2019-2020年高中物理 電動勢教案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 電動勢教案 新人教版必修2 拋磚引玉 這一單元研究完整電路的規(guī)律以及電阻的測量，是部分電路知識的發(fā)展和延續(xù)，它連同部分電路知識，構(gòu)成了直流電路完整的知識體系，這一單元是本章的重點。對學(xué)生來說，這部分知識是學(xué)生初中沒有接觸過的全新內(nèi)容，同前兩個單元相比，是教學(xué)的難點。 在這部分知識的教學(xué)中，處理好電動勢概念是很重要的。限于學(xué)生的知識水平，較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾妱觿莞拍?，接受起來有困難，在教學(xué)中，對這個概念不宜作過多的探究，但要注意抓住兩個基本點：一是電源的電動勢是由電源本身決定的，它表征電源的特性；二是電源的電動勢等于電源沒有接入電路中時兩極間的電壓。教材中提出了電動勢的概念，但沒有給電動勢下定義，只是說明它“等于”什么，因此在教學(xué)中增加簡單的實驗演示是必要的。在教學(xué)的安排上，首先可演示把電壓表接在不同的電源的兩極上，讓學(xué)生看到電壓存在的真實性，確信電源的作用——產(chǎn)生正、負(fù)極，兩極間保持著一定的電壓；其次，測量大小不同的干電池的兩極間的電壓，測量蓄電池、鈕扣電池等不同種類的電池兩極間的開路電壓，說明當(dāng)電源不連接外電路時，電源兩極間電壓的大小是由電源本身（材料、工作方式等）決定，由此引入電動勢；最后，構(gòu)成閉合回路再測電源兩端的電壓，使學(xué)生親眼目睹路端電壓小于電源電動勢并隨著外電阻的變化而變化，由此引出ε=U+U。另外，為了幫助學(xué)生的理解，教學(xué)時對教材中測量內(nèi)、外電壓的實驗裝置、做法以及數(shù)據(jù)記錄等給以解釋。 閉合電路歐姆定律的教學(xué)是本單元的重點，它是在電動勢教學(xué)的基礎(chǔ)上進行的。如果電動勢的教學(xué)比較成功，那么得出定律就不難了。在教學(xué)中可以讓學(xué)生了解，公式、 和都叫閉合電路的歐姆定律，但它們的含義不同；前兩個公式表示電源產(chǎn)生的電壓升高等于內(nèi)、外電路的電壓降落之和，后者表示完整電路中電流強度由哪些因素決定。 在閉合電路歐姆定律的教學(xué)中，一定要注意定律的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生討論清楚外電阻變化對路端電壓，干路電流、電源的輸出功率以及電源效率的影響，這些知識是定律教學(xué)中的重點，對學(xué)生以后靈活解決電路問題具有重要意義。 這部分知識中，電阻的測量是實用性很強的知識，也是本單元教學(xué)的又一難點。教學(xué)中一定突出電阻測量的原理、產(chǎn)生誤差的原因、電路的選擇以及測量儀表的選擇和數(shù)據(jù)處理方法等。 指點迷津 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用是本單元的重點和難點，它的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面。 1．從定律出發(fā)，當(dāng)外電路電阻增大時，路端電壓升高，干路電流減小。結(jié)合部分電路規(guī)律可確定某段電路兩端電壓及其中電流的變化情況。 2．從定律出發(fā)結(jié)合P=I2R可討論，當(dāng)外電阻R由零逐漸增大時，電源的效率不斷增加，而電源的輸出功率卻是先增大（當(dāng)R外=r時，電源輸出功率最大）后減小。另外，對電路的功率，要注意區(qū)分電源的功率（總功率P=εI）、電源的輸出功率（P=UI，若外電路是純電阻電路，還有P=I2R=I2/R）和電源內(nèi)部損耗的功率（P內(nèi)=I2r）。 一、 學(xué)海導(dǎo)航 思維基礎(chǔ) 1． 電動勢 （1） 知識點 ① 電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置； ② 電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，其意義是表征電源把其它能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)； ③ 閉合電路中電源的電動勢等于內(nèi)外電壓之和。 （2） 疑問點 ① 電動勢的意義及大?。弘妱觿菔敲枋鲭娫磳⑵渌苻D(zhuǎn)化為電能的能力的物理量， 對任何一個完整的電路來說，從能的觀點來看可分為三部分，一是產(chǎn)生電能部分，稱為電源；二是輸送電能部分，是導(dǎo)線；三是消耗電能部分，是用電器。根據(jù)能量守恒定律，用電器消耗的電能和輸電線上損失的電能都來源于電源產(chǎn)生的電能。電源產(chǎn)生電能的能力強，用電器才有可能在較短的時間內(nèi)消耗較多的電能。為了描述電源的這種能力，物理學(xué)中引入了電動勢的概念。由于在電源內(nèi)部非靜電力移送電荷做功的過程，就是消耗其它能獲得電能的過程，因此規(guī)定：移送單位正電荷從電源負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路到電源正極，非靜電力做的功在數(shù)值上和電源的電動勢相同。正因為如此，電動勢和電壓才具有相同的單位。 ②電源的電動勢由什么決定？一個電源一旦做功，它轉(zhuǎn)化其它能為電能的能力也就隨之確定，其電動勢也就隨之確定，與該電源是否接入電路以及接入什么樣的電路無關(guān)。簡而言之，電源的電動勢是由電源本身的性質(zhì)決定的（干電池用久了，其電動勢要變小，是因為其內(nèi)部性質(zhì)變化了）。 ③完整電路中電流是由高電勢流向低電勢嗎？在外電路中，電荷是在電場產(chǎn)生的靜電力作用下而定向移動形成電流的，結(jié)合電流方向的規(guī)定可知，電流由高電勢流向低電勢；在內(nèi)電路，電荷不再是受靜電力定向移動，而是在非靜電力作用下（這種力由電源產(chǎn)生）由負(fù)極流到正極，即由低電勢處流向高電勢處。 2． 閉合電路的歐姆定律 （1） 知識點 ①閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流，與電源的電動勢成正比，與整個電路的電阻成反比。 ②公式：（或ε=U+U=IR+Ir）。 （2） 重點 ① 外電阻變化對路端電壓及干路電流的影響：由及U=ε-Ir可知，當(dāng)R= 0時（外電路短路），干路電路最大，，路端電壓最小，Un=0，此時電流電源電動勢全部消耗在內(nèi)電路上；當(dāng)R逐漸增大時，干路電流逐漸減小，路端電壓逐漸升高（注意：路端電壓U和外電阻R不是正比關(guān)系）；當(dāng)R=時（外電路斷路），干路電流最小，In=0，路端電壓最高Um=ε。 ②路端電壓和干路電流關(guān)系：由U=ε-Ir知，U和I是線性函數(shù)關(guān)系，可由圖2-47直觀的反映出來。 圖2-47 （3） 難點 ① 完整電路中各種功率及其關(guān)系：整個電路消耗的功率叫電源的總功率，P=εI；外 電路消耗的功率是電源的輸出功率，P出=UI（或外電路是純電阻電路，還有P出=I2R=U2/R）；電源內(nèi)部消耗的功率是指內(nèi)電路消耗功率，P內(nèi)=I2r；從能量守恒得，P=P出+P內(nèi)=UI+I2r。 ②外電阻變化對電源輸出功率及效率的影響；電源的效率是指電源的輸出功率和總功率之比。若外電路是純電阻電路，有。所以，當(dāng)R增大時，電源的效率隨之增高；若外電路是純電阻電路，有。所以在外電阻R由零逐漸增大的過程中，電源的輸出功率是先增大后減小的，這一點與電源效率隨外電阻變化的情況不同。 ③電路變化導(dǎo)致電路中儀表讀數(shù)變化的一般分析方法。先由電路變化判斷外電阻變化，進一步判斷路端電壓和干路電流變化，然后結(jié)合部分電路歐姆定律判斷某部分電路兩端電壓及其中電流變化情況（這一步中一定要注意電壓，電流兩方面結(jié)合判斷），確定儀表讀數(shù)變化情況。 3． 電池組 （1） 知識點 ① 串聯(lián)電池組電動勢等于各電池電動勢之和，內(nèi)阻等于各電池內(nèi)阻之和，若是n 個電動勢均為ε，內(nèi)阻均為r的電池串聯(lián)，有ε串=nε,r串=nr。 ②n個電動勢均為ε1、內(nèi)阻均為r的電池并聯(lián)，它的電動勢等于一個電池的電動勢，它的內(nèi)阻等于一個電池內(nèi)阻的n分之一，即 ε并=ε，r并=r/n （2） 難點 ① 串聯(lián)電池組通過的電流跟單個電池相同，供電電壓提高。 ② 并聯(lián)電池組提供的電動勢雖然跟單個電池一樣，但能夠提供的最大電流卻是單個電池的n倍（n個電池并聯(lián)）。 4．電阻的測量 （1） 知識點 ① 伏安法測電阻的原理。利用電壓表測出電阻兩端電壓U1，用電流表測出流過電阻的 電流強度I，根據(jù)歐姆定律R=U/I，求出待測電阻的阻值。 ②測量電路，根據(jù)電流表所接位置不同，測量電路有兩種，即電流表內(nèi)接（圖2-48）和電流表外接（圖2-49）。 圖2-48 圖2-49 （2） 重點 ① 伏安法測電阻的誤差情況：采用電流表內(nèi)接測量時，測量的電流I為流過電阻RX 的電流真實值，所測的電壓U等于電流表和電阻RX兩端的總電壓，大于RX兩端的實際電壓，此時（RA為電流表內(nèi)阻），測量值大于真實值；當(dāng)采用電流表外接測量時，測量的電壓U為加在RX兩端的實際電壓，但測量的電流I卻等于流過電壓表電流及電阻RX電流之和，大于通過電阻RX的實際電流，這是由于電壓表的分流造成的，此時（RU是電壓表內(nèi)阻），即測量值是電壓表內(nèi)阻與電阻RX的并聯(lián)值，測量結(jié)果偏小。 ②電路選擇。綜合上述分析，電流表內(nèi)接法測大電阻時誤差較?。娏鞅韮?nèi)阻很?。娏鞅硗饨臃y小電阻時誤差較?。ㄒ驗殡妷罕韮?nèi)阻很大，其倒數(shù)很?。?。實際測量時可比較及的大小，若前者更小，應(yīng)選擇內(nèi)接法測量，若后者更小，應(yīng)選擇電流表外接測量。 （3）難點 實際測量時，若不知道被測電阻的大約值，無法比較大小時，可采用電壓表跨接的辦法來處理。具體操作是接電路時先把電壓表的一端不接入電路中，閉合電路，移動電壓表的這個接線端使電流表內(nèi)接改變外接，觀察兩表示數(shù)變化情況，若電流表示數(shù)變化明顯，說明外接時電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法測量；若電壓表示數(shù)變化明顯，說明內(nèi)接時電流表的分壓作用大，應(yīng)采用外接法測量。 學(xué)法指要 例1 在一個閉合電路中，路端電壓U=1.5V，內(nèi)電壓U=0.5V，求電源在電路中移運2C電量時消耗的電能、電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱量和外電路電場力做功分別為多少？ 分析與解答 電源的電動勢ε=U+U=2.0V，移送2C電量時，電源消耗電能E=qε=22=4.0J，電源內(nèi)部產(chǎn)生的勢量，外電路電場力做功。 例2 一臺發(fā)電機用0.5A的電流向外輸電，在1min內(nèi)將180J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機的電動勢為（ ）。 A．6V B. 360V C. 120V D. 12V 分析與解答 發(fā)電機是電源，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，在1min內(nèi)它消耗了180J的機械能，轉(zhuǎn)化為大小可以表示為1εt的電能，所以有W=εIt，，A選項正確。 例3 如圖2-50所示電路，已知R1=8Ω，R2=R3=4Ω，電表為理想電表。開始時R1、R2、R3中都有電流通過，電壓表示數(shù)為2V，電流表示數(shù)為0.75A，后來三個電阻中一個發(fā)生斷路，使電壓表示數(shù)變?yōu)?.2V，電流表示數(shù)變?yōu)?.8A。求（1）哪個電阻斷路？（2）電源的電動勢和內(nèi)電阻各為多少？ 圖2-50 分析與解答 （1）由于一個電阻斷開后，電流表、電壓表的示數(shù)都不為零，所以R2與R3不會斷路，斷路電阻為R1。 （2）R1斷開前，流過R1和R3的電流，由閉合電路歐姆定律得，即ε=3.0+r……①；R1斷開后，電壓表讀的是路端電壓（此時流過R3的電流非常小，R3可視為等勢體），電流表的讀數(shù)為總電流，ε=3.2+0.8r……②，由①②解得ε=4V，r=1Ω。 說明：求電源電動勢和電源內(nèi)阻這類問題很常見，其題目中一般要給出兩個電路狀態(tài)，解題時可針對這兩個狀態(tài)分別應(yīng)用閉合電路歐姆定律列方程，然后組成方程組可達到解題目的。 圖2-51 例4 如圖2-51所示，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上端移動時，電路中的電壓表、電流表示數(shù)如何變化？ 分析與解答 先認(rèn)請A測R3中的電流，V1測路端電壓，V1測R2和R3并聯(lián)的電壓。再利用閉合電路的歐姆定律判斷主干上的一些物理量的變化：P向上滑，R3接入電路中的電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，路端電壓U增大，至此已判斷出V1的讀數(shù)增大。再進行分支上的分析：由I減小知內(nèi)電壓U和R1兩端電壓UR1減小，由U外增大知R2和R3并聯(lián)的電壓U2增大——判斷出V1示數(shù)增大。由U2增大和R3接入電路中電阻增大，無法確定A示數(shù)變化，可從另一條途徑分析：由V1示數(shù)增大知通過R2的電流I2增大，而干路電流I減小，所以R3中的電流減小，即A的示數(shù)變小。 說明，當(dāng)電路中任一部分發(fā)生變化時，將引起電路中各處的電流和電壓變化，可謂“牽一發(fā)而動全身”，判斷此類問題時，首先應(yīng)由局部的變化推出總電流和路端電壓的變化情況，再由此分析對其它各部分電路的影響。 圖2-52 例5 在圖2-52電路中，直流發(fā)電機ε=250V，r=3Ω，R1=R2=1Ω，電熱器組中裝有500只完全相同的電熱器，每只電熱器的額電壓為220V，額定功率為100W，其它電阻不計。問：（1）當(dāng)接通幾只電熱器時，實際使用的電熱器都能正常工作？（2）當(dāng)接通幾只電熱器時，發(fā)電機輸出功率最大？（3）當(dāng)接通幾只電熱器時，電熱器組加熱物體最快？（4）當(dāng)接通幾只電熱器時，電阻R1、R2上消耗的功率最大？（5）當(dāng)接通幾只電熱器時，實際使用的每只電熱器中電流最大？ 分析與解答 （1）要使電熱器正常工作，必須使電熱器兩端的實際電壓為220V，因此干路電流。而每只電熱器的額電流，則接通電熱器的只數(shù)只。所以接13只電熱器時，用電器基本上能正常工作（工作電壓為220.4V）。 （2）要使電源輸出功率最大，必須使外電阻等于內(nèi)電阻，由此可得電熱器總電阻為R=r-（R1+R2）=3-（1+1）=1Ω，故有只。 （3）要使電熱器組加熱物體最快，必須使電熱組得到的電功率最大。有的同學(xué)錯誤地認(rèn)為電熱器接的越多，總功率越大，這是沒有考慮外電阻的變化會影響電源輸出功率的變化。這里要注意到，A、B兩點間得到最大功率的條件，相當(dāng)于R1、R2視為等效（電流）內(nèi)阻，要使電熱器總功率最大，必須使電熱器總電阻R=R1+R2+r=1+1+3=5Ω，所以只，所以接97只時電熱器加熱物體最快。 （4）要使R1、R2消耗的功率最大，必須使其電流為最大，由此電路中總電阻必須最小。當(dāng)n4=500只全部接通時，可滿足要求。 （5）要使實際使用的每只電熱器中電流最大，必須使UAB最大，這樣，A、B間的電阻應(yīng)為最大，所以n5=1只。 （6）如圖2-53所示電路，電流ε=3V，r=1Ω，外電阻R1=3Ω，R2=6Ω，R3=2Ω，R4=6Ω。試分別求出S斷開和閉合時，a、b兩點間的電壓。 圖2-53 圖2-54 分析與解答 首畫出圖2-53的等效電路，如圖2-54所示。 S斷開時，外電路，總電流，a、b間的電壓Uab=IR12=0.62=1.2V。 當(dāng)S閉合時，外電路總電阻。由得，。 解決較復(fù)雜的電路問題，要畫等效電路，先求總電阻，再求總電流和路端電壓，然后求各部分電路的電流和電壓。 例7 現(xiàn)有電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.5Ω的干電池若干，允許通過的最大電流為0.5A。 要使一只“6V、1.8W”的燈泡正常發(fā)光，應(yīng)如何連接電池及電路？ 分析與解答 燈泡電阻，額定電流，燈泡額定電壓為6V，電源的電動勢必須大于6V，燈泡的額定電流小于電池允許通過的最大電流，所以只要幾節(jié)電池串聯(lián)就行了。 由得，取n=5，這時應(yīng)在電路中串聯(lián)分壓電阻R。 由代入數(shù)據(jù)解得R=2.5Ω。 圖2-55 例8 如圖2-55所示，電壓表一和電流表的讀數(shù)分別為10V和0.1A，電流表內(nèi)阻為0.2Ω，求待測電阻RX的測量值和真實值。 分析與解答 設(shè)測量值為，則，設(shè)電阻的真實值為RX，則，。 例9 一個待測電阻估計100Ω左右，提供電壓表內(nèi)阻RV=3kΩ，電流表內(nèi)阻RA=0.2Ω。用伏安法測該電阻，應(yīng)采用何種接法誤差較??？ 分析與解答 ，所以，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法進行測量誤差較小。 課外閱讀 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽系第十大行星 英國天文學(xué)家約翰默里博士可能發(fā)現(xiàn)了太陽系第十大行星。 這顆奇異的行星極為遙遠，與目前已知太陽系最遠的行星冥王星相比，它的公轉(zhuǎn)軌道大約比冥王星遠1000倍，這顆行星距太陽的距離是地球到達太陽距離的3萬倍。默里博士的這個發(fā)現(xiàn)源自彗星理論，每一顆彗星都是受外力驅(qū)動才進入太陽系的，才能被人們觀察到。默里博士研究了13顆彗星的運行軌道后，他認(rèn)為存在著一個巨大物體的作用，將那些彗星送入了現(xiàn)在運行的軌道。 這顆行星可能是在別處誕生的一顆新星，在銀河系漫游時被太陽系的行星系統(tǒng)捕捉到了，這顆肉眼觀測不到的行星體積是已知太陽系中最大行星木星的幾倍以上。 這顆行星繞太陽運行一周需要600萬年的時間，這一速度可以解釋人們以前為什么沒有發(fā)現(xiàn)它的原因：是它的移動速度極為緩慢。 思維體操 相隔一定距離的A、B兩球，質(zhì)量相等，假定它們之間在恒定斥力作用，原來兩球被按住，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)突然松開兩球，同時給A球以速度v0，使之沿兩球連線射向B球，B球初速度為零。若兩球間的距離從最小值（兩球未接觸）到剛恢復(fù)至原始值所經(jīng)歷的時間為t0 ，求B球在斥力作用下的加速度。 分析與解答 方法一：以m表示每個球的質(zhì)量，F(xiàn)表示恒定斥力，L表示兩球間的原始距離，松開后，A球做初速度為v0的勻減運動，B球作初速為零的勻加速運動。設(shè)在兩球的距離由L變小，再恢復(fù)到L的過程中，A球的路程為L1，B球的路程為L2。剛恢復(fù)到原始長度時，A球速度為v1，B球速度為v2，由動量守恒定律得mv0=mv1+mv2……①，由功能關(guān)系得②，③，由于初態(tài)和末態(tài)兩球之間的距離相等，故有L1=L2……④，由①②③④解得v2=v0……⑤，當(dāng)兩球速度相等時，距離最小。設(shè)此時球的速度為u，由動量守恒定律得mv0=(m+m)u……⑥，設(shè)a為球B的加速度，則有v2=u+at0……⑦由⑤⑥⑦解得。 方示二：A、B兩球速度相等時距離最近，設(shè)相等速度為u有mv0=(m+m)u……①,由于A、B質(zhì)量相等，受力大小相等，所以A、B運動中加速度大小相等，設(shè)為a，從A開始運動到A、B相距最近的過程中，A、B通過的位移分別為和。設(shè)A、B最近距離為d，則A、B間原始距離為……②。從A、B相距最近到A、B間距恢復(fù)原始值過程中，A、B通過的位移分別為和，此時A、B間距仍為L，有……③，由①、②、③解得。 三、智能顯示 心中有數(shù) 本單元在學(xué)習(xí)電動勢概念的基礎(chǔ)上進一步學(xué)習(xí)了完整電路的歐姆定律，應(yīng)用歐姆定律討論了外電阻變化對電流、電壓、功率等的影響。通過這個單元的學(xué)習(xí)，要求理解電動勢概念；熟練掌握閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用；掌握伏安法測電阻的原理和方法。 歷年高考對本單元知識的考查，命題多集中在閉合電路歐姆定律上，另外，該部分知識與學(xué)生實驗結(jié)合緊密，因而通過實驗考查該部分知識的運用情況，既具體又靈活。這類題目每年高考試題都有所涉及，在學(xué)習(xí)中應(yīng)給予充分的重視。 動手動腦 1．如圖所示的電路中，電池的電動勢為ε、內(nèi)阻為r，R1、R2是兩個阻值固定的電阻。當(dāng)可變電阻器R3的滑片向a端移動時，流過R1的電流I1和流過R2的電流I2將發(fā)生如下變化（ ）。 圖2-56 A．I1變大、I2變小 B. I1、I2均變大 C．I1變小、I2變大 D. I1、I2均變小 分析與解答 滑片移向a端，R3接入電路中阻值變小，外電阻減小，干路電流I變大，路端電壓U減小，I1減小，I2=I-I1變大。C選項對。 2．在圖2-57所示電路中，電鍵K1、K2、K3、K4均閉合，C是極板水平放置的平行極電容器，板間懸浮著一油滴P，斷開哪個電鍵后，P會向下運動？（ ） 圖2-57 A．K1 B. K2 C. K3 D. K4 分析與解答 P向下運動說明兩板間電場強度減小，電壓減小。斷開K1對C兩端電壓無影響；斷開K2，C兩端電壓增大；斷開K3，C通過R3放電，電壓減小，P向下運動；斷開K4，C兩端電壓不變，答案為B。 圖2-58 3．如圖2-58所示電路，電源的電動勢恒定，要使燈泡變暗，可以（ ）。 A．增大R1 B. 減小R1 C. 增大R2 D. 減小R2 分析與解答 電容C斷路，R與R2并聯(lián)后與R1串聯(lián)分壓，增大R1或減小R2，都會使燈泡變暗，A，D選項正確。 4．某電爐在額定電壓下的功率P0=400W，某電源在不接負(fù)載時的路端電壓與電爐的額定電壓相同。當(dāng)電爐接到該電源上時，電爐實際消耗的功率P1=324W。若將兩個這樣的電爐并聯(lián)到該電源上，求這兩個電爐實際消耗的總功率P2為多少？ 分析與解答 設(shè)電爐的電阻為R，且不隨溫度變化，額定電壓為U，有；電爐接上電源后得到的電壓為U1，有；電源內(nèi)阻為r，；兩電爐并接入電源上后，電爐得到的電壓為U2，有 ，兩電爐消耗功率；聯(lián)立以上各式，得。 創(chuàng)新園地 如圖2-59所示的電路，電源電動勢為ε，內(nèi)阻與定值電阻的阻值R相同，滑動變阻器的總電阻為2R。在滑動變阻器的滑片P從上a滑到下端b的過程中，aP間的電阻從小到大，求：（1）通過電流表的電流強度IA隨aP間電阻RX變化的關(guān)系式；（2）IA的最大值和最小值。 圖2-59 分析與解答 （1）aP間電阻為RX，bP間電阻為2R-RX，bP間電壓為U，現(xiàn)有，通過電流表的電流。 （2）由知，時，IA最小，。 當(dāng)P在a端時，電源的輸出電壓，流過電流表的電流。 當(dāng)P在b端時，電源輸出電壓，流過電流表的電流，為最大值。 流過電流表的最大電流為。 四、同步題庫 1． 關(guān)于電源的電動勢，下列說法正確的是（ ）。 A．電源電動勢等于電源正負(fù)極間的電壓 B．因為ε=U+U，外電路電壓U改變時，ε也改變 C．閉合電路中，電流增大時，內(nèi)電壓增大，外電壓也增大，所以電動勢增大 D．電動勢數(shù)值等于電源移送IC電量時，電源提供的電能 2．一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，其物理意義可表達為（ ）。 A．外電路斷開時，路端電壓是1.5V B．外電路閉合時，1秒內(nèi)它能使1.5C的電量通過導(dǎo)線的某一截面 C．外電路閉合時，1秒內(nèi)它能向整個電路提供1.5J的能量 D．外電路閉合時，導(dǎo)線某一截面每通過1C電量，整個電路就獲得1.5J的電能 3．一個閉合電路中，已知電源每移動1庫侖電量就有6J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，測得外電壓為5.5V，求電源內(nèi)電壓。移動5C電量時，電源輸出的電能是多少？電源內(nèi)部發(fā)熱消耗的電能是多少？ 4．由電動勢一定的電源和一個固定外電路（外電阻一定）組成的閉合電路中（ ）。 A．電源的電動勢大于路端電壓 B．電源電動勢等于路端電壓 C．電源的內(nèi)阻越大，路端電壓越高 D．電源的總電流越大，路端電壓越小 5．如圖2-60所示電路，當(dāng)把K閉合時，（ ）。 A．V示數(shù)變小 B. A示數(shù)變小 C．V示數(shù)變大 D. A示數(shù)變大 圖2-60 圖2-61 6．如圖2-61所示電路，r是電源內(nèi)阻，R1、R2是外電阻。如果Pr、P1、P2分別表示電阻r、R1、R2上消耗的功率，當(dāng)r=R1=時，則Pr:P1:P2為（ ）。 A．2:1:1 B. 4:1:2 C.9:4:2 D. 18:8:1 7．如圖2-62所示電路，電源電動勢為ε、內(nèi)阻為r，R2為固定阻值電阻。當(dāng)改變R1的阻值時V1的讀數(shù)減小，則V2的讀數(shù)將（ ）。 圖2-62 A．減小 B. 增大 C. 不變 D. 不能確定 8．電動勢3V的電池，在電路上輸出3A的電流，由此可知（ ）。 A．內(nèi)外電阻相差1Ω B. 內(nèi)外電阻之和為1Ω C．外電阻為1Ω D. 內(nèi)電阻為1Ω 9．某一電源分別單獨接入R1和R2時，在相等的時間內(nèi)，外電阻產(chǎn)生的熱量相等，則電源內(nèi)阻為（ ）。 A． B. 1/2（R1+R2） C. R1R2/（R1+R2） D. R1R2 圖2-63 圖2-64 10．如圖2-63所示電路，電阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑動變阻器的總阻值為50Ω。當(dāng)滑動變阻器的觸頭P由a逐漸滑向b的過程中，電流表A的示數(shù)變化情況是（ ）。 A．逐漸增大 B. 逐漸減小 C．先增大后減小 D. 先減小后增大 11．如圖2-64所示電路，電鍵K閉合后與K閉合前相比較，A、B兩點的電勢變化情況是（ ）。 圖2-65 圖2-66 A．都升高 B. 都降低 C．A點升高、B點降低 D. A點降低，B點升高 12．如圖2-65所示，直線a為某電阻R的U-I圖線，直線b為電源的U-I圖線。用該電和該電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的內(nèi)阻分別為（ ）。 A．4W、0.5Ω B. 6W、1Ω C．4W、1Ω D.2W、0.5Ω 圖2-67 圖2-68 13．如圖2-66所示的電路中，電源的電動勢為ε，當(dāng)電路接通后，L1和L2兩個燈都不亮，用電壓表檢查，得UAB=0、UBC=0，UCD=UAD=ε。由此可知斷路的元件是（ ）。 A．L1 B. L2 C.L1和L2 D.R 14．一個電動勢和內(nèi)電阻保持一定的電源，與外電阻接成閉合電路，當(dāng)外電阻逐漸減小時（ ）。 A．電路中的電流增大 B．單位正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極非靜電力所做的功也隨著增大 C．內(nèi)電路中的電壓降落增大 D．外電路中的電功率一定增大 15．如圖2-67所示電路，開關(guān)S原來是閉合的，當(dāng)R1、R2的滑片剛好處于各自的中點位置時，懸在空氣平行板電容器C兩水平板間的帶電塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。要使P加速向上運動，可采用的辦法是（ ）。 A．把R1的滑片向上移動 B. 把R2的滑片向上移動 C．把R2的滑片向下移動 D. 把開關(guān)S斷開 16．如圖2-68所示電路中，電源內(nèi)阻為2Ω，滑動變阻器Rab=18Ω，當(dāng)滑動變阻器滑鍵移到離b端距離為原來長的時，標(biāo)有“6V、3W”的小燈泡恰能正常發(fā)光，此時電壓表讀數(shù)為16V。求電源電動勢及Rab消耗的功率。 17．如圖2-69所示，R1=R2=R3=36Ω，R4=5Ω，電源電動勢ε=12V，內(nèi)阻r=1Ω，求電路中總電流大小及電壓表的讀數(shù)。 圖2-69 圖2-70 18．如圖2-70所示，電源電動勢ε=6.3V，內(nèi)阻r=0.5Ω，R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值為5Ω的滑動變阻器。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑鍵，求電壓表、電流表示數(shù)的變化范圍。 19．有“1.5V,0.5Ω”的電池若干，若6只串聯(lián)成電池組后總電動勢為 V，總電阻為 Ω。 20．有10只相同的蓄電池，每個電池的電動勢為2.0V，內(nèi)電阻為0.04Ω。把這些蓄電池接成串聯(lián)電池組，外接電阻為3.6Ω，則電路中的電流為 A，每個電池兩端的電壓為 V。 21．電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.1Ω的干電池若干個，為了使標(biāo)有“6V、3W”字樣的燈泡正常發(fā)光，至少應(yīng)用 個電池串聯(lián)成電池組供電，而且還需接入一個阻值是 歐的分壓電阻。 22．有5個相同的電池，已知每個電池的電動勢為1.4V，內(nèi)阻為.3Ω,將它們串聯(lián)成電池組向外供電，欲使輸出功率為8W，那么電流將可能是 A。 23．如圖2-71所示電路，電源由4節(jié)相同的電池串聯(lián)而成，每節(jié)電動勢ε=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，R3總阻值為120Ω。（1）變阻器的滑片P在什么位置時，電壓表分別有最大值和最小值？各為多少？（2）移動滑片P使電壓表示數(shù)為1V，這時電源消耗的總功率是多少？輸出功率是多少？ 圖2-71 圖2-72 24．用電流表內(nèi)接法和外接法測量某電阻RX的阻值，測得的結(jié)果分別為R內(nèi)和R外，則測量值與真實值RX從大到小的排列順序是 。 25．已知電流表內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻為10kΩ，若待測電阻約為5Ω，用伏安法測其電阻應(yīng)采用電流表 接法；若待測電阻約為500Ω，用伏安法測其電阻應(yīng)采用是流表 接法。 26．如圖2-72所示，用伏安法測電阻RX，電路電壓恒定。當(dāng)P接a時，電壓表示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為0.2A；當(dāng)P接b時，電壓表、電流表示數(shù)分別為12V和0.15A。那么P接 時，RX測量值較準(zhǔn)確，此時RX的測量值為 Ω。 27．如圖2-73所示，電流表、電壓表讀數(shù)分別為0.1A和10V，電壓表內(nèi)阻為500Ω，那么待測電阻RX的測量值為 Ω,其實值為 Ω。 圖2-73 圖2-74 28．為了測量未知電阻RX的值，使用內(nèi)阻為2kΩ的電壓表和內(nèi)阻為4Ω的電流表，但誤將電壓表串聯(lián)、電流表并聯(lián)如圖2-74（a）所示時，電壓表、電流表示數(shù)分別為 V和 A。 【同步題庫】參考答案 1.D 2.A,D 3. 0.5V,27.5J,2.5J 4. A 5.A,B 6.C 7.B 8.B 9.A 10.D 11.B 12.A 13.D 14.A,C 15.C,D 16.18V,9W 17.0.4A,6.8V 18.4.8~5.25V,2.1~3.0A 19.9,3 20.5A,1.8V 21.5,2.5 22.2A或2.67A 23.(1)右端最大，3V，左端最小，0V（2）7.5W,4.375V 24.R內(nèi)>RX>R外 25.外、內(nèi) 26.6,80Ω 27.100,125 28.4000,6v,1.5mA.