【實用精品】2011北京四中網(wǎng)校高考第二輪綜合專題復(fù)習(xí)----恒定電流專題復(fù)習(xí)二 閉合電路歐姆定律電路的分析

1、高考綜合復(fù)習(xí)恒定電流專題復(fù)習(xí)二閉合電路歐姆定律 電路的分析編稿：郁章富 審稿：李井軍第一部分 電動勢 閉合電路歐姆定律 知識要點梳理知識點一電動勢 知識梳理1電源 使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2電動勢 （1）物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。電動勢大，說明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大；電動勢小，說明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)小。 定義公式為，其單位與電勢、電勢差相同。該物理量為標(biāo)量。 （2）大小：等于外電路斷開時的路端電壓，數(shù)值上也等于把1c的正電荷從電源負(fù)極移到正極時非靜電力所做的功。 （3）電動勢的方向：電動勢雖是標(biāo)

2、量，但為了研究電路中電勢分布的需要，我們規(guī)定由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向（即電勢升高的方向）為電動勢的方向。 特別提醒： （1）電源電動勢由電源本身決定，與電路及工作狀態(tài)無關(guān)。 （2）電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，可以用電壓表近似測量。 疑難導(dǎo)析1怎樣理解電源的電動勢？ （1）電動勢是描述電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量。例如1節(jié)干電池電動勢e=1.5v，物理意義是：在閉合電路中，每通過1c的電荷，電池就把1.5j的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 （2）電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1c的電量時電源所提供的電能。 （3）電動勢等于電源開路時正、負(fù)極間的電勢差

3、。 （4）電動勢等于內(nèi)、外電路電壓之和。2電流是否總是從高電勢流向低電勢 導(dǎo)體形成電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電壓，導(dǎo)體兩端與電源兩極接通時（電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓）導(dǎo)體中有了電場，導(dǎo)體中的自由電子在電場力作用下發(fā)生定向移動，自由電子從低電勢處流向高電勢處，故電流的方向在外電路是從高電勢處流向低電勢處；在內(nèi)電路（電源內(nèi)部），電流從電源的負(fù)極流向正極，即從低電勢處流向高電勢處。因此，電流從高電勢處流向低電勢處只對外電路正確，對內(nèi)電路不正確。但由于內(nèi)電路的電阻作用，電流流過內(nèi)電路時也要產(chǎn)生一個電壓降，即內(nèi)電壓。電流在內(nèi)電路上的電壓降低（內(nèi)電壓）和外電路上的電壓降低（外電壓）之和，正好等于電源電

4、動勢。至于電流在內(nèi)電路中流過電阻電勢還能升高，則是由于除靜電力外還有其他的力（非靜電力）對運動電荷做功，消耗了其他形式的能量的緣故。 ：下列說法中正確的是（ ） a電源的電動勢實質(zhì)上就是電源兩極間的電壓 b電源的電動勢在數(shù)值上等于兩極間的電壓 c電源的電動勢與電壓的單位相同，但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別 d電動勢越大，電源兩極間的電壓一定越高 答案：c 解析：電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。而電壓是電場中兩點間的電勢差，電動勢與電壓有著本質(zhì)的區(qū)別，所以a選項錯，c選項對；當(dāng)電源開路時，兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢，但在閉合電路中，電源兩極間的電壓（路端電壓）隨外電阻的

5、增大而增大，隨外電阻的減小而減小，當(dāng)電源短路時，這時路端電壓為零，所以b、d選項錯。知識點二閉合電路歐姆定律 知識梳理1內(nèi)容 閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路電阻之和成反比，這個結(jié)論叫做閉合電路歐姆定律。2表達式 （1）電流表達式 （2）電壓表達式3適用范圍 外電路是純電阻的電路。4路端電壓u 外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓， （1）當(dāng)外電阻r增大時，i減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓u增大。當(dāng)外電路斷開時，i=0，u=e。 （2）當(dāng)外電阻減小時，i增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。當(dāng)電源兩端短路時， 外電阻。 （3）路端電壓也可以表示為， 也可以得到路端電壓隨外電阻增大而增大的結(jié)

6、論。5路端電壓與電流的關(guān)系（u一i圖象） 如下左圖所示為u一i圖象，由知，圖線為一條直線，與縱軸交點為電源電動勢，與橫軸交點為短路電流，直線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻。 由于一般電源的內(nèi)阻r很小，故外電壓u隨電流i的變化不太明顯，實際得到的圖線往往很平，只畫在坐標(biāo)紙上的上面一小部分，為充分利用坐標(biāo)紙，往往將橫軸向上移，如下右圖所示的實驗圖線。此時應(yīng)注意，圖線與橫軸的交點，并非短路電流，不可盲目用它求內(nèi)阻，但圖線與縱軸的交點仍代表電動勢e，圖線斜率的絕對值仍等于內(nèi)阻r。 6閉合電路中的功率 （1）電源的總功率：； （2）電源內(nèi)耗功率：； （3）電源的輸出功率：。 疑難導(dǎo)析1、部分電路歐姆定律的圖

7、象、伏安特性曲線圖象與閉合電路的曲線的區(qū)別圖象物理意義注意問題圖象反映u跟i的正比關(guān)系圖象的斜率表示導(dǎo)體的電阻圖象反映導(dǎo)體的伏安特性，圖象是直線表示導(dǎo)體為線性元件，曲線表示導(dǎo)體為非線性元件圖象斜率的倒數(shù)為導(dǎo)體的電阻閉合電路的圖象表示電源的輸出圖象特性，縱軸截距為電源電動勢，橫軸截距為短路電流圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻2、閉合電路中電路的動態(tài)分析方法 根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學(xué)量的變化情況，常見方法如下： （1）程序法 基本思路是“部分整體部分”，即從阻值變化的部分入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知的變化情況，再由歐姆定律判知和的變化情況，最后

8、由部分電路歐姆定律判知各部分物理量的變化情況。 分析解答這類習(xí)題的一般步驟是： 確定電路的外電阻以及外電阻如何變化。 說明： a、當(dāng)外電路的任何一個電阻增大（或減?。r，電路的總電阻一定增大（或減小）； b、在如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段與用電器并聯(lián)（以下簡稱并聯(lián)段），另一段與并聯(lián)部分串聯(lián)（以下簡稱串聯(lián)段）； 設(shè)滑動變阻器的總電阻為r，燈泡的電阻為，與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為，則分壓器的總電阻為。 上式可以看出，當(dāng)減小時， 增大；當(dāng)增大時，減小。 由此可以得出結(jié)論：分壓器總電阻的變化情況，與并聯(lián)段電阻的變化情況相反，與串聯(lián)段電阻的變化情況相同。 根據(jù)閉合電路歐姆

9、定律，確定電路的總電流如何變化。 由，確定電源的內(nèi)電壓如何變化。 由，確定電源的外電壓（路端電壓）如何變化。 由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化。 確定支路兩端的電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化。 此類題型還可用“并同串反”規(guī)律判斷。所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓，電功率都將減小。 （2）極限法：即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。 （3）特殊值法：對于某些雙臂環(huán)路問題，可以

10、采取代入特殊值去判定，從而找出結(jié)論。3、電源的輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律 電源的輸出功率為。當(dāng)時，有最大值，即與外電阻r的這種函數(shù)關(guān)系可用如圖的圖象定性地表示： 由圖象還可知，對應(yīng)于電源的非最大輸出功率p可以有兩個不同的外電阻和，當(dāng)時，若r增大，則增大；當(dāng)時，若r增大，則減小。 說明：上面的結(jié)論都是在電源的電動勢的內(nèi)電阻r不變的情況下適用。在電源的內(nèi)阻不變時，電源的輸出功率（即外電阻上消耗的功率）隨外電阻的變化不是單調(diào)的，存在極值：當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時，輸出功率達到最大值。如果一個電路的外電阻固定不變，當(dāng)電源的內(nèi)電阻發(fā)生變化時，電源的輸出功率隨內(nèi)電阻的變化是單調(diào)的，內(nèi)電阻減小，輸出功率增大，當(dāng)

11、內(nèi)電阻最小時，輸出功率最大。 特別提醒： （1）外電阻越向靠近內(nèi)阻方向變化，電源輸出功率越大。 （2）判斷可變電阻的功率，方法與此相似，只要把其余電阻看成內(nèi)電阻處理即可。4、電源效率 電源效率：指電源的輸出功率與電源的功率之比，即。 對純電阻電路：，所以當(dāng)r增大時，效率提高，當(dāng)時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%，效率并不高。5、電路故障分析 電路故障分析來源于生產(chǎn)生活實際，意義重大，是高考命題的一個熱點，故障一般是斷路或短路。斷路和短路各有特點。 （1）電路中發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流為零；斷路后，電源電壓將全部降落在斷路之處。若電路中某兩點間電壓不為零，等于電源電壓，則過這兩

12、點間有斷點，而這兩點與電源連接部分無斷點；若電路中某兩點間電壓為零，說明這兩點間無斷點，而這兩點與電源連接部分有斷點。 （2）電路中某一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為0。 明確電路故障的這些特點是正確分析電路故障問題的基礎(chǔ)。6、電路問題的分析和計算技巧 （1）電路的綜合分析和計算應(yīng)掌握的六種等效處理方法： 電表的等效處理 若不考慮電表的內(nèi)阻對電路的影響，即把電表看成是理想的電表。這樣，可把理想電流表看成是能測出電流的導(dǎo)線，把理想電壓表看成是能測出電壓的阻值為無窮大的電阻（即電壓表處可看成斷路），若要考慮內(nèi)阻對電路的影響時，電表都應(yīng)等效為一個電阻。 滑動變阻器的等效處理 滑

13、動變阻器在電路中起改變電流的作用，在電路計算中，一般把它當(dāng)作兩個電阻分開進行處理。 電容器的等效處理 電容器具有“隔直流，通交流”的性質(zhì)，這個性質(zhì)決定了它在恒定電路中具有斷路的特點。當(dāng)電容器處于充、放電時，有電流通過電容器；當(dāng)電容器充、放電結(jié)束時，即電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，無電流通過電容器，此時，它在電路中相當(dāng)于一個阻值為無窮大的元件，在簡化時可把它作斷路（或去掉）等效處理。 電動機的等效處理 電動機是一種非純電阻性用電器，它把電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，在電路計算中，常把電動機等效為阻值等于其內(nèi)阻的電阻和無電阻的轉(zhuǎn)動線圈d串聯(lián)而成，如圖所示。電流通過時把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而線圈d把電能轉(zhuǎn)化為機械能。

14、無電流通過的電阻的等效處理 在電路中，當(dāng)通過某一電阻的電流為零時，則它兩端的電壓為零，即電阻兩端的電勢相等，可把這樣的電阻用一段無電阻的導(dǎo)線來等效。 多個電阻的等效處理 （2）電路分析和計算的常用方法 典型的電路分析和計算問題，涉及兩個歐姆定律、電功、電功率、電熱、串并聯(lián)電路的特點等知識點，要確切理解每個物理概念和物理規(guī)律的內(nèi)涵、適用條件及有關(guān)知識的聯(lián)系和區(qū)別，同時可以在學(xué)習(xí)中總結(jié)、歸納方法和技巧，使復(fù)雜問題得到簡化。 有關(guān)電路計算常用的方法：比例法和分析法；等效法（等效電阻、等效電源法）；節(jié)點電流分析法；解析法；內(nèi)電路切入法等。 特別提醒： 復(fù)雜電路簡化方法：無電流的支路可以除去；電勢相等的

15、點可以合并；理想導(dǎo)線可任意長、短。 ：如圖所示，已知電源內(nèi)阻r=2，定值電阻=0.5，求： （1）當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電阻消耗的功率最大？ （2）當(dāng)變阻器的阻值為多大時，變阻器消耗的功率最大？ （3）當(dāng)變阻器的阻值為多大時，電源輸出功率最大？ 解析： （1）定值電阻消耗的電功率，可見，變阻器阻值 =0時，消耗功率最大。 （2）將電阻等效到電源內(nèi)部，則當(dāng)變阻器阻值=2.5時，變阻器消耗的功率最大。 （3）當(dāng)時，電源輸出功率最大，=1.5。典型例題透析題型一對電動勢、路端電壓的理解 （1）電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，它定義為：電源提供的電能與通過電源的電荷量之比，

16、即，數(shù)值上等于為移送單位電荷量（1c）的電荷所提供的電勢能，其單位為v，與電壓單位相同，但反映的物理過程是不同的。電壓的數(shù)值等于單位電荷量的電荷通過電路時消耗的電勢能。 （2）路端電壓u：外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓，。 1、下列關(guān)于電源電動勢的說法正確的是（） 電動勢是用來比較電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小的物理量 外電路斷開時的路端電壓就是電源電動勢 用內(nèi)阻較大的電壓表直接測量電源正負(fù)極之間的電壓值約等于電源的電動勢 外電路的總電阻越小，則路端電壓越接近電動勢 a b c d 解析：電源電動勢與路端電壓是兩個不同的概念，只能說其大小值存在相等或不等的關(guān)系，故不對。由閉合電路的歐

17、姆定律可知外電阻r越大，路端電壓越接近電源電動勢，故正確，錯。 答案：c 總結(jié)升華：電動勢的本質(zhì)是反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量。在閉合電路中，外電路電阻上有電流是因為電阻兩端存在著電壓，而在電源內(nèi)部正電荷由負(fù)極到正極，是通過非靜電力做功完成的，而非靜電力做功的過程中，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，這些電能又在外電路和電源內(nèi)電阻上通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能。舉一反三 【變式】關(guān)于電源電動勢的說法，正確的是（ ） a電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)的一個物理量 b電動勢在數(shù)值上等于外電路斷開時兩極間的電壓，亦等于電路中通過1c電荷量時，電源所提供的能量 c外電路

18、接通時，電源電動勢等于內(nèi)、外電路上的電壓之和 d由于內(nèi)外電路上的電壓隨外電路電阻的改變而改變，因此，電源電動勢跟外電路電阻有關(guān) 答案：abc 解析：電源電動勢是表征電源特性的物理量，其數(shù)值反映了在兩極間移動1c電荷量時把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的大小，也等于外電路斷開時兩極間的電壓，或者在外電路接通時，內(nèi)外電路上電壓之和，它不隨內(nèi)外電路的阻值變化而變化。題型二閉合電路的動態(tài)分析 在討論電路中電阻發(fā)生變化后引起電流、電壓發(fā)生變化的問題時，要善于把部分電路和全電路結(jié)合起來，注意思考的邏輯順序，使得出的每一個結(jié)論都有依據(jù)，這樣才能有助于培養(yǎng)嚴(yán)密的推理能力，作出科學(xué)的判斷。 2、在如圖所示的電路中，e為

19、電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，和均為定值電阻，為滑動變阻器。當(dāng)?shù)幕瑒佑|點在a端時合上開關(guān)s，此時三個電表、和v的示數(shù)分別為、和u?，F(xiàn)將的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是（ ） a增大，不變，u增大 b減小，增大，u減小 c增大，減小，u增大 d減小，不變，u減小 思路點撥：本題可采用“局部整體局部”的思路分析，思維流程如圖： 解析：當(dāng)向b移動時變小變小變大變小，即總電流增大，路端電壓減小。變大，變小變小變大，而減小，所以增大，b正確。 答案：b 總結(jié)升華：該題難度適中，考查了閉合電路中電流和電壓隨電阻的變化關(guān)系。這類問題的解題規(guī)律是：由題中一個電阻的變化總電阻總電流內(nèi)電壓路端電壓各支

20、路電流、電壓及電阻等。要根據(jù)歐姆定律以及串、并聯(lián)電路中電壓和電流的分配關(guān)系求解。舉一反三 【變式】在如圖所示的電阻中，和皆為定值電阻，為可變電阻，電源的電動勢為，內(nèi)阻為r。設(shè)電流表a的讀數(shù)為i，電壓表v的讀數(shù)為u。當(dāng)?shù)幕瑒佑|點向圖中a端移動時（ ） ai 變大，u變小 bi 變大，u變大 ci 變小，u變大 di 變小，u變小 答案：d 解析：當(dāng)?shù)幕瑒佑|點向a端滑動時，變小，故而外電路的電阻變小，路端電壓變小，電壓示數(shù)減小，干路電流i增大，則兩端電壓減小，電流減小，電流表示數(shù)變小，選項d正確。題型三含有電容器電路的分析與計算方法 1穩(wěn)態(tài)含容直流電路 電容器處于穩(wěn)定狀態(tài)時，相當(dāng)于斷路，此時的電路

21、具有以下兩個特點： （1）電容器所在支路無電流，與電容器直接串聯(lián)的電阻相當(dāng)于一根無阻導(dǎo)線； （2）電容器上的電壓就是含有電容器的那條支路并聯(lián)部分電路的電壓。 分析清楚電路中各電阻元件的連接方式，把握電路在穩(wěn)定狀態(tài)時所具有的上述兩個特點，是解決穩(wěn)態(tài)含容直流電路問題的關(guān)鍵。 2動態(tài)含容直流電路 若直流電路結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，電容器兩端的電壓往往會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而在電路中產(chǎn)生短暫的充、放電電流，使電容器的電荷量發(fā)生改變，試題通常要求分析這個電容器所帶電荷的電荷量的改變量及充、放電電流的方向。對于這類問題，只要抓住初、末兩穩(wěn)定狀態(tài)電容器極板電壓的變化情況，根據(jù)來分析即可；若是電荷量連續(xù)變化的動態(tài)問題，可

22、以利用微元法，分析極短時間內(nèi)的電壓變化量。 3、如圖所示的電路中，電源電動勢e=6.00v，其內(nèi)阻可忽略不計。電阻的阻值分別為=2.4 k，4.8 k，電容器的電容c=4.7。閉合開關(guān)s，待電流穩(wěn)定后，用電壓表測兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50 v。 （1）該電壓表的內(nèi)阻為多大？ （2）由于電壓表的接入，電容器的電荷量變化了多少？ 思路點撥：因為電路中定值電阻阻值較大，所以該處電壓表應(yīng)該考慮其內(nèi)阻的影響，此時電壓表即為一個可以顯示自身電壓的電阻。電容器的電壓，即為與之并聯(lián)的電阻的電壓，由串、并聯(lián)電路的特點以及電容器電容的定義式即可求解。 解析： （1）設(shè)電壓表的內(nèi)阻為，測得兩端的電壓為，與并聯(lián)后

23、的總電阻為r， 則有 由串聯(lián)電路的規(guī)律 聯(lián)立得： 代入數(shù)據(jù)得4.8 k （2）電壓表接入前，電容器上的電壓等于電阻上的電壓，兩端的電壓為， 則 又 接入電壓表后，電容器上的電壓為 由于電壓表的接入，電容器帶電荷量增加了 代入數(shù)據(jù)，可得。 總結(jié)升華： （1）求解含電容器的電路問題，首先弄清電路結(jié)構(gòu)，分析出電容器兩極板電勢的高低，由串、并聯(lián)電路及歐姆定律計算或判斷出極板間電壓大小，最后由計算電容器的帶電量。 （2）最近幾年高考對此類問題主要考查了極板上的帶電性、帶電量或帶電粒子在電容器極板間的運動。舉一反三 【變式】如圖所示的電路中，電源的電動勢e=3. 0v，內(nèi)阻r=1.0；電阻=10，10，

24、=30，=35；電容器的電容c=100。電容器原來不帶電，求接通電鍵k并達到穩(wěn)定這一過程中流過的總電量。 解析：電鍵k閉合后，由電阻的串并聯(lián)公式，得閉合電路的總電阻為 由歐姆定律得，通過電源的電流 電源的端電壓v 電阻兩端的電壓v 通過的總電量就是電容器的帶電量c。題型四閉合電路的分析與計算 閉合電路問題涉及到的基本概念、基本方法較多，當(dāng)要求計算電路中某用電器的電流、電壓、電功率時，若直接用定義式來求比較麻煩，甚至不能求解，此時可根據(jù)串、并聯(lián)電路中的有關(guān)規(guī)律和閉合電路歐姆定律從另一角度求解。 4、三只燈泡、和的額定電壓分別為1.5 v、1.5 v和2.5 v，它們的額定電流都為0.3 a。若將

25、它們連接成圖1、圖2所示電路，且燈泡都正常發(fā)光， （1）試求圖1電路的總電流和電阻消耗的電功率； （2）分別計算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個電路更節(jié)能。 思路點撥：由燈泡的額定電流即可求出總電流，由閉合電路的歐姆定律可求出電源的路端電壓，與并聯(lián)電路兩端電壓相減即可得出兩端電壓，從而求出消耗的電功率。電源提供的電功率由公式可求得。 解析： （1）由題意，在圖1電路中：電路的總電流=0.9 a =2.55 v =0.05 v 0.9a 電阻消耗功率=0.045 w （2）題1電源提供的電功率=0.93 w=2.7w 圖2電源提供的電功率0.36w1.8 w 由于燈泡都正常發(fā)光，兩電路有用功率

26、相等，而 所以圖2電路比圖1電路節(jié)能。 總結(jié)升華：本題考查的知識點有電路分析、閉合電路歐姆定律以及電功率的計算。解決本題的關(guān)鍵是在對電路正確分析的前提下，利用電路的總電流與各支路電流的關(guān)系、閉合電路歐姆定律以及電功率的計算公式進行計算就可得出正確的結(jié)論。舉一反三 【變式】如圖所示的電路中，電源電動勢e=6v，內(nèi)電阻r = 0. 5，=1.5，2，可變電阻器r的最大阻值為2。那么在滑片p從r的最上端滑至最下端的過程中，求： （1）電路中通過的電流最大值和最小值分別是多少？ （2）電源兩端的電壓最大值和最小值分別是多少？ 解析： 由全電路歐姆定律，一般狀態(tài)下，通過的電流為 電源兩端的電壓u為 式中

27、為與r的并聯(lián)電阻： 由題意知的取值范圍是：01 所以（1） （2） 。第二部分 電表的原理、改裝及應(yīng)用知識要點梳理知識點一電表的改裝 知識梳理1電流表（表頭） 小量程的電流表g是我們常說的“表頭”，電流表g的主要參數(shù)有三個： 電流表g的電阻，通常叫做電流表的內(nèi)阻； 指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，叫做電流表g的滿偏電流，也叫電流表g的量程； 電流表g通過滿偏電流時加在它兩端的電壓叫做滿偏電壓，也叫電壓量程。由歐姆定律可知，電流表g的滿偏電流和滿偏電壓一般都比較小。2電壓表的改裝 電流表g的電壓量程，當(dāng)改裝成量程為u的電壓表時，應(yīng)串聯(lián)一個電阻r，因為串聯(lián)電阻有分壓作用，因此叫做分壓電阻，如圖所示。

28、電壓擴大量程的倍數(shù) 由串聯(lián)電路的特點得 解得 即電壓擴大量程的倍數(shù)為n時，需要串聯(lián)的分壓電阻 電壓表的總電阻。3電流表的改裝 電流表g的量程為，當(dāng)改裝成量程為i的電流表時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻r，因為并聯(lián)電阻r可以起到分流作用，因此叫做分流電阻，已知電流表g滿偏電流為，擴大量程的電流表滿偏電流為i，如圖所示。 擴大量程的倍數(shù) 由并聯(lián)電路的特點得 所以 即電流擴大量程的倍數(shù)為n時，需并聯(lián)的分流電壓為 電流表的總電阻。 說明： 加在電壓表兩端的電壓等于加在表頭兩端的電壓和加在分壓電阻兩端的電壓之和；通過電流表的電流和流過表頭g的電流不一樣。 電壓表的量程是指通過表頭的電流達到時加在電壓表兩端的總電壓u；

29、電流表的量程是指通過表頭的電流達到滿偏時，通過表頭和分流電阻的電流之和。 由串聯(lián)分壓原理可知：串聯(lián)的分壓電阻越大，電壓表的量程越大，由并聯(lián)分流原理可知，并聯(lián)的分流電阻越小，電流表的量程越大。 實際的電壓表內(nèi)阻不是“”，電流表內(nèi)阻不是零，它們接入電路進行測量時必對原來的電路有影響。這是今后我們要注意的，有時不考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，這是為了研究的方便，認(rèn)為電壓表的內(nèi)阻是無限大，電流表的內(nèi)阻為零，這時它們叫做理想電表，是理想化模型。4電表的校對 按如圖所示的電路對改裝成的電表進行校對。校對時注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值。 疑難導(dǎo)析1、理想電表和非理想電表 （1）中學(xué)階段，大多

30、數(shù)情況下，電壓表和電流表都可看作是理想的，即電壓表內(nèi)阻為無窮大，電流表的內(nèi)阻為零。這種理想電表連入電路對整個電路是沒有影響的。但是在有些情況下，電表并不能看作是理想的（特別是一些實驗測量問題），這時的電表既是一個測量的儀表，又是連接在電路中的一個電阻，就好像電流表變成了一個小電阻，只不過這個電阻能顯示出流過它的電流；電壓表變成了一個大的電阻，它同時可顯示出自己兩端的電壓。 （2）非理想電表對電路的影響： 當(dāng)電路中存在非理想電壓表時，起分流作用，故測量值比真實值偏??；當(dāng)電路中接入非理想電流表時，起分壓作用，故測量值偏小。2、電表的讀數(shù)方法 在實驗中，測量時要按照有效數(shù)字的規(guī)律來讀數(shù)。 測量儀器的

31、讀數(shù)規(guī)則為：測量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應(yīng)讀到哪一位，在中學(xué)階段一般可根據(jù)測量儀器的最小分度來確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置，對于常用的儀器可按下述方法讀數(shù)。 （1）最小分度是“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀，如最小刻度是1 mm的刻度尺，測量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上，估讀到十分之幾毫米。 （2）最小分度是“2”或“5”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按二分之一或五分之一估讀。如學(xué)生用的電流表0.6 a量程，最小分度為0. 02 a，誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過半小格的按半小格估讀，以安培為單位讀數(shù)時，百分位上的數(shù)字

32、可能為0、1、2、9；學(xué)生用的電壓表15 v量程，最小分度為0.5 v，測量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，只讀到伏特的十分位，估讀五分之幾小格，以電壓為單位讀數(shù)時，十分位上的數(shù)字可能為0、1、2、9。 （3）對歐姆表的讀數(shù)：待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘上倍數(shù)。為減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤到的部分，否則需換擋，換擋后，需要重新進行歐姆調(diào)零。 ：兩個定值電阻串聯(lián)后接在輸出電壓u恒為12 v的直流電源上。有人把一個內(nèi)阻不是遠大于的電壓表接在兩端（如圖)，電壓表的示數(shù)為8v。如果他把此電壓表改接在兩端，則電壓表的示數(shù)將（ ） a小于4v b等于4v c大于4v小于8v d等于或大于8v 解析：與并聯(lián)時，上

33、的電壓是4 v，與并聯(lián)后的電阻比小，此時與分壓，顯然此時電壓表的示數(shù)比4v小，答案a正確。知識點二電阻的測量伏安法 知識梳理1原理 部分電路歐姆定律。2兩種接法 如圖甲所示，電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常稱“外接法”；如圖乙所示，電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常稱“內(nèi)接法”。 3誤差分析 采用圖甲的接法時，由于電壓表分流，電流表測出的電流值要比通過電阻r的電流大，因而求出的阻值等于待測電阻和電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，所以測量值比真實值小。電壓表內(nèi)阻比待測電阻大得越多，測量誤差越小，因此測量小電阻時應(yīng)采取這種接法。 采用圖乙的接法時，由于電流表的分壓，電壓表測出的電壓值要比電阻r兩端的電壓大，因

34、而求出的是待測電阻與電流表內(nèi)阻的串聯(lián)值。所以測量的電阻值比真實值大，待測電阻越大，相對誤差越小，因此測量大電阻時應(yīng)采取這種接法。4伏安法的選擇 為減小伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差，應(yīng)對電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇，其方法是： （1）阻值比較法：將待測電阻的阻值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若，宜采用電流表外接法；若，宜采用電流表內(nèi)接法。 （2）臨界值法：令，當(dāng)時，內(nèi)接法；時，外接法。 （3）實驗試探法：按如圖接好電路，讓電壓表的一根接線p先后與b、c處接觸一下，如果電流表的示數(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。 疑難導(dǎo)析一、測

35、量電阻的若干方法 1安安法測電阻 若電流表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。 （1）如圖所示，當(dāng)兩表所能測得的最大電壓接近時，如果已知的內(nèi)阻， 則可測得的內(nèi)阻。 （2）如圖所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓時，串聯(lián)一定值電阻后， 同樣可測得的內(nèi)阻。 2伏伏法測電阻 電壓表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用。 （1）如圖所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻，則可測出的內(nèi)阻。 （2）如圖所示，兩電表的滿偏電流時，并聯(lián)一定值電阻后， 同樣可測得的內(nèi)阻。 3電阻箱當(dāng)電表使用 （1）電阻箱當(dāng)作電壓表使用 如圖所示，可測得電流表的內(nèi)阻 圖中電阻箱r可測得表兩端的電壓為，起到了測

36、電壓的作用。 （2）電阻箱當(dāng)作電流表使用 如圖所示，若已知r及，則測得干路電流為。 圖中電阻箱與電壓表配合使用起到了測電流的作用。 4比較法測電阻 如圖所示，測得電阻箱的阻值及表、表示數(shù)，可得。 如果考慮電表內(nèi)阻的影響，則。 5替代法測電阻 如圖所示： （1）s接1，調(diào)節(jié)，讀出a表示數(shù)為i； （2）s接2，不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使a表示數(shù)仍為i； （3）由上述可得。 該方法優(yōu)點是消除了a表內(nèi)阻對測量的影響，缺點是電阻箱的電阻不能連續(xù)變化。 6半偏法測電流表內(nèi)阻 （1）找出電流表的三個參數(shù)、和，可直接從表頭上讀出， 可采用半偏法測出，。 （2）半偏法測電流表內(nèi)阻： 測量原理：電路如圖所示： 第一步，

37、閉合，調(diào)節(jié)使g指針滿偏；第二步，再閉合，調(diào)節(jié)，使g指針半偏，讀出的值，則。實驗中，要注意滿足g能滿偏的前提下使。 誤差分析 設(shè)電源電動勢為e，內(nèi)阻忽略，在閉合斷開，g滿偏時有 當(dāng)也閉合，g半偏時有 由可得 故，測量值比偏小，要減小誤差，應(yīng)使。 （3）熟悉把改裝的電表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表核對的電路及方法。二、電學(xué)實驗儀器的選擇 電學(xué)實驗儀器的選擇應(yīng)注意以下幾個方面： 1原則 （1）安全性原則：不超過量程，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)濟性原則：以損耗能量最小為原則。 2滑動變阻器兩種接法的選擇方法 （1）兩種接法比較 限流式分壓式電路組成變

38、阻器接入電路特點連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈一端的接線柱（圖中變阻器pa部分被短路不起作用）連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈的兩端接線柱（圖中變阻器pa、pb都起作用），即從變阻器分出一部分電壓加到待測電阻上調(diào)壓范圍（不計電源內(nèi)阻）（不計電源內(nèi)阻） （2）限流電路、分壓電路的選擇原則： 限流式適合測量阻值小的電阻（跟滑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?。?。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）。因為越小，限流式中滑動變阻器分得電壓越大，調(diào)節(jié)范圍越大，越大，分壓式中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)。

39、 限流式好處是電路簡單、耗能低。通常變阻器以限流接法為主，但在下列三種情況下，必須選擇分壓連接方式： 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，則必須選用分壓式。 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(yīng)改用分壓電路。 若實驗中要求電壓從零開始連接可調(diào)，則必須采用分壓式電路。 ：如圖所示，用伏安法測時，不知大約數(shù)值，為了選擇正確電路減小誤差，先將儀器接好，只空出電壓表的一個接頭k，然后

40、將k和a、b分別接觸一下，則（ ） a若a示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接a b若a示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接b c若v示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接a d若v示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接b 答案：bc 解析：k接a為電流表“外接法”，電流表會出現(xiàn)誤差，k接b為電流表“內(nèi)接法”，電壓表會出現(xiàn)誤差。典型例題透析題型一電表的改裝 （1）改裝電表，首先要了解電流表表頭的三個基本參量：，改裝時必須至少知道其中兩個參量。 （2）注意改裝后表頭的滿偏電流仍保持不變。 （3）注意實驗基本原理、基本方法的靈活運用和遷移，提高對實驗數(shù)據(jù)的處理能力。 1、將一個電阻為60，滿偏電流為500的電流表表頭改成如圖所示的兩個量程的電壓表，量程分別

41、為3v和15 v，試求和的阻值。 思路點撥：本題考查電表的改裝問題。3 v電壓檔的分壓電阻為，而15 v電壓檔的分壓電阻為，可以先求出和的值，再求的值。 解析： 分壓電阻 分壓電阻 解得。 總結(jié)升華：表頭g的滿偏電壓和滿偏電流一般都比較小，測量較大的電壓時要串聯(lián)一個電阻把它改裝成電壓表，測量較大的電流時則要并聯(lián)一個電阻，把小量程的電流表改裝成大量程的電流表。舉一反三 【變式】有一只電流表的滿偏電流=100，內(nèi)阻，現(xiàn)在要把它改裝成一量程為=3v的電壓表。 （1）在虛線框中畫出改裝電路原理圖，并計算出所用電阻的阻值。 （2）某同學(xué)完成改裝后，把這只電壓表接在如圖所示電路中進行測量：已知電阻r=1，

42、斷開電鍵s時電壓表讀數(shù)=1. 50 v；閉合電鍵s時電壓表讀數(shù)=1.00 v。試根據(jù)他所測出的數(shù)據(jù)近似計算出這只干電池的電動勢e和內(nèi)電阻r，并說明你所作計算的近似的依據(jù)。 解析： （1）由串聯(lián)電路特點 解得：r=29.99k （2）當(dāng)s斷開時，由，得1. 50 v 當(dāng)s閉合時， 解得r=0. 5 近似的依據(jù)：根據(jù)閉合電路歐姆定律，s斷開時，由于， 近似認(rèn)為。題型二電流表、電壓表對電路的影響 （1）如果電流表、電壓表是理想的，理想電流表內(nèi)阻是零，理想電壓表內(nèi)阻可看作無窮大，當(dāng)把電表接入電路中，它們的作用是顯示電流、電壓的儀器。 （2）在有些電路中，電表的內(nèi)阻對電路的影響很大，不能忽略，這時電表在電路中的作用是能顯示電流、電壓的電阻。 2、如圖所示，已知=3 k，=6 k，電壓表的內(nèi)阻為9 k，當(dāng)電壓表接在兩端時，讀數(shù)為2v，而當(dāng)電壓表接在兩端時，讀數(shù)為3.6 v，試求電路兩端（ab間）的電壓和電阻r的阻值。 思路點撥：由于電壓表的內(nèi)阻與電阻和的值均在一個數(shù)量級（k）上，因此不能按理想電