恒定電流詳盡知識講解

1、恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固編稿：張金虎 審稿：代洪【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .識別常見的電路元件，初步了解它們在電路中的作用。2 .初步了解多用電表的原理學(xué)會使用多用電表。3 .知道決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律。4 .知道電源的電動勢和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律。5 .學(xué)習(xí)掌握測量電源的電動勢和內(nèi)阻方法。6 .知道焦耳定律，了解焦耳定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。7 .初步了解門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應(yīng)用。8 .初步了解集成電路的作用?！局R網(wǎng)絡(luò)】基本概念電流：1-11電殂r電車（內(nèi)電壓.路端電壓I電動勢電動：甲 電動率：a = 電熱：2二戶亞，純電恒電路f W-Q “非純

2、也困電路,期基本柳律實驗.電組定率芷="（歐姆字律：1 = 5 &閉合電辭欣桐定律：/=-（或電用電路）焦耳定律：Q產(chǎn)做用.井曦電路性質(zhì)及恃點'電流表.電壓表.歐揖表作用電技，伏安法測電阻圈理及誤差分析測定金屬的電阻率（同廿練習(xí)使司甥旋測做器） 描繪小燈泡的伏安特性曲線沌定電源的電n蓼和內(nèi)且阻 筑習(xí)使用多用電表【要點梳理】-、電路涉及的物理概念電流：定義式I -,微觀表達(dá)式I nqSv t電壓：定義式U W,導(dǎo)體兩端電壓U IR ,是產(chǎn)生電流的必要條件之一。電阻：定義式?jīng)Q定式R（電阻定律）電動勢：E”，維持電路兩端的電壓一q意義量值單位反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能

3、的本領(lǐng) 電源開路時的路端電壓伏（V）電功：WUIt純電阻電路中W 12RtU2 t R電功率：PI2RW，一 UI 純電阻電路中Wt2電熱：由焦耳定律計算 Q I Rt ,在純電阻電路中電熱等于電功:閉合電路中的功率,電源的總功率:電源的輸出功率:電源的消耗功率:EIUI純電阻12RSRI2r純電阻關(guān)系：P總味效率:邏輯電路門:邏輯關(guān)系：輸入端全為“A符號：B1”時，輸出端才為1”邏輯關(guān)系：輸入端只要有“1”，輸出端就是A“非”門:>1邏輯關(guān)系：輸入端為“1”輸出端一定為“ 0輸入端為“ 0”輸出端一定為“ 1符號：A0Y電路的特點電壓電阻功率1=4+4,且=苞壓仃二5二5并聯(lián)電阻產(chǎn)二月

4、+馬，且寸=型三、基本規(guī)律部分電路歐姆定律續(xù)性元件;電阻定律 R=實蛭（控制R量法）邃輯推理法閉合電路歐姆定律Xr/ = （運用于純電阻電路）R +rE-U+ Ir （運用于任何閉臺電路）焦耳定律：Q I2Rt,適用于電流通過任何用電器發(fā)熱的計算。四、電路實驗滑動受阻器接法一限流式L分壓式"電流表內(nèi)接法；密旦伏安法測電阻Tl電流表外接法：MM描繪燈泡的伏安特性曲線測定金屬的電阻率測定電源的電動勢和內(nèi)阻多用電表的使用五、需要注意的問題1 .電流的計算其難點在于對于任取的一個截面計算在一段時間t內(nèi)通過該截面的電量 Q,其技巧在于一段時間t的選取。如一個做勻速圓周運動的電荷對應(yīng)的等效環(huán)形電

5、流的計算，取 t T最好確定通過某截面的電 量。2 .對閉合電路中能量轉(zhuǎn)化所涉及的諸多概念的理解例如電源非靜電力做的功川非=4£ EIt ,表示時間t內(nèi)其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少。WP怠 J EI是電源的總功率，表示在一個具體電路中電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的快慢。P UI則表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的快慢。3 .在焦耳熱的計算中不能隨意地用Q W在焦耳熱的計算中不能隨意地用Q W ,只有保證焦耳定律的形式 Q I 2Rt不變，才能用于任何U 2電路中電熱的計算。如果將 Q寫成Q UIt t ,只能用于純電阻電路電熱的計算。 R4 .閉合電路歐姆定律與其它關(guān)系的區(qū)別必須

6、引起注意例如I -E僅適用于純電阻電路，而 E U U內(nèi)則適用于任何電路。E U U內(nèi)是能的轉(zhuǎn)化和R r守恒定律在電路中的必然結(jié)果，所以它具有更廣泛的適用性。5 .電路的簡化是電路計算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)除了電路整形，等勢點合并分離外，電表的理想化、電表的等效、電容電路的處理必須理解和掌握。6 .對電路進行動態(tài)分析是電路知識的綜合運用必須熟練地掌握動態(tài)分析的順序，理解各電路量變化的原因。7 .電源的輸出功率存在極值當(dāng)R 時Pmax -E2，可以將視為等效電源內(nèi)阻以便解決更廣泛一些的問題。應(yīng)當(dāng)明確，電源 4r輸出的功率最大，并非電源功率最大，也并非電源的效率最高。8 .伏安法測電阻時電流表內(nèi)外接法的判斷不

7、可片面要在比較Rx與Ra、Rv的關(guān)系后得出結(jié)論，不可只做Rx與Ra的比較后就決定電流表的接法。9 .滑動變阻器的限流式和分壓式接法各有妙用弄清它們各自接法的特點和區(qū)別選擇使用。10 .測定電源電動勢和內(nèi)阻的多種方法11 .用電流表和電壓表測定電源電動勢和內(nèi)阻的誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U I圖象時描點不很準(zhǔn)確。(2)系統(tǒng)誤差：來源于電壓表的分流作用。導(dǎo)致電流表示數(shù)比干路電流略小。U E卜中I是通過電源的電流，而本實驗用圖甲所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表分流IV ,使電流表示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真。因為I直I測IV,而IV U-, U越大，IV

8、越大：U趨于零時，IV也趨于零。所以它們的關(guān)系 Rv可用圖乙表示，測量圖線為AB,真實圖線為 a'b.由圖線可看出r和E的測量值都小于真實值。測<r真，Ea< E真.要點詮釋:外電路短路時，電流表的示數(shù)I測等于干路電流的真實值， 所以圖乙中AB、A'B兩圖線交于短 路電流處。當(dāng)路端電壓為Ui時，由于電流表示數(shù)I測小于干路電流I真，所以AB、AB兩圖線出現(xiàn)了圖示 的差異。(3)伏安法測E、r還可接成如圖所示實驗線路。由于電流表的分壓作用，因為 U真U測UA U測ira, ra為電流表的內(nèi)阻，這樣在 U I圖線上對應(yīng)每一個I應(yīng)加上一修正值 U I RA ,由于RA很小，

9、所以在I很小時， U趨于零，I增大，U也增大，理論與測量值的差異如圖丁所示。丙丁由圖可知：E測E真，r測 噎（內(nèi)阻測量誤差非常大）。要點詮釋：一般電源的內(nèi)阻都較小， 與電流表的內(nèi)阻相差不大， 而電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于內(nèi)阻，也遠(yuǎn)大于測量電路中的外電阻，所以為減小誤差，我們采用如圖甲所示的電路，而不采用如圖丙所示的電路。12 .伏安法測電阻的兩種接法的選擇為減小伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差，應(yīng)對電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇，其方法是：（1）阻值比較法：先將待測電阻的粗略值和電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx = RV 宜采用電流表外接法；若 Rx? RA ,宜采用電流表內(nèi)接法。 臨界值計算法：當(dāng)內(nèi)外接法相對

10、誤差相等時，有 壓 國 ,所以RqRAR （Ra= RJ為Rx Rv臨界值。當(dāng)Rx JRaRv （即Rx為大電阻）用內(nèi)接法；當(dāng) RxvJRART （即Rx為小電阻）用外接法；Rx JRART,內(nèi)、外接法均可。如Ra與Rv間不是Rv ? Ra關(guān)系，則可用：當(dāng)RV壓時，用電流表外接法；當(dāng)RxRaJ艮時,RxRa用電流表內(nèi)接法。（3）實驗試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化（電流表的分壓作用明顯），而電流表的示數(shù)變化不大（電壓表分流作用不大），則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大， 則可采用電流表的內(nèi)接法。

11、-Q_11J【典型例題】 類型一、直流電路的功率計算直流電路有純電阻電路和非純電阻電路之分.對于純電阻電路（如白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路），電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時有2U2W Q ,即UIt 12Rt，顯然U IR ,計算電功或電熱時，可采用公式 W Q UIt t Pt中的 R任一形式進行計算.而對于非純電阻電路（如含有電動機、電解槽等電路），電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等. 2_ , 一 2一，U2-這時電功等于UIt ,廣生的熱量等于I Rt,電功大于電熱.在這種情況下，不能用I Rt或 t來R計算電功.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，在非純電阻電路上，電能

12、的轉(zhuǎn)化為：電功=電熱+其他形式的能.即UIt I 2Rt E （轉(zhuǎn)化為其他形式的能）.例1. 一直流電動機線圈的內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動， 在線圈兩端加電壓為 0.3 V時,電流為0.3 A .松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時，電流為0.8 A ,電動機正常工作.求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少？電動機的機械功率是多少？【思路點撥】正確識別純電阻電路和非電阻電路，注意“使其不能轉(zhuǎn)動”時和“正常工作時”的根 本區(qū)別?！敬鸢浮?.6 W 0.96 W【解析】電動機不轉(zhuǎn)動時，在電路中起作用的只是電動機線圈的電阻，可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻r U 03。=1。.

13、電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能大部分要轉(zhuǎn)化為機械能，還有1 0.3一小部分要在線圈的電阻上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.其輸入的電功率為：P入 I1U1 0.8 2 W 1.6 W ,電動機的機械功率：2 _2Fk Fk-Ii2r （1.60.82 1） W 0.96 W【總結(jié)升華】（1）正確識別純電阻電路和非電阻電路，不要認(rèn)為有電動機的電路一定是非純電阻 電路，要從其工作狀態(tài)及能量轉(zhuǎn)化來分析判定.當(dāng)電動機不轉(zhuǎn)動時，其消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.是 純電阻電路.（2）在非純電阻電路里，歐姆定律不再成立，并要注意區(qū)別電功和電熱，搞清楚電路中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系.電熱為 Q I2Rt,電動機消耗的電能為 W UIt .對電動機來

14、說，輸入的功率 以 UI ;發(fā)熱的功率& I2R;輸出的功率，即機械功率 時 巳一& UIT2R.舉一反三【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固例2 【變式1】許多精密儀器中常常采用如圖所示的電路精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，圖中R、R2是兩只滑動變阻器，通過它們可以對負(fù)載電阻R0 （阻值約為500Q）兩端的電壓進行粗調(diào)和微調(diào)，已知兩滑動變阻器的最大電阻分別為200。和10Q,那么，下面關(guān)于 R1、Q的說法中正確的是（）A.如R 200 Q, R2 10Q,調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用B.如Ri 10 Q , R2 200 Q ,調(diào)節(jié)Ri起微調(diào)作用C.如R 200 Q, R2 10Q,調(diào)節(jié) R起

15、粗調(diào)作用D.如R1 10Q, R 200 Q,調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用【答案】D【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固例11 【變式2】如圖所示；電源電動勢為 30V,內(nèi)阻為1Q , 一個“ 6V ,12W”的電燈與一個繞線電阻為2Q的電動機串聯(lián).已知電路中電燈正常發(fā)光，則電動機輸出功率為（）A. 36W； B. 44W；C. 40W； D. 60W .【答案】A類型二、直流電路中的極值問題極值問題在物理習(xí)題中經(jīng)常出現(xiàn)，處理這類問題的常見方法是：先找出物理量間的函數(shù)關(guān)系，再利用數(shù)學(xué)知識求極值.在處理直流電路中的極值問題時，應(yīng)先分析電路結(jié)構(gòu)，并畫出等效電路，寫出含有 變量的等效電阻或電流、電壓、功率的表達(dá)式。

16、然后求極值.例2. 如圖所示電路中，電阻 R 9Q, R2 15 Q,電源電動勢 E 12 V,內(nèi)阻r 1 Q 求:(1)當(dāng)電流表示數(shù)為 0.4 A時，變阻箱R3的阻值多大？(2)當(dāng)R3阻值多大時，它消耗的電功率最大？(3)當(dāng)R3阻值多大時，電源的輸出功率最大？【答案】(1) 30Q (2) 6Q (3) 0【解析】由電路圖可知，R2與R3并聯(lián)后再與R串聯(lián)，電流表是測量通過電阻R2的電流，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點以及閉合電路歐姆定律可求出該題的答案.(1)設(shè)干路電流為I ,根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理：外電路的總電阻R2R3R R13R2 R3由閉合電路歐姆定律得EI R r由式求得R3 30 Q.(2

17、)設(shè)阻值為R3/時，它消耗的功率最大為R' RR2R3R2 R3'干路電流I ' E。R' rI3' R2 I ',R2 R3'P3 I '3 R3' .E,此時外電路總電阻為由式得:23622P3362 R3'25(R'2 I2R3 36) 25(R' 36- 12)R3'R3'時，消耗的功率最大，即(3)設(shè)阻值為R3PmRE7當(dāng)外電路的總電阻時，電源輸出功率最大為 Pm, 2R.R r時，電源輸出功率最大.因R> r ,所以，當(dāng)R越接近r時輸出功率最大.故只有當(dāng)R30時，R

18、接近r ,此時電源輸出功率最大.【總結(jié)升華】本題涉及閉合電路歐姆定律和電功率的知識，考查了運用數(shù)學(xué)極值法處理物理問題的能力，這是處理物理極值問題的基本方法。類型三、含電容電路問題電容器是一個儲存電能的元件.在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時，電路里有充、放電電流，一 旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器就相當(dāng)于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的、不漏電的情況)的元 件，在電容器處的電路可看做是斷路，簡化電路時可去掉它.簡化后若要求電容器所帶的電荷量時，可 在相應(yīng)的位置補上.分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻無電壓降，因此

19、電容 器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.(2)當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接人電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.(3)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電 容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電.例3.如圖所示的電路中，C2 2G, R2 R10開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，電容器開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，電容器開關(guān)S處于接通狀態(tài)，電容器開關(guān)S處于接通狀態(tài)，電容器C2的電荷量大于Ci的電荷量C1的電荷量大于C2的電荷量C2的電荷量大于Ci的電荷量Ci的電荷量大于C2的電荷量以上說法正確的是A. B. C. D.【思路點撥】開關(guān)控制電

20、路，使電容器和電阻有不同的連接狀態(tài)，判斷出電容兩端的電壓究竟是直流電路中哪兩點的電勢差，是解題關(guān)鍵?！敬鸢浮緾【解析】本例題通過開關(guān)控制電路， 使電容器和電阻有不同的連接狀態(tài)，而求解電容器帶電荷量的關(guān)鍵是要通過電路結(jié)構(gòu)分析，判斷出電容兩端的電壓究竟是直流電路中哪兩點的電勢差.當(dāng)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時，電容器 Ci與Ri, C2與R2分別串聯(lián)，然后再并聯(lián)，電源對電容器Ci、C2充電完畢電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，兩條支路均無電流通過，因此電阻上不再分壓，兩電容器上的電壓均為電源電動勢.所以1 11，故正確.當(dāng)開關(guān)S處于接通狀態(tài)時，電路結(jié)構(gòu)為電容器Ci Q2 C2E C22與&并聯(lián)、C2與R并聯(lián)支路再

21、串聯(lián)，當(dāng)電容器被充電完畢電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，直流電路通過R、R2形成通路，電容器 C1兩端的電壓與電阻 R2兩端的電壓相等，電容器 C2兩端的電壓與電阻 R1兩端的電壓相等.所以 C"2 W1 因此是正確的.Q2 C2U1 C22【總結(jié)升華】對含容電路工作狀態(tài)分析，其關(guān)鍵是電路結(jié)構(gòu)分析和電容兩端電壓的判斷.舉一反三【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固例5】【變式】在如圖所示的電路中，電源的電動勢為16V,內(nèi)阻不計。R1 R4 3Q, R2 R3 5Q,電容C 1 F ,電容器上極板的帶電量為（A. 6 106CB. 4 106CC. 4 106CD. 8 106C【答案】C【解析】這個電路中

22、所有電阻都有電流經(jīng)過，R、R2串聯(lián)，R4、R3串聯(lián)，最后再并聯(lián)；電容器的上、下極板帶何種電荷，由上下極板哪一端電勢高決定。Il I2 2AUac I1R1 6V ,I3 I4 2AUbc I3R3 10V,a板電勢低，ab兩點電勢差為 4v：Qa CU 1 10 6 4C 4 10 6C .類型四、電路故障問題1 .故障特點(1)斷路特點：電路中發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零.若外電路中無用電器的任 意兩點間電壓不為零，則這兩點間有斷點，而這兩點與電源連接部分無斷點.(2)短路特點：電路中發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而電壓為零.2 .故障的分析方法這類題目要從已知條件出發(fā)，進行嚴(yán)密

23、地推理，找出故障的原因.具體分為兩種方法：(1)儀器檢測法：斷點故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點.短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則該電路沒有被短路或不完全被短路.(2)假設(shè)法：已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時， 可將整個電路劃分為若干部分，然后假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運用歐姆定律進行正向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路.若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路.用此方法，直到找出發(fā)生 故

24、障的全部可能為止.例4.如圖所示的電路中，閉合開關(guān) S后，燈Li、L2都發(fā)光.后來由于某種故障使燈L2突然變亮（未燒壞），電壓表的讀數(shù)增大，由此可推斷，該故障可能是（）KiA.電阻Ri斷路B.電阻R2短路C.燈Li兩接線柱間短路D.電阻R2斷路【答案】D【解析】根據(jù)題設(shè)條件，電路中的某種故障產(chǎn)生兩個后果：一是燈L2突然變亮；二是電壓表的讀數(shù)增大.只有符合這兩個條件的故障才是可能的故障.因為電壓表的讀數(shù)增大，所以路端電壓增大，電 源內(nèi)阻上的電壓減小，說明總電流減小，電路總電阻增大.若電阻R1斷路，會導(dǎo)致總電阻增大，總電流減小，而此時燈L2兩端的電壓會減小，致使燈L2變暗,故選項A錯.若電阻R2短

25、路，燈L2將不亮，選項B錯.若燈Li兩接線柱間短路，電路的總電阻減小，總電流增大，電壓表的讀數(shù)減小，不符合題意，選 項C也錯.若電阻R2斷路，電路的總電阻增大，總電流減小，電壓表的讀數(shù)增大，符合題意.而總電流減小,導(dǎo)致內(nèi)電壓和燈Li、Ri并聯(lián)部分電壓減小，燈 L2兩端電壓增大，燈 L2變亮.故選項D正確.【總結(jié)升華】電路故障的出現(xiàn)有多種可能，可采用提出某種可能，據(jù)此進行推理，看結(jié)論是否與題 設(shè)條件相符，這是物理學(xué)中重要的思維方法.舉一反三【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固例3 【變式】AB兩地間鋪有通訊電纜，長為 L,它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的, 通常稱為雙線電纜，在一次事故中經(jīng)檢

26、查斷定是電纜上某處的絕緣保護層損壞，導(dǎo)致兩導(dǎo)線之間漏電， 相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線間接了一個電阻，檢查人員經(jīng)過下面的測量可以確定損壞的位置：（i）令B端的雙線斷開，在 A處測出兩端間的電阻Ra；(2)令A(yù)端的雙線斷開，在B處測出雙線兩端間的電阻RB(3)在A端的雙線間加一已知電壓 Ua ,在B端用內(nèi)阻很大的電壓表測出兩線間的電壓Ub。試由以上測量結(jié)果確定損壞處離 A的距離。HAa *)-T L TRa Ua UbRa Rb Ua2UbRa【解析】設(shè)單位長度電纜電阻為 R0 ,故障處的電阻 為Rx，則Ra Rx 2(L X) %,Rb Rx 2XRcBin(L-X)根據(jù)題意,UbRxUaRx 2

27、L X RRaUa 口 a,RxUb -Ra -Ua又因為L XRa RxXRbRxRa Ua UbRa Rb Ua 2UbRa類型五、關(guān)于電路中電流表、電壓表的處理技巧1 .電表可看做理想電表時的處理技巧理想電流表的內(nèi)阻可看作為零， 理想電壓表的內(nèi)阻可看做無窮大， 如果有理想電表接入電路， 可先 把該電表除去，凡電壓表處除去即可(看做斷路) ，凡電流表處用導(dǎo)線替代(看做短路) ；在進行電路結(jié) 構(gòu)分析或畫好等效電路后，再按電表所測的對象把電表接入電路.電路中的滑動變阻器，一般可以把它當(dāng)作兩個可變電阻來處理.2 .電表不能看做理想電表時的處理技巧在這種場合下，要考慮到電表內(nèi)電阻對原電路的影響，可

28、把電流表和電壓表分別看作能顯示出電流值或電壓值的電阻.如圖所示，電壓表 V）的內(nèi)阻R 6 kQ,。的內(nèi)阻R2 4 kQ,滑動變阻器的總電阻 R 10 kQ ,路端電壓U 100 V,當(dāng)開關(guān)S斷開時，兩電壓表就相當(dāng)于兩只阻值分別為6 kQ和4 kQ的電阻串聯(lián)后接在100 V電路上，由串聯(lián)分壓規(guī)律 U1 U2 U一 可知，這時兩電壓表兩端的電壓，即其示數(shù)R1 R2 R1 R2分別為60 V和40 V .例5.如圖所示，已知電源電動勢 E 4 V,內(nèi)阻r 1 Q, Ri 31Q.滑動變阻器總電阻 R2 46.5 Q ,滑動觸頭C距兩端距離之比 AC：CB 1：2,求各電表的讀數(shù).【思路點撥】電路中電

29、表較多，不易看清各元件間的串、并聯(lián)關(guān)系，先將各電表除去（理想電流表 內(nèi)阻可看做零，理想電壓表內(nèi)阻可看做無窮大）。分別畫出兩種狀態(tài)下的電路圖，再根據(jù)閉合電路歐姆定律（注意串并聯(lián)關(guān)系）進行計算?！敬鸢浮緼V、A2、A3 的讀數(shù)分別為 0.125 A、1.94 V、0.0625 A 和 0.0625 A.【解析】本題電路中電表較多，不易看清各元件間的串、并聯(lián)關(guān)系，可先將各電表除去，按前述處理技巧可將原電路畫成圖甲所示的形式，其中R/是R2的AC段電阻，R2是R2的CB段電阻，再將原電表按所測對象一一接入電路，如圖乙所示.由題可知R2R21cle/R246.515.5332 22R2246.5313

30、3所以R2'R2'' RR2''R115.531 3131 3131由閉合電路歐姆定律得:I1 E- -A 0.125 A, 甩卜r 31 1UR,2 I1 R'2 0.125 15.5V1.94V,1I2 I3 -I1 0.0625A, 2所以AVA 2、A 3的讀數(shù)分別為0.125 A、1.94 V、0.0625 A 和 0.0625 A .【總結(jié)升華】理想電流表內(nèi)阻可看做零，理想電壓表內(nèi)阻可看做無窮大.舉一反三【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固例8 【變式】在如圖所示的電路中，滑動變阻器的滑片 P從a端向b端滑動過程中，安培表的讀數(shù)（）（安培表

31、內(nèi)阻不計，電源內(nèi)阻 r小于滑動變阻器總阻值）A .從小變到大B.從大變到小C.先變小再變大D.先變大再變小【答案】C類型六、測量電路的電路設(shè)計、儀器選擇和實物圖連接在有關(guān)恒定電流的實驗中，常常要求測電阻的阻值、測導(dǎo)體的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線, 測用電器的電功率、 電源的電動勢和內(nèi)阻等. 這些待測量的值的測定， 往往都要測待測元件的電壓和電 流，所以對待測元件的電壓和電流的測量也就成了最基本的測量.1.電路設(shè)計要完成一個測量實驗，必須進行電路設(shè)計，而電路往往分測量電路和供電電路兩部分.（1）測量電路測量電路有兩種方法：電流表內(nèi)接法和外接法.確定內(nèi)接法還是外接法，有三種判定方法：直接比較

32、法：當(dāng)Rx? Ra用內(nèi)接法，當(dāng)Rx=Rv用外接法.臨界值計算法：當(dāng)內(nèi)、外接法相對誤差相等時，有-RA -Rx , Rx JRaRv為臨界值.當(dāng)Rx RvRxRaRv （即Rx為大電阻）時，用內(nèi)接法；當(dāng) Rx , RRv （即Rx為小電阻）時，用外接法；當(dāng)Rx , Ra Rv時，內(nèi)、外接法均可.當(dāng)RV 區(qū)時，用電流表外接法；當(dāng) RV 0 時，用電流表內(nèi)接法.Rx RaRx Ra測試判斷法：當(dāng) Rx、Ra、Rv大約值都不清楚時用此法.如圖所示，將單刀雙擲開關(guān) S分別接觸a點和b點，若看到電流表讀數(shù)變化較大，說明電壓表分流影響較大，應(yīng)該選用電流表內(nèi)接法；若看到電壓表讀數(shù)變化較大，說明電流表分壓影響較

33、大，應(yīng)該選用 電流表外接法.對于學(xué)生實驗，測定金屬電阻率電路，由于電阻絲電阻較小，所以實驗室采用電流表外接法；而測電池的電動勢和內(nèi)阻，通常只采用電流表內(nèi)接法.（2）供電電路供電電路一般由電源和滑動變阻器按一定的連接方式組成，滑動變阻器在供電電路中有兩種接線方式：限流式和分壓式（如圖）.限流式可省一個耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)根據(jù)需要選用.變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣.選用時應(yīng)注意以下幾點：負(fù)載電阻的阻值 Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻 R,須用分壓式接法.要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)

34、，須用分壓式接法.負(fù)載電阻的阻值 Rx小于變阻器總電阻 R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時，可采 用限流式接法.兩種接法均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流接法總功率較小.特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復(fù)推敲，以更能 減小誤差的連接方式為好.注意：兩種接法的比較:電路負(fù)載Rl上電壓 調(diào)節(jié)范圍負(fù)載Rl上電 流 調(diào)節(jié)范圍閉合開關(guān)前 觸頭所處位置相同條件下 消耗總功率限流接法*Ie,RlERlRoRlEERl RoIL fb端EIL分 壓 接 法rt a"S0 UL E0 ILa端E Il IaP比較分壓電路調(diào)節(jié)范 圍大分壓電路調(diào)

35、節(jié)范圍大都為了保護負(fù) 載電路限流電路能 耗小2.實驗儀器選用(1)儀器的選擇一般遵從以下三個原則:安全的原則，如通過電源和電阻的電流不能超過其允許的最大電流;Q)準(zhǔn)確的原則，如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時,12要盡可能使指針接近滿刻度的中間量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 -：一之間，使用歐姆表時宜選用指3 3針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位；便于操作的原則，如選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動變阻調(diào)節(jié)時應(yīng)用大部分電阻線，否則不便于操作.(2)選擇儀器的一般步驟：根據(jù)實驗要求設(shè)計合理的實驗電路；根據(jù)電路選擇滑動變阻

36、器：選定電源、電壓表和電流表以及所用的量程.3.實物圖的連接連接實物圖的基本方法：(1)畫出實驗電路圖。(2)分析各元件連接方式，明確電表量程。(3)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關(guān)，再到滑動變阻器等，按順序以單線連接 方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去. 連接完畢，應(yīng)進行檢查，檢查電路是否按正確方法連線。例6. 一阻值約為30 kQ的電阻R,欲用伏安法較準(zhǔn)確地測出它的阻值，備選器材有:A.電源(E 16 V , r 2Q)B.電源(E 3 V , r 0.5Q)C.電壓表(量程0M5 V ,內(nèi)阻50 kQ)D.電壓表(量程g3 V,內(nèi)阻10

37、 kQ)E.電流表(量程 0-500 MA ,內(nèi)阻500Q)F.電流表(量程 g mA,內(nèi)阻250Q)G.滑動變阻器(阻值 0200 Q)H.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干(1)從上面器材中選出合適的器材 (用字母表示).(2)畫出實驗電路圖.【答案】(1) ACEGH 見解析【解析】選擇電路和器材的基本原則是：安全：不能損壞實驗器材.精確：盡可能減小實驗誤差.方便：在保證實驗正常進行的前提下,(1)先估算最大電流若選A電源，Ia若選B電源，IbEaREbR16V30 103 3V30 103選用的電路和器材應(yīng)便于操作,0.53mA0.1mA讀得的實驗數(shù)據(jù)便于處理.Ib使電流表不能達(dá)到滿刻度的一半，電流表讀數(shù)誤差較大，所以選 A電源.由A電源的電動勢可知電壓表選C.為了多讀幾組電壓和電流值，應(yīng)選用滑動變阻器G.開關(guān)、導(dǎo)線必不可少，故選 H.為 1 2 了使多數(shù)電流值在滿刻度的 一：一之間，應(yīng)選電流表 E.故選擇的器材為 A、C、E、G、H.3 3(2)由于R? Ra,故選擇電流表