高三第一輪復(fù)習(xí) 專題7 恒定電流

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1、 專題七 恒定電流 第一單元　串、并聯(lián)電路和歐姆定律、電阻定律 一、電流 1．定義：自由電荷的定向移動形成電流． 2．方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向． 3．三個公式：（1）定義式； （2）決定式； （3）微觀式 提示：(1)電流可分為：直流(方向不隨時間改變)、交流(方向隨時間改變)、恒定電流(方向和強弱都不隨時間改變)．(2)在電解液導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電中q應(yīng)為通過該截面的正負電荷電量的絕對值之和． 二、電阻、電阻率、電阻定律 1．電阻 (1)定義式：R＝. (2)決定式：R＝ ρ (電阻定律)． 2．電阻率ρ (1)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本

2、身的屬性． (2)電阻率與溫度的關(guān)系 ①金屬：電阻率隨溫度升高而______． ②半導(dǎo)體：電阻率隨溫度的升高而_____． ③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到________附近時，某些材料的電阻率突然_________成為超導(dǎo)體． 三、部分電路的歐姆定律 1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的______成正比，跟導(dǎo)體的_____成反比． 2．公式：I＝ . 3．適用范圍 (1)金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對氣體導(dǎo)電不適用)． (2)純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路)． 4．導(dǎo)體的伏安特性曲線 (1)I－U圖線 以電流為縱軸、電壓為橫軸，畫出電流隨電壓的變化曲線．

3、如圖所示． (2)比較電阻的大小 圖線的斜率k＝＝，圖中R1___R2(填“>”、“＝”或“<”)． 特別提示：對于有些純電阻元件在溫度發(fā)生變化時，電阻值也隨之改變，它的U－I或I－U圖象不再是直線． 四、電功、電熱和電功率 1．電功 (1)實質(zhì)：電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做正功．電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程． (2)公式：W＝qU＝UIt，這是計算電功普遍適用的公式． 2．電熱 (1)定義：電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量．(2)公式：Q＝_____ (焦耳定律)． 3．電功率 (1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率． (2)公式：P＝＝UI，這是計算電功率普

4、遍適用的公式． (3)額定功率和實際功率 額定電壓、額定功率是用電器的重要參數(shù)，分別表示用電器正常工作電壓和在正常電壓下用電器的功率．例：“220 V,40 W”的白熾燈． ①用電器在額定電壓下工作，用電器的實際功率等于額定功率，即P實＝P額． ②用電器的工作電壓不一定等于額定電壓，用電器的實際功率不一定等于額定功率． （4）純電阻電路和非純電阻電路電功與電熱分析 特別提醒：(1)在非純電阻電路中，t既不能表示電功，也不能表示電熱，因為歐姆定律不再成立． (2)不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路，當(dāng)電動機不轉(zhuǎn)時，該電路為純電阻電路． 例.（20

5、11年合肥質(zhì)檢）有一內(nèi)阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V,60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　 　) A．電解槽消耗的電功率為120 W； B．電解槽的發(fā)熱功率為60 W； C．電解槽消耗的電功率為60 W； D．電路消耗的總功率為60 W. 解析：選C.燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流I＝I燈＝ A，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60 W，C對A錯；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝1.3 W，B錯；整個電路消耗的功率P總＝220× W＝120 W，D錯． 五、串、并聯(lián)電路的特點 　電路 特點　

6、　 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 電壓 U＝U1＋U2＋…＋Un U1＝U2＝U3＝…＝Un 總電阻 R總＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率分配 P∝R P∝ 特別提示： (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任一電阻；并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任一支路的電阻． (2)不論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，其中任意一個電阻變大(或變小)時，總電阻變大(或變小)． 六．高考典型題型 題型一：電阻定律的應(yīng)用 【例1】. 兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻地拉長到原來的兩倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分

7、別加上相同的電壓，則在相同時間內(nèi)通過它們的電荷量之比為(　　) A．1∶4　　　 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1 解析：　導(dǎo)線長度和橫截面積變化時，導(dǎo)線的體積保持不變．因此當(dāng)把第一根金屬線均勻拉長到原來的2倍時，其橫截面積減小為原來的一半，根據(jù)電阻定律R＝ρl/S，則電阻變?yōu)樵瓉淼?倍；當(dāng)把第二根金屬線對折后并合時，其長度減半，橫截面積加倍，所以電阻變?yōu)樵瓉淼?/4.顯然，兩個金屬線的電阻之比為16∶1.根據(jù)電流的定義得q＝It，結(jié)合歐姆定律，當(dāng)給它們分別加上相同的電壓時，在相同時間內(nèi)通過它們的電荷量之比為q1∶q2＝I1∶I2＝R2∶R1＝1∶

8、16. 【答案】　C 規(guī)律總結(jié)：　某一導(dǎo)體形狀改變后，討論其電阻變化要抓住要點：①電阻率不變；②總體積不變．由V＝lS可知l和S成反比例變化，在ρ、l、S都確定后，應(yīng)用電阻定律R＝判斷． 【變式訓(xùn)練1】：(2011年淮北一中模擬)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長ab＝10 cm，bc＝5 cm，當(dāng)A與B之間接入的電壓為U時，電流為1 A，若C與D間接入的電壓為U時，其電流為(　　) A．4 A　　　 B．2 A C．0.5 A D．0.25 A 解析：選A.設(shè)金屬片的厚度為m，則接A、B時R1＝ρ·＝ρ·；接C、D時，R2＝ρ·；所以＝，又電壓不變，得I2

9、＝4I1＝4 A. 題型二：串、并聯(lián)電路的計算 (2011年宿州質(zhì)檢)在如圖所示的電路中，電阻R1、R2、R3的阻值均為2 Ω，電流表內(nèi)阻不計，在B、C兩點間加上6 V的電壓時，電流表的讀數(shù)為(　　) A．0 B．1 A C．1.5 A D．2 A 解析：　在B、C兩點間加上6 V的電壓時，R2與R3并聯(lián)，然后與R1串聯(lián)，電流表的示數(shù)是流過電阻R2的電流大?。嬎憧傻茫鬟^R1的干路電流為 A＝2 A，各個電阻相等，所以電流表示數(shù)為1 A，B正確． 答案　B 易誤警示：　如果不清楚電路結(jié)構(gòu)，那就不能判斷電流表的電流來源，本題容易錯

10、誤地認為電流流過R1、R3而電流表中沒有電流，誤選A；或者誤認為電流表的電流是流過R1、R3的電流，誤選C.這都是由于對電路結(jié)構(gòu)分析不夠而造成的． 【變式訓(xùn)練2】一個T型電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計．則(　　) A．當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80 V 解析：選C.當(dāng)cd端短路時，ab之間的電路為R2和R3并聯(lián)，然后與R

11、1串聯(lián)，因此ab之間的等效電阻為＋R1＝40 Ω.選項A錯誤．同理，當(dāng)ab端短路時，R1和R3并聯(lián)，然后與R2串聯(lián)，總電阻為128 Ω，B選項錯誤．當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為R3兩端的電壓，電路為測試電源給串聯(lián)的電阻R1和R3供電， 因此，cd兩端的電壓為×40 V＝80 V，選項C正確．同理，當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓即R3兩端的電壓為×40 V＝25 V，選項D錯誤．故選C. 題型三：非純電阻電路中功率的計算 【例3】一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 Ω，接上220 V電壓后正常工作，消耗功率66 W，求： (1)電風(fēng)扇正常工作時通過電動機的電流是多少？ (

12、2)電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動機的效率是多少？(3)如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？ 思路點撥：　電風(fēng)扇是非純電阻用電器，關(guān)鍵是把握住能量守恒定律及電風(fēng)扇不轉(zhuǎn)時可視為純電阻用電器． ?解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！ (1)因為P入＝IU (1分) 所以I＝＝ A＝0.3 A． (1分) (2)電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率為 P內(nèi)＝I2R＝0.32×20 W＝1.8 W (2分) 電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率為

13、 P機＝P入－P內(nèi)＝66 W－1.8 W＝64.2 W (2分) 電風(fēng)扇正常工作時的效率為 η＝＝＝×100%≈97.3%. (2分) (3)電風(fēng)扇的扇葉被卡住后通過電風(fēng)扇的電流 I＝＝ A＝11 A (2分) 電動機消耗的電功率 P＝IU＝11×220 W＝2420 W． (2分) 電動機發(fā)熱功率 P內(nèi)＝I2R＝112×20 W＝2420 W． (2分) 答案：　(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3% (3)11 A　2420 W　2420 W 規(guī)律總結(jié)：　解決電功、電熱這類

14、問題時，首先判斷電路是純電阻電路還是非純電阻電路．若是非純電阻電路，關(guān)鍵是搞清楚電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能，然后再確定選用哪個公式計算電功或電功率． 【變式訓(xùn)練3】如圖所示，有一個提升重物用的直流電動機，電阻為r＝0.6 Ω，電路中的固定電阻R＝10 Ω，電路兩端的電壓U＝160 V，理想電壓表的示數(shù)U′＝110 V，則通過電動機的電流是多少，電動機的輸入功率和輸出功率又各是多少？ 解析：對電阻R根據(jù)歐姆定律得 I＝＝ A＝5 A 電動機的輸入功率P＝IU′＝5×110 W＝550 W 電動機的發(fā)熱功率P1＝I2r＝52×0.6 W＝15 W 所以電動機的輸出功率P出＝P－P1＝53

15、5 W. 答案：5 A　550 W　535 W 第二單元：電動勢、閉合電路的歐姆定律 一、電動勢 1. 定義式： E＝W/q 2. 方向：在電源內(nèi)部由_____指向______ 3. 大?。?1)等于外電路______時電源兩端的電壓． (2)等于非靜電力把1 C的正電荷從電源內(nèi)部的_____移到______所做的功. 二、閉合電路的歐姆定律 1．內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成______，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成______． 2．公式：I＝或E＝. (只適用于純電阻電路)； 常用表達式E＝U外＋U內(nèi)(適用于任何電路)． 三、路端電壓與外電阻

16、、電流的關(guān)系 1．路端電壓與外電阻的關(guān)系 (1)根據(jù)U＝IR＝·R＝可知，當(dāng)R增大時U_______，R減小時U_______． (2)外電路斷開時，R為無限大，I＝___，路端電壓U＝_____. (3)外電路短路時，R＝0，U＝____，I＝(短路電流)． 2．路端電壓跟電流的關(guān)系 路端電壓跟電流的關(guān)系是U＝E－Ir，用圖象表示如圖所示．此圖象的物理意義是： (1)圖線與縱軸的交點對應(yīng)的電壓等于電源的__________． (2)圖線斜率大小代表電源的______，路端電壓U隨電流I變化的本質(zhì)原因是由于電源內(nèi)阻的存在． (3)圖中Im代表短路電流，Im＝___. 四、電

17、源的相關(guān)功率和電源的效率問題 1．正確區(qū)分相關(guān)電功率的含義 電功率 意義 公式 電源功率 指電源提供的全部電功率 P總＝EI 電源輸出功率 指電源提供給外電路的功率 P出＝UI 電源內(nèi)部消耗功率 指電源內(nèi)電阻消耗的功率 P內(nèi)＝I2r 用電器的額定功率 指用電器在正常工作條件(即額定電壓)下的功率 P額＝U額I額 用電器的實際功率 指用電器在實際電壓下消耗的功率 P實＝U實I實 應(yīng)用指導(dǎo)：元件的總功率≥元件的輸出功率；元件的實際功率≤元件的額定功率． 2．電源的輸出功率 P出＝I2R＝·R＝(輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示)． (1)當(dāng)R＝r時，

18、P出最大＝＝. (2)當(dāng)P出r時，P出隨R的增大而減?。? 3．電源的效率 η＝＝＝，η隨著R的增大而增大，η－R變化規(guī)律如圖所示：可見，當(dāng)R＝r時，電源有最大輸出功率時，效率僅為50%. 特別提醒：(1)當(dāng)電源的輸出功率最大時，其效率η＝50%，當(dāng)R→∞時η→100%，但此時P出＝0無實際意義． (2)對于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率應(yīng)根據(jù)P＝I2R來判斷，與輸出功率大小的判斷方法不同． 例1.(2011年江蘇鹽城聯(lián)合調(diào)研)在如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻

19、，R2為滑動變阻器．閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑動觸頭P從最右端滑到最左端，兩個電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖乙所示．則(　　) A．圖線乙是電壓表V2示數(shù)隨電流變化的圖線 B．電源內(nèi)電阻的阻值為10 Ω C．電源的最大輸出功率為3.6 W D．滑動變阻器R2的最大功率為0.9 W 解析：選D.V1是定值電阻R1兩端電壓，隨電流的增大而增大，應(yīng)是乙圖線所反映的U－I關(guān)系，圖線甲是電壓表V2示數(shù)隨電流變化的圖線，A錯誤；圖線甲的斜率表示的是R1和電源內(nèi)阻之和，電源內(nèi)阻為r＝ Ω－Ω＝5 Ω，所以B錯誤；內(nèi)外電阻相等時，輸出功率最大，Pm＝＝ W＝1.8 W；

20、可將R1和電源內(nèi)阻之和等效為電源的“內(nèi)阻”，當(dāng)滑動變阻器的電阻等于該“內(nèi)阻”時，滑動變阻器的功率最大，P′m＝＝ W＝0.9 W. 五、閉合電路的動態(tài)分析 1．程序法：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(或燈泡明暗)發(fā)生變化，分析此類問題的基本步驟是： (1)由局部電阻變化判斷總電阻的變化； (2)由I＝判斷總電流的變化； (3)據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化；(4)由歐姆定律及串并聯(lián)電路特點判斷各部分電流、電壓變化． 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：對于某些電路問題，可以

21、采取代入特殊值法判定，從而得出結(jié)論． 特別提醒：(1)電路的動態(tài)分析問題是指由于電路中某一電阻的變化造成電路中其他物理量變化，只要熟練掌握串并聯(lián)電路的特點及歐姆定律即可順利解決問題．(2)該類問題在近幾年高考題中經(jīng)常出現(xiàn)，且常以選擇題考查為主． 例2.(2009年高考廣東理科基礎(chǔ)卷)如圖所示是一實驗電路圖．在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是(　　) A．路端電壓變小 B．電流表的示數(shù)變大 C．電源內(nèi)阻消耗的功率變小 D．電路的總電阻變大 解析：選A.由a到b，R1值減小，因此總電阻變小，D錯，總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小

22、，所以A正確，再結(jié)合歐姆定律知電流表的示數(shù)變小，B錯，由P內(nèi)＝I2r知電源內(nèi)阻消耗的功率變大，C錯． 六、含容電路的分析和計算 　 電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時，電路有充電、放電電流，一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想不漏電的情況)的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它，簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可在相應(yīng)的位置補上，分析和計算含有電容器的直流電路時，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷和求出電容器兩端的電壓，具體做法是： 1．確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓．2．當(dāng)電容器和某一電阻串

23、聯(lián)后，接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓．3．電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充放電．如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．電量的多少可根據(jù)Q＝C·U計算． 特別提醒：求解含有電容器的電路問題，首先要弄清楚電路結(jié)構(gòu)，分析出電容器兩極板間的電壓如何變化，然后根據(jù)串并聯(lián)電路的特點結(jié)合歐姆定律，確定其他量． 3.如圖中電源電動勢E＝10 V，內(nèi)阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求： (1)S閉合后，穩(wěn)定時通過R1的電流． (2)S原來閉合，然后斷開，求這個過程中流過R1的總電荷量． 解析：(1)

24、電路穩(wěn)定時，R1、R2串聯(lián)，易求I＝＝1 A，即為流過R1的電流． (2)S閉合時，電容器兩端電壓UC＝U2＝I·R2＝6 V，儲存的電荷量Q＝C·UC. S斷開至達到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時UC′＝E，儲存的電荷量Q′＝CUC′.很顯然電容器上的電荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CU′C－CUC＝1.2×10－4 C．電容器上的電荷量的增加是在S斷開以后才產(chǎn)生的，這只有通過R1這條途徑實現(xiàn)，所以流過R1的電荷量就是電容器帶電荷量的增加量． 答案：(1)1 A　(2)1.2×10－4C 七、電路故障問題的分析方法 1．故障特點 (1)斷路的特點：電路中某一部分發(fā)生斷路表現(xiàn)為電源電壓不為零

25、，而電流強度為零． (2)短路的特點：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零． 2．故障的分析方法 (1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷路． (2)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表示數(shù)為零 ，則該電路被短路． 例4. (2011年陜西寶雞二檢)在如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定，閉合開關(guān)S后燈泡能夠發(fā)光，經(jīng)過一段時間后燈泡突然變亮，則出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是(　　) A．電阻R1斷路 B．電阻R2斷路 C．電阻R2短

26、路 D．電容器C斷路 解析：選B.若R1斷路，則無電流流過燈泡，燈泡不亮，A錯誤；若R2斷路，R總變大，I總變小，U內(nèi)＝I總r變小，U外變大，U1＝I總R1變小，因UL＝U外－U1，所以UL變大，燈泡變亮，故B正確；若R2短路，電流不經(jīng)過燈泡，燈泡不亮，C錯誤；若電容器斷路，總電阻不影響，故燈泡亮度不變，D錯誤． 八．高考典型題型 題型一：電路的動態(tài)分析 【例1】(2011年滁州模擬)如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P向左移動，下列結(jié)論正確的是(　　) A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 B．小燈泡L變亮 C．電容器C上的電荷量減小

27、 D．電源的總功率變大 解析：　滑動變阻器R的滑片P向左移，電路總電阻變大，則由I＝，可知干路電流變小，即電流表讀數(shù)變小，由路端電壓U＝E－Ir，可知電壓表讀數(shù)變大，A正確；由于干路電流變小，所以燈變暗，B錯誤；變阻器兩端電壓變大，電容器兩端電壓變大，電荷量增加，C錯誤；而電源總功率P＝IE，I減小，所以P減小，即D錯誤． 答案：　A 方法技巧：　電路的動態(tài)分析應(yīng)該先局部后整體，整體后再局部．先局部是看由于局部的電阻變化而引起的總電阻的變化，然后看整體的干路電流和路端電壓的變化情況，結(jié)合它們的變化情況再分析需要求解的物理量的變化． 【變式訓(xùn)練】　(2009年高考廣東卷)如圖所示，

28、電動勢為E、內(nèi)阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接，只合上開關(guān)S1，三個燈泡都能正常工作．如果再合上S2，則下列表述正確的是(　　) A．電源輸出功率減小　　　　 B．L1上消耗的功率增大 C．通過R1上的電流增大 D．通過R3上的電流增大 解析：電源不計內(nèi)阻，故電源兩端的電壓不變，再合上S2，實際上就是將電阻R2并聯(lián)入電路中，引起總電阻減小，干路總電流必然增大，由P＝UI知，電源的輸出功率應(yīng)增大，A錯；R1處于干路中，C對；由于R1兩端的電壓U1＝IR1，I增大，故U1增大，則L1兩端的電壓減小，由P＝知L1的功率減小，B錯；L3和R3兩端的電壓減小，通過R3的電流必減小，D

29、錯． 選C. 題型二：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 【例2】 (17分)(2011年寧波模擬)在如圖所示的電路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，當(dāng)開關(guān)S接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)開關(guān)S接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V，試求： (1)開關(guān)S接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓； (2)開關(guān)S接b時，電源的電動勢和內(nèi)電阻； (3)當(dāng)開關(guān)S接c時，通過R2的電流． 【思路點撥】　當(dāng)開關(guān)接不同觸點a、b、c時，電阻R1、R2、R3的連接方式發(fā)生了變化，搞清它們之間的連接方式是解題的前提和關(guān)鍵． 解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！ (1)當(dāng)S接a時，R1被短路，外電阻為R2

30、，可得： 通過電源的電流I1＝ ＝1 A(2分) 電源兩端的電壓U1＝＝4 V．(2分) (2)當(dāng)S接a時，有E＝U1＋I1r＝4＋r①(2分) 當(dāng)S接b時，R1和R2串聯(lián)，R外′＝R1＋R2＝6 Ω(1分) 通過電源的電流I2＝＝0.75 A(1分) 這時有：E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75 r②(2分) 解①②式得：E＝6 V　r＝2 Ω.(2分) (3)當(dāng)S接c時，R總＝R1＋r＋R23＝6 Ω(1分) 總電流I3＝E/R總＝1 A(2分) 通過R2的電流I′＝I3＝0.5 A．(2分) 【答案】　(1)1 A　4 V　(2)6 V　2

31、Ω　(3)0.5 A 易誤警示：　(1)不能正確判斷本題電路中因開關(guān)S的觸點位置變化導(dǎo)致電阻連接方式的變化是失誤的主要原因． (2)不能靈活應(yīng)用一些基本公式，如P＝I2R、P＝、E＝U＋Ir等造成計算繁瑣． 第三單元　電學(xué)實驗 實驗七：測定金屬的電阻率 一．實驗?zāi)康模? 1．掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法； 2．掌握螺旋測微器的使用和讀數(shù)方法； 3．會用伏安法測電阻，進一步測定金屬的電阻率． 二．實驗原理： 1．螺旋測微器 (1)構(gòu)造：如圖，又叫千分尺． (2)讀數(shù)：測量值(毫米)＝固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(

32、毫米)如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm. 特別提示：使用螺旋測微器讀數(shù)時，以毫米為單位，有三位小數(shù)． 2．游標(biāo)卡尺 (1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)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(biāo)尺的最小分度的差值制成． 不管游標(biāo)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(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有1

33、0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(可準(zhǔn)確到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 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(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為(x＋K×精確度)mm. 3．伏安法測電阻 (1)原理：R＝，用電壓表測定電阻兩端的電壓U，用電流表測定流過電阻的電流I. (2)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 (3)兩種電路的選擇 ①

34、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”． ②實驗試探法：按圖接好電路，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． 特別提示：電表示數(shù)變化大小是指相對變化的大小，即比較與的大?。? 4.測電阻率的原理 把金屬絲接入圖所示的電路中，用電壓表測金屬絲兩端的電壓，用電流表測金屬絲中的電流，根據(jù)Rx＝計算金屬絲的電阻Rx，然

35、后用米尺測量金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，計算出金屬絲的橫截面積S；根據(jù)電阻定律Rx＝ρl/S，得出計算金屬絲電阻率的公式ρ＝＝ 三．實驗器材 被測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干． 四．實驗步驟 1．用螺旋測微器在被測金屬絲的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值． 2．按圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路． 3．用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值l. 4．把滑動變阻器的滑片調(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，閉合電鍵S，改變

36、滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值． 5．整理儀器． 五、數(shù)據(jù)處理 1．在求Rx的平均值時可用兩種方法 (1)第一種是用Rx＝算出各次的數(shù)值，再取平均值． (2)第二種是用U－I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，代入電阻率計算公式ρ＝Rx＝. 六、誤差分析 1．金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差． 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

37、帶來誤差． 七、注意事項 1．為了方便，測量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進行，為了準(zhǔn)確測量金屬絲的長度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進行．2．本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法． 3．電鍵S閉合前，滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大． 4．電流不宜太大(電流表用0～ 0.6 A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大． 八、儀器選擇的三個原則 1．安全性原則：通過電源、電阻、電流表、電壓表等的電流不能超過其允許的額定電流． 2．誤差性原則：選用電表應(yīng)考慮盡可能達到電表量程． 3．便于操作原則：選擇滑動變阻器時應(yīng)使對外供電電壓的變化范圍既

38、要滿足實驗要求，又要便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器調(diào)節(jié)時應(yīng)使其滑動范圍較大． 九．典型題分析 題型一：游標(biāo)卡尺、千分尺的讀數(shù) 【例1】 (2009年高考海南卷)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，讀出圖中的示數(shù)，該金屬圓片的直徑的測量值為________ cm，厚度的測量值為________ mm. 【解析】　游標(biāo)卡尺是20分度的，可精確到0.05 mm，其主尺讀數(shù)為1.2 cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為8×0.005 cm＝0.040 cm.所以金屬圓片直徑為1.240 cm.螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為1.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.183 mm，厚度測量值為1.683 mm.

39、 【答案】　1.240　1.683 【易誤警示】　千分尺必須估讀，不要求游標(biāo)對卡尺估讀． 題型二：實驗數(shù)據(jù)的處理 【例2】 (2009年高考廣東卷)某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率．所用的器材包括：輸出為3 V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．(1)他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖甲． (2)實驗的主要步驟如下： ①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)； ②讀出電流表的示數(shù)，記

40、錄金屬夾的位置； ③斷開開關(guān)，________，合上開關(guān)，重復(fù)②的操作． (3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖乙所示的關(guān)系圖線，其斜率為________ A－1·m－1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了____________________的電阻之和． (4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示．金屬絲的直徑是________．圖乙中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是________，其數(shù)值和單位為________(保留三位有效數(shù)字)． 【解析】　設(shè)外電路電阻箱和電流表的總電阻為R，由閉合電路歐姆

41、定律得I＝，變形得到：＝＋L，由此可知圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了金屬絲電阻為零時的全電路(即電阻箱電流表、電源內(nèi)阻)電阻之和，圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是電阻率，代入數(shù)據(jù)計算即可． 【答案】　(1)如圖所示 (2)改變金屬絲上金屬夾的位置 (3)10.5～10.6　金屬絲接入長度為零時全電路(或電阻箱和電流表) (4)0.198～0.202 mm　金屬絲電阻率　9.69×10－7 Ω·m～1.02×10－6 Ω·m 題型三：半偏法測電表內(nèi)阻 【例3】(2010年高考北京卷)某同學(xué)要把一個量程為200 μA的直流電流計G，改裝成量度范圍是0～4

42、 V的直流電壓表． (1)她按圖所示電路、用半偏法測定電流計G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1 kΩ.為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用________，電阻器R1應(yīng)選用________，電阻器R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母)． A．電源(電動勢1.5 V) B．電源(電動勢6 V) C．電阻箱(0～999.9 Ω) D．滑動變阻器(0～500 Ω) E．電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng))(0～5.1 kΩ) F．電位器(0～51 kΩ) (2)該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大．后續(xù)的實驗操作步

43、驟依次是：________，________，________，________，最后記錄R1的阻值并整理好器材．(請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母) A．閉合S1 B．閉合S2 C．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 D．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 E．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 F．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 (3)如果所得的R1的阻值為300.0 Ω，則圖中被測電流計G的內(nèi)阻rg的測量值為________Ω，該測量值________實際值(選填“略大于”、“略小于”或“等于”)． (4)

44、給電流計G________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個阻值為________kΩ的電阻，就可以將該電流計G改裝為量程為4 V的電壓表． 【解析】　(1)考慮到減小誤差，電源應(yīng)選電動勢較大的B.R1要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱．R2在電路中是限流連接，應(yīng)選用總阻值大于30 kΩ的電位器F.(2)電流半偏法的具體操作順序是：a.S1斷開，S2閉合；b.調(diào)節(jié)R2，使電流計指針滿偏；c.閉合S1；d.保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，使電流計指針半偏；e.讀出R1，即為電流計內(nèi)阻值．(3)根據(jù)半偏法原理，rg＝R1＝300 Ω.由于閉合S1后，干路電流會略為變大，故半偏時，流過R1的電流略大于電流計的電

45、流，故R1的阻值略小于電流計的內(nèi)阻． (4)把電流計改裝成電壓表，應(yīng)串一個大電阻R，R＝－rg＝－300 Ω＝19.7 kΩ. 【答案】　(1)B　C　F　(2)B　C　A　E　(3)300　略小于　(4)串　19.7 實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線 一、實驗?zāi)康? 1．描繪小電珠的伏安特性曲線． 2．分析曲線的變化規(guī)律． 二、實驗原理 1．用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在U－I坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來．2．電流表外接：因為小電珠電阻很小，如果電流表內(nèi)接，誤差明顯較大．3. 滑動變阻

46、器采用分壓式：使電壓能從0開始連續(xù)變化． 三、實驗器材 小電珠(“4 V,0.7 A”或“3.8 V,0.3 A”)、4 V～6 V學(xué)生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆． 四、實驗步驟 1．按圖連接好實驗電路． 2．把滑動變阻器的滑片P調(diào)節(jié)到a端，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S. 3．改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S. 4．在坐標(biāo)紙上建立一個直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來，便得到伏安特性曲線． 5．整理實驗器材． 五、誤差分析 1．由于電壓表不是理想

47、電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，則電流表示數(shù)偏大． 2．測量時讀數(shù)帶來誤差． 3．在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差． 六、注意事項 1．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．本實驗要作出U－I圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法．3．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． 4．加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓． 5．連圖線時曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，絕對不要畫成折線． 七、滑動變阻器限流接法和分壓接法的選擇 1．兩種接法比較 2.限流電

48、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)．兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低． 下列三種情況下，必須采用分壓接法 (1)要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)變化． (2)采用限流接法，電路中的最小電流(電壓)超過儀表量程或電阻的最大允許電流． (3)滑動變阻器遠小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻阻值遠大于滑動變阻器． 八．典型題分析 題型一：電路的連接 【例1】(2010年高考重慶理綜卷)在探究小

49、燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈泡L、量程恰當(dāng)?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開始變化． (1)實驗中滑動變阻器應(yīng)采用________接法(填“分壓”或“限流”)． (2)某同學(xué)已連接如圖所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)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(dāng)之處，并說明如何改正． A．_____________________________ B．_____________________________ 【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(yīng)處于

50、斷開狀態(tài)，以免因接線錯誤而導(dǎo)致儀表損壞；接為分壓電路時，滑動變阻器的有效電阻應(yīng)從最小值開始調(diào)節(jié)，故滑片應(yīng)先處于b端． 【答案】　(1)分壓 (2)A.電鍵S不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài) B．滑動變阻器滑動觸頭位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于b端 題型二：對本實驗的綜合考查 【例2】(2011北京海淀區(qū)模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下： 器材 規(guī)格 器材 規(guī)格 小電珠 標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣 滑動變阻器R1 最大阻值10 Ω額定電流1.0 A 電壓表V 量程0～5 V，內(nèi)阻約5 kΩ 滑動變阻器R2 最大阻值1 kΩ，額定電流

51、0.5 A 電流表A1 量程0～100 mA，內(nèi)阻約4 Ω 直流電源E 電動勢約為6 V，內(nèi)阻約為0.5 Ω 電流表A2 量程0～500 mA，內(nèi)阻約0.4 Ω 導(dǎo)線、電鍵等 ? (1)在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________． (2)在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路． (3)利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I－U坐標(biāo)系中，描繪出了圖所示的小電珠的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖中正確的是(圖中P為小電珠功率)(　　) 【解析】　(1)為方便電路調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選擇R1

52、；小電珠正常工作時I額＝0.3 A＝300 mA>100 mA，故電流表應(yīng)選A2. (2)因為要求小電珠上的電壓從0開始增大，應(yīng)選用分壓電路；而小電珠正常工作時R燈＝＝ Ω≈13Ω<

53、算，選擇出電源、滑動變阻器、電流表、電壓表以及合理的量程．待測元件的額定電流、額定電壓(估算值)是選擇合適量程的電流表和電壓表的重要依據(jù)． 實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 一、實驗?zāi)康? 1．掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進一步理解閉合電路的歐姆定律． 2．掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法． 二、實驗原理 1．實驗依據(jù)：閉合電路歐姆定律． 2．實驗電路：如圖所示．（電流表內(nèi)接法或外接法） 3．E和r的求解：由U＝E－Ir 得：， 解得： 4．作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖所示： (1)圖線與縱軸交點為E. (2)圖線與橫軸交點為I短＝. (3)圖線的

54、斜率表示r＝||. 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(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆． 四、實驗步驟 1．電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖連接好電路． 2．把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端． 3．閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)．記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值，并填入表格中． 4．?dāng)嚅_開關(guān)，拆除電路，整理好器材． 五、數(shù)據(jù)處理 　本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法. ? 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組 第6組 U/V

55、 I/A 法一：取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小． 法二：以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立U-I坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(U，I)值所對應(yīng)的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線的斜率大小即為電池的內(nèi)阻，即r＝||. 六、誤差分析 1．

56、由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差． 2．用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差． 3．本實驗若采用電流表內(nèi)接法：存在系統(tǒng)誤差，這是由于電壓表的分流IV引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真．因為I真＝I測＋IV，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趨近于零時，IV也趨近于零．所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小．修正后的圖線如圖所示，顯然，E、r的測量值都比真實值偏小，r測

57、也逐漸增大．此種情況如圖，所以E測＝E真、r測>r真 四、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(yīng)選的大些(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、I讀數(shù)立即斷電，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象過重，使得E、r明顯變化（E減小、r增大）． 3．測出不少于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值再求平均值． 4．在畫U－I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，而不要顧及個別離開直線較

58、遠的點，以減小偶然誤差． 5．干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用，為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)，如圖乙所示，并且把坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減?。藭r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，要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. 五、實驗創(chuàng)新 1．安—阻法 用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖，測量原理為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大． 2．

59、伏—阻法 用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖，測量原理為：E＝U1＋r，E＝U2＋r，由此可求出r和E，此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏?。? 六、典型題分析 題型一：器材選擇和數(shù)據(jù)處理 【例1】用如圖所示電路測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所給的器材有： A．電壓表V：0～3 V和0～15 V兩個量程； B．電流表A：0～0.6 A和0～3 A C．滑動變阻器R1(最大電阻為20 Ω) ；D．滑動變阻器R2(最大電阻為100 Ω) E．開關(guān)S和導(dǎo)線若干 (1)電流表應(yīng)選用________量程；電壓表應(yīng)選用________量程；滑動變阻器應(yīng)選________(選填“R1”或“

60、R2”)． (2)如圖所示U－I圖上是根據(jù)實驗測得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點．請你畫出圖線，并由圖線求出E＝________V，r＝________Ω. 【解析】　(1)因為電源的電動勢接近1.5 V，則電壓表應(yīng)該選擇0～3 V量程，電池的內(nèi)阻一般為幾歐，則電流表應(yīng)該選擇0～0.6 A量程；同時為了方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)該選擇阻值較小的，故選R1. (2)將實驗過程中描出的點用直線連接起來，連接時要使盡量多的點在直線上，不在直線上的點盡量分布在直線的兩側(cè)．由得到的直線可知，電源電動勢為1.5 V，在直線上取一點，代入E＝U＋Ir，可以求出電源的內(nèi)阻為0.5 Ω. 【答案】　(1)0～0.6

61、A　0～3 V　R1；(2)圖線如圖所示　1.5　0.5 題型二：實驗創(chuàng)新 【例2】(2010年高考江蘇卷)在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實物電路． (1)實驗時，應(yīng)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R0＝10Ω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________．(填選“1”或“2”) 方案編號 電阻箱的阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.

62、0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 (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(biāo)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】　(1)電阻箱接入回路中的電阻越大，回路電流就越小，起保護電源、防止燒壞電壓表的作用． (2)方案1中電阻箱接入電路的電阻太大，電壓表示數(shù)太小，誤差太大．因此采用方案2. (3)由閉合電路歐姆定律可知＝，＝R＋，所以＝k，＝b，解得E＝，r＝－R0. 【答案】　(1)最大值　(2)2　(3)?。璕0 實驗十：練習(xí)使用多用電表

63、 一、實驗?zāi)康? 1．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法． 2．會使用多用電表測電壓、電流及電阻． 3．會使用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件． 二、實驗原理 1、多用電表的構(gòu)造 （1）表盤 多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程．其上半部為表頭，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度如圖所示；下半部為選擇開關(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，機械調(diào)零旋鈕和測試表筆的插孔． 由于多用電表的測量項目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個項目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖中的第二行就

64、是交、直流電流和直流電壓共用的標(biāo)度 （2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用． 將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通；選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋，表內(nèi)的電壓表電路或歐姆表電路就被接通． 2、測電阻原理 歐姆表測電阻的原理是閉合電路歐姆定律，歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示．R為調(diào)零電阻，紅黑表筆短接，進行歐姆調(diào)零時，指針滿偏．根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ig＝，當(dāng)紅黑表筆之間接有未知電阻Rx時，有I＝，故每一個未知電阻都對應(yīng)一個電流值I.我們在刻度盤上直接算出I對應(yīng)的Rx的值，所測電阻Rx

65、即可從表盤上直接讀出．由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處．當(dāng)Rx＝Rg＋R＋r時，I＝，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻． 三、實驗器材 多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個． 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．如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小電珠兩端

66、的電壓． 5．如圖乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小電珠的電流． 6．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(xué)元件． 五、誤差分析 1．測電阻時，刻度線不均勻造成讀數(shù)誤差． 2．電池舊了電動勢下降，會使電阻測量值偏大． 3．測電阻讀數(shù)時，忘記乘以相應(yīng)倍率． 4．歐姆表擋位選擇不當(dāng)，導(dǎo)致表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常視表盤中間一段刻度范圍(R中～4R中)為測量的有效范圍． 六、注意事項 1．使用多用電表“十三忌” (1)忌不調(diào)零就使用多用電表． (2)忌搞錯連接方式，測電壓需并聯(lián)，測電流需串聯(lián)． (3)忌搞反直流電流方向，直流電要從正極測試筆插孔流入，從負極測試筆插孔流出． (4)忌用手接觸測試筆的金屬桿，特別在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸測試筆的金屬桿． (5)忌用直流電擋位測交流電． (6)忌用多用電表測不是50Hz的交流電，普通多用電表的交流電擋位是按照50 Hz設(shè)計的，不能準(zhǔn)確測