（江蘇專用）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第8單元 恒定電流學(xué)案

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1、 第八單元 恒定電流 高考熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 高考基礎(chǔ)要求及冷點(diǎn)統(tǒng)計(jì) Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 測定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測微器) 歐姆定律(Ⅱ) 電阻定律,電阻的串聯(lián)、并聯(lián),電功率,焦耳定律(Ⅰ) 電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(Ⅱ) 閉合電路的歐姆定律(Ⅱ) 以上考點(diǎn)為高考基礎(chǔ)要求,一般不單獨(dú)命題. 描繪小電珠的伏安特性曲線 23 測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 23

2、 練習(xí)使用多用電表 23 考情分析 1.高考對本章內(nèi)容的考查重點(diǎn)有電路的基本概念和規(guī)律、閉合電路的歐姆定律等知識,實(shí)驗(yàn)部分則以基本儀器的使用和電路實(shí)驗(yàn)為主,題型以填空題的形式出現(xiàn). 2.預(yù)測高考命題的重點(diǎn)仍將是對基本概念和規(guī)律、閉合電路的歐姆定律的理解和應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)則考查基本儀器的使用、實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等知識. 第22講　部分電路及其規(guī)律 一、電流 1.定義:自由電荷的　　　　移動(dòng)形成電流.方向:規(guī)定為　　　　定向移動(dòng)的方向.? 2.兩個(gè)公式: (1)定義式:　　　　;? (2)微觀式:　　　　(

3、q為自由電荷的電荷量).? 二、電阻與電阻定律 1.電阻:導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的　　　　的比值.表達(dá)式為　　　　.? 2.電阻定律 (1)內(nèi)容:導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體本身的長度成正比,跟導(dǎo)體的橫截面積成反比,還跟導(dǎo)體的　　　　有關(guān).? (2)公式:　　　　,該式是電阻大小的決定式.? (3)電阻率:反映材料導(dǎo)電性能的物理量,單位為　　　　,符號為　　　　.? 三、部分電路的歐姆定律 1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟它的電阻R成反比. 2.適用條件:適用于金屬導(dǎo)體和電解液,　　　　和　　　　元件不適用.? 3.表達(dá)式:　　　　(說明:這是電流的決定式).?

4、四、電功、電功率、電熱 1.電功:電路中電場力對移動(dòng)電荷做的功,公式為W=　　　　(適用于任何電路).? 2.電功率:單位時(shí)間內(nèi)電流做的功,表示電流做功的快慢,公式為P=　　　　(適用于任何電路).? 3.電熱:電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,由焦耳定律Q=　　　　計(jì)算;熱功率指單位時(shí)間內(nèi)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,表達(dá)式為P熱=　　　　.? 【思維辨析】 (1)規(guī)定正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?所以電流是矢量.(　　) (2)電荷的移動(dòng)速度就是電流的傳導(dǎo)速度. (　　) (3)在非純電阻電路中,UI>I2R. (　　) (4)由R=知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與流過導(dǎo)體的電流成

5、反比. (　　) (5)由ρ=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)體的長度成反比. (　　) (6)公式W=t=I2Rt適用于所有電路. (　　) (7)公式W=UIt及Q=I2Rt適用于任何電路. (　　) 考點(diǎn)一　電流的理解與計(jì)算 考向一　電流的定義式 應(yīng)用I=計(jì)算時(shí)應(yīng)注意:若導(dǎo)體為金屬,則q為自由電子帶電荷量的絕對值;若導(dǎo)體為電解液,因?yàn)殡娊庖豪锏恼⒇?fù)離子移動(dòng)方向相反,但形成的電流方向相同,故q為正、負(fù)離子帶電荷量的絕對值之和. 1 如圖22-1所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖,A、B是平行正對的金屬板,等離子體(電離的氣體,由自由電子和陽離子構(gòu)成,整體

6、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 (　　) 圖22-1 A.I=,從上向下 B.I=,從上向下 C.I=,從下向上 D.I=,從下向上 考向二　電流的微觀表達(dá)式 掌握推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式的過程,帶電粒子在外加電場的作用下,形成定向移動(dòng)的粒子流,從中取一圓柱形粒子流作為研究對象,即為“柱體微元”模型.設(shè)柱體微元的長度為L,橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,電荷定向移動(dòng)的速率為v,則柱體微元中的總電荷量為Q=nLSq,電荷通過橫截面的時(shí)間t=,電流的微觀表達(dá)式為I==nqvS. 2

7、 如圖22-2所示,一根長為L、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為 (　　) 圖22-2 A. 考向三　等效電流的計(jì)算 有一類由運(yùn)動(dòng)電荷的周期性運(yùn)動(dòng)形成閉合回路的模型中,計(jì)算其形成的等效電流時(shí),一般取一個(gè)周期的時(shí)間來計(jì)算,則此時(shí)間內(nèi)通過回路截面的電荷量即運(yùn)動(dòng)電荷帶的電荷量. 3 [2016·河南新鄉(xiāng)模擬] 安培提出了著名的分子電流假說,根據(jù)這一假說,電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流.設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)

8、針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于該環(huán)形電流的說法,正確的是 (　　) A.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 C.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 考點(diǎn)二　電阻定律的理解與應(yīng)用 1.電阻與電阻率的關(guān)系 2.電阻的決定式和定義式 (1)電阻的決定式R=ρ指明了電阻的決定因素,適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液. (2)電阻的定義式R=提供了一種測量電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關(guān),適用于任何純電阻電路. 4 有一長方形導(dǎo)體,長a、寬b、高h(yuǎn)之比為6∶3∶2,它的六個(gè)面的中心各焊接一根電阻不計(jì)的導(dǎo)線,

9、如圖22-3所示,分別將AA'、BB'、CC'接在同一恒壓電源上時(shí),導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)的速度分別為v1、v2、v3,則v1∶v2∶v3為 (　　) 圖22-3 A.6∶3∶2 B.1∶1∶1 C.2∶3∶6 D.1∶2∶3 式題 有兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線,如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍,把另一根對折后絞合起來,然后給它們分別加上相同電壓后,則在相同時(shí)間內(nèi)通過它們的電荷量之比為 (　　) A.1∶4 B.1∶8 C.1∶16 D.16∶1 ■ 方法技巧 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

10、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=ρ求解. 考點(diǎn)三　歐姆定律與伏安特性曲線 1.I=的區(qū)別 (1)I=表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比,與電阻R成反比. (2)R=表明了一種測量電阻的方法,不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比”. 2.伏安特性曲線 (1)定義:用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U,畫出的I-U圖像. (2)應(yīng)用 ①伏安特性曲線上每一點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)對應(yīng)此時(shí)的電流值、電壓值. ②I-U圖像中圖線上某點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越大,電阻越小. ③I-U圖

11、像中圖線上某點(diǎn)到I軸、U軸的垂線與坐標(biāo)軸所圍的面積對應(yīng)此時(shí)的電功率. (3)兩類圖線(如圖22-4所示) 圖22-4 ①線性元件的伏安特性曲線(圖甲中a、b)是過原點(diǎn)的直線,表明它的電阻是不變的. ②非線性元件的伏安特性曲線(圖乙中c、d)是曲線,表明它的電阻是變化的. 5 小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖22-5所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為圖線在P點(diǎn)的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是 (　　) 圖22-5 A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻減小 B.對應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R= C.對應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R= D.對

12、應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的功率為圖中矩形PQOM的面積 式題 (多選)我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100 W及以上的白熾燈,以后將逐步淘汰白熾燈.假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的U-I曲線如圖22-6所示.圖像上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角,A點(diǎn)的切線與橫軸成β角,則 (　　) 圖22-6 A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小 B.在A點(diǎn),白熾燈的電阻可表示為tan β C.在A點(diǎn),白熾燈的電功率可表示為U0I0 D.在A點(diǎn),白熾燈的電阻可表示為 考點(diǎn)四　電功、電功率及焦耳定律 1.純電阻電路與非純電阻電路的比較 純電阻電路 非純電阻電路 實(shí)例 白熾燈、電

13、爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等 工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等 能量轉(zhuǎn)化 電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,W=Q 電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為其他形式的能,W>Q 電功的計(jì)算 W=UIt=I2Rt=t W=UIt 電熱的計(jì)算 Q=UIt=I2Rt=t Q=I2Rt 是否滿足歐姆定律 滿足 不滿足 2.非純電阻電路的分析思路 處理非純電阻電路問題時(shí),要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),圍繞能量守恒定律,利用“電功=電熱+其他能量”分析、求解. 6 如圖22-7所示,A為電解槽,M為電動(dòng)機(jī),N為電爐子,恒定電壓U=12 V,電解槽內(nèi)阻rA

14、=2 Ω,S1閉合,S2、S3斷開時(shí),電流表示數(shù)為6 A,當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開時(shí),電流表示數(shù)為5 A,且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W;當(dāng)S3閉合,S1、S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為4 A.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. 圖22-7 式題 (多選)[2017·河南新鄉(xiāng)模擬] 如圖22-8所示是某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖,重物質(zhì)量m=50 kg,電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110 V,不計(jì)各種摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升

15、重物時(shí),通過電動(dòng)機(jī)的電流為I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,則 (　　) 圖22-8 A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為550 W B.電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為550 W C.電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為450 W D.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為22 Ω 第23講　電動(dòng)勢　閉合電路的歐姆定律 一、電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻 1.電動(dòng)勢 (1)定義:電源在內(nèi)部移動(dòng)電荷過程中,　　　　　　　　　與移動(dòng)電荷的　　　　的比值.? (2)定義式:　　　　,單位為　　　　.? (3)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為　　　　的本領(lǐng)(通常認(rèn)為電動(dòng)勢不變).? 2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是導(dǎo)體,其電阻

16、稱為　　　　.? 二、閉合電路的歐姆定律 1.內(nèi)容:閉合電路中的電流跟　　　　　　　　成正比,跟　　　　　　　　　　　成反比.? 2.表達(dá)式:　　　　,只適用于純電阻電路.? 3.路端電壓:U=E-Ir. 【思維辨析】 (1)不管什么電路,只要其中一個(gè)電阻增大,則總電阻增大,總電阻一定大于任意一個(gè)電阻. (　　) (2)電動(dòng)勢的大小反映了電源把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)強(qiáng)弱. (　　) (3)電動(dòng)勢等于電源的路端電壓. (　　) (4)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大. (　　) (5)在閉合電路中,外電阻越大,電源的輸出功率越大. (　　) 考點(diǎn)一　電阻的串、并

17、聯(lián) 考向一　串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 串、并聯(lián)電路的幾個(gè)常用結(jié)論 (1)當(dāng)n個(gè)等值電阻R0串聯(lián)或并聯(lián)時(shí),R串=nR0,R并=R0. (2)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻,并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻. (3)在電路中,某個(gè)電阻增大(或減小),則總電阻增大(或減小). (4)某電路中無論電阻怎樣連接,該電路消耗的總電功率始終等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和. 1 [2016·福建寧德質(zhì)檢] 電阻R1和R2分別標(biāo)有“2 Ω　1.0 A”和“4 Ω　0.5 A”,將它們串聯(lián)后接入電路中,如圖23-1所示,則此電路中允許消耗的最大功率為 (　　) 圖23-1 A.1.5

18、W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W 考向二　電路的簡化 (1)基本原則:電勢相等的點(diǎn)可合并可拆分;導(dǎo)線可任意長短;無電流的支路可去除;理想電流表可視為短路,理想電壓表可視為斷路;電路穩(wěn)定時(shí)電容器可視為斷路. (2)基本方法:①等電勢法:首先找出各等勢點(diǎn),并用同一字母標(biāo)注,不同電勢點(diǎn)用不同字母標(biāo)注,并按電勢高低排列各點(diǎn),最后將所有元件畫在相應(yīng)的位置. ②獨(dú)立分支法:先將各結(jié)點(diǎn)用字母標(biāo)上,判定各支路元件的電流方向,按電流流向確定各獨(dú)立支路,然后加工整理即可. 2 在如圖23-2所示的電路中,電源電壓U=15 V,電阻R1、R2

19、、R3的阻值均為10 Ω,S為單刀三擲開關(guān),求下列各種情況下電壓表的讀數(shù): (1)開關(guān)S接A; (2)開關(guān)S接B; (3)開關(guān)S接C. 圖23-2 考向三　電流表和電壓表的改裝 改裝為大量程電壓表 改裝為大量程電流表 原理 串聯(lián)電阻分壓 并聯(lián)電阻分流 改裝原理圖 分壓電阻或分流電阻 U=IgR+IgRg, 所以R=-Rg IgRg=(I-Ig)R, 所以R= 改裝后的電表內(nèi)阻 RV=R+Rg>Rg RA=

20、0.6 A,表盤均勻劃分為30個(gè)小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍.若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是 (　　) 圖23-3 A.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.04 A B.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.02 A C.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.06 A D.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.01 A 考點(diǎn)二　閉合電路的功率及效率問題 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)= 電源內(nèi)部消耗的功率

21、 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= 電源的效率 任意電路:η=×100% 純電阻電路:η=×100% 由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知: 圖23-4 ①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,為P出m=. ②當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越小. ③當(dāng)R

22、. (1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為多大時(shí),電阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí),電源的輸出功率最大?最大功率是多少? 圖23-5 式題 (多選)[2016·南昌調(diào)研] 在如圖23-6所示的電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電流表示數(shù)變大,則 (　　) 圖23-6 A.電源的總功率一定增大 B.電源的輸出功率一定增大 C.電源內(nèi)部消耗的功率一定減小 D.電源的效率一定減小 考點(diǎn)三　電路的動(dòng)態(tài)分析 　

23、　根據(jù)閉合電路的歐姆定律和串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來分析電路中某電阻變化引起整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況,常見的方法有: 1.程序法 確定局部電阻的變化分析總電阻的變化分析總電流、路端電壓的變化最后分析局部電壓的變化 2.直觀法 (1)當(dāng)外電路的任何電阻變大(或變小)時(shí),總電阻變大(或變小). (2)控制開關(guān)使串聯(lián)的電阻增多時(shí),電阻變大,使并聯(lián)的電阻增多時(shí),電阻變小. 3.“并同串反”規(guī)律 所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),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(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端的電壓、電功率都將

24、減小,反之則增大. 4.極限法 即因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論. 考向一　一般的動(dòng)態(tài)分析問題 5 (多選)[2016·長沙四校聯(lián)考] 如圖23-7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),下列說法中正確的是 (　　) 圖23-7 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 考向二　電路故障的分析 6 (多選)在如圖23-8所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生

25、短路或斷路,A燈變暗,B燈變亮,則故障可能是 (　　) 圖23-8 A.R1短路 B.R2斷路 C.R3斷路 D.R4短路 考向三　閉合電路中ΔU與的分析 7 (多選)如圖23-9所示,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r.將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI,則 (　　) 圖23-9 A.A的示數(shù)增大 B.V2的示數(shù)增大 C.ΔU3與ΔI的比值大于r D.ΔU1大于ΔU2 考向四　含容電路的處理 8 [2016·全國卷Ⅱ] 阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電

26、池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖23-10所示電路.開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為 (　　) 圖23-10 A. C. ■ 規(guī)律總結(jié) (1)電路的簡化:不分析電容器的充、放電過程時(shí),把電容器所處的支路視為斷路,簡化電路時(shí)可以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上. (2)電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法:電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體.電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓. (3)電容器所帶電荷量的變化的計(jì)算:如果變

27、化前后極板帶電的電性相同,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差;如果變化前后極板帶電的電性相反,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和. 考點(diǎn)四　對電源U-I圖線的理解和應(yīng)用 電源U-I圖像 電阻U-I圖像 圖形 物理意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系 電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關(guān)系 截距 與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢E,與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流 過坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示電流為零時(shí)兩端電壓為零 坐標(biāo)U、I的乘積 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率 坐標(biāo)U、I的比值 表示外電阻的大小,不同點(diǎn)對應(yīng)的外電

28、阻大小不同 每一點(diǎn)對應(yīng)的比值均等大,表示此電阻的大小 斜率的絕對值 電源內(nèi)阻r 電阻大小 9 如圖23-11所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的U-I圖線,曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為P(5.2 A,3.5 V)、Q(6 A,5 V).如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接,則下列說法正確的是 (　　) 圖23-11 A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是2∶3 B.電源1與電源2的電動(dòng)勢之比是1∶1 C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶2 D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是7∶10

29、 式題 (多選)如圖23-12所示,直線A為電源的U-I圖線,直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為η1、η2,則 (　　) 圖23-12 A.P1>P2 B.P1=P2 C.η1>η2 D.η1<η2 ■ 方法技巧 兩圖線的交點(diǎn)表示電源的路端電壓與用電器兩端的電壓相等,通過電源的電流與通過用電器的電流相等,故交點(diǎn)表示該電源單獨(dú)對該用電器供電的電壓和電流. 　電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題 熱點(diǎn)一　電學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器使用及讀數(shù) 考向一　電流表和電壓表

30、1.電流表、電壓表的讀數(shù)方法 電流表 電壓表 符號 參數(shù) 量程:0~0.6 A,0~3 A 內(nèi)阻:小于1 Ω 量程:0~3 V,0~15 V 內(nèi)阻:3 kΩ,15 kΩ 讀數(shù)方法 　視線垂直于刻度盤表面,3 A量程估讀到最小分度的,0.6 A量程估讀到最小分度的 　視線垂直于刻度盤表面,3 V量程估讀到最小分度的,15 V量程估讀到最小分度的 2.兩種電表的使用技巧 (1)機(jī)械零點(diǎn)的調(diào)整:在不通電時(shí),指針應(yīng)指在零刻度線的位置. (2)選擇適當(dāng)量程:估算電路中的電流或電壓,指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上.若無法估算電路中的電流和電壓,則應(yīng)先選用較大的量程

31、,再逐步減小量程. (3)正確接入電路:電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中,兩種表都應(yīng)使電流從正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出. 1 (1)圖Z7-1甲所示的電流表使用0.6 A量程時(shí),對應(yīng)刻度盤上每一小格代表　　　　A,圖中表針示數(shù)是　　　　 A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對應(yīng)刻度盤上每一小格代表　　　　 A,圖中表針示數(shù)為　　　　A.? (2)圖乙所示的電壓表使用較小量程時(shí),每小格表示　　　　 V,圖中指針的示數(shù)為　　　　 V.若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示　　　　 V,圖中表針指示的是　　　　 V.? 圖Z7-1 考向二　游標(biāo)卡尺和螺旋測微器 1.螺旋測微器

32、 (1)構(gòu)造:如圖Z7-2所示,螺旋測微器的測砧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、測微螺桿F連在一起,通過精密螺紋套在B上. 圖Z7-2 (2)原理:測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,F前進(jìn)或后退0.5 mm,而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格,F前進(jìn)或后退0.01 mm,即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千分尺. (3)讀數(shù):測量時(shí)被測物體長度的整毫米及半毫米數(shù)由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出. 測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫

33、米刻度線是否露出)+可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm). 如圖Z7-3所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,可動(dòng)刻度示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm. 圖Z7-3 2.游標(biāo)卡尺 (1)構(gòu)造:如圖Z7-4所示,游標(biāo)卡尺的主要部分是主尺和游標(biāo)尺,主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測量爪,游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺,尺身上還有一個(gè)緊固螺釘. 圖Z7-4 (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(gè)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

34、等分刻度少1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度分別為10、20、50刻度,可準(zhǔn)確到0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,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)果為(x+K×精確度)mm. 2 [2015·海南卷] 某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測

35、微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結(jié)果如圖Z7-5甲和乙所示.該工件的直徑為　　　　cm,高度為　mm.? 甲 乙 圖Z7-5 式題 寫出如圖Z7-6所示的游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù): (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為　　　　mm.? (2)螺旋測微器的讀數(shù)為　　　　mm.? 圖Z7-6 熱點(diǎn)二　測量電路與控制電路設(shè)計(jì) 考向一　電流表的內(nèi)接法和外接法 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=Ux+UA 電壓表分流 I測=Ix+IV 電阻測量值 R測==Rx+RA>Rx 測量值大于真

36、實(shí)值 R測=時(shí),用電流表內(nèi)接法. (3)實(shí)驗(yàn)試探法:按圖Z7-7所示接好電路,讓連接電壓表的導(dǎo)線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

37、,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法. 圖Z7-7 3 [2014·全國卷Ⅱ] 在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測電阻Rx的阻值約為200 Ω,電壓表V的內(nèi)阻約為2 kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10 Ω,測量電路中電流表的連接方式如圖Z7-8甲或乙所示,結(jié)果由公式Rx=計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則　　　(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值,且測量值Rx1　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值,測量值Rx2　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值.? 圖Z7-8 式題 用

38、內(nèi)阻為3000 Ω的電壓表和內(nèi)阻為10 Ω的電流表測電阻,在圖Z7-9甲、乙兩種情況下,電壓表的示數(shù)都是60 V,電流表的示數(shù)都是0.2 A,則R1的測量值為　　　　 Ω,真實(shí)值是　　　　 Ω,R2的測量值為　　　　 Ω,真實(shí)值是　　　　 Ω.? 圖Z7-9 考向二　滑動(dòng)變阻器兩種連接方式 1.滑動(dòng)變阻器兩種接法的對比 限流接法 分壓接法 對比說明 電路圖 串、并聯(lián)關(guān)系不同 負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍 ≤U≤E 0≤U≤E 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍 0≤I≤ 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 閉合S前觸頭位置 b端 a端 都是為保護(hù)電路

39、元件 2.分壓和限流電路的選擇原則 (1)若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求,即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí),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(或電壓),此時(shí),則必須選用分壓式電路. (2)若待測電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí),待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大,此時(shí),應(yīng)用分壓式電路. 4 [2017·河南商丘二模] 某同學(xué)用伏安法測量一個(gè)電阻(阻值約為1200 Ω)的阻值,現(xiàn)有下列器材: A.電流表(量程100 mA,內(nèi)阻約2 Ω); B.電流表(量程15 mA,

40、內(nèi)阻約4 Ω); C.電壓表(量程15 V,內(nèi)阻約100 kΩ); D.電壓表(量程50 V,內(nèi)阻約500 kΩ); E.直流電源(電動(dòng)勢20 V,允許最大電流4 A); F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值100 Ω); G.開關(guān)、導(dǎo)線若干. (1)電流表應(yīng)選　　　　,電壓表應(yīng)選　　　　.(填對應(yīng)器材前的字母代號)? (2)該同學(xué)正確選擇儀器后連接了如圖Z7-10所示的電路,為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測量誤差盡量減小,實(shí)驗(yàn)前請你檢查該電路,指出電路的接線上存在的問題: ①　　　　　　　　;②　　　　　　　　.? 圖Z7-10 ■ 特別提醒 在選滑動(dòng)變阻器時(shí),為調(diào)節(jié)方便,分壓法一般

41、選總阻值小的滑動(dòng)變阻器,限流法選總阻值比待測電阻大幾倍的滑動(dòng)變阻器. 熱點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖連接 1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇 選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等器材,一般要考慮四方面因素: (1)安全因素:通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流. (2)誤差因素:選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差,電壓表、電流表在使用時(shí),其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的以上;使用歐姆表時(shí)應(yīng)選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位. (3)便于操作:選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求,又便于調(diào)節(jié).在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),應(yīng)使其大部分電阻線都被用到

42、. (4)實(shí)驗(yàn)實(shí)際:除以上三個(gè)因素外,還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)實(shí)際,如所用的電源與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的匹配問題等. 2.實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng) (1)畫線連接各元件,一般先從電源正極開始,按照電路原理圖先到開關(guān),再到滑動(dòng)變阻器,按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去. (2)連線時(shí)要將導(dǎo)線接在接線柱上,兩條導(dǎo)線不能交叉. (3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱,要使電流從電表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出. 5 [2017·全國卷Ⅱ] 某同學(xué)利用如圖Z7-11所示的電路測量一微安表(量程為100 μA,內(nèi)阻大約為2500 Ω)的內(nèi)阻.可使用的器材有:兩個(gè)滑

43、動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)最大阻值為20 Ω,另一個(gè)最大阻值為2000 Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω);電源E(電動(dòng)勢約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2.C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片. (1)按圖Z7-11的原理圖將圖Z7-12中的實(shí)物連線. 圖Z7-11 圖Z7-12 (2)完成下列填空: ①R1的最大阻值為　　　　(選填“20”或“2000”)Ω.? ②為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖Z7-11中的滑動(dòng)變阻器的　　　　(選填“左”或“右”)端對應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近.? ③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0

44、Ω,接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置.最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢　　　　(選填“相等”或“不相等”).? ④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0 Ω時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變.待測微安表的內(nèi)阻為　　　　Ω.(結(jié)果保留到個(gè)位)? (3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.? 熱點(diǎn)四　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 考向一　圖像法 6 [2017·天津卷] 某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖Z7-13所示的電路測量電池

45、的電動(dòng)勢和內(nèi)阻.其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 kΩ,電阻R1 =9.0 kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個(gè)R0=3.0 Ω的電阻. 圖Z7-13 (1)按圖Z7-13所示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)aa'、bb'和cc'三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線.為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將開關(guān)S閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、b'間電壓,讀數(shù)不為零,再測量a、a'間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是　　　　導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是　　　　導(dǎo)線斷開.? (2)排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn).通過多次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖像如圖Z7

46、-14.由I1-I2圖像得到電池的電動(dòng)勢E=　　　　V,內(nèi)阻r=　　　　Ω.? 圖Z7-14 考向二　解析法 7 [2017·湖南懷化二模] 在測量未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)中,可供選擇的器材有: A.待測電阻Rx(阻值約300 Ω); B.電流表A1(量程20 mA,內(nèi)阻約50 Ω); C.電流表A2(量程50 mA,內(nèi)阻約10 Ω); D.電阻箱R(0~999.9 Ω); E.滑動(dòng)變阻器R1(20 Ω,2 A); F.滑動(dòng)變阻器R2 (1750 Ω,0.3 A); G.電源E(電動(dòng)勢6.0 V,內(nèi)阻不計(jì)); H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干. 某同學(xué)采用如下方案進(jìn)行測量: a

47、.按圖Z7-15甲連好電路,調(diào)節(jié)滑片P和R的阻值,使電流表指針指在合適位置,記下此時(shí)A1示數(shù)I1、A2示數(shù)和電阻箱阻值R0; b.將電流表A1改接到另一支路(如圖乙所示),保持電阻箱阻值R0不變,調(diào)節(jié)P,使A2示數(shù)不變,記下此時(shí)A1示數(shù)I'1; c.計(jì)算得到Rx的阻值. 圖Z7-15 (1)該同學(xué)按圖Z7-15甲連成如圖Z7-16所示的電路,則第　　　　(填圖中表示導(dǎo)線的數(shù)字)條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤.? 圖Z7-16 (2)正確連線后,閉合S,將P從左向右滑動(dòng),發(fā)現(xiàn)開始時(shí)A2示數(shù)變化不大,當(dāng)臨近最右端時(shí)示數(shù)變化明顯,這是選擇了滑動(dòng)變阻器　　　　(選填“R1”或“R2”)造成的.?

48、 (3)待測電阻Rx=　　　　(用I1、R0、I'1中的某些量表示);針對該實(shí)驗(yàn)方案,下列說法正確的是　　　　(填選項(xiàng)前的字母).? A.電流表A1的內(nèi)阻不會(huì)造成系統(tǒng)誤差 B.電流表A2的內(nèi)阻會(huì)造成系統(tǒng)誤差 1.[2015·全國卷Ⅰ] 圖Z7-17甲為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路. 圖Z7-17 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω,滿偏電流為1 mA;R1和R2為阻值固定的電阻.若使用a和b兩個(gè)接線柱,電表量程為3 mA;若使用a和c兩個(gè)接線柱,電表量程為10 mA.由題給條件和數(shù)據(jù),可求出R1=　　　　Ω,R2=　　　　Ω.? (

49、2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.電池的電動(dòng)勢為1.5 V,內(nèi)阻忽略不計(jì);定值電阻R0有兩種規(guī)格, 阻值分別為300 Ω和1000 Ω;滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 Ω和3000 Ω.則R0應(yīng)選用阻值為　　　　Ω的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為　　　　Ω的滑動(dòng)變阻器.? (3)若電阻R1和R2中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖乙的電路可以判斷出損壞的電阻.圖乙中的R'為保護(hù)電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖甲虛線框內(nèi)的電路.則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱　　　　

50、(選填“b”或“c”)相連.判斷依據(jù)是:　? 　　　　　　　　　　　　.? 2.[2017·南昌三校四聯(lián)] 為了測量一個(gè)量程0~3 V、內(nèi)阻約3 kΩ的電壓表的內(nèi)阻,提供的實(shí)驗(yàn)器材有: A.待測電壓表V1; B.電流表A1(量程 0~0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω); C.電壓表V2(量程0~10 V,內(nèi)阻約10 kΩ); D.滑動(dòng)變阻器R1(0~50 Ω,額定電流0.5 A); E.定值電阻R=5 kΩ; F.電源E(電動(dòng)勢8 V,內(nèi)阻較小); G.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干. (1)在虛線框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖.(要求測量值盡可能精確,測量值的變化范圍盡可能大一些,所用器材

51、用對應(yīng)的符號標(biāo)出) (2)在圖Z7-18中完成實(shí)物連線. 圖Z7-18 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測得的物理量有　　　　　　　　.(用符號表示并說明其物理意義)? (4)待測電壓表內(nèi)阻表達(dá)式為　　　　　　　　.[用(3)中符號表示]? 3.[2017·湖北七市聯(lián)考] 某學(xué)習(xí)小組欲精確測量電阻Rx的阻值,有下列器材供選用: A.待測電阻Rx(約300 Ω) B.電壓表V(3 V,內(nèi)阻約3 kΩ); C.電流表A1(10 mA,內(nèi)阻約10 Ω); D.電流表A2(20 mA,內(nèi)阻約5 Ω); E.滑動(dòng)變阻器R1(0~20 Ω,額定電流2 A); F.滑動(dòng)變阻器R2(0~200

52、0 Ω,額定電流0.5 A); G.直流電源E(3 V,內(nèi)阻約1 Ω); H.開關(guān)、導(dǎo)線若干. 甲同學(xué)根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)成用伏安法測量電阻的電路,并能滿足Rx兩端電壓從0開始變化進(jìn)行多次測量,則電流表應(yīng)選擇　　　　(選填“A1”或“A2”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇　　　　(選填“R1”或“R2”).請?jiān)谔摼€框中幫甲同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖.? 乙同學(xué)經(jīng)過反復(fù)思考,利用所給器材設(shè)計(jì)出了如圖Z7-19所示的測量電路,具體操作如下: 圖Z7-19 ①連接好實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān)S1前調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片至適當(dāng)位置; ②閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片,使電

53、流表A1的示數(shù)恰好為電流表A2的示數(shù)的一半; ③閉合開關(guān)S2并保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變,讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù),分別記為U、I; ④待測電阻的阻值Rx=　　　　.? 比較甲、乙兩同學(xué)測量電阻Rx的方法,你認(rèn)為　　　　(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法更有利于減小系統(tǒng)誤差.? 　多用電表的使用 一、實(shí)驗(yàn)?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(huì)用多用電表測電壓、電流及電阻; 3.會(huì)用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件. 二、實(shí)驗(yàn)器材 多用電表,干電池,　　　　　　　,定值電阻(標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的各一個(gè)),小螺絲刀,　

54、　　　　　.? 考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 考向一　歐姆表原理 1.構(gòu)造 如圖S8-1所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成. 歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián). 外部:接被測電阻Rx. 全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx. 圖S8-1 2.工作原理 閉合電路歐姆定律,I=. 3.刻度的標(biāo)定 紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零. (1)當(dāng)I=Ig時(shí),Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”.(圖甲) (2)當(dāng)I=0時(shí),Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”.(圖乙) (3)

55、當(dāng)I=時(shí),Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,Rx叫中值電阻. 1 [2017·陜西長安一中三聯(lián)] 某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖S8-2甲所示的歐姆表電路,通過控制開關(guān)S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“×1”和“×10”兩種倍率.所用器材如下: 圖S8-2 A.干電池(電動(dòng)勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω); B.電流表G(滿偏電流Ig=1 mA,內(nèi)阻Rg=150 Ω); C.定值電阻R1=1200 Ω; D.電阻箱R2和R3(最大阻值都為999.9 Ω); E.電阻箱R4(最大阻值9999 Ω); F.開關(guān)一個(gè),紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干. (1)該實(shí)驗(yàn)小組按

56、圖甲正確連接好電路.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2=　　　　Ω,使電流表達(dá)到滿偏,此時(shí)閉合電路的總電阻叫作歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi),則R內(nèi)=　　　　Ω,歐姆表的倍率是　　　　(選填“×1”或“×10”).? (2)閉合開關(guān)S: 第一步:調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2= 　　　　Ω且R3=　　　　 Ω時(shí),將紅、黑表筆短接,電流表再次滿偏;? 第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調(diào)節(jié)R4,當(dāng)電流表指針指向圖乙所示的位置時(shí),對應(yīng)的歐姆表的刻度值為　　　　Ω.? 考向二　用多用電表測電阻的步驟 (1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度. (2)將選擇開關(guān)置于歐姆擋的“×1”擋,

57、短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向“0 Ω”,斷開兩表筆. (3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標(biāo)定值進(jìn)行比較. (4)選擇開關(guān)改置“×100”擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零. (5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標(biāo)定值進(jìn)行比較. (6)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋. 2 [2017·南昌三校四聯(lián)] 某同學(xué)利用多用電表測量一個(gè)未知電阻的阻值,由于第一次選擇的歐姆擋不夠合適,又改換另一歐姆擋測量,兩次測量時(shí)電表指針?biāo)傅奈恢萌鐖DS8-3中的虛線所示.下面列出這兩次測

58、量中的有關(guān)操作: 圖S8-3 A.將兩根表筆短接,并調(diào)零. B.將兩根表筆分別跟被測電阻的兩端接觸,觀察指針的位置. C.記下電阻值. D.將多用電表面板上旋鈕旋到“×10”擋. E.將多用電表面板上旋鈕旋到“×1”擋. F.將多用電表面板上旋鈕旋到交流電壓最高擋. (1)根據(jù)上述有關(guān)操作將兩次的合理實(shí)驗(yàn)步驟按順序?qū)懗?用上述操作項(xiàng)目前面的字母表示,且可以重復(fù)使用):　　　　　　　　.? (2)該電阻的阻值是　　　　Ω.? 考點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 考向一　多用電表的讀數(shù) 1.歐姆表的讀數(shù) (1)為了減小讀數(shù)誤差,指針應(yīng)指在表盤中央刻度附近. (2)電阻值等于

59、指針示數(shù)與所選倍率的乘積. 2.電壓表、電流表的讀數(shù) 電壓表、電流表讀數(shù)時(shí),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01、2、0.02時(shí)要估讀到下一位,精確度是5、0.5時(shí),不用估讀到下一位. 3 如圖S8-4所示是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的多用電表刻度盤,當(dāng)選用量程為50 V的直流電壓擋測量電壓時(shí),表針指于圖示位置,則所測電壓為　　　　V;若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時(shí),表針也指于同一位置,則所測電阻的阻值為　　　　 Ω.? 圖S8-4 考向二　多用電表的誤差分析 4 [2017·河北正定中學(xué)月考] 圖S8-5是一個(gè)多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖.電流表滿偏電流為

60、0.5 mA,內(nèi)阻為10 Ω;電池電動(dòng)勢為1.5 V,內(nèi)阻為1 Ω;變阻器阻值為0~5000 Ω. 圖S8-5 (1)該歐姆表的刻度值是按電池電動(dòng)勢為1.5 V標(biāo)定的,當(dāng)電池的電動(dòng)勢下降到1.45 V、內(nèi)阻增大到4 Ω時(shí)仍可調(diào)零.調(diào)零后R0阻值將變　　　　(選填“大”或“小”);若測得某電阻阻值為300 Ω,則這個(gè)電阻的真實(shí)值是　　　　 Ω.? (2)該歐姆表換了一個(gè)電動(dòng)勢為1.5 V、內(nèi)阻為10 Ω的電池,調(diào)零后測量某電阻的阻值,其測量結(jié)果　　　　(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”).? 考點(diǎn)三　用多用電表判斷電路故障 1.故障類型及分析 (1)斷路故障的判斷:用電壓表與電源并

61、聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉(zhuǎn),則該段電路中有斷點(diǎn). (2)短路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,則該并聯(lián)段電路被短路.若電壓表示數(shù)不為零,則該并聯(lián)段電路沒有被短路或不完全被短路. 2.使用多用電表檢測故障的兩點(diǎn)注意事項(xiàng) (1)多用電表中的電壓擋的量程應(yīng)大于電源電動(dòng)勢. (2)使用多用電表判斷電路故障時(shí),應(yīng)采用“試觸法”防止損壞電表. 5 某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖S8-6所示,該電路用標(biāo)稱值為12 V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好. 維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50 V擋檢測故障,他將黑表筆接在c點(diǎn),用紅表筆分

62、別探測電路的a、b點(diǎn). 圖S8-6 (1)斷開開關(guān),紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用電表指示如圖S8-7所示,讀數(shù)為　　　　V,說明　　　　(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常.? 圖S8-7 (2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān)時(shí),表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用電表指示仍然和圖S8-7相同,可判定發(fā)生故障的器件是　　　　(選填“蓄電池”“保險(xiǎn)”“開關(guān)”或“小燈”).? 式題 在如圖S8-8甲所示的電路中,4節(jié)干電池串聯(lián),小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8 V　0.3 A”.合上開關(guān)S后,無論怎樣移動(dòng)滑片,A、B燈都不亮. 圖S8-8 (1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障. ①

63、選擇開關(guān)置于下列量程的　　　　擋較為合適.? A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ②測得c、d間電壓約為5.8 V,e、f間電壓為0,則故障是　　　　(填選項(xiàng)前的字母).? A.A燈燈絲斷開 B.B燈燈絲斷開 C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路 (2)接著練習(xí)使用歐姆表的“×1”擋測電阻,進(jìn)行歐姆調(diào)零后: ①測量前,一定要將電路中的開關(guān)S　　　　;? ②測c、d間和e、f間電阻時(shí),某次測量結(jié)果如圖乙所示,讀數(shù)為　　　　 Ω,此時(shí)測量的是　　　　間電阻.根

64、據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為　　　　 Ω.? 1.某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 Ω的表頭按圖S8-9甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表.圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān).回答下列問題: (1)根據(jù)圖甲所示的電路,在圖乙所示的實(shí)物圖上連線. 圖S8-9 (2)開關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測量　　　　(選填“電流”“電壓”或“電阻”);開關(guān)S斷開時(shí),多用電表用于測量　　　　(選填“電流”“電壓”或“電阻”).? (3)表筆A應(yīng)為　　　　(選填“紅”或“黑”)色.? (4)定值電阻的阻值R1=　　　　 Ω,R2=　　　　 Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)? 2

65、.[2017·南昌十校二模] 電流表G1的量程為0~5 mA,內(nèi)阻r=290 Ω,把它改裝成如圖S8-10所示的一個(gè)多量程多用電表,電流、電壓和電阻的測量都各有兩個(gè)量程.當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時(shí)為電流擋,其中小量程為0~10 mA,大量程為0~100 mA. 圖S8-10 (1)關(guān)于此多用電表,下列說法不正確的是　　　　(填選項(xiàng)前的字母).? A.開關(guān)S接到位置4時(shí)是歐姆擋 B.開關(guān)S接到位置6時(shí)是電壓擋 C.開關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程大 D.A表筆為紅表筆,B表筆為黑表筆 (2)開關(guān)S接位置　　　　(選填“1”或“2”)時(shí)是電流擋的小量程,圖中電阻R5=　

66、　　　Ω,R6=　　　　Ω.? (3)已知圖中的電源E'的電動(dòng)勢為9 V,當(dāng)把開關(guān)S接到位置4,短接A、B進(jìn)行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋內(nèi)阻為　　　　 kΩ,現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的處,則該電阻的阻值為　　　　 kΩ.? 3.[2017·江淮十校三聯(lián)] 在“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)先用多用電表的250 mA擋測量通過小燈泡的電流. (1)在圖S8-11所示電路中,需要將多用電表的兩表筆連接到a、b兩處,其中黑表筆應(yīng)與　　　　(選填“a”或“b”)連接.? 圖S8-11 (2)由于長期使用多用電表,表內(nèi)電池的電動(dòng)勢會(huì)降低,仍按步驟測量電路中的電流,則測量示數(shù)會(huì)　　　　(選填“偏大”“偏小”或“不變”).? 4.某實(shí)驗(yàn)小組利用一滑動(dòng)變阻器和未知內(nèi)阻的微安表來測量多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動(dòng)勢E. (1)該小組采用圖S8-12甲的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整. 圖S8-12 (2)請將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整: a.插上紅、黑表筆,把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“×1k”位置,將紅、黑表筆　　　　,調(diào)