2.3 欧姆定律 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 欧姆定律
1．下列说法中正确的是 ( )．
A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
B．当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说是恒量
C．通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
D．导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比
解析 导体的电阻是导体本身的性质，与外加电压和通过的电流无关，A、D错误；对同一段导体，电阻不变，它两端的电压和通过电流的比值为恒量，当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，B正确；由欧姆定律知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确．
答案 BC
2．已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么 ( )．
A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1
B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2
C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1
D．若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
答案 BC
知识点二 导体的伏安特性曲线
3．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高，已知一只灯泡两端的电压为1 V时，通过灯泡的电流为0.5 A，灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流是1 A，则灯泡两端电压为2 V时，通过灯泡的电流可能是
( )．
A．0.5 A B．0.6 A
C．0.8 A D．1 A
答案 C
4.
图2－3－12
小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示，由图2－3－12可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了( )．
A．5 Ω B．10 Ω
C．1 Ω D．6 Ω
解析 由电阻的定义R＝知，A点电阻RA＝Ω＝30 Ω；B点的电阻：RB＝Ω＝40 Ω，从而AB段电阻改变10 Ω，故B正确．
答案 B
知识点三 小灯泡伏安特性曲线的描绘
5．白炽灯接在220 V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压从0 V逐渐增大到220 V，则下列说法正确的是 ( )．
A．电流将逐渐变大
B．电流将逐渐变小
C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是相同的
D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是减小的
解析
随着电压U的增大，由I＝知，电流将逐渐变大，A选项正确，随着电流、电压的增大，灯泡的亮度增大，灯丝温度升高．金属的电阻率随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻值增大．根据欧姆定律I＝，在I－U图象中，由于R在增大，斜率k＝减小，其I－U图象如图所示．由图象可知，每增加1 V的电压引起的电流变化量是减小的．
答案 AD
6．现要测定一个额定电压约4 V，额定电流约为0.5 A的小灯泡正常发光时的电阻，电压表应该选择________，电流表应选择________，电路连接时应采用________(选填“电流表内接法”或“电流表外接法”)．
A．V1量程4.5 V，内阻约4×103 Ω
B．V2量程10 V，内阻约8×103 Ω
C．A1量程3 A，内阻约0.4 Ω
D．A2量程0.6 A，内阻约2 Ω
解析 灯泡正常工作时的电压是4 V，故电压表的量程必须大于等于4 V，两只电压表都符合要求，但用V1测量4 V电压时，接近满偏，测量要精确一些，故选V1.同理可知电流表应选A2.灯泡的电阻值约为Rx＝≈8 Ω，V1的内阻与待测电阻的比为：≈200，待测电阻与A2的内阻的比为：＝4，显然可以RV Rx，即电压表的分流作用可以忽略，故采用电流表外接法．
答案 A D 电流表外接法
7．(2010·长春高二检测)将阻值为R的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过R的电流I间的关系图象中正确的是 ( )．
解析 电阻的阻值不随U、I的变化而改变，但电压U与电流I成正比．
答案 CD
图2－3－13
8．如图2－3－13所示为两电阻RA、RB的伏安特性曲线，由图可知：
(1)这两电阻大小之比为RA∶RB＝________.
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶ D.∶1
(2)当这两个电阻分别加上相同电压时，通过的电流之比为IA∶IB＝________.
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶ D.∶1
(3)当这两个电阻分别通上相同电流时，电阻两端的电压之比为UA∶UB＝________.
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶ D.∶1
解析 (1)由R＝＝得，RA＝Ω＝Ω，RB＝Ω＝1 Ω.所以RA∶RB＝1∶3，故选项A正确．
(2)由I＝知，IA∶IB＝RB∶RA＝3∶1，故选项B正确．
(3)由UA＝IARA，UB＝IBRB，IA＝IB，得UA∶UB＝RA∶RB＝1∶3，故选项A正确．
答案 (1)A (2)B (3)A
9．在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0 V开始变化．
(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”)．
(2)某同学已连接如图2－3－14所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．
图2－3－14
①________________________________________________________________________.
②________________________________________________________________________.
答案 (1)分压
(2)①电键S不应闭合，应处于断开状态
②滑动变阻器滑动触头p位置不当，应将其置于b端
10.
图2－3－15
如图2－3－15所示，用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，c端与b端相连时，电流表示数4.60 mA，电压表示数2.50 V，c端与a端相连时，电流表示数5.00 mA，电压表示数2.30 V，比较这两次结果正确的是 ( )．
A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω
B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω
C．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω
D．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω
解析 比较两次的电压读数，可知ΔU＝0.20 V，则＝＝0.08；电流变化ΔI＝0.40 mA，则＝＝0.087，可见＞，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，Rx＝＝543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B正确．
答案 B2.10 实验：测定电池的电动势和内阻 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 实验原理
1．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是 ( )．
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显
B．应选用内阻较小的电压表和电流表
C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
D．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小
解析 伏安法测电池的电动势和内阻实验中，应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表，滑动变阻器阻值不能太大，如果太大不便于调节．
答案 BD
2．为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是 ( )．
A．一只电流表和一只电阻箱
B．一只电压表和一只电阻箱
C．一只电流表和一个滑动变阻器
D．一只电压表和一个滑动变阻器
解析 由E＝IR＋Ir知测E、r用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组I、R数据即可求得E、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，故A正确，C不可行；由E＝U＋·r知测E、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U、R值求出E、r，故B正确；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，故D不能达到目的．
答案 AB
3．给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等器材：
(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图．
(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如图2－10－9甲所示的位置时，电压表读数如图2－10－9乙表盘所示．根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝____ Ω.
图2－10－9
解析 由E＝0.9＋ r，E＝1＋r，得E＝1.3 V，r＝20 Ω.
答案 (1)电路图如图所示
(2)1.3 20
知识点二 数据处理
4．用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图2－10－10(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.
组别 1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
(1)试根据这些数据在图2－10－10(b)中作出U－I图线．
图2－10－10
(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.
解析 本题考查用作图法处理实验数据的能力．作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太远的点应舍去，图线如图所示．由图线与纵轴的交点可得电动势E＝1.45 V，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65)，由E＝U＋Ir得r＝≈0.69 Ω.
答案 (1)见解析图 (2)1.45 0.69
知识点三 电路图的连接
5．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图2－10－11(a)．
(1)在图2－10－11(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
(2)请完成下列主要实验步骤：
①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图2－10－11(c)所示，读得电阻值是________；
②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；
③将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.
(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．
图2－10－11
解析 (2)由题干图(c)读得电阻箱阻值为R＝20 Ω；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49 V，将S2再闭合，电压表示数为R两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I＝＝ A＝0.058 A.
(3)因为I＝，所以r＝－R0－R＝ Ω＝0.69 Ω.
答案 (1)如图所示 (2)①20 Ω ③闭合 (3)0.69 Ω
6．如图2－10－12甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．
图2－10－12
(1)按电路原理图在图2－10－12乙虚线框内各实物图之间画出连线．
(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．
(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为
I1/mA 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145
I2/mA 480 400 320 232 140 68
图2－10－13
在如图2－10－13所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1 I2曲线．
(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω.(保留两位小数)
(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝________A.
解析 (1)由电路图连线如图
(2)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端．
(3)连线如图
(4)电路中A1与R1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA，对应电压值U＝0.149×10－3×104 V＝1.49 V，
故电动势E＝1.49 V，内阻r＝＝0.60 Ω.
(5)短路电流Im＝＝A＝2.5 A.
答案 (1)见解析图 (2)b端 (3)见解析图 (4)1.49 0.60 (5)2.5
7．现有器材：理想电流表一个，两个定值电阻R1，R2，单刀单掷开关两个，导线若干，要求利用这些器材较精确地测量一节干电池的电动势(电动势约1.5 V)．
(1)在虚线框内画出实验电路图．
(2)用已知量和测得量表示待测电动势的数学表达式E＝________.
解析 (1)由闭合电路的欧姆定律知：E＝I(R＋r)，当外电阻发生改变时，电流就改变，由两个定值电阻测得两个对应电流值，代入上式就可以解出电动势和内阻．故电路设计成如图所示．
(2)将对应电压值和电流值代入E＝I(R＋r)得两个方程：
E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，
联立解得：E＝.
答案 (1)电路图见解析 (2)
8．在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线如图2－10－14a所示．(电流表A：0～0.6～3 A，电压表V：0～3～15 V)
(1)经仔细检查、诊断知，该图中有两处不太合理的连线，那么这两处不太合理的连线对应的编号是________．
(2)若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的输出特性图象(U－I图)如图2－10－14 b．则该电源的电动势为________，电源内阻为________．
图2－10－14
答案 (1)③⑤ (2)3 V 2 Ω
9．利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r，电路如图2－10－15所示，图中R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器，实验得到四组数据如下表中所示．
(1)表中数据经处理后，可确定电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(2)现有滑动变阻器：A(10 Ω，1 A)，B(500 Ω，0.5 A)，C(500 Ω，0.1 A)．那么在本次实验中，滑动变阻器R1应选用________，R2应选用________．(填“A”“B”或“C”)
I/mA U/V
50.0 1.35
75.0 1.28
100.0 1.20
150.0 1.05
图2－10－15
答案 (1)1.5 3 (2)B A
10．利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约为1.5 V，符号
电压表：量程0～1 V，内阻998.3 Ω，符号
电流表：量程0～1 A，符号
滑动变阻器：最大阻值10 Ω，符号
电阻箱：最大阻值99 999.9 Ω，符号
单刀单掷开关1个，符号
导线若干
(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并画出电路原理图．要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负．
(2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的________倍，电阻箱的阻值应为________Ω.
解析 电源电动势为1.5 V，而电压表量程为0～1 V，故电压表需要扩大量程．为了实验的精确度，减少读数的相对误差，所以量程扩大到2 V即可．
答案 (1)如解析图所示
(2)2 998.32.6 导体的电阻 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 电阻、电阻率的理解
1．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是 ( )．
A．由R＝ρ知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比，与横截面积S成反比
B．由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度
解析 导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、截面积有关．与导体两端的电压及导体中的电流无关，A对，B、C错，电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，并存在超导现象，绝对零度只能接近，不可能达到，D对．
答案 AD
图2－6－9
2．滑动变阻器的原理如图2－6－9所示，则下列说法中正确的是 ( )．
A．若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大
B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小
C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱
D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱
解析 若将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确．若将a、d两端连在电路中，也是aP部分将连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误．A、B两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a、b两个接线柱中任意选一个，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误．在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两个接线柱必须接入电路，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D正确．
答案 AD
知识点二 电阻定律及应用
3．(2010·太原高二检测)两段材料和质量都相同的均匀电阻线，它们的长度之比为L1∶L2＝2∶3，则它们的电阻比R1∶R2为 ( )．
A．2∶3 B．4∶9
C．9∶4 D．3∶2
解析 材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比L1∶L2＝2∶3.故截面积之比S1∶S2＝3∶2.由电阻定律得电阻之比为＝＝·＝×＝.
答案 B
4．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为 ( )．
A．0.31 μA B．0.62 μA
C．0.15 μA D．0.43 μA
解析 因为R＝，所以R＝3.18×108 Ω，
所以I＝＝0.31 μA.
答案 A
图2－6－10
5．在如图2－6－10所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为( )．
解析 由U＝IRx＝·x＝x，其中E、L均为定值，故U与x成正比．A项正确．
答案 A
6．如图2－6－11甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图2－6－11乙所示．当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
图2－6－11
解析 由图乙可求得电解液的电阻为
R＝＝ Ω＝2 000 Ω
由图甲可知电解液长为：l＝a＝1 m
截面积为：S＝bc＝0.02 m2
结合电阻定律R＝ρ
得ρ＝＝ Ω·m＝40 Ω·m.
答案 40 Ω·m
图2－6－12
7．如图2－6－12是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I－R图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则 ( )．
A．甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
解析 若将两电阻丝串联接入电路中，由于通过两电阻丝的电流相同，由图象可知，此时甲的电阻大于乙的电阻，所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大，A错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同，故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，B错误；由Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，C正确；由P＝I2R可知D错误．
答案 C
8．如图2－6－13所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是 ( )．
图2－6－13
A．图甲产生的热量比图乙产生的热量多
B．图甲产生的热量比图乙产生的热量少
C．图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多
D．因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多
解析 将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，甲图中等效于两个电阻并联，R甲＝，乙图等效两个相同电阻串联，R′＝2r，又因为两端的电压是相等的，故电阻小的产热多一些，A正确，B、C、D错误．
答案 A
图2－6－14
9．两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图2－6－14中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为 ( )．
A．2∶1 B．1∶2
C．6∶1 D．1∶6
解析 两导线串联，电流相等，I1＝I2，从两段图线上截取相同的电压，U1＝U2，保证电阻是相等的，此时长度之比为L1∶L2＝1∶2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比，S1∶S2＝1∶2，B正确，A、C、D错误．
答案 B
图2－6－15
10．如图2－6－15所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50 cm左右，直径D为10 cm左右)．镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN.现给你米尺，电压表，电流表，电源E，滑动变阻器R，开关S和若干导线，请设计一个测定膜层厚度d的实验方案．
(1)实验中应测定的物理量是________．
(2)在虚线框内用符号画出测量电路图．
(3)计算膜层厚度的公式是________．
解析 根据对进行实验所需掌握的相关知识的理解和记忆，知道是利用欧姆定律和电阻定律，即R＝＝ρ①，困
难在找出厚度d与截面积S有何关系．我们以前通常接触的导体模型都是实心圆导体，能否仅凭借题目所给的已知条件正确地表示出S，就需要我们进行等效转换，实际上我们可以把这根管形空心导体的环形截面等效成一个矩形截面，其长为环的周长πD，由于膜很薄，d≈0，故πD与平均周长π相差甚微，因此它的横截面积S＝πDd ②.解①②得到d＝.
实验中应测定的物理量是L、D、U、I；测量电路如图所示，厚度计算公式为d＝.
答案 (1)L、D、U、I (2)见解析图 (3)d＝2.4 串联电路和并联电路 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 串、并联的特点
1．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻 ( )．
A．很接近R1且略大于R1 B．很接近R1且略小于R1
C．很接近R2且略小于R2 D．很接近R2且略小于R2
答案 A
2．三个阻值都为R的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是 ( )．
A．0.5R B．3R
C．1.5R D.R
解析 全部串联R1＝3R，全部并联R2＝；
两并一串R3＝R＋＝R＝1.5R.
两串一并R4＝＝R，综上正确选项为B、C、D.
答案 BCD
知识点二 电表的改装
3．一电流表(表头)并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为1 A，而改装电流表的读数为1.1 A，稍微偏大一些，为了使它的读数准确，应 ( )．
A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻
B．在原分流电阻上再串联一个较小的电阻
C．在原分流电阻上再串联一个较大的电阻
D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻
解析 改装表示数偏大，说明改装成电流表时并联的分流电阻偏大．故要使内阻稍微变小一些，需要在原分流电阻上再并联一个较大的电阻，故A正确．
答案 A
4.
图2－4－5
如图2－4－5所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成，下列说法正确的是 ( )．
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
解析 由电流表原理可知甲为电流表，且R增大时，干路电流减小，量程减小，B正确．乙为电压表且R越大，量程U＝Ig(Rg＋R)越大．C正确．
答案 BC
5．两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表和，若将改装后的两表串联起来去测某一电路的电压，则两表 ( )．
A．读数相同 B．指针偏转角度相同
C．量程大的电压表读数大 D．量程大的电压表读数小
解析 由于两个电压表是用相同的电流表改装的，当两个电压表串联使用时，通过两表的电流是相同的，所以表头指针偏转的角度是相同的，刻度盘上的示数表示的是电压表两端的电压，所以其示数是不同的．
答案 BC
6.
图2－4－6
如图2－4－6所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G的量程为0～100 μA，内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1＝________Ω，R2＝________Ω.
解析
答案 4.94×104 1.0×105
知识点三 串、并联电路的综合应用
7.
图2－4－7
如图2－4－7所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是 ( )．
A．Rx的测量值比真实值大
B．Rx的测量值比真实值小
C．Rx的真实值为99.8 Ω
D．Rx的真实值为100.2 Ω
解析 因为电流表和Rx直接串联，所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I，电压表并联在电流表和Rx串联电路的两端，故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U，所以Rx的测量值Rx′＝大于真实值Rx＝，故A对．Rx的真实值为：Rx＝＝＝Ω＝99.8 Ω，故C对．
答案 AC
8．一个电流表的刻度盘的每1小格代表1μA，内阻为Rg.如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA，则 ( )．
A．给它串联一个电阻，阻值为nRg
B．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)Rg
C．给它并联一个电阻，阻值为
D．给它并联一个电阻，阳值为
解析 电流表的量程变为原来的n倍，故应并联分流电阻R＝Rg.选项D正确．
答案 D
9．R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V，若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是 ( )．
A．45 V B．5 V
C．25 V D．15 V
解析 R2的最大电压为U2＝10 V，R2允许通过的最大电流为0.5 A，与R1串联后，由电压与电阻成正比，故R1两端电压U1＝U2＝5 V．总电压U＝U1＋U2＝15 V．故D正确．
答案 D
10．已知电流表的内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，要把它改装成量程是6 V的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A的电流表，应并联多大的电阻？
解析 量程为6 V的意思是当电压表(电流表串联电阻后的整体)两端电压为6 V时，通过电流表的电流为满偏电流，指针指向最大刻度处，我们在最大刻度处标以6 V．依以上分析，设串联电阻的阻值为R，则
Ug＝IgRg＝3×10－3×120 V＝0.36 V，
UR＝U－Ug＝6 V－0.36 V＝5.64 V.
根据串联电路中的电压分配关系可得R＝Rg＝×120 Ω＝1 880 Ω.即应串联1 880 Ω的电阻，改装后，电压表内阻RV＝1 880 Ω＋120 Ω＝2 000 Ω.
量程为3 A的意思是通过电流表(表头并联电阻后的整体)的电流为3 A时，通过表头的电流为满偏电流，指针指向满刻度处，在此处标以3 A.
设应并联电阻阻值为R，则其分担的电流为
IR＝I－Ig＝3 A－3×10－3A＝2.997 A.
根据并联电路中的电流分配关系可得
R＝Rg＝×120 Ω≈0.12 Ω.
即应并联0.12 Ω的电阻，改装后，电流表的内阻RA＝＝≈0.12 Ω.
答案 1 880 Ω 0.12 Ω2.5 焦耳定律 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 电功和电功率、电热、热功率
1.
图2－5－2
如图2－5－2所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是 ( )．
A．特性曲线在Ⅰ区，P1
B．特性曲线在Ⅲ区，P1>P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1>P2
D．特性曲线在Ⅲ区，P1解析 I－U特性曲线的斜率k＝＝，k越大，R就越小，所以R1P2.
答案 C
2．关于三个公式P＝UI，P＝I2R，P＝的适用范围，以下说法正确的是 ( )．
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义
D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
解析 首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能．
答案 BC
3．三个电阻分别标有“100 Ω、4 W”，“200 Ω、2W”，“50 Ω、8 W”，若将它们并联起来，允许消耗的最大功率是多少？
解析 三个电阻正常工作时的电压为：
U1＝＝20 V
U2＝＝20 V
U3＝＝20 V
当三者并联时应接在20 V的电源上，此时三者均正常工作，故允许消耗的最大功率为
P总＝4 W＋2 W＋8 W＝14 W.
答案 14 W
4．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 ( )．
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
解析 本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率．电功率公式P＝，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝只适用于纯电阻的电路，B对．在不是纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．
答案 BCD
知识点二 非纯电阻电路中的电功和电热
5．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内
( )．
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析 电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.
答案 ABD
6.
图2－5－3
如图2－5－3所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V、60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则 ( )．
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
解析 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝ A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对、A错；电解槽的发热功率P热＝I2R内＝1.3 W，B错；整个电路消耗的总功率P总＝220× W＝120 W，D错．
答案 C
7．(2010·潍坊高二检测)额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是 ( )．
A．电风扇最多 B．电烙铁最多
C．日光灯最多 D．一样多
解析 在三种用电器中，只有电烙铁是纯电阻用电器．将电能全部转化为内能，故B选项正确．
答案 B
8.
图2－5－4
如图2－5－4所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是 ( )．
A．I＝1.5 A B．I＜1.5 A
C．P＝15 W D．P＜15 W
解析 电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞IR2，所以I2＜＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误、B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误、D正确．
答案 BD
9.
图2－5－5
如图2－5－5所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是 ( )．
A．L1亮度不变，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率变小
D．流过滑动变阻器的电流变小
解析 变阻器滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮，L1分得电压变小，L1变暗，A错、B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．
答案 BCD
10.
图2－5－6
如图2－5－6所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U＝100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？
解析 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运用欧姆定律I＝直接求出电流强度，而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出．在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功．根据欧姆定律，通过电炉的电流强度为I1＝＝ A＝10 A.
根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流强度为I2＝30 A－I1＝20 A.
电动机的总功率为P＝UI2＝100×20 W＝2×103 W.
因发热而损耗的功率为P′＝I·r＝0.4×103 W
电动机的有用功率(机械功率)为P″＝P－P′＝1.6×103 W，电动机通电1 min做的有用功为W＝P″t＝1.6×103×60 J＝9.6×104 J.
答案 20 A 9.6×104 J2.7 闭合电路的欧姆定律 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 闭合电路欧姆定律的理解
1．(2010·哈尔滨高二检测)用E表示电源电动势，U表示路端电压，Ur表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是( )．
A．Ur＝IR B．Ur＝E－U
C．U＝E＋Ir D．U＝
解析 因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路，所以I＝不一定成立，Ur＝E－U一定成立，故D错误、B正确；Ur＝Ir，A错误；U＝E－Ir，C错误．
答案 B
2.
图2－7－8
如图2－7－8所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，标有“8 V、16 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机绕线的电阻R0＝1 Ω，求：
(1)电源的总功率；
(2)电动机的输出功率．
解析 (1)L正常发光，路端电压等于灯泡额定电压8 V.
内电压U内＝(10－8)V＝2 V，
则总电流I＝＝4 A，
电源总功率为P电＝IE＝4×10 W＝40 W.
(2)流经电动机的电流IM＝I－＝2 A.
输入电动机的总功率P电动机＝U·IM＝8×2 W＝16 W.
电动机内阻消耗功率P内＝IR0＝4×1 W＝4 W.
故电动机输出功率P出＝(16－4)W＝12 W.
答案 (1)40 W (2)12 W
知识点二 闭合电路中的电功和电热
3．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是 ( )．
A．1 Ω B．2 Ω
C．4 Ω D．6 Ω
解析 由2R1＝2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
答案 C
4.
图2－7－9
如图2－7－9所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是 ( )．
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
解析 由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C正确．此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B正确．流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A正确、选项D错．
答案 ABC
知识点三 含容电路
图2－7－10
5．在如图2－7－10所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 ( )．
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变小
C．电容器C上电荷量减少
D．电流表读数变小，电压表读数变大
解析 将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A选项错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C选项错误、D选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小，B选项正确．
答案 BD
图2－7－11
6．在如图2－7－11所示的电路中，电源电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．
解析 由电阻的串、并联公式得闭合电路的总电阻R总＝＋r，由欧姆定律得通过电源的电流I＝，电源的路端电压U＝E－Ir，R3两端的电压U′＝U.通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q＝CU′.
由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4 C.
答案 2.0×10－4 C
知识点四 电路动态分析
图2－7－12
7．(2010·德州高二检测)如图2－7－12所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？
解析 P向上端移动，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，判断出V1示数增大．由I减小，知内电压U内和R1的端电压UR1减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大．由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小．
答案 V1示数增大，V2示数增大，A示数减小．
图2－7－13
8．(2010·上海高二检测)如图2－7－13所示电路中，电源电动势为12 V，内电阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU＝2 V，在这一过程中( )．
A．通过R1的电流增大，增大量为
B．通过R2的电流减小，减小量小于
C．R2两端的电压减小，减小量为ΔU
D．路端电压增大，增大量为ΔU
解析 由电阻的定义知R1＝＝，所以ΔI＝，即通过R1的电流增大量为，A正确；R1两端的电压增大，R2和r的电压减小，两者减小的电压之和为ΔU＝2 V，所以R2两端的电压减小量小于ΔU，故B正确、C错误；因为R1两端的电压增大量为ΔU，R2两端的电压减小量小于ΔU，路端电压等于两者变化之和，故应小于ΔU，D错误．
答案 AB
图2－7－14
9．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图2－7－14所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 ( )．
A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W
解析 电动机未启动时，U灯＝E－I1r＝(12.5－10×0.05)V＝12 V，电灯功率P灯＝U灯I1＝120 W．电动机启动时，U灯′＝E－I2r＝(12.5－58×0.05)V＝9.6 V，设电灯阻值不变，由P＝，可得P′＝2×P灯＝2×120 W＝76.8 W，电功率的减少量ΔP＝P－P′＝(120－76.8)W＝43.2 W.
答案 B
图2－7－15
10．如图2－7－15所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升．已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则 ( )．
A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析 本题主要考查学生对欧姆定律适用范围、电功和电热的区别，要求学生熟练掌握欧姆定律，电功率及焦耳定律的应用．由于电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用，电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝－－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确．
答案 BC2.2 电动势 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 电动势
1．对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是 ( )．
A．E与W成正比 B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关 D．W表示非静电力
解析 电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量、与W、q无关．
答案 C
2．关于电源的电动势，下列说法中正确的是 ( )．
A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
B．1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同
C．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
D．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大
答案 B
3．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数接近3 V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，则下列说法：
①这两节干电池的电动势减少了很多 ②这两节干电池的内阻增大了很多 ③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小 ④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小
其中正确的是 ( )．
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析 题目所给的材料中，有几点要特别注意：手电筒的灯泡发出很微弱的光，这说明通过小灯泡的电流已经很小．用电压表测两节干电池的电压示数接近3 V，这说明每节干电池的电动势仍约为1.5 V，把它们作为电子钟的电源，电子钟正常工作，说明电子钟的工作电流比较小．由此我们可以知道，干电池在用了很长一段时间之后，电动势的大小仍基本没变，那为什么手电筒却发出微弱的光呢？可见，该电池的内电阻已经变大了很多．故正确选项为C.
答案 C
知识点二 电源中的能量转化
4．一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ( )．
A．6 V B．360 V
C．120 V D．12 V
解析 q＝It，E＝＝＝ V＝6 V.
答案 A
5．单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量决定于
( )．
A．电源的电动势 B．通过电源的电流
C．路端电压的大小 D．内、外电阻之和
解析 由E＝得W＝Eq，故单位电荷量的正电荷移动一周，电路中释放的总能量决定于电源电动势E.
答案 A
知识点三 电动势的计算
6．太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示 ( )．
A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能
B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 V
C．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能
D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小
解析 电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转变的电能．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大．故A、D对，C错；电源在不接入电路时，两极间的电压大小为电动势，故B错．
答案 AD
7．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示 ( )．
A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 A
B．该电池在工作15 h后达到的电流为15 A
C．电池以1.5 A的电流工作，可用10 h
D．电池以15 A的电流工作，可用15 h
解析 蓄电池标有“15 A·h”的字样，表示电池的蓄存电荷量的情况．即电池工作时，放电电流为1.5 A时，工作时间为10 h，故C正确．
答案 C
8．一块数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V，容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h，用500 mA的电流释放可放电2 h，以此类推)．当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为________J；当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为________J.
解析 电源输出的总电能E＝UQ＝UIt＝3.6×1×3 600 J＝12 960 J.
关闭液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E1＝＝32.4 J.
打开液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E2＝＝86.4 J.
每拍一张照片液晶屏消耗的电能E3＝E2－E1＝86.4 J－32.4 J＝54 J.
答案 32.4 54
9．电动势为20 V的电源向外供电，已知它在1 min时间内移送120 C的电荷量，则：
(1)这个回路中的电流是多大？
(2)电源产生了多少电能？
解析 (1)由公式得电流I＝＝ A＝2 A.
(2)电源产生的电能为W＝qU＝120×20 J＝2 400 J.
答案 (1)2 A (2)2 400 J
10．铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5 V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1 A和0.2 A．试求两个电路都工作20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个把化学能转化为电能的本领更大？
解析 对于铅蓄电池电路，20 s时间内通过的电荷量q1＝I1t＝2 C；对于干电池的电路，20 s时间内通过的电荷量q2＝I2t＝4 C；由电动势定义式E＝可得电源消耗的化学能分别为W1＝q1E1＝4 J，W2＝q2E2＝6 J．因为E1＞E2，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大．电动势表征电源的转化本领．
答案 4 J 6 J 铅蓄电池2.8 多用电表的原理、2.9实验：练习使用多用电表 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 欧姆表的使用
1．关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是 ( )．
A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一个刻度盘
B．电阻刻度是不均匀的
C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
解析 多用表中，直流电流和电压刻度是均匀的，但电阻刻度不均匀，A、B选项正确；电阻零刻度对应Ig.电阻∞刻度线对应I＝0，故C选项正确．
答案 ABC
2．用多用电表的欧姆挡(×1 kΩ)检验性能良好的晶体二极管，发现多用电表的指针向右偏转的角度很小，这说明 ( )．
A．二极管加有正向电压，故测得电阻很小
B．二极管加有反向电压，故测得电阻很大
C．此时红表笔接的是二极管的正极
D．此时红表笔接的是二极管的负极
答案 BC
知识点二 多用表的使用方法
3．如图2－8、9－17所示为一多用电表表盘．
图2－8、9－17
(1)如果用直流10 V挡测量电压，则读数为________V.
(2)如果用直流100 mA挡测量电流，则读数为________mA.
(3)如果用×100挡测电阻，则读数为________Ω.
解析 电压、电流读数时用中间刻度线，电压表读数为6.5 V，电流表读数为65 mA，欧姆表读数用上面刻度线，读数为8×102 Ω.
答案 (1)6.5 (2)65 (3)8×102
4．用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，若将选择倍率的旋钮拨至“×100 Ω”的挡时，测量时指针停在刻度盘0 Ω附近处，为了提高测量的精确度，有下列可供选择的步骤：
A．将两根表笔短接
B．将选择开关拨至“×1 kΩ”挡
C．将选择开关拨至“×10 Ω”挡
D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数
E．调节调零电阻，使指针停在0 Ω刻度线上
F．将选择开关拨至交流电压最高挡上
将上述步骤中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是________(填写步骤的代号)；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图2－8、9－18所示，则此未知电阻的阻值是Rx＝________.
图2－8、9－18
答案 CAEDF 160 Ω
图2－8、9－19
5．图2－8、9－19图中E为电源，R1、R2为电阻，K为电键．现用多用电表测量流过电阻R2的电流．将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是
( )．
A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将K断开，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将K断开，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
解析 若保持K闭合，并将多用电表接在a、b间，则电表被短路，无法测量流过电阻R2的电流，所以应将K断开，将红表笔接在a处(电流流进)，黑表笔接在b处(电流流出)，故选项C正确．
答案 C
6．如图2－8、9－20为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3 kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：
图2－8、9－20
(1)调节可动部件________，使电表指针指向________．
(2)调节可调部件，使它的尖端指向________位置．
(3)将红黑表笔分别插入正负插孔中，笔尖相互接触，调节可动部件________，使电表指针指向________位置．
(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．
(5)换测另一阻值为20～25 kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1 k”的位置．此时还必须重复步骤________，才能进行测量，若电表读数如图2－8、9－20所示，则该待测电阻的阻值是________．
答案 (1)A 左边零刻度处 (2)“×100” 的倍率挡
(3)C 右边电阻零刻度处
(5)(3) 22 kΩ
图2－8、9－21
7．把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图2－8、9－21所示，现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.变阻器0～100 Ω；C.变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)变阻器选用________．
(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．
(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________．
解析 (1)两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏Ig＝，解得R0＝400 Ω，故变阻器应选C；
(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端；
(3)电流I＝2 mA时，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω.
答案 (1)C (2)N M (3)1 000 Ω
8.
图2－8、9－22
如图2－8、9－22所示，电路中有三根导线，其中一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线是好的．为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数．下列选项中符合操作规程的是 ( )．
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡 D．欧姆挡
解析 因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不行．由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全．估测电路中电流的最大值可能为Im＝＝ A＝1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，只能选用直流10 V挡．故正确答案为A.
答案 A
9．如图2－8、9－23所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
图2－8、9－23
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
解析 (1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路．当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡．
(2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的．当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间．
答案 (1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①调到欧姆挡；
②将红黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；
③测量小灯泡的电阻．如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
10．图2－8、9－24是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
图2－8、9－24
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的________挡．(用字母序号表示)
A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)．
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是________．(假设只有下表中的某一项有故障)
测试点 电压示数
a、b 有示数
c、b 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
A.灯A断路 B．灯B短路
C．cd段断路 D．df段断路
(2)用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S________(填“断开”或“闭合”)．
②测量结果如右表所示，由此可以断定故障是 ( )．
A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．de间导线断路
解析 (1)用多用电表的直流电压挡进行测量时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零．因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显，其量程不宜过大．本题中电源的电动势为6 V，故选10 V量程即可．测试时红表笔应接电势高的a点．根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d无示数，说明c→灯→d间完好或灯A短路；d、f有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是df段断路．另外，若灯B短路，则d、f间应无示数．
(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开．根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时有电阻无穷大，可以断定是de间导线断路．
答案 (1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D2.11 简单的逻辑电路 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 门电路的理解
1．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示．关于这里的“1”和“0”下列说法中正确的是 ( )．
A．“1”表示电压为1伏，“0”表示电压为0伏
B．“1”表示电压为大于或等于1伏，“0”表示电压一定为0伏
C．“1”或“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字
D．“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连
答案 C
2．关于如图2－11－7所示门电路的符号，下列说法中正确的是 ( )．
图2－11－7
A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门
B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门
C．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门
D．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门
答案 C
3．试完成下列“或”门真值表.
输 入 输出
A B Z
0 0 0
0 1
1 0
1 1
解析 “或”门电路中．任何一个输入为1时输出也为1.故所有的输出都为1.
答案 1 1 1
知识点二 复合门
图2－11－8
4．(2010·温州高二检测)如图2－11－8所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯L亮，输出端为“0”，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是( )．
A．“1”、“1” B．“0”、“0”
C．“1”、“0” D．“0”、“1”
解析 要使灯L亮，“非”门的输出应该为“1”，故“非”门的输入为“0”；故“或”门的两个输入端都应该为零．
答案 B
5．如图2－11－9所示，将两个非门和一个与门组成一个复合门电路，请在下表中填写该门的电路的真值表．
输 入 输出
A B Y
图2－11－9
答案
输 入 输出
A B Y
0 0 1
1 0 0
0 1 0
1 1 0
6.
图2－11－10
如图2－11－10是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图．该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合，同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被强光照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声．试回答：
该报警器应采用哪一种门电路，在虚线框内画出该门电路符号．
答案 应为“与”门电路
图2－11－11
7．如图2－11－11所示是一种应用逻辑电路制作的简易走道灯电路图，R0是一个光敏电阻，当走道里光线较暗时或是将手动开关S接通时，灯都会亮．则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当有光照到光敏电阻上R0时，门电路的输入端B是________电位．
解析 通过对电路的分析，明确输入信号是高电位还是低电位，结合输出对输入的要求，确定选择怎样的门电路，实现对电路的自动控制．
手动开关接通时，在A端输入高电位．有光线照射时，光敏电阻的阻值较小，与R1串联后分得的电压小，B端输入低电位．所以S闭合，A输入为1，S断开，A输入为0.光照射强时，B输入为0，光照射弱时，B输入为1.电路要求光线较暗或手动开关S接通时，灯都会亮，因此应选择“或”门电路．应填“或”和“低”．
答案 或 低
图2－11－12
8．图2－11－12是一个火警报警装置的逻辑电路图．Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻．
(1)要做到低温时电铃不响，着火时产生高温，电铃响起．在题图中虚线处应接入怎样的元件？
(2)为什么温度高时电铃会被接通？
(3)为了提高该电路的灵敏度，即将报警温度调得稍低些，R的阻值应大一些还是小一些？
解析 (1)温度较低时Rt的阻值很大，R比Rt小得多，因此P、X之间电压较大，要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门．
(2)当高温时Rt阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起．
(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，Rt两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声．因此R较大，反应较灵敏．
答案 见解析2.1 电源和电流 每课一练（人教版选修3-1）
(时间：60分钟)
知识点一 电流的产生、电流和电源
1．对电源的认识，下列说法正确的是 ( )．
A．电源是为电路提供自由电荷的装置
B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C．电源的作用是使绝缘材料体变成导体
D．电源使导体中的自由电子发生定向移动
解析
答案 BD
2．关于电流的下列说法中，正确的是 ( )．
A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
C．通电时间越长，电流越大
D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大
解析 本题考查对公式I＝的理解．
答案 BD
图2－1－3
3．如图2－1－3所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是 ( )．
A．IA＝IB B．IA＝2IB
C．IB＝2IA D．不能确定
解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流强度相等．
答案 A
4.
图2－1－4
如图2－1－4所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为 ( )．
A．vq B.
C．qvS D.
解析 设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝vt·q，所以I＝＝vq，应选A.
答案 A
知识点二 电流的微观解释
5．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是 ( )．
A．导体运动的速率 B．导体传导的速率
C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率
解析 从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关，故选D.公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率．
答案 D
6．在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是 ( )．
A．导线中的电场强度处处为零
B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C．导线处于静电平衡状态
D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低
解析 在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确、A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确．
答案 BD
7．关于电流，下列叙述正确的是 ( )．
A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流
B．电源的作用可以使电路中有持续电流
C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动
D．恒定电流是由恒定电场产生的
答案 BD
图2－1－5
8．如图2－1－5所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是 ( )．
A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向B→A
B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝
D．溶液中电流方向从A到B，电流I＝
解析 正电荷的定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正负电荷反向经过同一截面时，I＝公式中q应该是正、负电荷量绝对值之和．故I＝，电流方向由A指向B，故选项D正确．
答案 D
9．夏季某日午后，某地区距地面约1 km的空中有两块乌云，相距3 km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109 V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106 V/m.请对以下问题进行估算．
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？
(3)这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？
解析 (1)由E＝得d＝＝ m＝1 000 m.
(2)释放的能量
E能＝qU＝500×3×109 J＝1.5×1012 J.
(3)由电流的定义得I＝＝ A＝5×104 A.
答案 (1)1 000 m (2)1.5×1012 J (3)5×104 A
图2－1－6
10．如图2－1－6所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场．空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流强度I.(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t)
解析 根据电流强度的定义式I＝.只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q′＝Q.
因为Q′＝mneNA，Q＝It，
所以mneNA＝It，I＝.
答案 