1、第八章恒定电流考 纲 要 求考 情 分 析欧姆定律实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 1.命题规律高考对该部分内容以选择题的形式考查电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识，或以填空题的形式考查电学实验，且以考查实验设计和实验仪器的应用为主。2.考查热点预计该部分命题的重点仍是电学实验，要特别注意基本仪器的使用，实验原理的理解，实验电路的设计、连接，实验数据的处理等知识。电阻定律电阻的串联、并联实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻实验十：测定电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律实验十一：练习使用多用电表电功率、焦耳定律第46课时电阻定律、欧
2、姆定律(双基落实课)点点通(一)电流的三个表达式定义式微观式决定式公式IInqSvI适用范围一切电路一切电路金属、电解液字母含义q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动的速率U：导体两端的电压R：导体本身的电阻公式含义I与q、t无关，I与的值相等微观量n、q、S、v决定I的大小IUI小题练通1(鲁科教材原题)关于电流，以下说法正确的是()A在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流B电流的方向就是电荷定向移动的方向C电流总是从电势高的一端流向电势低的一端D导体两端没有电压就不能形成电流解析：选D只有电荷的定
3、向移动才能形成电流，A错误；正电荷定向移动的方向为电流方向，B错误；在电源内部，电流从电势低的一端流向电势高的一端，在电源外部，电流从电势高的一端流向电势低的一端，C错误；电压是形成电流的原因，导体两端没有电压就不能形成电流，D正确。2(教科教材原题)在示波管中，电子枪2 s内发射61013个电子，则示波管中电流大小约为()A4.8106 AB31013 AC9.6106 A D3106 A解析：选A由题意知，2 s内发射的电荷量为q1.6101961013 C9.6106 C，根据电流的定义式I，得I A4.8106 A，A正确。3安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等
4、效为一环形电流。设电荷量为e的电子，以速率 v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是()A电流大小为，电流方向为顺时针B电流大小为，电流方向为顺时针C电流大小为，电流方向为逆时针D电流大小为，电流方向为逆时针解析：选C电子做匀速圆周运动的周期T，由I得I，电流的方向与电子运动方向相反，故电流方向为逆时针，C正确。 融会贯通(1)电子流、带电粒子流都可以等效为电流，导体中自由电荷的无规则运动不能形成电流。(2)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。点点通(二)电阻定律1电阻定律同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成
5、反比；导体电阻还与构成它的材料有关。表达式为：R。2电阻率(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。(2)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小。 小题练通1下列说法中正确的是()A由R可知，电阻与电压、电流都有关系B由R可知，电阻只与导体的长度和横截面积有关系C各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D所谓超导现象，就是当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象解析：选DR是电阻的定义式，R与电压和电流无关，故A错误；R是电阻的决定式，即电阻与、l、S都有关系，故B错误；电阻率一般与温度
6、有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，故D正确。2(教科教材原题)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，然后给它们加上相同的电压，则在同一时间内，通过它们横截面的电荷量之比为()A14 B18C116 D161解析：选C根据电阻定律R，R14，R2，再根据I，QIt，解得Q1Q2116，C正确。3(粤教教材原题)工业上用一种称为“电导仪”的仪器测定液体的电阻率。仪器中的一个部件如图所示，A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片，间距d1 cm，把它们浸没在待测液体
7、中。若通过两根引线加上电压U6 V时，测出电流I1 A，这种液体的电阻率为多少？解析：根据电阻定律R及欧姆定律I，解得 m6104 m。答案：6104 m 融会贯通(1)当导线被拉长或对折时，长度、横截面积都会发生变化，但总体积是不变的。(2)电阻定律和欧姆定律相结合，可以求解与之相关的多个物理量。点点通(三)部分电路欧姆定律1内容：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。2表达式：I。适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件。3导体的伏安特性曲线(1)定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的IU图像，如图所示。图线的斜率ktan ，图中R1R2(
8、选填“”“Rc；在图乙中，图线e、f的斜率表示导体电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，ReU乙 BU甲4U乙CR甲4R乙 DR甲2R乙解析：选AC设灯泡正常发光时电压为U，电流为I，则U甲IU乙2I，则U甲2U乙，A正确，B错误；根据I2R甲(2I)2R乙，得R甲4R乙，C正确，D错误。8(多选)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U，则()A通过导线的电流为B通过导线的电流为C导线中自由电子定向移动的速率为D导线中自由电子定向移动的速率为解析：选AD将导线均匀拉长，使
9、其横截面半径变为原来的，则横截面积变为原来的，导线长度要变为原来的4倍，电阻率不变，由电阻定律R可知，导线电阻变为原来的16倍；电压变为2U，由欧姆定律I可知，电流变为原来的，故A正确，B错误；电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式InevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，故C错误，D正确。9.(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线P点处的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是()A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电
10、阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析：选ABD由题图图像可知，U越大，UI图线的斜率越小，表示小灯泡的电阻越大，A对；R中的U、I与小灯泡所处状态下的电压与电流相对应，B对，C错；对应P点，功率PU1I2，与图中矩形PQOM所围面积相等，D对。10.(多选)某同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。根据图像，下列说法正确的是()A导体甲的电阻大于导体乙的电阻B在导体乙的两端加1 V的电压时，通过导体乙的电流为0.1 AC将导体甲连接到电压为4 V的电路上时，通过导体甲的电流为0.9 AD将
11、导体乙连接到电压为5 V的电路上时，通过导体乙的电流为0.5 A解析：选BD由题图知两导体的阻值分别为R甲 5 ，R乙 10 ，即导体甲的电阻较小，A错误；在导体乙的两端加1 V的电压时，通过导体乙的电流为0.1 A，B正确；将导体甲连接到电压为4 V的电路上时，通过导体甲的电流I A0.8 A，C错误；将导体乙连接到电压为5 V的电路上时，通过导体乙的电流I A0.5 A，D正确。第47课时闭合电路的欧姆定律(重点突破课) 考点一闭合电路的动态分析动态分析问题是闭合电路欧姆定律的具体应用，这类问题由于形式多样、考法灵活，考生不能统筹系统地去想问题，而导致分析不够全面而失误。1闭合电路的欧姆定
12、律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式：I(只适用于纯电阻电路)。(3)其他表达形式电压表达式：EUIr。能量表达式：EIUII2r。2路端电压与外电阻的关系(1)一般情况：UEIr，当外电阻R增大时，路端电压U增大。UI图像如图。(2)特殊情况当外电路断路时，I0，UE。当外电路短路时，I短，U0。典例如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是()AR2的功率增大BR3两端的电压减小C电流表的示数变大DR1的电流增大解析当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压
13、U增大，R3两端的电压等于路端电压，则R3两端的电压增大，通过R3的电流I3增大，通过R2的电流I2II3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，电压U2也减小；R1、R4的并联电压U并UU2，U增大，U2减小，则U并增大，故通过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大，通过R1的电流I1I2IA，I2减小，IA增大，则I1减小，故只有C正确。答案C闭合电路动态分析的三种方法1程序法 2“串反并同”结论法(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小，反之则增大。 (2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的
14、电流、两端电压、消耗的电功率都将增大，反之则减小。3.极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零进行讨论。 集训冲关1.如图所示，闭合开关S，a、b、c三盏灯均正常发光，电源电动势恒定且内阻不可忽略。现将滑动变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化为()Aa灯变亮，b、c灯变暗Ba、c灯变亮，b灯变暗Ca、c灯变暗，b灯变亮 Da、b灯变暗，c灯变亮解析：选B将滑动变阻器R的滑片稍向上滑动一些，R接入电路的电阻将减小，总电阻将减小，由闭合电路欧姆定律I得，总电流增大，路端电压UEIr减小，由PaI2Ra知a灯变亮，由UaIRa知
15、a灯两端的电压变大，由UUaUb判断出b灯两端电压Ub减小，由Ib，Pb知通过b灯的电流减小，b灯变暗，再由IIbIc知Ic变大，由PcIc2Rc知c灯变亮，B正确。2.(多选)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻，当滑动变阻器R的触头向下移动时，下列论述正确的是()A灯泡L一定变亮B电流表的示数变小C电压表的示数变小DR0消耗的功率变小解析：选ABD当R的触头向下移动时，R接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，则由闭合电路欧姆定律知，总电流变小，路端电压变大，则电压表的示数变大，灯泡L两端的电压变大，则灯泡L一定变亮，通过灯泡L的电流变大，而总电流变小，则电流表的示数变
16、小，R0消耗的功率变小，故A、B、D正确，C错误。考点二含电容器电路问题含电容器电路的分析是一个难点，电路中出现电容器，学生往往难以确定电容器与电路的串、并联关系及电压关系等，给分析解决问题带来很大的障碍。1电路的简化不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。2电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。3电压变化带来的电容器变化电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；
17、若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由QCU计算电容器上电荷量的变化量。典例(2016全国卷)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()ABC D解析断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与电阻成正比可得，甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1E，U2E，C所带的电荷量QCU，则Q1Q235，选项C正确。答案C 规律方法含电容器电路问题的解题思路第一步理清电路的串、并联关系第二步确定电容器两极板间的电压。在电
18、容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U第三步分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据QCU，由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电 集训冲关1.(多选)如图所示电路中，电源电动势恒为E，内阻为r，电压表的内阻为10 k，B为静电计，C1、C2分别是两个电容器。将开关闭合一段时间，下列说法正确的是()A若C1C2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差B若将滑动变阻器滑动触头P向
19、右滑动，则电容器C2上带电量增大C电容器C1上带电量为零D再将开关断开，然后使电容器C2两极板间距离增大，则静电计张角也增大解析：选CD由于静电计的两个电极是彼此绝缘的，电压表是由电流表改装成的，电路稳定后，电路中没有电流，电压表两端没有电压，而电容器C2充电，两端存在电压，所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差，故A错误；电路稳定后，电容器C2的电压等于电源的电动势，保持不变，将滑动变阻器滑动触头P向右滑动，电容器C2的电压不变，带电量不变，故B错误；由于电压表两端没有电压，电容器C1没有被充电，带电量为零，故C正确；将开关断开，电容器C2的带电量Q不变，板间距离增大，电容C减小，由公
20、式C分析可知，板间电压增大，静电计张角增大，故D正确。2.如图所示，电源的内阻不计，电动势E12 V，R18 ，R24 ，电容C40 F，则下列说法正确的是()A开关断开时，电容器不带电B将开关闭合，电容器充电C将开关闭合后，稳定时电容器的电荷量为4.81014 CD若开关处于闭合状态，现将开关断开，到再次稳定后，通过R1的总电荷量为3.2104 C解析：选D开关断开时，电容器两端电压等于电源电动势，不为零，电容器带电，A项错误；将开关闭合，电容器两端电压变小，电容器放电，B项错误；将开关闭合后，稳定时电容器两端的电压U V4 V，电容器的电荷量为QUC440106 C1.6104 C，C项错
21、误；若开关处于闭合状态，现将开关断开，到再次稳定后，通过R1的总电荷量Q|U|C(124)40106 C3.2104 C，D项正确。3.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是()A小灯泡L变暗B电流表读数变大，电压表读数变小C电容器C上的电荷量增加D电源的总功率变小解析：选B滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由闭合电路的欧姆定律得，干路电流I增大，即电流表读数变大，小灯泡L的功率PI2R灯增大，小灯泡L变亮，路端电压UEIr减小，即电压表读数变小，电源的总功率P总EI增大，A、D错误，B正
22、确；滑动变阻器两端的电压UEI(R灯r)减小，电容器C上的电荷量QCU减小，C错误。考点三电路故障问题电路故障一般有断路和短路两大问题，高考常考出现这两类问题的原因和表现，在备考中要能正确区分并判定这两类问题，掌握常用的检查方法。1故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。(2)短路特点：用电器发生短路，表现为有电流通过电路但其两端电压为零。2检查方法电压表检测如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路电流表检测当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程欧姆
23、表检测当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在使用欧姆表检测时，电路一定要与电源断开假设法将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推断典例如图所示，电路中灯泡A、B均正常发光。忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些。电路中出现的故障可能是()AR2发生断路BR3发生断路CR2、R3同时发生断路DR1、R3同时发生断路解析假设R2断路，则A灯所在并联支路的总电阻增大，导致外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压U增大，流过R1的电流I1增大，流过灯泡所在并联支路的总电流I2(I2I总I1)减小，B灯两
24、端的电压UBI2RB3并减小，B灯变暗，A灯两端的电压UA(UAUUB)增大，A灯变亮。选项A正确，同理分析可得，选项B、C、D错误。答案A(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，若电压表示数等于电源电动势，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；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。 集训冲关1.如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可断定(
25、)AL1和L2的灯丝都烧断了BL1的灯丝烧断了CL2的灯丝烧断了D滑动变阻器R断路解析：选C由Uab6 V可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路当中出现断路故障，且在a、b之间。由Ucd6 V可知，L1与滑动变阻器R是通的，断路故障出现在c、d之间，故L2断路。所以选项C正确。2.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表读数均不为零，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是()AR1断路BR2断路CR1短路 DR3短路解析：选B若R1断路，电流表读数为零，不符合题意，故A错误；若R2断路，外电
26、路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，符合题意，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则电压表读数变小，电流表的读数变大，不符合题意，故C错误；若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则电压表读数变小，不符合题意，故D错误。3.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障()AR1短路 BR2短路CR3短路 DR1断路解析：选A若R1短路，则外部电路的电阻只剩R3，故总电阻减小，总电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变
27、大，A正确；若R2短路，电流表的示数变为零，B错误；若R3短路，电压表的示数变为零，C错误；若R1断路，电流表的示数变为零，D错误。1电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此()A电动势是一种非静电力B电动势越大，表明电源储存的电能越多C电动势的大小是非静电力做功能力的反映D电动势的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同解析：选C电动势是反映电源通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明电源储存的电能越多，故选项A、B错误，C正确；电动势的单位与电势差的单位相同，但两者在本质上不相同，故选项D错误。2.在如图所示的电
28、路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r。设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R5的滑动触头向图中a端移动时()AI变大，U变小BI变大，U变大CI变小，U变大 DI变小，U变小解析：选D当R5的滑动触头向a端移动时，R5接入电路的有效阻值减小，由电流随电阻变化的“串反并同”规律可知，与R5串联的R1、R3中的电流(即总电流)增大，与R5并联的R2、R4中的电流减小，所以电路中的电流表的读数I变小，路端电压减小，即电压表的读数U变小，故选项D正确。3.如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发
29、光时的电压高。电路故障可能是(假设电路中仅有一处故障)()Aa、c间断路 Bc、d间断路Cb、d间断路 Db、d间短路解析：选B因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路故障必是断路，D错误；若a、c间断路，两灯熄灭，电压表测得c、d间电压为0，A错误；若c、d间断路，两灯熄灭，电压表测得c、d间电压为电源的电动势，比灯泡正常发光时电压高，B正确；若b、d间断路，两灯熄灭，电压表测得c、d间电压为0，C错误。4.在如图所示的电路中，开关S原来是闭合的。现将S断开，则灯泡L的亮度和电容器C带电量的变化情况是()A灯泡L变亮、电容器C带电量增加B灯泡L变亮、电容器C带电量
30、减少C灯泡L变暗、电容器C带电量增加D灯泡L变暗、电容器C带电量减少解析：选A由题图可知，当S闭合时，R2与灯泡L串联后与R3并联，再与R1串联；当S断开时，R3断开，总电阻增大，总电流减小，R1分压及内电压减小，灯泡L两端电压增大，故灯泡L变亮；电容器C两端电压等于路端电压，因内电压减小，路端电压增大，故电容器C两端电压增大，由QUC可知，电容器C带电量增加，故A正确。5. 在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()ARM变大，且R越大，U增大越明显B
31、RM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显解析：选CS两端的电压增大，则总电流变大，总电阻变小，说明RM变小，且R越大，并联电阻减小越快，干路电流增大越明显，电压U增大越明显，C项正确。6.(2019石家庄模拟)如图所示的电路中，闭合开关S，灯泡L1和L2均正常发光。由于某种原因灯泡L2灯丝突然烧断，其余用电器均未损坏，则下列结论正确的是()A电流表读数变大，电压表读数变小B灯泡L1变亮C电源的输出功率可能变大D电容器所带电荷量减少解析：选C灯泡L2灯丝突然烧断，外电路总电阻增大，总电流减小，根据闭合电路欧姆定律知，电源的内电压减小，路
32、端电压增大，故电流表读数变小，电压表读数变大，总电流减小，则灯泡L1变暗，故A、B错误；根据电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由于电源的内阻与外电阻关系未知，电源的输出功率可能变大，故C正确；路端电压增大，灯泡L1两端的电压减小，则电阻R两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由QCU知，电容器所带电荷量增大，故D错误。7.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是()A电压表V的示数变大B电流表A2的示数变小C电流表A1的示数变小D电流表A的示数变大解析：选AB当滑片P向右滑动时，滑动
33、变阻器接入电路的电阻增大，则总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，由UEIr可知，路端电压增大，可知电流表A的示数变小，电压表V的示数变大，故A正确，D错误；因路端电压增大，R1中电流增大，电流表A1的示数变大，故C错误；因总电流减小，而R1中电流增大，则R2中电流减小，电流表A2的示数变小，故B正确。8.(多选)在如图所示的电路中，电源的内阻为r，现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()A灯泡L变亮B电压表读数变小C电流表读数变小D电容器C上的电荷量增加解析：选CD滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，导致电路总电阻增大，电路中电流
34、减小，则电流表读数变小，灯泡L变暗，故A错误，C正确；电压表读数为路端电压，由U路EIr知U路增大，故B错误；电容器两端的电压UCEIrU灯，可知UC增大，则电容器C上的电荷量增加，故D正确。9.(多选)(2019济南模拟)如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻。当光照减弱时，R3阻值增大，则()A电压表的示数增大 BR2中电流增大CL的功率减小 D路端电压增大解析：选BCD由题图可知，L与R3串联后与R2并联，再与R1串联；当光照减弱时，R3阻值增大，电路中总电阻增大，总电流减小，由UEIr可知，路端电压增大；因总电流减小，则R1两端的电压
35、减小，电压表的示数减小；并联部分电压增大，R2中电流增大，流过L的电流减小，故L的功率减小，故A错误，B、C、D正确。10.(多选)某同学按如图所示电路进行实验，电压表内阻看成无限大，电流表内阻看成零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的电路故障是()AR3短路 BRP短路CR3断路 DR2断路解析：选BDR3短路时，由于电流表内阻看成零，两电压表都被短路，示数都为零，与题不符，故A错误；RP短路时，两电压表都测量R2两端的电压，示数相同，而且都不为零，故B正确；R3断路时，电压表V2测量R2两端的电压，电压表V1测量RP和R2
36、串联的电压，电压表V1的示数大于电压表V2的示数，故C错误；R2断路时，由于电压表内阻看成无限大，两电压表都测量R3两端的电压，示数相同，而且都不为零，故D正确。第48课时电路中的能量问题(重点突破课) 考点一纯电阻电路与非纯电阻电路对纯电阻电路的分析较易，对非纯电阻电路的分析较难，学生特别容易混淆非纯电阻电路的电功和电热、电功率和热功率，理清这些知识，是学好本考点的前提。电功、电功率、焦耳定律和热功率内容表达式电功电路中电场力移动电荷做的功WqUUIt电功率单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢PUI焦耳定律电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比QI2Rt
37、热功率单位时间内的发热量PI2R典例如图所示，电源电动势E8 V，内阻为r0.5 ，“3 V,3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R1.5 。求：(1)通过电动机的电流；(2)电源的输出功率；(3)电动机的输出功率。解析(1)灯泡L正常发光，通过灯泡的电流IL1 A电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IMIL1 A。(2)路端电压UEIr7.5 V电源的输出功率PUI7.5 W。(3)电动机两端的电压UMUUL4.5 V电动机的输出功率P机UMIMIM2R3 W。答案(1)1 A(2)7.5 W(3)3 W(1)在非纯电阻电路中，欧姆定
38、律不再适用，不能用欧姆定律求电流，应用PUI求电流。(2)在非纯电阻电路中，电功大于电热，即WQ，这时电功只能用WUIt计算，电热只能用QI2Rt计算，两式不能通用。(3)由能量守恒定律得WQE，E为其他形式的能。对电动机来说，输入的功率P入IU，发热的功率P热I2r，输出的功率即机械功率P机P入P热UII2r。 集训冲关1.(多选)用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能。当调节滑动变阻器的电阻R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I10.5 A和U12.0 V；重新调节滑动变阻器的电阻R使电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为I22.0 A 和U224 V。则()A电动机内
39、线圈电阻为R线4.0 B电动机内线圈电阻为R线12 C电动机正常转动时输出的机械功率为P机48 WD电动机正常转动时输出的机械功率为P机32 W解析：选AD当电动机停止转动时，相当于一个纯电阻元件，根据欧姆定律可知，电动机内线圈的电阻R线4.0 ，A正确，B错误；当电动机正常转动时，电动机消耗的电功率PU2I248 W，电动机内线圈消耗的热功率P线I22R线16 W，故电动机输出的机械功率P机PP线32 W，C错误，D正确。2.如图所示，电源电动势E30 V，内阻r1 ，灯泡上标有“6 V12 W”字样，直流电动机线圈电阻R2 。若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率。解析：因灯泡正常发
40、光，所以I A2 AU内Ir21 V2 V所以电动机两端电压为UMEU内U30 V2 V6 V22 V电动机输出的机械功率为P机UMII2R222 W222 W36 W。答案：36 W考点二闭合电路的功率问题电源输出功率最大和电源效率最高的条件不同，而学生往往在这方面易混、易错，本部分知识是大多数学生的薄弱环节。1电源的功率(1)电路中的功率分配P总P出P内，即EIUII2r。(2)输出功率与闭合电路总电流的关系P出EII2r，当I时，P出有最大值，为Pm。若外电路是纯电阻电路，则有P出I2R。由上式可以看出当Rr时，输出功率最大，Pm当Rr时，随着R的增大，P出减小当RP2BP1P2C12
41、D1R2，所以12，选项C对，D错。答案BC(1)从图线的意义上来看，图线A表示电源的性质；图线B、C表示电阻的性质。由图线A可以求出电源的电动势和内阻，由图线B、C可以求出电阻的阻值。(2)图线A对应的函数表达式为UEIr，图线B、C对应的函数表达式为UIR。 集训冲关1.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()A5.5 B7.0 C12.0 D12.5 解析：选A由欧姆定律得UEIr，当I0时，EU，由题图图线a与
42、纵轴的交点读出电源的电动势为E3.6 V，根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为U2.5 V，电流为I0.2 A，则硅光电池的内阻为r 5.5 ，故A正确。2.(多选)在如图所示的UI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两端的电压与电流的关系图像。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知()A电源的电动势为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4 WD电源的效率为50%解析：选ABC由题图直线可得，纵轴截距为电源电动势E3 V，横轴截距为短路电流I06 A，电源内阻r0.5 ，故A正确；由直线可得，当U2 V时，I2 A，根据欧
43、姆定律可得R1 ，故B正确；两条直线的交点坐标表示该电源与该电阻串联时，电阻两端的电压和电流，交点处U2 V、I2 A，电源的输出功率PUI4 W，故C正确；电源的效率66.7%，故D错误。3.如图所示，直线A为a电源的路端电压与电流的关系图像，直线B为b电源的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图像。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()A电阻R接到a电源上，电源的效率较高B电阻R接到b电源上，电源的输出功率较大C电阻R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D电阻R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高解析：选C电源的效率，由题图可知，
44、电阻R接到a电源上时电路中电流为，短路电流为I0，根据闭合电路欧姆定律I得Rr，则a电源的效率为50%；电阻R接到b电源上时电路中电流小于，短路电流为I0，同理得Ir，UR，50%，则b电源的效率大于50%，故A错误；电源的UI图线与电阻R的UI图线的交点表示电阻R接到该电源上的工作状态，由题图知电阻R接在a电源上的电压和电流较大，a电源的输出功率较大，故B错误；由以上分析可知，电阻R接到a电源上，电源的输出功率较大，电源的效率较低，故C正确，D错误。1.如图所示的电路中，电源内阻忽略不计，电动势为E，电阻R1、R2阻值相等。保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R2消耗的功率P的说法正确
45、的是()AR2增大，P增大；R2减小，P减小BR2增大，P减小；R2减小，P增大C无论R2是增大还是减小，P均减小D无论R2是增大还是减小，P均增大解析：选C假设R1是电源的内阻，则根据外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率(外电路消耗功率)最大，可知R1R2时，R2消耗的功率最大，所以当改变R2阻值时，无论是增大还是减小，P均减小。故C正确。2. 如图所示，电源电动势E10 V，内阻r0.2 ，标有“8 V16 W”的小灯泡L恰好能正常发光，电动机线圈电阻R00.15 ，则电源的输出功率为()A16 WB440 WC80 W D400 W解析：选C电路的总电流I A10 A，则电源的输出功率为
46、PIU额108 W80 W，C对。3.如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图像，可能正确的是()解析：选C由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流，设电源提供的电流恒定为I总，根据并联电路特点可知：UU0I0R0(I总I)R0IR0I总R0，其中I总、R0为定值，由UR0II总R0，可知U与I的图像为一次函数图像，且R00，故A、B错误；由电功率的计算公式知，电路消耗总功率：PUI总(I总I)R0I总I总R0II总2R0，其中I总、R0为定值，由PI总
47、R0II总2R0，可知P与I的图像为一次函数图像，I总R0Rx，测量值大于真实值R测Rx，测量值小于真实值(二)两种接法的选择1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”。2临界值计算法Rx 时，用电流表内接法。3实验试探法：按如图所示接好电路，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，则应采用电流表外接法；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，则应采用电流表内接法。例2在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约
48、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甲或图乙所示，结果由公式Rx 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙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。解析根据题意知 ，电压表的分流作用较显著，故采用电流表内接法得到的Rx1更接近待测电阻的真实值。题图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；题图乙的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故 Rx2U
49、实，而R，所以R测R实。答案：(1)BCF(2)见解析图(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压3用一段长80 cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。(1)用多用电表粗测电阻丝的电阻，测量值约为6.0 。(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图甲所示，由此可知金属丝直径的测量结果为_mm。(3)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：A直流电源(电动势约为4.5 V，内阻很小)B电压表(量程3 V，内阻约3 k)C电压表(量程15 V，内阻约15 k)D电流表(量程0.6 A，内阻约0.125 )E电流表(量程3 A，内阻约0.025 )F滑动变阻器(阻值范围
50、015 ，最大允许电流1 A)G滑动变阻器(阻值范围0200 ，最大允许电流2 A)H开关、导线若干要求操作简便且能保证测量准确度，在供选择的器材中，电流表应选择_，电压表应选择_，滑动变阻器应选择_。(均填字母代号)(4)根据上面选择的器材，在图乙中完成实验电路的连接。解析：(2)螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度的读数为0.0143.4 mm0.434 mm，所以最终读数为：0.5 mm0.434 mm0.934 mm，因为需要估读，故0.9320.936 mm均可。(3)选择电表时，要使指针偏转尽量大一些，在其满刻度的左右偏转比较准确，故电压表选择B，电流表选择D，待测电阻6
51、 左右，为了便于调节，因此选择阻值范围015 的滑动变阻器F即可。(4)待测电阻较小，因此滑动变阻器应采用限流接法，电流表应采用外接法，其实物图如图所示。答案：(2)0.934(0.9320.936均可)(3)DBF(4)见解析图4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可用器材除了标有“6 V1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源6 V(内阻不计)B直流电流表03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5 )D直流电压表015 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器“10 2 A”F滑动变阻器“1 k0.5 A”实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测得多组数
52、据。(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。(均用序号表示)(2)按实验要求在虚线框(图甲)中画出电路图。(3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路。解析：(1)小灯泡的额定电流为I0.25 A，其电阻为R24 ，故电流表选C；为方便调节，滑动变阻器选E。(2)小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，小灯泡两端的电压要求从零开始调节，故滑动变阻器采用分压接法。电路图如图1所示。(3)实验电路连接如图2所示。答案：(1)CE(2)见解析图1(3)见解析图25(2016海南高考)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。(1)已知表头G满偏电流为100 A，表头
53、上标记的内阻值为900 。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1_，R2_，R3_。(2)用量程为3 V，内阻为2 500 的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 和5 k。为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。(3)校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_(填“M”或“N”)端。(4)若由于表
54、头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_(填“大于”或“小于”)900 。解析：(1)根据题意，R1与表头G构成1 mA的电流表，则IgRg(IIg)R1，得R1100 ；若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V，则R2910 ；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V，则R3R22 000 。(2)电压表与改装电表并联之后，电阻小于2 500 ，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50 的电阻。(3)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，使并联部分分压为零，
55、起到保护作用。(4)改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际电阻偏大，故表头G内阻的真实值大于900 。答案：(1)1009102 000(2)50(3)M(4)大于第50课时测定金属的电阻率(实验增分课)一、实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。2掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。二、实验原理1用伏安法测出金属丝的电阻，实验电路如图(甲或乙)。2由电阻定律R，得R。三、实验器材待测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。谨记
56、部分器材用途螺旋测微器测定金属丝的直径毫米刻度尺测定金属丝的长度电流表、电压表测定金属丝的电流和电压，计算电阻滑动变阻器改变通过金属丝的电流，多次测量求平均值四、实验步骤1用螺旋测微器在待测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出金属丝的横截面积S。2按实验电路图甲或乙连接好电路。3用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。4把滑动变阻器的滑片调节到接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。5拆去实验线路，整理好实验器材。
57、五、数据处理1在求Rx的值时可用两种方法(1)用Rx 分别算出各次的数值，再取平均值。(2)用UI图线的斜率求出。2计算电阻率将记录的数据Rx、l、S的值代入电阻率计算式 Rx，求出待测金属丝的电阻率。六、误差分析1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。七、注意事项1金属丝的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。2测量金属丝的有效长度，是
58、指测量金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两端点间的金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。3测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。4闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时，通过金属丝的电流I不宜过大(电流表用0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。考法一实验原理和操作1在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是()解析：选D待测金属阻值较小，在用伏安法测电阻时应
59、该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压接法，D正确。2(2019苏北四市检测)要测量某种合金的电阻率。(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率_。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为_mm。(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U11.35 V，I10.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U20.92 V，I20.32 A。根据以上测量数据判断，当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时，测量相对
60、准确，测量值Rx_(结果保留两位有效数字)。解析：(1)合金丝电阻：R，则电阻率：；由题图甲可知，其读数为：0.5 mm15.70.01 mm0.657 mm。(2)如图所示。(3)根据0.32，0.07，可知电压表示数变化较大，说明电流表分压作用较大，因此采用电流表外接法时测量相对准确，即S2处于位置b，根据欧姆定律有：Rx 2.9 。答案：(1)0.657(2)见解析图(3)b2.9考法二数据处理和误差分析3小张同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率，待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、开关、
61、待测金属丝及导线若干。(1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图1和图2所示，可得其长度L_cm，直径D_mm。(2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值，要求电压从0开始变化。请将图3所示实物电路图中所缺导线补全。(3)图4是根据实验中测得的6组电流I、电压U的值描绘的点，由图可求出电阻值R_(保留3位有效数字)。(4)请写出待测金属丝的电阻率的表达式_(用测得的物理量符号和已知常数表示)。解析：(1)待测金属丝长度测量值为59.40 cm；螺旋测微器的读数为043.40.01 mm 0.434 mm，即待测金属丝直径测量值为0.434 mm。(2)要求电压
62、从0开始变化，故滑动变阻器采用分压接法；待测金属丝电阻较小，电流表采用外接法。实物电路图连接如图甲所示。(3)在题图4中用直线拟合各数据点，使直线通过尽量多的点，其他点均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点，如图乙所示，直线的斜率表示待测金属丝的电阻，根据所画直线可得R5.80 。(4)由电阻定律可知，R，S，解得：。答案：(1)59.400.434(0.4330.435均可)(2)见解析图甲(3)5.80(5.705.90均可)(4)4滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成，为了在不破坏滑动变阻器的前提下粗略测量电阻丝的电阻率，某同学做了如下实验：(1)测得螺线管1 cm长度上的
63、电阻丝匝数为n，则电阻丝的直径d_m。(2)如图甲所示，用游标卡尺测量滑动变阻器绕有电阻丝部分的外径D，用刻度尺测量电阻丝螺线管的总长度L。游标卡尺示数如图乙，则螺线管的外径D是_m。螺线管外径D远大于电阻丝直径d，则绕制滑动变阻器的电阻丝的总长度可表示为_(用n、D、L和已知常数表示)。(3)用以下器材测量待测滑动变阻器R1的总电阻：A待测滑动变阻器R1(总电阻约为50 )B电流表A1(量程为50 mA，内阻r1为10 )C电流表A2(量程为300 mA，内阻r2约为4 )D滑动变阻器R2(最大阻值为10 )E定值电阻R0(阻值为10 )F电源E(电动势约为3 V，内阻不计)G单刀单掷开关S
64、，导线若干测量中要求电流表的读数不小于其量程的，方框内为该同学设计的电路图的一部分，请将电路图补画完整。(4)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测得量计算滑动变阻器总电阻的表达式为R1_。(5)计算绕制滑动变阻器的电阻丝的电阻率的表达式为_(n、d、D、L、R1表示)。解析：(1)由题意得，电阻丝直径d102 m。(2)根据游标卡尺读数规则，螺线管外径D31 mm80.05 mm31.40 mm3.140102 m。总长度为L的螺线管上电阻丝匝数N100Ln，滑动变阻器上绕的电阻丝总长度为L总DN100DLn。(3)根据器材规格及实验要求知，测量滑动变阻器
65、R1接入电路中的电阻，可以先将电流表A1和滑动变阻器R1串联，然后与定值电阻R0并联，采用电流表A2测量整个并联电路的总电流，滑动变阻器R2采用分压接法，电路如图所示。(4)由欧姆定律得(I2I1)R0I1(R1r1)，解得R1R0r1。(5)由电阻定律得R1，S，L总100DLn，联立解得。答案： (1)102(2)3.140102或0.031 40100DLn(3)见解析图(4)R0r1(5)(1)利用图像进行数据处理时，要首先推导出纵横坐标轴物理量的关系式。(2)用平滑的曲线进行连线，让尽量多的数据描点落在图线上；如果连线为直线，不能落在连线上的点应均匀分布在两侧，偏差太大的点应舍弃。(
66、3)充分应用图像的斜率、截距等几何元素，并注意纵横起始坐标是否为0。 例1为测量某金属丝的电阻率，小明同学取来一段粗细均匀、长为L0的金属丝进行实验。(1)用螺旋测微器测金属丝的直径d，读数如图甲所示，则d_mm。(2)用一电阻挡有三个倍率(分别是1、10、100)的多用电表粗测金属丝的电阻。选用10挡测量时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到_挡。重新正确操作后，表盘的示数如图乙所示，其读数为_。(3)为进一步准确测量金属丝的电阻，实验室提供的器材有：A直流电源E(电动势4 V，内阻不计)；B电流表A1(量程0.6 A，内阻约1 )；C电流表A2(量程150
67、 mA，内阻约2 )；D电压表V(量程3 V，内阻约10 k)：E滑动变阻器R1(阻值范围015 ，允许通过的最大电流2.0 A)；F滑动变阻器R2(阻值范围02 k，允许通过的最大电流0.5 A)；G金属丝Rx，开关、导线若干。实验中，小明设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填字母序号)。实验时，开关S2应接_(选填“1”或“2”)。请用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接(部分连线已画出)。若实验中测得该金属丝的电阻为R0，则计算这种金属丝电阻率的表达式为 _(用题中给定的物理量符号和已知常数表示)。 三步化“新”为“熟”1本实验有所创新，但实验目的仍是测定
68、金属丝的电阻率。2本实验依据的实验原理是R和R，测出金属丝的电阻和长度以及横截面积，就可以确定金属丝的电阻率。3本实验创新点有两处，一是先用多用电表粗测金属丝电阻的大小，目的是确定电流表量程的选择及电流表的内接法、外接法的选择；二是实验电路中使用了单刀双掷开关，考查了内接法、外接法的选择。解析(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为18.00.01 mm0.180 mm，所以最终读数为0.5 mm0.180 mm0.680 mm。(2)用10挡测量金属丝的电阻时，表头指针偏转角度很大，说明所选挡位太大，为了较准确地进行测量，应换到1挡。由题图乙可知，该金属丝的阻值是：R22
69、1 22 。(3)通过金属丝的最大电流I A136 mA，所以电流表选择量程150 mA的C；滑动变阻器采用分压接法，选择阻值范围小的E，便于调节；临界电阻 100 ，因为Rx，所以电流表采用内接法测量误差较小，由于滑动变阻器的最大阻值小于盐水柱的电阻，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示。(3)由题图看出，R与L2成正比，即有RkL2，由电阻定律得：R，若D，有：kL2，则D，又体积VLS，解得：D。答案(1)1 250(2)见解析图(3) 创新角度归纳实验原理的拓展根据R，实验不仅能测量电阻率，还可测量导线长度、横截面积、直径、厚度等，测电阻时除了伏安法还有其他多种方法实验器材的替
70、代被测量物多样化，可以是金属丝、圆柱体、圆桶、电解液等。电压表可用电流计和定值电阻串联代替。测量阻值很小的电阻时可以将该电阻与定值电阻串联数据处理的创新测量电阻时除了用公式计算法还经常用图像法1在“测定金属的电阻率”的实验中，由可知，对实验结果的准确性影响最大的是()A金属丝直径d的测量B电压U的测量C电流I的测量 D金属丝长度l的测量解析：选A四个选项中的四个物理量对实验结果的准确性均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方，A对。2某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示，可知此次测得康铜丝的直径为_mm。图乙是测量康铜丝电阻的原理图，利用该电路图测出的电阻值比真实
71、值_(选填“偏大”或“偏小”)。解析：螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为0.0138.0 mm0.380 mm，所以金属丝的直径为1.5 mm0.380 mm1.880 mm。题图乙中电流表采用了外接法，电压值是真实的，由于电压表的分流，电流值偏大，根据R得测出的电阻值偏小。答案：1.880偏小3为测量一根金属丝(电阻约5 )的电阻率，选用的电学器材：电压表(量程3 V，内阻约3 k)，电流表(量程0.6 A，内阻约0.2 )，滑动变阻器(015 )，学生电源(稳压输出3 V)，开关，导线若干。(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同
72、时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮_(选填“A”“B”或“D”)发出“喀喀”声时停止；某次的测量结果如图乙所示，其读数为_mm。(2)用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整。(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，作出图线，求出该金属丝的电阻值为_(结果保留两位有效数字)。(4)有人认为用图像法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的观点是否正确？_；请说明理由_。解析：(1)由螺旋测微器的使用方法知，应调节微调旋钮D；读数为：0.5 mm4.00.01 mm0.540 mm。(2)待测金属丝的阻值较小，电流表采用外接法，实物连接如图1。(3)利用描点
73、作图，将各组数据连接成直线如图2，图线斜率表示电阻，R 4.5 。(4)他的观点不正确，利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差。答案：(1)D0.540(0.5390.541均可)(2)见解析图1(3)见解析图24.5(4.44.6均可)(4)不正确利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差4.某同学利用图甲所示电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势为3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表A1 、A2(量程为3
74、mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值为9 999 )，定值电阻R0(可供选择的阻值有100 、1 k、10 k)，开关S，导线若干，刻度尺。实验步骤如下：A测得圆柱形玻璃管内径d20 mm；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1 、A2示数，分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值R；D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C；E断开S，整理好器材。(1)为了较好地完成该实验，定值电阻R0应选_。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx_(用R0、R、I1、I2表示)。(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1 、
75、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的RL关系图像，则自来水的电阻率_m(结果保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。解析：(1)电源电动势为3 V，电流表的量程为3 mA，则最小电阻R 1 k，故定值电阻选1 k 的即可。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx满足I1RxI2(R0R)，即Rx。(3)当I1I2时，则RxR0R，即R0R，则RLR0，由题图乙可知： /m5104 /m，S2d2，则51043.14(20103)2 m16 m；若电流
76、表内阻不能忽略，则：RxrAR0RrA，即RxR0R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。答案：(1)1 k(2)(3)16不变5实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，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：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
77、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_(填“a”或“b”)端。(2)如图丙所示，在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(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(结果保留两位有效数字)。解析：(1)根据电阻定律Rx，可求得这部分铜导线的电阻大约为1.7 ，则RxR04.7 ，作为限流用的滑动变阻器如果用R1，当调到接入电路的电阻最大时电路中的电流大于电流表的量程，因此滑动变阻器应选R2。开始时作为限流用的滑动变阻器接入电路的电阻应为最大值，故滑片应
78、移至a端。 (2)实物图如图所示。(3)根据题图乙和电压表的量程可读得电压表的示数为2.30 V。(4)根据电阻定律，铜导线与R0的串联电阻R 4.6 ，所以铜导线的实际电阻RxRR01.6 ，根据Rx得导线长度l94 m。答案：(1)R2a(2)见解析图(3)2.30(4)94第51课时描绘小电珠的伏安特性曲线(实验增分课)一、实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线。2分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理1电路原理如图甲所示，测多组小电珠的U、I的值，并绘出其伏安特性曲线(图乙)。2由图线的斜率反映电流与电压的关系，以及温度的影响。三、实验器材学生电源(46 V直流)或电池组、小电珠(3.8
79、 V,0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。谨记部分器材用途滑动变阻器改变小电珠电流、电压，测出多组数据坐标纸在坐标纸上建立坐标系、描点并画图像四、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压接法，按电路原理图连接好实验电路。2把滑动变阻器的滑片调节到电路原理图中最左端，电路连接经检查无误后，闭合开关S。3移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S。U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.41.82.22.63.03.43.8I(A)4.拆除电路，整理仪器。
80、五、数据处理1在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。2在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)。3将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。六、误差分析1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会造成系统误差。2电流表、电压表的读数造成偶然误差。3在坐标纸上描点、作图造成偶然误差。七、注意事项1电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。(2)滑动变阻器应采用分压接法：目的是使小电珠两端的电压从零开始连续变
81、化。2闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠两端的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。3小电珠的伏安特性曲线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V 左右绘点要密，防止出现较大误差。4当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，达到额定值记录I后马上断开开关。5误差较大的点舍去，小电珠的伏安特性曲线应是平滑曲线而非折线。考法一实验原理和操作1某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的IU图像，如图所示，则下列判断正确的是()A图乙表示的电阻遵从欧姆定律B图甲、丙的曲线一定是偶然
82、误差太大C图甲表示的电阻阻值随电压升高而增大D图丙表示的电阻能作为标准电阻使用解析：选A由题图知，图乙是线性元件的IU图像，遵从欧姆定律，故A正确；图甲、丙是不同的非线性元件的IU图像，不是偶然误差大，故B错误；IU图像上某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，根据图甲可知，随电压升高电阻阻值减小，故C错误；图丙表示的电阻随电压的变化而变化，不能作为标准电阻使用，故D错误。2如图所示为“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。完成下列实验步骤：(1)闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_。(2)闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，_。(3)断开开关。根据实验
83、数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。解析：(1)使滑动变阻器的滑片滑至最左端。(2)增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压。答案：见解析考法二数据处理和误差分析3要描绘一个标有“3 V0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 )电流表(量程0.6 A，内阻约为1 )电压表(量程3 V，内阻约为3 k)滑动变阻器(最大阻值20 ，额定电流1 A)(1)实验电路应选用_(填字母代号)。(2)以电压表的读数U为横轴，以电流表的读
84、数I为纵轴，根据实验得出的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图所示。由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻_(选填“增大”或“减小”)，其发生变化的原因_。(3)如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 的电源两端，电路接通后小灯泡两端的电压是_V。解析：(1)由题意得，本实验要求从电压表读数为零开始测量，故滑动变阻器应采用分压接法；由于小灯泡电阻较小，因此应采用电流表外接法，故选择B电路。(2)IU图像中任一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图线可知，随着电压的增大，小灯泡的电阻增大，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。(3)作出电源的伏安特性曲线，如图所示，由图可知，小灯泡两
85、端的电压约为0.7 V。答案：(1)B(2)增大灯丝的电阻随温度升高而增大(3)0.74(2019宜兴高三调研)某学习小组欲描绘小灯泡(“3 V，1.5 W”)的UI图线，可选用的实验器材如下：A电池组：电动势约为4.5 V，内阻可不计；B双量程的电压表：V1：量程3 V，内阻约为3 k；V2：量程15 V，内阻约为15 k；C双量程的电流表：A1：量程0.6 A，内阻约为1 ； A2：量程3 A，内阻约为0.1 ；D滑动变阻器R：阻值范围010 ，允许通过的最大电流为2 A；E开关S，导线若干。在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：(1)根据以上器材，用笔画线代替导线将实物图1连接成完
86、整电路。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到_(选填“A”或“B”)端。(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如表所示，请在图2所示的坐标纸上画出小灯泡的UI图线。组数1234567U/V00.280.580.921.502.003.00I/A00.100.200.300.400.450.49(4)根据UI图线可得小灯泡在常温下的电阻约为_(结果保留两位有效数字)。解析：(1)本实验应采用滑动变阻器分压接法以获得多组数据，同时由于小灯泡内阻较小，应采用电流表外接法以减小误差；故连线如图甲所示。(2)由图甲可知测量电路与滑动变阻器的左侧并联，为了让小灯泡两端的电压值从零开始调节，开始时滑片应
87、移到A端。(3)根据描点法可得出对应的UI图线如图乙所示。(4)在图乙中作出UI图线过原点的切线，如图丙所示；小灯泡在常温下的电阻即UI图线过原点的切线的斜率；故R 2.3 。答案：(1)见解析图甲(2)A(3)见解析图乙(4)2.3(2.22.4均可)要充分发掘图像的“潜能”进行数据处理，如在同一个UI 或IU坐标系内画小灯泡和电源的图线，交点即表示把小灯泡直接连在电源两端的工作状态，从而得到小灯泡的电压、电流、功率，以及电流的内部功率等。 例1(2018全国卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 80 范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻
88、RT，其标称值(25 时的阻值)为900.0 ；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 )，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )；电阻箱R2(阻值范围0999.9 )；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 。实验得到的R2
89、t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端。(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线。(3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性。当t44.0 时，可得RT_。(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为_，则手心温度为_。 三步化“新”为“熟”1本题实验目的是探究热敏电阻的温度特性，和探究小灯泡的伏安特性有很多相似之处。2实验中使用了替
90、代法，能准确地确定热敏电阻在不同温度下的阻值。3本实验用R2t图像表达热敏电阻的温度特点，采用描点法画出图像，并应用图像分析有关问题。解析(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。(2)把t60 和t70 对应的两组数据在坐标纸上画点，然后用平滑的曲线画出R2t曲线，使尽可能多的点位于曲线上，如图所示。(3)由图像可知t44.0 时，电阻的阻值约为450 。(4)由题图(c)可得电阻箱阻值为620.0 ，由图像可得温度约为33.0 。答案(1)b(2)见解析图(3)450(4)620.033.0例2某实验小组要探究一小灯泡的电压与电流的关系，并研究小灯泡在不同电
91、压下的实际功率，实验电路如图甲所示。(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应在_(选填“a”或“b”)端。(2)闭合开关，把滑片P向一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，则电路中出现故障的元件可能是_(选填“A”或“B”)。A小灯泡B滑动变阻器(3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的UI图线如图乙所示，可判定在图丙中小灯泡的功率P与加在小灯泡两端电压的平方U2的图线正确的是_(选填“1”“2”或“3”)。(4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端，已知电源的电动势E3 V、内阻r2 ，则此时每个小灯泡的实际功率为_W(结果保留两位有效数字)。 三步化“新”为“熟
92、”1本题实验目的是研究小灯泡的UI图线及实际功率，和探究小灯泡的伏安特性曲线的实验基本相同。2根据P，由于小灯泡电阻随温度的升高而增大，PU2 图线的斜率应逐渐变小。3根据电源的UI图线和小灯泡UI图线的交点坐标，可确定小灯泡接在电源上的实际功率。解析(1)闭合开关前，滑片P应置于a端，使测量电路电流、电压均为零。(2)电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，说明测量电路导通，控制电路中的滑动变阻器没有起作用，故电路中出现故障的元件可能是滑动变阻器。(3)由题图乙可得，随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻增大，由P得，则P随U2的变化变缓，题图丙中正确的图线为3。(4)设小灯泡两端的电压为
93、U，流过每个小灯泡的电流为I，则EU2Ir，得U34I，在题图乙中画出电源的UI图线如图所示，交点坐标U2.20 V，I0.200 A，所以每个小灯泡消耗的电功率为PUI0.44 W。答案(1)a(2)B(3)3(4)0.44(0.430.45均可) 创新角度归纳实验情境的创新除研究小灯泡伏安特性曲线，还可研究日常生活中的材料或元件的伏安特性曲线器材的改进或替换在没有合适的电压表、电流表的情况下可以先改装，再使用，如：(1)扩大电压表量程：(2)扩大电流表量程：实验原理的创新根据画出的图像，不仅可以分析元件的伏安特性，还可分析电阻、电阻率的变化、计算小灯泡实际功率等1现要用伏安法描绘一只标有“
94、2.5 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻3 k)B电流表(00.6 A，内阻0.5 )C电流表(03 A，内阻0.1 )D滑动变阻器(10 ，2 A)E滑动变阻器(100 ，1.0 A)F蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)实验要求多测几组数据，则滑动变阻器应选用_，电流表应选用_(均用字母序号表示)。(2)用笔画线代替导线将图甲连接成实验所需实物电路图。(3)通过实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得小灯泡正常工作时的电阻为_(结果保留两位有效数字)。解析：(1)本实验要求多测几组数据，滑动变阻器应选用分压接法，故滑动变阻器应选
95、最大阻值较小的D；由PUI可得，最大电流为I0.24 A，电流表应选B。(2)由(1)知，滑动变阻器采用分压接法；小灯泡电阻较小，电流表选用外接法，实物电路图如图所示。(3)由题图乙可知，当电压为2.8 V时，电流为0.26 A，故电阻R 11 。答案：(1)DB(2)见解析图(3)112某同学进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验器材有：电压表：量程为3 V，内阻为3 k电流表：量程为0.6 A，内阻约为2 定值电阻R0：阻值为1 k小灯泡L：额定电压为3.8 V滑动变阻器R：阻值范围为010 电池E：电动势为6 V开关S，导线若干(1)该同学按如图甲所示的电路图进行实验，当电压表示数为
96、1.20 V时，小灯泡两端的电压为_V(保留三位有效数字)。(2)通过正确实验操作和读数，得到了一组电压表的示数和电流表的示数，部分数据如表所示：电流/A0.0850.1550.2120.2350.2780.315电压/V0.170.601.201.502.102.70在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线。(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为_，实际功率为_W(结果均保留两位有效数字)。解析：(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻串联后并联接在小灯泡两端，则小灯泡两端的实际电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U(RVR0)(31)
97、V1.60 V。(2)由(1)可知，小灯泡两端的实际电压UUV，根据题表中数据可得表中从左到右的电流对应的实际电压分别为：0.23 V、0.80 V、1.60 V、2.00 V、2.80 V、3.60 V，利用描点法可得出对应的伏安特性曲线，如图1所示。(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与小灯泡两端的电压相等，作出电源的伏安特性曲线，则两图像的交点表示小灯泡的工作点，由图2可知，小灯泡的电压为1.18 V，电流为0.180 A；由欧姆定律可知，小灯泡电阻R 6.6 ，小灯泡的功率PUI1.180.180 W0.21 W。答案：(1)1.60
98、(2)见解析图1(3)6.60.213学校开放实验室，同学们计划探究“1.0 A6.0 W”小灯泡的伏安特性，要求电压可以从0开始连续调节，同时较准确地测其在额定电流下的实际功率，可供选用的器材如下：电流表，量程3 A，内阻约为0.1 ；电流表，量程0.5 A，内阻r24 ；电压表，量程3 V，内阻rV1.0 k；标准电阻R1，阻值4 ；标准电阻R2，阻值2.0 k；滑动变阻器a，阻值0到10 ，额定电流1.0 A；滑动变阻器b，阻值0到20 ，额定电流2.0 A；学生电源，电动势约为8 V，开关及导线若干。(1)请在虚线框中画出满足要求的实验电路图，并在图上标明所选器材代号。(2)某次实验中
99、电流表满偏时，电压表的指针如图所示，电压表的读数为_V，小灯泡在额定电流下的实际功率为_W。解析：(1)要求电压可以从0开始连续调节，实验时滑动变阻器需采用分压接法，小灯泡的电流达到额定电流1.0 A时，如果再有电压表的分流，流过滑动变阻器的电流会大于1.0 A，使用滑动变阻器a可能会烧毁，所以应选的滑动变阻器是b。电流表量程3 A太大，测量数据不够精确，不能选用，电流表量程0.5 A太小，但可以与标准电阻R1并联改装成量程1.0 A的电流表。估算小灯泡的额定电压约为6 V，用量程3 V的电压表与阻值20 k标准电阻R2串联可以改装成量程9 V的电压表。为了能够方便、准确的控制通过小灯泡的电流
100、，应采用电流表内接法，如果采用外接法，由于电压表的分流，小灯泡达到额定电流1.0 A时将超过改装后的电流表的量程，电路设计如图所示。(2)电压表读数为2.60 V，由(1)知改装后的电压表总电压是2.603 V7.80 V，电流表满偏即改装后的电流表总电流为1.0 A，改装后的电流表总内阻为2 ，其分压为2 V，故小灯泡两端真实电压为5.80 V，小灯泡在额定电流1.0 A 下的实际功率为5.8 W。答案：(1)见解析图(2)2.605.84(2019苏锡常镇四市调研)小明同学想研究一段铅笔芯的伏安特性，他连接了如图甲所示的实验电路。小亮同学认为小明的电路并不完善，他在该电路上增加了一条导线，
101、得到了小明的认同。(1)请你用笔画线在图甲中加上这条导线。(2)对小亮完善后的电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于_(选填“最左端”或“最右端”)。(3)闭合开关后，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如表所示：电流I/A00.080.160.240.320.400.48电压U/V00.631.221.681.972.232.44请根据表中的数据，在图乙坐标系中作出铅笔芯的伏安特性曲线。(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，铅笔芯的电阻率_(选填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)完善电路如图1(只需增加导线1或2)。(2)完善后的电路滑动变阻器采用了分压接法，在闭合开关
102、前，滑动变阻器的滑片应先置于最左端。(3)伏安特性曲线如图2。(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，图线上各点与原点连线的斜率变大，根据R可知，铅笔芯的电阻变小，电阻率减小。答案：(1)见解析图1(2)最左端(3)见解析图2(4)减小第52课时测定电源的电动势和内阻(实验增分课)一、实验目的1测定电源的电动势和内阻。2加深对闭合电路欧姆定律的理解。二、实验原理1如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。2.用图像法处理数据，在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图像，如图丙所
103、示，直线跟纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线斜率的绝对值即内阻r的值。三、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。谨记部分器材用途电压表、电流表测定路端电压和电路中电流滑动变阻器改变电路中的电流和路端电压刻度尺画出UI图线四、实验步骤1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验原理图甲或乙连接好电路。2把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最大的一端。3闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)，用同样方法测量出6组I、U的值。填入表格中。第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A4.断开开关，拆除电路，整理好器材
104、。五、数据处理1公式法将6组对应的U、I数据代入关系式：U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。2图像法在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标系内描出各组(I，U)值所对应的点，然后作一条使落在线上的点尽量多的直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即为电源电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电源的内阻r，即r。六、误差分析1偶然误差(1)由于读数不准和电表线性不良引起误差。(2)
105、用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。(3)实验时通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。2系统误差(1)若采用图甲电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差值越大。其UI图像如图丁所示。结论：E测E真，r测r真。七、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。2在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化。3要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。4画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数
106、据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流，而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。考法一实验原理和操作1某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()A一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器B一个电压表和多个定值电阻C一个电流表和一个电阻箱D两个电流表和一个滑动变阻器解析：选D由EUIr、EIRIr、EUr知，要测量E和r，需要测出多组U、I或I、R或U、R值，选项A、B、C均可满足测量需要，选项D中R无法测出，最不可取。2在测
107、一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 )的电动势和内阻的实验中，电压表和滑动变阻器各有两个供选择：A电压表量程为15 VB电压表量程为3 VC滑动变阻器为020 ，3 AD滑动变阻器为0500 ，0.2 A电压表应该选_(填“A”或“B”)，这是因为_。滑动变阻器应该选_(填“C”或“D”)，这是因为_。解析：待测干电池电动势约为1.5 V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大，故电压表应该选B；D滑动变阻器阻值范围太大而且额定电流过小，调节不方便，故滑动变阻器应该选C。答案：BA电压表量程过大，读数误差较大CD滑动变阻器阻值范围太大而且额定电流过小，调节不方便电学
108、实验器材的选取必须考虑安全性、准确性，以及易操作性。具体以电表来说就是，量程足够或为了减小误差允许量程稍微偏小一些，而相同量程的电压表内阻越大或电流表内阻越小时越接近理想电表。 考法二数据处理和误差分析3在“测定电源的电动势和内阻”的实验中：(1)按图甲所示的实验电路，用笔画线代替导线把图乙中的实物电路连接完整。(2)图丙是根据实验数据作出的UI图像，由图可知，电源的电动势E_V，内阻r_。解析：(1)实物电路图如图所示。(2)由题图丙可知，电源的UI图像与纵轴交点的纵坐标值是1.5，则电源电动势E1.5 V，电源内阻r1 。答案：(1)见解析图(2)1.514要精确测量一个直流电源的电动势和
109、内阻，有下列实验器材可供选择：A待测电源(电动势约为4.5 V，内阻约为2 )B电流表A1(量程为0.6 A，内阻为1 )C电压表V1(量程为15 V，内阻为3 k)D电压表V2(量程为3 V，内阻为2 k)E定值电阻R1500 F定值电阻R21 000 G滑动变阻器R(阻值范围为020 )H开关及导线若干(1)该实验中电压表应选_，定值电阻应选_(均选填器材前面的序号)。(2)在方框中画出实验电路图。 (3)若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，从理论上分析，电源电动势E和内阻r间的关系式应为E_。解析：(1)待测电源的电动势约为4.5 V，用量程为15 V的电
110、压表V1读数误差大，选用量程为3 V的电压表V2，需串联电阻扩大量程，串联的定值电阻RRV1 000 。故电压表应选D，定值电阻应选F。(2)如图所示。(3)由(1)中电压表量程扩大方法知，电压表读数为U时，路端电压为U，由闭合电路的欧姆定律，对甲图，有EU(1r)I，对乙图，有EUr。答案：(1)DF(2)见解析图(3)U(1r)I或Ur5某同学利用理想电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05 )一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图甲。(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。(2)请完成下列主要实验步骤：检查并调节电压表指针指零
111、；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是_；将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；将开关S2_，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1。(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留两位有效数字)。解析：(1)如图所示。(2)由题图丙读得电阻箱阻值为R20 ；将S1闭合、S2断开，电压表示数为电源电动势E1.49 V；将S2闭合，电压表示数1.16 V为R两端电压。(3)因电压表为理想电表，则干路电流I A0.058 A。因为I，所以rR0R0.69 。答案：(1)见解析图(2)20 闭合(3)0.69 例1(2018江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内
112、阻。(1)图1所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.75.95.34.53.8根据表中数据，在图2方格纸上作出R关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_。(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图3所示，则该干电池的电动势应为_V
113、；内阻应为_。 三步化“新”为“熟”1本题实验目的是测定电池的电动势和内阻。2根据闭合电路欧姆定律EIRIr，推导出REr，画出R图像，则图线的斜率为电动势E，纵轴截距的绝对值为内阻r。3通过电阻箱改变R，测出每一个电阻值对应的电流I，并取倒数，在坐标纸上建立R坐标，描点并画出图像。解析(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，以确保实验仪器、仪表的安全。(2)根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)，整理可得RrEr，即R图像为直线，描点连线后图像如图所示。根据图像可知r1.2 ，图像的斜率为电动势E，在R图像上取两点(2,1.58)、(5,5.71)，则E V1.38 V。
114、(3)题图3的读数为66103 V，根据欧姆定律，得电流表的内阻rA 0.2 ，由EI(RrrA)得RE(rrA)，R图像的斜率仍为电动势E，即E1.38 V，而干电池的内阻应为rrrA1.0 。答案(1)开关未断开；电阻箱阻值为零。(2)见解析图1.381.2(3)1.381.0例2某同学在做“测电源的电动势和内阻”的实验中，给电源串联了一只R01.5 的保护电阻，实验电路如图(a)所示。(1)用完好的导线连好电路后，该同学闭合开关S，发现电流表示数为零，电压表示数不为零，检查发现各接线柱均未接错，且接触良好。他用多用电表的电压挡检查电路。在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度处，应先
115、调整图(b)中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。将两表笔分别接b、c，d、e时，示数均为零，两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障原因是_。(2)排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据，并且根据数据在坐标系中描出了对应的点，如图(c)所示，请画出UI图像。I/A0.100.170.250.300.40U/V1.201.000.800.600.55(3)由UI图像求出实验中电源的电动势E_V，内阻r_。(结果均保留三位有效数字)(4)本次实验产生系统误差的原因是_。 三步化“新”为“熟”1本题的实验目的是测定电源的电动势和内阻，但首先要用多用电表检查电路故障。2根据
116、EUIr，UEIr可知，UI图像的纵轴截距为电源电动势，斜率的绝对值为内阻。3通过实验电路的原理可分析出实验误差的来源。解析(1)开始时指针不在左边“0”刻度时应进行机械调零，故应调节A(指针定位螺丝)进行调节。电流表示数为零，电压表示数不为零，则电流表或滑动变阻器断路，用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接b、c，d、e时，示数均为零，两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，说明c、d之间断路，即滑动变阻器断路。(2)由描点作图法得出UI图像如图所示。(3)UI图线是一条倾斜的直线，纵轴截距为1.50，所以电源电动势E1.50 V，图线的斜率绝对值k2.89 ，所以内阻r(2.891.5
117、)1.39 。(4)由题图(a)可知，将保护电阻作为内阻处理后，电压表并联在电源两端，故电压表示数准确，但由于电压表内阻的影响而导致电流表示数偏小，故误差原因是电压表分流。答案 (1)A滑动变阻器断路(2)见解析图(3)1.50(1.401.60均可)1.39(1.171.61均可)(4)电压表分流 创新角度归纳创新角度创新解读实验原理的拓展换用不同的器材，可以用“安阻法”和“伏阻法”进行实验安阻法伏阻法实验器材的替代(1)可用电阻箱替代滑动变阻器(2)可用电压表和定值电阻替代电流表，也可用电流表和定值电阻替代电压表数据处理的创新实验中除了作UI图像，还可作R图像， 图像等，只要能列出函数关系
118、，找出斜率、截距即可 1某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，采用图甲所示电路，所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，电路实物图如图乙所示。(1)该学生接线中错误和不规范的做法是_。A滑动变阻器不起变阻作用B电流表接线有错C电压表量程选用不当D电压表接线不妥(2)该同学将电路按正确的方式连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验。某一次电表的示数如图丙所示，则电压表的读数为_V，电流表的读数为_A。(3)该同学实验完毕，将测量的数据反映在UI图上(如图丁所示)，根据该图线，可求出干电池的电动势E_V，内阻r_。解析：(1)由题图乙可知，滑动变阻器均接下边两个接线柱，起不到变阻作用；电压表的
119、正接线柱应与开关连接，使开关对电压表有控制作用，故应选A、D。(2)电压表读数用“十分之一”估读法，得：1.20 V，电流表读数用“二分之一”估读法，得：0.26 A。(3)题图丁图线与纵轴交点纵坐标值表示干电池的电动势大小，则E1.48 V，图线斜率的绝对值表示内阻，即r 0.77 。答案：(1)AD(2)1.200.26(3)1.480.772根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻。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R坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0150 ，请完成
120、以下数据分析和处理。(1)图乙中电阻为_的数据点应舍掉。(2)在坐标纸上画出R的关系图线。(3)图线的斜率是_(V11)，由此可得电池电动势Ex_V(计算结果均保留三位有效数字)。解析：(1)根据画图描点原则，应舍掉电阻为80 的数据点。(2)如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律：ExU12(Rrx)，所以，由(2)中图线可知斜率0.004 57(V11)，解得Ex1.46 V。答案：(1)80(2)见解析图(3)0.004 571.463某同学为了测量电源的电动势和内阻设计了图(a) 所示电路，所用的实验器材有：待测电源，量程为3 V 的电压表V(内阻无穷大)，电阻箱R，阻值未知的定值电阻R
121、0，开关K1，双掷开关K2。实验步骤如下：调节电阻箱的阻值为20 ，K2接a，闭合K1，记下电压表的读数为2.00 V，断开K1；保持电阻箱的阻值不变，K2切换到b，闭合K1，记下图(b)所示电压表的读数，断开K1；将K2再切换到a，闭合K1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，断开K1；以为纵坐标，为横坐标，绘出图线(用直线拟合)。回答下列问题：(1)图(b)所示电压表的读数为_V，定值电阻R0_。(2)用E、r表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为_。(3)依据实验数据绘出的图线如图(c)所示，则电源电动势E_V，内阻r_(结果均保留两位有效数字)。解析：(1)电
122、压表量程为3 V，由题图(b)知最小分度为0.1 V，可得其读数为2.30 V；当R20 ，K2接a，闭合K1时，得通过R的电流为 A0.1 A，K2切换到b，闭合K1时，电阻箱与R0串联，则由欧姆定律可知，R03.0 。(2)由实验步骤及闭合电路欧姆定律可知，UR，变形可得：。(3)题图(c)中，图线与纵坐标轴的交点纵坐标值为0.34，由(2)中关系式可得E V2.9 V，图线斜率k，由图线数据知k1.44，解得r1.2 。答案：(1)2.303.0(3或3.00)(2)(3)2.91.2(1.11.3均可)4电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小
123、组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势。测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为_V。(2)用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5 。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的R图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E_V，内阻r_。(3)分析图丙可知，电池_(选填“A”“B”“C”或“D”)最优。解析：(1)用多用电表直流电压50 V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确
124、结果，由指针指示可知电池A的电动势：E11.0 V。(2)根据闭合电路欧姆定律有：EI(R0r)IR，因此有：R(R0r)，由此可知，题图丙中图线的斜率表示，纵轴截距表示。由图线C可知：k，0.5，由此解得：E12 V，r1 。(3)电动势大、内阻小的电源最优，由题图丙可知图线C代表的电源电动势最大，内阻最小，因此最优。答案：(1)11.0(2)121(3)C第53课时练习使用多用电表(实验增分课)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、实验原理1外部构造(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电
125、流、电压、电阻等。(2)表的上部为表盘，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。(3)由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，图中的第二行就是直流电流、直流电压和高压交流电压共用的标度。2欧姆表内部构造和原理(1)欧姆表内部电路简化如图。(2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig。当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I，故每一个未知电阻都对应一个电流值I。由于I与R是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处。当Rx
126、RgRr时，I，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。三、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。谨记部分器材用途多用电表可测量电压、电流和电阻等电学黑箱内有很多未知元件，可用多用电表进行探索二极管可用多用电表检测其单向导电性四、实验步骤1测量前准备(1)观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。(2)检查多用电表的指针是否停在表盘电流刻度的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔。2直流电压和直流电流的测量(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡
127、两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。3用多用电表测电阻的步骤(1)调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。(2)将选择开关置于欧姆“1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置。(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)选择开关改置欧姆“100”挡，重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触阻值为几千欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，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。4探索黑箱内的电学元件电学
128、元件应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小阻值五、数据处理1测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。2测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数方法与电压表、电流表一致。六、误差分析1电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电
129、阻测量值偏大，要及时更换新电池。2欧姆表的表盘刻度不均匀，读数时易带来误差，要注意其左密右疏的特点。3由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中值刻度附近。4测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。5读数时的观测易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。七、注意事项1使用前要机械调零。注意机械调零和欧姆调零的区别。2两表笔在使用时，电流总是“红进黑出”。3选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流还是电阻，还要分清是交流还是直流。4电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。5刻度线有三条：上为电阻专用，中间
130、为直流电流、直流电压和高压交流电压共用，下为交流2.5 V专用。6测电阻时，换挡后要重新欧姆调零。7使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。考法一多用电表读数1如图所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测定的是_(选填“甲电阻”“乙电阻”或“总电阻”)的电流，测得电流的大小是_。解析：由题图中电路连接情况知，多用电表两表笔与乙电阻串联，故测定的是乙电阻的电流。由题图知选择的电流量程为100 mA，故指针指示读数为50 mA。答案：乙电阻50 mA2如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用直流2.5 V挡测量电压，则读数为_V。(2)如果是
131、用直流5 mA挡测量电流，则读数为_mA。(3)如果是用欧姆“100”挡测量电阻，则读数为_。解析：(1)用多用电表测直流电压、电流时，需根据第二行刻度读数。用直流2.5 V挡时，最小刻度值为 V0.05 V，故所测电压U0.0532.2 V1.61 V。(2)用直流5 mA挡时，最小刻度值为 mA0.1 mA，故所测电流I0.132.2 mA3.22 mA。(3)用多用电表测电阻时，需根据第一行刻度读数。由于选用欧姆“100”挡，故所测电阻R8.0100 800.0 。答案：(1)1.61(2)3.22(3)800.0(1)用不同的挡位所测的量不同，读数方法不同，精确度的要求也不同。(2)多
132、用电表虽然只能粗略地测量电阻值，但可以为精确测量电阻时选择器材、设计电路等提供参考。 考法二原理和操作步骤3用多用电表的电阻挡测量阻值约几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上电阻的0刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆1 k挡d旋转S使其尖端对准欧姆100挡e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔合理顺序为_。根据如图所示指针位置，可知此被测电阻的阻值约为_。解析：使用欧姆
133、表的步骤是选挡(根据被测电阻的大概阻值知，应选欧姆1 k挡)、欧姆调零、测量读数、将选择开关旋到交流电压的最高挡或OFF挡，故正确步骤并按合理顺序排放为c、a、b、e。根据欧姆表读数的规则知读数为301 k30 k3104 。答案：cabe31044为确定某电子元件的电气特性，进行如下测量。(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择_(填“10”或“1 k”)倍率的欧姆挡，并_，再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结果为_。 (2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图乙
134、所示。增加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。解析：(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的欧姆挡测量，多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“10”倍率的欧姆挡，并重新欧姆调零后，再进行测量，测量结果为7.010 70.0 。(2)要测量该元件完整的伏安特性，滑动变阻器必须采用分压接法，如图所示。本实验中使用多用电表测电压，该元件的额定电压为9 V，故多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。答案：(1)10重新欧姆调零70.0(2)见解析图直流电压10 V(
135、1)使用欧姆表测电阻时，欧姆表调零是关键的步骤。(2)使用多用电表，无论是测电阻、电压还是电流，都要让电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 例1为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，提供的器材有：A电流表G，内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mAB电压表V，量程为6 VC螺旋测微器，毫米刻度尺D电阻箱R0 (099.99 )E滑动变阻器R(最大阻值为5 )F电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 )G一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_(选填“1”或“100”)挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示。(2
136、)把电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0_(结果保留三位有效数字)。(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整。(4)测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I。请用已知量和测量量的字母符号写出计算电阻率的表达式_。 三步化“新”为“熟”1本题的实验目的是测定电阻丝的电阻率，涉及到多用电表欧姆挡的使用、电流表的改装和电路设计。2根据多用电表内部电路原理，指针偏角越大，被测电阻越小，指针偏角过大，测量不精确，应换用较小
137、的挡位。3应用电阻定律和电路的串并联关系，根据测量的物理量，可以得出电阻率的表达式。解析(1)多用电表电阻刻度不均匀，指针指在电阻刻度中值电阻附近时读数较准，当用“10”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率过大，应选择“1”挡。(2)将电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表，电流表G的内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mA，因此电阻箱的阻值应调为R0 1.21 。(3)由题图甲可知，待测电阻阻值为15.0 ，因电流表内阻已知，故电流表应采用内接法，滑动变阻器最大阻值为5 ，远小于待测电阻阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示。(4)由电阻定律可知，电阻Rx，
138、则电阻率，由URxIRg得Rx，电阻率。答案(1)1(2)1.21(3)见解析图(4)例2在练习使用多用电表的实验中：(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值Rx约为数十千欧的电阻。以下是测量过程中的一些主要实验步骤：A将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔B旋转选择开关至交流电压最大量程处或“OFF”挡，并拔出两表笔C旋转选择开关至欧姆“1 k”挡D将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔以上实验步骤的正确顺序是_(填写步骤前的字母)。实验中，多用电表的指针位置如图甲所示，则此被测电阻的阻值约为_k。(2)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R
139、y，采用图乙所示的电路，电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_(选填“红”或“黑”)表笔。闭合开关，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R的关系如图丙所示，则Ry_，电源电压U_V。 三步化“新”为“熟”1本题实验目的是用多用电表测电阻，并根据所得数据求出电源电压。2根据欧姆定律I，可以推出RURy，因此可以画出R图像。3研究函数式和图像的关系，由图像纵轴截距的绝对值可得到Ry的值，由图像的斜率可得到电源电压的值。解析(1)测阻值约为几十千欧的电阻Rx，应选择欧姆“1 k”挡，然后进行欧姆调零，用欧姆表测
140、待测电阻阻值，读出其示数，最后要把选择开关置于交流电压最大量程处或“OFF”挡，因此合理的实验步骤是C、A、D、B；由题图甲可知，被测电阻阻值为17.01 k17.0 k。(2)电流从红表笔流入多用电表，a点接电源正极，故a点应接多用电表的红表笔。由题图乙可知，电阻为串联关系，则有：I，变形可得：RURy，由题图丙可知，图像中纵轴截距的绝对值为Ry，故Ry200 ；图像的斜率表示U，故U V8 V。答案(1)CADB17.0(2)红2008 创新角度归纳实验情境的创新多用电表可以应用到日常生活中，对家用电器、电子元件进行测量或故障检测，被测元件可以是一般电阻，也可以是二极管、黑箱等实验数据的分
141、析换用不同挡位，所测的量不同，读数方法不同，精确度要求也不同。一般情况下，用多用电表测出的值只能作为参考实验原理的拓展多用电表可以和很多电学实验配合使用，先粗略测出电阻值，作为设计电路、选择器材的参考1(多选)如图所示，甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是()A甲表是电流表，R增大时量程增大B甲表是电流表，R增大时量程减小C乙表是电压表，R增大时量程增大D乙表是电压表，R增大时量程减小解析：选BC由电表的改装原理可知，电流表应是G与R并联，改装后加在G两端的最大电压UgIgRg不变，通过R的最大电流IR，所以R越大，IIgIR越小，即量程越小，A错误，B正确
142、；电压表应是G与R串联，改装后量程UIgRgIgR，可知R越大，量程越大，C正确，D错误。2多用电表是日常生活中必不可少的检测工具，在家电维修中得到广泛的应用。在使用多用电表的欧姆挡进行测量时：(1)当选择开关置于图甲所示位置时，表针指示如图乙所示，则被测电阻阻值是_。(2)若用该表再测量阻值约为30 的电阻时，在(1)中的前提下，接下来应该进行的操作是_。解析：(1)由题图甲、乙可知，被测电阻阻值为221 k22 k2.2104 。(2)测量阻值约为30 的电阻，为了使测量值比较准确，应使指针指在表盘中央附近，故将选择开关调到欧姆“1”挡，重新进行欧姆调零，然后测电阻。答案：(1)2.210
143、4(2)将选择开关调到欧姆“1”挡，重新进行欧姆调零，然后测电阻3某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻，实验过程如下：(1)先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_(填“正”或“负”)接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9 V，所用挡位为欧姆“1 k”挡，调零后测量，指针位置如图所示。此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处，则所测电压表内阻约为_，量程为_。(2)假设电压表量程为(1)问中所得数值，为了精确测量其内阻，现提供以下器材：待测电压表Vx电流表A(量程0.6 A，内阻约为3 )电压表V(量程10 V，内阻约为30 k)定值电阻R0(阻值为10
144、 k)滑动变阻器R1(最大阻值为5 ，额定电流为1 A)滑动变阻器R2(最大阻值为100 ，额定电流为1 A)电源E(电动势为15 V，内阻约为1 )开关和导线若干为了较精确地测量电压表内阻，则测量电路应该选择选项图中的_。本实验中应选择的滑动变阻器为_(填器材对应的符号)。设实验中待测电压表Vx的示数为Ux时，电流表A的示数为I，电压表V的示数为U。写出电压表内阻测量值的表达式RV_(用可能用到的电表示数及已知量字母表示)。解析：(1)用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，黑表笔接电压表的正接线柱，则红表笔接电压表的负接线柱；由题图可知，指
145、针指在15刻度处，且所用挡位为“1 k”挡，所以所测电压表内阻约为15.0 k；此时多用电表半偏，可得其内阻为15.0 k，由电路串联关系得U15.0 V4.5 V，解得U6 V，所以电压表量程为6 V。(2)选项图A，通过待测电压表Vx的电流为mA级，此时电流表量程过大，指针偏转过小，不能读出示数，故A项错误；选项图B，两电压表并联，读数相同，不能测量电压表内阻，故B项错误；选项图C，通过待测电压表和定值电阻R0的电流为mA级，电流表量程过大，指针偏转过小，不能读出示数，故C项错误；选项图D，由欧姆定律得定值电阻R0的分压为UR0UUx，所以通过定值电阻R0的电流I，待测电压表内阻的表达式R
146、V，故D项正确。滑动变阻器R1、R2的阻值均较小，若采用限流接法，起不到改变电路电流的作用，所以滑动变阻器采用分压接法，若采用滑动变阻器R1，会因为流过滑动变阻器的电流过大而烧坏滑动变阻器，所以滑动变阻器选R2。待测电压表内阻的表达式：RV。答案：(1)负15.0 k6 V(2)DR24在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V,0.3 A”。合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B都不亮，假设电路中只有一处出现故障。(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 VB10 VC50 V D250 V测得c、d间
147、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被短路(2)接着练习使用欧姆表的“1”挡测电阻，欧姆表已经过“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_(填“c、d”或“e、f”)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。A、B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，c、d间的A断路，A正确。(2)使用欧姆
148、表时一定要将被测电阻从电路中断开。欧姆表读数为6.0 。由于A断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 ，说明测量的是e、f间电阻。由R可求得电阻为12.7 。答案：(1)BA(2)断开6.0e、f12.75如图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。(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
149、表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如表所示。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，并在图甲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 解析：(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A。(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由题图乙多用电表读数可知所缺数据为5.0 ，由a、b间电阻为5.0 ，a、c间为10.0 ，b、c间为15.0 知
150、，电路为a、b间5.0 的电阻与a、c间10.0 的电阻串联而成，电路图如图所示。答案：(1)A(2)短暂(3)5.0见解析图第54课时“六法突破电学实验的关键点”电阻测量(实验增分课) (一)最直接的测量方法多用电表测量法多用电表测电阻的原理：闭合电路欧姆定律I。由上式可以发现：通过电流计的电流I与待测电阻Rx存在一一对应关系，即测出相应的电流就可算出相应的电阻。由于I与Rx的这种非线性关系，所以欧姆表的刻度不均匀且0刻度在右。例1多用电表的欧姆挡有三个倍率，分别是1、10、100。用10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过大，为了较准确地进行测量，应换到_挡。如果换挡后
151、立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是_。解析若多用电表欧姆挡指针偏转角度过大，应换用小倍率1挡，使指针偏到中央刻度附近，且应先重新欧姆调零，表盘的读数为22 。答案1重新欧姆调零22 (二)最常用的测量方法伏安法1伏安法测电阻的原理：R。2两种控制电路和两种测量电路分压电路限流电路内接法外接法 例2在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 k，电流表的内阻约为10 ，选择能够尽量减小误差的电路图进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。(1)请根据所标的数据点描出IU图线，该电阻的阻值Rx_。(结
152、果保留两位有效数字)(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的原理图。解析(1)图线如图甲所示。由图线可得Rx2.3103 。(2)因满足，故采用电流表内接法，原理图如图乙所示。答案(1)见解析图甲2.3103(2.21032.4103均可)(2)见解析图乙 (三)最灵活的测量方法伏伏法或安安法伏伏法已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表并联小电阻来代替电流表这两种测量方法都是通过灵活应用电表对伏安法的变式拓展，对考生能力要求较高，是高考对电路设计考查的热点安安法已知内阻的电流表可做电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表串联大电阻来代替电压表例3用以
153、下器材可测量电阻Rx的阻值。待测电阻Rx，阻值约为600 ；电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计；电压表V1，量程500 mV，内阻r11 000 ；电压表V2，量程6 V，内阻r2约为10 k；电流表A，量程0.6 A，内阻r3约为1 ；定值电阻R0，R060 ；滑动变阻器R，最大阻值为150 ；单刀单掷开关S一个，导线若干。(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图。(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx，则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx_，式中各符号的意义是_。解析(1)电路的最大电流约为I A0.01
154、A，电流表量程太大，可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表，改装后的电流表内阻可计算出来，所以改装电流表采用内接法，电压表选择V2即可，要求测量多组数据，滑动变阻器需要分压接法，电路如图所示。(2)由电路图可得，流过被测电阻的电流为I，Rx，U1为电压表V1的读数，U2为电压表V2的读数，r1为电压表V1的内阻，R0为定值电阻的阻值。答案(1)见解析图(2)U1为电压表V1的读数，U2为电压表V2的读数，r1为电压表V1的内阻，R0为定值电阻的阻值例4用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 )，实验室提供如下器材：电池组E：电动势3 V，内阻不计；电流表A1：量程15 mA，
155、内阻约为100 ；电流表A2：量程300 A，内阻为1 000 ；滑动变阻器R1：阻值范围020 ，额定电流2 A；电阻箱R2：阻值范围09 999 ，额定电流1 A；开关S、导线若干。实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表_(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到_，这样可以改装成一个量程为3 V的电压表。(2)在虚线框中补充完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号。(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是_mA，电流表A2的示数是_A；测得待测电阻Rx的阻值是_(结果保留三位有效数字)。
156、解析(1)电流表A2内阻已知，可将电流表A2和电阻箱串联起来改装成电压表，此电压表量程为3 V，电阻箱阻值R2 1 000 9 000 。(2)改装成的电压表内阻可求出，所以电流表A1采用外接法，因为滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器采用分压接法，完整电路图如图所示。(3)由题图可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数是150 A，待测电阻阻值为Rx 191 。答案(1)A29 000(2)见解析图(3)8.0150191 (四)最精确的测量方法等效替代法等效替代法可以很精确(测量原理上不存在误差)地将一个未知电阻的阻值测量出来，主要有以下两种设置方法。1电
157、流等效替代该方法的实验步骤如下：(1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。(3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即RxR0。2电压等效替代该方法的实验步骤如下：(1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数U。(3)
158、断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为U。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即RxR0。例5(2018全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0 )；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线。(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1。(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时
159、电压表的示数U2。(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)。(5)重复步骤(3)，得到如下数据。12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_。(保留1位小数)解析(1)实物连线如图所示。(4)由于为理想电压表，故S2接1或接2时流过R0、Rx的电流相等。根据欧姆定律和串联电路的特点得，解得RxR0。(6)求出5次的平均值为3.41，代入RxR0，得Rx48.2 。答案(1)见解析图(4)R0(6)48.2例6电流表A1的量程为20
160、0 A、内电阻约为500 ，现要测其内电阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1：阻值020 ；电阻箱R2：阻值09 999 ；保护电阻R3：阻值约为3 k；电源：电动势E约为1.5 V、内电阻r约为2 。(1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内电阻，设计了部分测量电路，请你在此基础上将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。a先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置，再把电阻箱的阻值调到_(填“最大”或“最小”)。b闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近
161、，记录电流表A2的示数I。c断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节电阻箱，使电流表A2的示数_，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1的内电阻r_。解析(1)滑动变阻器的最大阻值远小于待测电流表内电阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示。(2)a.实验前电阻箱的阻值应该调节到最大，以保证电表安全。c.由替代法原理知，调节电阻箱后应使电流表A2示数再次为I，则此时电阻箱的阻值R0即为电流表A1的内电阻值。答案(1)见解析图(2)a.最大c再次为I(或仍为I)R0 (五)最专一的测量方法半偏法测电表内阻电表有着自己神奇的一面，那就是当它接入电路中时，可以显示对应测量量的读数，因此我们便
162、可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。半偏法测电表内阻有以下两种设置方法。1电流表半偏法(1)实验步骤按如图所示连接实验电路。断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其满偏电流Im。保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于Im，然后读出R2的值，若满足R1RA，则可认为RAR2。(2)误差分析当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。2电压表半偏法(1)实验步骤按如图所示连接实验电路。将R2
163、的值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其满偏电压Um。保持R1的滑动触头不动，调节R2，使电压表读数等于Um，然后读出R2的值，若R1RV，则可认为RVR2。(2)误差分析当R2的值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于Um时，R2两端的电压将大于Um，则R2RV，从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。例7(2019泰安高三检测)利用如图所示的电路测量一个满偏电流为300 A、内阻rg约为几十到几百欧姆的电流表的内阻，可供选择的实验器材如下：A滑动变阻器(阻值范围030 k)B滑动变阻器(阻值范围010 k)
164、C电源(电动势3 V，内阻不计)D电源(电动势6 V，内阻不计)(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用_，电源E应选用_。(均选填器材前面的序号)(2)实验时进行的主要步骤有：A断开S2，闭合S1B调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度C闭合S2D调节电阻箱R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之一E记下此时R的阻值为90 则待测电流表的内阻rg的测量值为_，该测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值。解析(1)用半偏法测电流表的内阻时，与电流表串联的滑动变阻器的阻值要尽可能大，以减小测量误差；在电路电流不超过电流表量程的前提下，电源电动势应
165、尽可能大些，以保证电流表满偏时滑动变阻器的阻值尽可能大，故滑动变阻器应选A，电源应选D。(2)闭合S2后，电流表与R并联，且并联R后电路总电阻视为不变，则总电流不变，电流表指针偏转到满刻度的三分之一，则通过R的电流为总电流的，故IRIg21，由并联关系可得，则rg180 。实际操作中，闭合S2后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过R的电流大于原来总电流的，则该实验测出的电流表内阻要小于电流表内阻的真实值。答案(1)AD(2)180 小于例8电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为
166、3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”“”或“”)，主要理由是_。解析(1)因滑动变阻器阻值较小，所以滑动变阻器采用分压接法。实验电路如图所示。(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑
167、动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻。(3)断开S2，调节电阻箱使电压表指针半偏，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV(其他说法合理均可)。答案见解析 (六)最独特的测量方法电桥法在电阻的测量方法中，有一种很独特的测量方法电桥法。其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱R3，当的示数为0即A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2。根据欧姆定律有：，由以上两式解得：R1RxR2R3。这就是电桥平衡的条件，由
168、该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。例9(2017全国卷)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2 000”)。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D
169、置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。解析(1)根据题中的原理图(a)，将题图(b)中的实物连线如图所示。(2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20 。为了保
170、护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零。反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合S2后B、D间没有电流通过，B、D两点电势相等。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。说明，解得RA2 550 。(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。答案(1)见解析图(2)20左相等2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程1.利用如图所示电路可测量待测电阻Rx的阻值。定值电阻R1、R2阻值已知，闭合开关S，
171、调节电阻箱阻值为R3时，电流表示数为零，则Rx阻值等于()AR2BC D解析：选D电流表示数为零，说明电流表两端的电势相等，根据串并联电路特点及欧姆定律可知：I1(R1R2)I2(RxR3)，I1R1I2R3，解得：Rx，故D正确。2理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为3 V、内阻约为3 k电压表的阻值。实验室备有以下器材：A待测电压表V1：量程为3 V、内阻约为3 kB电压表V2：量程为6 V、内阻约为6 kC滑动变阻器R1：最大值为20 、额定电流为1 AD定值电阻R0E电源：电动势为6 V、内阻约为1 F开关一个、导线若干(1)利用以上器材设计的测量电路如图甲所
172、示，请你按图甲所示电路将图乙所示实验仪器连接起来。(2)请写出电压表V1内阻测量值的表达式RV_，式中各物理量的含义是_。(3)在正确连接电路后，闭合开关S，不断调节滑动变阻器R1滑片的位置，记录多组电压表V1、V2的示数U1、U2，作出U2U1图线如图丙所示。若R01 480 ，由图线上的数据计算可得RV_。解析：(1)实物连线图如图所示。(2)根据串并联电路特点有：U2U1R0，解得：RV，其中U1、U2分别表示待测电压表V1与电压表V2的示数，R0表示定值电阻阻值。(3)根据(2)中表达式可得：U2U1，则题图丙图线斜率为：k，解得RV2 960 。答案：(1)见解析图(2)U1、U2分
173、别表示待测电压表V1与电压表V2的示数，R0表示定值电阻阻值(3)2 9603(2019江苏联盟大联考)实验室有下列器材：A直流电源(6 V，内阻未知)；B灵敏电流计(量程为5 mA，内阻约为50 )；C电压表(量程为3 V，内阻约为10 k)；D电阻箱R1(阻值范围为09 999 )；E滑动变阻器R2(阻值范围为0100 ，最大电流为1.5 A)；F旧电池一节；G开关、导线若干。(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，当电阻箱旋钮位置如图乙所示时，测得电压表示数为1 V，灵敏电流计示数为2 mA，则灵敏电流计内阻为_。(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电
174、阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为_。调好后连接成如图丙所示的电路测已有旧电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如表所示，请在图丁所示的坐标系中作出合适的UIG图线。U/V0.80.91.01.11.2IG/mA3.02.52.01.51.0(3)利用UIG图线测出旧电池的电动势为_V，内阻为_。解析：(1)由题图乙可得R1455 ，根据欧姆定律：I，解得：Rg45 。(2)灵敏电流计改装后的量程为IA50 mA，IAIm，代入数据得R15 ；为更加充分利用坐标，纵轴从电压为0.8 V标起，描点及图线如图所示。(3)灵敏电流计改装后的内阻为：rA4.
175、5 ，根据闭合电路的欧姆定律及灵敏电流计量程的扩大倍数可得：EU10IG(rrA)，所以(2)中图像与纵轴的截距等于旧电池的电动势E1.4 V，图像斜率的绝对值|k|10(rrA)200 ，得r15.5 。答案：(1)45(2)5见解析图(3)1.415.54(2019日照高三模拟)物理兴趣小组的同学们从实验室找到一个废旧的多用电表，于是拆开进行研究。(1)同学们按图甲所示的电路，用半偏法测量电流计G的内阻rg，已知电流计G的量程为200 A。实验室除了提供开关、导线外，还有以下器材，则电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)R2应选用_(选填“C”或“D”)。A电源(电动势6 V)B电阻箱R
176、1(0999.9 )C电位器(05 k)D电位器(050 k)(2)同学们测电流计G的内阻步骤如下，请完成实验步骤中的填空。对照电路图连接电路，检查无误后，将R2的阻值调至最大；闭合S2，调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度；闭合S1，保持R2的阻值不变，调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半；读得R1的阻值为280.0 ，则被测电流计G的内阻rg的测量值为_，该测量值_(选填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。(3)图乙是该多用电表的简化电路图，根据要求回答下列问题：图中A是_(填“红”或“黑”)表笔；开关S调到_和_位置上测量的是电阻；测量电流时，开关S调到_位置的量程比较
177、大(填写图乙中相应位置的数字代号)。解析：(1)闭合S2，电路中电流I不能大于200 A，由I知I最大时，有R2 30 k，因此只能选择总电阻为50 k的D。(2)当调节R1，使电流计G半偏时，由于干路电流可视为未变，R1与电流计G中的电流相等，电阻必然相等，读得R1的阻值为280.0 ，则被测电流计G的内阻rg的测量值为280.0 。实际上R1并联接入电路后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计G半偏时，流过R1的电流大于流过电流计G的电流，R1接入的电阻小于电流计G的电阻，所以，该测量值略小于实际值。(3)为了保证电流由红表笔进入电流计G，内部电源的正极应接黑表笔，故A是黑表笔。测量电阻时内部电源被接通，故开关S调到3、4位置上测量的是电阻；并联电阻越小，分流越大，则改装后的电流表量程越大，故开关S调到1位置的量程较大。答案：(1)D(2)280.0略小于(3)黑341
