串、并聯(lián)電功率、焦耳定律電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路的歐姆定律注：對各部分知識內(nèi)容

2、要求掌握的程度，在“考綱展示”中用字母、標出。、的含義如下：較低要求，對所列知識要知道其內(nèi)容及含義，并能在有關(guān)問題中識別和直接使用，與課程標準中“了解”和“認識”相當。較高要求，對所列知識要理解其確切含義及與其他知識點之間的聯(lián)系，并且會熟練應(yīng)用。第一單元 基本概念【體系構(gòu)建】恒定電流基本規(guī)律電阻定律：閉合電路的歐姆定律：（純電阻）電流導體的電阻電動勢電功和功率基本概念部分電路的歐姆定律：串聯(lián)和并聯(lián)電表的內(nèi)、外接法滑動變阻器的限流、分壓接法電路特點實驗焦耳定律：測定金屬的電阻率描繪小電珠的伏安特性曲線測定電源的電動勢和內(nèi)阻傳感器的簡單使用練習使用多用電表電表的改裝【知識梳理】一、導體中的電場和電

3、流1恒定電場導線內(nèi)的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，這些電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也不會隨時間變化。這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為恒定電場。恒定電場的基本性質(zhì)與靜電場相同。2電流（1）定義：電荷的定向移動形成電流。（2）公式：（注意：如果是正、負離子同時移動形成電流時q是兩種電荷電荷量絕對值之和）（3）方向：規(guī)定和正電荷定向移動的方向相同，和負電荷定向移動的方向相反。（4）性質(zhì)：電流既有大小也有方向，但它的運算遵守代數(shù)運算規(guī)則，是標量。（5）單位：國際單位制單位是安培（A），常用單位還有毫安（mA）、微安（）。（6）微觀表達式：，n是單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)

4、，q是每個電荷的電荷量，S是導體的橫截面積，是自由電荷定向移動的速率。3形成電流的微粒（載流子）：自由電子、正離子和負離子，其中金屬導體導電中定向移動的電荷是自由電子，液體導電中定向移動的電荷是正離子和負離子，氣體導電中定向移動的電荷是電子、正離子和負離子。4形成電流的條件：導體中存在自由電荷；導體兩端存在電壓。5電流的分類：方向不改變的電流叫直流電流；方向和大小都不改變的電流叫恒定電流；方向改變的電流叫交變電流。二、電動勢1非靜電力根據(jù)電場知識可知，靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢，因此電源內(nèi)部必然存在著將正電荷由負極搬運到正極的非靜電力。2電源電動勢：非靜電力把正電荷從負極送到正極，所

5、做的功跟被移送的電量的比值，E。3物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負極送到正極所做的功。4電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，也跟外電路無關(guān)。5電源（池）的幾個重要參數(shù)（1）電動勢：它取決于電池的正負極材料及電解液的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。（2）內(nèi)阻（r）：電源內(nèi)部的電阻。（3）容量：電池放電時能輸出的總電荷量。其單位是：A·h，mA·h。三、 電阻1導體對電流的阻礙作用叫電阻。2電阻的定義式：。3半導體和超導體：有些材料，它們的導電性能介于導體和絕緣體之間，且電阻隨溫度的升高而減小

6、，這種材料稱為半導體。有些物質(zhì)，當它的溫度降低到絕對零度附近時，其電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫做超導現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度，叫做超導材料的轉(zhuǎn)變溫度。四、電功與電熱1電功：電流所做的功，計算公式為W=qU=UIt（適用于一切電路）。2電熱：電流通過導體時，導體上產(chǎn)生的熱量。計算公式為Q=I2Rt（適用于一切電路）。3電功與電熱的關(guān)系（1）純電阻電路：電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電功等于電熱Q=W。純電阻電路中有U=IR，所以。（2）非純電阻電路：電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它能（如機械能、化學能等），所以電功大于電熱，由能量守恒可知或。五、

7、電功率與熱功率1電功率：單位時間內(nèi)電流做的功。計算公式（適用于一切電路），對于純電阻電路。用電器的額定功率是指電器在額定電壓下工作時的功率；而用電器的實際功率是指用電器在實際電壓下工作時的功率。2熱功率：單位間內(nèi)電流通過導體時產(chǎn)生的熱量。計算公式，對于純電阻電路還有。3電功率與熱功率的關(guān)系：純電阻電路中，電功率等于熱功率。非純電阻電路中，電功率大于熱功率?！镜淅饰觥俊纠?】銅的原子量為m，密度為，每摩爾銅原子有n個自由電子，今有一根橫截面為S的銅導線，當通過的電流為I時，電子平均定向移動的速率為A光速c BC D解析：選D。假設(shè)電子定向移動的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過導體橫截面的自由電子數(shù)相

8、當于在體積vt·S中的自由電子數(shù)，而體積為vtS的銅的質(zhì)量為vtS，摩爾數(shù)為，所以電量q。因電流I，于是得：v?！纠?】如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是A當n1=n2時，電流強度為零B當n1>n2時，電流方向從AB，電流強度I=(n1n2)e/tC當n1<n2時，電流方向從BA，電流強度I=(n2n1)e/tD電流方向從AB，電流強度I=(n2+n1)e/t解析：選D。本題考查電流強度的方向和電流強度的定義式I=q/t，在電解液導電時，定向移動的電荷有正離子和負離子，

9、它們同時向相反方向移動形成電流，電流應(yīng)該是I=(n2+n1)e/t，電流方向按規(guī)定就是AB?！纠?】關(guān)于電動勢的下列說法中正確的是A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加B對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移動單位正電荷量做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從電源負極移到正極所移動電荷量越多解析：選AC。電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢能就增加，因此選項A正確。電源電動勢是反映電源內(nèi)部其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量。電動

10、勢在數(shù)值上等于移動單位電荷量的電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，被移動的電荷量越多，所以選項C正確?！纠?】當電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J。為在相同時間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是 A3V，1.8J B3V，3.6J C6V，l.8J D6V，3.6J解析：選D。根據(jù)E=Uq，可知通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J時電阻兩端所加電壓U=3V，在相同時間內(nèi)通過0.6C的電荷量，則電流強度為原來的2倍，而根據(jù)I=U/R，電壓也為原來的2倍，即為6V，這樣消耗

11、的電能E=Uq=3.6J?！纠?】一個用半導體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖象如圖甲所示，將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后連在電壓恒為U 的電源兩端，三個用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，它們之間的大小關(guān)系有AP14PD BPDCPDP2 DP1<4P2解析：選D由于電阻器D與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后連在電壓恒為U的電源兩端時，三者功率相同，則此時三者電阻相同。當三者按照題圖所示電路連接時，電阻器D兩端電壓小于U，故其電阻大于兩個標準電阻R1、R2的阻值，

12、因而通過電阻器D的電流要小于通過電阻R2的電流，即IR1<2IR2，據(jù)此可知D正確。【例6】如圖所示的電路中，電源的電壓為60V，內(nèi)阻不計，電阻，電動機的內(nèi)阻，電壓表的示數(shù)為50V，電動機正常工作，求電動機的輸出功率。解析：電壓表的示數(shù)為電動機兩端的電壓，電源電壓已知，可得URU源U電(6050)V10V由歐姆定律：IUR/R5A對電動機，由能量關(guān)系有P電P熱P出所以P出P電P熱UII2R0(505521.6)W210W【例7】利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢E6V，電源內(nèi)阻r1，電阻R3，重物質(zhì)量m0.10kg，當將重物固定時，電壓表的示數(shù)為5V，當重物不固定，且電

13、動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數(shù)為5.5V，求重物勻速上升時的速度大?。ú挥嬆Σ?，g取10m/s2）。解析：設(shè)電動機內(nèi)阻為。當將重物固定時，。，。當重物不固定時，。所以對物體的功率，解得。 第二單元 基本規(guī)律【知識梳理】一、 部分電路歐姆定律1內(nèi)容：通過一段電路的電流，跟這段電路兩端的電壓成正比，跟這段電路的電阻成反比。2表達式：。3適用范圍：金屬導電和電解液導電。4伏安特性曲線（1）導體的伏安特性曲線：用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫出的的關(guān)系圖線叫做導體的伏安特性曲線。伏安特性曲線直接反映出導體中的電流與電壓的關(guān)系。（2）金屬導體的伏安特性曲線是過原點的直線。具有這種特

14、性的電學元件叫做線性元件，通常也叫純電阻元件，歐姆定律適用于該類型電學元件。對歐姆定律不適用的導體和器件，伏安特性曲線不是直線，這種元件叫做非線性元件，通常也叫非純電阻元件。特別提醒：在R一定的情況下，I正比于U，所以圖線和圖線都是通過原點的直線，如圖甲、乙所示。圖線中，；圖線中，。二、電阻定律1內(nèi)容：導體的電阻與導體的長度成正比，與橫截面積成反比。2表達式：。3電阻率（）：是反映導體導電性能的物理量，其特點是隨著溫度的改變而變化。三、電阻的連接1串、并聯(lián)電路特點：串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流相等干路上的電流等于各支路上的電流和，即或電流分配和電阻成反比，即電壓電壓分配和電阻成正比各支路兩端電

15、壓相等總電阻總電阻等于各電阻之和，即總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和，即功率分配功率分配和電阻成正比，即功率分配和電阻成反比，即2串、并聯(lián)電路規(guī)律的應(yīng)用電表的改裝（1）電流計原理和主要參數(shù)電流計（表頭）是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指針偏角與電流強度I成正比，即，故表的刻度是均勻的。表頭：表頭就是一個電阻，同樣遵從歐姆定律，與其它電阻的不同僅在于通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的。描述表頭的三個特征量：電表的內(nèi)阻、滿偏電流、滿偏電壓，它們之間的關(guān)系是，因而若已知電表的內(nèi)阻，則根據(jù)歐姆定律可把相應(yīng)各點的電流值改寫成電壓值，即用電流表可以表示電壓，只是刻度盤的刻度不同

16、。因此，表頭串聯(lián)使用視為電流表，并聯(lián)使用視為電壓表。電表改裝和擴程：要抓住問題的癥結(jié)所在，即表頭內(nèi)線圈容許通過的最大電流（）或允許加的最大電壓（）是有限制的。（2）電流表改裝成電壓表G_R+Ig方法：串聯(lián)一個分壓電阻R，如圖所示，若量程擴大為原來的n倍，即，則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值，故量程擴大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。_R+GIIgIR（3）小量程電流表改裝成大量程電流表方法：并聯(lián)一個分流電阻R，如圖所示，若量程擴大為原來的n倍，即，則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值，故量程擴大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越小。（4）改裝后的幾點說明：改裝后，表盤刻度相應(yīng)變化，但電流計的參數(shù)（、

17、）并沒有改變。電流計指針的偏轉(zhuǎn)角度與通過電流計的實際電流成正比。改裝后的電流表的讀數(shù)為通過表頭G與分流小電阻所組成并聯(lián)電路的實際電流強度；改裝后的電壓表讀數(shù)是指表頭G與分壓大電阻所組成串聯(lián)電路兩端的實際電壓?？紤]電表影響的電路計算問題，把電流表和電壓表當成普通的電阻，只是其讀數(shù)反映了流過電流表的電流強度，或是電壓表兩端的電壓。（5）電流表、電壓表內(nèi)阻對測量的影響用電流表測電流時，必須將電流表串聯(lián)在電路中，由于電流表有內(nèi)阻，電路的總電阻變大，因此測量的電流值變小，但一般電流表內(nèi)阻很小，可忽略內(nèi)阻對測量的影響，理想電流表內(nèi)阻為零。電壓表測電壓時，必須將電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，由于電壓表有內(nèi)阻，使

18、并聯(lián)部分總電阻變小，分配的電壓變小，因此，電壓表的測量值變小，但一般電壓表的內(nèi)阻很大，在一般計算中，可認為電壓表的內(nèi)阻為無窮大，由此產(chǎn)生的誤差可忽略不計，理想電壓表內(nèi)阻為無窮大。四、閉合電路的歐姆定律1內(nèi)電壓和外電壓（1）閉合電路可以看作是由兩部分組成的，一部分是電源外部電路，叫外電路，另一部分是電源內(nèi)部的電路，叫內(nèi)電路，內(nèi)電路的電阻叫內(nèi)阻。（2）電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，。其中（純電阻電路），叫路端電壓，也叫外電壓；，叫內(nèi)電壓。2閉合電路歐姆定律（1）內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比。（2）公式：EIU0Im（3）路端電壓：U=IR，U=EIr。

19、斷路時I=0，U=E；短路時U=0，I=E/r。（4）圖像表示：縱軸截距等于電源的電動勢E；橫軸截距等于短路電流Im=E/r（注意：有的圖像電壓不是從零點開始，此情況下橫軸截距不代表短路電流）。3電源的功率（1）電源的總功率通過電源的電流強度和電源電動勢的的乘積叫做電源的總功率，公式為。（2）電源的輸出功率通過電源的電流強度和電源的路端電壓的乘積叫做電源的輸出功率，公式為。設(shè)外電路總電阻為R，內(nèi)阻為r，則PmrRPo若r是定值，則當R = r 時輸出功率最大，最大輸出功率為。電源的輸出功率P和外電路總電阻R的關(guān)系圖象如右圖所示。當R<r時，電源的輸出功率隨外電路總電阻R的增大而增大；當R

20、>r時，電源的輸出功率隨外電路總電阻R的增大而減??；當R=r時，電源的輸出功率最大。（3）電源的效率電源的輸出功率占電源的總功率的百分比叫做電源的效率。可以寫為由此可見，外電路的總電阻R越大，效率越大。【典例剖析】【例8】如圖所示，圖線1表示的導體電阻為R1，圖線2表示的導體電阻為R2，則下列說法正確的是AR1R213BR1R231C將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則電流比I1I213D將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比I1I213解析：選A。根據(jù)IU圖線斜率的倒數(shù)表示電阻大小知，R1R213，故A正確，B錯誤。再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點，串聯(lián)時電流相同，C錯誤；并聯(lián)時，I1I2R2R1

21、31，D錯誤?！纠?】導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導體，下列表述正確的是A橫截面積一定，電阻與導體的長度成正比B長度一定，電阻與導體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過導體的電流成反比D電流一定，電阻與導體兩端的電壓成正比解析：選A。對于同種材料的導體，電阻率是個定值，根據(jù)電阻定律R可知，橫截面積一定，電阻與導體的長度成正比，A正確；長度一定，電阻與導體的橫截面積成反比，B錯誤。由歐姆定律知R，此式是電阻的定義式，電阻R與電壓U、電流I無正反比關(guān)系，故C、D錯誤?！纠?0】一個內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個絕緣的圓管子內(nèi)裝滿的水銀供電，電流為0.1 A，若把全部水銀倒在一個內(nèi)

22、徑大一倍的絕緣圓管子里，那么通過的電流將是 A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 A解析：選C。大圓管子內(nèi)徑大一倍，即橫截面積為原來的4倍，由于水銀體積不變，故水銀高度變?yōu)樵瓉淼?，則電阻變?yōu)樵瓉淼?，因所加電壓不變，由歐姆定律知電流變?yōu)樵瓉淼?6倍。【例11】在圖甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2的阻值未知，R3是一滑動變阻器，當其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器上的兩個不同端點時分別得到的。求：（1）電源的電動勢和內(nèi)電阻；（2）定值電阻R2的阻值；（3）滑動變阻器R3的最大

23、值。解析：(1)由閉合電路歐姆定律得：EUIr將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入得：E160.2 rE40.8 r解得E20 V，r20 (2)當R3的滑片滑到最右端時，R3、R1均被短路，此時外電路電阻等于R2，且對應(yīng)于圖線上B點，故由B點的U、I值可求出R2的阻值為：R2 5 (3)滑動變阻器的滑片置于最左端時，R3阻值最大。設(shè)此時外電路總電阻為R，由圖象中A點坐標求出：R 80 .又RR2，代入數(shù)值解得滑動變阻器的最大阻值R3300 .V1V2A1A2答案：(1)20 V20 (2)5 (3)300 【例12】如圖所示，四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表。安培表A1的量程大

24、于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路，則安培表A1的讀數(shù) 安培表A2的讀數(shù)；安培表A1的偏轉(zhuǎn)角 安培表A2的偏轉(zhuǎn)角；伏特表V1的讀數(shù) 伏特表V2的讀數(shù)；伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角 伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角。（都填“大于”、“等于”或“小于”）解析：A1、A2并聯(lián)，說明兩端電壓相等，又知是相同的電流表改裝而成，表頭內(nèi)阻相等，所以流過表頭的電流相等，所以偏轉(zhuǎn)角相同，但與它并聯(lián)的分流電阻不同，量程大的電阻小，所以總電流是量程大的電流示數(shù)大，或者說量程大的擴大倍數(shù)大，由于偏轉(zhuǎn)角相同，所以指示的電流大，即A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)；V1、V2串聯(lián)，由改裝原理可知是四個電阻串聯(lián)起來，因此流過電

25、壓表的電流相等，所以兩電壓表的偏轉(zhuǎn)角相同，但量程大的內(nèi)阻大，所以示數(shù)也大，即V1表的示數(shù)大于V2表的示數(shù)。答案：大于、等于、大于、等于【例13】按圖所示的電路連接各元件后，閉合開關(guān)S，L1、L2兩燈泡都能發(fā)光。在保證燈泡安全的前提下，當滑動變阻器的滑動頭向左移動時，下列判斷正確的是L1變暗 L1變亮 L2變暗 L2變亮ABC D解析：選C?；瑒幼冏杵鞯幕瑒宇^向左移動時，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律I知，干路電流增大，則L2變亮，路端電壓減小，又L2兩端的電壓增加，則并聯(lián)電路兩端的電壓減小，那么L1兩端的電壓減小，L1變暗?！纠?4】如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變

26、阻器R0的滑動端向下滑動的過程中A電壓表與電流表的示數(shù)都減小B電壓表與電流表的小數(shù)都增大C電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大解析：選A。變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中，使連入電路中的R0阻值減小，整個電路的電阻減小，電路中的電流I增大，路端電壓U=EIr減小，即電壓表的示數(shù)減小，又R2與R0并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在R0減小時，使得R2兩端電壓減小，R2中的電流減小，即電流表示數(shù)減小?！纠?5】如圖所示，水平放置的平行板電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將滑動變阻器的滑片P向左移動，則A電容器中的電場強度將增大 B電容器所帶的電荷量將減少C電容器的電

27、容將減小D液滴將向上運動答案：B【例16】如圖所示的電路中，燈泡A和B原來都是正常發(fā)光。忽然燈泡B比原來變暗了些，而燈泡A比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)斷路故障的是（設(shè)只有一處出現(xiàn)了故障）AR2BR3 CR1D燈B解析：選A。依題意，整個電路只有一處發(fā)生了斷路，下面分別對不同區(qū)域進行討論：若R1斷路。電路中總電阻變大，電流變小，路端電壓升高，A、B兩燈均變亮，不合題意。若R3斷路。B與R3并聯(lián)，該段電路中電阻變大，電壓升高，B中的電流增大，B燈變亮，不合題意。若R2斷路，A與R2并聯(lián)，這段電路中電阻變大，A燈兩端電壓升高，A中電流增大，A燈變亮；因B燈兩端電壓減小，B燈中電流變小，B燈變暗，與題

28、中條件相符。若B燈斷路，則B燈不能發(fā)光，不合題意?！纠?7】如圖所示，電源電動勢E8 V，內(nèi)電阻為r0.5 ，“3 V，3 W”的燈泡L與電動機M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動機剛好正常工作，電動機的線圈電阻R01.5 。下列說法中正確的是A通過電動機的電流為1.6 AB電源的輸出功率是8 WC電動機消耗的電功率為3 WD電動機的輸出功率為3 W解析：選D?！? V，3 W”的燈泡L與電動機M串聯(lián)，說明通過燈泡與電動機的電流相等，其電流大小為IL A1 A；路端電壓UEIr8 V1×0.5 V7.5 V，電源的輸出功率P出UI7.5×1 W7.5 W；電動機消耗的功

29、率為PMP出PL7.5 W3 W4.5 W；電動機的熱功率為P熱IR012×1.5 W1.5 W；電動機的輸出功率為PMP熱4.5 W1.5 W3 W。GMNPR0Rx【例18】（2013安徽卷）用圖示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān)，改變滑動頭P的位置，當通過電流表的電流為零時，測得MP=l1，PN=l2，則Rx的阻值為A B C DK1S2R1R2R3S1解析：選C。通過電流表的電流為零時，P點的電勢與R0和Rx連接點的電勢相等。則。又電阻絲的電阻，故，所以?！纠?9】（2013上海卷）如圖，電路

30、中三個電阻Rl、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電源輸出功率為P0；當S1閉合、S2斷開時，電源輸出功率也為P0。則電源電動勢為 ；當S1、S2都斷開時，電源的總功率為 。答案：E=3，P0第三單元 電學實驗一、測定金屬的電阻率1實驗?zāi)康模?）掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。（2）會用伏安法測電阻，進一步測定金屬的電阻率。2實驗原理歐姆定律和電阻定律，用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度l，用螺旋測微器測導線的直徑d，用伏安法測導線的電阻R，由R，所以金屬絲的電阻率R。3實驗器材被測金屬絲、米尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、直流電

31、源、電鍵、滑動變阻器、導線等。4實驗步驟（1）用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d。（2）依照所給電路圖用導線將器材連好，將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大。（3）用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的長度，即有效長度，反復測量3次，求出其平均值l。（4）電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合電鍵S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值，記入記錄表格內(nèi)；斷開電鍵S，求出導線電阻R的平均值。（5）將測得的R、l、d值代入電阻率計算公式，計算出金屬導線的電阻率。（6）拆去實驗線路，整理好實驗器材。5注意事項（1）本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必

32、須用電流表外接法。（2）實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端。（3）測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的部分待測導線長度，測量時應(yīng)將導線拉直。（4）測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量。（5）閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置。（6）在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流I不宜過大（電流表用00.6 A量程），通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。（7

33、）求R的平均值可用兩種方法：第一種是用RU/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種方法是用圖像法（UI圖線）來求出。若采用圖像法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮。6誤差分析（1）金屬絲直徑、長度測量帶來誤差。（2）電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測<R真，由R，可知 測 < 真 。（3）通電電流過大、時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差。【例20】某同學做“測定金屬電阻率”的實驗。（1）需要通過實驗直接測量的物理量有：_（寫出名稱和符號）。（2）這位同學在一次測量

34、時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示。由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計算出金屬絲的電阻為_。解析：（1）由R、R得，需要直接測量的物理量有U、I、l、d.（2）電壓表讀數(shù)是2.40 V，電流表讀數(shù)是0.46 A，電阻R 5.22 .答案：（1）加在金屬絲兩端的電壓U，通過金屬絲的電流I，金屬絲的長度l，金屬絲的直徑d（2）5.22【例21】某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5 ，為了使測量結(jié)果盡量準確，從實驗室找到以下供選擇的器材：A電池組（3 V，內(nèi)阻約1 ）B電流表A1（03 A，內(nèi)阻0.012 5 ）C電流表A2（00.6 A，內(nèi)阻約0.125 ）D電壓表V

35、1（03 V，內(nèi)阻4 k）E電壓表V2（015 V，內(nèi)阻15 k）F滑動變阻器R1（020 ，允許最大電流1 A）G滑動變阻器R2（02 000 ，允許最大電流0.3 A）H開關(guān)、導線若干（1）實驗時應(yīng)從上述器材中選用_（填寫儀器前字母代號）。（2）測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時，應(yīng)采用電流表_接法，將設(shè)計的電路圖畫在下面方框內(nèi)。（3）若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如下圖，則讀數(shù)為_ mm。（4）若用L表示金屬絲的長度，d表示直徑，測得電阻為R，請寫出計算金屬絲電阻率的表達式_。解析：（1）由于電源電動勢為3 V，則電壓表選D；由I可知電路中最大電流約為0.5

36、A，則電流表選C；滑動變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F；本實驗所選器材為ACDFH.（2）由于，故電流表采用外接法；設(shè)計的電路如右圖所示。（3）由圖可以看出螺旋測微器固定刻度值為0.5 mm，可動刻度為40×0.01 mm，則讀數(shù)為：0.900 mm。（4）由R及S2可解得：。答案：（1）ACDFH（2）外見右圖（3）0.900 mm（4）二、描繪小電珠的伏安特性曲線1實驗?zāi)康模?）描繪小電珠的伏安特性曲線。（2）分析曲線的變化規(guī)律。2實驗原理（1）用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組（U，I）值，在UI坐標系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將

37、這些點連結(jié)起來。（2）電流表外接：因為小電珠電阻很小，如果內(nèi)接電流表，分壓明顯?；瑒幼冏杵鞑捎梅謮菏剑菏闺妷耗軓?開始連續(xù)變化。（3）滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法接法限流式接法分壓式接法電路圖特點用電器和滑動變阻器的一部分串聯(lián)，另一部分不起作用；調(diào)節(jié)電壓的范圍不能從零開始變化；閉合開關(guān)前一定要使滑片P置于B端。用電器和滑動變阻器的一部分并聯(lián)后和另一部分串聯(lián)；電壓可以從零調(diào)節(jié)到最大值；合上開關(guān)前滑片應(yīng)在A端，以使負載Rx的電壓和電流最小。適用條件滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡單、耗能小，優(yōu)先使用限流式?；瑒幼冏杵鞯淖畲笞柚颠h小

38、于待測電阻的阻值；電壓要求從零變化；實驗儀器最大允許電流、電壓不夠，即連成限流式接法時，電壓或電流超過電表量程。（4）儀器選擇的三個原則安全性原則：通過電源、電阻、電流表、電壓表等的電流不能超過其允許的額定電流。精確性原則：根據(jù)實驗的需要，選取精度合適的儀器，以盡可能的減小實驗誤差。電壓表、電流表指針的偏角要大于滿偏的三分之一。操作方便：實驗時要調(diào)節(jié)方便，易于操作，比如對滑動變阻器，如果是用分壓法連入電路的，則應(yīng)選用小阻值的滑動變阻器，只有這樣，在移動滑片時，相應(yīng)的用電器上的電壓變化才會明顯；如果選用大阻值的滑動變阻器，就會出現(xiàn)在移動滑片時，剛開始時用電器上的電壓幾乎不變，過了某位置后又突然增

39、大的現(xiàn)象，不易操作。3實驗器材學生電源（46 V直流）、小電珠（4 V、0.7 A或3.8 V、0.3 A）、電流表（內(nèi)阻較?。㈦妷罕恚▋?nèi)阻很大）、開關(guān)和導線、滑動變阻器、坐標紙。4實驗步驟（1）將電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導線連接成如下圖所示電路。（2）測出小電珠在不同電壓下的電流。移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格。U/V00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.6I/A（3）拆除電路、整理儀器（4）畫出伏安特性曲線在坐標紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標系。在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)

40、的點。（坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜）。將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小電珠的伏安特性曲線。5注意事項（1）本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。（2）滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是為了使小電珠兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化。（3）UI圖線發(fā)生明顯彎曲處，繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差。（4）建立坐標系時，縱軸表示電壓，橫軸表示電流，兩坐標軸選取的標度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標紙。6誤差分析（1）由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差。（2）測量時讀數(shù)帶來誤差，嚴格按照讀數(shù)規(guī)則

41、。（3）在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。用細鉛筆，嚴格標度?！纠?2】一只小燈泡，標有“3 V，1.5 W”字樣?，F(xiàn)要描繪小燈泡03 V的伏安特性曲線。實驗器材有：A最大阻值為10 的滑動變阻器B電動勢為6 V、內(nèi)阻約為1.0 的電源C量程為0.6 A、內(nèi)阻約為1.0 的電流表A1D量程為3 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表A2E量程為3 V、內(nèi)阻約為6 k的電壓表V1F量程為15 V、內(nèi)阻約為10 k的電壓表V2G開關(guān)、導線若干（1）電壓表應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_。（將選項代號的字母填在橫線上）（2）在該實驗中，設(shè)計了如下圖所示的四個電路。為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是_（將選項代號的字母填在橫線上

42、）。（3）以下是該實驗的操作步驟：A將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路B調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭的位置，保證閉合開關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C閉合開關(guān)，記下電流表、電壓表的一組示數(shù)（U，I），移動變阻器的滑動觸頭，每移動一次記下一組（U，I）值，共測出12組數(shù)據(jù)D按所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點并將各點用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改：_答案：（1）EC（2）C（3）步驟B不妥，應(yīng)為：閉合開關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零。步驟D有錯，應(yīng)為：按所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點并將各點用一條平滑的曲線連接起來?！纠?3】某同

43、學測繪標有“4.8 V，0.3 A”小電珠的電功率隨電壓變化的圖象，要使小電珠兩端電壓從0至4.8 V連續(xù)變化，為了使測量盡可能地準確，除了導線和開關(guān)外，可供選擇的儀器還有A電流表：量程00.6 A，內(nèi)阻約為1 B電流表：量程03 A，內(nèi)阻約為0.2 C電壓表：量程06 V，內(nèi)阻約為2 kD電壓表：量程015 V，內(nèi)阻約為4.5 kE滑動變阻器：阻值范圍020 ，額定電流2 AF滑動變阻器：阻值范圍02 k，額定電流0.5 AG電池組：電動勢6 V，內(nèi)阻約為1 （1）選用的器材代號為_；（2）畫出電路圖；（3）根據(jù)實驗測量的數(shù)據(jù)描出PU圖線，如右圖所示，則小電珠在1.5 V電壓下的電阻值R_

44、。解析：（1）根據(jù)小電珠的額定電壓為4.8 V，額定電流為0.3 A，電流表選擇A，電壓表選擇C.由于使小電珠兩端電壓由0至4.8 V連續(xù)變化，應(yīng)采用分壓電路，滑動變阻器阻值不宜太大，應(yīng)選E；（2）小電珠正常發(fā)光時的電阻R 16 ；RRV，因此選用安培表外接電路，電路如右圖所示；（3）由圖象可得小電珠在1.5 V電壓時功率為1.0 W，故此時小電珠的電阻為R2.25 .答案：（1）ACEG（2）如解析圖所示（3）2.25三、測定電源的電動勢和內(nèi)阻1實驗?zāi)康恼莆沼梅乇砗桶才啾頊y量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法，學會利用圖象法處理數(shù)據(jù)的方法。2實驗原理在閉合電路中，由閉合電路的歐姆定律可得電源的電動勢

45、E、內(nèi)阻r、路端電壓U、電流I存在關(guān)系為UEIr，E、r在電路中不隨外電阻R的變化而改變。3實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵、導線若干、坐標紙。4實驗步驟（1）電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖連接好電路。（2）將滑動變阻器的阻值調(diào)到有效電阻最大（圖中左端）。（3）檢查電路無誤后閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I，U）。（4）改變滑動變阻器滑片的位置，用同樣方法測量幾組I、U值，記錄在自己設(shè)計的表格中。（5）斷開電鍵，整理好器材。（6）處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。5注意事項（1）使用內(nèi)阻大些（用過一段時間）的干電

46、池，在實驗中不要將I調(diào)得過大，一般不超過0.5 A，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象過重，E、r明顯變化。（2）測出不少于6組（I，U）數(shù)據(jù)，且U、I變化范圍盡量大些。（3）在畫UI圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，而不要顧及個別離開較遠的點以減小偶然誤差。（4）干電池內(nèi)阻較小時U的變化較小，坐標圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況，下部分大面積空間得不到利用，為此可使縱坐標不從零開始，如圖乙所示，縱坐標不從零開始，把縱坐標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小些。此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，計算內(nèi)阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用計算出電

47、池的內(nèi)阻r。（5）合理地選擇電壓表與電流表的量程可以減小讀數(shù)誤差，電壓表選取03 V量程，電流表選取00.6 A量程。6誤差分析用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻的方法很簡單，但系統(tǒng)誤差較大，這主要是由于伏特表和安培表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響而造成的。用這種方法測電動勢可供選擇的電路有兩種，如下圖甲、乙所示。當用甲圖時，考慮電表內(nèi)阻，從電路上分析，由于實驗把變阻器的阻值R看成是外電路的電阻，因此伏特表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分，故實際測量出的是電池和伏特表這一整體的電動勢和等效內(nèi)阻（如甲圖中虛線所示），因為伏特表和電池并聯(lián)，所以等效內(nèi)阻r測應(yīng)等于電池真實內(nèi)阻值r和伏特表電阻RV的并聯(lián)值，即r測<r真。此時

48、如果斷開外電路，則電壓表兩端電壓U等于電動勢測量值，即UE測，而此時伏特表構(gòu)成回路，所以有U<E真，即E測<E真。同樣的分析方法，可分析出當選用乙圖進行測量時，仍把滑動變阻器作為外電路，因此安培表應(yīng)看做內(nèi)電路的一部分（如圖乙中虛線框內(nèi)所示），因為安培表和電池串聯(lián)，所以等效內(nèi)阻r測應(yīng)等于電池真實阻值r真和安培表電阻RA之和，即r測r真RA >r真，此時如果斷開外電路，則電流為零，安培表兩端電勢相等，等效電源的電動勢E測就是電源電動勢的真實值E真，即E測E真。【例24】某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：A被測干電池一節(jié)B電流表：量程00.6 A，內(nèi)阻0.1

49、 C電流表：量程03 A，內(nèi)阻0.024 D電壓表：量程03 V，內(nèi)阻未知E電壓表：量程015 V，內(nèi)阻未知F滑動變阻器：010 ，2 AG滑動變阻器：0100 ，1 AH開關(guān)、導線若干伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模篲（填寫選項前的字母）；（2）在圖甲方框中畫出相應(yīng)的實驗電路圖。（3）根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖乙所示的UI圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E_V，內(nèi)電阻r_ 。答案：（1）ABDFH（2）如圖（3）1.5

50、0.9【例25】老師要求同學們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻。所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1（阻值未知），電壓表V（量程為3.0 V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（099.99 ），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導線若干。（1）一同學連接了一個如上圖所示的電路，她接下來的操作是：將S2接到a，閉合S1，撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖甲所示的位置，記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20 V，然后斷開S1；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)（電壓表的示數(shù)如圖乙所示），然后斷開S1。請你解答下列問題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為_，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為_V。由

51、此可算出定值電阻R1的阻值為_（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（2）在完成上述操作后，該同學繼續(xù)以下的操作：將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的圖線。由此可求得電源電動勢E_ V，電源內(nèi)阻r_。答案：（1）20.002.805.45（2）2.90.26四、練習使用多用電表1實驗?zāi)康模?）了解多用電表的構(gòu)造和原理。（2）使用多用電表測電阻。（3）探測黑箱內(nèi)的電學元件。2實驗原理（1）多用電表的構(gòu)造及功能多用電表可以用來測電流、電壓和電阻，又稱萬用電表，其表面結(jié)構(gòu)如右圖所示。其表面分為上、下兩部分，上半部分為表盤，共有

52、三條刻度線，最上面的刻度線的左端標有“”，右端標有“0”，是用于測電阻的，中間的刻度線是用于測直流電流和直流電壓的，其刻度是分布均勻的，最下面一條刻度線左側(cè)標有“V”是用于測交流電壓的，其刻度是不均勻的。多用電表表面的下半部分為選擇開關(guān)，周圍標有測量功能的區(qū)域和量程。將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表就測量電流；當選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到其他功能區(qū)域時，就可測量電壓或電阻。多用電表表面還有一對正、負插孔。紅表筆插“”插孔，黑表筆插“”插孔，插孔上面的旋鈕叫調(diào)零旋鈕，用它可進行電阻調(diào)零。另外，在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個機械調(diào)零旋鈕，用它可以進行機械調(diào)零，即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲，可使指針（在不接入電路中

53、時）指在左端“0”刻線。（2）多用電表是電流表、電壓表和歐姆表的組合，測電流和電壓的原理與電流表和電壓表相同。直流電流擋：直流電流擋的幾個擋位實際是由同一表頭并聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電流表。直流電壓擋：直流電壓擋的幾個擋位實際是由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電壓表。測電阻的原理如右圖所示。歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的測量電阻的儀表，可直接讀出電阻值，比用伏安法測電阻方便。調(diào)零時 Ig測量時 I只要將對應(yīng)Rx值的電流刻度I改為阻值Rx即為歐姆表。由于I與R成非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處。（3）二極管的單向?qū)щ娦远O管是用半導體材料制成的電子元件，它有兩個引線，一根叫正極，另一根叫負極，二極管的表示符號是，當二極管的正極接高電勢點、負極接低電勢點，即加正向電壓時，二極管電阻很?。ㄅc加反向電壓比較），處于導通狀態(tài)，相當于一個接通的開關(guān)；當給二極管加反向電