2020-2021學(xué)年高三物理一輪復(fù)習(xí)知識點專題15 恒定電流（2）（含答案）

1、專題15恒定電流（2）【講】考點風(fēng)向標(biāo)第一部分：考點梳理考點十、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表的讀數(shù)方法考點十一、測量待測電阻的阻值考點十二、描繪小電珠的伏安特性曲線考點十三、測量電源電動勢和內(nèi)阻考點十四、多用電表的使用考點十、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表的讀數(shù)方法1游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法測量值主尺上的整毫米數(shù)游標(biāo)尺與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)格數(shù)精確度注意：游標(biāo)卡尺讀數(shù)時要做到“三看”(1)第一看精度度(2)第二看游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端(3)第三看游標(biāo)尺的哪條(第N條)刻度線與主尺上的刻度線對齊（4）若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上

2、某一刻線對齊的游標(biāo)格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(xK精確度)mm。2螺旋測微器讀數(shù)方法測量值固定刻度讀數(shù)0.01 mm可動刻度讀數(shù)(一定要估讀)。注意：讀數(shù)時，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否已經(jīng)露出。3電流表和電壓表量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表03 A0.1 A與刻度尺一樣，采用估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡單，只需在精確值后加一估讀數(shù)即可電壓表03 V0.1 V電流表00.6 A0.02 A估讀位與最小刻度在同一位，采用估讀電壓表015 V0.5 V估讀位與最小刻度在同一位，采用估讀（典例應(yīng)用1）(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一薄的金屬圓片的直徑和厚度，讀出圖甲中的示數(shù)，該金屬圓片的直徑的測量值為_c

3、m，厚度的測量值為_mm。(2)圖乙使用0.6 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當(dāng)使用3 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A。圖丙使用較小量程時，每小格表示_V，圖中表針的示數(shù)為_V。若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示_V，圖中表針示數(shù)為_V?！窘馕觥浚?1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，按步驟進行一般不會出錯，首先確定游標(biāo)卡尺的精度為20分度，即0.05 mm，然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)12 mm，再從游標(biāo)尺上找出對得最齊的一條刻線，精度格數(shù)0.058 mm0.40 mm，最后兩者相加，根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，12.00 m

4、m0.40 mm12.40 mm1.240 cm。螺旋測微器的讀數(shù)1.5 mm0.0118.2 mm1.682 mm。（典例應(yīng)用2）游標(biāo)卡尺讀數(shù)【解析】該游標(biāo)卡尺的分度值為50，故每一小格代表0.02mm故圖的最終讀數(shù)為：22mm+40002=22.40mm（典例應(yīng)用3）螺旋測微器的讀數(shù)【答案】4.700mm【解析】：圖4的讀數(shù)為：4.5+20.00.01=4.700mm考點十一、測量待測電阻的阻值1電流表內(nèi)、外接法的選擇2.控制電路的選擇說明：(1)要求電壓從0開始逐漸增大，采取分壓接法。(2)要求所測量范圍盡可能大，采取分壓接法。(3)變阻器電阻比負載電阻小很多，采取分壓接法。(4)用限流

5、法不能把電流控制在量程內(nèi)，采取分壓接法。(5)除了上述情況外才可考慮用限流法。2.兩種控制電路的選擇方法(1)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，宜采用電梳表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法(2)比值比較法若，則用電流表外接法。若，則用電流表內(nèi)接法。(3)試觸法：如圖所示，將電壓表分別接在a、c和b、c兩點間時，若電流表示數(shù)變化較大， 說明電壓表分流較大，應(yīng)選用電流表內(nèi)接法；若電壓表示數(shù)變化較大，則選用電流表外接法。（典例應(yīng)用4）(2017海南物理卷)某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值?，F(xiàn)有器材為：待測電阻R(阻值約為5 )，電源(電動勢3 V)，滑動

6、變阻器(阻值范圍010 )，電流表(量程0.6 A,3 A)，電壓表(量程3 V,15 V)，開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗要求在測量電路中將電流表外接，滑動變阻器起限流作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)按照實驗要求在圖中畫出實物連接圖。(2)若已按實驗要求接線，閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終約為3 V，電流表的示數(shù)始終接近于零。寫出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個原因：_。(3)在連線正確后，閉合開關(guān)。電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖甲和乙所示。由圖可知，電壓表讀數(shù)為_V，電流表讀數(shù)為_A。由此可得待測電阻的阻值為_(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)?！窘馕觥浚?1)因為電源的電動勢為3 V，所以電壓表量程選擇3 V；

7、由歐姆定律可得I0.6 A，電路中最大電流不超過0.6 A，所以電流表量程選擇0.6 A；根據(jù)題意要求，按“從電源的某一極出發(fā)，先干路后支路”的原則連線，如圖所示。(2)電壓表的示數(shù)為3 V，電流表的示數(shù)接近零，說明接入電路的電阻很大，電壓表所測范圍電路斷路，相當(dāng)于電壓表內(nèi)阻直接接入電路。由圖可判定電阻R斷路。(3)電壓表讀數(shù)為2.20 V，電流表讀數(shù)為0.48 A。由歐姆定律可得，待測電阻的阻值R 4.58 ?！敬鸢浮浚?1)如解析圖所示 (2)電阻R斷路 (3)2.200.484.58非常規(guī)考法1電壓表或電流表的非常規(guī)用法(1)若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用。

8、(2)若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。2半偏法測電流表(或電壓表)內(nèi)阻電路圖如圖所示測電流表的內(nèi)阻(R0R)步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為；(3)由上可得RAR。3等效替代法如圖所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值。（典例應(yīng)用5）為了精確測量某待測電阻的阻值（約為120），該同學(xué)從實驗室找來了下列器材：電流表A1（025mA、內(nèi)阻r1

9、=10） 電流表A2（050mA、內(nèi)阻r25）電壓表V（015V、內(nèi)阻1000）滑動變阻器R（010） 定值電阻R0（阻值為100）電源E（電動勢3V、有內(nèi)阻） 開關(guān)、導(dǎo)線若干實驗中要求調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框內(nèi)畫出符合要求的電路圖.用I1、I2分別表示電流表A1、A2的示數(shù)，該同學(xué)通過描點得到了如圖所示的I圖像，則電阻的阻值為_【解析】觀察到電流表A1的內(nèi)阻已知，故電流表A1可以當(dāng)做電壓表使用，但是量程不夠，可以串聯(lián)定值電阻R0,一起改裝成量程更大的電壓表使用，又因為實驗要求測量范圍盡可能的大，所以使用分壓式控制電路，如圖所示：故待測電阻的阻值可以表示為：方法總結(jié)： 注意當(dāng)電流表或電壓表的內(nèi)

10、阻已知時，電流表可以當(dāng)做電壓表使用，電壓表也可以當(dāng)做電流表使用。(2016全國甲卷23)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑動變阻器R1(最大阻值50 )，滑動變阻器R2(最大阻值5 k)，直流電源E(電動勢3 V)，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干。實驗步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值?；卮?/p>

11、下列問題：(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線。(b)(3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為_(結(jié)果保留到個位)。(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(填正確答案標(biāo)號)。A100 AB250 A C500 A D1 mA【解析】：(1)由于電壓表的總電阻較大，根據(jù)并聯(lián)電路電壓分配特點，只有當(dāng)滑動變阻器電阻較小時，調(diào)節(jié)變阻箱電阻，才能近似認(rèn)為接入滑動變阻器的并聯(lián)支路總電壓不變化，即滑動變阻器應(yīng)選阻值小的，即選R1。(

12、2)實物圖連線如圖所示。(3)電阻箱阻值為0時，電壓表滿偏電壓Ug2.5 V，電阻箱阻值R630.0 時，電壓表的示數(shù)UV2.00 V，此時電阻箱兩端的電壓URUgUV0.5 V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得， 故RgR630.0 2 520 。(4)電壓表的滿偏電流為Ig，則IgRgUg， 故Ig A1 mA，選項D正確?！敬鸢浮浚?1)R1(2)如解析圖所示(3)2 520(4)D考點十二、描繪小電珠的伏安特性曲線 注意事項1電流表外接法：本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。2滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實驗要作出UI圖象，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流

13、、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。 誤差分析1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。3在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差。（典例應(yīng)用7）(2017全國卷23)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性。所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程3 V，內(nèi)阻3 k)；電流表 (量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻R0(阻值1 000 )；滑動變阻器R(阻值09.0 )；電源E(電動勢5 V，內(nèi)阻不計)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。(1)實驗要

14、求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖。(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率_(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_W，最大功率為_W。(結(jié)果均保留2位小數(shù))【解析】：(1)小燈泡的電壓要求從0開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法，小燈泡的額定電壓超出電壓表的量程，需與R0串聯(lián)

15、后接入電路。電路圖如圖所示。(2)IU圖象中隨著電流的增大，圖線的斜率變小，小燈泡的電阻增大。根據(jù)電阻定律R，得燈絲的電阻率增大。(3)當(dāng)R0時，電源路端電壓與電流的關(guān)系圖象如圖線甲所示。此時小燈泡功率有最大值。當(dāng)R9 時，將R看作電源內(nèi)阻，則等效電源內(nèi)阻為10 ，其路端電壓與電流的關(guān)系圖象如圖線乙所示。此時小燈泡功率有最小值。取圖線甲與小燈泡伏安特性曲線交點：U13.66 V，I10.319 A，小燈泡的最大功率P1U1I11.17 W。取圖線乙與小燈泡伏安特性曲線交點：U21.77 V，I20.222 A，小燈泡的最小功率P2U2I20.39 W?！敬鸢浮浚?1)實驗電路原理如圖所示。(2

16、)增大增大(3)0.391.17考點十三、測定電源的電動勢和內(nèi)阻 注意事項1電池選?。簯?yīng)選用內(nèi)阻較大的電池。2實驗操作：實驗中不宜將電流調(diào)得過大，電表讀數(shù)要快，每次讀完數(shù)后立即斷開開關(guān)。3數(shù)據(jù)要求：要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。4合理選擇標(biāo)度：為使圖線分布空間大，如圖所示，縱坐標(biāo)可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流。 誤差分析1用圖象法求E和r時作圖不準(zhǔn)確。2由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。3本實驗中測量結(jié)果是：E測E真，r測r真。（典例應(yīng)用8）在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中：（1）移動滑動變阻器的滑動頭應(yīng)特別注意防止_。（2）現(xiàn)

17、備有以下器材：A干電池1個 B滑動變阻器（050） C滑動變阻器（01750） D電壓表（03V） E電壓表（015V） F電流表（00.6A）G電流表（03A）其中滑動變阻器應(yīng)選_ _，電流表應(yīng)選_ _，電壓表應(yīng)選_ _。（填寫字母序號即可）（3）右上圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的U-I圖像。由此可知這個干電池的電動勢E=_V，內(nèi)電阻r=_。【答案】： （1）短路（2）B、F（3）1.5、1【解析】：限流式控制電路在本題中要注意防止短路，燒壞電流表，實驗中要盡量減少電能的損失，結(jié)合電源電動勢和電流表的值可確定滑變要選較小的，結(jié)合右圖的縱坐標(biāo)可確定最大電壓為1.5V故電壓表要選0-3V量程的，U-I圖

18、像的斜率為電池的內(nèi)阻（注意右圖縱軸的起點不為0），與中軸的結(jié)截距為電源電動勢。（典例應(yīng)用9）為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻 在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表A.量程為1V、內(nèi)阻大約為1k的電壓表B量程為2V、內(nèi)阻大約為2k的電壓表C量程為3V、內(nèi)阻大約為3k的電壓表選擇電壓表_,_聯(lián)一個_ k的電阻可以改轉(zhuǎn)成量程為9V的電壓表 利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若開關(guān)導(dǎo)線和改裝好的電壓表（此表用符號、或與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表），在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的試驗原理示圖根據(jù)以上試驗原理電路圖進行實驗讀出電壓表示數(shù)為1.50V時、電阻箱值為15.0；電壓表示數(shù)為2.0

19、0V時、電阻箱的阻值為40.0，則電源的電動勢E= _ V、內(nèi)阻r=_【答案】：見解析【解析】：結(jié)合（3）問中電壓表的讀數(shù)，需要用量程為3V的電壓表進行改裝，將量程為3V 的電壓表改裝成量程為9V 的電壓表，根據(jù)電表改裝的公式需要串聯(lián)一個大小為Rg（n-1）的電阻，代入得R=6，實驗電路圖如圖所示：根據(jù)原理式：E=U+I.r，分別將電壓表即電阻箱的值代入得：6+.r=E; 4.5+.r=E;得：E=7.5V, r=10（典例應(yīng)用9）用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V，內(nèi)電阻約1 )的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選 用：A電流表：量

20、程00.6 A，內(nèi)電阻約1 B電流表：量程03 A，內(nèi)電阻約0.2 C電壓表：量程03 V，內(nèi)電阻約30 kD電壓表：量程06 V，內(nèi)電阻約60 kE滑動變阻器：01 000 ，額定電流0.5 AF滑動變阻器：020 ，額定電流2 A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用_，電壓表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_(均填儀器的字母代號)。(2)下圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將_和_相連、_和_相連、_和_相連(均填儀器上接線柱的字母代號)。(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路。仍能完成

21、實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以_為縱坐標(biāo)，以_為橫坐標(biāo)?！敬鸢浮浚?1)ADF(2)adcgfh(3)或U或R【解析】：(1)因三節(jié)干電池的電動勢約為4.5 V，故電壓表應(yīng)選D；因干電池放電電流不宜超過0.5 A，故電流表應(yīng)選A；由電壓表和電流表的測量范圍可知滑動變阻器選用F即可。(2)本實驗的實驗電路應(yīng)如圖。為了連接成如圖的實驗電路，還需要用導(dǎo)線將a與d，c與g，f與h相連。(3)實驗時，電流表不再使用，電阻箱代替滑動變阻器，實驗電路圖如圖所示。根據(jù)閉合電路歐姆定律得UrE，整理可得三種情況：，

22、以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線；UEr，以U為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線。R，以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線?？键c十四、多用電表的使用 注意事項1多用電表使用注意事項(1)使用前要機械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”。(3)測電阻時指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋。每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。讀出示數(shù)要乘以倍率。(4)使用完畢，選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池。2電路故障檢測注意事項將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用。在電源完好時，將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電

23、動勢，則說明該部分電路中有斷點。 誤差分析1偶然誤差(1)估讀時易帶來誤差。(2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大。2系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時更換電池。(2)測電流、電壓時，由于電表內(nèi)阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值。（典例應(yīng)用10）(2017全國卷23)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 A，內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 擋。(1)圖(a)中的A端與_(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號)。A在使用多用電表之前，調(diào)整R