1、第七章 恒 定 电 流备考指南考 点内 容要求题型把 握 考 情一、电路的基本概念和规律欧姆定律选择、计算找规律 从近几年高考试题来看，高考对本章内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识，实验部分则以基本仪器的使用和电路实验为主，题型以填空题的形式出现，分值约 15 分。电阻定律电阻的串联、并联二、闭合电路欧姆定律 电源的电动势和内阻选择、计算闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验八 测 定 金 属 的 电 阻 率(同时练习使用螺旋测微器)填空明热点 预计高考命题的重点仍将是对基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律的理解和应用，实验则考查基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数
2、据的处理等知识。实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线实验十测定电源的电动势和内阻实验十一练习使用多用电表第 1 节电流_电阻_电功_电功率(1)由 RUI 知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。()(2)由 IUR知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。()(3)由 RSl 知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。()(4)公式 WUIt 及 QI2Rt 适用于任何电路。()(5)公式 WU2R tI2Rt 只适用于纯电阻电路。()(1)1826 年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。(2)19 世纪，焦耳和楞次先后各自独立
3、发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。要点一 电流的理解及其三个表达式的应用公式适用范围字母含义公式含义定义式Iqt一切电路q 为时间 t 内通过导体横截面的电荷量qt反映了 I 的大小，但不能说Iq，I1t微InqSv一切n：导体单位体积内的自由从微观上看 n、q、S、v 决定观式电路电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率了 I 的大小决定式IUR金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I 由 U、R 决定，IUI1R多角练通1如图 7-1-1 所示为一磁流体发电机示意图，A、B 是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，
4、整体呈电中性)从左侧进入，在 t 时间内有 n 个自由电子落在 B 板上，则关于 R 中的电流大小及方向判断正确的是()图 7-1-1AInet，从上向下 BI2net，从上向下CInet，从下向上DI2net，从下向上解析：选 A 由于自由电子落在 B 板上，则 A 板上落上阳离子，因此 R 中的电流方向为自上而下，电流大小 Iqtnet。A 项正确。2(多选)截面直径为 d、长为 L 的导线，两端电压为 U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是()A电压 U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B导线长度 L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为
5、原来的一半C导线截面直径 d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D导线截面直径 d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍解析：选 ABC 电压 U 加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式 InqSv 得知，自由电子定向运动的平均速率 v 加倍，故 A 正确；导线长度 L 加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式 InqSv 得知，自由电子定向运动的平均速率 v 减半，故 B 正确；导线横截面的直径 d 加倍，由 Sd24 可知，截面积变为 4 倍，由电阻定律得知，电阻变为原来的14，电流变为原来的 4 倍，根据电流的微观表达式 InqSv得知，自由电子
6、定向运动的平均速率 v 不变。故 C 正确，D 错误。3(多选)截面积为 S 的导线中通有电流 I。已知导线每单位体积中有 n 个自由电子，每个自由电子的电荷量是 e，自由电子定向移动的速率是 v，则在时间 t 内通过导线截面的自由电子数是()AnSvt BnvtC.IteD.ItSe解析：选 AC 因为 I qt，所以 qIt，自由电子数为：NqeIte，则选项 C 正确。又因为电流的微观表达式为 InevS，所以自由电子数为 NqeIte nevStenvSt，选项 A 正确。要点二 电阻、电阻定律的理解与应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻率是反映
7、材料导电性能好坏的物理量。(2)导体的电阻与电阻率无直接关系，即电阻率大，电阻不一定大；电阻率小，电阻不一定小。2两个公式的对比公式RUIRlS字母含义U：导体两端的电压I：通过导体的电流：材料的电阻率 l：沿电流方向导体的长度S：垂直电流方向导体的横截面积公式含义提供了测定电阻的一种方法说明了电阻的决定因素典例 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的 2 倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()A14 B18C116D161思路点拨 本题应根据电阻定律 RlS、欧姆定律 IUR和电流定义式 Iqt求解。解析 对于第
8、一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则其横截面积必然变为原来的12，由电阻定律可得其电阻变为原来的 4 倍，第二根导线对折后，长度变为原来的12，横截面积变为原来的 2 倍，故其电阻变为原来的14。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I1 U4R，I2 UR/44UR，由 Iqt可知，在相同时间内，电荷量之比 q1q2I1I2116。答案 C方法规律导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变，由 VlS 可知 l 与 S 成反比。(3)在、l、S 都确定之后，应用电阻定律 RlS求解。针对训练1.(20
9、15莱芜模拟)某个由导电介质制成的电阻截面如图 7-1-2 所示，导电介质的电阻率为，制成内外半径分别为 a 和 b 的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为 a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为 R。下面给出 R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解 R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R 的合理表达式应为()图 7-1-2ARba2abBRba2abCRab2baDRab2ba解析：选 B 根据 RlS，从单位上看，答案中，分子应是长度单
10、位，而分母应是面积单位，只有 A、B 符合单位，C、D 错误；再代入特殊值，若 ba，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有 B 正确，A 错误。2神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2 m 左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6105。(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32 cm3，当在其两底面上加上1 000V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10 A，求圆柱体的圆面半径和
11、高。解析：(1)由电阻定律：RlS，则 SRl，所以 1.61051.01042106m8106m。(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：RUI，由 R hr2得 hr2UI，联立 r2hV代入数据解得 h0.02 m，r0.04 m所以髓质的电阻率为 8106 m；圆面半径为 4 cm，高为 2 cm。答案：(1)8106 m(2)4 cm 2 cm要点三 欧姆定律与伏安特性曲线的理解和应用1图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。2图线的区别(1)图 7-1-3 甲中图线 a
12、、b 表示线性元件，图乙中图线 c、d 表示非线性元件。(2)在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)。(3)图线 c 的斜率增大，电阻减小；图线 d 的斜率减小，电阻增大(如图乙所示)。图 7-1-3(4)c、d 图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。典例 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图 7-1-4 所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中正确的是()图 7-1-4A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I
13、1C对应 P 点，小灯泡的电阻为 R U1I2I1D对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积解析 由图可知流过小灯泡的电流 I 随所加电压 U 变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项 A 错误；根据欧姆定律，对应 P 点，小灯泡的电阻应为 RU1I2，选项 B、C 错误；对应 P 点，小灯泡的功率为 PU1I2，也就是图中矩形PQOM 所围面积，选项 D 正确。答案 D易错提醒运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题如图 7-1-5 所示，非线性元件的 I-U 图线是曲线，导体电阻 RnUnIn，即电阻要用图线上点(Un，In)的坐标来计算，而不能用
14、该点的切线斜率来计算。图 7-1-5针对训练1.(多选)某同学研究白炽灯得到某白炽灯的电压与电流的关系如图 7-1-6 所示，图像上 A点与原点连线与横轴成 角，A 点的切线与横轴成 角，则()图 7-1-6A白炽灯的电阻随电压的增大而增大B在 A 点，白炽灯的电阻可表示为 U0I0I1C在 A 点，白炽灯的电功率可表示为 U0I0D在 A 点，白炽灯的电阻可表示为U0I0解析：选 ACD 根据图线可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项 A 正确；在状态 A，白炽灯的电阻为U0I0，选项 B 错误、D 正确；在状态 A，白炽灯的电功率可表示为 U0I0，选项 C 正确。2(多选)某导体中的
15、电流随其两端电压的变化如图 7-1-7 所示，则下列说法中正确的是()图 7-1-7A加 5 V 电压时，导体的电阻约是 5 B加 11 V 电压时，导体的电阻约是 1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小解析：选 AD 对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值。本题中给出的导体加 5 V 电压时，UI 值为 5，所以此时电阻为 5，A 正确；当电压增大时，UI 值增大，即电阻增大，综合判断可知 B、C 错误，D 正确。3(多选)(2015江苏名校检测)在如图 7-1-8 甲所示的电路中，L
16、1、L2、L3 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关 S 闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()图 7-1-8AL1 上的电压为 L2 上电压的 2 倍BL1 消耗的电功率为 0.75 WCL2 的电阻为 12 DL1、L2 消耗的电功率的比值大于 41解析：选 BD 电路中的总电流为 0.25 A，L1 中电流为 0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为 3.0 V，L1 消耗的电功率为 PUI0.75 W，选项 B 正确。根据并联电路规律，L2 中电流为 0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为 0.3 V，L1 的电压大约为 L2
17、 电压的 10 倍，选项 A 错误。由欧姆定律，L2 的电阻为 RUI 0.30.125 2.4，选项 C 错误。L2 消耗的电功率为 PUI0.30.125 W0.037 5 W，L1、L2 消耗的电功率的比值大于 41，选项 D 正确。要点四 电功、电功率及焦耳定律1电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度。通常情况下，计算电功时用公式 WIUt，计算电热时用公式 QI2Rt。2从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是 WQ、UItI2Rt。(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有 WQ。计算时可任选一公式：WQPtI2RtU
18、ItU2R t。(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有 WQ。电功只能用公式 WUIt 来计算，焦耳热只能用公式 QI2Rt 来计算。对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。典例 如图 7-1-9 所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻 r0.8，电路中另一电阻 R10，直流电压 U160 V，电压表示数 UV110 V。试求：图 7-1-9(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以 v1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g 取 10 m/s2)思路点拨(1)要求通
19、过电动机的电流，能否通过 IUR来求解？为什么？若不能应如何求解？提示：由于电动机为非纯电阻电路，故电流不能用 IUR来求解；可通过求解电阻 R 的电流来求。(2)要求输入电动机的电功率能否通过 PU2R 来求解？提示：不能。可用 PUI 求解。(3)如何求解电动机的发热功率、机械功率？提示：P 热I2r，P 机P 出P 电P 热。解析(1)由电路中的电压关系可得电阻 R 的分压 URUUV(160110)V50 V，流过电阻 R 的电流 IRURR 5010 A5 A，即通过电动机的电流，IMIR5 A。(2)电动机的分压 UMUV110 V，输入电动机的功率 P 电IMUM550 W。(3
20、)电动机的发热功率 P 热I2Mr20 W，电动机输出的机械功率 P 出P 电P 热530 W，又因 P 出mgv，所以 mP出gv53 kg。答案(1)5 A(2)550 W(3)53 kg方法规律非纯电阻电路的分析技巧在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上，只有在输出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路)两者才相等。但是，无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是 I2r。处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解。针对训练1一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为
21、 220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是()A电饭煲的电阻为 44，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 B电饭煲消耗的电功率为 1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 WC1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍解析：选 C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以 R1UI144，P1UI11 100 W，其在 1min 内消耗的电能 W1UI1t6.6104
22、 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以 R2UI2，P2UI2110 W，其在 1 min 内消耗的电能 W2UI2t6.6103 J，其热功率 P 热P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的 10 倍。2(2015天津六校联考)电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，如图 7-1-10 所示，已知电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻 R 和电动机 M 两端的电压分别为 U1 和 U2，经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生热量为 Q1，电流通过电动机做功为 W2，产生热量为 Q2，则有()图 7-1-10AU1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1
23、Q2CW1W2，Q1Q2DW1W2，Q1Q2解析：选 A 由于电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，Q1Q2。电流通过电动机做功 W2 大于电流通过电阻 R 做功 W1，即 W1W2。电动机 M 两端的电压大于电阻两端电压，即 U1U2。所以选项 A 正确。3(多选)(2015武汉联考)在如图 7-1-11 所示的电路中，输入电压 U 恒为 8 V，灯泡 L 标有“3 V，6 W”字样，电动机线圈的电阻 RM1。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()图 7-1-11A电动机的输入电压是 5 VB流过电动机的电流是 2 AC电动机的效率是 80%D整
24、个电路消耗的电功率是 10 W解析：选 AB 灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为 3 V，电流为 2 A，电动机的输入电压是 8 V3 V5 V，流过电动机的电流是 I2 A，选项 A、B 正确；电动机内阻消耗功率I2RM4 W，电动机输入功率为 UI52 W10 W，输出功率为 6 W，效率为 60%，整个电路消耗的电功率是 10 W6 W16 W，选项 C、D 错误。对点训练：电流及其三个表达式的应用1(2015黄山模拟)铜的摩尔质量为 m，密度为，每摩尔铜原子中有 n 个自由电子，今有一根横截面积为 S 的铜导线，当通过的电流为 I 时，电子平均定向移动的速率为()A光速 c B.IneS
25、C.IneSmD.mIneS解析：选 D 由电流表达式 IneSv 可得 vIneS，其中 n nm/n/m，故 v mIneS，D 对。2(多选)(2015枣庄期末检测)如图 1 所示，R1 和 R2 是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但 R1 的尺寸比 R2 的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()图 1AR1 中的电流小于 R2 中的电流BR1 中的电流等于 R2 中的电流CR1 中自由电荷定向移动的速率大于 R2 中自由电荷定向移动的速率DR1 中自由电荷定向移动的速率小于 R2 中自由电荷定向移动的速率解析：选 BD 设正方形的
26、边长为 L、导体厚度为 d，则 IUR，RLS LLdd，得 IUd，故 R1、R2 中的电流相等，A 错误，B 正确。由 InqSvnqLdv 得，L 大则 v 小，C 错误，D 正确。对点训练：电阻及电阻定律的应用3(2015山东省名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为 a、b、c，且 abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()图 2解析：选 A 选项 A 中电阻横截面积最大，长度最小，根据 RlS可知，其电阻最小。4(多选)电位器是变阻器的一种，如图 3 所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度
27、，下列说法正确的是()图 3A串接 A、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B串接 A、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C串接 A、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D串接 B、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮解析：选 AD 根据电位器结构和连线可知：串接 A、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A 正确；同理，D 正确；串接 A、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故 B、C 错误。对点训练：欧姆定律、伏安特性曲线的应用5如图 4 所示，a、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()图 4Aa 代表
28、的电阻丝较粗Bb 代表的电阻丝较粗Ca 电阻丝的阻值小于 b 电阻丝的阻值D图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比解析：选 B b 图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律 RlS，可知 b 代表的电阻丝较粗，选项 B 正确，A、C 错误；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，选项 D 错误。6.某一导体的伏安特性曲线如图 5 中 AB 段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图 5AB 点的电阻为 12 BB 点的电阻为 40 C导体的电阻因温度的影响改变了 1 D导体的电阻因温度的影响改变了 9 解析：选 B 根据电阻的定义式可以求出 A、B 两点的电阻分别为 RA 30.130
29、，RB 60.15 40，所以 RRBRA10，故 B 对，A、C、D 错。7(2015杭州检测)一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端电压 U 变化的关系图像如图 6 甲所示，若将它与两个标准电阻 R1、R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端，3 个用电器消耗的电功率均为 P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器 D 和电阻 R1、R2 消耗的电功率分别是 PD、P1、P2，它们之间的关系为()图 6AP14PD BPDP4CPDP2DP14P2解析：选 D 由于电阻器 D 与两个标准电阻 R1、R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端时，三者功率相同
30、，则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器 D 两端的电压小于 U，由题图甲图像可知，电阻器 D 的电阻增大，则有 RDR1R2，而 RD 与 R2并联，电压相等，根据 PU2R，PDP2，C 错误；由欧姆定律可知，电流 IDI2，又 I1I2ID，根据 PI2R，P14PD，P14P2，A 错误、D 正确；由于电阻器 D 与电阻 R2 的并联电阻 RR1，所以 D 两端的电压小于U2，且 D 阻值变大，则 PDP4，B 错误。对点训练：电功、电功率及焦耳定律8(2015济南外国语学校测试)用电动势为 E、内电阻为 r 的电池组直接向线圈电阻为 R的电动机供电，电动机正常工作
31、后，测得通过的电流为 I、电动机两端的电压为 U，则()A电路中电流 I ERrB在时间 t 内，电池组消耗的化学能为 IEtC在时间 t 内，电动机输出的机械能是 IEtI2rtD以上说法都不对解析：选 B 当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，I ERr，故 A 错误。由电源定义知在时间 t 内，电池组消耗的化学能为 IEt，B 对；电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P 出P 电P 热UII2R，在时间 t 内，电动机输出的机械能是 IUtI2Rt，故 C、D 错误。9(2015湖北武汉调研)如图 7 所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M和电热丝 R 构成
32、。当闭合开关 S1、S2 后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为 1 000 W。关于该电吹风，下列说法正确的是()图 7A电热丝的电阻为 55 B电动机线圈的电阻为1 2103C当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为 1 000 JD当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 1 000 J解析：选 A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为 P1 000 W120 W880 W，对电热丝，由 PU2R 可得电热丝的电阻为 RU2P 2202880 55，选项 A 正确；
33、由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项 B 错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为 880 J，选项 C 错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120 J，选项 D 错误。10(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图 8 所示，充电器电源的输出电压为 U，输出电流为 I，手机电池的内阻为 r，下列说法正确的是()图 8A电能转化为化学能的功率为 UII2rB充电器输出的电功率为 UII2rC电池产生的热功率为 I2rD充电器的充电效率为IrU100%解析：选 AC 充电器将电能转
34、化为锂电池的化学能和内能，即 UItE 化I2rt，充电器输出的电功率为 UI，电池产生的热功率为 I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为 UII2r，充电器的充电效率为UIrU100%，所以选项 A、C 正确。考点综合训练11(多选)通常一次闪电过程历时约 0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅 4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪击前云地之间的电势差约为 1.0109 V，云地间距离约为 1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C，闪击持续时间约为 60 s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是
35、()A闪电电流的瞬时值可达到 1105AB整个闪电过程的平均功率约为 11014 WC闪电前云地间的电场强度约为 1106 V/mD整个闪电过程向外释放的能量约为 6106 J解析：选 AC 根据题意第一个闪击过程中转移电荷量 Q6 C，时间约为 t60 s，故平均电流为 I 平Qt 1105A，闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值，故 A 对；第一次闪击过程中电功约为 WQU6109 J，第一个闪击过程的平均功率 PWt 11014 W，由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪击过程中的时间远大于 60 s，故 B错；闪电前云与地之间的电场强度约为 EUd11091 000 V/
36、m1106 V/m，C 对；整个闪电过程向外释放的能量约为 W6109 J，D 错。12.如图 9 所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压 U12 V，电解槽内阻 rA2，S1 闭合，S2、S3 断开时，电流表A 示数为 6 A，当 S2 闭合，S1、S3 断开时，电流表A 示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 S3 闭合，S1、S2 断开时，电流表A示数为 4 A。求：图 9(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：RUI11262其发热功率为：PUI112
37、6 W72 W。(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI2I22 rMP 输出所以：rMUI2P输出I2212535521。(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P 化UI3I23rA所以 P 化(124422)W16 W。答案：(1)2 72 W(2)1(3)16 W第 2 节闭合电路欧姆定律及其应用(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。()(2)电路中某电阻大，该电阻的功率不一定大。()(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。()(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。()(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。()要点一 电阻的
38、串、并联1串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流II1I2InII1I2InI1R1I2R2InRn电压U1R1U2R2UnRnU1U2Un总电阻R 总R1R2Rn1R总 1R1 1R2 1Rn功率分配P1R1P2R2PnRnP1R1P2R2PnRn2几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率 P 总等于各个电阻消耗的电功率之和。多角练通1(多选)在如图 7-2-1 所示的电路中，通过电阻 R1 的电流
39、I1 是()图 7-2-1AI1UR1 BI1U1R1CI1U2R2DI1U1R1R2解析：选 BC I1U1R1，R1 与 R2 串联，故 I1I2U2R2，从整体计算 I1I2UR1R2，故 B、C 正确。2(多选)一个 T 形电路如图 7-2-2 所示，电路中的电阻 R110，R2120，R340。另有一测试电源，电动势为 100 V，内阻忽略不计。则()图 7-2-2A当 cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是 40 B当 ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是 40 C当 ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为 80 VD当 cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为 80
40、V解析：选 AC 当 cd 端短路时，R2 与 R3 并联再与 R1 串联，ab 之间的等效电阻为 40，A 正确；同理可得 B 错误；当 ab 两端接通测试电源时，R1、R3 串联，R2 无效，cd 两端的电压就等于 R3 分得的电压，可以求得为 80 V，C 正确；同理可得 D 错误。3求解并联电路中的电阻值是电学中比较常见的问题，但是在有的问题中常规方法会比较繁琐，若合理应用一些结论，会有“柳暗花明又一村”的感觉。尝试一下下面这个问题：有两个电阻 R18.45，R241.57，若将它们并联，其并联电阻可能是()A4 B10 C7 D50 解析：选 C 两电阻并联总电阻小于最小电阻，B、D
41、 错；若 R1R28，则 R4，但 R1、R2 都大于 8，故 R 大于 4，A 错，C 对。要点二 电路的动态分析1判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。(3)在如图 7-2-3 所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段 R 并与用电器并联，另一段 R 串与并联部分串联。A、B 两端的总电阻与 R 串的变化趋势一致。图 7-2-32分析思路典例(多选)(2015长沙四校联考)如图 7-2-4 所示，图中
42、的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中正确的是()图 7-2-4A电压表 V1 的读数减小，电流表 A1 的读数增大B电压表 V1 的读数增大，电流表 A1 的读数减小C电压表 V2 的读数减小，电流表 A2 的读数增大D电压表 V2 的读数增大，电流表 A2 的读数减小解析 滑动变阻器滑片 P 向右端移动，使得 RP 变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表 A1 的读数增大。内电压变大，R1 所分电压变大，并联电路电压即电压表 V1 的读数变小。即 R3 两端电压变小，通过 R3 的电流变小即电流表 A2 的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路即经过
43、 R2 的电流变大，R2 两端电压变大，即电压表 V2 的读数增大，对照选项 A、D 正确。答案 AD方法规律电路的动态分析技巧解决电路的动态问题一定要遵循“部分整体部分”的程序，逐一判断。同时，尽量先分析串联电阻，后分析并联电阻；先分析定值电阻，后分析可调电阻；既要关心每一电阻的电压，又要关心其电流。例如，本题中利用“总电流增大”、“R3 的分流减小”可以判断通过 R2 的电流增大。针对训练1(多选)(2015湖北省公安县模拟考试)如图 7-2-5 所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器 R2 的滑动触头 P 移动时，关于两个电压表 V1 与 V2的示数，下列判断
44、正确的是()图 7-2-5AP 向 a 移动，V1 示数增大、V2 的示数减小BP 向 b 移动，V1 示数增大、V2 的示数减小CP 向 a 移动，V1 示数改变量的绝对值小于 V2 示数改变量的绝对值DP 向 b 移动，V1 示数改变量的绝对值大于 V2 示数改变量的绝对值解析：选 AC P 向 a 移动，R2 连入电路的电阻减小，根据“并同串反”可知 V2 示数减小，V1 示数增大，U 内增大，A 正确；同理，B 错误；由 EU 内U 外U 内UV1UV2，电源电动势不变可得：U 内示数改变量绝对值与 V1 示数改变量绝对值之和等于 V2 示数改变量绝对值，C 正确；同理，D 错误。2(
45、多选)如图 7-2-6 所示，电源的电动势和内阻分别为 E、r，R0r，滑动变阻器的滑片P 由 a 向 b 缓慢移动，则在此过程中()图 7-2-6A电压表 V1 的示数一直增大B电压表 V2 的示数先增大后减小C电源的总功率先减小后增大D电源的输出功率先减小后增大解析：选 CD 当滑片 P 滑到中点时，滑动变阻器的两部分并联电阻最大，所以外电路总电阻先增大后减小，故路端电压先增大后减小，即电压表 V1 的示数先增大后减小，A 错误；电流先减小后增大，所以电阻 R0 两端的电压先减小后增大，即电压表 V2 的示数先减小后增大，B 错误；根据 PEI 可得电源总功率先减小后增大，C 正确；滑片在
46、 a 端时，外电路电阻等于电源内阻，电源的输出功率最大，之后外电路电阻增大，所以电源输出功率减小，当滑片位于中点时，减小到最小，之后又开始增大，所以电源的输出功率先减小后增大，D 正确。要点三 闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路：P 总EIP 出P 内纯电阻电路：P 总I2(Rr)E2Rr电源内部消耗的功率P 内I2rP 总P 出电源的输出功率任意电路：P 出UIP 总P 内纯电阻电路：P 出I2R E2RRr2P 出与外电阻 R 的关系电源的效率任意电路：P出P总100%UE100%纯电阻电路：RRr100%由 P 出与外电阻 R 的关系图像可知当 Rr 时，电源的输出功率最大为 P
47、mE24r。当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小。当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越大。当 P 出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻 R1 和 R2，且 R1R2r2。典例 如图 7-2-7 所示，已知电源电动势为 6 V，内阻为 1，保护电阻 R00.5，求：当电阻箱 R 读数为多少时，保护电阻 R0 消耗的电功率最大，并求这个最大值。图 7-2-7解析 保护电阻消耗的功率为 P0E2R0rRR02，因 R0 和 r 是常量，而 R 是变量，所以R 最小时，P0 最大，即 R0 时，P0max E2R0rR02620.51.52W8 W。答案 R0 P0max8 W多维探
48、究变式 1：例题中条件不变，求当电阻箱 R 读数为多少时，电阻箱 R 消耗的功率 PR 最大，并求这个最大值。解析：这时要把保护电阻 R0 与电源内阻 r 算在一起，据以上结论，当 RR0r 即 R(10.5)1.5 时，PRmaxE24rR06241.5 W6 W。答案：R1.5 PRmax6 W变式 2：在例题中，若电阻箱 R 的最大值为 3，R05，求：当电阻箱 R 读数为多少时，电阻箱 R 的功率最大，并求这个最大值。解析：把 R05 当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻 r 等为 6，而电阻箱 R 的最大值为 3，小于 6，PERr等2RE2Rr等2R4r等，则不能满足 Rr 等，当
49、电阻箱 R 的电阻取 3 时，R 消耗功率最大，最大值为：PERr等2R43 W。答案：R3 P43 W变式 3：例题中条件不变，求电源的最大输出功率。解析：由电功率公式 P 出ER外r2R 外E2R外r2R外4r，当 R 外r 时，P 出最大，即 RrR00.5 时，P 出 maxE24r 6241 W9 W。答案：9 W变式 4：如图 7-2-8 所示，电源电动势 E2 V，内阻 r1，电阻 R02，可变电阻的阻值范围为 010。求可变电阻为多大时，R 上消耗的功率最大，最大值为多少？图 7-2-8解析：方法一：PRU2R，根据闭合电路欧姆定律，路端电压UER0RR0Rr R0RR0RER
50、0RrR0rRR0R，所以 PRE2R20RrR0rRR0R2，代入数据整理得 PR164R9R12，当 R23 时，R 上消耗的功率最大，PRmax23 W。方法二：采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作电动势为 E R0R0rE，内阻为 r R0rR0r的电源，当 Rr R0rR0r时，电源对外电路 R 的输出功率最大 PRE24r。把数值代入各式得：E 等E R0R0rE43 V；r 等r R0rR0r23。所以：PRE2等4r等23 W。答案：R23 P23 W要点四 两类 U-I 图像的比较与应用两种图像的比较电源 U-I 图像电阻 U-I 图像图形物
51、理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势 E，与横轴交点表示电源短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标 U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标 U、I的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻 r电阻大小典例(多选)(2015衡水中学模拟)在如图 7-2-9 所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻 R 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路。由图像可知()图 7-2-9A电源的电动势为
52、 3 V，内阻为 0.5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为 2 WD电源的效率为 66.7%解析 图线与纵轴的交点表示电源电动势 E 为 3 V，图线的斜率的绝对值表示电源内阻 r 为 0.5，A 正确。图线的斜率表示电阻 R 的阻值为 1，B 正确。由、图线的交点坐标可知电流 I2 A，路端电压 U2 V，电源输出功率 PUI4 W，C 错误。电源效率 P出P总UE66.7%，D 正确。答案 ABD易错提醒电源 U-I 图线中纵坐标(U)不以零开始的话，横轴的截距小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。针对训练1.(多选)如图 7-2-10 所示为两电源的 U-I 图像
53、，则下列说法正确的是()图 7-2-10A电源的电动势和内阻均比电源大B当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等D不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大解析：选 AD 图线在 U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此 A 对；作外接电阻 R 的 U-I 图线分别交电源、的伏安特性曲线于 S1、S2 两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积 IU 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点 S1、S2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源的输出功率总比电源的输出功率大，故 B 错，D 对；电源的
54、效率 P出P总I2RI2Rr RRr，因为电源内阻不同，则电源效率不同，C 错。2(多选)如图 7-2-11 所示，直线 A 为电源的 U-I 图线，直线 B 和 C 分别为电阻 R1、R2的 U-I 图线，用该电源分别与 R1、R2 组成闭合电路时，电源的输出功率分别为 P1、P2，电源的效率分别为 1、2，则()图 7-2-11AP1P2 BP1P2C12D1Rx测量值大于真实值R 测U测I测 RxRVRxRVRx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻(2)两种电路的选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若 Rx 较小，宜采用电流
55、表外接法；若 Rx 较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。临界值计算法：Rx RVRA时，用电流表内接法。实验试探法：按图实-7-4 所示接好电路，让电压表一根接线柱 P 先后与 a、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。图实-7-4考点一 测量仪器、仪表的读数典例 1(1)如图实-7-5 所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为 9 mm 长10 等分、19 mm 长 20 等分，它们的读数依次为_ mm，_ mm。图实-7-5(2)使
56、用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图实-7-6 所示，则图(a)、(b)金属丝的直径分别为_ mm，_ mm。图实-7-6(3)图实-7-7 甲用 0.6 A 量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，表针的示数是_ A；当使用 3 A 量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数为_ A。图实-7-7图实-7-7 乙使用较小量程时，每小格表示_ V，图中指针的示数为_ V，若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_ V，图中表针指示的是_V。答案(1)17.7 23.85(2)2.150 0.048(3)0.02 0.44 0.1 2.20 0.1 1.70 0.5 8.5由
57、题引知要点谨记1.游标卡尺的读数对应第1题110 分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数游标尺上与主尺上某一刻线对齐的游标的格数 110220 分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数游标尺上与主尺上某一刻线对齐的游标的格数 120。2.螺旋测微器的读数对应第2题方法：固定刻度数mm可动刻度数估读一位0.01 mm。3电流表和电压表的读数对应第(3)题(1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.001时，需估读到最小刻度值的下一位。(2)若刻度盘上每一小格为：0.2,0.02,0.5,0.05时，只需估读到最小刻度值的位数。题组突破1完成下列读数(1)电流表量程一般有两种00.6 A,03 A；
58、电压表量程一般有两种03 V,015 V。如图实-7-8 所示：图实-7-8接 03 V 量程时读数为_ V。接 015 V 量程时读数为_ V。接 03 A 量程时读数为_ A。接 00.6 A 量程时读数为_ A。(2)图实-7-9a_ mm b_ mm c_ mmd_ mm e_ mm答案：(1)1.88 9.4 0.82 0.16(2)a.0.483 b0.532 c4.078 d5.665 e11.142(2014福建高考)(1)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图实-7-10 甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_cm 和_mm。图实-7-10解析：用毫米刻度尺测量时，读数
59、应读到 mm 的下一位，即长度测量值为 60.10 cm；题图乙中游标卡尺为五十分度游标卡尺，精确度为 0.02 mm，主尺读数为 4 mm，游标尺第 10条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为 100.02 mm0.20 mm，所以金属杆直径测量值为 4.20 mm。答案：60.10 4.20考点二 实验原理与操作典例 2(2014浙江高考)小明对 2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。(1)图实-7-11 甲是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描
60、到 U-I 图上，如图乙所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的。(3)请你选择一组数据点，在图乙上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_。图实-7-11答案(1)如图甲所示(2)(3)如图乙所示；用“”表示的数据连线时：1.2(1.11.3 均可)；用“”表示的数据连线时：1.6(1.51.7 均可)由题引知要点谨记1.实物图连线对应第1题1总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。2对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处。3对分压电路，
61、应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间。注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处2电流表内接法和外接法的误差分析对应第(2)题(1)根据伏安法测电阻的实验原理，采用电流表内接法时，测得的电阻值偏大，即 R 测R真RA(2)采用外接法时，测量的电阻值偏小，即R 测 R真RVR真RV。3.通过U-I图像求电阻值对应第3题U-I图像中图线的斜率在数值上表示电阻值的大小。题组突破3(2013安徽高考)(1)在测定一根粗细
62、均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图实-7-12 所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm。图实-7-12(2)为了精确测量合金丝的电阻 Rx，设计出如图实-7-13 甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接。图实-7-13解析：(1)由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为 0.007 mm，测量后要去掉开始误差。(2)将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入，掌握滑动变阻器的分压接法。答案：(1)0.007 0.638(2)如图所示4某同学测量阻值约为 25 k 的电阻 Rx，现备有下列器材：A电流表(量程 100 A，内阻约 2 k)；B
63、电流表(量程 500 A，内阻约 300)；C电压表(量程 15 V，内阻约 100 k)；D电压表(量程 50 V，内阻约 500 k)；E直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)；F滑动变阻器(最大阻值 1 k，额定功率 1 W)；G开关和导线若干。电流表应选_，电压表应选_。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：图实-7-14_；_。解析：直流电源的电压为 20 V，为了提高读数准确度应该选择电压表 C，因此待测电阻两端电压不得超过 15 V，则通过的电流不超过 IURx 15 V2
64、5 k600 A，电流表应该选 B。为了减小误差电流表应采用内接法，因为滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，若串联，限流效果不明显，应该采用分压接法接入电路。答案：B C 电流表应采用内接法 滑动变阻器应采用分压式接法考点三 数据处理与误差分析典例 3(2012北京高考)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为 50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图实-7-15 所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)。图实-7-15(2)用伏安法测金属丝的电阻 Rx。实验所用器材为：电池组(电动势 3 V，内阻约 1)、
65、电流表(内阻约 0.1)、电压表(内阻约 3 k)、滑动变阻器 R(020，额定电流 2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量 Rx 是采用图实-7-16 中的_图(选填“甲”或“乙”)。图实-7-16(3)图实-7-17 是测量 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图实-7-17
66、 中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。图实-7-17由题引知要点谨记1.螺旋测微器的读数对应第1题读数为：0 mmmm0.397 mm2.滑动变阻器的限流式与分压式接法的选择对应第2题1分压式接法比限流式接法的测量范围要大，尤其最小电流或电压可从0开始。2限流式接法的最小电流应为把滑动变阻器的阻值全部接入电路时的电流IminErRrARx31200.15 A0.115 A。3.分压式电路的连接对应第3题连接分压式结构时，应先将电源、开关、滑动变阻器的全部阻值即下端两个接线柱接入电路。4.根据描点作图像的能力对应第4题,1作图像时，应使大多数的点在直线或平滑的曲线上，
67、不在线上的点尽量均匀分布在直线的两侧，误差较大的点舍去不用。,2在 U-I 图像中，图线的斜率表示电阻值的大小，即 RxUI。5对数据的运算能力对应第(5)题(1)由公式 RLS、S d22 可求。(2)把数据统一用国际单位制，代入公式。6偶然误差与系统误差的关系对应第(6)题(1)偶然误差：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。通过多次测量求平均值(或采用图像法处理数据)可减小偶然误差。(2)系统误差：由于仪器本身不精密，实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。通过校准仪器或改进实验方法和实验设计原理可减小误差。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I 坐标系，如图实
68、-7-18 所示，图中已标出了与测量数据对应的 4 个坐标点。请在图中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点，并描绘出 U-I 图线。由图线得到金属丝的阻值 Rx_(保留两位有效数字)。图实-7-18(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)。A1102m B1103mC1106mD1108m(6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)。A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统
69、误差D用 U-I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差答案(1)0.397(0.3950.399 均可)(2)甲(3)如图(a)(4)如图(b)4.5(4.34.7 均可)(5)C(6)CD 题组突破5(2014全国卷)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200，电压表的内阻约为 2 k，电流表的内阻约为 10，测量电路中电流表的连接方式如图实-7-19(a)或(b)所示，结果由公式 RxUI 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量
70、值 Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。图实-7-19解析：根据串、并联电路的特点解题。根据题意知RxRARVRx，电压表的分流作用较显著，故 Rx1 更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是 Rx 与 RA 串联的电阻阻值，故 Rx1Rx 真；图(b)的测量值是 Rx 与 RV 并联的电阻阻值，故 Rx2Rx 真。答案：Rx1 大于 小于6(2014江苏高考)同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图实-7-20 甲所示的部件_(选填“A”、“
71、B”、“C”或“D”)。从图甲中的示数可读出合金丝的直径为_mm。(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)。图实-7-20(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为 2.23 V 和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。解析：(1
72、)读数前先旋紧 B，示数为 0.01 mm41.00.410 mm。(2)电压表的示数接近电源的电动势，电流表的示数很小，说明电压表串联在电路中，由此推断：合金丝没有接入电路中，即电路中的接线柱 7、9 之间出现了断路。(3)由于电流表内阻约 0.3，可将电流表改为内接；多次测量求平均值，可以让测量误差更小；或者用 U-I 图像的斜率求出电阻。答案：(1)B 0.410(2)7、9 断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)考点四 实验的改进与创新典例 4(2014山东高考)实验室购买了一捆标称长度为 100 m 的铜导线，
73、某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为 1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7108 m，再利用图实-7-21 甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：图实-7-21电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2；电压表：量程 3 V，内阻约 9 k；滑动变阻器 R1：最大阻值 5；滑动变阻器 R2：最大阻值 20；定值电阻：R03；电源：电动势 6 V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关 S 前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)。(2)在实物图实-7-22 中，已正确
74、连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。图实-7-22(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为_V。(4)导线实际长度为_m(保留 2 位有效数字)。答案(1)R2 a(2)如右图所示(3)2.30(4)94由题引知要点谨记1.实验原理的创新对应题干部分1教材中实验是测量金属丝的电阻率，而本实验是采用教材实验的原理测定导线的长度。2考查本实验的题目还可以将测金属丝的电阻率，改为测圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率。3测量电阻时还可应用等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电流表法、双电压表法等。2.实验器材的创新对应第1题1本实验
75、考虑导线电阻 Rx 较小，而未直接测量 Rx 的阻值，而是测量 Rx 与定值电阻的串联阻值。2实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密的缠绕在圆柱形铅笔上3050 匝，测总长度，然后求出直径。题组突破7(2013广东高考)图实-7-23(a)是测量电阻 Rx 的原理图。学生电源输出电压可调，电流表量程选 0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝 ab 的总长为 30.0 cm。图实-7-23(1)根据原理图连接图(b)的实物图。(2)断开 S2，合上 S1；调节电源输出电压为 3.0 V 时，单位长度电阻丝的电压 u_V/cm。记录此时电流表 A1 的示数。(3)保持 S1
76、 闭合，合上 S2；滑动 c 点改变 ac 的长度 L，同时调节电源输出电压，使电流表 A1 的示数与步骤(2)记录的值相同，记录长度 L 和 A2 的示数 I。测量 6 组 L 和 I 值，测量数据已在图(c)中标出，写出 Rx 与 L、I、u 的关系式 Rx_；根据图(c)用作图法算出Rx_。解析：本题考查实物连接、实验步骤、实验数据处理，意在考查考生对实验原理的理解及数据处理的能力。断开 S2，合上 S1，电阻丝两端的电压为 3.0 V，则电阻丝单位长度的电压为 u3.0 V30 cm0.1 V/cm。由于电流表 A1 的示数不变，因此 ac 段单位长度上的电压不变，Rx 两端的电压为
77、Lu，根据欧姆定律有 RxLuI。LRxu I，作出图像，如图所示，则根据图像的斜率求得 Rx6。答案：(1)如图所示(2)0.1(3)LuI 6实 验 八 描绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验目的(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线。(2)分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验器材小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。考点一 实验原理与操作典例 1(2013江苏高考)为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，小明测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 PUI 得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”，电源为 12 V
78、的电池，滑动变阻器的最大阻值为 10。(1)准备使用的实物电路如图实-8-1 所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)图实-8-1(2)现有 10、20 和 50 的定值电阻，电路中的电阻 R1 应选_ 的定值电阻。(3)测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。(4)小明处理数据后将 P、U2 描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图实-8-2 所示。请指出图像中不恰当的地方。图实-8-2答案(1)连线如图所示。(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线；横坐标的标度不合适由题引知要点谨记1滑动变阻器的分压式与限流式的接法对应第(1)题(1
79、)两种接法的适用情形限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。分压式接法适合测量阻值较大的电阻。(2)两种接法的选择若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。两种电路均可使用的情况下，应优先采用
80、限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。2.保护电阻的计算问题对应第2题,电阻 R1 接在供电电路中，对电路起到保护作用，当滑动变阻器阻值最大时，保护测量电路中用电器及电表不被烧坏。,小灯泡与滑动变阻器的并联电阻值约为 3.3，则 12 V3 V 33.3R1可得R19.9。3.实验操作中的注意事项对应第3题实验结束后，断开开关，应先拆除电池两端导线，以防止电源短路。4.描点作图时应注意的问题对应第4题1根据数据描出的点，若不是在一条直线上，则应用平滑的曲线进行连接，不能用直线或折线连接。2画出的图线分布范围尽量不要太靠近坐标轴一侧，通过修改两坐标的标度值即可。题组突破1(2012安徽高考
81、)图实-8-3 为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为 2.5 V。图实-8-3(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。解析：(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱。闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压。(2)与实物电路相应的电路图如图所示。答案：(1)
82、使它靠近滑动变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压(2)如解析图所示2某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小灯泡伏安特性曲线实验中：(1)在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量。(填选项前的字母)A直流电压 10 V B直流电流 5 mAC欧姆100D欧姆1(2)该同学采用图实-8-4 所示的电路进行测量。图中 R 为滑动变阻器(阻值范围 020，额定电流 1.0 A)，L 为待测小灯泡，V 为电压表(量程 6 V，电阻 20 k)，A 为电流表(量程 0.6 A，内阻 1)，E 为电源(电动
83、势 8 V，内阻不计)，S 为开关。图实-8-4.在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应置于最_端；(填“左”或“右”).在实验过程中，已知各元件均无故障，但闭合开关 S 后，无论如何调节滑片 P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；(图中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图实-8-4 中的数字).该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图实-8-5 所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而_。(填“不变”、“增大”或“减小”)图实-8-5解析：(1)因小灯泡正常发光时的电阻 RU2P 363 12，小灯泡未接入电路的电阻要比
84、正常发光时小得多(因温度的影响)，故用多用电表测未接入电路的小灯泡的电阻，应选 D。(2).在实验时，闭合开关前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片 P 置于最左端。.若 1 点到 5 点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路。.在 I-U 图像中的每一点与 O 点连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大。答案：(1)D(2).左.1 5(或 5 1).增大考点二 数据处理与误差分析典例 2 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为 0.75 W，额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为 2，然后根据公式计算出
85、该灯泡的额定电压 U PRV1.22 V。他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的 U-I 图线，进而分析灯泡的额定电压。A电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 k)B电流表 A1(量程 150 mA，内阻约 2)C电流表 A2(量程 500 mA，内阻约 0.6)D滑动变阻器 R1(020)E滑动变阻器 R2(0100)F电源 E(电动势 4.0 V，内阻不计)G开关 S 和导线若干H待测灯泡 L(额定功率 0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器
86、材中，电流表选择_(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择_(填“R1”或“R2”)。(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到 1.23 V 时，发现灯泡亮度很暗，当达到 2.70 V 时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中。次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中实验数据在图实-8-6 中作出灯泡的 U-I 图线。图实-8-6(3)由图像得出该灯泡的额定电压应为_V；这一结果大于 1.22 V，其原因是_。答案(1)电路原理图如图甲所示 A
87、2 R1(2)如图乙所示(3)2.5(2.42.6 均可)灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)甲 乙 由题引知要点谨记1.实验操作的注意事项对应第2题1灯泡两端的电压应由零缓慢地增加；2当发现灯泡过亮时，应立即断开开关。2处理数据的方法和能力对应第(2)题(1)观察和分析表格中的数据；(2)利用表格中的数据在坐标图纸上描点；(3)用平滑的曲线连结描出的点；(4)根据描绘的图线分析小灯泡的工作状态。3利用图像处理数据和分析实验结果对应第(3)题(1)图像纵横坐标的乘积表示功率；(2)结合小灯泡的实际工作过程分析实验结果。题组突破3(2013天津高考)要测绘一个标有“3
88、 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势为 4.5 V，内阻约 1)；电流表(量程为 0250 mA，内阻约 5)；电压表(量程为 03 V，内阻约 3 k)；电键一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)。A滑动变阻器(最大阻值 20，额定电流 1 A)B滑动变阻器(最大阻值 1 750，额定电流 0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)。图实-8-7(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实-8-8 所示。如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5V，内阻为 5 的
89、电源两端，小灯泡消耗的功率是_W。图实-8-8解析：本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线实验的器材选用、电路选用及实验数据处理，意在考查考生实验分析及数据处理的能力。(1)描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电压调节范围大，因此滑动变阻器采用分压式，为使调节过程中电压变化尽可能均匀，选用最大阻值较小的滑动变阻器 A；(2)由于小灯泡的电阻比较小，因此电流表采用外接法，选用 B图；(3)画出电源的伏安特性曲线，如图所示，两个图线的交点即为小灯泡接在电源两端时小灯泡中的电流与小灯泡两端的电压，U1.0 V，I0.10 A，因此小灯泡消耗的功率为 PUI0.1 W。答案：(1)A(2)B(3)0.14(2015
90、云南联考)有一个小灯泡上标有“4.8 V,2 W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率 P 与它两端电压的平方 U2 的关系曲线。有下列器材可供选用：A电压表 V1(03 V，内阻 3 k)B电压表 V2(015 V，内阻 15 k)C电流表 A(00.6 A，内阻约 1)D定值电阻 R13 kE定值电阻 R215 kF滑动变阻器 R(10，2 A)G学生电源(直流 6 V，内阻不计)H开关、导线若干(1)实验中所用电压表应选用_，定值电阻应选用_(均用序号字母填写)；(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图；(3)利
91、用上述实验电路图测出的电压表读数 UV 与此时小灯泡两端电压 U 的定量关系是_，下图的四个图像中可能正确的是_。图实-8-9解析：由于量程 15 V 的电压表量程较大，所以可以采用扩大 3 V 量程电压表的办法，实验中所用电压表应选用 A，定值电阻应选用 R13 k 的 D。采用分压电路，电流表外接。利用上述实验电路图测出的电压表读数 UV 与此时小灯泡两端电压 U 的定量关系是 U2UV。由 PU2/R，R 随温度升高(电压增大)而增大，小灯泡的电功率 P 与它两端电压的平方 U2 的关系曲线可能正确的是图 C。答案：(1)A D(2)电路图如图(3)U2UV C考点三 实验的改进与创新典
92、例 3(2013福建高考)硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图实-8-10 甲电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表 V1 的量程选用 3 V，内阻为 6.0k；电压表 V2 量程选用 15 V，内阻约为 30 k；R0 为保护电阻；直流电源电动势 E 约为 12V，内阻不计。(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。图实-8-10(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关 S，调节变阻器 R，读出电压表 V1、V2 的示数 U1、U2。某次测量时，电压表 V1 示数如图丙，则 U1
93、_V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为_mA(保留两位小数)。该小组测出大量数据，筛选出下表所示的 9 组 U1、U2 数据，算出相应的硅光电池两端反向电压 Ux 和通过的反向电流 Ix(表中“”表示反向)，并在坐标纸上建立 Ix-Ux 坐标系，标出了与表中前 5 组 Ux、Ix 数据对应的 5 个坐标点。请你标出余下的 4 个坐标点，并绘出 Ix-Ux图线。123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.01.02.03.04.05.06.07.08.0Ix/mA0.
94、000.000.010.020.040.070.120.190.29图实-8-11由 Ix-Ux 图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix 与 Ux 成_(填“线性”或“非线性”)关系。答案(1)连接电路如图所示(2)1.40 0.23 描点绘出 Ix-Ux 图线如图所示 非线性由题引知要点谨记1实验原理的创新对应题干部分(1)本实验描绘的不是小灯泡的伏安特性曲线，而是硅光电池不产生电能时，作为一个电子元件的伏安特性曲线。(2)本实验描绘的是给硅光电池加反向电压时的反向伏安特性。2.实物图连线问题对应第1题1滑动变阻器的分压式接法。2根据电路图明确电压表V2的测量范围。3.数据处理的创新对
95、应第2题问,1电压表的读数方法。,2由于电压表 V1 的内阻已知，可通过 IUR计算出通过V1 的电流，即把电压表当作电流表使用。4描点、连线作图能力对应第(2)题问5.读图、用图的能力对应第2题问根据图像分析：若图线是直线，则 Ix 与 Ux 成线性关系；若图线是曲线，则 Ix 与 Ux 成非线性关系。,本实验还可以从以下三个方面改进和创新：1描绘二极管的伏安特性曲线；2描绘太阳能电池在没有光照时的伏安特性曲线；3测定小灯泡在不同电压下的电功率；描绘小灯泡电功率 P 与两端电压的平方 U2的曲线。题组突破5太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的 2010 年世博会上，大量利用了太阳
96、能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的 I-U 特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源 E，电流表 A，电压表 V，滑动变阻器 R，开关 S 及导线若干。(1)为了达到上述目的，请将图实-8-12 甲连成一个完整的实验电路图。(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的 I-U 图像，由图可知，当电压小于 2.00 V 时，太阳能电池的电阻_(填“很大”或“很小”)；当电压为 2.80 V时，太阳能电池的电阻约为_。图实-8-12解析：
97、(1)实验电路如图所示。(2)太阳能电池的电阻：RUI 2.802.8103 1.0103(9651 040 均正确)答案：(1)见解析图(2)很大 1.0103(9651 040)6(2015辽宁四校模拟)由金属丝制成的电阻阻值会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线。可供选择的实验器材有：A待测电阻器 Rx(2.5 V,1.2 W)B电流表 A(00.6 A，内阻为 1)C电压表 V(03 V，内阻未知)D滑动变阻器(010，额定电流 1 A)E电源(E3 V，内阻 r1)F定值电阻 R0(阻值 5)G开关一个和导线若干(1)实验时，该同
98、学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图。(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V图实-8-13其中，I 是电流表的示数，U 是电压表的示数，UR 是电阻器两端的实际电压。请通过计算补全表格中的空格，然后在坐标图实-8-13 中画出电阻器的伏安特性曲线。(3)该同学将本实验中的电阻器 Rx 以及给定的定值电阻 R0 二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是_W。(结果保留 2 位小数)
99、解析：(1)要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。电路如图甲所示。(2)电压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压：URUIr，数据如下表。电阻器的伏安特性曲线如图乙所示。UR/V0.100.200.350.600.901.452.052.52(3)由 URI(rR0)E 作出 U-I 图像如图乙中直线所示，由此图像与电阻器 U-I 图线的交点可得此时电阻器的电压 UR0.9 V，电流 I0.35 A，电阻器的实际功率为 PUI0.32 W。答案：(1)见解析图(2)见解析图(3)0.32实 验 九 测定电源的电动势和内阻 一、实验目的(1)测定电源的电动势和内阻。(
100、2)加深对闭合电路欧姆定律的理解。二、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。考点一 实验原理与操作典例 1(2014北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。图实-9-1(1)应该选择的实验电路是图实-9-1 中的_(选填“甲”或“乙”)。(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A电压表(015 V)B电压表(03 V)C滑动变阻器(050)D滑动变阻器(0500)实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的 6 组数据如下表所示，其中 5 组数据的对应点已
101、经标在图实-9-2 的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出 U-I 图线。序号123456电压 U(V)1.451.401.301.251.201.10电流 I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480图实-9-2图实-9-3(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E_V，内电阻 r_。(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数 U 及干电池的输出功率 P 都会发生变化。图实-9-3 的各示意图中正确反映 P-U 关系的是_。答案(1)甲(2)B C(3)如图所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C由题引知要点
102、谨记1实验电路的选择对应第(1)题干电池的内阻很小，电流表应内接。2实验仪器的选择对应第(2)题(1)干电池的电动势大约为 1.5 V，电压表应选择量程为 3 V 的。(2)滑动变阻器的选择要注意保证实验的安全性及方便调节的问题。3根据实验数据作图的能力对应第(3)题4通过图线获取信息的能力对应第(4)题(1)在电源的 U-I 图线中，若两坐标轴均从零开始的，则图线与 U 轴的截距为电源电动势，图线与 I 轴的截距为电源的短路电流；(2)若 U 轴不以零开始，则 U 轴截距仍为电动势，I 轴截距不再是短路电流，则 rUI。5.电源输出功率与路端电压的关系对应第5题根据电源最大输出功率的条件，当
103、外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大。此时电压表示数等于电源电动势的一半，选项 C 正确。题组突破1(2015浙江名校联考)某同学要测定一电源的电动势 E 和内电阻 r，实验器材有：一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示)，一只电阻箱(阻值用 R 表示)，一只开关和导线若干。该同学设计了如图实-9-4 甲所示的电路进行实验和采集数据。图实-9-4(1)该同学设计实验的原理表达式是 E_(用 r、I、R 表示)。(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到_(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为_
104、。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I-R 图像，则由图像可求得，该电源的电动势 E_ V，内阻 r_。(结果均保留两位有效数字)解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是 EI(Rr)。(2)根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值。根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为 210 11 21。(3)由 EI(Rr)可得1I1ER1Er。1I-R 图像斜率等于1E，E6.3 V，图像在纵轴截距等于1Er，r2.5。答案：(1)I(Rr)(2)最大值 21(3)6.3(6.16.4)2.5(2.42.6)2(2014全国卷)利用如图实-
105、9-5 所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱 R(最大阻值为 999.9)，电阻 R0(阻值为 3.0)，电阻 R1(阻值为 3.0)，电流表(量程为 200 mA，内阻为 RA6.0)，开关 S。图实-9-5实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的阻值 R；以1I为纵坐标，R 为横坐标，作1I-R 图线(用直线拟合)；求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b。回答下列问题：(1)分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则1I与 R 的关系式为_。(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻
106、R3.0 时电流表的示数如图实-9-6 所示，读出数据，完成下表。答：_；_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.0771I/A16.998.0010.011.011.913.0图实-9-6图实-9-7(3)在图实-9-7 的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 k_ A11，截距 b_ A1。(4)根据图线求得电源电动势 E_V，内阻 r_。解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，可得 EIIRAR1 RrR0 R1RAR1RA，可得1IR1RAR1ERR1RAR1E R0r R1RAR1RA。(2)根据电流表读
107、数原理可得：其读数为 0.110 A，其倒数为 9.09 A1。(3)根据图线可知，斜率 k1.0 A11，截距 b6.0 A1。(4)根据图线，R1RAR1E 1.0 A11，电动势 E3.0 V，R1RAR1E R0r R1RAR1RA 6.0 A1，内阻 r1.0。答案：(1)1IRAR1ER1 R1ERARAR1R1rR0 或写成1I3.0E R3.0E(5.0r)(2)0.110 9.09(3)如图所示 1.0 6.0(4)3.0 1.0考点二 数据处理与误差分析典例 2 用图实-9-8 所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路
108、中用一个定值电阻 R0 起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图实-9-8A电流表(量程 0.6 A、3 A)；B电压表(量程 3 V、15 V)；C定值电阻(阻值 1、额定功率 5 W)；D定值电阻(阻值 10、额定功率 10 W)；E滑动变阻器(阻值范围 010、额定电流 2 A)；F滑动变阻器(阻值范围 0100、额定电流 1 A)。那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；R0 应选择_ 的定值电阻，R 应选择阻值范围是_ 的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是_。答案(1)3 0.6 1 010(2)由于电压表的分流作
109、用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小由题引知要点谨记1数据的分析和处理、选择合适的实验器材对应第(1)题(1)干电池的电动势为 1.5 V，故选量程为 3 V 的电压表。(2)实验中要求通过电源的电流不超过 0.6 A。(3)保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表示数的变化范围太小，造成较大的误差。(4)滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取 010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取 0100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。2.系统误差产生的原因对应第2题,系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造
110、成电流表读数总是比测量值小，造成 E 测E 真，r 测r 真。题组突破3(2014大纲卷)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表，内阻为1.00；电压表；阻值未知的定值电阻 R1、R2、R3、R4、R5；开关 S；一端连有鳄鱼夹 P的导线 1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图实-9-9 所示。图实-9-9(1)按图实-9-9 在实物图实-9-10 中画出连线，并标出导线 1 和其 P 端。图实-9-10(2)测量时，改变鳄鱼夹 P 所夹的位置，使 R1、R2、R3、R4、R5 依次串入电路，记录对应的电压表的示数 U 和电流表的示数 I。数据如下表所示。根据表中数据，在图实
111、-9-11 中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出 U-I 图线。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84图实-9-11(3)根据 U-I 图线求出电源的电动势 E_V，内阻 r_。(保留 2 位小数)解析：(1)根据实验原理图进行实物图连线，如图所示。(2)根据所给数据，描点连线，如图所示。(3)在 U-I 图像中，图线与纵轴的交点坐标等于电源的电动势，即 E2.90 V；图线的斜率大小等于电源的内阻和电流表内阻之和，则 r1.03。答案：(1)见解析(2)见解析(3)2.90 1.034(2013安徽高考)根据闭合电路欧姆定律，用图实-9-12
112、 所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中 R0 是定值电阻，通过改变 R 的阻值，测出 R0 两端的对应电压 U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在 1U12-R 坐标系中描出坐标点，如图实-9-13 所示。已知 R0150，请完成以下数据分析和处理。图实-9-12图实-9-13(1)图实-9-13 中电阻为_ 的数据点应剔除；(2)在坐标纸上画出 1U12-R 关系图线；(3)图线的斜率是_(V11)，由此可得电池电动势 Ex_V。解析：(1)根据画图描点原则应舍掉 80.0 的点。(3)根据闭合电路欧姆定律：ExU12U12R0(Rrx)，所以 1U12
113、1Ex RR0Ex rxExR0，由图可知斜率 1R0Ex4.44103 V11，即 Ex1.50 V。答案：(1)80.0(2)如图所示(3)4.44103 1.505(2015济宁模拟)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源 E，定值电阻 R1(阻值未知)，电压表 V(量程为 3.0 V，内阻很大)，电阻箱 R(099.99)，单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干。图实-9-14某同学连接了一个如图实-9-14 所示的电路，他接下来的操作是：a拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图实-9-15 甲所示的位置后，将 S2 接到 A，闭合 S1，记
114、录下对应的电压表示数为 2.20 V，然后断开 S1；b保持电阻箱示数不变，将 S2 切换到 B，闭合 S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开 S1。(1)请你解答下列问题：图实-9-15 甲所示电阻箱的读数为_，图乙所示的电压表读数为_ V。由此可算出定值电阻 R1 的阻值为_。(计算结果取 3 位有效数字)图实-9-15(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将 S2 切换到 A，多次调节电阻箱，闭合 S1，读出多组电阻箱的示数 R 和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的1U-1R图像。由此可求得该电池组的电动势 E 及内阻 r，其中 E_
115、V，电源内阻 r_。(计算结果保留 3 位有效数字)解析：(1)电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，为 20.00；电压表读数应估读一位，为 2.80 V；根据部分电路欧姆定律可得2.20 V20 2.80 V20 R1，解得 R1 的阻值约为 5.45。(2)由图像可知当 R 无穷大时，R 两端的电压近似等于电源的电动势，即1E0.35 V1，解得 E2.86 V；根据欧姆定律可得，10.35 10.55R1r0.100.55，解得 r0.26。答案：(1)20.00 2.80 5.45(2)2.86 0.26考点三 实验的改进与创新典例 3(2014福建高考)某研究性学习小组利用伏安法测定某
116、一电池组的电动势和内阻，实验原理如图实-10-16 甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V 为标准电压表，E 为待测电池组，S 为开关，R 为滑动变阻器，R0 是标称值为 4.0 的定值电阻。(1)已知灵敏电流计G 的满偏电流 Ig100 A、内阻 rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为 200 mA，应并联一只_(保留一位小数)的定值电阻 R1。(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。图实-9-16(3)某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表V 读数 U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A 读数
117、I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻 r_(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_。(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_。(填选项前的字母)A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1 的实际阻值比计算值偏小DR0 的实际阻值比标称值偏大答案(1)1.
118、0(2)如图所示(3)1.66 充分利用已测得的数据(4)CD由题引知要点谨记1.考查知识点的创新对应第1题借助测定电池组的电动势和内阻实验，考查了电流表的改装，电流表改装的原理为：并联一只电阻 R1，IgrgIIgR1，即 R1IgrgIIg。2.连接实物图对应第2题按照电流的方向依次连接各用电器，最后将电压表和电流计分别并入电路。3.数据处理的创新对应第(3)题(1)“逐差法”一般应用在通过纸带求解加速度的实验中，本实验所记录的数据中 A 的读数中依次相差 20 mA。所以也可采用逐差法计算电池组的内阻。(2)根据电源的伏安特性曲线可知，电源的内阻rUI R0，结合逐差法可得，rR0U1U
119、5I5I1 U2U6I6I2 U3U7I7I3 U4U8I8I24U1U2U3U4U5U6U7U84I5I15.66，所以 r1.66。(3)采用逐差法处理实验数据时能够充分利用已测得的数据，以减小实验的偶然误差。4误差分析的创新对应第(4)题电动势测量值误差很小，说明电压表分流产生的误差可以忽略不计；通过电源的电流的测量值小于真实值，即与电流计并联的电阻 R1 的实际值小于计算值；由电源内阻的计算式 r UIR0 知，若 R0 标称值比实际值小，会导致内阻测量值总是偏大。还可以用以下几种方法测定电源的电动势和内阻。安阻法伏阻法伏伏法电路图原理EI(Rr)EUURrEU1U2 U1RV1r E
120、U1U1RV1 r误差E 测E 真，r 测r 真E 测E 真，r 测r 真题组突破6为了测定电源电动势 E、内电阻 r 的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图实-9-17 甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表 V1 的示数 U1，电压表 V2 的示数 U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流 I，分别描绘了 a、b 两条 U-I 图线，如图乙所示。请回答下列问题：图实-9-17(1)写出流过电阻箱的电流 I 的表达式：_；(2)小灯泡两端电压随电流变化的图像是_(选填“a”或“b”)；(3)根据图乙可以求得电源的电动势 E_ V，内电阻 r
121、_，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_ W。解析：(1)首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路，电压表V1 测灯泡两端电压，电压表 V2 测路端电压。电阻箱两端电压为 UU2U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流 IU2U1R；(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线 b；图线 a 为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线；(3)图线 a 与纵轴的交点为电源的电动势 3.0 V，图线 a 的斜率为电源的内阻 r2.0，图线 a、b 的交点表示 U1U2，即电阻箱的阻值为 0，此时小灯泡消耗的功率最大，PUI1.0W。答案：(1)IU2U1R(2)b(3)3.0
122、 2.0 1.07(2012福建高考)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势 E。(1)先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图实-9-18，其示数为_V。图实-9-18(2)然后，用电压表 V、电阻箱 R、定值电阻 R0、开关 S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。(i)根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。(ii)闭合开关 S，调整电阻箱阻值 R，读出电压表 V 相应示数 U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的 R、U 数据，并计算出相应的1R与1U的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1U-1R图线。图实-9-19R
123、()166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91R(1021)0.601.402.003.004.005.001U(V1)0.120.170.210.240.310.35图实-9-20(iii)从图线中可求得 E_V。解析：(1)多用电表使用 10 V 电压挡，刻度盘上每小格对应的示数为 0.2 V，所以读数为9.4 V。(2)由电路图可知 EUUR(R0r)，所以1UR0rE1R1E，故1U轴上的截距为1E，由图线可求得 E 的值。答案：(1)9.4(2)(i)连线如图所示(ii)所作图像如图所示(iii)10.0(9.511.1 V 均正
124、确)实 验 十 练习使用多用电表 一、实验目的1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。2会使用多用电表测电压、电流及电阻。3会用多用电表探索黑箱中的电学元件。二、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。考点一 考查多用电表的使用及读数典例 1(2013全国卷)某学生实验小组利用图实-10-1 所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：图实-10-1多用电表；电压表：量程 5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5 k；导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k
125、”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点。(2)将图实-10-1 中多用电表的红表笔和_(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图实-10-2 所示，这时电压表的示数如图实-10-3 所示。多用电表和电压表的读数分别为_k 和_ V。图实-10-2 图实-10-3 (4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0 k 和 4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为_ k。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图实-10-4 所示。
126、根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_ V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为_ k。图实-10-4答案(1)短接(2)1(3)15.0 3.60(4)12.0(5)9.00 15.0由题引知要点谨记1.多用电表测电阻的步骤对应第1题1调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。2选择开关置于“”挡的“1”处，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向。3将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。4选择开关改置“100”挡，重新进行欧姆调零。5再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断
127、开表笔，与标定值进行比较。6测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。2.使用多用电表的注意事项对应第2题两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。3.多用电表的读数对应第3题,1欧姆表的读数,为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的。部分，即中央刻度附近。,除非指针所在刻度盘处每个小格表示 1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。,电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。,2测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是 1、0.1、0.01 时要估读到下一位，精确度是 2、0.02、5、0.5 时，不用估读到下一位4.多用电表的测量原理及电路分析对应第4题
128、当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电压表内阻。5.多用电表电阻挡的工作原理对应第5题 题组突破1如图实-10-5 甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为 20 的电阻，测量步骤如下：图实-10-5(1)调节_，使电表指针停在_的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。(2)将选择开关旋转到“”挡的_位置。(填“1”“10”“100”或“1 k”)(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_，使电表指针对准_的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_。(5)测量完毕，
129、将选择开关旋转到“OFF”位置。解析：使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻为 15，测量 20 的电阻时，要使用1 的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为 19。答案：(1)指针定位螺丝 电流(2)1(3)欧姆调零旋钮 电阻(4)192如图实-10-6 所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则图实-10-6(1)所测电阻的阻值为_；如果要用此多用电表测量一个阻值约为 2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”、“100”或“1 k”)。(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA
130、 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA；当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_ mA。(3)当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ V。解析：(1)读数为 15100 1.5103，为使指针位于表盘中央范围，应选择1 k 挡。(2)、(3)中使用多用电表测量电流、电压时，读数要进行估读。答案：(1)1.5103 1 k(2)30.5(30.430.6 都正确)153(3)6.13某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱形元件的伏安特性，步骤如下：(1)用多用表“100”倍率的电阻挡测量该元件的电阻
131、时，发现指针偏角过大，此时需换用_(填：“10”或“1 k”)倍率的电阻挡，并重新进行_后再进行测量，表盘的示数如图实-10-7 所示，则该电阻的阻值 Rx_。图实-10-7(2)该同学想更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测元件电阻 Rx电流表 A1(量程 010 mA，内阻约 50)电流表 A2(量程 050 mA，内阻约 30)电压表 V1(量程 03 V，内阻约 30 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻约 50 k)直流电源 E(电动势 3 V，内阻不计)滑动变阻器 R1(阻值范围 050，允许通过的最大电流 0.5 A)、开关 S、导线若干。要求较准确地测出其阻
132、值，电流表应选_，电压表应选_(选填电表符号)；根据以上仪器，该同学按图实-10-8 连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较小，现请你用笔在图中添加一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变大；图实-10-8修改后的电路其测量结果比真实值偏_(选填“大”或“小”)。解析：(1)用“100”倍率的电阻挡测该电阻时，指针偏角过大，说明所选倍率太大，应换用“10”倍率，并重新进行电阻挡调零，Rx3010 300(2)由于电源电动势为 3 V，电压表应选 V1由于 ImURx 3300 A10 mA，故电流表应选 A1。电路连接如图所示由于测量 Rx 时采用的是电流表外接法，用此测量结果比
133、真实值小。答案：(1)10 欧姆调零 300(2)A1 V1 如图所示 小考点二 用多用电表探索黑箱内的电学元件典例 2(2012江苏高考)如图实-10-9 甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。图实-10-9(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱 a、b 接点间是否存在电源时，一表笔接 a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接 b，同时观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中
134、发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接 a、b 时，多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路。两表笔接的接点多用电表的示数a，b_a，c10.0 b，c15.0 答案(1)A(2)短暂(3)5.0 如图由题引知要点谨记1.多用电表的使用方法对应第1题在使用多用电表前，若发现指针不在左边“0”刻度线处，应调整A处的指针定位螺丝。2多用电表的使用技巧与注意事项对应第(2)题在试探两点间是否存在电源时，为了防止电流逆向流入电表进而烧毁电表，应进行试触。3黑箱内电学元件及连接方式的判断对应第(3)题(1)判断是否存在二极管的方法：观察每对接点
135、间正反向电阻是否相同。(2)两表笔接点为 a、b 和 a、c 时，均有示数，说明 a 点将 a、b 和 a、c 间元件连接在一起，且 a、b 与 a、c 之间电阻之比为 12；b、c 间电阻是 a、b 和 a、c 间的电阻之和，说明 a、b与 a、c 间接通，b、c 间不接通。题组突破4.用多用电表探测图实-10-10 所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G 两点间和 F、G两点间均有电压，E、F 两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接 E 点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接 F 点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图实-10-11 中的
136、()图实-10-10图实-10-11解析：选 B 红表笔接 F，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进，电流方向从 E 到 F，只有 B 正确。5(2012全国高考)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱 1、2 和 3。用欧姆表测得 1、2 接线柱之间的电阻为 1，2、3 接线柱之间的电阻为 1.5，1、3 接线柱之间的电阻为 2.5。(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式：图实-10-12(2)如果将 1、3 接线柱用导线连接起来，1、2 接线柱之间的电阻为_。解析：(1)因为 1、2 接线柱之间的电阻与 2、3 接线柱之间
137、的电阻之和等于 1、3 接线柱之间的电阻，所以 2 为中间的结点，又因为 2、3 接线柱之间的电阻与 1、2 接线柱之间的电阻的差等于 1、2 接线柱之间的电阻的一半，故 2、3 之间有两个电阻并联，后再与第三个电阻串联，每个电阻均为 1，连接方式如图所示。(2)将 1、3 用导线相连后，等效电路如图所示：1、2 之间的等效电阻 R0.6。答案：(1)见解析(2)0.66用电阻箱 R、多用电表电流挡、开关和导线测一节干电池的电动势 E 和内阻 r，如图实-10-13 甲。(1)若电阻箱电阻在几十 以内选取，R04.5，则多用表选择开关应旋转至直流电流的_(填“1 mA”、“10 mA”或“10
138、0 mA”)挡(已知在该电流挡多用表的内阻 rg3.0)。(2)多次调节电阻箱，并从多用表上读得相应的电流值，获取多组 R 和 I 的数据，作出了如图乙所示的1I-R 图线。图线横轴截距的绝对值表示_；由该图线可得干电池的电动势 E 测_V(计算结果保留三位有效数字)。图实-10-13(3)本实验的误差主要来源于_(填“测量误差”或“电表内阻”)。解析：(1)因电池电动势约为 1.5 V，回路总电阻为几十欧，故回路中电流大约为几十毫安，应选 100 mA 挡。(2)由 EI(rR0RgR)得1IrR0RgE1ER可见当1I0 时，R(rR0Rg)，图线横轴截距的绝对值表示定值电阻 R0、电表内
139、阻Rg 和电源内阻 r 之和，由1E1IR20.028.0得：E1.40 V(3)本实验的误差主要来源于测量误差。答案：(1)100 mA(2)定值电阻 R0、电表内阻 Rg 和电源内阻 r 之和 1.40(1.361.46)(3)测量误差考点三 用多用电表判断电路故障典例 3(2014重庆高考)某照明电路出现故障，其电路如图实-10-14 所示，该电路用标称值 12 V 的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流 50 V挡检测故障。他将黑表笔接在 c 点，用红表笔分别探测电路的 a、b 点。图实-10-14(1)断开开关，红表笔接 a 点时多用表指示如图实-10-15
140、 所示，读数为_V，说明题中_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。图实-10-15(2)红表笔接 b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图实-10-15相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。答案(1)11.5(11.211.8 之间的值均可)蓄电池(2)小灯由题引知要点谨记1.常见的电路故障对应题干部分电路故障一般分为断路和短路两种1断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。2短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联段电路被短路
141、。若电压表示数不为零，则该并联段电路没有被短路或不完全被短路。2使用多用电表电压挡判断电路故障对应第(1)、(2)题(1)断开开关，电压表直接测量电源两端的电压，有示数且接近电源电动势，说明电源正常；(2)红表笔接 b 点，闭合开关，电压表示数与(1)中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障。题组突破7.如图实-10-16 所示的电路中，1、2、3、4、5、6 为连接点的标号，开关闭合后，发现小灯泡不亮，现用多用电表检查电路故障，需要检测的有电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各连接点。图实-10-16(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点
142、 1、2(电源中的连线完好)已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡。在连接点 1、2 同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡。(2)在开关闭合的情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。解析：(1)检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点 1、2(电源中的连线完好)已接好时，应选用电压挡，在连接点 1、2 同时断开时应选用欧姆挡。(2)因 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，说明开关或连接点 5、6 可能断开。(3)先进行机械调零，然后选用多用电表的“欧姆挡”，进行欧姆调零，再测量小灯泡的电
143、阻，若电阻“无穷大”，则小灯泡开路。答案：(1)电压 欧姆(2)开关或连接点 5、6(3)见解析8(2015湖南益阳检测)在如图实-10-17 甲所示的电路中，4 节干电池串联，小灯泡 A、B 的规格为“3.8 V,0.3 A”。合上开关 S 后，无论怎样移动滑动片，A、B 灯都不亮。图实-10-17(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。选择开关置于下列量程的_挡较为合适(用字母序号表示)；A2.5 V B10 VC50 VD250 V测得 c、d 间电压约为 5.8 V、e、f 间电压为 0，则故障是_。AA 灯丝断开BB 灯丝断开Cd、e 间连线断开DB 灯被短路(2)接着练习使用欧姆表的
144、“1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，测试前，一定要将电路中的开关 S_；测 c、d 间和 e、f 间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为_，此时测量的是_间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为_。解析：(1)由于 4 节干电池串联后电动势为 6 V，电压表量程应选 10 V，B 正确。灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接 c、d 端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d 间以外其他部分电路接通，电压表接 e、f 时无示数，说明 c、d 间灯泡断路，A 正确。(2)使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”。温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电
145、阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)。欧姆表读数应该为 6.0。由于 A 灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为 6.0，说明测量的应该是 e、f 间电阻。由 RUI 可求得电阻为 12.7。答案：(1)B A(2)断开 6.0 e、f 12.7第七章高频考点真题验收全通关把握本章在高考中考什么、怎么考，练通此卷、平步高考！高频考点一：电路的基本概念和规律1(2012浙江高考)功率为 10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为 60 W 的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016 年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有 2 只 60 W 的白炽灯，均用 10 W 的 LED 灯替代，估算出全
146、国一年节省的电能最接近()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWhD81013 kWh解析：选 B 假设每户每天只亮灯 5 个小时，每户每年节电 E2(6010)1035365 kWh182.5 kWh。假设每户有 3 口人，全国有 4 亿户左右。节电总值为 E 总4108182.5 kWh7.31010 kWh，故 B 正确。2(2013安徽高考)用图 1 所示的电路可以测量电阻的阻值。图中 Rx 是待测电阻，R0 是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头 P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得 MPl1，PNl2，则 Rx 的阻
147、值为()图 1A.l1l2R0B.l1l1l2R0C.l2l1R0D.l2l1l2R0解析：选 C 本题考查测量电阻和电路动态分析的方法，意在考查考生对串、并联电路的规律和闭合电路的欧姆定律的理解。当灵敏电流表的电流为零时，有R0l1 Rxl2，可得 Rxl2l1R0。3(2012上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C，消耗的电能为 0.9 J。为在相同时间内使 0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A3 V 1.8 JB3 V 3.6 JC6 V 1.8 JD6 V 3.6 J解析：选 D 设两次加在电阻 R 上的电压分别为
148、 U1 和 U2，通电的时间都为 t。由公式W1U1q1 和 W1U21R t 可得 U13 V，tR0.1。再由 W2U2q2 和 W2U22R t 可得 U26 V，W23.6 J，故 D 正确。4(2011海南高考)图 2 甲是改装并校准电流表的电路图。已知表头的量程为 Ig600A、内阻为 Rg，是标准电流表。要求改装后的电流表量程为 I60 mA。完成下列填空：(1)图甲中分流电阻 Rp 的阻值应为_(用 Ig、Rg 和 I 表示)。图 2(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图乙所示，由此读出流过电流表的电流为_mA。此时流过分流电阻 Rp 的电流为_mA。(保留 1
149、位小数)解析：(1)当表头满偏时，流过表头和电阻 RP(即改装电流表)的总电流 I60 mA，所以有 IgRg(IIg)Rp解得分流电阻 Rp IgRgIIg(2)从图乙读得结果 ImA49 mA50.1 mA49.5 mA此时流过分流电阻 Rp 是电流 IPRgRgRpImA联立式并代入数据可得 IP49.0 mA答案：(1)IgRgIIg(2)49.5 49.0高频考点二：闭合电路欧姆定律及其应用5(2011北京高考)如图 3 所示电路，电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后，在变阻器 R0的滑动端向下滑动的过程中()图 3A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数
150、增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：选 A 由变阻器 R0 的滑动端向下滑动可知 R0 连入电路的有效电阻减小，R 总减小，由 IER总r可知 I 增大，由 U 内Ir 可知 U 内增大，由 EU 内U 外可知 U 外减小，故电压表示数减小。由 U1IR1 可知 U1 增大，由 U 外U1U2 可知 U2 减小，由 I2U2R2可知电流表示数减小，故 A 正确。6(2011海南高考)如图 4 所示，E 为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3 为定值电阻，S0、S 为开关，V 与A 分别为电压表和电流表。初始时 S0 与 S 均闭合，现将 S 断开，则()图 4A.V
151、 的读数变大，A 的读数变小B.V 的读数变大，A 的读数变大C.V 的读数变小，A 的读数变小D.V 的读数变小，A 的读数变大解析：选 B 电路中各量的动态变化如下：综上知，B正确。7(多选)(2012上海高考)直流电路如图 5 所示，在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电源的()图 5A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小解析：选 ABC 滑片 P 向右移动时外电路电阻 R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由 P 总EI 可得 P 总减小，故 A 正确。根据 R外R外r11r/R外可知 B 正确。由 P 损I2r 可知，C 正确。P 出-R
152、 外图像如图所示，因不知道 R 外的初始值与 r 的大小关系，所以无法判断 P 出的变化情况，D 错误。8.(2011上海高考)如图 6 所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下滑动时()图 6A电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大B电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小C电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数先变小后变大D电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小解析：选 A 本题的关键是明确电路结构，以及由滑动变阻器的特殊接法引起的外电阻的变化情况。设滑动变阻器的总电阻为 R0，P 以上电阻为 Rx，Rx 与(R0
153、Rx)并联接入电路，并联后的阻值 RR0RxRxR0。当 RxR02 时，R最大。P 从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大后减小。所以，电压表的示数(路端电压)先变大后变小。流过电流表 A 的电流 IAERRrRxR0ERrR0RxR0Rx。所以，当 Rx 由 0 增大至 R0 的过程中，电流表的示数一直变大。综上可知，A 正确。电流表的示数也可用“特殊值法”分析。当 P 在最高点时，IA0；当 P 在中点时，IAE2RrR04；当 P 在最低点时，IA ERr。综上可知，电流表的示数一直增大。9(2011重庆高考)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有 4 个错误电路，如图 7 所示
154、。电源内阻不计，导线连接良好。若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合 S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下 4 种现象：图 7a电珠 L 不亮；电流表示数几乎为零b电珠 L 亮度增加；电流表示数增大c电珠 L 开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d电珠 L 不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述 abcd 四种现象对应的电路序号为()ABCD解析：选 A 图电路为分压接法，触头向右滑动，电珠 L 分得的电压逐渐变大，亮度增加，因滑动变阻器电阻减小，整个电路电阻减小，所以电流表示数增大，对应 b 现象；图为限流接法，电珠与电阻很小的电流表并联，变阻器在最左端时，电流很小，电珠
155、L 不亮，触头向右滑动时，电流迅速增大，电流表电流过大，线圈被烧断，电珠 L 忽然发光，对应 c现象；图电压表电阻很大，导致分压电路部分的电流几乎为零，电珠 L 不亮，电流表示数几乎为零，对应 a 现象；图电珠与电压表串联，通过电珠 L 的电流很小，电珠 L 不亮，电流表中电流随分得电压的增大而增大，直到线圈烧断，对应 d 现象。综上知，A 正确。10(2010大纲卷)电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图 8 所示。图中 U 为路端电压，I 为干路电流，a、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为 a、b。由图可知 a、
156、b 的值分别为()图 8A.34、14 B.13、23C.12、12D.23、13解析：选 D 由电源的 U-I 图像可知，若电源的电动势为 6U0，则 a、b 两点处对应的路端电压分别为 4U0、2U0，电源的效率 UIEIUE，所以 aU1E 23，bU2E 13。高频考点三：电阻的测量及多用电表的使用11(2013北京高考)某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx 的阻值。(1)现有电源(4 V，内阻可不计)、滑动变阻器(050，额定电流 2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A电流表(03 A，内阻约 0.025)B电流表(00.6 A，内阻约 0.125)C电压表(03 V
157、，内阻约 3 k)D电压表(015 V，内阻约 15 k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图_(选填“甲”或“乙”)。图 9(2)图 10 是测量 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。图 10(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的电流表示数 I、电压表示数U。某次电表示数如图 11 所示，可得该电阻的测量值 RxUI _。(保留 2 位有效数字)图 11(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主
158、要原因是_。(选填选项前的字母)A电流表测量值小于流经 Rx 的电流值B电流表测量值大于流经 Rx 的电流值C电压表测量值小于 Rx 两端的电压值D电压表测量值大于 Rx 两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离x 的增加，被测电阻 Rx 两端的电压 U 也随之增加，下列反映 U-x 关系的示意图中正确的是_。图 12解析：(1)因电源电动势 E4 V，电路中电压 U4 V，故电压表选 C。由 IURx35 A0.6 A，故电流表选 B。Rx 约为 5，RVRxRxRA，应使用电流表外接法，故电路应选图甲。(2)实物连线如图所示。(3
159、)由图读数得 U2.60 V，I0.50 A，则 RxUI 5.2。(4)图甲中，由于电压表不是理想电表，电流表测量的是流过 Rx 与电压表电流之和，故 B正确。图乙中，由于电流表不是理想电流表，电压表测量的是 Rx 与电流表两端的电压之和，故 D 正确。(5)因限流式接法要求滑动变阻器开始时处于最大阻值，故将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x 的增加，电路中总阻值逐渐减少，电流逐渐增大，则被测电阻 Rx 两端的电压 U 也随之增加，即 UIRxRxERxRLxL，知反映 U-x 关系的示意图中正确的是 A。答案：(1)B C 甲(2)图见解析(3)5.2(4)B
160、D(5)A12(2014天津高考)现要测量一个未知电阻 Rx 阻值，除 Rx 外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组 E(电动势 6 V)；一个滑动变阻器 R(020，额定电流 1 A)；两个相同的电流表 G(内阻 Rg1 000，满偏电流 Ig100 A)；两个标准电阻(R129 000，R20.1)；一个电键 S、导线若干。(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。A这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C如需进一
161、步测量可换“1”挡，调零后测量D如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。解析：(1)用欧姆表“10”挡测电阻时，指针几乎满偏，说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A 项正确，B 项错误；要进一步测量应换用“1”挡，欧姆调零后再进行测量。(2)实验中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采用限流接法，用两个电流计和两个定值电阻改装成一个量程 UIg(RgR1)3 V 的电压表，一个量程为 IIgIgRgR2 1 A 的电流表。由于改装后的电压表的分流可以直接测出，因此电流表采用
162、外接法。答案：(1)AC(2)如图所示 高频考点四：测定金属的电阻率13(2011浙江高考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究 3根材料未知，横截面积均为 S0.20 mm2 的金属丝 a、b、c 的电阻率，采用如图 13 所示的实验电路。M 为金属丝 c 的左端点，O 为金属丝 a 的右端点，P 是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终为 I 1.25 A。电压表读数 U 随 OP 间距离 x 的变化如下表：图 13x/mm6007008009001 0001 2001 400U/V3.954.505.105.906.506.656.82x/mm1 600
163、1 8002 0002 1002 2002 3002 400U/V6.937.027.157.858.509.059.75(1)绘出电压表读数 U 随 OP 间距离 x 变化的图线；(2)求出金属丝的电阻率 ，并进行比较。解析：(1)建立直角坐标系，以 OP 距离 x 为横轴，以 U 为纵轴，取适当的比例标度，描点、连线，其图像如图所示。(2)由题意，对每段电阻有 UIR，而根据电阻定律有 RxS，所以 UIS x，因此 SIUx，Ux为 U-x 图像的斜率。UI Sl a6.53.90.201061.2510060102 m1.04106 m b 7.16.50.201061.2520010
164、0102 m9.6108 m c 9.77.10.201061.25240200102 m1.04106 m通过计算可知，金属丝 a 与 c 电阻率相同，远大于金属丝 b 的电阻率。电阻率的允许范围 a：0.961061.10106 m b：8.51081.10107 m c：0.961061.10106 m答案：见解析高频考点五：描绘小灯泡的伏安特性曲线14(2012四川高考)某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡 L，规格“4.0 V 0.7 A”；电流表 A1，量程 3 A，内阻约为 0.1；电流表 A2，量程 0.6 A，内阻 r20.2；电压表
165、V，量程 3 V，内阻 rV9 k；标准电阻 R1，阻值 1；标准电阻 R2，阻值 3 k；滑动变阻器 R，阻值范围 010；学生电源 E，电动势 6V，内阻不计；开关 S 及导线若干。(1)甲同学设计了如图 14 所示的电路来进行测量，当通过 L 的电流为 0.46 A 时，电压表的示数如图 15 所示，此时 L 的电阻为_。图 14 图 15 (2)乙同学又设计了如图 16 所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在 L上的电压值是_V。(3)学习小组认为要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图 17 所示的虚线框内补画
166、出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。图 16 图 17 解析：(1)由题图可得电压表的示数为 2.30 V，根据欧姆定律 IUR解得灯泡的电阻 RUI，代入数据可得 R5。(2)由于电压表与电阻 R2 串联，则通过二者的电流相等，即 U9339，解得加在灯泡上的电压 U4 V。(3)要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为 4.0 V，电流表的量程为 0.7 A，因此将电压表 V 与标准电阻 R2 串联改装为量程为 4.0 V 的电压表，将电流表 A2 与标准电阻 R1 并联改装量程为 0.6 A0.60.21A0.72 A 的电流表，故虚线框内实验电路如图所示。答案：
167、(1)5(2)4(3)见解析高频考点六：测定电源电动势和内阻15(2012重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势 E 和内阻 r，并探究电极间距对 E 和 r 的影响。实验器材如图 18 所示。(1)测量 E 和 r 的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压 U 和流过电源的电流 I，依据公式_，利用测量数据作出 U-I 图像，得出 E 和 r。(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题图中用笔画线代替导线连接电路。图 18(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的 U-I
168、 图像如图 19 中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”)。曲线(c)对应的电源电动势 E_V，内阻 r_。当外电路总电阻为 2 500 时，该电源的输出功率 P_mW。(均保留三位有效数字)图 19解析：(1)根据欧姆定律，路端电压等于电动势减去内电压，即 UEIr。(2)该实验要求路端电压测量准确，故电压表应直接接在电源的两端，滑动变阻器只需能改变路端电压的值即可，故采用限流式接法。(3)根据图像，电流为零时，路端电压等于电动势，四条图线对应值均相同，故电极间距减小时，电源电动势不变，四条图线中图线(d)短路电流最小，故内阻最大，即随电极间距减小，内阻增大；图线(c)对应电动势从图线中直接读出，为 0.975 V，当电流为 0.8 mA 时，路端电压为 0.592 V，由 UEIr 计算得 r478；当外电路总电阻为 2 500，则路端电压为 U2 5002 500478E0.819 V，输出功率 PU2R 0.81922 500 W0.268 mW。答案：(1)UEIr(2)如图所示(3)不变 增大0975 478 0.268