1、第八单元 恒定电流高考热点统计要求2014年2015年2016年2017年高考基础要求及冷点统计测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)欧姆定律()电阻定律,电阻的串联、并联,电功率,焦耳定律()电源的电动势和内阻()闭合电路的欧姆定律()以上考点为高考基础要求,一般不单独命题.描绘小电珠的伏安特性曲线23测定电源的电动势和内阻23练习使用多用电表23考情分析1.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.2.预测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
2、仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的处理等知识.第22讲部分电路及其规律一、电流1.定义:自由电荷的移动形成电流.方向:规定为定向移动的方向.2.两个公式:(1)定义式:;(2)微观式:(q为自由电荷的电荷量).二、电阻与电阻定律1.电阻:导体两端的电压和通过它的的比值.表达式为.2.电阻定律(1)内容:导体的电阻跟导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟导体的有关.(2)公式:,该式是电阻大小的决定式.(3)电阻率:反映材料导电性能的物理量,单位为,符号为.三、部分电路的欧姆定律1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比.2.适用条件:适用于金属导体和电
3、解液,和元件不适用.3.表达式:(说明:这是电流的决定式).四、电功、电功率、电热1.电功:电路中电场力对移动电荷做的功,公式为W=(适用于任何电路).2.电功率:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢,公式为P=(适用于任何电路).3.电热:电流流过导体产生的热量,由焦耳定律Q=计算;热功率指单位时间内电流通过导体产生的热量,表达式为P热=.【思维辨析】(1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流是矢量.()(2)电荷的移动速度就是电流的传导速度.()(3)在非纯电阻电路中,UII2R.()(4)由R=知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比.()(5)由=知,导体
4、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.()(6)公式W=t=I2Rt适用于所有电路.()(7)公式W=UIt及Q=I2Rt适用于任何电路.()考点一电流的理解与计算考向一电流的定义式应用I=计算时应注意:若导体为金属,则q为自由电子带电荷量的绝对值;若导体为电解液,因为电解液里的正、负离子移动方向相反,但形成的电流方向相同,故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和.1 如图22-1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,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
5、确的是()图22-1A.I=,从上向下B.I=,从上向下C.I=,从下向上D.I=,从下向上考向二电流的微观表达式掌握推导电流的微观表达式的过程,带电粒子在外加电场的作用下,形成定向移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象,即为“柱体微元”模型.设柱体微元的长度为L,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq,电荷通过横截面的时间t=,电流的微观表达式为I=nqvS.2 如图22-2所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端
6、加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()图22-2A.考向三等效电流的计算有一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中,计算其形成的等效电流时,一般取一个周期的时间来计算,则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量.3 2016河南新乡模拟 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
7、,电流方向为逆时针考点二电阻定律的理解与应用1.电阻与电阻率的关系2.电阻的决定式和定义式(1)电阻的决定式R=指明了电阻的决定因素,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液.(2)电阻的定义式R=提供了一种测量电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关,适用于任何纯电阻电路.4 有一长方形导体,长a、宽b、高h之比为632,它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线,如图22-3所示,分别将AA、BB、CC接在同一恒压电源上时,导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3,则v1v2v3为()图22-3A.632B.111C.236D.123式题 有两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀
8、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()A.14 B.18C.116 D.161 方法技巧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V=lS可知l与S成反比;(3)在、l、S都确定之后,应用电阻定律R=求解.考点三欧姆定律与伏安特性曲线 1.I=的区别(1)I=表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比.(2)R=表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”.2.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
9、的I-U图像.(2)应用伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值.I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小.I-U图像中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率.(3)两类图线(如图22-4所示)图22-4线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的.非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的.5 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图22-5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22-5A.
10、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R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM的面积式题 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I曲线如图22-6所示.图像上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,则()图22-6A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tan C.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考点四电功、电功率及焦耳定律1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电
11、阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等工作中的电动机、电解槽、日光灯等能量转化电路中消耗的电能全部转化为内能,W=Q电路中消耗的电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能,WQ电功的计算W=UIt=I2Rt=tW=UIt电热的计算Q=UIt=I2Rt=tQ=I2Rt是否满足欧姆定律满足不满足2.非纯电阻电路的分析思路处理非纯电阻电路问题时,要善于从能量转化的角度出发,围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”分析、求解.6 如图22-7所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 ,S1闭合,S2、S3断开时,电
12、流表示数为6 A,当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为4 A.求:(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.图22-7式题 (多选)2017河南新乡模拟 如图22-8所示是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量m=50 kg,电源提供给电动机的电压为U=110 V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时,通过电动机的电流为I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,则()图22-8A.电动机的输入功率为550 WB.电动机提升
13、重物的功率为550 WC.电动机提升重物的功率为450 WD.电动机的线圈电阻为22 第23讲电动势闭合电路的欧姆定律一、电源电动势与内阻1.电动势(1)定义:电源在内部移动电荷过程中,与移动电荷的的比值.(2)定义式:,单位为.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为的本领(通常认为电动势不变).2.内阻:电源内部也是导体,其电阻称为.二、闭合电路的欧姆定律1.内容:闭合电路中的电流跟成正比,跟成反比.2.表达式:,只适用于纯电阻电路.3.路端电压:U=E-Ir.【思维辨析】(1)不管什么电路,只要其中一个电阻增大,则总电阻增大,总电阻一定大于任意一个电阻.()(2)电动势的大小反映了电
14、源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.()(3)电动势等于电源的路端电压.()(4)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大.()(5)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.()考点一电阻的串、并联考向一串、并联电路的特点串、并联电路的几个常用结论(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并=R0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻.(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小).(4)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和.1 2016福建宁德质检 电阻R1和R2分别标有“
15、2 1.0 A”和“4 0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图23-1所示,则此电路中允许消耗的最大功率为()图23-1A.1.5 W B.3.0 WC.5.0 W D.6.0 W考向二电路的简化(1)基本原则:电势相等的点可合并可拆分;导线可任意长短;无电流的支路可去除;理想电流表可视为短路,理想电压表可视为断路;电路稳定时电容器可视为断路.(2)基本方法:等电势法:首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势点用不同字母标注,并按电势高低排列各点,最后将所有元件画在相应的位置.独立分支法:先将各结点用字母标上,判定各支路元件的电流方向,按电流流向确定各独立支路,然后加工整理即可.2 在
16、如图23-2所示的电路中,电源电压U=15 V,电阻R1、R2、R3的阻值均为10 ,S为单刀三掷开关,求下列各种情况下电压表的读数:(1)开关S接A;(2)开关S接B;(3)开关S接C.图23-2考向三电流表和电压表的改装改装为大量程电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U=IgR+IgRg,所以R=-RgIgRg=(I-Ig)R,所以R=改装后的电表内阻RV=R+RgRgRA=r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P2 B.P1=P2C.12 D.1Rx测量值大于真实值R测=Rx测量值小于真实值适用条件R
17、ARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻2.两种电路的选择 (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:按图Z7-7所示接好电路,让连接电压表的导线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Z7-73 2014全国卷 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx的阻值约为200 ,
18、电压表V的内阻约为2 k,电流表A的内阻约为10 ,测量电路中电流表的连接方式如图Z7-8甲或乙所示,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(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.图Z7-8式题 用内阻为3000 的电压表和内阻为10 的电流表测电阻,在图Z7-9甲、乙两种情况下,电压表的示数都是60 V,电流表的示数都是0.2 A,则R1的测量值为 ,真实值是 ,R2的测量值为 ,真实值
19、是 .图Z7-9考向二滑动变阻器两种连接方式1.滑动变阻器两种接法的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围UE0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围0I分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为保护电路元件2.分压和限流电路的选择原则(1)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),此时,则必须选用分压式电路.(2)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
20、压变化范围不够大,此时,应用分压式电路.4 2017河南商丘二模 某同学用伏安法测量一个电阻(阻值约为1200 )的阻值,现有下列器材:A.电流表(量程100 mA,内阻约2 );B.电流表(量程15 mA,内阻约4 );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(电动势20 V,允许最大电流4 A);F.滑动变阻器(最大阻值100 );G.开关、导线若干.(1)电流表应选,电压表应选.(填对应器材前的字母代号)(2)该同学正确选择仪器后连接了如图Z7-10所示的电路,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,
21、指出电路的接线上存在的问题:;.图Z7-10 特别提醒在选滑动变阻器时,为调节方便,分压法一般选总阻值小的滑动变阻器,限流法选总阻值比待测电阻大几倍的滑动变阻器.热点三实验器材的选取与实物图连接1.电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材,一般要考虑四方面因素:(1)安全因素:通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流.(2)误差因素:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,其指针应偏转到满偏刻度的以上;使用欧姆表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位.(3)便于操作:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足
22、实验要求,又便于调节.在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到.(4)实验实际:除以上三个因素外,还应注重实验实际,如所用的电源与打点计时器的匹配问题等.2.实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图先到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来;其次将要并联的元件再并联到电路中去.(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉.(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出.5 2017全国卷 某同学利用如图Z7-11所示的电路测量一微安表(量程为100 A,内阻大约为2500
23、)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 ,另一个最大阻值为2000 );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)按图Z7-11的原理图将图Z7-12中的实物连线.图Z7-11图Z7-12(2)完成下列填空:R1的最大阻值为(选填“20”或“2000”).为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图Z7-11中的滑动变阻器的(选填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 ,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,
24、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(选填“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2601.0 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:.热点四数据处理与误差分析考向一图像法6 2017天津卷 某探究性学习小组利用如图Z7-13所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0 k,电阻R1 =9.0 k,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 的电阻.图Z7-
25、13(1)按图Z7-13所示电路进行连接后,发现aa、bb和cc三条导线中,混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b间电压,读数不为零,再测量a、a间电压,若读数不为零,则一定是导线断开;若读数为零,则一定是导线断开.(2)排除故障后,该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图像如图Z7-14.由I1-I2图像得到电池的电动势E=V,内阻r=.图Z7-14考向二解析法7 2017湖南怀化二模 在测量未知电阻Rx阻值的实验中,可供选择的器材有:A.待测电阻Rx(阻值约300 )
26、;B.电流表A1(量程20 mA,内阻约50 );C.电流表A2(量程50 mA,内阻约10 );D.电阻箱R(0999.9 );E.滑动变阻器R1(20 ,2 A);F.滑动变阻器R2 (1750 ,0.3 A);G.电源E(电动势6.0 V,内阻不计);H.开关S及导线若干.某同学采用如下方案进行测量:a.按图Z7-15甲连好电路,调节滑片P和R的阻值,使电流表指针指在合适位置,记下此时A1示数I1、A2示数和电阻箱阻值R0;b.将电流表A1改接到另一支路(如图乙所示),保持电阻箱阻值R0不变,调节P,使A2示数不变,记下此时A1示数I1;c.计算得到Rx的阻值.图Z7-15(1)该同学按
27、图Z7-15甲连成如图Z7-16所示的电路,则第(填图中表示导线的数字)条导线连接错误.图Z7-16(2)正确连线后,闭合S,将P从左向右滑动,发现开始时A2示数变化不大,当临近最右端时示数变化明显,这是选择了滑动变阻器(选填“R1”或“R2”)造成的.(3)待测电阻Rx=(用I1、R0、I1中的某些量表示);针对该实验方案,下列说法正确的是(填选项前的字母).A.电流表A1的内阻不会造成系统误差B.电流表A2的内阻会造成系统误差1.2015全国卷 图Z7-17甲为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.图Z7-17(1)已知毫安表表头的内阻为100 ,满偏电流为1 m
28、A;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA.由题给条件和数据,可求出R1=,R2=.(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格, 阻值分别为300 和1000 ;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 和3000 .则R0应选用阻值为的电阻,R应选用最大阻值为的滑动变阻器.(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图
29、乙的电路可以判断出损坏的电阻.图乙中的R为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路.则图中的d点应和接线柱(选填“b”或“c”)相连.判断依据是:.2.2017南昌三校四联 为了测量一个量程03 V、内阻约3 k的电压表的内阻,提供的实验器材有:A.待测电压表V1;B.电流表A1(量程 00.6 A,内阻约0.2 );C.电压表V2(量程010 V,内阻约10 k);D.滑动变阻器R1(050 ,额定电流0.5 A);E.定值电阻R=5 k;F.电源E(电动势8 V,内阻较小);G.开关一个、导线若干.(1)在虚线框内画出正确的实验电路图.(要求测量值尽可能精确,测量值的变化范围尽
30、可能大一些,所用器材用对应的符号标出)(2)在图Z7-18中完成实物连线.图Z7-18(3)实验时需要测得的物理量有.(用符号表示并说明其物理意义)(4)待测电压表内阻表达式为.用(3)中符号表示3.2017湖北七市联考 某学习小组欲精确测量电阻Rx的阻值,有下列器材供选用: A.待测电阻Rx(约300 )B.电压表V(3 V,内阻约3 k);C.电流表A1(10 mA,内阻约10 );D.电流表A2(20 mA,内阻约5 );E.滑动变阻器R1(020 ,额定电流2 A);F.滑动变阻器R2(02000 ,额定电流0.5 A);G.直流电源E(3 V,内阻约1 );H.开关、导线若干.甲同学
31、根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从0开始变化进行多次测量,则电流表应选择(选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选择(选填“R1”或“R2”).请在虚线框中帮甲同学完成实验原理电路图.乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图Z7-19所示的测量电路,具体操作如下:图Z7-19连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;待测电阻的阻值
32、Rx=.比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为(选填“甲”或“乙”)同学的方法更有利于减小系统误差.多用电表的使用一、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,干电池,定值电阻(标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的各一个),小螺丝刀,.考点一实验原理与实验操作考向一欧姆表原理1.构造如图S8-1所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.外部:接被测电阻Rx.全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx.图S8-12.工作原理闭
33、合电路欧姆定律,I=.3.刻度的标定红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)(2)当I=0时,Rx,在I=0处标为“”.(图乙)(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻.1 2017陕西长安一中三联 某物理兴趣小组设计了如图S8-2甲所示的欧姆表电路,通过控制开关S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率.所用器材如下:图S8-2A.干电池(电动势E=1.5 V,内阻r=1.0 );B.电流表G(满偏电流Ig=1
34、 mA,内阻Rg=150 );C.定值电阻R1=1200 ;D.电阻箱R2和R3(最大阻值都为999.9 );E.电阻箱R4(最大阻值9999 );F.开关一个,红、黑表笔各1支,导线若干.(1)该实验小组按图甲正确连接好电路.当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R内,则R内=,欧姆表的倍率是(选填“1”或“10”).(2)闭合开关S:第一步:调节电阻箱R2和R3,当R2= 且R3= 时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图乙所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为
35、.考向二用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度.(2)将选择开关置于欧姆挡的“1”挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0 ”,断开两表笔.(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 2017南昌三校四联 某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值,由于第一次选择的欧姆挡不够合适,又改换另一
36、欧姆挡测量,两次测量时电表指针所指的位置如图S8-3中的虚线所示.下面列出这两次测量中的有关操作:图S8-3A.将两根表笔短接,并调零.B.将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触,观察指针的位置.C.记下电阻值.D.将多用电表面板上旋钮旋到“10”挡.E.将多用电表面板上旋钮旋到“1”挡.F.将多用电表面板上旋钮旋到交流电压最高挡.(1)根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出(用上述操作项目前面的字母表示,且可以重复使用):.(2)该电阻的阻值是.考点二数据处理与误差分析考向一多用电表的读数1.欧姆表的读数(1)为了减小读数误差,指针应指在表盘中央刻度附近.(2)电阻值等于指针示数与所选倍
37、率的乘积.2.电压表、电流表的读数电压表、电流表读数时,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01、2、0.02时要估读到下一位,精确度是5、0.5时,不用估读到下一位.3 如图S8-4所示是学生实验用的多用电表刻度盘,当选用量程为50 V的直流电压挡测量电压时,表针指于图示位置,则所测电压为V;若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时,表针也指于同一位置,则所测电阻的阻值为 .图S8-4考向二多用电表的误差分析4 2017河北正定中学月考 图S8-5是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流为0.5 mA,内阻为10 ;电池电动势为1.5 V,内阻为1 ;变阻器阻值
38、为05000 .图S8-5(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V标定的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 时仍可调零.调零后R0阻值将变(选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300 ,则这个电阻的真实值是 .(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果(选填“偏大”“偏小”或“准确”).考点三用多用电表判断电路故障1.故障类型及分析(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
39、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.2.使用多用电表检测故障的两点注意事项(1)多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势.(2)使用多用电表判断电路故障时,应采用“试触法”防止损坏电表.5 某照明电路出现故障,其电路如图S8-6所示,该电路用标称值为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电表直流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S8-6 (1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图S8-7所示,读数为V,说明(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常.图S8-
40、7(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图S8-7相同,可判定发生故障的器件是(选填“蓄电池”“保险”“开关”或“小灯”).式题 在如图S8-8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 V0.3 A”.合上开关S后,无论怎样移动滑片,A、B灯都不亮.图S8-8(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.A.2.5 V B.10 VC.50 V D.250 V测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是(填选项前的字母).A.A灯灯丝断开 B.B灯灯丝断开C.d、e间连线断开D.B灯被短路 (2)
41、接着练习使用欧姆表的“1”挡测电阻,进行欧姆调零后:测量前,一定要将电路中的开关S;测c、d间和e、f间电阻时,某次测量结果如图乙所示,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 .1.某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图S8-9甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表.图中R1和R2为定值电阻,S为开关.回答下列问题:(1)根据图甲所示的电路,在图乙所示的实物图上连线.图S8-9(2)开关S闭合时,多用电表用于测量(选填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量(选填“电流”“电压”或“电阻”).(3)表笔A应为(选填“红”或“黑”)
42、色.(4)定值电阻的阻值R1= ,R2= .(结果取3位有效数字)2.2017南昌十校二模 电流表G1的量程为05 mA,内阻r=290 ,把它改装成如图S8-10所示的一个多量程多用电表,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程.当开关S接到1或2位置时为电流挡,其中小量程为010 mA,大量程为0100 mA.图S8-10(1)关于此多用电表,下列说法不正确的是(填选项前的字母).A.开关S接到位置4时是欧姆挡B.开关S接到位置6时是电压挡C.开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程大D.A表笔为红表笔,B表笔为黑表笔(2)开关S接位置(选填“1”或“2”)时是电流挡的小量程,图中电阻R5
43、=,R6=.(3)已知图中的电源E的电动势为9 V,当把开关S接到位置4,短接A、B进行欧姆调零后,此欧姆挡内阻为 k,现用该挡测一未知电阻阻值,指针偏转到电流表G1满刻度的处,则该电阻的阻值为 k.3.2017江淮十校三联 在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,某同学先用多用电表的250 mA挡测量通过小灯泡的电流.(1)在图S8-11所示电路中,需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处,其中黑表笔应与(选填“a”或“b”)连接.图S8-11(2)由于长期使用多用电表,表内电池的电动势会降低,仍按步骤测量电路中的电流,则测量示数会(选填“偏大”“偏小”或“不变”).4.某实验小组利用一滑动变阻
44、器和未知内阻的微安表来测量多用电表“1k”挡内部电池的电动势E.(1)该小组采用图S8-12甲的电路进行实验,请将图乙中的实物连线补充完整.图S8-12(2)请将下面的实验步骤补充完整:a.插上红、黑表笔,把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“1k”位置,将红、黑表笔,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指到“0 ”.b.按照电路图连接好电路.c.闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,得到多用电表和微安表的示数分别如图丙、丁所示.多用电表和微安表的读数分别为 k和A.d.断开开关,拔下红、黑表笔,把多用电表的选择开关扳到位置.(3)由以上信息可得多用电表“1k”挡内部电池的电动势为 V.(保留两位有效数字)测定
45、金属的电阻率一、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、实验器材金属丝、螺旋测微器、电流表、直流电源、开关一个、导线若干、毫米刻度尺.考点一实验原理与实验操作1.实验原理由电阻定律R=.金属丝的电阻R用伏安法测量,金属丝的长度l用毫米刻度尺测量,金属丝的横截面积S可由其直径d算出,即S=,直径d可由螺旋测微器测出.2.实验步骤(1)用螺旋测微器测金属丝的直径d,计算出金属丝的横截面积S.图S9-1(2)按图S9-1所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路(金属
46、丝电阻很小,电流表用外接法),把滑动变阻器的滑片调到使接入电路中的电阻值最大的位置.(3)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直,用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝的有效长度l.(4)闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,测出多组电流表、电压表的读数.(5)采用计算法或采用图像法求电阻R.(6)把测量数据代入电阻率公式=,计算出金属的电阻率.1 2017江西九校联考 (1)某同学要测量一较粗金属丝的电阻率,他用螺旋测微器测量其直径如图S9-2甲所示,由图可知其直径为mm.图S9-2(2)为准确测量金属丝的电阻,实验室提供了以下实验器材:A.金属丝Rx(约300 );B.电池组(6 V,0.05 );
47、C.电流表mA (30 mA,内阻约10 );D.电流表A (3 A,内阻约0.1 );E.电压表V(6 V,内阻RV=30 k);F.滑动变阻器R1 (5 ,2 A);G.滑动变阻器R2(25 ,0.1 A);H.开关一个,导线若干.该同学根据所给器材的特点,进行了实验电路的设计.实验要求通过金属丝的电流从零开始增加,则电流表应选择,滑动变阻器应选择.(均填器材前的字母)如图乙所示,该同学只连接了部分导线,请你帮助他完成实验电路的连接.该同学在实验中测得电压表的读数U、电流表的读数I、电阻丝的长度L和直径D,则Rx=,金属丝电阻率的表达式为.(均用测量量和已知量表示)考点二数据处理与误差分析
48、1.测定金属的电阻率的数据处理(1)公式法求电阻:测量多组电流、电压值,求出对应的电阻后取平均值,不能对电流、电压取平均值.(2)图像法求电阻:作出U-I图像,由图像求出电阻值.在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要让各点尽量落在直线上,不能落在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.2.测定金属的电阻率的误差分析(1)金属丝的直径测量是产生误差的主要来源之一.(2)采用伏安法测电阻时,电表的内阻会带来系统误差.(3)在测量长度、电流、电压的过程中,测量工具读数时会带来偶然误差.(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成误差.2 在“测定
49、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S9-3所示,其读数应为 mm.(该值接近多次测量的平均值)图S9-3(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 )、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/A0.0200.0600.1600.22
50、00.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图S9-4中的(选填“甲”或“乙”)图.图S9-4(3)图S9-5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置于最左端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.图S9-5(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图S9-6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S9-6(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约
51、为(填选项前的字母).A.110-2 mB.110-3 mC.110-6 mD.110-8 m(6)任何实验测量都存在误差.下列关于误差的说法中正确的是(填选项前的字母).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,可以消除由电表引起的系统误差D.用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差考点三同类实验拓展与创新考向一等效法测电阻如图S9-7所示,先让待测电阻与一电流表及滑动变阻器串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表及滑动变阻器串联后接到同一电源上,保
52、持滑片不动,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.图S9-73 电学实验中经常需要测量电阻的阻值.(1)测电阻的方法有很多种,现在提供一只标有“220 V40 W”的灯泡,它正常工作时的电阻为 .若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值(选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值.(2)用下列器材设计一个实验,测量该灯泡正常工作时的电阻值.A.220 V交流电源;B.单刀双掷开关一个;C.电阻箱一个(0999.9 ,额定电流0.5 A);D.定值电阻一个(0.5 k,额定电流0.3 A);E.理想交流电流表一个(00.3 A).请
53、在虚线框内画出电路原理图.考向二半偏法测电流表内阻电路图如图S9-8所示.图S9-8步骤:(1)断开S2,闭合S1,调节R0,使A满偏,示数为Ig;(2)保持R0不变,闭合S2,调节电阻箱R,使A的示数为;(3)则RA=R.注意:用半偏法测电流表内阻,当R0RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样A表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小.4 2015全国卷 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V(量程3 V,内阻约为30
54、00 ),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)图S9-9的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.图S9-9(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(选填“”“=”或“”)RV,主要理由是.1.2017福建厦门质检 一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图S9-10甲所示,长度为L,电阻R约为5 ,这种金属的电阻率为,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可
55、能精确地测定它的内径d.甲乙图S9-10(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm,则所测金属管线外径D=mm.(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材:A.电流表(00.6 A,内阻约0.05 );B.电流表(03 A,内阻约0.01 );C.电压表(03 V,内阻约10 k);D.电压表(015 V,内阻约50 k);E.滑动变阻器(010 ,额定电流为0.6 A);F.滑动变阻器(0100 ,额定电流为0.3 A).为准确测出金属管线阻值,电流表应选,电压表应选,滑动变阻器
56、应选.(均填器材前的字母)(3)如图S9-11所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.图S9-11(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径表达式为d=.2.2016重庆一中月考 一研究性学习小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为200 m).如图S9-12所示为该组同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左、右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm,将水样注
57、满容器后,为精确地测量所取水样的电阻(阻值为几千欧),该小组从实验室中找到如下实验器材:图S9-12A.电流表(量程5 mA,电阻RA约20 );B.电压表(量程15 V,电阻RV约10 k);C.滑动变阻器(020 ,额定电流1 A);D.电源(12 V,内阻约10 );E.开关一个、导线若干.(1)请在图S9-13的实物图中完成电路连接.图S9-13(2)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再多次调节滑动变阻器,得出一系列数据如下表所示,请在图S9-14的坐标纸中作出U-I关系图线.U/V2.03.66.88.010.211.6I/mA0.731.362.202.893.664.
58、25图S9-14(3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 m,据此可知,所测水样在电阻率这一指标上(选填“达标”或“不达标”).3.2016山东威海模拟 为了测量阻值范围在200300 的电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:A.电阻箱R(阻值范围0999.9 );B.毫安表(量程03 mA,内阻约100 );C.直流电源(电动势约3 V,内阻不计);D.两个单刀单掷开关,导线足量.(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图S9-15(a)所示的实验电路,设计的操作步骤如下.图S9-15按电路图连好电路,闭合开关S1,记下毫安表的读数.断开S1,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,
59、使毫安表的读数和中相同,记下此时电阻箱的示数R1.假设该同学的设计合理,则待测电阻Rx=.(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图(b)所示的实验电路,设计的操作步骤如下.按电路图连好电路,将R调到最大,然后闭合S1、S2,调节R,使毫安表达到满偏,记下此时电阻箱的示数R2.断开S2,调节R,仍使毫安表满偏,记下此时电阻箱的示数R3.假设该同学的设计合理,则待测电阻Rx=.(3)上述两位同学有一位的设计是不合理的,不合理的是,理由是.4.2016福州质检 国标(GB/T)规定自来水在15 时电阻率应大于13 m.某同学利用图S9-16所示电路测量15 自来水的电阻率,其中内径均匀的圆
60、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),右活塞固定,左活塞可自由移动.实验器材还有:电源(电动势约为3 V,内阻可忽略),电压表V1(量程为3 V,内阻很大),电压表V2(量程为3 V,内阻很大),定值电阻R1(阻值为4 k),定值电阻R2(阻值为2 k),电阻箱R(最大阻值9999 ),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺.图S9-16实验步骤如下:A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V
61、2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;F.断开S,整理好器材.(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图S9-17所示,则d=mm.图S9-17(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx=(用R1、R2、R表示).(3)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S9-18所示的R-关系图像.自来水的电阻率= m.(保留两位有效数字)图S9-18(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将(选填“偏大”“不变”或“偏小”).描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的1.描绘小
62、电珠的伏安特性曲线.2.分析伏安特性曲线的变化规律.二、实验器材学生电源(46 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V,0.3 A)、电压表、开关、坐标纸、导线若干.考点一实验原理与实验操作(1)用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在I-U坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来.(2)电流表外接:因为小电珠的电阻较小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式接法,使电压能从零开始连续变化.1 为描绘小灯泡的伏安特性曲线,选用小灯泡额定值为“3.0 V,1.2 W”,实验中有仪器:电流表、电压表、开关、滑动变阻器、坐标纸、导线.
63、(1)为使加在小灯泡两端的电压从零开始,能在较大的范围内调节,滑动变阻器应采用(选填“分压式”或“限流式”)接法.请在虚线框中画出电路图.(2)请根据你画的电路图,把图S10-1中的实验器材连成符合要求的实验电路.图S10-1 (3)为使读数误差尽可能小,电压表的量程应选用V,电流表的量程应选用A,为保证实验安全,测量范围不能超过V和A.考点二数据处理与误差分析1.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.(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.2.误差分析(1)系统误差:由于电压表、电流表不是理想电表,电表内
64、电阻对电路的影响带来的误差.(2)偶然误差:电压表、电流表的读数带来的误差.在坐标纸上描点、作图带来的误差.2 由金属丝制成的电阻器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电压与电流关系图线.可供选择的实验器材有:A.待测电阻器R(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 ,额定电流为1 A);E.电源(E=3 V,内阻r=1 );F.定值电阻R0(阻值为5 );G.开关一个和导线若干.(1)实验时,该同学采用电流表内接法,并且电阻器两端电压从零开始变化,请在虚线框
65、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表:I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.502.90UR/V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,然后在图S10-2中画出电阻器的UR-I图线.图S10-2 (3)该同学将本实验中的电阻器R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.(结果保留两位小数) 注意事项(1)在描点时,一是不要忘了(0,0)这个点,二是连线时用平滑的曲线连接,使尽
66、量多的点落在曲线上,不在线上的点均匀分布在线的两侧,较远的点舍去,三是理解好曲线的割线的斜率的意义,如果是U-I图线,则割线的斜率表示电阻,如果是I-U图线,则割线的斜率表示电阻的倒数.(2)电源与小灯泡的伏安特性曲线结合问题:电源对电路中小灯泡供电,显然路端电压与电路中电流满足关系U=E-Ir,整理可得I=,即可作出对应的I-U图线.同时流经小灯泡的电流与其两端电压满足小灯泡的伏安特性曲线,两线的交点既符合闭合电路的欧姆定律,又满足小灯泡的伏安特性曲线特点,即为所求的电流与电压值.考点三同类实验拓展与创新3 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S10-3甲所示的
67、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电压与电流的关系.图中电压表V1的量程选用3 V,内阻为6.0 k;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12 V,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S10-3(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示数如图丙所示,则U1= 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
68、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),并在图S10-4的坐标纸上建立Ux-Ix坐标系,请绘出Ux-Ix图线.次数123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0Ix/mA0.000.00-0.01-0.02-0.04-0.07-0.12-0.19-0.29图S10-4由Ux-Ix图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ux与Ix成(选填“线性”或“非线性”)关系.1.2017上海
69、十一校联考 有一个小灯泡上标有“4 V2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线.除小灯泡、电源、开关、导线外,还有下列器材供选用:A.电压表(05 V,内阻10 k);B.电压表(010 V,内阻20 k);C.电流表(00.3 A,内阻1 );D.电流表(00.6 A,内阻0.4 );E.滑动变阻器(5 ,1 A);F.滑动变阻器(500 ,0.2 A).(1)实验中电压表应选用,电流表应选用.为使实验误差尽量减小,要求电压表示数从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用.(均填器材前的字母)(2)请在图S10-5中把相应的实物电路图补充完整.图S10-52.小明同学想描绘一
70、段铅笔芯的伏安特性曲线,他连接了如图S10-6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,得到了小明的认同.图S10-6(1)请你用笔画线在图甲上加上这条导线;(2)对小亮改正后的电路,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,测得几组电压表和电流表的示数,记录如下表:I/A00.080.160.240.320.400.48U/V00.631.221.681.972.232.44请根据表中的数据,在图乙的坐标系中作出铅笔芯的I-U图线.(4)由图像可知:随着温度的升高,铅笔芯的电阻率(选填“增大”“
71、减小”或“不变”).3.2018重庆巴蜀中学月考 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法研究某电子元件R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线,要求多次测量并尽可能减小实验误差,备有下列器材:A.直流电源(6 V,内阻不计);B.电流表G(满偏电流3 mA,内阻10 );C.电流表A(00.6 A,内阻未知);D.滑动变阻器R(020 ,5 A);E.滑动变阻器R(0200 ,1 A);F.定值电阻R0(阻值为1990 );G.开关与导线若干.(1)根据题目提供的实验器材,请你在虚线框内设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图.(2)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑
72、动变阻器应选用(填器材前的字母).(3)将上述电子元件R1和另一个电子元件R2接入如图S10-7甲所示的电路中,它们的U-I图线分别如图乙中a、b所示,电源的电动势E=7.0 V,内阻忽略不计,调节滑动变阻器R3,使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电子元件R1的阻值为 ,R3接入电路的阻值为 .(结果保留两位有效数字)图S10-74.2017山西五校联考 学校开放实验室,同学们为了描绘小灯泡L的伏安特性曲线,并想同时较准确测其在额定电流下的功率,领取可供选用的器材如下:小灯泡L(规格“额定电流为1.0 A,额定功率约为6.0 W”);电流表A1(量程3 A,内阻约为0.1 );电
73、流表A2(量程0.5 A,内阻r2=4 );电压表V(量程3 V,内阻rV=1.0 k);标准电阻R1(阻值4 );标准电阻R2(阻值2.0 k);学生电源E(电动势约为8 V,内阻不计);开关S及导线若干.(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:A.阻值0到10 ,额定电流1.0 AB.阻值0到20 ,额定电流2.0 A本实验应选的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”).(2)老师要求要尽量准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,电压需从零开始,在安全前提下尽可能减小误差且调节方便,在虚线框内画出满足要求的实验电路图,并在图上标明所选器材代号.(3)某次实验时,若电流表满偏时,电压表的读数如图S10-
74、8所示,则电压表的读数为,灯泡额定功率为W.(计算结果保留两位有效数字)图S10-8测定电源的电动势和内阻一、实验目的1.掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法;2.掌握用图像法求电动势和内阻的方法.二、实验器材电压表、电流表、电池、开关、坐标纸和导线.考点一实验原理与实验操作1.实验原理在闭合电路中,由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势E、内阻r、路端电压U、电流I存在的关系为U=E-Ir,E、r在电路中不随外电阻R的变化而改变.测量原理图如图S11-1所示,改变外电阻,可测得一系列I和U的值(至少6组),然后再在U-I坐标系中描点作图,所得直线与纵轴的交点即为电动势E,图线斜率的
75、绝对值为内阻r.图S11-12.实验步骤(1)按实验电路图连接实物图,电流表一般用0.6 A量程,电压表一般用3 V量程;(2)把滑动变阻器的滑片移到使滑动变阻器连入电路的阻值最大的一端;(3)闭合开关,调节滑动变阻器使电流表有明显的示数,记录多组I、U数据;(4)处理数据:用公式法或作图法求出电源的电动势和内阻.1 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.(1)应该选择的实验电路是图S11-2中的(选填“甲”或“乙”).图S11-2(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(0
76、20 );D.滑动变阻器(0500 ).实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用.(填器材前的字母) 注意事项在选择实验电路时,也可根据内接法和外接法的选择方法去选择,只是现在的待测电阻是电源,如果电源内阻很小就用相对于电源的外接法,如果电源内阻很大就用相对于电源的内接法,滑动变阻器用的是限流接法,要想调节方便,还能大范围调节,需要滑动变阻器的电阻比电源内阻大几倍即可.考点二数据处理与误差分析1.数据处理方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r.方法二:用图像法处理数据在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标
77、系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,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是电源电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线斜率的绝对值即为电源的内阻r,即r=.2.误差分析(1)偶然误差:读数不准引起误差;用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差.(2)系统误差:用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单,但系统误差较大,这主要是由于电压表和电流表内阻对测量结果的影响而造成的.用这种方法测电动势可供选择的电路有两种,如图S11-3甲、乙所示.图S11-3当用甲图时,考虑电表内阻,从电路上分析,由于实验把滑动变阻器的阻值R看成
78、是外电路的电阻,因此电压表应看成内电路的一部分,故实际测量出的是电源和电压表这一整体的电动势和等效内阻(如图甲中虚线框内所示),因为电压表和电源并联,所以等效内阻r测应等于电源真实内阻r真和电压表内阻RV的并联值,即r测=r真.此时如果断开外电路,则电压表两端电压U等于电动势测量值,即U=E测,而此时电压表与电源构成回路,所以有UE真,即E测r真,此时如果断开外电路,则电流为零,电流表两端电势相等,等效电源的电动势E测就是电源电动势的真实值E真,即E测=E真.2 小明利用如图S11-4所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.图S11-4(1)图中电流表的示数为A.(2)调节滑动变阻器,电压表
79、和电流表的示数记录如下:U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据,在图S11-5上作出U-I 图线.图S11-5由图线求得:电动势E=V;内阻r =.(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合.其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为. 注意事项(1)在电源的U-I图线中,若两坐标轴均从零开始,则图线在U轴的截距为电源电动势,图线在I轴的截距为电源的短路电流;(2)若U轴不从零开始,则U轴截距仍为电动势,I轴截距不再是短路电流,则r=.考点三同类实验拓展与创新考向一安阻法由I=-r,改变电
80、路的外电阻R,测出一系列的I和R值,作出R-图像.图像在R轴上的截距即为电源的内阻的负值,直线的斜率即电源的电动势E.此方法叫安阻法,用电流表和电阻箱.图S11-63 为了响应“地球一小时”的活动,某校学生组织了一次自制水果灯比赛,小明同学自制的“橙子电池”成功点亮了一个LED小灯泡.在实验成功前,小明为了测量“橙子电池”的电动势和内阻,进行了多次实验,他设计的电路图如图S11-7所示.图S11-7若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:A.电流表A1(量程为00.6 A,内阻R1=1 );B.灵敏电流表A2(量程为00.6 mA,内阻R2=800 );C.灵敏电流表A3(量程为0
81、600 A,内阻未知);D.电阻箱(09999 ).(1)为了能尽可能准确地测定“橙子电池”的电动势和内阻,实验中电流表应选择(填器材前的字母).(2)小明同学测出了多组数据并记录在下表中:R/(103)0.51.01.52.02.53.0I/mA0.530.410.330.280.240.21/(103 A-1)1.892.443.033.574.174.76他应该作(选填“R-I”或“R-”)图像.(3)请根据小明获得的数据在图S11-8中作出图像.图S11-8(4)由图线可以得到被测电池的电动势E=V,内阻r=.(结果均保留两位有效数字)考向二伏阻法由E=U+Ir及I=r,或,改变电路的
82、外电阻R,测出一系列的U值,作出轴上的截距的倒数即为电源电动势,直线的斜率与在轴上的截距的倒数的乘积即为电源的内阻.此方法叫伏阻法,用电压表和电阻箱.图S11-94 2017济南模拟 为测定某旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:A.旧干电池两节(假设两节电池完全一样);B.电压表(视为理想电压表,量程03 V);C.电阻箱R(0999.9 );D.定值电阻R0=10 ;E.多用电表;F.开关、导线若干.(1)同学甲直接使用多用电表的直流电压2.5 V挡测量一节电池的电动势,读数如图S11-10所示,则该同学测得的电动势E=,此测量值比旧干电池电动势的真实值(选填“偏大”或者“偏小”)
83、.图S11-10(2)同学乙将两节干电池串联接入如图S11-11甲所示的电路,规范操作得到如图乙所示的图像(U为电压表读数).该同学所描绘的图像中,横坐标是(填选项前的字母).图S11-11A. (3)按照(2)问中所选的横坐标,已知图像的斜率为k,纵轴的截距为b,则一节干电池的电动势为,内阻r为.(均用k、b、R0表示)1.2017广东肇庆二模 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5 V的干电池外,还有一个方形电池(电动势9 V左右).为了测定该方形电池的电动势E和内阻r,实验室中提供如下器材:A.电流表A1(满偏电流10 mA,内阻RA=10 );B.电流表
84、A2(00.6 A,内阻未知);C.滑动变阻器R0(0100 ,1 A);D.定值电阻R(阻值990 );E.开关与导线若干.(1)根据现有的实验器材,设计一个电路,较精确地测量该电池的电动势和内阻,请在虚线框中画出电路图.(2)请根据你设计的电路图,写出电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2之间的关系式:I1=.(3)图S11-12为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线,由图线可以求出被测方形电池的电动势E=V,内阻r=.(结果保留两位有效数字)图S11-122.2017内蒙古包头一模 为测定一节新干电池的电动势和内阻(已知该干电池的内阻相当小,额定电流为0.7
85、 A),可供选择的器材有:A.电压表(量程3 V,内阻为10 k);B.电压表(量程15 V,内阻为20 k);C.电流表(量程0.8 A,内阻约为0.5 );D.电流表(量程3 A,内阻约为0.2 );E.滑动变阻器(最大电阻10 ,额定电流0.7 A);F.滑动变阻器(最大电阻2 k,额定电流0.2 A);G.定值电阻R0=1 ;H.开关、导线若干.(1)要使实验误差较小且操作方便,可选择的器材是(填器材前的字母).(2)图S11-13中的电路图应选择(填选项字母).图S11-13(3)实验测得9组数据,已标在图S11-14的坐标系中,请在图中连线,从图中可得电池内阻r=.(结果保留两位有
86、效数字)图S11-143.2017广东揭阳二模 有一电动势约7 V的数码电池,无法从标签上看清其电动势等数据.现要更加准确地测量其电动势E和内阻r,实验室备有下列器材:A.电流表(量程0.6 A,内阻为3 );B.电压表(量程3 V,内阻为3 k);C.电压表(量程30 V,内阻为30 k);D.定值电阻R1=500 ;E.定值电阻R2=5000 ;F.滑动变阻器(阻值范围030 );G.开关及导线.(1)该实验中电压表应选,定值电阻应选.(均填器材前的字母)(2)电路图如图S11-15甲所示,请将图乙的实物连线补充完整.图S11-15(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置,读出此时电压表读数为
87、U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式为.4.2017开封质检 某同学利用如图S11-16甲所示的电路测定电源的电动势和内阻,实验中电表内阻对实验结果的影响很小,均可以忽略不计.闭合开关S后,变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙中的直线a、b所示.图S11-16(1)请将如图丙所示实物图按电路图连接成实验电路;(2)通过分析可知,图乙中直线(选填“a”或“b”)表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系;(3)根据U-I图像中坐标轴表示的数据,可求出电源电动势E=,内阻r=.电学实验中定值电阻的选用题型综述 伏安法测电阻是最基
88、本的电学实验,以此为切入点衍生的设计性实验题往往涉及仪器仪表的选择、内外接法的判断和分压式限流式的确定等.为增加试题难度,题中通常会提供若干定值电阻供设计实验电路时灵活选用.应考策略 灵活选用定值电阻设计实验电路的关键:一要熟悉定值电阻在电路中的主要作用;二要知道定值电阻在电路中的摆放位置.(1)定值电阻在电路中的主要作用保护作用:保护电表,保护电源.测量作用:已知电压的定值电阻相当于电流表,已知电流的定值电阻相当于电压表.主要有如图W7-1所示三种情况:图甲中流过电压表V2的电流:I2=;图乙中电流表A2两端的电压:U2=R;图丙中开关S的断开和闭合相当于电路的两种工作状态.图W7-1扩大作
89、用:测量电路中用来扩大电表量程;控制电路中用来扩大滑动变阻器调节范围;当待测电阻过小时,可串联定值电阻用来扩大待测量.(2)定值电阻在电路中的摆放位置控制电路中的定值电阻:采用限流式接法时,将定值电阻与滑动变阻器串联,以扩大滑动变阻器的全值电阻,在电路中起降压限流作用;采用分压式接法时,若待测电路两端允许加的电压、电流较小,滑动变阻器滑片移动范围有限,可串接定值电阻,增大滑动变阻器滑片移动范围.测量电路中的定值电阻:测量电路中的电压表或电流表量程不符合测量要求时,可将定值电阻与测量电表串联或并联来进行改装;测量电路中的待测元件电阻太小时,不便于精确测量,可将定值电阻与待测元件串联后再进行测量.
90、1 为了测定电流表A1的内阻,采用如图W7-2所示的电路.其中A1是待测电流表,量程为300 A,内阻约为100 ;A2是标准电流表,量程是200 A;R1是电阻箱,阻值范围为0999.9 ;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3阻值应为()图W7-2A.200 kB.20 kC.15 kD.20 2 为测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V,r约为1.5 ),器材有:量程为3 V的理想电压表V,量程为0.
91、5 A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R=4 ,滑动变阻器R,开关S,导线若干.(1)在虚线框中画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则可以求出E=,r=.(用I1、I2、U1、U2及R表示)3 现有一块灵敏电流计A1,量程为200 A,内阻约为1 k,要精确测出其内阻Rg.提供的器材有:电流表A2 (量程为1 mA,内阻r=50 );滑动变阻器R(阻值范围为030 );定值电阻R1(阻值R1=150 );定值电阻R2(阻值R2=3 k);电源E(电动势约为4.5 V,内阻
92、很小);单刀单掷开关S一个,导线若干.(1)请利用上述所有器材,在虚线框内画出合理的、便于多次测量的实验电路图,并保证各电表的示数超过其量程的.(2)在所测量的数据中选一组,用测量量和已知量来计算待测电表的内阻,表达式为Rg=,表达式中各符号表示的意义是.1.电流表的内阻在0.10.2 之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:A.待测电流表A1(量程0.6 A);B.电压表V1(量程3 V,内阻约为2 k);C.电压表V2(量程15 V,内阻约为10 k);D.滑动变阻器R1(最大阻值10 );E.定值电阻R2(阻值5 );F.电源E(电动势4 V);G.开关S及导线若干.在虚线框内画出实验电
93、路图,若测得电压表的读数为U,电流表的示数为I,则电流表A1的内阻的表达式为RA=.2.2013江苏卷 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P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V1.8 W”,电源为12 V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W7-3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W7-3(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
94、坐标纸上,并作出了一条直线,如图W7-4所示.请指出图像中不恰当的地方.图W7-43.2017全国卷 某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V(量程3 V,内阻3 k);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 );固定电阻R0(阻值1000 );滑动变阻器R(阻值09.0 );电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干.(1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图W7-5所示. 由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(选填“增大”“不变”
95、或“减小”),灯丝的电阻率(选填“增大”“不变”或“减小”).图W7-5 (3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 )和题给器材连接成图W7-6所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)图W7-6教师详解(听课手册)第八单元恒定电流第22讲部分电路及其规律【教材知识梳理】核心填空一、1.定向正电荷2.(1)I=(2)I=nqSv二、1.电流R=2.(1)材料(2)R=(3)欧姆米m三、2.气态导体半导体3.I=四、1.qU=IUt2.=IU3.I2RtI2R思维辨析(1)()(
96、2)()(3)()(4)()(5)()(6)()(7)()【考点互动探究】考点一例1A解析 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I=,A正确.例2C解析 由电流定义可知I=neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSv=neLv,又E=,故E=nev,选项C正确.例3C解析 由I=,其方向与电子定向运动方向相反,为逆时针方向,故选项C正确.考点二例4D解析 根据R=,I=,I=nSqv,可得v=,即v,所以v1v2v3=123,选项D正确.点评 电阻定律中的长度必须是沿电流方向的长度,横截面积是垂直电流方向的面积.变式题C解析 对于第一根导线,均匀拉长
97、到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的,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,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得I1=,I2=,由I=可知,在相同时间内,电荷量之比q1q2=I1I2=116,C正确.考点三例5D解析 由图可知,流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的关系为非线性关系,小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大,A错误;根据欧姆定律,对应P点,小灯泡的电阻应为R=,B、C错误;对应P点,小灯泡的功率为PL=U1I2,也就是图中矩形PQOM的面积,D正确.点评 伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流
98、坐标的比值,对应该状态下的电阻,因此图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.变式题CD解析 白炽灯的电阻随电压的增大而增大,A错误;在A点,白炽灯的电阻可表示为,不能表示为tan 或tan ,故B错误,D正确;在A点,白炽灯的功率可表示为U0I0,C正确.考点四例6(1)2 72 W(2)1 (3)16 W解析 (1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律得R= =2 其发热功率为P=UI1=126 W=72 W.(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2=rM+P输出解得rM= =1 .(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得P化=UI3-rA解得P化=124 W-422 W=16 W.变式
99、题AC解析 根据P入=UI,可得电动机的输入功率为550 W,选项A正确;根据P出=Fv,可得电动机提升重物的功率为450 W,选项B错误,C正确;根据能量守恒定律可得UI=I2R+Fv,电动机的线圈电阻为4 ,选项D错误.1.一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内阻可忽略不计),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1555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC.1 min内电饭煲消耗的电能
100、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 C由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1=44 ,P1=UI1=1100 W,其在1 min内消耗的电能 W1=UI1t=6.6104 J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2,P2=UI2=110 W,其在1 min 内消耗的电能 W2=UI2t=6.6103 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.2.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中所提供的数据,此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为()额
101、定容量54 L最高水温75 额定功率1500 W额定频率50 Hz额定电压220 V电器类别类A.6.8 A B.0.15 AC.4.4 A D.0.23 A解析 A由P=UI可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为I= A6.8 A,故选项A正确.3.(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,关于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
102、移动的平均速率加倍解析 ABC电压U加倍时,由欧姆定律知,电流加倍,由电流的微观表达式I=neSv知,自由电子定向运动的平均速率v加倍,选项A正确;导线长度L加倍,由电阻定律知,电阻加倍,电流减半,则由电流的微观表达式I=neSv知,自由电子定向运动的平均速率v减半,选项B正确;导线横截面的直径d加倍,由S=知,横截面积变为原来的4倍,由电阻定律知,电阻变为原来的,电流变为原来的4倍,根据电流的微观表达式I=neSv知,自由电子定向运动的平均速率v不变,选项C正确,D错误.4.2017石家庄质检 如图所示,有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220
103、 V的直流电源两端,灯泡正常发光,则()A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W解析 C灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110 V电压,且干路电流I=I灯= A,则电解槽消耗的电功率P=P灯=60 W,选项A错误,选项C正确;电解槽的发热功率P热=I2R内1.3 W,选项B错误;整个电路消耗的总功率P总=U总I=220 W=120 W,选项D错误.第23讲电动势闭合电路的欧姆定律【教材知识梳理】核心填空一、1.(1)非静电力对电荷做的功W电荷量q(2)E=V(3)电能2.电源内阻二、1.电源的电动势内、
104、外电路中的电阻之和2.I=思维辨析(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()【考点互动探究】考点一例1A解析 由题意可知,两电阻串联后能通过的最大电流为I=0.5 A,则电路允许消耗的最大电功率为P=I2(R1+R2)=1.5 W,A正确.例2(1)0(2)7.5 V(3)10 V解析 (1)开关S接A,电压表被短路,电压表测量的是导线上的电压,U1=0.(2)开关S接B,R1与R2串联,电压表测量的是R1两端的电压,U2=R1=7.5 V. (3)开关S接C,R2与R3并联再与R1串联,电压表测量的是R1两端的电压,U3=R1=10 V.例3C解析 电流表和电阻R1并联,R1的电阻值
105、为电流表内阻的,则由并联电路特点可知,通过电流表的电流IA是通过R1的电流的,则IA=I总,其中I总为干路电流.所以可以用电流表上的0.02 A的一个小格表示总电流0.06 A.所以选项C正确.点评 在解电流表改装问题时,就跟解电路问题是一样的,理解好供电状态是解题的关键,改装成某一量程,就是相当于加在总电路上某一数值的电流,而这时通过表头的电流数值上等于满偏电流,然后由并联电路的电流和电压特点求解即可;解电压表改装问题也是如此,改装成某一量程就是相当于加在总电路两端某一数值的电压,而这时通过表头的电流数值上等于满偏电流,然后由串联电路的电流和电压特点求解即可.考点二例4(1)02 W(2)2
106、.5 2.5 W(3)1.5 3.125 W解析 (1)定值电阻R1消耗的电功率P1=I2R1=当滑动变阻器的阻值R2=0时,R1消耗的功率最大最大功率P1m=2 W.(2)电源的等效内阻r=R1+r=2.5 当滑动变阻器的阻值R2=r=2.5 时,滑动变阻器消耗的功率最大最大功率P2m=2.5 W.(3)当R1+R2=r,即R2=r-R1=(2-0.5) =1.5 时,电源有最大输出功率最大输出功率P出m=3.125 W.变式题AD解析 滑片移动时,电流表示数变大,可知滑片向右移动,电路的总电阻减小,总电流增大,因此电源的总功率增大,电源的效率减小,A、D正确;电源内阻消耗的功率增大,输出功
107、率的变化不确定,B、C错误.点评 (1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R=分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解.(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%.考点三例5AD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;R3两端电压变小,通过R3的电流变小,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R2的电流变大,R2两端电压变大,即电压表V2的读数增大,A、D正确.例6BC解析 由于A灯串联
108、于干路中,且故障发生后,A灯变暗,故电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D.假设R2断路,则其断路后,电路总电阻变大,总电流变小,A灯变暗,同时R2断路必引起与之并联的B灯中电流变大,使B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B正确.假设R3断路,则总电阻变大,总电流变小,使A灯变暗,同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大,B灯中分得的电流也变大,B灯变亮,故选项C正确.例7ACD解析 滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻R变减小,由I=,A表示数增大,A正确;V2表测量的是路端电压,U2=E-Ir减小,B错误;U3=E-Ir
109、-IR,则有U3=I(R+r),U3与I的比值等于R+r,大于r,C正确;U2=Ir,U1=IR,又知Rr,故U1大于U2,D正确.点评 分析U时,根据电路中所有电阻消耗的电压和是不变的,这部分电路消耗的电压减小多少,另一部分电路消耗的电压就增大多少,分析时一定要根据电路的特点找电阻不变的部分进行分析.例8C解析 由已知条件及电容定义式C=可得,Q1=U1C,Q2=U2C,则.S断开时等效电路如图甲所示,有U1=E;S闭合时等效电路如图乙所示,有U2=E,则,故C正确.甲乙考点四例9B解析 根据图像可知,E1=E2=10 V,r1= ,r2= ,所以r1r2=32,E1E2=11,选项A错误,
110、选项B正确;曲线与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出,此时小灯泡消耗的功率分别为P1=18.2 W和P2=30 W,小灯泡的电阻分别为R1= ,R2= ,选项C、D错误.变式题BC解析 P1=U1I1=42 W=8 W,P2=U2I2=24 W=8 W,A错误,B正确;1=,2=,可得12,C正确,D错误.1.如图所示,电源为“9 V1 ”的电池组,要将“4 V4 W”的灯泡接入虚线框中,在正常发光的条件下,最多能接()A.2个 B.3个C.4个 D.5个解析 D要使灯泡正常发光,灯泡两端电压为4 V,每个灯泡的工作电流为1 A.当滑动变
111、阻器接入电路的电阻为零时,所接灯泡最多,此时电源内电压为5 V,电路中的总电流为5 A,所以最多能接5个灯泡.2.(多选)如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为ra和rb,若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上,通过R0的电流分别为Ia和Ib,则()A.rarbB.IaIbC.R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低D.R0接到b电源上,电源的输出功率较小,电源的效率较低解析 ABC在电源路端电压与电流的关系图像中,斜率表示电源内阻,rarb,A正确.在图像中作出定值电阻R0的U-I图线,与电源的U-I图线交点表示电路工作点,Ia
112、Ib,B正确.R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低,R0接到b电源上,电源的输出功率较小,但电源的效率较高,C正确,D错误.3.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡的U-I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是()A.4 W,8 WB.2 W,4 WC.2 W,3 WD.4 W,6 W解析 D用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率P出=UI=22 W=4 W,电源的总功率P总=EI=32 W=6 W,D项正确.4.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列
113、说法正确的有()A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A解析 AC设四个电阻的等效电阻为R路,由得R路=10 ,由闭合电路欧姆定律知,I=1 A,设路端电压为U,则U=IR路=1 A10 =10 V,选项A正确;电源的总功率P=EI=12 W,选项B错误;设电源负极电势为0 V,则a点电势a=0.5 A5 -0=2.5 V,b点电势b=0.5 A15 -0=7.5 V,则a、b两点的电势差Uab=a-b=2.5 V-7.5 V=-5 V,所以a、b间电压的大小为5 V,选项C正确;当将a、b两点用导线连接后,由
114、于导线没有电阻,此时a、b两点电势相等,电路总电阻为9.5 ,电流I= A,故选项D错误.5.(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 .另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计,则()A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是40 B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40 C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为80 VD.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80 V解析 AC当c、d端短路时,等效电阻R=R1+=40 ,A正确;当a、b端短路时,等效电阻R=R2+=128 ,B错误;当a、b两端接通测试电源时,
115、根据欧姆定律得I= A=2 A,所以Ucd=IR3=80 V,C正确;当c、d两端接测试电源时,I= A,Uab=IR3=25 V,D错误.6.(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3解析 BC据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,R1两部分并联的阻值先增大后减小,电压不变,所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误.7.201
116、6上海静安期末 如图所示电路中,灯L标有“6 V3 W”,定值电阻R1=4 ,R2=10 ,电源内阻r=2 ,当滑片P滑到最下端时,电流表读数为1 A,此时灯L恰好正常发光.(1)求滑动变阻器最大值R;(2)当滑片P滑到最上端时,求电流表的读数;(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,求滑动变阻器消耗的功率.答案 (1)12 (2)2 A(3)3.84 W解析 (1)灯L的电阻RL= =12 当P滑到下端时,R2被短路,灯L与整个滑动变阻器R并联,此时灯正常发光,通过灯L的电流为IL= A=0.5 A通过滑动变阻器R的电流为IR=I-IL=1 A-0.5 A=0.5 A即滑动变阻器最大值R=RL
117、=12 . (2)电源电动势E=I=1(4+2+6)V=12 V当P滑到上端时,灯L、滑动变阻器R及电阻R2都被短路,此时电流表的读数为I= A=2 A.(3)P位于滑动变阻器的中点时,灯L与滑动变阻器的上半部分并联后再与R1串联,则此时R并= =4 I总= A=1.2 A并联部分的电压为U并=I总R并=1.24 V=4.8 V滑动变阻器上消耗的功率为PR= W=3.84 W.专题七电学实验专题【热点题型探究】热点一例1(1)0.020.4600.12.30(2)0.11.400.57.0例21.2206.860解析 20分度游标卡尺的精度为0.05 mm,主尺读数为12 mm,游标尺读数为4
118、0.05 mm=0.20 mm,游标卡尺的读数为12.20 mm=1.220 cm.螺旋测微器读数:固定刻度读数+可动刻度读数=6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm.变式题(1)10.05(2)3.853解析 (1)由图甲所示游标卡尺可知,主尺示数是1.0 cm=10 mm,游标尺示数是10.05 mm=0.05 mm,游标卡尺示数为10 mm+0.05 mm=10.05 mm.(2)由图乙所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为3.5 mm,可动刻度示数为35.30.01 mm=0.353 mm,螺旋测微器示数为3.5 mm+0.353 mm=3.853 mm.热点二例3Rx1大
119、于小于解析 =10,=20,故,应该采用电流表内接法,即图甲接法.由“大内偏大,小外偏小”的结论可知电流表内接时测量值Rx1大于真实值,外接时,测量值Rx2小于真实值.变式题300290300333.3解析 由欧姆定律,电阻的测量值等于电压与电流的比值,故两个电阻的测量值都为300 ,甲图电压表的示数为电流表和电阻R1两端的总电压,故测量的电阻值为电流表和电阻R1的真实值的和,故电阻R1的真实值为290 ;乙图电流表的示数为电压表和电阻R2的总电流,故测量的电阻值为电压表和电阻R2的并联电阻,由R并=,解得R2=333.3 .例4(1)BC(2)滑动变阻器采用限流接法电流表采用外接法解析 (1
120、)因为电源电动势为20 V,故电压表选C;因为最大电流为I= A16.7 mA,故电流表选B.(2)因为需要多测量几组数据,且滑动变阻器的总阻值与被测电阻的阻值相比较小,所以应采用滑动变阻器分压接法;由于电流表内阻远小于被测电阻的阻值,所以应采用电流表内接法.热点三例5(1)如图所示(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程解析 (2)滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器,因此R1要选择最大阻值为20 的滑动变阻器.开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置,可使得微安表上的电压最小,从而保护了微安表.接通S1前后,微安表的示数保持不变,
121、这说明S1接通前后在BD中无电流流过,可知B与D所在位置的电势相等.因B与D电势相等,对调后,解得RA=2550 .热点四例6(1)aabb(2)1.4(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)解析 (1)测a、b间电压,读数不为零,说明cc没有断开,若测a、a间电压,读数不为零,说明bb没有断开,所以是aa断开;若测a、a间电压,读数为零,说明aa没有断开,所以是bb断开.(2)根据闭合电路欧姆定律及如图所示电路得E=U外+U内=I1(R1+r1)+(I1+I2)(R0+r),代入图像中两组数据(60 mA,0.12 mA)、(260 mA,0.05 mA),解得电动势E=1.4 V
122、,内阻r=0.5 .例7(1)6(2)R2(3)R0A解析 (1)导线6应该接滑动变阻器上边的接线柱.(2)发生此情况的原因是选择的滑动变阻器阻值过大,即选了R2.(3)在甲电路中,根据欧姆定律可得(I2-I1)R0=I1Rx,在乙电路中,根据欧姆定律可得(I2-I1)Rx=I1R0,联立解得Rx=R0;若考虑电流表A1的内阻r,则上述表达式变为(I2-I1)R0=I1(Rx+r),(I2-I1)Rx=I1(R0+r),同样可得Rx=R0,故电流表A1的内阻不会造成系统误差,选项A正确;因为两次使得通过电流表A2的电流相同,故电流表A2的内阻也不会造成系统误差,选项B错误.点评 通过实验获取实
123、验数据,代入相关物理量之间的关系式,计算得到结果的方法叫解析法.应用解析法的要求是:(1)明确实验测量的相关物理量的关系式;(2)明确要研究的物理量和未知的物理量;(3)建立方程或方程组进行计算.【高考模拟演练】1.(1)1535(2)3003000(3)c闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2解析 (1)分析电路结构,根据并联电路分流规律,得(R1+R2)2=100 ,9R1=100 +R2,解得R1=15 ,R2=35 .(2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为=3000 ,最小阻值为=500 .若定值电阻选择1000 ,则无法校准3.
124、0 mA,所以定值电阻选择300 .由于最大阻值要达到3000 ,所以滑动变阻器要选择3000 .(3)若接在b端,则电路总是闭合的,不能具体判断哪一个电阻损坏了.2.(1)如图甲所示(2)如图乙所示(3)电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2(4)R解析 (1)待测电压表量程只为电压表V2量程的,所以应将待测电压表扩大量程,与R串联,然后再将其与电压表V2并联;由于滑动变阻器的总电阻远小于待测电压表内阻,所以滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图甲所示.(2)实物连接如图乙所示.(3、4)根据串、并联规律有U2=(R+RV),解得RV=,需要测得电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2
125、.3.(1)A1R1(2)如图所示(3)(4)乙解析 (1)若满足Rx两端电压能从0开始变化进行多次测量,滑动变阻器一定采用分压式接法,为调节方便,滑动变阻器选择R1;Rx的电流最大值I=10 mA,所以电流表选择A1;因Rx,是大电阻,所以采用电流表内接法,电路图如图所示.(2)闭合开关S1,断开开关S2,当I1=I2时,Rx=r1+R2;闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I,则r1+R2=,所以Rx=;甲同学的方法电压的测量值偏大,所以电阻的测量值偏大,乙同学的方法没有系统误差,所以乙同学的方法更好.1.某同学为了测量电流表A1内阻
126、的精确值,有如下器材可供选择:电流表A1(量程300 mA,内阻约为5 );电流表A2(量程600 mA,内阻约为1 );电压表V(量程15 V,内阻约为3 k);滑动变阻器R1(05 ,额定电流为1 A);滑动变阻器R2(050 ,额定电流为0.01 A);电源E(电动势3 V,内阻较小);定值电阻R0(5 );单刀单掷开关一个、导线若干.实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能地减小误差. (1)以上给定的器材中滑动变阻器应选;(2)在虚线框内画出测量A1内阻的电路原理图,并在图中标出所用仪器的代号;(3)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达
127、式为r1=;式中各符号的物理意义是.答案 (1)R1(2)如图所示(3)R0I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值解析 (1)滑动变阻器要用分压式接法,选最大阻值较小的滑动变阻器R1.(2)由于电压表的量程太大,所以不能直接用所给的电压表测量电压,改用定值电阻R0与A1并联进行测量,电路图如图所示.(3)通过定值电阻R0的电流为I2-I1,A1两端的电压等于R0两端的电压,所以r1=R0,I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值.2.某同学对有故障的电热毯进行探究,图甲是电热毯的电路示意图,其中电热丝和导线通过金属接线片连接,图乙为
128、测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表和电流表均可视为理想电表.(1)断开S1,用测试电路在1和1之间检测得知电热丝无故障,然后测得电热丝的U-I图线如图丙所示.可求得此电热丝的电阻为 .(2)在下面的虚线框内画出与图乙对应的电路原理图.(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关S1和S2,用表笔A和B分别对图甲中的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在(选填“1和2”“1和2”“2和3”或“2和3”).测试点3和31和11和31和22和3电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有有无有答案 (1)580(570590均可)(2)如图所示(3)1和2解析
129、(1)由图线得电热丝的电阻R=580 .(2)如图所示.(3)3和3接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认3和3间存在断路;1和1接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和1之间为通路;1和3接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和3之间为通路;再结合1和2及2和3接入A、B之间时,两电表指针偏转情况,可知断路故障在1和2之间.3.为了测量一个阻值较大的未知电阻的阻值,某同学使用了干电池(1.5 V)、毫安表(1 mA)、电阻箱(09999 )、开关、导线等器材.(1)该同学设计的实验电路如图甲所示,实验时,将电阻箱阻值调至最大,断开S2,闭合S1,减小电阻箱的阻值,
130、使毫安表的示数为I1=1.00 mA;然后保持电阻箱阻值不变,断开S1,闭合S2,此时毫安表示数为I2=0.8 mA.由此可得被测电阻的阻值为 .(2)经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致,因此会造成误差.为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图乙所示的实验电路,实验过程如下:断开S1,闭合S2,此时毫安表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为I;断开S2,闭合S1,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,记录此时电阻箱的阻值大小为R0.由此可测出Rx=.答案 (1)375(2)IR0解析 (1)设毫安表内阻为RmA,电流为I1时电阻箱的阻值为R,S2断开、S1闭合时
131、,根据闭合电路的欧姆定律有E=I1(R+RmA+r),S1断开、S2闭合时,E=I2(Rx+R+RmA+r),联立解得Rx=E=375 .(2)根据图乙所示电路测电阻,毫安表起指示作用,用以检测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性,根据等效替代法的测量原理,毫安表示数仍为I,所以Rx=R0.4.研究小组利用下表中的实验器材测量电流表A1的内阻r1.器材规格电流表A1量程10 mA,内阻r1待测(约为40 )电流表A2量程500 A,内阻r2=750 电压表V量程6 V,内阻r3=3 k电阻R1阻值约为100 滑动变阻器R2总电阻约为10 电池E电动势1.5 V,内阻很小开关S,导线若干(1)两位同
132、学分别设计了如图甲和乙所示电路,小组讨论后发现两电路均存在问题,请指出两电路存在的问题: . (2)另一位同学对电路乙优化后进行实验,得到若干组数据,如下表所示.请你根据数据在图中画出I1-I2的关系图线.I1/mA2.004.006.007.008.009.00I2/A110210320370430480(3)根据所描图线可知待测电流表的内阻为 .(4)请你在虚线框中画出优化后的电路图.答案 (1)甲图电压表量程过大,测量中示数太小,测量精度较低;乙图两电流表量程均较小,调节过程中滑动变阻器调节范围过小,不易操作(2)图略(3)40(38到42之间均可)(4)如图所示解析 (1)甲电路中,当
133、电流表示数接近满偏时,电压表两端电压约为UV=Ig1r1=0.4 V,该电压远小于电压表量程,测量示数太小,测量精度较低;乙电路中,两电流表分别满偏时,其两端电压分别为UA1=Ig1r1=0.4 V、UA2=Ig2r2=0.375 V,测量过程中滑动变阻器调节范围过小,不易操作.(3)由I1r1=I2r2得I1=I2,由作出的I1-I2图线得斜率k=18.75,所以r1=40 .(4)如图所示.5.2017大庆实验中学模拟 一种测量电流表内阻的实验电路原理图如图甲所示,实验所使用的器材如图乙所示.(1)根据图甲将图乙中的实物电路用笔画线代替导线补画完整.(2)完成下列实验步骤中的填空:将电阻箱
134、A的阻值调至(选填“最大”或“最小”).闭合S1,断开S2,调整电阻箱A,使电流表G满偏,记下此时电阻箱A的读数R1.保持S1闭合,再闭合S2,将电阻箱B的阻值调至(选填“最大”或“最小”),将电阻箱A的读数调整为R1的一半,然后调整电阻箱B,使电流表G重新达到满偏,记下此时电阻箱B的读数R2.若电源内阻不计,则由此可知电流表G的内阻为Rg=.答案 (1)如图所示(2)最大最小R2解析 (1)根据电路图,连接实物图,注意电表的正负接线柱.实物连接图如图所示.(2)根据题意并结合电路图可知,电阻箱A的阻值调至最大值;闭合S1,断开S2,调整电阻箱A,使电流表G满偏,记下此时电阻箱A的读数R1;保
135、持S1闭合,再闭合S2,将电阻箱B的阻值调至最小,将电阻箱A的读数调整为R1的一半,然后调整电阻箱B,使电流表G重新达到满偏,记下此时电阻箱B的读数R2,则此时电流表的内阻Rg=R2.6.2017洛阳一模 某同学要研究一质地均匀的圆柱形热敏电阻电阻率随温度的变化规律,其部分步骤如下:(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,由图可知其长度为mm.(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示,由图可知其直径为mm.(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律:A.热敏电阻(常温下阻值约200 );B.温度计;C.电流表A1(60 mA,约10 );D.电流表A2(3 A,约0
136、.1 );E.电压表V(6 V,约15 k);F.滑动变阻器R1(200 ,0.5 A);G.滑动变阻器R2(5 ,2 A);H.蓄电池(6 V,0.05 );I.开关一个,导线若干.实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加,电流表应选择,滑动变阻器应选择.(均填器材前的字母)为精确测量该热敏电阻的阻值,请在图中完成实验器材连接.答案 (1)52.30(2)4.300(3)CG如图所示解析 (1)根据游标卡尺读数规则可知,圆柱形热敏电阻的长度L=52 mm+60.05 mm=52.30 mm.(2)根据螺旋测微器读数规则可知,圆柱形热敏电阻的直径D=4 mm+0.300 mm=4.300 mm.
137、(3)常温下热敏电阻中电流大约为I=30 mA,因此电流表选择量程为60 mA的A1.由于热敏电阻阻值相对较小,采用电流表外接电路.由于通过热敏电阻的电流从零开始增加,因此滑动变阻器采用分压接法,滑动变阻器采用最大阻值为5 的R2.电路连接如图所示.实验八多用电表的使用【实验器材】晶体二极管电学黑箱【考点互动探究】考点一例1(1)149150010(2)14150100解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知,欧姆表的内阻为R内= =1500 ,则R2=R内-R1-Rg-r=1500 -1200 -150 -1 =149 ,中值电阻应为1500 ,若此时欧姆表倍率为“1”,则闭合S后倍率为“10”,
138、对应的中值电阻为15000 ,由所用器材的规格可知无法实现该倍率,故此时欧姆表倍率应为“10”.(2)为了得到“1”倍率,应让满偏时对应的内阻为150 ,电流为I1= A=0.01 A,此时电流表中电流应为0.001 A,则与之并联的电阻箱R3中的电流应为0.01 A-0.001 A=0.009 A,则R3= =150 ,由R2+r= =15 ,故R2=15 -1 =14 ,图示电流为0.600 mA,由闭合电路欧姆定律可解得R4=100 ,欧姆表的倍率为“1”,故对应的刻度值应为100 .例2(1)EABDABCF(2)200解析 (1)欧姆表指针指在中间附近时,读数最准确,故第一次指针在左
139、边,第二次指在中间;第一次的读数大,所以选择的挡位小;欧姆表每次使用应该先选挡位,然后欧姆调零,最后测量,即先选“1”挡,欧姆调零,测量;再换选“10”挡,欧姆调零,测量,读数;最后旋到交流电压最高挡,防止漏电,故顺序为E、A、B、D、A、B、C、F.(2)读数为R=2010 =200 .考点二例335.0800解析 当选用量程为50 V的电压挡测量电压时,由图示表盘可知,其分度值为1 V,所测电压为35.0 V;选用“100”欧姆挡测电阻时,由图示表盘可知,电阻为8100 =800 .例4(1)小290(2)准确解析 (1)电池的电动势减小、内阻增大时,要使表头的示数仍为原来的大小,则R0应
140、该变小;若用电动势为1.45 V的电池测得某电阻的阻值是300 ,则调零时,满足0.5 mA=,则当指针指到300 时,电路中的电流I=;当电池的电动势为1.5 V,没有降低时,调零时仍有0.5 mA=,则当指针指到300 时,其电流仍为I,且I=,联立解得Rx=290 .(2)若电池的内阻变大,测量时可以通过调节变阻器来弥补,故测量的结果仍是准确的.考点三例5(1)11.5(11.211.8均可)蓄电池(2)小灯解析 用多用电表的电压挡分析故障时,电压表有示数说明电源和电压表等组成了闭合回路,可能与电压表并联的部分电路发生故障,而与电压表串联部分未发生故障,若无示数则正好相反.根据这个原理,
141、a、c间接上电压表,断开开关,表针偏转,说明蓄电池正常,b、c间接上电压表,断开开关,表针不偏转,说明小灯发生故障,闭合开关后表针偏转,说明开关和保险丝正常.变式题(1)BA(2)断开5e、f12.7解析 (1)由于4节干电池串联后电动势为6 V,故量程应选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.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阻,而测量出的电阻是常温下的电阻.欧姆表读数应
142、该为5 .由于A灯泡断路,电阻无穷大,而欧姆表示数为5 ,说明测量的应该是e、f间电阻.由R=可求得电阻为12.7 .【课时巩固训练】1.(1)如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.00880解析 (1)根据电路图连接实物图,注意两表笔与表头的正负接线柱.(2)根据“串联分压,并联分流”可知,当S断开时,多用电表测量电压;当S闭合时,多用电表测量电流.(3)电流从红表笔流进多用电表,从黑表笔流出.从电路图中表头和表笔的接法可知电流从表笔A流出,所以A为黑表笔.(4)当S断开时为电压表,此时R2=-120 =880 ;当S闭合时为电流表,此时R1=1.00 .2.(1)C(2)229261(3
143、)0.91.35解析 (1)当开关S旋到位置4时,表头与电表中的电源相连接,是欧姆挡,故A正确;当开关S旋到位置6时,表头与电阻串联,电阻起分压作用,是电压挡,故B正确;开关S旋到5串联的电阻小于旋到6串联的电阻,可知旋到6串联的电阻分压作用大,电压表量程大,故C错误;根据电流“红进黑出”可知,B表笔为黑表笔,A表笔为红表笔,故D正确.(2)接2时并联电阻大,分流小,其量程小,接1时,有Ig(Rg+R6)=(I1-Ig)R5,接2时,有IgRg=(I2-Ig)(R5+R6),联立可得 R5=29 ,R6=261 .(3)电源的电动势为9 V,则R内= =900 =0.9 k,指针偏转到电流表G
144、1满刻度的处对应电阻为R,则,解得R=1350 =1.35 k.3.(1)b(2)不变解析 (1)因a点的电势高于b点,故红表笔接a点,黑表笔接b点.(2)多用电表的电流挡内不接电源,故表内电池的电动势降低时,电流测量值不变.4.(1)如图所示(2)a.短接c.22244d.OFF挡或交流电压最高挡(3)9.5解析 (1)根据电路图,连接实物图,注意红、黑表笔的接法.如图所示.(2)a.根据欧姆表的使用方法可知,选挡后应将红、黑表笔短接进行欧姆调零;c.欧姆表的读数为R=221 k=22 k,微安表的读数为244 A.(3)根据闭合电路欧姆定律可得E=I(R+R0),其中I表示微安表的示数,R
145、表示多用电表的读数,R0表示多用电表的内阻,由图丙可读出R0=17 ,代入数据得E=24410-6(22+17)103 V=9.516 V9.5 V.1.2017全国卷 图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 A,内阻为480 .虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆100 挡.甲乙(1)图甲中的A端与(选填“红”或“黑”)色表笔相连接.(2)关于R6的使用,下列说法正确的是(填选项
146、前的字母).A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=,R4=.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连的,则读数为.(结果均保留3位有效数字)答案 (1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA1.10103 2.95 V解析 (1)根据欧姆表原理可知黑表笔接高电势.(2
147、)R6是欧姆调零电阻,故B正确.(3)换挡开关接2时,是量程较小的电流表,所以R1+R2=160 ;换挡开关接4时,是量程较小的电压表,这时表头与R1、R2并联组成新表头,新表头的内阻r=120 ,新表头的量程是1 mA,所以R4= -120 =880 . (4)若此时B端是与“1”相连的,则为量程是2.5 mA的电流表,则多用电表读数为1.47 mA;若此时B端是与“3”相连的,则为欧姆表,读数为1.10103 ;若此时B端是与“5”相连的,则为量程是5 V的电压表,读数为2.95 V.2.某学生实验小组利用所示电路测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:多
148、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“1k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点.(2)将图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甲所示,这时电压表的示数如图乙所示.多用电表和电压表的读数分别为 k和V.(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 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
149、而成的电路,如图所示.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“1k”挡内部电路的总电阻为 k.答案 (1)短接(2)1(3)153.60(4)12(5)9.0015解析 (1)多用电表调零时把两表笔短接,相当于把电路接通.(2)根据流经电压表的电流是从正接线柱流入,从负接线柱流出,可判断出电流的方向;再根据对多用电表来说“红进黑出”即电流从红表笔流入,从黑表笔流出,可判断出红表笔接1.(3)图甲中的指针指在15,所以读数为15 k;图乙中的电压表的最小刻度为0.1 V,指针指在36格,所以读数为3.60 V.(4)当把滑动变阻器的电阻调为零时,相当于多用电表测的是电压表
150、的内阻,所以多用电表的读数即为电压表的内阻.(5)根据多用电表的原理,其中值电阻等于其内阻,即选“1k”挡时的内阻为15 k,若滑动变阻器接入电路的阻值调为零,相当于只有多用电表和电压表构成一回路,此时I=,可得E=9.00 V.3.2017宁大附中月考 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻(二极管具有单向导电性,电流正向通过时几乎没有电阻,电流反向时,电阻很大).完成下列测量步骤:(1)检查多用电表的机械零点. (2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,二极管的两个极分别记作a和b,将红表笔接a端时,表针几乎不偏转,接b端时偏转角度很大,则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二极管的(
151、选填“a”或“b”)端.(3)将选择开关拨至电阻“100”挡位,进行正确的测量步骤后,发现表针偏角较小.为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,应重新选择量程进行测量.则该同学应选择(选填“10”或“1k”)挡,然后,再进行测量.测量后示数如图所示,则测量结果为.(4)测量完成后,将选择开关拨向位置.答案 (2)a(3)1k重新进行欧姆调零30 k(4)OFF挡或交流电压最高挡解析 (2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,二极管的两个极分别记作a和b,将红表笔接a端时,表针几乎不偏转,说明电阻很大,接b端时偏转角度很大,说明电阻很小,则为了测量该二极管的反向电阻,应将红表笔接二
152、极管的a端.(3)将选择开关拨至电阻“100”挡位,进行正确的测量步骤后,表针偏角较小,说明所选挡位太小,为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,应重新选择量程进行测量.则该同学应选择“1k”挡,然后重新进行欧姆调零,再进行测量.测量后示数如图所示,则测量结果为301 k=30 k.(4)测量完成后,将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置.4.2017辽宁六校联考 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请根据图完成下列问题:(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图甲所示,若选择开关拨至“10”挡,则测量的结果为 ;若选择开关拨至“50 mA”挡,则测量结果为 mA.(2)
153、用多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图丙所示,则该图像的函数关系式为.(3)下列对图丙中的I-Rx图线的解释或判断中正确的是.A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=IgC.测量中,当Rx的阻值为图丙中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧D.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的刻线左疏右密答案 (1)14028.0(2)I=(3)BC解析 (1)根据多用电表的读数规则,若选择开关拨至“1
154、0”挡,按照最上面欧姆表刻度读数,刻度读数乘以挡上所标的倍数,则测量的结果为1410 =140 ;若选择开关拨至“50 mA”挡,则测量结果为28.0 mA.(2)根据图乙的电路,由闭合电路欧姆定律,E=I(r+R0+Rg+Rx),得到电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图丙所示,则该图像的函数关系式为I=. (3)由I=可知,待测电阻最小(为零)时,电流最大(电流表指针满偏),待测电阻最大(无限大)时(两表笔断开),电流为零,电流表指针在最左侧,所以欧姆表的示数左大右小,最右端刻度为零,最左端刻度为无限大,选项A错误.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig(满偏
155、电流),选项B正确.测量中,当Rx的阻值为图丙中的R2时,大于中值电阻R1,指针位于表盘中央位置的左侧,选项C正确.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的刻线左密右疏,选项D错误.5.在“测定金属丝电阻率”的实验中,某同学连接的电路如图所示.闭合开关后,发现电路有故障.(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E)(1)若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是(选填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”).(2)若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至(选填“欧姆100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)挡,再将(选填
156、“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是、.答案 (1)待测金属丝(2)直流电压10 V红0EE解析 (1)电流表示数为零,说明电路断路,由于电压表示数为E,因而待测金属丝断路.(2)判断电路故障问题,应用多用电表的直流电压挡,电流应从多用电表的红表笔流入,因而红表笔应与a接线柱相连,当只有滑动变阻器断路时,黑表笔接b时,多用电表不能与电源形成闭合回路,示数为零,黑表笔接c、d时,多用电表与电源两极相连,示数为电源电动势E.6.2016上海卷 在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中:(1)用多用电表测电流或电阻的过
157、程中(填选项前的字母).A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置.若选择开关处于“10 V”挡,其读数为V;若选择开关处于“10”挡,其读数(选填“大于”“等于”或“小于”)200 .答案 (1)AD(2)5.4小于解析 (1)用多用电表测电阻更换倍率后相当于改变了多用电表的内部电路,测量之前要重新进行欧姆调零才能测量准确,A正确;测量电流时,多用电表相当于电流表,不需要重新调零,B错误;在测量未知电阻时,
158、若倍率不恰当,可更换不同的倍率,没有必要从最大倍率开始试测,C错误;在测量未知电流时,若超过量程,则有可能损坏表头,故必须从最大量程开始试测,D正确.(2)若选择开关处于“10 V”挡,则满偏电压为10 V,直流电压挡的刻度是均匀的,根据指针的位置,读数是5.4 V;欧姆表的刻度是不均匀的,右侧稀疏,左侧密集,所以读数小于200 .7.2013海南卷 某同学将量程为200 A、内阻为500 的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表.设计电路如图所示.定值电阻R1=500 ,R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱.回答下列问题:(1)按图所示在图甲中将实物连线.(2)表
159、笔a的颜色为(选填“红”或“黑”)色.(3)将开关S置于“1”挡时,量程为 mA.(4)电路中电阻的阻值R2= ,R3= .(结果取3位有效数字)(5)利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图乙所示,则所测量电流的值为 mA.答案 (1)如图所示(2)黑(3)10(4)22525.0(5)0.78解析 (1)实物连线如图所示.(2)红表笔接电源的正极,电流由红表笔流入,由电路图可看出表头右侧为正极,故表笔a为黑表笔.(3)将开关S置于“1”挡时,表头跟R1、R2串联后再跟R3并联,将开关S置于“2”挡时,表头跟R1串联后再跟R2、R3并联,故前者的量程较大,故开关S置于“1
160、”挡时,量程为10 mA.(4)由(3)的分析,结合欧姆定律可知开关S置于“1”挡时,有Ig(Rg+R1+R2)=(I1-Ig)R3,开关S置于“2”挡时,Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)(R2+R3),代入已知数据可得R2=225 ,R3=25.0 .(5)S置于“2”挡时,量程为1 mA,表头示数为156 A,故所测量电流的值为1 mA=0.78 mA.8.某同学想利用多用电表粗测电压表的内阻,请将以下主要操作步骤补充完整:.对多用电表进行机械调零;.将选择开关拨到“1k”的欧姆挡上;.将红、黑表笔短接,进行欧姆调零;.将图甲中多用电表和电压表连接,其中红表笔应接电压表的(选填“正”或“
161、负”)接线柱;.正确连接后,发现指针偏转较大,换用“100”的欧姆挡,应先进行,再次测量,多用电表刻度盘上的指针位置如图乙所示,测量结果是 .答案 负欧姆调零3000 解析 据多用电表的工作原理可知,红表笔与电源的负极相连,黑表笔与电源的正极相连;当改变不同倍率的欧姆挡后,由于欧姆表内阻发生了变化,因此在测量之前必须重复欧姆调零这项操作;多用电表刻度盘上的指针位置如图乙所示,测量结果是3000 .9.2017湖北沙市中学月考 “黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:第一
162、步:用电压挡对任意两接线柱进行正、反向测量,指针不发生偏转;第二步:用电阻“100”挡对任意两个接线柱进行正、反向测量,指针偏转情况如图所示.(1)第一步测量结果表明盒内.(2)图甲显示了图、中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是 ;图乙显示了图中欧姆表指针所指的位置,其对应的阻值是 .(3)请在图的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.答案 (1)不存在电源(2)1200500(3)如图所示解析 (1)使用电压挡进行测量,目的是看内部是否有电源,由于指针不偏转,因此内部无电源,故黑盒子内不存在电源.(2)使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧,因此读数时要从右侧读,读出结果后乘以倍率即
163、为所测电阻阻值.所以图甲示数为R1=12100 =1200 ,图乙读数为R2=5100 =500 .(3)使用欧姆挡进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,观察图、可知,在测量b、c之间的电阻时,对两个接线柱进行正、反测量,其阻值相同,说明b、c之间接有一个定值电阻;观察图、可知,在测量a、c之间电阻时,黑表笔接c时电阻很小,接a时电阻很大,说明a、c之间有二极管,而且c应该接二极管的正极;观察图可知,黑表笔接b时电阻比中黑表笔接c时电阻大,说明了a、c、b之间串联了二极管、电阻两个元件,由图可知,a、b之间电阻无穷大,因此a、b之间应该是断路,故黑盒子内元件的连接如图所示.实验九测定金
164、属的电阻率【实验器材】电压表滑动变阻器【考点互动探究】考点一例1(1)4.200(2)CF如图所示 解析 (1)金属丝的直径为4 mm+0.01 mm20.0=4.200 mm.(2)通过电阻的最大电流为I= A0.020 A=20 mA,电流表应选择C;通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的F.通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法;待测金属丝电阻约为300 ,电流表内阻约为10 ,电压表内阻为30 k,由于电压表内阻已知,可以求出通过电压表的电流,电流表采用外接法,电路图如图所示.由欧姆定律可知,解得Rx=,由
165、电阻定律可知Rx=,则电阻率=.考点二例2(1)0.397(0.3950.399均可)(2)甲(3)如图甲所示(4)如图乙所示4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD解析 (1)固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.7,所测直径为0+39.70.01 mm =0.397 mm.(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约为5 .则有=50,=600,Rx为小电阻,采用电流表外接法误差较小.由表中数据知电压、电流从接近0开始调节,所以滑动变阻器应该采用分压接法.(3)如图甲所示.(4)描绘出第2、4、6三个点后可知第6次测量数据的坐标点误差太大,舍去,然后作出U-I图线.其中第4次测量
166、数据的坐标点在描绘出的U-I图线上,有Rx= =4.5 .(5)根据电阻定律得Rx=,所以= m=1.110-6 m,故C正确.(6)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偶然误差;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差.考点三例3(1)1210小于(2)如图所示解析 (1)灯泡正常工作时电压为额定电压,故有P=,所以R=1210 ;灯泡在正常工作时发热,灯丝电阻率增大,电阻增大,因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值.(2)应用替代法.因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值,故应串联一定值电阻,电路原理图如图所示.例4(1)如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片,
167、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,此即为测得的电压表内阻.(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,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.【课时巩固训练】1.(1)5.167(2)ACE (3)如图所示(4)解析 (1)螺旋测微器校零时的示数为3.30.01 mm=0.033 mm;螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm,则所测金属管线外径D=5.200 mm-0.033 mm
168、=5.167 mm.(2)两节新的干电池电动势为3 V,因此电压表选择3 V的量程,即C;因为电路中最大电流大约为Im= A=0.6 A,为了测量精确,电流表应选择A;滑动变阻器采用限流式接法,因为待测电阻较小,所以滑动变阻器选择E.(3)由于待测电阻属于小电阻,所以电流表采用外接法,滑动变阻器采用限流式接法.(4)该实验需要测量空心金属管线的内径,通过伏安法测出电阻的大小,结合电阻定律求出横截面积,从而根据外径求出内径的大小,根据欧姆定律得R=,而R=,则S=,因为S=,解得d=.2.(1)如图甲所示(2)如图乙所示(3)135.4不达标解析 (1)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大
169、的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法,又因所测电阻的阻值Rx,则采用电流表内接法,电路连接如图甲所示.(2)采用描点法作图,如图乙所示(让绝大多数的点在直线上,其余各点均匀地分布在直线两侧).(3)由图线可知,总电阻为R总= =2727 ,R=R总-RA=2707 .根据电阻定律得R=,故= m=135.4 m200 m,所以不达标.3.(1)R1(2)R2-R3(3)甲的设计毫安表超量程解析 (1)根据甲同学的实验电路,该同学采用了等效替代法,故待测电阻Rx=R1.(2)根据乙同学的实验步骤可知R2=R3+Rx,则Rx=R2-R3.(3)甲同学的电路
170、中,毫安表中的电流最小为I= A=7.5 mA,已超过了毫安表的量程,故甲同学的设计不合理.4.(1)30.00(2)(3)14(4)偏大解析 (1)根据游标卡尺的读数规则,玻璃管内径d=30 mm +00.05 mm=30.00 mm.(2)把S拨到1位置,记录电压表V1示数,得到通过水柱的电流I1=Rx;把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R,得到通过R的电流I2=R2,联立解得Rx=.(3)由电阻定律得Rx=,又Rx=,联立解得R=,S=,解得=14 m.(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则通过水柱的电流I1大于测量值,即R2,可得
171、Rx,即自来水电阻测量值偏大,自来水电阻率测量结果将偏大.1.2016全国卷 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 ),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 ),滑动变阻器R2(最大阻值为2000 ),单刀双掷开关一个,导线若干.在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 时阻值为650.0 .(
172、1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.(2)电路中应选用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”).(3)按照下列步骤调节此报警系统:电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为 ;滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.将开关向(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至.(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.答案 (1)如图所示(2)R2(3)650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏c报警器开始报警解析 (1)电路如图所示.(2)在室温下对系统进行调
173、节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏,可知外电阻的取值范围是=1800 .报警器的电阻是650.0 ,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 到1150 之间,所以滑动变阻器应该选R2.(3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650.0 ,滑动变阻器刚开始应置于b端,若置于另一端,接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏;实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警.2.2016全国卷 某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(
174、最大阻值99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值50 ),滑动变阻器R2(最大阻值5 k),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.实验步骤如下:按电路原理图连接线路;将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置,闭合开关S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值.回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器(选填“R1”或“R2”).(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线. (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可
175、得电压表的内阻为.(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填选项前的字母).A.100 AB.250 AC.500 AD.1 mA答案 (1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D解析 (1)此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验,电压表所在支路的总电压应该尽量不变化,故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R1.(3)近似认为电压表所在支路的总电压不变,且流过电压表与电阻箱的电流相等,由串联分压特点知,则RV=4R=2520 .(4)因电压表是由一个表头和电阻串联构成,表头允许的最大电流不会因此改变,则由欧姆定律可知,I满= A1 mA.
176、3.2016山东枣庄八中月考 某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材:电源E(电动势为4 V,内阻约为1 );电流表A1(量程5 mA,内阻约为10 );电流表A2(量程0.6 A,内阻约为1 );电压表V1(量程3 V,内阻约为1 k);电压表V2(量程15 V,内阻约为3 k);滑动变阻器R1(阻值02 );滑动变阻器R2(阻值020 );开关及导线若干.他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示:编号金属丝直径D/mm金属丝直径的二次方D2/mm2金属丝长度L/cm电阻R/10.2800.078 4100.0016.3020.2800.078 450.008.1630
177、.5600.313 6100.004.07(1)图是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路(选填“A”或“B”)进行测量.电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选.(2)请你认真分析表中数据,写出电阻R与L、D间的关系式R=(比例系数用k表示),并求出比例系数k= m.(结果保留两位有效数字)答案 (1)AA2V1R2(2)1.310-6解析 (1)由于待测电阻满足,电流表应用外接法,所以应选择电路A;根据表中数据可知,2号电阻丝电阻为R=8.16 ,电路中最大电流小于0.50 A,所以电流表应选A2;由于电源电动势为4 V,所以电压表应选V1;根据闭合电路欧姆定律可知,电路
178、中需要的最大电阻应为Rmax= =20 ,所以滑动变阻器应选R2. (2)根据表中数据可知R=,可求出k=,代入数据解得k=1.310-6 m.4.2016黑龙江牡丹江模拟 某同学要测量额定电压为3 V的某圆柱体电阻R的电阻率.(1)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L= mm ,直径d= mm .(2)该同学先用如图甲所示的指针式多用电表粗测其电阻.他将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔中,将选择开关置于“1”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度较小,如图甲所示.为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“”挡位置.再将红、黑表笔短接,此时发
179、现指针并未指到右边的“0 ”处,如图乙所示,那么他该调节直至指针指在“0 ”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置.(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.灵敏电流计G(量程200 A,内阻为300 );B.电流表A(量程3 A,内阻约0.3 );C.电压表V1(量程3 V,内阻约3 k);D.电压表V2(量程15 V,内阻约15 k);E.滑动变阻器R1(最大阻值为10 );F.电阻箱R2(最大阻值为99.99 );G.电源E(电动势4 V,内阻可忽略);H.开关、导线若干.为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大,除电源、开关、导线以外还应选择
180、的最恰当器材有(只需填器材前面的字母).请在下面的虚线框中画出你设计的电路图.答案 (1)70.154.600(2)10欧姆调零旋钮(3)ACEF如图所示解析 (1)游标卡尺的主尺读数为7 cm=70 mm ,游标尺读数为0.053 mm=0.15 mm,所以最终读数为70 mm+0.15 mm=70.15 mm.螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm,可动刻度读数为0.0110.0 mm=0.100 mm,所以最终读数为4.5 mm+0.100 mm=4.600 mm.(2)欧姆表的零刻度在右边,指针偏转角度较小说明被测电阻阻值较大,应换较大挡,即“10”挡,换挡后应使两表笔短接,重新调节欧
181、姆调零旋钮,使指针指0 .(3)由图丙可以看出被测电阻阻值约为1015 =150 ,器材中给出的电源电动势为4 V,为了读数的准确性电压表选3 V量程,即C,电路中的最大电流为I= A0.027 A,若选3 A量程的电流表,则指针几乎不偏转,应选择灵敏电流计与电阻箱并联后改装成的电流表,即选择A、F,综上,要选择的器材是A、C、E、F.滑动变阻器采用分压接法,被测电阻为大电阻,采取电流表内接法,故电路图如图所示.5.2014海南卷 现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺
182、的示数如图甲和乙所示.甲乙(1)由图读得圆柱体的直径为mm,长度为cm.(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为=.答案 (1)1.844(1.8421.846均可)4.240(2)解析 根据欧姆定律有R=,根据电阻定律有R=,其中S=,联立解得=.6.某金属材料制成的电阻,阻值随温度变化而变化.为了测量RT在0到100 之间的多个温度下的阻值,某同学设计了如图所示的电路,其中A是量程为3 mA、内阻忽略不计的电流表,E为电源(电动势为1.5 V,内阻约为1 ),R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,S为单刀
183、双掷开关. (1)实验室中提供的滑动变阻器有两个,分别为RA(0150 )、RB(0500 ),本实验中滑动变阻器选用(选填“RA”或“RB”).(2)完成下面实验步骤中的填空:调节温度,使得RT的温度达到T1;将S接1,调节R1,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流表的读数I;将S接2,调节,使,记下此时电阻箱的读数R0;则当温度为T1时,电阻RT=;改变RT的温度,在每一温度下重复步骤,即可测得电阻阻值随温度变化的规律.(3)由上述实验测得的不同温度下RT的电阻值,画出该金属材料制成的电阻RT随温度t变化的图像如图甲所示.若把该电阻与电池(电动势E=1.5 V,内阻不计)、电流表(量
184、程为5 mA、内阻Rg=100 )、电阻箱串联起来,连成如图乙所示的电路,用电阻RT作为测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的金属电阻温度计.若电阻箱取值R=50 ,则电流表5 mA处对应的温度数值为.答案 (1)RB(2)R2电流表读数仍为IR0(3)50解析 (1)电路最小电阻约为R=500 ,RA最大阻值太小,因此滑动变阻器应选择RB.(3)当电流为5 mA时,由闭合电路的欧姆定律得I=,RT= =150 ,由RT-t图像并根据数学知识得当RT=150 时,t=50 .7.2014四川卷 图是测量阻值为几十欧的未知电阻R x的原理图,图中R0是保护电阻(10
185、),R1是电阻箱(099.9 ),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10 V,内阻很小).在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;重复步骤,再测量6组R1和I2值;将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.根据实验回答以下问题:(1)现有四只供选用的电流表:A.电流表(03 mA,内阻为2.0 )B.电流表(03 mA,内阻未知)C.电流表(00.3 A,内阻为5.0 )D.
186、电流表(00.3 A,内阻未知)A1应选用,A2应选用. (2)测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15 A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值(选填“不变”“变大”或“变小”).(3)在图坐标纸上画出R1与I2的关系图.(4)根据以上实验得出Rx=.答案 (1)DC(2)变大(3)如图所示(4)31解析 (1)A1的示数能达到0.15 A,A2的示数由图像可知能达到0.3 A,故A1、A2的量程均选0.3 A,由电路图可列出关系式(Rx+RA2)I2=(R0+R1+RA1)I1,整理后可得RA2+Rx=(R0+R1+RA1),由此可知,若RA1已知,RA2
187、未知,则无论R1、I2如何变化,得到的是Rx+RA2的值,无法得到Rx,故应使RA2已知,即A1选D,A2选C.(2)当R1减小时,如果在滑动变阻器的电阻值保持不变的情况下,电路的总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得总电流I增大,由分压关系知,并联部分分得的电压减小,则I2减小,由I1=I-I2得I1增大,要使I1=0.15 A,则需滑动变阻器分得的电压增大,即R的阻值变大.(4)根据(Rx+RA2)I2=(R0+R1+RA1)I1,可得R1=I2-(R0+RA1),即R1-I2图像的斜率k=,根据图像并代入相关数据,可得Rx=31 .8.2015贵州八校模拟 某电压表 V量程为3 V,内阻约
188、为2 k,为了检测其表盘读数是否准确,并测定其内阻的准确值,实验室提供的器材如下:A.标准电压表V1(量程为6 V,内阻约为7.0 k);B.标准电压表V2(量程为3 V,内阻约为3.5 k);C.定值电阻R1=5 k;D.滑动变阻器R2(最大阻值为100 ,额定电流为1.5 A);E.电源E(电动势为6 V,内阻为0.5 );F.开关S,导线若干.(1)若要检测V表盘读数是否准确,请在图甲中选择所需要的器材连接成实验所需要的电路;(2)某电压表的读数如图乙所示,则电压表测得的电压为V;(3)若V表表盘读数准确,现要测定其内阻的准确值,请在虚线框中画出实验所需要的电路图;(4)如果测得电压表V
189、的读数为U,电压表V1的读数为U1,则被测电压表V内阻的表达式为RV=.答案 (1)如图甲所示(2)2.80(3)如图乙所示(4)解析 (1)由题意可知,电压表V量程为3 V,只需将V2与之并联,即可检测其示数是否准确,故实物图如图甲所示;(2)量程为3 V,则最小分度为0.1 V,故读数为2.80 V;(3)为了能测量电流,根据题意可知,所给器材中没有电流表,故要借助定值电阻;只需将电压表V与定值电阻串联,再与V1并联,即可由串、并联电路规律求出V表的内阻;同时因R2阻值太小,只能采用分压接法,原理图如图乙所示.(3)并联部分总电压为U1,则R1两端电压为U1-U,则通过V的电流I=,内阻R
190、V=.9.2015重庆卷 同学们测量某电阻丝的电阻Rx,所用电流表的内阻与Rx相当,电压表可视为理想电压表.(1)若使用图所示电路图进行实验,要使得Rx的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的(选填“b”或“c”)点.(2)测得电阻丝的U-I图如图所示,则Rx为.(保留两位有效数字)(3)实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化.他们对此现象进行探究,在探究电阻丝两端的电压为10 V的条件下,得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图甲所示.由图可知当风速增加时,Rx会(选填“增大”或“减小”).在风速增加过程中,为保持电阻
191、丝两端电压为10 V,需要将滑动变阻器RW的滑片向(选填“M”或“N”)端调节.(4)为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图乙所示的电路.其中R为两只阻值相同的电阻,Rx为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表“+”端和“-”端应分别连接到电路中的点和点.(均选项“a”“b”“c”或“d”)甲乙答案 (1)c(2) 4.1(4.04.2均可)(3)减小M(4)bd解析 (1)电流表内阻和电阻丝阻值相当,电压表为理想电表,当a端接到b点时,电流表的内阻对Rx两端电压的测量影响
192、较大,故用外接法,即接在c点.(2)直接利用图像斜率计算即可;(3)根据图像,可知电阻随着风速的增大而减小;风速增加时,Rx阻值变小,电路总电阻变小,干路电流变大,导致测量电路两端的电压变小,为保持电阻丝两端的电压为10 V,滑动变阻器的滑片应向M端调节;(4)由(3)知,电阻随着风速的增大而减小,在串联电路中分到的电压也减小,观察电路知中间支路的两个电阻一直平分电压,而左侧支路无风时两个电阻平分电压,有风时上半部分Rx分压多,下半部分Rx分压少,要求风速从零增加时,电压表示数从零开始增加,分析电路中的分压情况可知,只有b、d两点间的电压满足上述要求,故电压表应接在b、d之间,且b点电势高,因
193、此电压表的“+”端接b,“一”端接d.10.2016江苏卷 小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ,R随t的升高而增大.实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,和电流表的相应示数I1,I2,.然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,.(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用.A.量程0100 mA,内阻约2 B.量程00.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 调节至
194、10.0 ,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是.将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表:温度t()20.040.060.080.0100.0阻值R()9.610.411.112.112.8请根据表中数据,在图的方格纸上作出R-t图线.由图线求得R随t的变化关系为R= .答案 (1)A(2)(或)(3)如图所示0.04t+8.8(0.04t+8.6 0.04t+9.0 都算对)解析 (1)当滑动变阻器取最大阻值10 时,再加上金属电阻常温下阻值为10 ,总电阻为20 ,则电流I=0.075 A
195、=75 mA3 V,故应将待测电源与定值电阻串联,实验电路如图所示.(2)由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),解得E=,r=-R.例3(1)如图所示(2)I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数解析 (1)提供的实验器材中,电流表A2的内阻已知,应将其当作电压表使用.A2与待测电流表A1并联,为保证各电表的示数超过量程的,应适当扩大电流表A2测电压的量程,所串联的分压电阻为R串=-r=150 ,故选定值电阻R1与电流表A2串联来扩大量程.为保护电流表A1、A2,应在测量电路中串接定值电阻R2,测量电路如图所示.(2)用测量量和已知量计算待测电表的内阻为Rg
196、=,其中I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数.题组演练1.如图所示-R2解析 电源的电动势只有4 V,如果选择量程为15 V的电压表V2,则电压表最大的示数不足满偏的,读数误差较大,因此应选择量程为3 V的电压表V1.因为有电压表和电流表,要测电流表的内阻,首先想到的是将电压表直接接在电流表的两端,由欧姆定律可求出电流表的内阻.但由于本题中电流表的内阻很小,在0.10.2 之间,因此电流表两端的电压也很小,最大为0.12 V,这样用量程为3 V的电压表无法准确读数,所以应将阻值为5 的定值电阻R2与电流表串联,这样由欧姆定律算出的电阻便是定值电阻与电流表内阻之和,即RA=-R2.电路如图
197、所示.2.(1)如图所示(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.解析 (1)由第(3)小问中小明所描的点来看,电压是从0开始变化的,故滑动变阻器应采用分压式接法.(2)小灯泡的额定电流为=0.6 A,故通过R1的电流应大于0.6 A,由R=可得,总电阻R应小于20 ,所以R1只能取10 .(3)应先拆电池,再拆除其他部分的导线,要养成良好的习惯.(4)应尊重实验数据,按照所描的点用一条平滑的曲线拟合这些点.横坐标U2最大值为9,图中横坐标的标度选取不合适,应使图像尽可能分布开,充分利用坐标纸.3.(1)如图所示(2)增大增大(3)0.391.17解析 (1)电压从0开始调节,滑动变阻器应使用分压式接法,电压表的量程小于灯泡的额定电压,需要串联电阻改装,因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电阻,所以电流表采用外接法.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加,也增加,则小灯泡的电阻增大,由R=,灯丝的电阻率增大.(3)I以mA为单位,当滑动变阻器R=0时,灯泡两端的电压U=E0-Ir=4-,此时灯泡的功率最大,在小灯泡伏安特性曲线中作I=4000-1000U图线,找出交点的横、纵坐标,则小灯泡最大功率P=1.17 W;同理可知当滑动变阻器R=9 时,小灯泡的最小功率P=0.39 W.版权所有：高考资源网()
