2017-2018學(xué)年高中物理第二章電路第三節(jié)研究閉合電路教學(xué)案粵教版選修3-1

1、第三節(jié)研究閉合電路1.電源的電動勢數(shù)值上等于不接用電器時電源正負(fù)兩 極間的電壓。2 閉合電路歐姆定律I=事-R+r3. 電源電動勢E等于U外和U內(nèi)之和，即E=U外+ =IR+Ir。4.路端電壓隨外電阻的增大而增大。電源電動勢和內(nèi)阻不隨外電阻的變化而變化。5.在電源的U-I圖像中，圖線與縱軸的交點(diǎn)即為電源的電動勢，與橫軸的交點(diǎn)是短路電流，直線的斜率、即為電源的內(nèi)阻。一、電動勢閉合電路的歐姆定律1.電動勢i(1)電源外部的電路叫做外電路，外電路上的電阻稱為外電阻電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路，內(nèi)電路上的電阻即電源的電阻稱為內(nèi)電阻。(2) 電源的電動勢數(shù)值上等于不接用電器時電源正負(fù)兩極間的電壓。(3) 電

2、動勢的單位與電壓的單位相同，也是伏特。2.閉合電路的歐姆定律姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。E公式：I=。R r(3)電源的電動勢E等于U外和U內(nèi)之和，即E=U內(nèi)+U外。二、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系課詢自主學(xué)対旳穩(wěn)才能樓高要記牢2.當(dāng)外電阻增大時，電路中的電流減小，路端電壓增大。當(dāng)外電阻減小時，電路中的1.路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系式:圖 2-3-13電流增大，路端電壓減小。3路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像如圖 2-3-1 所示，可知圖線是一條向下傾斜的直線。路端電壓U隨著電流I的增大而減小。三、測量電源的電動勢和內(nèi)阻1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)知道測量電源電動

3、勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)一步理解電源路端電壓隨電流變化的關(guān)系。(2)學(xué)會根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。 嘗試進(jìn)行電源電動勢和內(nèi)電阻測量誤差的分析，了解測量中減小誤差的辦法I2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)的電路如圖 2-3-23 實(shí)驗(yàn)器材所示，實(shí)驗(yàn)原理是閉合電路的歐姆定律。圖 2-3-2待測電池一節(jié)，電流表(00.6 A)、電壓表(03 V)各一塊，滑動變阻器一只，開關(guān)只，導(dǎo)線若干。4.實(shí)驗(yàn)步驟W1 X*(1) 確定電流表、電壓表的量程，按原理圖連接好電路，并將滑動變阻器的滑片移到使 接入電路的阻值為最大值的一端。(2) 閉合開關(guān) S,接通電路，將滑動變阻器的滑片由一端向另一端移動，從電流表有明顯讀數(shù)開始，

4、記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)。同樣的方法，依次記錄多組U、I值。斷開開關(guān) S,拆除電路。以U為縱軸，I為橫軸，將記錄的電壓、電流值標(biāo)在坐標(biāo)圖上，過這些點(diǎn)作一條直線，根據(jù)縱軸截距求出電動勢，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻。5 數(shù)據(jù)處理為減小測量誤差，本實(shí)驗(yàn)常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法：(1)公式法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般 6 組)，分別記錄如表所示:45實(shí)驗(yàn)序號123456I/AI1I2I3I4I5I6UNU12UUsU6分別將 1、4 組，2、5 組，3、6 組聯(lián)立方程組解出Ei、r1,巳、r2,E3、心，求出它們的E+E2+E3ri+r2+r3平均值E=3-,r= 3-作為測量結(jié)果。圖像法把測出的多

5、組U I值，在U-I圖中描點(diǎn)畫圖像，使U-I縱軸截距等于電源的電動勢E,橫軸截距等于外電路短路時的電流Im= r直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻r=E。jIIm6 誤差分析(1) 偶然誤差主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時描點(diǎn)不準(zhǔn)確。(2) 系統(tǒng)誤差主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實(shí)際的總電流(即流過電源的電流)要小一些。U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大，將測量結(jié)果與真 實(shí)情況在U-1坐標(biāo)系中表示出來，如圖2-3-4 所示，可見E測E真，r測r真。7.注意事項(xiàng)圖像的直線經(jīng)過大U=E- Ir可知:所示，由圖 2-3-46(1) 為了使路端電壓變化明顯

6、，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用舊的干電池。(2) 電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大,故長時間放電不宜超過0.3 A，短時間放電不宜超過0.5 A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過7大，讀電表示數(shù)要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電。(3)選用內(nèi)阻適當(dāng)大一些的電壓表。(4) 電壓表、電流表應(yīng)選擇合適的量程，使測量時偏轉(zhuǎn)角大些，以減小讀數(shù)時的相對誤 差。(5) 當(dāng)路端電壓變化不是很明顯時，作圖像時，縱軸單位可以取得小一些，且縱軸起點(diǎn) 可以不從零開始。(6) 畫U-I圖像時，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均衡分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然

7、誤差得到部分抵消，從而提高精確 度。1 自主思考一一判一判(1) 在電源內(nèi)部，電荷移動過程中，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加。(V)(2) 電動勢相同的電池，內(nèi)阻也一定相同。(X)(3) 電源的電動勢越大，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大。(V)閉合電路的歐姆定律對含有電動機(jī)的電路也適用。(X)(5) 電壓表直接接在電源兩端時測量的是內(nèi)電壓，電壓表的示數(shù)小于電動勢。(X)(6) 外電阻變化可以引起內(nèi)電壓的變化，從而引起內(nèi)電阻的變化。(X)2.合作探究一一議一議(1) 電動勢和電勢差的物理意義有何不同？提示：電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，它是電源的特征量。電勢差是反

8、映電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的物理量，它表示電場的性質(zhì)。(2) 在如圖 2-3-5 所示的電路中，開關(guān) S 閉合前與閉合后電壓表的讀數(shù)有變化嗎？電壓 表在開關(guān)閉合前后測的是哪部分兩端的電壓？圖 2-3-5提示：開關(guān)閉合前與閉合后電壓表的讀數(shù)會發(fā)生變化，示數(shù)比原來小。當(dāng)開關(guān)斷開時， 電壓表測的是電源的電動勢，但是當(dāng)開關(guān)閉合時，電壓表測的是R兩端的電壓。(3)在實(shí)驗(yàn)課上，小紅同學(xué)用電壓表去測量1 節(jié)新干電池的電動勢約為 1.5 V,1 節(jié)舊電池的電動勢約為 1.45 V，現(xiàn)在她把這樣的兩節(jié)舊電池串聯(lián)后接在一個標(biāo)有“ 3 V2 W的小燈泡兩端，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，檢查電路的連接，各處均無故障。電

9、池雖然舊了，但8電動勢并沒有減小多少，那么小燈泡為什么不亮呢?9提示：電池變舊后，電動勢并不明顯減小， 但內(nèi)阻明顯變大，因而使電路中的電流很小, 導(dǎo)致小燈泡不亮。對電動勢概念的理解乞通知識1. 對電動勢的理解電動勢的大小由電源自身的特性決定，與電源的體積無關(guān)， 與外電路無關(guān)。不同電源的電動勢一般不同。2電源電動勢與電勢差的區(qū)別和聯(lián)系電勢差電動勢意義表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大小表示非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小定義*B=，數(shù)值上等于將單位電荷q量的正電荷從導(dǎo)體一端移到另一端電場力所做的功WE=-,數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從電q源負(fù)極移到正極非靜電力所做的

10、功單位伏特(V)伏特(V)正負(fù)含義電流流過電阻，電勢降落，沿電 流方向?yàn)檎?，逆電流方向?yàn)樨?fù)一般地，在中學(xué)E取正值，不討論負(fù)電動勢問題決定因素由電源及導(dǎo)體的電阻和連接方式?jīng)Q定僅由電源本身決定測量方法將電壓表并聯(lián)在被測電路兩端將內(nèi)阻很大的電壓表并聯(lián)于電源兩端，且外電路斷開3.電池的串聯(lián)n個完全相同的電池串聯(lián)時，總電動勢： 總=門乓門乓總內(nèi)阻：r總=門門。6 6 甬題組甬題組1關(guān)于電源電動勢，下列說法正確的是()A. 電源兩極間的電壓一定等于電源電動勢B. 電源在沒有接入電路時兩極間電壓等于電源電動勢C. 所有電源的電動勢都是相同的D. 2 號電池比 5 號電池的電動勢大課堂講練設(shè)計(jì)舉一能迪婁題考點(diǎn)

11、一10解析：選 B 電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，即使當(dāng)電源接入電路時，電動勢也不變，因?yàn)殡妱觿菔敲枋鲭娫磳⑵渌问降哪苻D(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，故 A 錯誤、B 正確；不同電源的電動勢可能不相同，如干電池的電動勢為1.5 V，鉛蓄電池的電動勢為2 V，選項(xiàng) C 錯誤；2 號電池與 5 號電池的電動勢相同，選項(xiàng) D 錯誤。2.下面是對電源電動勢概念的認(rèn)識，你認(rèn)為正確的是（）A. 同一電源接入不同的電路，電動勢就會發(fā)生變化B. 1 號干電池比 7 號干電池大，但電動勢相同C. 電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn) 化為電能越多，電動勢就越大-D. 電

12、動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同解析：選 B 電動勢的大小由非靜電力性質(zhì)決定，與外電路及電池體積無關(guān)，故A 錯，B 對；電動勢在數(shù)值上等于搬運(yùn) 1 C 電荷量把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的數(shù)值，C 選項(xiàng)由于沒確定多少電荷量，所以不對；電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理 量，而電壓是電勢差的大小，D 錯。3.下列有關(guān)電動勢的說法正確的是（）A. 電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比B. 電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是電源兩極間的電壓C. 非靜電力做功越多，電動勢就越大D. E= V/q 只是電動勢的定義式而非決定式

13、，電動勢的大小由電源內(nèi)非靜電力的特性決宀疋解析：選 DE=Wq是電動勢的定義式而非決定式，不能說電動勢和W成正比，和q成反比，故 A 錯誤；雖然電動勢的單位跟電壓的單位一致，但電動勢是和非靜電力做功對應(yīng)的物理量，而電壓是和靜電力做功對應(yīng)的物理量，故 B 錯誤；非靜電力做功還和移動的電荷量有關(guān)，故選項(xiàng) C 錯誤；由電動勢的定義可知 D 選項(xiàng)正確。婕、0*7閉合電路歐姆定律的理解及應(yīng)用/V通知識閉合電路中的幾個關(guān)系式關(guān)系說明11E=U+U內(nèi)（1）I=R+和U= R+E只適用于外電路為純電阻的閉合電路E1R+r（2）由于電源的電動勢E和內(nèi)電阻r不受R變化的影響，從1=U=EIrDl不難看出，隨著R的

14、增加，電路中電流1減小r（U 1間關(guān)系）12(3)U=E-Ir既適用于外電路為純電阻的閉合電路，也適用于外電路為非純電阻的閉合電路通方怎典例 如圖 2-3-6 所示電路中，電源電動勢E= 12 V，內(nèi)阻r= 2Q,R= 4Q,R(1) 若在C D間連一個理想電壓表，其讀數(shù)是多少?(2) 若在C D間連一個理想電流表，其讀數(shù)是多少?思路點(diǎn)撥接入理想接入理想f f 斷路斷路用中用中無電澆無電澆( D間間 丨接入理想短路丨接入理想短路-R書與念并聯(lián)書與念并聯(lián)解析(1)若在C D間連一個理想電壓表， 根據(jù)閉合電路歐姆定律， 有Ii=R十代十r124+ 6 + 2 A =1理想電壓表讀數(shù)為U/=IR=

15、6 Vo6X36 十理想電流表讀數(shù)為I=F十Rl2= 6 十gx1.5 A = 1 AoR+ F36+3答案(1)6 V (2)1 A解決閉合電路問題的一般步驟(1) 認(rèn)清電路中各元件的連接關(guān)系，畫出等效電路圖。(2) 根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流。(3)求總電流I:若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢，可用閉合電路的 歐姆定律(2)若在C D間連一個理想電流表,這時電阻R與F3并聯(lián)，并聯(lián)電阻大小RR?恵恵= =斥斥= =RUR+rE(U R間關(guān)系)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有ER十F3十r124+ 2 十 2A = 1.5 A13直接求出，若內(nèi)、外電路

16、上有多個未知電阻，可利用某一部分電路的已知電流和電14壓求總電流I;當(dāng)以上方法都行不通時，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出1當(dāng)外電路含有非純電阻元件時 （如電動機(jī)、電解槽等），不能應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求解干路電流，也不能應(yīng)用部分電路歐姆定律求解該部分的電流，若需要時只能根據(jù)串、并聯(lián)的特點(diǎn)或能量守恒定律計(jì)算得到。151.（多選）在如圖 2-3-7 所示電路中,電源電動勢E和內(nèi)阻r均為定值，當(dāng)外電路電阻R發(fā)生變化時，回路電流I、路端電壓U、內(nèi)電壓 U都將隨之發(fā)生變化。下列圖像能正確表示其變化規(guī)律的是LTL/ ABR OR C解析：選 AB由閉合電路歐姆定律有I=R+E RU=ET=E寸=RFEr八Ir=R+

17、rE根據(jù)式可知，I隨R的增大單調(diào)遞減，但不是線性變化,A 正確。將式變形可得1U=E,利用數(shù)學(xué)知識可知 B 正確，D 錯誤。根據(jù)式可知,r1 + -1十RC 錯誤。2.如圖 2-3-8 所示的電路中，當(dāng)開關(guān) S 接a點(diǎn)時，標(biāo)有“5 V 2.5 W”的小燈泡 L 正常發(fā)光, 當(dāng)開關(guān) S 接b點(diǎn)時，通過電阻R的電流為 1 A,這時電阻R兩端的電壓為 4 V。求:電阻R的阻值;電源的電動勢和內(nèi)阻。卜圖 2-3-8圖 2-3-716U24解析：(1)電阻R的阻值為R= = -Q= 4Q oI21當(dāng)開關(guān)接a時，有E=U+Iir,又U= 5 V,P2.511=-A=0.5 AoU5當(dāng)開關(guān)接b時，有E=U2

18、+丨丨2，又U2= 4 V,丨丨2= 1 A,聯(lián)立解得E= 6 V ,r= 2Q o答案：(1)4Q(2)6 V 2Q閉合電路的動態(tài)分析問題通知識1 閉合電路的動態(tài)變化：是指閉合電路中由于局部電阻變化（或開關(guān)的通斷）引起各部分電壓、電流（或燈泡亮暗）發(fā)生變化的問題。2 閉合電路動態(tài)問題分析“五法”（1）程序法分析的具體步驟如下：（2）規(guī)律法：“串反并同”（或變?。r，與它串聯(lián)（或間接串聯(lián)）的支路上各定值電阻上的電壓和電流減?。ɑ蛟龃螅?，而與它并聯(lián)（或間接并聯(lián)）的支路上各定值電阻上的電壓和電流均增大（或減?。?。（3）極值法對含有可變電阻的電路，當(dāng)可變電阻的阻值變化導(dǎo)致電路出現(xiàn)動態(tài)變化時，可將可變

19、電阻的阻值極端化（零或最大），然后對電路加以分析從而得出正確結(jié)論。（4）特殊值法對于某些雙臂環(huán)問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找出結(jié)論。（5）等效電源法所謂等效電源，就是把電路中包含電源的一部分電路視為一個“電源”，比較常見的是 將某些定值電阻等效為電源內(nèi)阻。各部分各部分f f 電壓、電電壓、電流變化流變化并聯(lián)分流并聯(lián)分流串聯(lián)分壓串聯(lián)分壓也折也折* *固定支路固定支路I后分析可變支路可變支路所謂“串反并同”規(guī)律， 指的是在閉合電路中,若電源內(nèi)阻不為零，則當(dāng)某一電阻變大170通方怎所示，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)滑動變阻器的滑動片向右滑動時，下列說法中正確的是（誤；電路總電流減小，即電流表A 的示

20、數(shù)減小，因?yàn)槎ㄖ惦娮鑳啥说碾妷涸龃?，所以通過定值電阻的電流增大，因?yàn)殡娐房傠娏鞯扔谕ㄟ^定值電阻電流與通過滑動變阻器電流之和, 所以通過滑動變阻器的電流減小，即A2讀數(shù)減小，故 A 正確 B 錯誤。根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R總?cè)绾巫兓８鶕?jù)閉合電路歐姆定律I總=-R-，確定電路的總電流如何變化。R、十r由U內(nèi)=I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化。由U外=EU內(nèi)確定路端電壓如何變化。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以及通過各支路的電流如何變化。1 在如圖 2-3-10 所示的閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動時，兩電表讀數(shù)的變化是（）典例（多選）如圖

21、2-3-9A. 電流表 Ai讀數(shù)變小B.電流表A讀數(shù)變大C. 電壓表 V 讀數(shù)變大D. 電壓表 V 讀數(shù)不變解析從圖中可得電壓表測量路端電壓，電流表滑動變阻器電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得路端電壓增大A 測量電路總電流，電流表A測量滑動變阻器連入電路的電阻增大,即電壓表示數(shù)增大,C 正確程序法分析電路動態(tài)變化的思路圖 2-3-9答案AC1JJkl F（1）明確局部電路變化時所引起的局部電路電阻的變化。18A. A 變大， V 變大B. A 變小， V 變大C. A 變大， V 變小D.A 變小， V 變小解析：選 B 解法一：程序法：滑片P向右移動TR的阻值增大T整個外電路總電阻增大

22、T電路的總電流I減小T內(nèi)電路上的電壓（U內(nèi)=Ir）和電阻F0上的電壓（U=IRo）都減小，R上的電壓增大（U=E- IrIRo）。解法二：并同串反法：滑動變阻器R的阻值增大，電流表與R串聯(lián)，電壓表與R并聯(lián)，由“并同串反”得，電壓表讀數(shù)變大，電流表讀數(shù)變小。解法三：極限法：R的阻值增大可假設(shè)變得無限大，則電流表讀數(shù)趨于零，電壓表讀數(shù) 趨于電源電動勢。2.在圖 2-3-11 所示的電路中，R、R、R 和 R 都是定值電阻， Q 是可變電阻，電源的 電動勢為E,內(nèi)阻為r。設(shè)電路中的總電流為I，電流表的示數(shù)為I電壓表的示數(shù)為U,閉合開關(guān) S,當(dāng)Q的滑片P向a端移動時（）解析：選 D 當(dāng)滑片P向a端移動

23、時，R減小，外電路總電阻也隨著減小。 由I= 知,r電路中的總電流I增大。由U=EIr知，路端電壓U減小，即電壓表的示數(shù)減小。同時，I的增大使R與RR兩端的電壓增大，而U=U+ Ub+U,貝 UUb 必減小，通過電流表的電流I 也減小，所以選項(xiàng) D 正確。3.（多選）如圖 2-3-12 所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器R接入電路的阻值增大時（）”一I-tR圖 2-3-10A. I變大，U變小C. I變小，U變大圖 2-3-11B. I變大，U變大D. I變小，U變小圖 2-3-1419圖 2-3-12A. A B兩點(diǎn)間的電壓U增大B. A、B兩點(diǎn)間的電壓U減小C.通過R的電流I增大D.通過R的電流I

24、減小解析：選 AD 引入等效電源的概念，把電池組、R看做一個等效電源，則AB為等效電 源的輸出端，A B兩點(diǎn)間的電壓U為輸出電壓，可變電阻R和F2為負(fù)載，當(dāng)可變電阻R的 阻值增大時，等效電源的路端電壓增大，通過負(fù)載R的電流減小。1考點(diǎn)四考點(diǎn)四測量電源的電動勢和內(nèi)阻V 1通知識除了伏安法之外，還有以下兩種常見方法可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻。1禾U用安阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻(1)實(shí)驗(yàn)原理：安阻法是指用電流表和電阻箱組合測E、r的方法。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖 2-3-13 所示。由閉合電路的歐姆定律E=l(R+r)可知，測出兩組電阻箱的不同值及其對應(yīng)的電流，由E=l1(R+r),E=l2(R+r)，解

25、得E和r，式中丨丨1、12是電阻箱分別取F和F2時電流表讀數(shù)。圖 2-3-13(2)數(shù)據(jù)處理公式法：多測幾組R、I值，由E=l(R+r)解得每兩組R I值對應(yīng)的& r值，最后 求E、r的平均值。1b線在縱軸的截距為b,斜率為k,則有E=，r=-o為變量，上式變形得：j- =E+ER則與R的關(guān)系圖線是一條如圖2-3-14 所示的直線，若直圖像法：由閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得，在該關(guān)系式中，E和r為常量，I和R20kk(3)誤差分析：該接法的誤差是由于電流表的分壓引起的，若設(shè)電流表的內(nèi)阻為甩，則上面方程應(yīng)為E=l(R+r+FA)，由于忽略了電流表的內(nèi)阻電源內(nèi)阻的測量值為r+FA,顯然測量值

26、大于真實(shí)值，不難分析出安阻法測得的電動勢無系統(tǒng)誤差。即己己測=E,r測r。2 禾U用伏阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻(1)實(shí)驗(yàn)原理：伏阻法指用電壓表 V 和電阻箱R組合測E、r的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖 2-3-15 所示。根據(jù)E=U+，測出兩組電阻箱不同值及其對應(yīng)的電壓，即有E=U+罟，U2rE= U+占，可解得E和r，式中U、U是電阻箱分別取R和F2時電壓表讀數(shù)。- -圖 2-3-15(2)數(shù)據(jù)處理1公式法：多測幾組R U值由E=U+ *解得每兩組R、U值對應(yīng)的E、r值，最后求E、r的平均值。2圖像法：由閉合電路歐姆定律E=U+Ur，在該關(guān)系式中，E和r為常量，U和R為變R11r111r量，式子

27、變形得U=E+E R可見U是R的一次函數(shù)，圖像為一條直線，直線的斜率為k=E，11k截距b=。由此解得E=匸，r=Ebb圖 2-3-16(3)誤差分析：該接法的誤差是由于電壓表的分流引起的，所以電壓表內(nèi)阻越大誤差越 小。經(jīng)分析，該接法所測的電動勢E和內(nèi)阻r都比真實(shí)值偏小。即E測vE,r測vr。210通題組1.在用電壓表和電流表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表和電流表的內(nèi)阻 分別為 1kQ和 0.1Q,圖 2-3-17 中甲、乙為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需器件圖。(1)在圖中畫出連線，將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路。22圖 2-3-17內(nèi)(2) 位同學(xué)記錄的 6 組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2-

28、3- 17 丙中畫出U-I圖像,根據(jù)圖像讀出電池的電動勢E=_V,求出電池內(nèi)阻r=_Q。I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05若不作出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，用公式E=UIr列方程求E和r,這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，其中選用第組和第和r誤差最大。_組的數(shù)據(jù)，求得E解析：按照實(shí)驗(yàn)原理圖將實(shí)物圖連接起來，如圖甲所示。HllllllllillPaif1J%7t*i、11-ra10OL30U5 1 0乙甲(2)根據(jù)U I數(shù)據(jù)，在方格紙U-I坐標(biāo)上找點(diǎn)描跡。如圖乙所示，然后將直線延長，交U軸于U= 1.46 V，此即

29、為電源電動勢；交I軸于1= 0.65 A，注意此時U= 1.00 V，由閉E- U合電路歐姆定律得?丨=廠，n=00.71。(3)由圖線可以看出第 4 組數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離直線最遠(yuǎn)，若取第 3 組和第 4 組數(shù)據(jù)列方程組求E和r，相當(dāng)于過圖中 3 和 4 兩點(diǎn)作一直線求E和r，而此直線與所畫的直線偏離最大，所以選用第 3 組和第 4 組數(shù)據(jù)求得的E和r誤差最大。答案：(1)見解析(2)1.460.71(3)342. 一課外小組同學(xué)想要測量一個電源的電動勢及內(nèi)阻。準(zhǔn)備的器材有：電流表(0200mA 內(nèi)阻是 12 )，電阻箱 尺最大阻值 9.9Q)，一個開關(guān)和若干導(dǎo)線。(1)由于電流表 A 的量程較小，考

30、慮到安全因素，同學(xué)們將一個定值電阻和電流表并聯(lián)，若要使并聯(lián)后流過定值電阻的電流是流過電流表的電流的2 倍，則定值電阻的阻值F0=2324設(shè)計(jì)的電路圖如圖 2-3-18 甲所示。若實(shí)驗(yàn)中記錄電阻箱的阻值R和電流表的示數(shù)I,解析：（1）由題意可知，設(shè)通過電流表的電流為I，則通過電阻R0的電流為 2I;貝卩F0=一、基礎(chǔ)題窗熟1. （多選）以下說法中正確的是（）A 電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流B. 在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力C. 靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少D. 靜電力移動電荷做功電荷電勢能減

31、少，非靜電力移動電荷做功電荷電勢能增加解析：選 AD 電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流，故A 正確；在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部既存在非靜電力，又存在靜電力，故B錯誤；靜電力與非靜電力都可以使電荷移動， 靜電力移動電荷做功電荷電勢能減少， 非靜電 力移動電荷做功電荷電勢能增加，故 C 錯誤，D 正確。2. （多選）鉛蓄電池的電動勢為 2 V，這表示（）A. 電路中每通過 1 C 電量，電源把 2 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.蓄電池?cái)嚅_時兩極間的電壓為2 V+r），變形可得：E1E6R= - - (4 +r);由圖線可知：4 +r= 6,-=云，貝 Ur= 2

32、Q ,E= 6 V。（2） R）與甩并聯(lián)后的電阻為Q，根據(jù)全電路歐姆定律:E= 31(R+R并計(jì)算出 1，得到多組數(shù)據(jù)后描點(diǎn)作出R-1圖線如圖乙所示，則該電源的電動勢R= 口6+ 12課厲層級訓(xùn)練，步母提開隧力圖 2-3-18卜 Y 甲答案：(1)6(2)6225C. 蓄電池能在 1 s 內(nèi)將 2 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能D.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池（電動勢為 1.5 V）的大W解析：選 ABD 根據(jù)電動勢的定義和表達(dá)式E=，非靜電力移動 1 C 電荷量所做的功Wq=qE= 1X2 J= 2 J，由功能關(guān)系可知有 2 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A 正確，C 錯誤。電源兩極的電勢差

33、（電壓）U= Eq，而& = W即Uq= Eq,所以U=E= 2 V , B 正確。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，因E蓄電池=2 VE干電池=1.5 V,故 D 正確。3電池容量就是電池放電時能輸出的總電荷量，某蓄電池標(biāo)有“15 A- h”的字樣，則表示（）A. 該電池在工作 1 h 后達(dá)到的電流為 15 AB. 該電池在工作 15 h 后達(dá)到的電流為 15 AC.電池以 1.5 A 的電流工作，可用 10 h八ID. 電池以 15 A 的電流工作，可用 15 h解析：選 C 電池上“ 15 A- h”是表示電池蓄存的電荷量數(shù)值，即q= 15 A- h= 15 A

34、X1C jh= 1.5 AX10 h，故 C 對，A、B D 均錯。4.“神舟”系列飛船的發(fā)射、回收成功，標(biāo)志著我國載人航空航天技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。飛船在太空飛行時用太陽能電池供電，太陽能電池由許多片電池板組成。某電池板開路電壓是 800 mV 短路電流為 40 mA 若將該電池板與阻值為 20Q的電阻器連成一閉合 電路，則它的路端電壓是（）A.0.10 VB. 0.20 VC. 0.30 VD. 0.40 V解析：選 D 開路電壓等于電源電動勢，所以E= 800 mV,短路電流時R外= 0,故內(nèi)阻E800 mVE0.800r= - =40 mA= 20Q。電池板與 20Q電阻器串聯(lián)時I=

35、R石=20+20A = 20 mA 故路端 電壓U= E- Ir=（0.80 0.02X20）V= 0.4 V , D 正確。5.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢 呂、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時，畫出的 圖線如圖 1 所示，則（）呂，rarbB. Ea6, rarbC. EarbD. EaE3,raEb；圖像的斜率表示電源的內(nèi)電阻，由圖可知，圖像的斜率 阻rarb；故選 A。6.如圖 2 所示電路中，當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P向上端a滑動時，電流表A 及電壓表 V 的示數(shù)的變化情況是（ ）圖 2A. 電流表 A 示數(shù)增大，電壓表 V 示數(shù)增大B. 電流表 A 示數(shù)增大，電壓表 V 示數(shù)

36、減小C. 電流表 A 示數(shù)減小，電壓表 V 示數(shù)增大D. 電流表 A 示數(shù)減小，電壓表 V 示數(shù)減小解析：選 C 該電路圖是串聯(lián)電路，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量干 路電流，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向上端a滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻增大，所 以電路總電阻增大，故電路路端電壓增大，電路總電流減小，通過R的電流減小，則R兩端的電壓減小，而路端電壓是增大的， 所以滑動變阻器兩端的電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故 C 正確。二、易錯題B月7.如圖 3 所示，已知C= 6 卩 F,R= 5Q,R= 6Q,E=6 V ,r= 1Q,開關(guān) S 原來 處于斷開狀態(tài)，下列說法中正確的是（）圖 3

37、A.開關(guān) S 閉合瞬間，電流表的讀數(shù)為0.5AB.開關(guān) S 閉合瞬間，電壓表的讀數(shù)為5.5 VC.開關(guān) S 閉合經(jīng)過一段時間，再將開關(guān) S 迅速斷開， 則通過R2的電荷量為 1.8X10-5CD. 以上說法都不對a的較大，故內(nèi)電27解析：選 C 開關(guān) S 閉合瞬間，電容器充電，接近于短路狀態(tài)I- 昱=-z A = 1 Aor十R1 十 5電壓UIR1= 5 Vv5.5 V,故 A、B 錯。開關(guān)閉合一段時間后，電容器相當(dāng)于斷路I=r十R十 z6_6=-A = 0.5 A。此時電容器上電荷量Q= CU=ClRz= 6X10_6X0.5X6 C = 1.8X101 十 5 十 6_5C。斷開開關(guān) S

38、 后，電荷量Q經(jīng)R2釋放，故 C 正確。8.如圖 4 所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，下面結(jié)論正確的是28A. 電源的電動勢為 6.0 VB. 電源的內(nèi)阻為 12QC. 電源的短路電流為 0.5 AD. 電流為 0.3 A 時的外電阻是 12Q解析：選 A 因電源的U-I圖像縱軸坐標(biāo)并不是從零開始，故縱軸上的截距雖為電源的 Yj電動勢，即E= 6.0 V，但橫軸上的截距0.5 A 并不是電源的短路電流，且內(nèi)阻應(yīng)按斜率的時，外電阻R=Er= 18Q。三、能力題窗通A 9.如圖 5 所示，M N是平行板電容器的兩個極板， R）為定值電阻，R、R 為可調(diào)電阻, 用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為 m 帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合開關(guān) S,小球靜止時受到懸線 的拉力為F。調(diào)節(jié)R、艮，關(guān)于F的大小判斷正確的是（）：A.保持R不變，緩慢增大R時，F(xiàn)將變大B.保持R不變，緩慢增大Ra時，F(xiàn)將變小C.保持F2不變，緩慢增大R時，F(xiàn)將變大D.保持R不變，緩慢增大R時，F(xiàn)將變小絕對值計(jì)算，即AU6.05.0TT=0.50Q= 2Q。由閉合電路歐姆定律可得電流I= 0.3 A解析：選 B 分析電路可知R的作用相當(dāng)于導(dǎo)線,R增大時，R兩端的電壓變小，所以圖 4圖 529兩板間的電壓變小,場強(qiáng)變小，電