第七章恒定電流導(dǎo)學(xué)案

第七章eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,))恒定電流第1節(jié)電流__電阻__(1)由R＝eq\f(U,I)知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與流過(guò)導(dǎo)體的電流成反比。()(2)由I＝eq\f(U,R)知，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。()(3)由ρ＝eq\f(RS,l)知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比。()(4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt適用于任何電路。()(5)公式W＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt只適用于純電阻電路。()要點(diǎn)一電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用公式適用范圍字母含義公式含義定義式I＝eq\f(q,t)一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說(shuō)I∝q，I∝eq\f(1,t)微觀(guān)式I＝nqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個(gè)自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動(dòng)速率從微觀(guān)上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I由U、R決定，I∝UI∝eq\f(1,R)1．如圖7-1-1所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，A、B是平行正對(duì)的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成，整體呈電中性)從左側(cè)進(jìn)入，在t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)自由電子落在B板上，則關(guān)于R中的電流大小及方向判斷正確的是()A．I＝eq\f(ne,t)，從上向下B．I＝eq\f(2ne,t)，從上向下C．I＝eq\f(ne,t)，從下向上D．I＝eq\f(2ne,t)，從下向上2．(多選)截面直徑為d、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向移動(dòng)平均速率的影響，下列說(shuō)法正確的是()A．電壓U加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍B．導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率減為原來(lái)的一半C．導(dǎo)線(xiàn)截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變D．導(dǎo)線(xiàn)截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍3．(多選)截面積為S的導(dǎo)線(xiàn)中通有電流I。已知導(dǎo)線(xiàn)每單位體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間Δt內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的自由電子數(shù)是()A．nSvΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt,e) D.eq\f(IΔt,Se)要點(diǎn)二電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用1．電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。(2)導(dǎo)體的電阻與電阻率無(wú)直接關(guān)系，即電阻率大，電阻不一定大；電阻率小，電阻不一定小。2．兩個(gè)公式的對(duì)比公式R＝eq\f(U,I)R＝ρeq\f(l,S)字母含義U：導(dǎo)體兩端的電壓I：通過(guò)導(dǎo)體的電流ρ：材料的電阻率l：沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度S：垂直電流方向?qū)w的橫截面積公式含義提供了測(cè)定電阻的一種方法說(shuō)明了電阻的決定因素[典例]兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線(xiàn)，如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加上相同電壓后，則在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量之比為()A．1∶4B．1∶8C．1∶16D．16∶1導(dǎo)體變形后電阻的分析方法某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：(1)導(dǎo)體的電阻率不變。(2)導(dǎo)體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比。(3)在ρ、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律R＝ρeq\f(l,S)求解。[針對(duì)訓(xùn)練]1.(2015·萊蕪模擬)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖7-1-2所示，導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極，設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)為()A．R＝eq\f(ρb＋a,2πab) B．R＝eq\f(ρb－a,2πab)C．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb－a) D．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb＋a)要點(diǎn)三歐姆定律與伏安特性曲線(xiàn)的理解和應(yīng)用1．圖線(xiàn)的意義(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線(xiàn)。(2)伏安特性曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。2．圖線(xiàn)的區(qū)別(1)圖7-1-3甲中圖線(xiàn)a、b表示線(xiàn)性元件，圖乙中圖線(xiàn)c、d表示非線(xiàn)性元件。(2)在伏安特性曲線(xiàn)中，線(xiàn)性元件圖線(xiàn)的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra＜Rb(如圖甲所示)。(3)圖線(xiàn)c的斜率增大，電阻減?。粓D線(xiàn)d的斜率減小，電阻增大(如圖乙所示)。(4)c、d圖線(xiàn)上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率不是電阻的倒數(shù)。[典例]小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線(xiàn)如圖7-1-4所示，P為圖線(xiàn)上一點(diǎn)，PN為圖線(xiàn)在P點(diǎn)的切線(xiàn)，PQ為U軸的垂線(xiàn)，PM為I軸的垂線(xiàn)，則下列說(shuō)法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I1)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積運(yùn)用伏安特性曲線(xiàn)求電阻應(yīng)注意的問(wèn)題如圖7-1-5所示，非線(xiàn)性元件的I-U圖線(xiàn)是曲線(xiàn)，導(dǎo)體電阻Rn＝eq\f(Un,In)，即電阻要用圖線(xiàn)上點(diǎn)(Un，In)的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算，而不能用該點(diǎn)的切線(xiàn)斜率來(lái)計(jì)算。[針對(duì)訓(xùn)練]1.(多選)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的電壓與電流的關(guān)系如圖7-1-6所示，圖像上A點(diǎn)與原點(diǎn)連線(xiàn)與橫軸成α角，A點(diǎn)的切線(xiàn)與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大B．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0－I1)C．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0D．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)2．(多選)(2015·江蘇名校檢測(cè))在如圖7-1-8甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖乙所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時(shí)()A．L1上的電壓為L(zhǎng)2上電壓的2倍B．L1消耗的電功率為0.75WC．L2的電阻為12ΩD．L1、L2消耗的電功率的比值大于4∶13.某一導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)如圖5中AB段(曲線(xiàn))所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是()A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1ΩD．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω第2節(jié)、電功、電功率及焦耳定律1．電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度，電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度。通常情況下，計(jì)算電功時(shí)用公式W＝IUt，計(jì)算電熱時(shí)用公式Q＝I2Rt。2．從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，電功和焦耳熱之間的數(shù)量關(guān)系是W≥Q、UIt≥I2Rt。(1)純電阻電路：如電爐等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)有W＝Q。計(jì)算時(shí)可任選一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝eq\f(U2,R)t。(2)非純電阻電路：如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路，電流做功除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，此時(shí)有W＞Q。電功只能用公式W＝UIt來(lái)計(jì)算，焦耳熱只能用公式Q＝I2Rt來(lái)計(jì)算。對(duì)于非純電阻電路，歐姆定律不再適用。[典例]如圖7-1-9所示是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r＝0.8Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V。試求：(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；(3)若電動(dòng)機(jī)以v＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。(g取10m/s2)[針對(duì)訓(xùn)練]1．一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計(jì))，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0A，通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A，則下列說(shuō)法中正確的是()A．電飯煲的電阻為44Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為440ΩB．電飯煲消耗的電功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5WC．1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6×103JD．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍2．(2015·天津六校聯(lián)考)電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖7-1-10所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻值相等，開(kāi)關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作。設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流通過(guò)電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()A．U1＜U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2 D．W1＜W2，Q1＜Q23．(多選)(2015·武漢聯(lián)考)在如圖7-1-11所示的電路中，輸入電壓U恒為8V，燈泡L標(biāo)有“3V，6W”字樣，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻RM＝1Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5VB．流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2AC．電動(dòng)機(jī)的效率是80%D．整個(gè)電路消耗的電功率是10W對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電功、電功率及焦耳定律4．如圖7所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是()A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J5．(多選)鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖8所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，下列說(shuō)法正確的是()A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2rC．電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為eq\f(Ir,U)×100%6.如圖所示，A為電解槽，○eq\a\vs4\al(M)為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω，S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表○eq\a\vs4\al(A)示數(shù)為6A，當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表○eq\a\vs4\al(A)示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表○eq\a\vs4\al(A)示數(shù)為4A。求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少。第3節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用(1)電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量。()(2)電路中某電阻大，該電阻的功率不一定大。()(3)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越小。()(4)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大。()(5)電源的輸出功率越大，電源的效率越高。()要點(diǎn)一電阻的串、并聯(lián)1．串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)nI1R1＝I2R2＝…＝InRn電壓eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)U1＝U2＝…＝Un總電阻R總＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R總)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)功率分配eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)P1R1＝P2R2＝…＝PnRn2．幾個(gè)有用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。(3)某電路中無(wú)論電阻怎樣連接，該電路消耗的電功率P總等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和。1．(多選)在如圖7-2-1所示的電路中，通過(guò)電阻R1的電流I1是()A．I1＝eq\f(U,R1)B．I1＝eq\f(U1,R1)C．I1＝eq\f(U2,R2)D．I1＝eq\f(U1,R1＋R2)2．(多選)一個(gè)T形電路如圖7-2-2所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則()A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80V3．求解并聯(lián)電路中的電阻值是電學(xué)中比較常見(jiàn)的問(wèn)題，但是在有的問(wèn)題中常規(guī)方法會(huì)比較繁瑣，若合理應(yīng)用一些結(jié)論，會(huì)有“柳暗花明又一村”的感覺(jué)。嘗試一下下面這個(gè)問(wèn)題：有兩個(gè)電阻R1＝8.45Ω，R2＝41.57Ω，若將它們并聯(lián)，其并聯(lián)電阻可能是()A．4ΩB．10ΩC．7ΩD．50Ω要點(diǎn)二電路的動(dòng)態(tài)分析分析思路[典例](多選)(2015·長(zhǎng)沙四校聯(lián)考)如圖7-2-4所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是()A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小C．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大D．電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小[方法規(guī)律]解決電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題一定要遵循“部分→整體→部分”的程序，逐一判斷。同時(shí)，盡量先分析串聯(lián)電阻，后分析并聯(lián)電阻；先分析定值電阻，后分析可調(diào)電阻；既要關(guān)心每一電阻的電壓，又要關(guān)心其電流。[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)(2015·湖北省公安縣模擬考試)如圖7-2-5所示電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，兩個(gè)電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P移動(dòng)時(shí)，關(guān)于兩個(gè)電壓表V1與V2的示數(shù)，下列判斷正確的是()P向a移動(dòng)，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小B．P向b移動(dòng)，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小C．P向a移動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值小于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值D．P向b移動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值大于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值2．(多選)如圖7-2-6所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，R0＝r，滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b緩慢移動(dòng)，則在此過(guò)程中()A．電壓表V1的示數(shù)一直增大B．電壓表V2的示數(shù)先增大后減小C．電源的總功率先減小后增大D．電源的輸出功率先減小后增大要點(diǎn)三閉合電路的功率及效率問(wèn)題電源總功率任意電路：P總＝EI＝P出＋P內(nèi)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝P總－P出電源的輸出功率任意電路：P出＝UI＝P總－P內(nèi)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm＝eq\f(E2,4r)。②當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。③當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。④當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。[典例]如圖7-2-7所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大，并求這個(gè)最大值。[多維探究]變式1：例題中條件不變，求當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個(gè)最大值。變式2：在例題中，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大，并求這個(gè)最大值。變式3：例題中條件不變，求電源的最大輸出功率。變式4：如圖7-2-8所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R0＝2Ω，可變電阻的阻值范圍為0～10Ω。求可變電阻為多大時(shí)，R上消耗的功率最大，最大值為多少？要點(diǎn)五含電容器的電路解決含電容器的直流電路問(wèn)題的一般方法(1)通過(guò)初末兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)來(lái)了解中間不穩(wěn)定的變化過(guò)程。(2)只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器對(duì)電路的作用是斷路。(3)電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻為等勢(shì)體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。(4)在計(jì)算電容器的帶電荷量變化時(shí)，如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線(xiàn)的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線(xiàn)的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。[典例](多選)(2015·東北三校二模)如圖7-2-12所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝18V，內(nèi)阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()A．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B．開(kāi)關(guān)S閉合后，a、b兩點(diǎn)間的電流是2AC．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)C1帶的電荷量比開(kāi)關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D．不論開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大分析技巧：(1)電容器在直流電路中的作用，可分兩種情況，即：①穩(wěn)定時(shí)有電壓無(wú)電流；②充、放電過(guò)程中電壓變化，有電流。(2)電容器電容C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)。練習(xí)使用螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺目的:掌握螺旋測(cè)微器游標(biāo)卡尺、的使用方法和讀數(shù)方法。1．螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖實(shí)-7-1所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動(dòng)刻度E、測(cè)微螺桿F連在一起，通過(guò)精密螺紋套在B上。(2)原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。(3)讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線(xiàn)是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)如圖實(shí)-7-2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。2．游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造：(2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(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(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線(xiàn)對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm?？键c(diǎn)一測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)[典例1](1)如圖實(shí)-7-5所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左至右分別為9mm長(zhǎng)10等分、19mm長(zhǎng)20等分，它們的讀數(shù)依次為_(kāi)_______mm，________mm。(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量?jī)蓚€(gè)金屬絲的直徑，示數(shù)如圖實(shí)-7-6所示，則圖(a)、(b)金屬絲的直徑分別為_(kāi)_______mm，________mm。(3)①圖實(shí)-7-7甲用0.6A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表______A，表針的示數(shù)是________A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______A。②圖實(shí)-7-7乙使用較小量程時(shí)，每小格表示________V，圖中指針的示數(shù)為_(kāi)_______V，若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤(pán)刻度每小格表示________V，圖中表針指示的是________V。1．完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種——0～0.6A,0～3A；電壓表量程一般有兩種——0～3V,0～15V。如圖實(shí)-7-8所示：①接0～3V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______V。②接0～15V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______V。③接0～3A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______A。④接0～0.6A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______A。(2)a．________mmb．________mmc．________mmd．________mme．________mm2．(2014·福建高考)(1)某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖實(shí)-7-10甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為_(kāi)_______cm和________mm。測(cè)定金屬的電阻率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。2．．學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率。二、實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。1．伏安法測(cè)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原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V電阻測(cè)量值R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝Rx＋RA>Rx測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻(2)兩種電路的選擇①阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。②臨界值計(jì)算法：Rx<eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表外接法；Rx>eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表內(nèi)接法。③實(shí)驗(yàn)試探法：按圖實(shí)-7-4所示接好電路，讓電壓表一根接線(xiàn)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?？键c(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)原理與操作[典例2](2014·浙江高考)小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值。(1)圖實(shí)-7-11甲是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線(xiàn)并在圖甲中畫(huà)出。(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上，如圖乙所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“×”)表示的。(3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖乙上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_(kāi)_______Ω。[題組突破]3．(2013·安徽高考)(1)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖實(shí)-7-12所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，合金絲的直徑為_(kāi)_______mm。(2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖實(shí)-7-13甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接。4．某同學(xué)測(cè)量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：A．電流表(量程100μA，內(nèi)阻約2kΩ)；B．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約300Ω)；C．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約100kΩ)；D．電壓表(量程50V，內(nèi)阻約500kΩ)；E．直流電源(20V，允許最大電流1A)；F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ，額定功率1W)；G．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干。電流表應(yīng)選__________，電壓表應(yīng)選__________。(填字母代號(hào))該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線(xiàn)上存在的問(wèn)題：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________?？键c(diǎn)三數(shù)據(jù)處理與誤差分析[典例3](2012·北京高考)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖實(shí)-7-15所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖實(shí)-7-16中的________圖(選填“甲”或“乙”)。(3)圖實(shí)-7-17是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線(xiàn)，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖實(shí)-7-17中實(shí)物間的連線(xiàn)，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖實(shí)-7-18所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線(xiàn)。由圖線(xiàn)得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)___________(填選項(xiàng)前的符號(hào))。A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是________(有多個(gè)正確選項(xiàng))。A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D．用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差[題組突破]5．(2014·全國(guó)卷Ⅱ)在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200Ω，電壓表○的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表○的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖實(shí)-7-19(a)或(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1______(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2______(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值。圖實(shí)-7-196．(2014·江蘇高考)同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖實(shí)-7-20甲所示的部件________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖甲中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_(kāi)_______mm。(2)如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線(xiàn)柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫(xiě)出兩條建議?？键c(diǎn)四實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新[典例4](2014·山東高考)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)了一捆標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線(xiàn)，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線(xiàn)橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖實(shí)-7-21甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線(xiàn)的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度?？晒┦褂玫钠鞑挠校簣D實(shí)-7-21電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。(2)在實(shí)物圖實(shí)-7-22中，已正確連接了部分導(dǎo)線(xiàn)，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。圖實(shí)-7-22(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______V。(4)導(dǎo)線(xiàn)實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)_______m(保留2位有效數(shù)字)。[題組突破]7．(2013·廣東高考)圖實(shí)-7-23(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖。學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0cm。圖實(shí)-7-23(1)根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖。(2)斷開(kāi)S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝________V/cm。記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)。(3)保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L，同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟(2)記錄的值相同，記錄長(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I。測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫(xiě)出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx＝________；根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx＝________Ω。實(shí)驗(yàn)八描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)。(2)分析伏安特性曲線(xiàn)的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)器材小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干、坐標(biāo)紙、鉛筆?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作[典例1](2013·江蘇高考)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I，利用P＝UI得到電功率。實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V1.8W”，電源為12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω。(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖實(shí)-8-1所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置。(用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn))(2)現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選________Ω的定值電阻。(3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除________兩端的導(dǎo)線(xiàn)，再拆除其他導(dǎo)線(xiàn)，最后整理好器材。(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線(xiàn)，如圖實(shí)-8-2所示。請(qǐng)指出圖像中不恰當(dāng)?shù)牡胤健題組突破](2012·安徽高考)圖實(shí)-8-3為“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5V。(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，________________________________________；②閉合開(kāi)關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，________________________________________；③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，……根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線(xiàn)。(2)在線(xiàn)框中畫(huà)出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖。2．某同學(xué)在探究規(guī)格為“6V,3W”的小燈泡伏安特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中：(1)在小燈泡接入電路前，使用多用電表直接測(cè)量小燈泡的電阻，則應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至________擋進(jìn)行測(cè)量。(填選項(xiàng)前的字母)A．直流電壓10V B．直流電流5mAC．歐姆×100 D．歐姆×1(2)該同學(xué)采用圖實(shí)-8-4所示的電路進(jìn)行測(cè)量。圖中R為滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～20Ω，額定電流1.0A)，L為待測(cè)小燈泡，○eq\a\vs4\al(V)為電壓表(量程6V，電阻20kΩ)，○eq\a\vs4\al(A)為電流表(量程0.6A，內(nèi)阻1Ω)，E為電源(電動(dòng)勢(shì)8V，內(nèi)阻不計(jì))，S為開(kāi)關(guān)。Ⅰ.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最______端；(填“左”或“右”)Ⅱ.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，已知各元件均無(wú)故障，但閉合開(kāi)關(guān)S后，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其原因是________點(diǎn)至________點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有連接好；(圖中的黑色小圓點(diǎn)表示接線(xiàn)點(diǎn)，并用數(shù)字標(biāo)記，空格中請(qǐng)?zhí)顚?xiě)圖實(shí)-8-4中的數(shù)字)Ⅲ.該同學(xué)描繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)示意圖如圖實(shí)-8-5所示，則小燈泡的電阻值隨工作電壓的增大而________。(填“不變”、“增大”或“減小”)考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析[典例2]物理興趣小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)室中找到一只小燈泡，其標(biāo)稱(chēng)功率值為0.75W，額定電壓值已模糊不清。他們想測(cè)定其額定電壓值，于是先用歐姆表直接測(cè)出該燈泡的電阻約為2Ω，然后根據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓U＝eq\r(PR)＝eq\r(0.752)V＝1.22V。他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確，于是，再利用下面可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，測(cè)量通過(guò)燈泡的電流和它兩端的電壓并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)繪制燈泡的U-I圖線(xiàn)，進(jìn)而分析燈泡的額定電壓。A．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)B．電流表A1(量程150mA，內(nèi)阻約2Ω)C．電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻約0.6Ω)D．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω)E．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω)F．電源E(電動(dòng)勢(shì)4.0V，內(nèi)阻不計(jì))G．開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線(xiàn)若干H．待測(cè)燈泡L(額定功率0.75W，額定電壓未知)(1)在下面所給的虛線(xiàn)框中畫(huà)出他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，指出上述器材中，電流表選擇________(填“A1”或“A2”)；滑動(dòng)變阻器選擇________(填“R1”或“R2”)。(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加，當(dāng)電壓達(dá)到1.23V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗，當(dāng)達(dá)到2.70V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡已過(guò)亮，便立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并將所測(cè)數(shù)據(jù)記錄在下邊表格中。次數(shù)1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310請(qǐng)你根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖實(shí)-8-6中作出燈泡的U-I圖線(xiàn)。(3)由圖像得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為_(kāi)_____V；這一結(jié)果大于1.22V，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[題組突破]3．(2013·天津高考)要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V0.6W”小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作。已選用的器材有：電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1Ω)；電流表(量程為0～250mA，內(nèi)阻約5Ω)；電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電鍵一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的________(填字母代號(hào))。A．滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω，額定電流1A)B．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750Ω，額定電流0.3A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖________(填字母代號(hào))。圖實(shí)-8-7(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖實(shí)-8-8所示。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是________W。4．(2015·云南聯(lián)考)有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4.8V,2W”的字樣，現(xiàn)在測(cè)定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關(guān)系曲線(xiàn)。有下列器材可供選用：A．電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻3kΩ)B．電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻15kΩ)C．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω)D．定值電阻R1＝3kΩE．定值電阻R2＝15kΩF．滑動(dòng)變阻器R(10Ω，2A)G．學(xué)生電源(直流6V，內(nèi)阻不計(jì))H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干(1)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用________，定值電阻應(yīng)選用________(均用序號(hào)字母填寫(xiě))；(2)為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；(3)利用上述實(shí)驗(yàn)電路圖測(cè)出的電壓表讀數(shù)UV與此時(shí)小燈泡兩端電壓U的定量關(guān)系是________，下圖的四個(gè)圖像中可能正確的是________。圖實(shí)-8-9考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新[典例3](2013·福建高考)硅光電池在無(wú)光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)-8-10甲電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn)，正極接低電勢(shì)點(diǎn))，探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性。圖中電壓表V1的量程選用3V，內(nèi)阻為6.0kΩ；電壓表V2量程選用15V，內(nèi)阻約為30kΩ；R0為保護(hù)電阻；直流電源電動(dòng)勢(shì)E約為12V，內(nèi)阻不計(jì)。(1)根據(jù)圖甲，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖乙連接成完整電路。圖實(shí)-8-10(2)用遮光罩罩住硅光電池，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2。①某次測(cè)量時(shí)，電壓表V1示數(shù)如圖丙，則U1＝________V，可算出通過(guò)硅光電池的反向電流大小為_(kāi)_______mA(保留兩位小數(shù))。②該小組測(cè)出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過(guò)的反向電流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐標(biāo)紙上建立Ix-Ux坐標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出Ix-Ux圖線(xiàn)。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圖實(shí)-8-11③由Ix-Ux圖線(xiàn)可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成________(填“線(xiàn)性”或“非線(xiàn)性”)關(guān)系。[題組突破]5．太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色”能源。在我國(guó)上海舉辦的20XX年世博會(huì)上，大量利用了太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的I-U特性。所用的器材包括：太陽(yáng)能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)為了達(dá)到上述目的，請(qǐng)將圖實(shí)-8-12甲連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙所示的I-U圖像，由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻________(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻約為_(kāi)_______Ω。圖實(shí)-8-126．(2015·遼寧四校模擬)由金屬絲制成的電阻阻值會(huì)隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，親自動(dòng)手通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪這樣一個(gè)電阻器的伏安特性曲線(xiàn)?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)器材有：A．待測(cè)電阻器Rx(2.5V,1.2W)B．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω)C．電壓表V(0～3V，內(nèi)阻未知)D．滑動(dòng)變阻器(0～10Ω，額定電流1A)E．電源(E＝3V，內(nèi)阻r＝1Ω)F．定值電阻R0(阻值5Ω)G．開(kāi)關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線(xiàn)若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)采用電流表內(nèi)接法，并且電阻器兩端電壓從零開(kāi)始變化，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)按照正確的電路圖，該同學(xué)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V圖實(shí)-8-13其中，I是電流表的示數(shù)，U是電壓表的示數(shù)，UR是電阻器兩端的實(shí)際電壓。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算補(bǔ)全表格中的空格，然后在坐標(biāo)圖實(shí)-8-13中畫(huà)出電阻器的伏安特性曲線(xiàn)。(3)該同學(xué)將本實(shí)驗(yàn)中的電阻器Rx以及給定的定值電阻R0二者串聯(lián)起來(lái)，接在本實(shí)驗(yàn)提供的電源兩端，則電阻器的實(shí)際功率是______W。(結(jié)果保留2位小數(shù))實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(2)加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解。二、實(shí)驗(yàn)器材電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)、坐標(biāo)紙和刻度尺?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作[典例1](2014·北京高考)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖實(shí)-9-1中的______(選填“甲”或“乙”)。(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干，以及以下器材：A．電壓表(0～15V) B．電壓表(0～3V)C．滑動(dòng)變阻器(0～50Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～500Ω)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用______；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______。(選填相應(yīng)器材前的字母)(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖實(shí)-9-2的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫(huà)出U-I圖線(xiàn)。序號(hào)123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根據(jù)(3)中所畫(huà)圖線(xiàn)可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)電阻r＝______Ω。(5)實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化。圖實(shí)-9-3的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是________。[題組突破]1．(2015·浙江名校聯(lián)考)某同學(xué)要測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，實(shí)驗(yàn)器材有：一只DIS電流傳感器(可視為理想電流表，測(cè)得的電流用I表示)，一只電阻箱(阻值用R表示)，一只開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干。該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)-9-4甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù)。(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是E＝________(用r、I、R表示)。(2)該同學(xué)在閉合開(kāi)關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為_(kāi)_______Ω。(3)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的eq\f(1,I)-R圖像，則由圖像可求得，該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)2．(2014·全國(guó)卷Ⅰ)利用如圖實(shí)-9-5所示電路，可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源，電阻箱R(最大阻值為999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表?(量程為200mA，內(nèi)阻為RA＝6.0Ω)，開(kāi)關(guān)S。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S；②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；③以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)-R圖線(xiàn)(用直線(xiàn)擬合)；④求出直線(xiàn)的斜率k和在縱軸上的截距b。回答下列問(wèn)題：(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)與R的關(guān)系式為_(kāi)_______。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖實(shí)-9-6所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：①________；②________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077eq\f(1,I)/A－16.998.00②10.011.011.913.0考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析[典例2]用圖實(shí)-9-8所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A．電流表(量程0.6A、3A)；B．電壓表(量程3V、15V)；C．定值電阻(阻值1Ω、額定功率5W)；D．定值電阻(阻值10Ω、額定功率10W)；E．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；F．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100Ω、額定電流1A)。(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器。(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是________________________________________。[題組突破]3．(2014·大綱卷)現(xiàn)要測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。可利用的器材有：電流表○，內(nèi)阻為1.00Ω；電壓表○；阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5；開(kāi)關(guān)S；一端連有鱷魚(yú)夾P的導(dǎo)線(xiàn)1，其他導(dǎo)線(xiàn)若干。某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖實(shí)-9-9所示。(1)按圖實(shí)-9-9在實(shí)物圖實(shí)-9-10中畫(huà)出連線(xiàn)，并標(biāo)出導(dǎo)線(xiàn)1和其P端。(2)測(cè)量時(shí)，改變鱷魚(yú)夾P所夾的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路，記錄對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I。數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖實(shí)-9-11中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整，并畫(huà)出U-I圖線(xiàn)。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84圖實(shí)-9-11(3)根據(jù)U-I圖線(xiàn)求出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(保留2位小數(shù))4．(2013·安徽高考)根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖實(shí)-9-12所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。圖中R0是定值電阻，通過(guò)改變R的阻值，測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12，對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在eq\f(1,U12)-R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖實(shí)-9-13所示。已知R0＝150Ω，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。(1)圖實(shí)-9-13中電阻為_(kāi)_______Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除；(2)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出eq\f(1,U12)-R關(guān)系圖線(xiàn)；(3)圖線(xiàn)的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex＝________V。5．(2015·濟(jì)寧模擬)老師要求同學(xué)們測(cè)出一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，所給的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為3.0V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0～99.99Ω)，單刀單擲開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線(xiàn)若干。某同學(xué)連接了一個(gè)如圖實(shí)-9-14所示的電路，他接下來(lái)的操作是：a．撥動(dòng)電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖實(shí)-9-15甲所示的位置后，將S2接到A，閉合S1，記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V，然后斷開(kāi)S1；b．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到B，閉合S1，記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖乙所示)，然后斷開(kāi)S1。(1)請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：圖實(shí)-9-15甲所示電阻箱的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______V。由此可算出定值電阻R1的阻值為_(kāi)_______Ω。(計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字)(2)在完成上述操作后，該同學(xué)繼續(xù)以下的操作：將S2切換到A，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像。由此可求得該電池組的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r，其中E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω。(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新[典例3](2014·福建高考)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖實(shí)-10-16甲所示，其中，虛線(xiàn)框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)eq\o\ac(○,G)改裝的電流表eq\o\ac(○,A)，eq\o\ac(○,V)為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開(kāi)關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R0是標(biāo)稱(chēng)值為4.0Ω的定值電阻。(1)已知靈敏電流計(jì)eq\o\ac(○,G)的滿(mǎn)偏電流Ig＝100μA、內(nèi)阻rg＝2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿(mǎn)偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1。(2)根據(jù)圖甲，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖乙連接成完整電路。(3)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示：測(cè)量次數(shù)12345678電壓表eq\o\ac(○,V)讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表eq\o\ac(○,A)讀數(shù)I/mA20406080100120140160該小組借鑒“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________________________。(4)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大。若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是________。(填選項(xiàng)前的字母)A．電壓表內(nèi)阻的影響B(tài)．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小C．R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小D．R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱(chēng)值偏大實(shí)驗(yàn)練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解多用電表的結(jié)構(gòu)和原理，掌握多用電表的使用方法．2．會(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻．實(shí)驗(yàn)原理1．表盤(pán)多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程．外形如圖1所示，上半部為表盤(pán)，表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開(kāi)關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程．另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕，機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔．由于多用表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較多，而表盤(pán)的空間有限，所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專(zhuān)門(mén)的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖1中的第二行就是交、直流電壓和直流電流共用的標(biāo)度．圖12．擋位如圖2所示，多用電表是由一只小量程的電流表與若干元件組成的，每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用．圖2(1)當(dāng)S接通1或2時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于并聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，______的量程較大．(2)當(dāng)S接通3或4時(shí)，接通內(nèi)部電源，此時(shí)為歐姆擋，______的倍率高．(3)當(dāng)S接通5或6時(shí)，表頭與電阻串聯(lián)，此時(shí)為電壓擋，由于串聯(lián)的阻值不同，______的量程大．3．多用電表歐姆擋(1)原理：歐姆擋是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的，它的原理如圖3所示．電阻R是可變電阻，也叫________電阻．圖3①當(dāng)紅、黑表筆相接時(shí)(圖甲)，相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R的阻值，使eq\f(E,r＋Rg＋R)＝Ig，則表頭的指針指到滿(mǎn)偏刻度，所以刻度盤(pán)上指針指在滿(mǎn)偏處定為刻度的零點(diǎn)．r＋Rg＋R是歐姆表的________．②當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)(圖乙)相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝∞，電流表中沒(méi)有電流，表頭的指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)指針?biāo)傅奈恢檬鞘緮?shù)為“______”點(diǎn)．③當(dāng)紅、黑表筆間接入被測(cè)電阻Rx時(shí)(圖丙)，通過(guò)表頭的電流I＝eq\f(E,r＋Rg＋R＋Rx)，改變Rx，電流I隨著改變，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤(pán)上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的Rx值，就可以從刻度盤(pán)上直接讀出被測(cè)電阻的阻值．(2)中值電阻與刻度盤(pán)特點(diǎn)當(dāng)Rx＝r＋Rg＋R時(shí)，Ix＝______________，指針指在表盤(pán)刻度中心，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻．由于電流和電阻的非線(xiàn)性關(guān)系，表盤(pán)上電流刻度是均勻的，其對(duì)應(yīng)的電阻刻度是________的，電阻的零刻度在電流滿(mǎn)刻度處．實(shí)驗(yàn)器材多用電表、干電池、電阻箱、定值電阻、晶體二極管、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)．實(shí)驗(yàn)步驟一、準(zhǔn)備1．觀(guān)察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開(kāi)關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程．2．檢查多用電表的指針是否停在表盤(pán)刻度左端的零位置．若不指零，則可用小螺絲刀調(diào)整______________使指針指零．3．將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔．二、測(cè)電壓和電流4．將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓________擋，測(cè)1.5V干電池的電壓．5．將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓________擋，測(cè)220V的交流電壓．6．將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流________擋，測(cè)量1.5V干電池與200Ω電阻串聯(lián)回路的電流．三、測(cè)電阻7．將選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆表的“×1”擋，短接紅、黑表筆，轉(zhuǎn)動(dòng)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向__________________．8．將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端，讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，然后斷開(kāi)表筆．9．將選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋的“×100”擋，______________，然后測(cè)定幾百歐、幾千歐的電阻，并將測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較．10．選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，測(cè)定燈泡、電爐絲和人體的電阻．11．實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開(kāi)關(guān)置于____________________________．注意事項(xiàng)1．歐姆表刻度盤(pán)不同于電壓、電流刻度盤(pán)(1)左∞右0：電阻無(wú)限大與電流、電壓零重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合．(2)刻度不均勻：左密右疏．(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率．電流、電壓擋是量程范圍擋．在不知道待測(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，應(yīng)先從小倍率開(kāi)始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤(pán)上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)量前指針指在左側(cè)“∞”處)．(4)歐姆表的讀數(shù)：待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為表盤(pán)讀數(shù)乘以倍率．為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤(pán)eq\f(1,3)到eq\f(2,3)的部分，即中央刻度附近．2．多用電表使用的“七大注意”(1)使用前要機(jī)械調(diào)零．(2)兩表筆在使用時(shí)，電流總是“紅入”、“黑出”．(3)選擇開(kāi)關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測(cè)電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流．(4)電壓、電流擋為量程范圍，歐姆擋為倍率．(5)刻度線(xiàn)有三條：上為電阻專(zhuān)用，中間為電流、電壓、交流、直流共用，下為交流2.5V專(zhuān)用．(6)測(cè)電阻時(shí)①選擋接著調(diào)零；②換擋重新調(diào)零；③示數(shù)要乘倍率；④待測(cè)電阻與電路、電源一定斷開(kāi)；⑤指針指在中值附近．使用完畢，選擇開(kāi)關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池.題型一多用電表的使用方法【例1】(2009·上海單科·15)(1)用多用表的歐姆擋測(cè)量阻值約為幾十千歐的電阻Rx，以下給出的最可能的實(shí)現(xiàn)操作步驟，其中S為選擇開(kāi)關(guān)，P為歐姆擋調(diào)零旋鈕．把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫(xiě)在下面的橫線(xiàn)上________．a(chǎn)．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)上歐姆擋的0刻度，斷開(kāi)兩表筆b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開(kāi)兩表筆c．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋×1kd．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋×100e．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500V擋，并拔出兩表筆．根據(jù)如圖4所示指針位置，此時(shí)被測(cè)電阻的阻值約為_(kāi)_______Ω.(2)(多選題)下述關(guān)于用多用表歐姆擋測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是()A．測(cè)量電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)S撥至倍率較小的擋位，重新調(diào)零后測(cè)量B．測(cè)量電阻時(shí)，如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔，則會(huì)影響測(cè)量結(jié)果C．測(cè)量電路中的某個(gè)電阻，應(yīng)該把該電阻與電路斷開(kāi)D．測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)，都必須重新調(diào)零題型二用多用電表進(jìn)行故障判斷【例2】(2009·全國(guó)Ⅰ·22)圖5如圖5所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)．在開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測(cè)的有：電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線(xiàn)以及電路中的各連接點(diǎn)．(1)為了檢測(cè)小燈泡及3根導(dǎo)線(xiàn)，在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋．在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開(kāi)的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋．(2)在開(kāi)關(guān)閉合情況下，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì)，則表明__________________可能有故障．(3)將小燈泡拆離電路，寫(xiě)出用多用電表檢測(cè)該小燈泡是否有故障的具體步驟．________________________________________________________________________.[針對(duì)訓(xùn)練](2010·山東理綜·23(2))在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接電路如圖6所示．閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導(dǎo)線(xiàn)均完好，電源電動(dòng)勢(shì)為E)：(1)若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E，則發(fā)生故障的是________(填“待測(cè)金屬絲”、“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”)．(2)若電流表、電壓表示數(shù)均為零，該同學(xué)利用多用電表檢查故障．先將選擇開(kāi)關(guān)旋至____________擋(填“歐姆×100”、“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”)，再將________(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線(xiàn)柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線(xiàn)柱．若只有滑動(dòng)變阻器斷路，則多用電表的示數(shù)依次是________、________、________.1．多用電表表頭的示意圖如圖7所示．在正確操作的情況下：(1)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭a所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______．(2)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭b所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______．(3)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭c所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______．(4)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭c所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來(lái)的正確操作步驟應(yīng)該為：__________________________________.(5)全部測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)撥到________擋或者_(dá)_______．(6)無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量(限于直流)，電流都應(yīng)該從________色表筆經(jīng)________插孔流入電表．2．(2010·泉州模擬)一位同學(xué)使用多用電表測(cè)電阻，它在實(shí)驗(yàn)中的主要步驟如下：(1)把選擇開(kāi)關(guān)撥到“×10”的歐姆擋上；(2)把表筆插入測(cè)試筆插孔中，先把兩表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕，使指針指在零處；(3)把兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端相接，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度較?。?4)換用“×100”歐姆擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下電阻數(shù)值；(5)把表筆從測(cè)試筆插孔拔出后，把多用電表放回桌上原處，實(shí)驗(yàn)完畢．這個(gè)學(xué)生在測(cè)量時(shí)已注意到：待測(cè)電阻與其他元件的電源斷開(kāi)，不用手碰表筆的金屬桿．這個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中還有哪些違反使用規(guī)則的地方？①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________.圖83．(2009·天津理綜·9(2))如圖8所示為一簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿(mǎn)偏電流Ig＝300μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，圖中與接線(xiàn)柱A相連的表筆顏色應(yīng)是____色．按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤(pán)的正中央，則Rx＝________kΩ，若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx，其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比將________(選填“變大”、“變小”或“不變”)．4.(2011·北京·21(1))用如圖9所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開(kāi)關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量．圖9①旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線(xiàn)．②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置．③將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的________(填“0”刻線(xiàn)或“∞刻線(xiàn)”)．④將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)?。疄榱说玫奖容^準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按________的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量．A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩根引線(xiàn)相接D．將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)5．用多用電表的歐姆擋(×100)測(cè)試三只二極管，測(cè)試三次如圖10中的①②③所示，由圖可知，第________次測(cè)量的二極管是好的，該二極管的正極是________端．圖106．某同學(xué)要測(cè)量一電壓表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A．多用電表一個(gè)B．待測(cè)直流電壓表(量程3V)C．滑動(dòng)變阻器一個(gè)(最大阻值約為100Ω)D．直流電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì))E．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干為了準(zhǔn)確地測(cè)量這只電表的內(nèi)阻，該同學(xué)用伏安法進(jìn)行測(cè)量．(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)作為導(dǎo)線(xiàn)，將圖11中的儀器連接起來(lái)．(其中一條線(xiàn)已畫(huà)出)(2)寫(xiě)出要直接測(cè)量的物理量以及它們的字母代號(hào)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.用所測(cè)物理量表示待測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式為RV＝________.練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解多用電表的結(jié)構(gòu)和原理，掌握多用電表的使用方法．2．會(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻．實(shí)驗(yàn)原理1．表盤(pán)多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程．外形如圖1所示，上半部為表盤(pán)，表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開(kāi)關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程．另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕，機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔．由于多用表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較多，而表盤(pán)的空間有限，所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專(zhuān)門(mén)的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖1中的第二行就是交、直流電壓和直流電流共用的標(biāo)度．圖12．擋位如圖2所示，多用電表是由一只小量程的電流表與若干元件組成的，每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用．圖2(1)當(dāng)S接通1或2時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于并聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，______的量程較大．(2)當(dāng)S接通3或4時(shí)，接通內(nèi)部電源，此時(shí)為歐姆擋，______的倍率高．(3)當(dāng)S接通5或6時(shí)，表頭與電阻串聯(lián)，此時(shí)為電壓擋，由于串聯(lián)的阻值不同，__