高二物理《恒定電流》重難點知識點精析及綜合能力提升測試

1、恒定電流一、概念薦入1.電流電流的定義式：，適用于任何電荷的定向移動形成的電流。 對于金屬導體有I=nqvS（n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)，S為導線的橫截面積，v為自由電子的定向移動速率，約10 -5m/s，遠小于電子熱運動的平均速率105m/s，更小于電場的傳播速率3108m/s），這個公式只適用于金屬導體，千萬不要到處套用。2.電阻定律導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。是反映材料導電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導線的性質(zhì)）。單位是m。純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。材料的電阻率與溫度有關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（可以理解為

2、溫度升高時金屬原子熱運動加劇，對自由電子的定向移動的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻。半導體的電阻率隨溫度的升高而減?。梢岳斫鉃榘雽w靠自由電子和空穴導電，溫度升高時半導體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大，導電能力提高）。有些物質(zhì)當溫度接近0 K時，電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫超導體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫超導材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國科學家在1989年把TC提高到130K。現(xiàn)在科學家們正努力做到室溫超導。3.歐姆定律：IO U O IU1 2 1 2R1R2（適用于金屬導體和電解液，不適用于

3、氣體導電）。 電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當考慮到電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲線不再是過原點的直線。A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U例1. 實驗室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個圖象來表示： 解：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時才會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，。U越大I-U曲線上對應點于原點連線的斜率必然越小，選A。例2. 下圖所列的4個圖象中，最能正確地表示

4、家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U 2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個圖象 PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.解：此圖象描述P隨U 2變化的規(guī)律，由功率表達式知：，U越大，電阻越大，圖象上對應點與原點連線的斜率越小。選C。4.電功和電熱電功就是電場力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，電熱Q=I2Rt。其微觀解釋是：電流通過金屬導體時，自由電子在加速運動過程中頻繁與正離子相碰，使離子的熱運動加劇，而電子速率減小，可以認為自由電子只以某一速率定向移動，電能沒有轉(zhuǎn)化為電子的動能，只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。對純電阻而言，電功等于電熱：W=Q=UIt=I 2R t=對非純

5、電阻電路（如電動機和電解槽），由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時轉(zhuǎn)化為機械能或化學能等其它能，所以電功必然大于電熱：WQ，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I 2Rt計算，兩式不能通用。例3. 某一電動機，當電壓U1=10V時帶不動負載，因此不轉(zhuǎn)動，這時電流為I1=2A。當電壓為U2=36V時能帶動負載正常運轉(zhuǎn)，這時電流為I2=1A。求這時電動機的機械功率是多大？解：電動機不轉(zhuǎn)時可視為為純電阻，由歐姆定律得，這個電阻可認為是不變的。電動機正常轉(zhuǎn)動時，輸入的電功率為P電=U2I2=36W，內(nèi)部消耗的熱功率P熱=5W，所以機械功率P=31W 由這道例題可知：電動機在啟動時電流較大，容易被燒

6、壞；正常運轉(zhuǎn)時電流反而較小。L4L質(zhì)子源v1 v2例4. 來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.6010-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2=_。解：按定義， 由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由。而二、串并聯(lián)與混聯(lián)電路1.應用歐姆定律須注意對應性。選定研究對象電阻R后，I必須是通過這只電阻R的電流，U必須是這只電阻R兩

7、端的電壓。該公式只能直接用于純電阻電路，不能直接用于含有電動機、電解槽等用電器的電路。2.公式選取的靈活性。計算電流，除了用外，還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系：I=I1+I2計算電壓，除了用U=IR外，還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系：U=U1+U2計算電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功率都等于各電阻功率之和：P=P1+P2對純電阻，電功率的計算有多種方法：P=UI=I 2R= 以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于純電阻電路，也可用于非純電阻電路。既可以用于恒定電流，也可以用于交變電流。R1R2R3例5. 已知如圖，R1=6，R2=3，R3=4，則接入電路

8、后這三只電阻的實際功率之比為_。解：本題解法很多，注意靈活、巧妙。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡單：電流之比是I1I2I3=123；還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2，因此電壓之比是U1U2U3=112；在此基礎上利用P=UI，得P1P2P3=126例6. 已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個電路消耗的總功率最小，應使用下面哪個電路？L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 解：A、C兩圖中燈泡不能正常發(fā)光。B、D

9、中兩燈泡都能正常發(fā)光，它們的特點是左右兩部分的電流、電壓都相同，因此消耗的電功率一定相等?？梢灾苯涌闯觯築圖總功率為200W，D圖總功率為320W，所以選B。rRa bSRxUorE例7. 左圖甲為分壓器接法電路圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，變阻器總電阻為r。閉合電鍵S后，負載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點間的阻值Rx變化的圖線應最接近于右圖中的哪條實線 A. B. C. D.解：當Rx增大時，左半部分總電阻增大，右半部分電阻減小，所以R兩端的電壓U應增大，排除；如果沒有并聯(lián)R，電壓均勻增大，圖線將是；實際上并聯(lián)了R，對應于同一個Rx值，左半部分分得的電壓將比原來小了，所以正確，選C

10、。3.對復雜電路分析，一般情況下用等勢點法比較方便簡潔。凡用導線直接連接的各點的電勢必相等（包括用不計電阻的電流表連接的點）。在外電路，沿著電流方向電勢降低。凡接在同樣兩個等勢點上的電器為并聯(lián)關(guān)系。不加聲明的情況下，不考慮電表對電路的影響。4.電路中有關(guān)電容器的計算。R1 R3R2ECA B BC C C電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等。在計算出電容器的帶電量后，必須同時判定兩板的極性，并標在圖上。在充放電時，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板

11、帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。例8. 已知如圖，電源內(nèi)阻不計。為使電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法：A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.減小R1CA U BR1 R2R3 R4+ P解：由于穩(wěn)定后電容器相當于斷路，因此R3上無電流，電容器相當于和R2并聯(lián)。只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓，從而增大其帶電量。改變R3不能改變電容器的帶電量。因此選BD。例9. 已知如圖，R1=30，R2=15，R3=20，AB間電壓U=6V，A端為正C=2F，為使電容器帶電量達到Q =210- 6C，應將R4的阻值調(diào)節(jié)到多大？解：由于R1 和

12、R2串聯(lián)分壓，可知R1兩端電壓一定為4V，由電容器的電容知：為使C的帶電量為210-6C，其兩端電壓必須為1V，所以R3的電壓可以為3V或5V。因此R4應調(diào)節(jié)到20或4。兩次電容器上極板分別帶負電和正電。還可以得出：當R4由20逐漸減小的到4的全過程中，通過圖中P點的電荷量應該是410-6C，電流方向為向下。+ + RE rIRV1V2+探針三、閉合電路歐姆定律1.主要物理量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個是常量，后三個是變量。閉合電路歐姆定律的表達形式有：E=U外+U內(nèi) （I、R間關(guān)系）U=E-Ir（U、I間關(guān)系） （U、R間關(guān)系）從式看出：當外電路斷開時（I = 0）

13、，路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時，讀數(shù)卻應該略小于電動勢（有微弱電流）。當外電路短路時（R = 0，因而U = 0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會把電源燒壞）。2.電源的功率和效率。功率：電源的功率（電源的總功率）PE=EI 電源的輸出功率P出=UI 電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I 2r o RP出Pmr電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路）電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。四實驗實驗一測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)要點歸納一、實驗目的1掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法

14、2會用伏安法測電阻，并進一步測定金屬的電阻率3練習使用螺旋測微器二、實驗原理1螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的構(gòu)造如圖1所示是常用的螺旋測微器它的測砧A和固定刻度S固定在尺架F 上旋鈕K、微調(diào)旋鈕K和可動刻度 H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上圖1(2)螺旋測微器的原理測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進或后退0.5 mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺(3)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫

15、米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)2游標卡尺(如圖2所示)圖2(1)構(gòu)造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑(3)原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(

16、可準確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為(xK精確度) mm.3伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差分析電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測RxRARx測量值大于真實值R測Rx測量值小于真實值適用條件RARxRVRx適用于測量大阻值電阻小阻值電阻 (2)兩種電路的選擇阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx較小

17、，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”臨界值計算法圖3Rx時，用電流表內(nèi)接法實驗試探法：按圖3接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法4電阻率的測定原理 (1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測導線的電阻R(R)電路原理圖如圖4所示圖4(2)用米尺量得金屬絲的長度l，用螺旋測微器量得金屬絲的直徑，算出橫截面積S.(3)利用電阻定律R，得金屬絲電阻率.【點撥】因為本實驗中被測金屬絲的電阻值較小

18、，所以實驗電路采用電流表外接法三、實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表和直流電壓表、滑動變阻器(阻值范圍050 )、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導線若干四、實驗步驟1直徑測定：用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出導線的橫截面積S.2電路連接：連接好用伏安法測電阻的實驗電路3長度測量：用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求出其平均值l.4U、I測量：把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄

19、表格內(nèi)，斷開開關(guān)S，求出導線電阻Rx的平均值5拆除電路，整理好實驗器材五、數(shù)據(jù)處理1在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)用Rx分別算出各次的數(shù)值，再取平均值(2)用UI圖線的斜率求出2計算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計算式Rx.六、誤差分析1金屬絲直徑、長度的測量讀數(shù)等人為因素帶來誤差2測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測R真，由R，知測真3通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差七、注意事項1本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必須用電流表外接法2實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金

20、屬導線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端3測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導線長度，測量時應將導線拉直應反復測量三次，求其平均值4測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值5閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置6在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流強度I不宜過大(電流表用00.6 A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大7求R的平均值可用兩種方法：第一種是用RU/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種

21、是用圖象(UI圖線)來求出若采用圖象法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能的讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮典例精析【例1】檢測一個標值為5 的滑動變阻器，可供使用的器材如下：A待測滑動變阻器Rx：全電阻約5 (電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù))B電流表A1：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.6 C電流表A2：量程3 A，內(nèi)阻約0.12 D電壓表V1：量程15 V，內(nèi)阻約15 kE電壓表V2：量程3 V，內(nèi)阻約3 kF滑動變阻器R：全電阻約20 G直流電源E：電動勢3 V，內(nèi)阻不計H游標卡尺I毫米刻度尺J開關(guān)S、導線若干(1)用伏安法測定Rx的全電阻值，所選

22、電流表為_(填“A1”或“A2”)，所選電壓表為_(填“V1”或“V2”)；(2)畫出測量電路的原理圖，并根據(jù)所畫原理圖將圖5中實物連接成測量電路；圖5(3)為了進一步測量待測滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變阻器的前提下，請設計一個實驗方案，寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達式_解析(1)因為需要測定Rx的阻值，則I A0.6 A，小于電流表A2滿偏值的，故電流表選A1，又因為電源的電動勢為3 V，電壓表與電流表的選取原則相同，故電壓表選V2.(2)600，8.3，比較可知RVRx，故應采取電流表外接法因滑動變阻器R約為20 而Rx為5 ，故變阻

23、器R可接成限流式，也可接成分壓式電路原理圖和對應的實物連接如圖所示方案一：限流接法方案二：分壓接法(3)方案一：需要的器材：游標卡尺、毫米刻度尺主要操作步驟：數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n用毫米刻度尺(也可以用游標卡尺)測量所有線圈的排列長度L，可得電阻絲的直徑為d用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D，可得電阻絲總長度ln(D)，也可以用游標卡尺測量變阻器瓷管部分的外徑D，得電阻絲總長度ln(D)重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值方案二：需要的器材：游標卡尺主要操作步驟：數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D1和瓷管部分的外徑D2，可得電阻絲的直徑為d電阻絲總長度l(

24、D1D2)重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值答案(1)A1V2(2)、(3)見解析答題技巧儀器選擇的基本思路在高考實驗題中，儀器的選擇是一種重要題型，通過合理選擇實驗儀器能夠考查學生的實驗能力儀器選擇的基本原則是：安全可行、精確合理、操作方便選擇儀表時，要先對電路中的最大值和最小值進行估算，使最大值與儀表量程接近，最小值在儀表量程的25%左右，若實驗中要測量物理量的多個值，則兩值之間必須存在明顯的差別，否則誤差會大在給定電源的儀器選擇中，一般先根據(jù)電動勢的大小選擇電壓表，然后根據(jù)歐姆定律選擇電流表，對于滑動變阻器，若實驗使用分壓電路，在滿足額定電流情況下，選擇阻值較小的；若使用限流電

25、路，應選擇和測量電路電阻阻值差不多的變阻器本題中電壓表V2、電流表A1即按此方法選出【例2】(2010新課標全國卷)用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖6虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖6所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大RL的測量結(jié)果如表1表示表1溫度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值/54.351.548.344.74

26、1.437.934.7回答下列問題：(1)根據(jù)圖6所示的電路，在圖7所示的實物圖上連線圖7(2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關(guān)系，在圖8坐標紙上作RLt關(guān)系圖線圖8(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖9、圖10所示電流表的讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)為_此時等效電阻RL 的阻值為_；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_圖9 圖10解析因為電流表的最小刻度為5 mA，故讀數(shù)時只需要精確到1 mA，所以電流表的讀數(shù)為115 mA，而電壓表的最小刻度為0.1 V，故讀數(shù)時要估讀到0.01 V，所以電壓表的讀數(shù)為5.00 V等效電阻RL 43.5 ，結(jié)合圖象可知熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為64.0

27、.答案(1)連線如圖所示(2)RLt關(guān)系曲線如圖所示(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 實驗二描繪小燈泡的伏安特性曲線要點歸納一、實驗目的描繪小燈泡的伏安特性曲線并分析其變化規(guī)律二、實驗原理1用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標系中描出各對應點，用一條平滑曲線將這些點連結(jié)起來，就可以得到小燈泡的伏安特性曲線小燈泡“3.8 V0.3 A”的電阻很小，當它與電流表(量程為0.6 A)串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大，故為了準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，即測出U、I的值，電流表應采用外接法；為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑

28、動變阻器應采用分壓式接法2滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法(1)兩種接法比較 方式內(nèi)容限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元件由上表可以看出：滑動變阻器的分壓式接法中，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大，限流式接法較節(jié)能(2)兩種接法的選擇選擇不同接法的原則:1) 安全性原則(不超量程; 在允許通過的最大電流以內(nèi)電表、電源不接反)2) 方便性原則(便于調(diào)節(jié); 便于讀數(shù))3) 經(jīng)濟型原則(損耗能量最小)兩種接法的適用條件：限流式適合測量阻值小的電阻(跟滑

29、動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)分壓式適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)如果Rx很小，限流式中滑動變阻器分得電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也比較大Rx很大時，分壓式中Rx幾乎不影響電壓的分配，滑片移動時，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)a若采用限流式不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式b若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流式電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應改用分壓

30、式電路c若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路d兩種電路均可使用的情況下，應優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低三、實驗器材小燈泡、46 V學生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、導線若干、開關(guān)四、實驗步驟1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按圖1所示的原理圖連接好實驗電路2把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S.3移動滑動變阻器滑片位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān)S.U(V)00.20.40.60.81.01.21.6I(A)U(V)2.02.42.83.23.

31、63.8I(A)4.拆除電路，整理儀器五、數(shù)據(jù)處理(畫出伏安特性曲線)1在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立坐標系2在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜)3將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線六、誤差分析1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)3在坐標紙上描點，作圖帶來誤差七、注意事項 1電路的連接方式(1)電流表應采用外接法：因為小燈泡“3.8 V0.3 A”的電阻較小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大(2)滑動變

32、阻器應采用分壓式接法，目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化2閉合開關(guān)S前，滑動變阻器滑片應移到使小燈泡分得電壓為0的一端，從而使開關(guān)閉合時小燈泡電壓能從0開始變化，同時，也為了防止開關(guān)剛閉合時小燈泡兩端因電壓過大而燒壞燈絲3IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差4電流表選擇0.6 A量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而定，即使用的若是“3.8 V0.3 A”的小燈泡，選用電壓表的15 V量程，若使用“2.5 V0.6 A”的小燈泡，則選用電壓表的3 V量程5保持小燈泡電壓接近額定值時要緩慢增加到額定值，記錄I后馬上斷開開關(guān)6誤差

33、較大的點要舍去，IU圖線應是平滑曲線而非折線7建立坐標系時，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標軸選取的標度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標紙典例精析【例1】(2010重慶理綜)在探究小燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈泡L、量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動變阻器R、電鍵S等，要求燈泡兩端電壓從0 V開始變化(1)實驗中滑動變阻應采用_接法(填“分壓”或“限流”)(2)某同學已連接如圖2所示的電路，在連接最后一根導線的c端到直流電源正極之前，請指出其中僅有的2個不當之處，并說明如何改正圖2A_；B_.(3)電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L1和L2的伏安特性曲線如圖

34、3中和所示，然后將燈泡L1、L2與電池組(電動勢和內(nèi)阻均恒定)連成圖4所示電路多次測量后得到通過L1和L2的電流平均值分別為0.30 A和0.60 A. 圖3 圖4A在圖3中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線B由該曲線可知電池組的電動勢為_V，內(nèi)阻為_.(取2位有效數(shù)字)解析(1)因為燈泡兩端的電壓要從0開始調(diào)節(jié)，故只能采用分壓電路(2)在電路接好并檢查是否正確連線之前，電鍵應處于斷開狀態(tài)，以免因接線錯誤而導致儀表損壞；接為分壓電路時，滑動變阻器的有效電阻應從最小值開始調(diào)節(jié)，故滑片應先處于b端(3)因為電池組的電動勢與內(nèi)電阻恒定，故對應的UI圖線應為直線在兩燈泡的伏安特性曲線與上分別選取電

35、流對應為0.30 A與0.60 A的兩點，連接該兩點即可得電池組的伏安特性曲線延長該曲線交兩坐標軸于兩點，由于與縱軸的交點表示電池組的電動勢，故該電池組的電動勢為4.6 V，該直線的斜率表示內(nèi)阻，所以該電池組的內(nèi)阻為2.7 .答案(1)分壓(2)A.電鍵S不應閉合，應處于斷開狀態(tài)B滑動變阻器的滑動觸頭P位置不當，應將其置于b端(3)A.路端電壓U與電流I的關(guān)系曲線如圖所示B.4.62.7【例2】 (2010浙江理綜)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，某同學測得電流電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：電流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電壓U/

36、V0.040.080.210.541.302.203.524.776.509.1211.46(1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；(2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖7所示，請指出圖線的特征，并解釋形成的原因圖7答案(1)如圖所示(2)電阻隨電流增大存在三個區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同：第一區(qū)間電流很小時，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢實驗三測定電池的電動勢和內(nèi)阻要點歸納一、實驗目的1用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻2進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解3進一步熟練掌握電壓表

37、和電流表的使用方法二、實驗原理本實驗的依據(jù)是閉合電路的歐姆定律，實驗電路如圖1所示改變變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組U、I值，由UEIr可得E、r.以上方法誤差較大，為減小誤差，實驗中至少測出6組U、I值，且變化范圍要大些，然后在UI圖中描點作圖，所得直線跟縱軸的交點即為電動勢值，圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻r的值如圖2所示圖1 圖2三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙四、實驗步驟1連接電路(1)電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路2測量與記錄(2)把變阻器的滑片移動到使用阻值最大的一端(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有

38、明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)用同樣方法測量幾組I、U值3數(shù)據(jù)處理、整理器材(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材(5)取坐標紙，以電流I為橫軸，路端電壓U為縱軸，描繪出所記錄的各組I、U值的對應點，連成UI圖線延長UI圖線，它與坐標軸有兩個交點，讀取E、I短，進一步可以算出r，如圖2所示五、誤差分析由于實驗電路及電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，本實驗結(jié)果E測E真，r測r真六、注意事項1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應選大些(選用已使用過一段時間的干電池)；2在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時老化現(xiàn)象嚴重，使得E和r明顯變化3測出不

39、少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為一組，分別解出E、r值再求平均4干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時，坐標圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖3甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用為此，可使縱坐標不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)，如圖乙所示，并且把縱坐標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小此時圖線與橫軸交點不表示短路電流而圖線與縱軸的截距仍為電動勢在直線上任取兩個相距較遠的點，用r|計算出電池的內(nèi)阻r.圖3典例精析【例1】(2010江蘇)在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的

40、實驗中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學設計了如圖4所示的實物電路圖4(1)實驗時，應先將電阻箱的電阻調(diào)到_(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R010 的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是_(選填“1”或“2”)方案編號電阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，繪出的R圖象是一條直線若直線的斜率為k，在坐標軸上的截距為b，則該電源的電動勢E_，內(nèi)阻r_.(用k、b和R0表示)解析本題主要考查測量電源電動勢和內(nèi)阻的

41、基礎知識，意在考查考生實驗方案設計和數(shù)據(jù)處理能力(1)實驗中電阻箱起到改變電路的總電阻和分壓作用，為了確保儀器的安全，一般將電阻箱的電阻先調(diào)到最大值(2)由于定值電阻R010 ，若選用方案1，則電壓表的示數(shù)較小，示數(shù)變化范圍也很小，所以選用方案2.(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E(R0Rr)，變形為R，由題意得斜率k，截距b，解得E，rR0.答案(1)最大值(2)2(3)R0【例2】 (2010廣東理綜)某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05 )一個，開關(guān)兩個，導線若干，實驗原理圖如圖5(a)(1)在圖(b)的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下

42、電路的連接(2)請完成下列主要實驗步驟：A檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖(c)所示，讀得電阻值是_；B將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49 V；C將開關(guān)S2_，電壓表的示數(shù)是1.16 V；斷開開關(guān)S1.(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是_(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏_(填“大”或“小”)圖5解析本題主要考查測量干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗，涉及閉合電路歐姆定律、電阻箱讀數(shù)、實物連線等考點，意在考查考生的實驗與探究能力及對實驗原理和方法的理解，并要求考生能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗

43、現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論，對結(jié)論進行分析和評價由圖示可知電阻箱讀數(shù)為20 .開關(guān)S1閉合，S2斷開，電壓表示數(shù)1.49 V即為電動勢測量值，由于電壓表內(nèi)阻并不是無窮大，故電動勢測量值小于其真實值閉合S2，電壓示數(shù)為1.16 V由閉合電路歐姆定律EU(R0r)得r0.69 .答案(1)如圖所示(2)A.20 C閉合(3)0.69 (4)小答題技巧 實物圖連接的技巧實物圖連接是一類考查學生實驗技能和操作能力較為有效的題型，連線前一定要畫出實驗電路圖，然后按圖連線，且必須注意以下幾點：連線不能交叉；必須把線接在接線柱上；電流應從電表正接線柱流入，從負接線柱流出；變阻器應處在有效控制狀態(tài)在

44、實際操作中，畫電路圖時，各元件的相對位置應盡量與實物圖相吻合；連實物圖時，應先串后并，先連控制電路后連測量電路要特別注意變阻器的分壓連接，把變阻器的全電阻、開關(guān)、電源連成干路，取變阻器的部分電阻與測量電路并聯(lián)即可實驗四練習使用多用電表要點歸納一、實驗目的使用多用電表測電路中電流、電壓和電阻二、結(jié)構(gòu)介紹表盤外形如圖1所示上半部分為表頭，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕，指針定位螺絲和測試筆的插孔圖1【點撥】第一行、第三行刻度線不均勻，第二行為交、直流電流和直流電壓共用刻度三、實驗器材多用電表一只、干電池若干節(jié)、

45、電阻箱多個、定值電阻多個、開關(guān)、小燈泡、二極管和導線若干四、實驗步驟1觀察多用電表的外形，認識選擇開關(guān)的測量項目及量程2檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零3將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔4按如圖2甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓5按如圖2乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流圖26利用多用電表的歐姆擋測三個定值電阻的阻值，比較測量值和真實值的誤差7研究二極管的單向?qū)щ娦?，利用多用電表的歐姆擋測二極管兩個引線間的電阻，確定正負極8探索黑箱內(nèi)的電學元件判斷目的應用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋