第二章 专题 闭合电路欧姆定律的综合应用
课后强化演练
一、选择题
1．如图所示的电路中，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则( )
A．电源的总功率变小
B．电容器储存的电荷量变大
C．灯L1变暗
D．灯L2变亮
解析：R↓→R总↓→I↑→U↓→UC↓→IR1↓→IL2↑由此电路的变化可知：电源的总功率(P＝EI)变大；电容器储存的电荷量(Q＝CUC)变小；灯L1变亮；灯L2变亮．所以答案是D.
答案：D
2．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是( )
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析：在U-I图象中两图象的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，选项A正确．图象与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，图象的斜率大小表示电源内电阻的大小，由图象可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；图象甲的斜率大小大于图象乙的斜率大小，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C正确，选项D错误．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，选项B错误．
答案：AC
3．如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知( )
A．ab间电路通，cd间电路不通
B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．bc间电路不通，cd间电路通
解析：由于用交流电压表测得b、d两点间为220 V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220 V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间电路通和cd间电路通，即选项C、D正确．
答案：CD
4．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为( )
A.、 B.、
C.、 D.、
解析：电源效率η＝，E为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知Ua＝E，Ub＝E，所以选项D正确．
答案：D
5．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线．抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线．若A、B的横坐标为1 A，那么线段AB表示的功率等于( )
A．1 W B．3 W
C．2 W D．2.5 W
解析：C点的物理意义是电源的总功率与电源内阻热功率相等，即P总＝9 W＝EI，又I2r＝9 W可知，E＝3 V，r＝1 Ω，当I＝1 A时，AB线段表示的功率等于电源的输出功率，即P＝EI－I2r＝3×1 W－12×1 W＝2 W．故选C.
答案：C
6．如图所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R0的滑动端向左移动时，带电粒子将( )
A．向上运动
B．向下运动
C．静止不动
D．不能确定运动状态的变化
解析：当滑动触头向左移动时R0变大，则总电流变小，R两端的电压变小，电容器中的场强变小，所以粒子将向下运动，故B正确．
答案：B
二、非选择题
7．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω， R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的．求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大值．
解析：(1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir
将图象中A、B两点的电压和电流代入可得
E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r
联立解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当R3的滑键自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大．由此可知，图线上的A、B两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的．当滑键位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路总电阻即为R2，故由B点的U、I值可求出R2.
R2＝＝＝5 Ω.
(3)当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R3的最大值．
R总＝＝＝80 Ω，又R总＝＋R2
代入数值解得滑动变阻器的最大值R3＝300 Ω.
答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω
8．如图所示，E＝10 V，C1＝C2＝30 μF，R1＝4.0 Ω，R2＝6.0 Ω，电池内阻可忽略，先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断开，则断开S后流过R1的电荷量为多少？
解析：当开关S闭合时，电容器C2被短接，稳定后电阻R1和R2串联分配电路中的电压，电容器C1与电阻R2
并联．电流I＝＝ A＝1.0 A，UC2＝0，UC1＝IR2＝1.0×6.0 V＝6.0 V，电容器C1极板带电荷量Q1＝C1UC1＝30×10－6×6.0 C＝1.8×10－4 C.
当开关S断开后，电源通过电阻R1向电容器C1充电，并通过R2向C2充电，稳定后电阻R1、R2中无电流通过，UC1′＝UC2′＝E＝10 V．通过电阻R1的电荷量等于电容器C1被充电的电荷量的电容器C2被充电的电荷量之和．(注意：电容器C1原来带电荷量为Q1＝C1UC1，电容器C2极板上原来不带电)
ΔQ＝C1UC1′－C1UC1＋C2UC2′＝(30×10－6×10－30×10－6×6.0＋30×10－6×10) C＝4.2×10－4 C．所以通过R1的电荷量为4.2×10－4 C.
答案：4.2×10－4 C
课件43张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练专题 闭合电路欧姆定律的综合应用1．分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下五个方面：
(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看做是断路，画等效电路时，可以先把它去掉．
(2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算．
(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线．
(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等．
(5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电．通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量．
2．含电容器电路问题的分析方法
(1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况．
(2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解．(1)通过电容器这个桥梁可以把电学知识与力学知识有机地结合起来．
(2)与电源相连的电容器，其极板间电压不变．
(3)与电源断开的电容器其所带电量不变．
(4)当电容器的两极板间电压变化时，有ΔQ＝CΔU.
(1)故障特点
①断路特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流为零，若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源连接部分无断点．
②短路特点：若外电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零．(2)故障的分析方法
这类题目要从已知条件出发，进行严密地推理，找出故障的原因．具体分为两种方法：
①仪器检测法：a.断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点．b.短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路．若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路．
②假设法： 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路．若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．用此方法，直到找出发生故障的全部可能为止. 如图所示，线段A为某电源的U-I图线，线段B为某电阻的U-I图线，当上述电源和电阻组成闭合电路时，求：
(1)电源的输出功率P出多大？
(2)电源内部损耗的电功率是多少？
(3)电源的效率η多大？
【答案】 (1)4 W (2)2 W (3)66.7%
【方法总结】
电源的U-I图线与电阻的U-I图线的物理意义不同，前者是路端电压与电路电流的函数关系；后者是加在电阻两端的电压与通过的电流的函数关系．从图象中能知道哪些物理量及从两个图象能求出哪些物理量是解题的关键．如图所示，在U-I图象上，a、b、c各点均表示该电路中的一个确定的工作状态，α＝β＝45°，则下列说法正确的是( )
A．在b点时，电源有最小的输出功率
B．在b点时，电源的总功率最大
C．从a→b，β增大，电源的总功率和输出功率都增大
D．从b→c，β增大，电源的总功率和输出功率都减小
解析：由几何知识可知，从a→b，β增大，路端电压增大，有些同学错误地认为电源的总功率和输出功率都增大．错误的主要原因是对图象问题理解不透彻，不知道图象的物理意义，当β变化时不知外电阻的变化，不清楚电源总功率和输出功率是如何变化的．
在b点时，电源的内阻等于外电路电阻，电源有最大的输出功率，电源的总功率P总＝IE，电流越大，总功率越大，外电阻为零时总功率最大．从a→b，β增大，外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大．从b→c时，β增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小．正确答案为D.
答案：D
如图所示，电源电动势E＝10 V，r＝1 Ω，电容器电容C＝40 μF，电阻R1＝R2＝4 Ω，R3＝5 Ω.接通电键S，电路稳定后，求：
(1)理想电压表V的读数；
(2)电容器的带电量．
【分析】 解答本题时应把握以下两点：
(1)电容器在电路中可视为断路．
(2)电容器两极板之间的电压等于与之并联电路两端的电压．【解析】 开关合上后，等效电路如图所示，电压表测R3两端的电压U3，电容器两端的电压为R1两端的电压U1.
【答案】 (1)5 V (2)1.6×10－4 C
【方法总结】
分析含电容器的直流电路时注意的四点
(1)在直流电路中，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，一旦电路达到稳定状态，在电容器处电路看做是断路．
(2)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．
(3)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等．
(4)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电，可以根据正极板电荷变化情况来判断电流方向．
如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量．
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C.
答案：(1)g，方向竖直向上 (2)4×10－4C
如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光．忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现了断路的故障．(设只有一处出现了故障)【解析】 依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行讨论：
(1)A、B灯均发光，说明A、B灯不能断路．
(2)若R1断路，电路中总电阻变大，电流变小，路端电压升高，A、B两灯均变亮，不合题意．
(3)若R3断路，B与R3并联，该段电路中电阻变大，使总电阻变大，总电流变小，路端电压增大，R1电流增大，A和R2并联电路中的电流减小，A两端的电压减小，B两端的电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意．
(4)若R2断路，A与R2并联，这段电路中电阻变大，使总电阻变大，总电流变小，路端电压增大，R1电流增大，B和R3并联电路中的电流减小，B两端的电压减小，A灯两端电压升高，A中电流增大，A灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符．故R2断路．
【答案】 R2断路
【方法总结】
分析电路故障常用排除法，在明确电路结构的基础上，从分析比较故障前后电路中电流和电压的变化入手，确立故障原因，并对电路中的元件逐一分析，排除不可能的情况，寻找故障所在．
高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示，超导部分有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I＞IC时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流IC＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V 6 W”的字样，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则( )解析：小灯泡L上标有“6 V 6 W”，该灯泡的电阻RL＝U2/P＝62/6 Ω＝6 Ω，短路前由于电路正常工作，电路的总电阻为R＝RL＋r＝(6＋2)Ω＝8 Ω，总电流为I＝E/R＝1 A，所以短路前通过R1的电流为I1＝1 A，选项A错误；当L突然短路后，电路中电流为I＝E/r＝4 A＞IC＝1.2 A，超导态转变为正常态，则此时电路中总电阻为R′＝(2＋2)Ω＝4 Ω，总电流I′＝E/R′＝8/4 A＝2 A，短路后通过R1的电流为I1′＝4/3 A，故选项B、C正确．
答案：BC1．(2012·高考上海单科)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的( )
A．总功率一定减小
B．效率一定增大
C．内部损耗功率一定减小
D．输出功率一定先增大后减小 2．如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U-I图线．用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2.则( )
A．P1＞P2 B．P1＜P2
C．η1＞η2 D．η1＜η2
答案：C3．如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻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．求接通电键S后流过R4的总电量．
通过R4的总电量就是电容器的电量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.为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。单元综合测评二
第二章 恒定电流
(时间：90分钟 满分：100分)
温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．
第Ⅰ卷(选择题，共44分)
一、选择题(本大题共11小题，每小题4分，共44分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)
1．(2011·全国高考)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
解析：根据题意，由电流定义式可得，闪电电流瞬时值I＝＝1×105 A，选项A正确；整个过程平均功率为P＝＝2×1010 W～3×1010 W，选项B错误；闪电前云地间的电场强度约为E＝＝1×106 V/m，选项C正确；整个闪电过程向外释放的能量约为ΔE＝QU＝6×109 J，选项D错误．
答案：AC
2．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A．P＝I2R B．P＝
C．P＝IU D．以上公式都可以
解析：因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，只能用功率公式P＝IU计算．所以C正确，A、B、D错误．
答案：C
3．两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于( )
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶ D.∶1
解析：根据I-U图线的斜率表示电阻的倒数，得：＝＝.
答案：A
4．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，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，通过灯泡电流为I＝10 A，
电压U1＝12.5 V－10×0.05 V＝12 V.
所以灯泡电阻为R＝＝ Ω＝1.2 Ω.
电动机启动时，灯泡两端的电压
U2＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V.
故车灯的电功率降低了ΔP＝－＝43.2 W.
答案：B
5．(2013·通化高二检测)电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是( )
A．通过电炉丝的电流大，而导线电流小
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热
C．铜导线的电阻比电炉丝小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小
D．电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压小得多
解析：通电后，电炉丝热得发红，但铜导线不热的原因是电炉丝电阻比铜导线的电阻大得多，两者串联，使电炉丝分得的电压大，发热功率大，故C对，A、B、D错．
答案：C
6．(2013·长春高二检测)如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移动时，灯泡A、B、C的亮度将( )
A．都变亮
B．都变暗
C．A、B变亮，C变暗
D．A、C变亮，B变暗
解析：当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，它接入电路中的有效电阻值减小，故电路中的总电阻将减小，干路中的电流增大，A灯变亮；因干路中电流变大，A灯及电源内阻分得电压增大，又有E＝Ur＋UA＋UC，所以UC减小，C灯变暗；又因为IA＝IB＋IC，IA增大，IC减小，故IB增大，B灯变亮，综合以上分析可知A、B、D错，C对．
答案：C
7．据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务．酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是( )
A．U越大，表示c越大，c与U成正比
B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
C．检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小
D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越多
解析：题中给出传感器电阻r′的倒数与酒精气体浓度c是正比关系，即＝kc，电压表示数U＝＝，可以看出电压与酒精气体浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增大．故B、D正确，A、C错误．
答案：BD
8．(2012·高考上海卷)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J，为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A．3 V 1.8 J B．3 V 3.6 J
C．6 V 1.8 J D．6 V 3.6 J
解析：由W＝qU得，U1＝3 V．再由q＝It知，q∝I，而根据欧姆定律，I∝U，所以必然有q∝U，因电量增大2倍，所以电压也将增大2倍，为6 V；再由W＝qU＝0.6 C×6 V＝3.6 J，选项D正确．
答案：D
9．如图，电源为“9 V 1 Ω”的电池组，要将“4 V 4 W”的灯泡接入虚线框中，在正常发光的条件下，最多能接( )
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
解析：灯泡正常发光时两端的电压为4 V，其中的电流为1 A．由闭合电路欧姆定律知电源内部电压为5 V，干路中的电流为I＝5 V/1 Ω＝5 A，所以最多能接5个灯泡，D正确．
答案：D
10．(2013·衡水高二检测)如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度t变化的图线如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a，b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
解析：当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，R2电阻减小，总电流变大，R1两端电压变大，R3两端电压变小，故电流表示数I变小；路端电压U变小，故D正确．
答案：D
11．如图所示的电路中，A、B间电压恒为3.2 V,3个电阻的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF，电流表为理想电流表．那么电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是( )
A．9.6×10－5 C,0.8 A B．0,0.8 A
C．9.6×10－5 C,1 A D．1.2×10－4C,0.8 A
解析：将电容器视为断路，可知电路结构为电阻R3直接接在A、B之间，通过电流表和R3的电流I＝＝0.8 A，电路稳定时电阻R1和R2中无电流通过，R2两端电压为零，所以电容器两端电压UC＝3.2 V，电容器所带的电量Q＝CUC＝9.6×10－5C，选项A正确．
答案：A
第Ⅱ卷(非选择题，共56分)
二、实验题(本题包括2小题，共12分)
12．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.5 Ω)
B．电流表G(满偏电流2 mA，内阻10 Ω)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)
E．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)
F．定值电阻R3＝990 Ω
G．开关、导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻器________(填写序号)；
(2)请在下面的方框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路原理图；
(3)某同学根据他设计的实验测出了六组I1(电流表G的示数)和I2(电流表A的示数)．请在下图所给的坐标纸上作出I1和I2的关系图线；
序号
1
2
3
4
5
6
I1/mA
1.40
1.36
1.35
1.28
1.20
1.07
I2/A
0.10
0.15
0.23
0.25
0.35
0.50
(4)根据图线可得，被测电池的电动势为________V，内阻为________Ω.
解析：(1)为便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，选择D比较合适．
(2)由于没有电压表，给定的电流表G可与定值电阻R3串联作电压表使用，实验电路如图甲所示．
(3)依据所测数据，在坐标纸上描点，所画I1和I2的关系图线如图乙所示．
(4)由图可知＝1.48 mA＝1.48×10－3 A
所以E＝1.48×(R3＋Rg)×10－3 V＝1.48 V
图线的斜率k＝＝＝0.82×10－3
利用闭合电路欧姆定律及串并联特点
近似得到＝k＝0.82×10－3，所以r＝0.82 Ω.
答案：(1)D (2)见解析 (3)见解析 (4)1.48(1.47～1.49) 0.82(0.70～0.90)
13．(2012·高考上海卷)在练习使用多用表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示
①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；
②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是__________________的阻值；
③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压．
(2)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若( )
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大
解析：(2)双手捏住两表笔金属杆，则人与电阻会形成并联电路，导致测量值偏小，故A选项错误．若发现指针偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，使指针约在刻度盘的三分之一处，故B选项错误．刻度盘的刻度与电阻值成近似反比关系，故若指针位于20与30正中间，则测量值应大于25，故C选项错误，本题选D.
答案：(1)①R1 ②R1和R2串联 ③R2(或：电源) (2)D
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)
14．一台电风扇，内电阻是20 Ω，接上220 V的电压后，消耗的功率是66 W，求：
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流大小；
(2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率以及电动机的效率；
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？
解析：(1)正常工作时通过电动机的电流大小
I＝＝ A＝0.3 A.
(2)转化为内能的功率
P热＝I2r＝0.32×20 W＝1.8 W.
转化为机械能的功率
P机＝P－P热＝(66－1.8) W＝64.2 W.
电动机的效率
η＝×100%＝×100%≈97.3%.
(3)当电风扇不转动时，电能全部转化为内能，电动机相当于纯电阻用电器．I′＝＝ A＝11 A，
电动机消耗的功率P′等于其发热功率P热′，所以
P′＝P热′＝U2/r＝(2202/20) W＝2 420 W.
此时电动机可能会被烧毁．
答案：见解析
15．(2013·济宁高二检测)如图所示电路中，甲、乙两个毫安表的内阻均为6 Ω，R3＝R4＝12 Ω，S断开时，AB之间电阻为3 Ω，S闭合时，甲、乙两个毫安表的示数之比为1∶2，求R1、R2的阻值各为多少？
解析：S断开时，A、B间的电阻为3 Ω，则：＋R2＝3 Ω
S闭合时，设流过甲表的电流为I，则流过乙表的电流为2I，则：
I(RA＋R4)＝2IRA＋R2
由此可解得：R1＝3 Ω，R2＝1 Ω.
答案：R1＝3 Ω R2＝1 Ω
16．(2013·合肥高二检测)如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源的内阻r＝1 Ω，电炉的电阻R1＝19 Ω，电动机绕线的电阻R2＝2 Ω，当开关S断开时，电源内电阻消耗的热功率P＝25 W；当S闭合时，干路中的电流I＝12.6 A，求：
(1)电源的电动势E；
(2)S闭合后电动机的机械功率．
解析：(1)S断开时，由P＝Ir，得：
I0＝＝ A＝5 A
由闭合电路欧姆定律得：
E＝I0(R1＋r)＝5×(19＋1) V＝100 V
(2)S闭合后，内电压
U1＝Ir＝12.6×1 V＝12.6 V
故电路的路端电压：
U2＝E－U1＝(100－12.6)V＝87.4 V
通过电炉的电流：
I1＝＝ A＝4.6 A
通过电动机的电流：
I2＝I－I1＝(12.6－4.6) A＝8.0 A
电动机消耗的热功率：
P1＝IR2＝8.02×2 W＝128 W
输送给电动机的电动率：
P2＝U2I2＝87.4×8 W＝699.2 W
故电动机输出的机械功率：
P3＝P2－P1＝(699.2－128) W＝571.2 W
答案：(1)100 V (2)571.2 W
17．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L.在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用g表示)则：
(1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？
(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？
解析：(1)I＝＝，∴UAB＝IR＝E1
由于平衡mg＝＝q ①
由①得E1＝. ②
(2)由于液滴从B板边缘飞出，利用平抛规律有：
L＝v0t ③
d＝at2 ④
－mg＝ma ⑤
又UBA′＝E2 ⑥
联立③④⑤⑥式得E2＝.
答案：(1) (2)
课件14张PPT。第二章 恒定电流对应学生用书P80
1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上内外都各有一个测量爪)．游标尺上还有一个深度尺，尺身上有紧固螺钉．构造如图所示．对应学生用书P802．用途：测厚度、长度、深度、内径、外径．
3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm，常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见表：
4.读数
(1)读数时以mm为单位来读，读出后再按要求换成其他单位；
(2)在“主尺读数”时，一定要读游标尺零刻线左边最近的主尺刻线的值；
(3)在读小数部分时，一定要认清第几根刻线与主尺的刻度对齐；
(4)一定要弄清所用卡尺的精确度；
(5)若用X表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(X＋K×精确度) mm.5．注意事项
(1)看清游标卡尺的精度，游标卡尺的精度通常有0.1 mm、0.05 mm和0.02 mm三种．
(2)测量物体时应使测量爪轻轻卡住被测物体，不要夹得太紧．
(3)读数时要使视线与尺垂直，避免产生视差．
(4)使用卡尺时应防止撞击．切不可用游标尺量度毛坯，以免损伤测脚．
(5)测脚必须紧靠工件，用制动螺丝把游标尺固定后再读数．
如图(a)所示，用10分度的游标卡尺测量一根金属圆管的内径和外径时，卡尺的游标尺位置分别如图(b)、(c)所示，则这根金属圆管的内径读数是________ mm，外径读数是________ mm. 【解析】 因为10分度游标卡尺的准确度为0.1 mm，对图(b)，从主尺上读得23.0 mm，而游标尺的第7个小格与主尺上的3 cm处恰好对齐，所以小数部分为0.1 mm×7＝0.7 mm，故此金属圆管的内径为：d＝23.0 mm＋0.7 mm＝23.7 mm.
同理，由图(c)，从主尺上读得整数部分为33.0 mm，而游标尺的第1个小格与主尺上刻度对齐，所以小数部分为0.1 mm×1＝0.1 mm，故金属圆管的外径D为：D＝33.0 mm＋0.1 mm＝33.1 mm.
【答案】 23.7 33.1(1)值得注意的是，如果以厘米为单位记录数据的话，一定要在估读位数上补“0”．如图(b)的整数部分要记为2.30 cm而不能记为2.3 cm，图(c)的整数部分要记为3.30 cm，而不能记为3.3 cm.
(2)记录数据的单位变换时，其有效数字的位数不能变，以说明其测量的准确度，注意主尺上的分度值的单位.为了巩固和提升所学内容，请使用“单元综合测评二”。第二章 第10节
实验：测定电池的电动势和内阻
课后强化演练
一、选择题
1．(2012·大连高二检测)在“测定电源电动势和内阻”的实验中，为使实验效果明显且不损坏仪器，应选择下列哪种电源较好( )
A．内阻较大的普通干电池
B．内阻较小的普通蓄电池
C．小型交流发电机
D．小型直流发电机
解析：为了使电路中路端电压变化比较明显，应使用内阻较大的干电池．
答案：A
2．(2013·长沙高二检测)为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的( )
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个电阻箱
D．一个电流表和一个滑动变阻器
解析：滑动变阻器不能读出阻值，因此D不能达到实验目的．
答案：D
3．如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U-I图线，关于此图线，下列说法中正确的是( )
A．纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0 V
B．横轴的截距表示电源的短路电流，即I短＝0.6 A
C．电源的内阻r＝5 Ω
D．电源的内阻r＝1.0 Ω
解析：由U＝E－Ir可知纵截距表示电源电动势，A正确；斜率表示内阻r＝＝＝1 Ω.短路电流I＝＝＝3 A，故D正确，B、C错误．
答案：AD
二、非选择题
4．(2012·高考重庆理综)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示．
①测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式__________________，利用测量数据作出U-I图象，得出E和r.
②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．
③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中 (a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．
曲线(c)对应的电源电动势E＝________ V，内阻r＝________Ω，当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝________ mW.(均保留三位有效数字)
解析：①利用E＝U＋Ir可推得U＝E－Ir.
②要避免电流表分压作用对测量结果的影响，电流表应采用外接法，开关要控制整个电路，实物连接如答案图所示．
③由U-I图象可以看出，减小铜片与锌片间距，纵轴截距不变，即电源电动势不变；由于U-I图象的斜率随两电极间距离减小而增大，根据r＝可知电源内阻逐渐增大；对于曲线(c)，与纵轴交点U＝0.975 V，即为电源电动势，根据r＝可得r＝ Ω＝478 Ω；当R＝2 500 Ω时，路端电压U＝ E＝0.819 V，输出功率P＝＝ W＝0.268 mW.
答案：①U＝E－Ir
②
③不变 增大 0.975 478 0.268
5．(探究创新)某同学通过查找资料，自己动手制作了一个电池，该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一个电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若干导线．
(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．
(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录，当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示，处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作R-坐标图，如图丙所示，图丙中标注出了的几个测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标在图丙上．
(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．
(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.
解析：(1)本实验是采用电流表和电阻箱组合测定电池电动势和内阻，只需将它们串联起来即可，实物连接如图(1)．
(2)如图所示
(3)图中坐标为(1.2,2.8)的点不合理舍去，过其他的点作直线，如(2)中图线所示．
(4)由E＝IR＋Ir得R＝－r，图线的斜率等于电源电动势，在纵轴上的截距等于电源内阻的负值，由(2)中图线可知E＝1.5 V，r＝0.3 Ω.
答案：(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析
(4)1.5(1.46～1.54) 0.3(0.25～0.35)
6．(2011·高考四川理综)为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表
B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表
C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表
选择电压表________串联________ kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．
(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________ V、内阻r＝________ Ω.
解析：(1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值，表的量程扩大3倍即为改装的电压表，故应选C，要将量程为3 V，内阻3 kΩ的电压表改装为量程为9 V的电压表，串联分压电阻的阻值为R＝＝
6 000 Ω＝6 kΩ.
(2)电路原理图如图所示．
(3)根据闭合电路欧姆定律知
E＝3U＋·r
将U1＝1.50 V，R＝15.0 Ω及U2＝2.00 V，R＝40.0 Ω分别代入上式联立解方程组得E＝7.5 V，r＝10.0 Ω.
答案：见解析
课件37张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第10节 实验：测定电池的电动势
和内阻方案2.用电流表、电阻箱测电动势E和内电阻r
由闭合电路的欧姆定律得：E＝I(R＋r)
用电流表测干路中的电流，通过改变电路中的电阻，测出两组R、I数据，就可以列出两个关于E、r的方程：E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r)
联立就可以解出结果，实验电路如图所示． 二、实验器材
在不同的方案中需要的实验器材略有不同，分别如下：
方案1：待测电池一节，电流表、电压表各一个，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干．
方案2：待测电池一节，电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干．
方案3：待测电池一节，电压表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干．三、实验步骤(以方案1为例)
1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程按图连接好电路．
2．把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端．
3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I，U)，填入下面的表格，用同样的方法测量几组I，U值，填入表格
4.断开开关，整理好器材．四、数据处理
1．公式法：把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果．
2．图象法
(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点；
(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；五、误差分析
1．偶然误差
主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不准确．
2．系统误差
(1)电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接(如图1所示)
(2)电流表相对于待测电阻(电源内阻)内接(如图3所示)
①产生原因：由于电流表的分压作用，使得电压表的读数比电源的路端电压小，电流表测得的电流等于流过电源的电流，所以在流过电流相同的情况下，U测＜U真．
②测量值和真实值的大小比较：依照分析可绘制出图4图线，可以从图线的意义得E测＝E真，r测＞r真．
综合上述，任一种电路都存在系统误差，若电源内阻较小时，不能采用图3中的测量电路，尽管电动势的测量值准确，但内阻的测量误差很大，因此要选用图1中的测量电路．
六、注意事项
1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表．
2．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电电流不宜超过0.3 A，短时间放电电流不宜超过0.5 A．因此实验中不宜将I调得过大，读电表的示数要快，每次读完后应立即断电． 4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些．
5．用伏安法测电动势E和内电阻r时，可以设计成两种电路．
如图所示，在实验中我们选择甲图的原因有：依据闭合电路的欧姆定律E＝U＋Ir，在实验中需要测路端电压U和电源中的电流I，可以看出，甲图中由于电压表的分流作用，使电流表测得的不是真实的电源中的电流；乙图中由于电流表的分压作用，电压表测得的不是真实的路端电压．这两个电路都存在系统误差，由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻值和真实值相差太大．故电流表的分压作用不能忽略，所以选用甲图电路较好．6．仪器的选择
(1)电流表量程的选择：量程要大于电源允许通过的最大电流，对于电池来讲允许通过的最大电流是0.5 A故需要选0～0.6 A.
(2)电压表量程的选择：量程要大于电源电动势，对一节干电池来讲，电压表量程在大于1.5 V的前提下越小越好．
(3)滑动变阻器的选择：滑动变阻器的最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 Ω)
B．电流表G(满偏电流Ig＝3 mA，内阻Rg＝10 Ω)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图(甲)中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图________所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)．
(2)图(乙)为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
【解析】 (1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990.1 V≈594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．
【答案】 (1)b D
(2)1.48(1.47～1.49均正确) 0.8(0.78～0.82均正确)
【方法总结】
(1)实验仪器的选取
测一节干电池的电动势和内电阻，电压表应选择3 V量程；一般通过干电池的电流不能过大，电池在大电流时电动势会明显下降，内电阻r会明显增大，因此电流表应选择0.6 A挡；电池应选择废旧干电池，此时电池内阻大，路端电压变化范围大；为使滑动变阻器调节方便，滑动变阻器选择最大阻值10 Ω左右的电阻．
(2)实验数据的处理
①在用U-I图象处理数据时注意坐标原点的数据，防止直接用纵坐标值与横坐标值(截距)求电阻而出错．图线斜率的绝对值为电源的内阻．
②图象中图线与U轴的交点的值为电动势．导线若干
(1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内．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.
【方法总结】
本实验利用伏安法测电动势和内阻，但在电压表或电流表量程不满足测量要求时，需创新设计实验，将电压表或电流表扩大量程，其基本原理仍是闭合电路欧姆定律．为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第11节 简单的逻辑电路
课后强化演练
一、选择题
1．逻辑电路的信号有两种状态：一种是高电位状态，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．有一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )
M
0
1
N
1
0
A.“与”门 B．“非”门
C．“或”门 D．“与非”门
解析：由题意给出的真值表可以看出：输入和输出恰好是相反的关系，故应属于“非”门电路．
答案：B
3．“或”门电路的逻辑关系可表示为Y＝A＋B，则下列结果正确的是( )
A．0＋0＝0 B．0＋1＝1
C．1＋0＝1 D．1＋1＝0
解析：根据“或”门的逻辑关系可知，A、B、C均正确．
答案：ABC
4．(2013·温州高二检测)在登录你的电子信箱(或“QQ”)的过程中，要有两个条件，一个是用户名，一个是与用户名对应的密码，要完成这个事件(登录成功)，它们体现的逻辑关系为( )
A．“与”关系 B．“或”关系
C．“非”关系 D．不存在逻辑关系
解析：必须是用户名和用户名对应的密码都正确，才能登录成功，所以它们的逻辑关系为“与”关系，A正确．
答案：A
5．(2011·安庆高二检测)请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个门电路( )
输入
输出
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
解析：从真值表可看出不是单一的“与”、“或”关系，更不是单一的“非”关系，一定对应一个复合门电路，从真值表分析可得应为“与非”复合门电路，D正确．
答案：D
6．如图是有三个输入端的复合门电路，当C端输入0时Y输出0，那么A、B端输入分别是( )
A．1、1 B．0、1
C．1、0 D．0、0
解析：C端输入为0，则通过“非”门后，输出为1，“与”门Y输出为0，则A、B端输入“或”门后的输出为0，根据“或”的逻辑关系，A、B输入的都是0.
答案：D
二、非选择题
7．如图表示输入端A、B的电压随时间的变化关系，完成下题：
求：图中输出端Y随时间变化的关系．
解析：由图可以看出，输出端Y是A、B的逻辑“与”关系的输出信号，因此首先作出A、B、Y的真值表，然后再确定输出端Y随时间变化的关系．
输入
输出
A
B
Y
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
答案：如图
8.火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等按如图连接，调节电位器使蜂鸣器正好不报警，然后用火焰靠近热敏电阻，蜂鸣器就会发出报警信号．在不报警时，P为低电位，记“0”；报警时，P为高电位，记“1”．
求(1)报警时，A点电位为高电位“1”还是低电位“0”；
(2)当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还是减小．
解析：(1)报警时，P点为高电位“1”，由于此电路运用了“非”门电路，输出端P为高电位时，输入端A点一定是低电位“0”．
(2)题图可等效为电路图所示．
当火焰靠近热敏电阻时，蜂鸣器报警，说明此时P点为高电位，A点为低电位，也就是说热敏电阻两端的电压减小，由电路图可知，热敏电阻的阻值减小．
答案：(1)A是低电位 (2)减小
课件49张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第11节 简单的逻辑电路
1．模拟信号与数字信号
(1)数字信号：在变化中只有两个对应的状态，“有”或者“没有”，常用“0”或者“1”表示．这样的信号叫数字信号，处理数字信号的电路叫数字电路．
(2)模拟信号：能连续变化的信号叫做模拟信号．如图所示．
2．数字电路
处理数字信号的电路，由各种门电路和记忆元件(如触发器)等组成的电路统称为数字电路．
3．门电路
(1)定义：能实现基本逻辑功能的电子电路．
(2)构成：可以由二极管、三极管等分立元件构成，也可以是集成电路．
(3)基本门电路的类型：与门电路、或门电路、非门电路．(1)逻辑电路是研究数字电路和其他具有开关特性的元件所构成的电路中各电信号之间的逻辑关系(包括时间关系)及所实现功能的电路．数字电路中最基本的逻辑电路就是门电路．
(2)门电路实质上就是一种开关电路，逻辑关系就是指条件对结果的控制关系．
1．定义：当几个条件同时具备时，才能出现某一结果，具有这样逻辑功能的电路．
2．常见电路如图(A、B必须同时闭合，灯泡才亮)．3．真值表4.逻辑符号：(1)“与”是“一起”的意思，故“与”逻辑可以理解为只有一起进入，门才能打开．
(2)符号“&”表示“和”，就是英文“and”的意思．
(3)“与”门电路的特点：当输入端都为“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”，一个输入为“1”时，输出为“0”；当输入都为“1”时，输出为“1”．可以简单地记为：“有零为零，全一为一”．
1．定义：当几个条件中有一个或几个以上具备时，就出现某一结果，具有这样逻辑功能的电路．
2．常见电路如图(A、B有一闭合，灯泡就亮)．3．真值表
4.逻辑符号： (1)符号“≥1”表示A、B输入端的和必须大于或等于1.
(2)“或”门电路的特点：当输入端都为“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”，一个输入为“1”时，输出为“1”；当输入都为“1”时，输出为“1”．可以简单地记为：“有一为一，全零为零”．
1．定义：当一种情况出现时，另一情况(结果)一定不可能出现，具有这种逻辑功能的电路．
2．常见电路如图(A闭合，灯泡不亮)．3．真值表
4.逻辑符号：(1)非门符号中的“1”表示缓冲，“0”表示反相(又叫反相圈)．
(2)“非”门电路的特点：当输入端为“0”时，输出为“1”；当输入端为“1”时，输出为“0”．可以简单地记为：“入一出零，入零出一”．
(3)“与”“或”门电路有两个输入端，输出是由两个输入端共同决定的，而“非”门电路只有一个输入端，其输出和输入恰好相反，因此“非”门电路又称反相器．
以半导体材料为基片，将组成电路的各种元件(如：电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上，成为具有一定功能的微电路系统，这就是集成电路．集成电路具有分立元件无可比拟的优点：体积小、质量轻、可靠性高、运算速度快、成本低廉等．拓展：对复合门电路的理解
1．“与非”门
一个与门电路和一个非门电路组合在一起，做成一个复合门电路，称为“与非”门，如图所示．
其真值表为2.“或非”门
一个或门电路和一个非门电路组合在一起，做成一个“或非”门，如图所示．
其真值表为
1．二极管“与”门电路的工作原理
图甲是一种由两只二极管和一只电阻组成的典型“与”门电路．A、B是两个输入端，其输入脉冲的低电势为0 V，高电势为3 V，Z是输出端．若将低电位用“0”表示，高电位用“1”表示，则该电路的输入电压波形如图乙所示．你能分析该电路的工作原理吗？
A、B为“与”门的两个输入端，Z是输出端．当A、B都是高电位“1”时(＋3 V)，Z端才是高电位“1”(3.7 V)；只要输入端有一个是低电位“0”(0 V)，高电位的二极管都要被截止，因为Z端是低电位“0”(约0.7 V)．2．二极管“或”门电路的工作原理
下图是一种由三只二极管和一只电阻组成的典型“或”门电路．A、B、C是三个输入端，其输入脉冲的低电势为0 V，高电势为5 V，P是输出端．只要A、B、C中有一个输入端是高电位“1”(＋5 V)，P端便是高电位“1”(4.3 V)；当A、B、C都是低电位“0”(0 V)时，P端为低电位“0”(0.7 V)． 逻辑电路图(如图所示)及其真值表，此逻辑电路为________门电路，在真值表中X处的逻辑值为________.
【解析】 根据逻辑电路图可判断此电路为“或”门电路，根据“或”门电路逻辑关系特点Y＝A＋B，得1＋0＝X，X＝1.
【答案】 或 1
【方法总结】
要牢记“与”“非”和“或”门电路的符号，并记住各自真值表，并会运用真值表解决实际问题．关于图中门电路的符号，下列说法中正确的是( )
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
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
解析：记住三种门电路的符号及其所表示的逻辑关系，是解决判断与识别类问题的关键．
答案：C
在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为( )
A．1和0 B．0和1
C．1和1 D．0和0【分析】 首先明确是“与”门电路和“非”门电路的组合，然后根据它们的逻辑关系结合真值表进行确定．
【解析】 首先从“非”门电路入手，当B端输入电信号“0”时，D端输出电信号为“1”，所以“与”门电路的两输入均为“1”，因此C端输出电信号为“1”，因此C项正确．
【答案】 C【方法总结】
复合门电路真值表的确定方法
(1)如果A、B输入分别经过一个“非”门电路，它们各自的输出Y1、Y2，又组成一个“与”门电路或“或”门电路，最后输出Y，故Y的值直接取决于Y1、Y2.
(2)判断复合门电路的最终输出结果时，分析思路一般是“从前向后”，先分析第一个门电路的输出结果，再判断第二个，依此类推．
(2013·厦门高二检测)如图所示，为两个“非”门和一个“或”门组成的复合门电路，请在表中填写该门电路的真值表．
解析：由“非”门电路和“或”门电路的真值表可以确定此复合门电路的真值表如表所示：
答案：见解析
如图所示是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警的电路图．图中的两个按钮开关S1、S2分别装在汽车的两道门上．只要其中任何一个开关处于开路状态，发光二极管(报警灯)就发光．请你根据报警装置的要求，列表分析开关状态与发光二极管的发光状态，并指出是何种门电路，在图中画出这种门电路的符号． 【解析】 开关闭合及二极管不发光状态为“0”，开关断开及二极管发光状态为“1”．则开关状态及发光二极管发光状态对应如下表，是“或”门电路．虚线框内门电路的符号如图所示.
【答案】 见解析【方法总结】
门电路的问题分析中，门电路往往要和一些常用的电学元件(如电阻、开关、热敏电阻、光敏电阻、二极管等)一起构成电路，通过电路中某一部分的变化(开关的通断、电阻的变化等)实现门电路输入端的电压变化，即电势的高低变化，从而通过门电路的输出端达到控制电路的目的，因此在分析这类问题时，除熟练掌握各种门电路的作用外，还要熟练地掌握电路的动态变化规律的分析，准确判断出电路中，尤其是门电路部分的电势高低的变化，从而达到正确解决问题的目的．
如图为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，火警时产生高温，电铃响起，在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，即报警温度调得稍低些，R的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PX之间电压较大．要求此时电铃不发声，也就是要求输出给电铃的电压较小．这里输出端的需求与输入端的状态相反，可见虚线处应是“非”门．
(2)当高温时Rt的阻值减小，PX之间电压降低，这时由于输入了低电压，所以从“非”门输出的是高电压，电铃响起．(3)为了提高电路的灵敏度，应该使电路在温度还没有升得很高时就能输出高电压，也就是说，应该在温度还没有升得很高时X点的电压就已经降得足够低．根据分压电路的性质，对于同一个热敏电阻，增大可变电阻R的阻值就可达到目的．
答案：(1)“非”门
(2)当高温时Rt的阻值减小，PX之间电压降低，这时由于输入了低电压，所以从“非”门输出的是高电压，电铃响起
(3)大一些1.如图所示电路为( )
A．“与”门电路
B．“非”门电路
C．“或”门电路
D．无法判定
解析：当开关接通时，灯泡短路，不发光，当开关断开时，灯泡发光，故该电路为“非”门．
答案：B2．“与”门电路的输入端输入信号为何值时，输出端输出“1”( )
A．“0” “0” B．“0” “1”
C．“1” “0” D．“1” “1”
解析：由“与”门电路的特点可知当输入端都为“1”时，输出端为“1”，D正确．
答案：D3．如图所示，用1表示有信号输入，用0表示无信号输入，用1表示有信号输出，用0表示无信号输出，则当A、B、C的输入分别为0、1、0时，在输出端Y的结果是( )
A．0 B．1
C．0或1 D．无法确定
解析：A、B输入分别为0、1，由“或”门逻辑关系知“或”门将输出1，C输入0，由“非”门的逻辑关系知，“非”门将输出1，“与”门的两个输入都为1，由“与”门的逻辑关系知，“与”门将输出1，即Y为1，B正确，A、C、D错误．
答案：B4．楼梯过道里的电灯往往采用如图所示的电路来控制，设高电势为“1”，低电势为“0”，试讨论灯泡L亮暗情况，并列出真值表．解析：当开关接高电势时设为“1”，接低电势时设为“0”，由此可知：S1接低、S2接低时，灯不亮；S1接高，S2接低时，灯亮；S1接低，S2接高时，灯亮；S1接高，S2接高时，灯不亮．真值表是：
答案：见解析为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第1节 电源和电流
课后强化演练
一、选择题
1．(2013·汕头高二检测)下面关于电流的叙述中正确的是( )
A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续的电流
B．电源的作用是使闭合电路中有持续的电流
C．通常导体内没有电流时，就说明导体内的电荷没有移动
D．导体中的电流可以是正、负电荷同时沿相反方向移动而形成的
解析：形成持续电流的条件是导体两端有持续的电压，电源可提供持续的电压，A错误，B正确；导体内没有电流时，说明导体内的电荷没有定向移动，但是电荷仍在做无规则的热运动，C错误；正电荷定向移动，负电荷定向移动或正、负电荷都定向移动，均可产生电流，D正确．
答案：BD
2．以下说法正确的是( )
A．自由电子定向移动速率就是电子热运动速率
B．自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
解析：电流的传导速率等于光速，而电子定向移动速率很小，C不对．电子定向移动速率是在电子以较大速率无规则热运动的基础上附加的一个很小的速率，A不对，B对．自由电子定向移动时仍在无规则的热运动，D不对．
答案：B
3．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板
解析：电流方向规定为正电荷定向移动的方向，在外电路从高电势一端流向低电势一端，电源内部电流由负极流向正极，因此A正确，B、C错误；电容器充电时，如图所示，由图可知D正确．
答案：AD
4．某电解池，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )
A．0 A B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
解析：I＝＝ A＝3.2 A.
答案：D
5．(2013·聊城高二检测)如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是( )
A．1 s通过电池某一横截面的电量为500 C
B．1 s通过电池某一横截面的电量为0.5 C
C．充电过程把其他形式的能转化为电能
D．充电过程把电能转化为其他形式的能
解析：由电流的定义式得q＝It＝0.5 C，故A错，B对．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故C错，D对．
答案：BD
6．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
解析：时间t内通过横截面的电荷量为Q′＝·vt，v＝ωR，I＝＝，因此A、B正确．
答案：AB
二、非选择题
7．北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为多少？
解析：电子运动一周所需要的时间：
t＝ s＝8×10－6 s
在圆形轨道上任取一横截面，则在t时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：
q＝It＝8×10－6×10×10－3 C＝8×10－8 C
环中具有电子数N＝＝个＝5×1011个．
答案：5×1011个
8．导线中的电流是10－8 A，导线的横截面积为1 mm2.
(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)?
(2)自由电子的平均移动速度是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?
(3)自由电子沿导线移动1 cm，平均需要多少时间？
解析：(1)N＝＝＝个＝6.25×1010个．
(2)由公式I＝neSv得
v＝＝ m/s
≈7.4×10－13 m/s.
(3)由v＝得
t＝＝ s≈1.35×1010 s.
答案：(1)6.25×1010个 (2)7.4×10－13 m/s (3)1.35×1010 s
课件59张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练本章为电学的基础知识，它是在初中学过的电学知识的基础上，进行加深和拓展，主要讨论了电源的作用、电路的组成结构、电流、电压和功率的分配、电路中的能量转化以及电路的简单设计等．对应学生用书P40
本章的重点是理解电动势、路端电压和内电压的关系，理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式，电路的分析和计算，理解测量电源电动势和内阻的方法．难点是负载对电源输出功率的影响、电路的设计以及电阻测量等电学实验(包括灵活应用实验的基本方法和技能解决实验问题、电路的设计等)．
本章内容可分为三部分：第一部分以部分电路欧姆定律为中心，主要研究直流电路的基本参量、串并联电路的规律、伏安法测电阻、电功和电热等问题；第二部分以闭合电路的欧姆定律为中心，主要研究了电源的作用、闭合电路中功率的分配和能量转化关系、电路的分析和计算等问题；第三部分以电流表、电压表、滑动变阻器的使用为中心，结合学生实验，研究了仪器的选择和使用、数据的处理和误差分析等问题．本章重点：理解电动势、路端电压和内电压的关系，理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式，电路的分析和计算，理解测量电源电动势和内阻的方法．
本章难点：负载对电源输出功率的影响、电路的设计以及电阻测量等电学实验(包括灵活应用实验的基本方法和技能解决实验问题、电路的设计等).1.在本章学习中要掌握分析解决问题的方法，比如动态分析法、等效法的应用，模型的转化，非电学量和电学量的转化，以及极限法、赋值法的应用技巧等．
对应学生用书P40
2．还要注意用能量的观点分析问题．要从能量转化和守恒的角度去分析和解决问题．在纯电阻电路中，电路消耗的电能只能转化为内能，如果是非纯电阻电路，电能大部分要转化为机械能或化学能等．另外功率问题、闭合电路欧姆定律的推导等都用到了能量守恒定律．
3．对于有关的电学实验，要从基本原理、基本方法入手，循序渐进，逐步掌握．对于每个实验，都要从实验原理、实验方法、实验步骤、注意事项、数据处理和误差分析等方面去分析，还要注意重要仪器的使用方法和读数规则等．第1节 电源和电流 电源
1．电源的定义
电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。
2．电源的作用
(1)从电荷移动角度看
电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所示．
(2)从能量转化的角度看
搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程．有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：
(1)电路中有电源．
(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．
所以只有电源，电路不闭合也不会有持续电流． 恒定电场
1．形成
导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的合电场．
2．特点
导线内的电场线和导线平行；电荷的分布是稳定的；导线内的电场是沿导线切线方向的稳定电场．
3．恒定电场与静电场的关系
在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用．
(1)两种电场的共性
①它们都是物质的一种客观存在形式，都储存着电能；
②它们对处于其中的电荷都有静电力的作用；
③在这两种电场中移动电荷时相应的静电力一般都要做功．
(2)两种电场的区别
①导体中要建立稳恒电流就必须将导体与电源相连接，形成一闭合的回路．而静电场的建立只需要有电荷存在；
②静电平衡状态下的导体内部场强为零，而在稳恒电流条件下导体内部场强不为零；
③在一般情况下，静电场的电场线并不是电荷运动的轨迹线，但是导体中恒定电场的电场线就是电荷运动的轨迹线．(1)产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E)，它由两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E′)．
(2)恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷，所以不能认为恒定电场是匀强电场． 恒定电流
1．电流
(1)电流的形成：电荷的定向移动形成电流．
(2)产生电流的条件
①内因：存在自由电荷．
②外因：导体两端存在电势差．
导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流．
(3)电流的方向：人们规定正电荷移动的方向为电流的方向．
①在金属导体中，电流的方向与自由电子的定向移动方向相反．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反．
②电流是标量．
(4)电流的定义
①定义：通过导体横截面的电荷量q与通过这些电荷量所用时间t的比值．
②定义式：I＝q/t.
③单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A，通常用的单位还有毫安、微安，1 A＝103 mA＝106 μA.
(5)恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．
2．电流的微观表达式
(1)建立模型：如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.
(3)结论：由此可见，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、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．使用公式I＝nqSv计算时，一定要注意以下几点：
(1)各个物理量都要用国际单位．
(2)正确理解各符号的意义，特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数，v表示自由电荷定向移动速度的大小．
(3)若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表达式为I＝nqv.
3.导体内三种速率的比较
电流微观表达式为I＝nqSv，其中v表示电荷定向移动的速率．实际上电荷的运动存在三种速率，下面对电荷的三种速率进行区别.由I＝nqSv可以看出，同一段导体，横截面积越大的位置，自由电荷定向移动的速率越小，如图所示．
对电流的理解与辨析
关于电流的概念，下列说法中正确的有( )
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向
C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零【解析】 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流是0，故A错．电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则．为了便于研究电流，人们规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向移动，故B错．在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确．对于导体，其两端电势差是0时，导体内无电场，电子不能定向移动，故电流是0，D正确．
【答案】 CD
【方法总结】
(1)导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的．
(2)电流是描述电流强弱的物理量，它有方向但为标量．习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向． 以下说法正确的是( )
A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流
B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
解析：要有持续电流必须有持续的电压，A不对；导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动，形成电流，B正确；电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对；在形成电流时电子定向移动，但是热运动并没有消失，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对．
答案：B 电流大小的计算方法
如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V 60W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
【分析】 根据公式q＝It计算，注意单位的统一，记住每个电子所带电荷量e＝1.6×10－19 C.【答案】 6.25×1015 3.4×1019
【方法总结】
(1)认真审题，明确导电的是什么粒子．
(2)由题设条件求出时间t内通过某一横截面的电荷量q.注意若有正、负电荷同时通过某一横截面时，那么在一段时间内通过这一横截面的电荷量等于正、负电荷电荷量的绝对值之和．
(3)由定义式I＝q/t求出电流大小． 如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内有1.0×1018个Na＋和1.0×1018个Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？解析：NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向B.
Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19 C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A运动， 答案：溶液中的电流大小为0.16 A，方向由A指向B. 电流的微观计算方法
一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的1个自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的是( ) 【答案】 D
【方法总结】
理解I＝nqSv各物理量的含义是解决此类问题的关键．n为单位体积内自由电荷的个数，v为导体中的自由电荷定向移动的速率，S为导体的横截面积，q为每个自由电荷的电荷量． (2013·昆明高二检测)一根横截面积为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，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )
A．qv B．q/v
C．qvS D．qv/S答案：A 1.关于电源的作用，下列说法正确的是( )
A．电源的作用是为电路持续地提供自由电荷
B．电源的作用是能直接释放电能
C．电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
D．电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析：电源是提供能量的装置，电源供电的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程，故A、B错误；电源能使导体两端保持稳定的电压，从而使导体中保持持续的电流，故C正确，D错误．
答案：C
2．关于导体中形成恒定电流的恒定电场，下列说法中正确的是( )
A．导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的
B．导体中的电场是导体内自由电荷形成的
C．由于处于静电平衡状态，导体内场强为零
D．导体中的电场分布不随时间变化
解析：有恒定电流时，导体中的电场是由电源电场和导体侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故A、B错．导体内电场不为零，不是静电平衡状态，故C错．导体中的电场是恒定电场，电荷分布不随时间变化，故D正确．
答案：D
3．(2013·运城高二检测)某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子经过某一截面，同时有2n个电子也经过该截面，则探测器电路中的电流为( )
A．0 B．2ne/t
C．3ne/t D．4ne/t答案：D 4．某次闪电持续的时间为0.005 s，所形成的平均电流约为6×104 A，若闪电过程中定向移动的电荷量以0.5 A的电流通过电灯，求可供灯照明的时间．答案：600 s 为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第2节 电动势
课后强化演练
一、选择题
1．(2013·东营高二检测)电源电动势的大小反映的是( )
A．电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小
B．电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C．电源单位时间内传送电荷量的多少
D．电流做功的快慢
解析：电源电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小．故A、C、D错，B对．
答案：B
2．(2013·德州高一检测)某电源的电动势为3.6 V，这表示( )
A．电路通过1 C的电荷量，电源把3.6 J其他形式的能转化为电能
B．电源在每秒内把3.6 J其他形式的能转化为电能
C．该电源比电动势为1.5 V的电源做功多
D．该电源与电动势为1.5 V的电源相比，通过1 C电荷量时转化的电能多
解析：电路每通过1 C的电量，非静电力做功W＝qE＝3.6 J，A对，B错.3.6 V大于1.5 V，只能说明做功本领大，不一定做功多，但通过1 C电荷时，电动势为3.6 V的电源一定做功多，D对．
答案：AD
3．如图为电源和导线内移送电荷的情况．则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于( )
A．电源电动势 B．电路中电流的大小
C．电源的内阻 D．电源的容量
解析：移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W＝Eq.题干中限定了单位正电荷，可见W的数值只取决于E，故A对，B、C、D错．
答案：A
4．下列说法中正确的是( )
A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流
B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少
C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加
解析：电源内部非静电力做功，使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念来描述非静电力做功的本领大小，而静电力移动电荷做正功的过程电势能减少，D对．
答案：D
5．有关电压与电动势的说法中正确的是( )
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势公式E＝中W与电压U＝中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
解析：电压和电动势单位虽然相同，但它们表征的物理意义不同，不是同一个物理量，故A、B均错；电动势公式E＝W/q中的W是非静电力做的功，故C错；由电动势的物理意义知D对．
答案：D
6．一台发电机用0.5 A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：一分钟内通过电源内部的电荷量q＝It＝0.5×60 C＝30 C，由E＝得，发电机的电动势E＝ V＝6 V.
答案：A
二、非选择题
7．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，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：对于铅蓄电池所在电路，20 s时间内通过的电荷量q1＝I1t＝2 C；
对于干电池所在电路，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
8．如图所示，是某一手机电池上的铭牌，仔细阅读铭牌上的数据，回答以下问题：
(1)该电池的电动势是多少？
(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少？
(3)每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电能？
解析：(1)由铭牌可以读得该电池的电动势为3.7 V.
(2)由铭牌知该电池的容量为700 mA·h，所以I＝＝＝14.58 mA.
(3)转化的电能为ΔE电＝W＝E·q＝3.7×700×10－3×3 600 J＝9 324 J
答案：(1)3.7 V (2)14.58 mA (3)9 324 J
课件33张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第2节 电动势 电源
1．定义
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．2．非静电力
(1)定义：在电源内部静电力是阻碍正电荷从负极向正极运动的，正电荷从负极向正极运动，是受静电力之外的一类力，是这类力把正电荷由负极搬运到正极，这类力统称“非静电力”．
(2)在电源内部，如图所示，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服静电力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置．(1)静电力做功与非静电力做功不同，静电力做功是将电能转化为其他形式的能，而非静电力做功是在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能．
(2)从力的角度来看，非静电力将正电荷由负极搬运到正极，使正、负极之间保持稳定的电势差．
(3)从能量转化的观点来看，电源通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电能． 电动势和内阻
1．电动势
(1)定义：非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势．
(2)电动势的物理意义
电动势是表征电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量． 2．电动势和电压的区别与联系
3．电源的内阻及容量
(1)电源的内阻
电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻．内阻和电动势是电源的重要参数．(2)电池的容量
①定义：电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位．对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小．
②特点：电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大. 对电动势的理解
关于电动势E的说法中正确的是( )
A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关
C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同
【解析】 本题考查了电动势的基本概念，关键是要正确理解电动势．电动势是一个用比值法定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领的物理量．电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.
【答案】 BC 下列说法中正确的是( )
A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多
解析：同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻略大，但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A正确，C错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位电荷量所做的功，功率的表达式为EI，故B错误，D正确．
答案：AD 电动势的应用
常用的干电池有1号电池、5号电池等，电动势均为1.5 V．(1)如果这两种电池对外所供电荷量均为2 C，那么电源所做的功各是多少？有多少其他形式的能转化为电能？(2)试分析一下，这两种电池在电学性能上有哪些不同．
【解析】 (1)W＝qE＝2×1.5 J＝3 J，两种干电池做功均为3 J，均有3 J其他形式的能转化为电能．
(2)两种电池的容量不同，5号电池容量小；内阻不同，一般情况下，5号电池内阻大．
【答案】 (1)均为3 J 均为3 J (2)略
【方法总结】
(1)电源和电路中都有能量的转化，做功是能量转化的量度，注意搞清楚是静电力做功还是非静电力做功．内电路中产生的其他形式的能是内阻产生的内能．
(2)电源的工作原理是通过非静电力做功把其他形式的能量转化为电能．非静电力做功的计算方法有W＝EIt、W＝Eq或通过能量守恒求解等． 由6节新干电池组成的电池组对一电阻供电，电路中的电流为2 A，在10 s内电源做功为180 J，则电源的总电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？
解析：电源做的功是搬运电荷的非静电力所做的功．在10 s内共搬运的总电荷量为
q＝It＝2×10 C＝20 C.答案：见解析 1.关于电动势，下列说法正确的是( )
A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确；电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量非静电力所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以C正确．
答案：AC
2．锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示( )
A．电路中每经过1 s电源把1.2 J的化学能转变为电能
B．电路中电流为1 A时，电池每经过1 s把1.2 J的化学能转变为电能
C．电路中每通过1 C电荷量，电源将1.2 J的化学能转变成电能
D．锌汞电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
解析：由W＝Eq可知BC正确．
答案：BC3．电动势为20 V的电源向外供电，已知它在1 min时间内移动120 C电荷量．
(1)这个回路中的电流是多大？
(2)电源产生了多少电能？
答案：(1)2 A (2)2 400 J 为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第3节 第1课时
欧姆定律 导体的伏安特性曲线
课后强化演练
一、选择题
1．鸟儿落在220 V的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无恙，这是因为( )
A．鸟儿有耐高压的天性
B．鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电
C．鸟儿两脚间的电压几乎为零
D．鸟体电阻极大所以无电流通过
解析：鸟儿两脚间导线的电阻几乎为零，由欧姆定律I＝得U＝IR，故两脚间的电压几乎为零．
答案：C
2．如图所示是电阻R的I-U图线，图中α＝45°，由此得出( )
A．通过电阻的电流与两端电压成正比
B．电阻R＝0.5 Ω
C．因I-U图线的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω
D．在R两端加6 V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3 C
解析：I-U图线为过原点的直线，说明电流与电压成正比，故A正确．斜率表示电阻的倒数，R＝2 Ω，故B错．横、纵坐标轴标度不统一，故斜率k不等于tanα，C错．电压为6 V时，电流为3 A，每秒通过横截面的电荷量为q＝I·t＝3 C，故D正确．
答案：AD
3．如图所示，图线Ⅰ和图线Ⅱ所表示的电阻值分别是( )
A．4 Ω和2 Ω B．0.25 Ω和0.5 Ω
C．4 kΩ和2 kΩ D．2.5×10－4 Ω和5.0×10－4 Ω
解析：注意横坐标的标度，利用
R＝U/I可得，不要误选A项．
答案：C
4．(2013·杭州高二检测)今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶2，则甲、乙两个电阻的比值为( )
A．1∶2 B．1∶3
C．1∶4 D．1∶5
解析：由题意＝＝2，＝，由欧姆定律R＝，得＝，故C正确．
答案：C
5．(2013·无锡高二检测)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I-U图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是( )
A．图甲的元件可以作为标准电阻使用
B．图乙的电阻随电压升高而增大
C．图丙的电阻随电压升高而增大
D．只有图乙才是可能的
解析：由图象可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U的增大而增大，丙元件的电阻随电压U的增大而减小，故A、B正确．
答案：AB
6．一个阻值为R的导体两端加上电压U后，通过导体的电荷量q与通电时间t之间的关系为过原点的一条直线，如图所示，此图象的斜率表示( )
A．U B．R
C. D.
解析：q/t＝I，而I＝U/R，故选C项．
答案：C
二、非选择题
7．某导体两端的电压减小了10 V时，通过此导体的电流减小了2 A，则当导体两端的电压为20 V时，通过导体的电流为多少？
解析：导体的电阻R＝＝ Ω＝5 Ω，当U＝20 V时，I＝＝ A＝4 A.
答案：4 A
8．某电流表有10 mA和15 mA两个量程，已知一个电阻两端加12 V电压时，通过的电流为3 mA，如果给这个电阻加上50 V的电压，为了测量电流应选用哪个量程比较合理？
解析：由R＝得该电阻的阻值R＝×103 Ω＝4×103 Ω.
当加上50 V电压时，通过电阻的电流I＝＝ A＝12.5×10－3 A＝12.5 mA，
由于10 mA<12.5 mA<15 mA，故应选用15 mA量程．
答案：选用15 mA量程．
课件38张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第3节 欧姆定律
第1课时 欧姆定律 导体的伏安特性曲线 欧姆定律欧姆定律定量地给出了同一段电路上的电流、电压、电阻的关系，在运用时注意该定律的同一性．
(3)适用条件：金属导电或电解液导电及其他纯电阻电路，不适用于气体导电及含电动机、电解槽等非纯电阻电路．
(4)欧姆定律可以解决的问题：①求导体中的电流；②求导体两端的电压；③求(测)导体的电阻．
导体的伏安特性曲线
1．定义：通过某种电学元件的电流随电压变化的实验图线．
3．线性元件
导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比的线性关系，具有这种特点的元件称为线性元件，如温度变化较小时的金属导体、电解液等．
4．非线性元件
伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气态导体、二极管等．
5．对导体伏安特性曲线的理解
(1)I-U图线不同于U-I图线，I-U图线为导体的伏安特性曲线，表示电流I随电压U的变化规律，横轴表示U为自变量，纵轴表示I为因变量．(2)对I-U图象或U-I图象进行分析比较时，要仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任一点与坐标原点连线的斜率的具体意义．线性元件的I-U图象是一条过原点的倾斜直线，斜率表示电阻的倒数，线性元件的U-I图象也是一条过原点的倾斜直线，但斜率表示电阻，要加以区别．如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.
有的同学误认为在U-I图象中，图线的倾角的正切表示电阻．
可以看出两图中倾角并不相同，但电阻值是相同的，倾角大的电阻值并不大．
但是，若在同一标度下所作的不同 图象，如图中1、2两线，能够体现，倾 角越大，电阻越大．
总之无论在什么条件下，在U-I图象 中斜率越大，电阻越大，而倾角大，电阻不一定大． 对欧姆定律的理解和应用
若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？【答案】 2.0 A 用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A、B的电流IA和IB的关系是( )
A．IA＝2IB B．IA＝IB
C．IA＝IB/2 D．IA＝IB/4 答案：D 伏安特性曲线与欧姆定律的综合应用
如图所示为两电阻 RA、RB的伏安特性曲线，由图可 知：
(1)这两电阻大小之比RA∶RB＝________.
(2)当这两个电阻分别加上相同的电压时，通过的电流之比为IA∶IB＝________.
(3)当这两个电阻分别通上相同的电流时，电阻两端的电压之比UA∶UB＝________. 【解析】 (1)【答案】 (1)1∶3 (2)3∶1 (3)1∶3 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻
B．加5 V电压时，导体的电阻约是5 Ω
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小答案：BD 1.下列说法中正确的是( )
A．由R＝U/I知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
B．比值U/I反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R＝U/I
C．导体电流越大，电阻越小
D．由I＝U/R知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
解析：导体的电阻取决于导体自身，与U、I无关，故A、C错；比值U/I反映了导体对电流的阻碍作用，定义为电阻，所以B正确；由I＝U/R知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，D正确．
答案：BD
2．关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是( )
A．欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的，对于其他导体不适用
B．欧姆定律也适用于电解液导电
C．欧姆定律对于气体导电也适用
D．欧姆定律适用于一切导体
解析：欧姆定律适用于金属导电和电解液导电，B项正确．
答案：B3．某电阻两端电压为16 V，在30 s内通过电阻横截面的电荷量为48 C，此电阻为多大？30 s内有多少个电子通过它的横截面？
答案：10 Ω 3.0×1020个 4．如图所示，图象中的两条直线对应两个导体A、B，求：
(1)两个导体的电阻之比；
(2)两个导体电流相等时，两端的电压之比；
(3)两个导体电压相等时，通过导体的电流之比．答案：(1)3∶2 (2)3∶2 (3)2∶3为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第3节 第2课时
实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
课后强化演练
一、选择题
1.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图所示的电路，接通电源后，可能出现的情况是( )
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏
C．小灯泡烧坏 D．小灯泡不亮
解析： 由于电压表的内阻非常大，串联在电路中，导致干路电流很小，同时电流表内阻很小，与灯泡并联，导致干路电流只有极少部分通过灯泡，故灯泡不亮，选项D正确．
答案：D
2.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图(甲)所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是图(乙)中的( )
解析：小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致电阻R增大．只有C选项对．
答案：C
二、非选择题
3．(2012·高考安徽理综)图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.
(1)完成下列实验步骤：
①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，____________________________；
②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，____________________________；
③断开开关，…….根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．
解析：(1)①在分压电路中为了保护灯泡所在支路，开关闭合前，滑动变阻器与灯泡所在支路并联部分的电阻为零，因此滑片应靠近左端．
②必须测多组数据，并且使小灯泡两端电压达到额定电压，才能测绘小灯泡的伏安特性曲线．
(2)见答案图．
答案：(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压
(2)如图所示
4．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g、h按下图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：
①若电压表的示数为2 V，电流表的示数为0，小灯泡不亮，则断开的导线为________ ________ ；
②若电压表的示数为0，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断开的导线为________；
③若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为0，则断开的导线为________．
解析：①电压表读数为2 V，电流表读数为0，说明电压表与电流表串联后测变阻器两端的电压，故断开的导线为d.
②电压表示数为0，说明与电压表相连的三根导线中有一根断开，由于小灯泡亮，故断开的导线为h.
③分压接法变成了限流接法，故断开导线为g.
答案：①d ②h ③g
5.某同学用如图(甲)所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．
(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1(量程100 mA，内阻约2 Ω)；
A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)；
电压表：V1(量程5 V，内阻约5 kΩ)；
V2(量程15 V，内阻约15 kΩ)；
滑动变阻器：R1(阻值范围0 Ω～10 Ω)；
R2(阻值范围0 kΩ～2 kΩ)；
电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2 Ω)；
E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω)．
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________，电源________．(填器材符号)
(2)在图(乙)中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．
(3)根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图(丙)所示．由图象可知，此小灯泡在不工作时，灯丝电阻为________Ω；当所加电压为3 V时，灯丝电阻为________Ω.
解析：(1)电源的电动势要略大于额定电压，所以电源应选E2；由小灯泡的标称值知其额定电流为0.3 A，所以选用的电流表的量程应略大于0.3 A，故电流表应选A2；为减小读数误差，在电压表量程满足条件的前提下，应尽量选择小量程的电压表，故电压表应选V1；为了调节电压方便，应选择小阻值的滑动变阻器，故滑动变阻器应选R1.
(2)根据实验原理图，将实物图连接，其实验电路如图所示．
(3)小灯泡不工作时的电阻，即其两端电压为零的阻值，由题给出的R-U图象可以看出，当小灯泡两端电压为0时所对应的阻值为1.5 Ω；由R-U图象可以看出，当小灯泡两端的电压为3 V时，所对应的阻值为11.5 Ω.
答案：(1)A2 V1 R1 E2 (2)图见解析
(3)1.5 11.5
课件29张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第2课时 实验：测绘小灯泡
的伏安特性曲线
一、实验目的
1．测绘小灯泡的伏安特性曲线．
2．分析伏安特性曲线的变化规律．二、实验原理
根据欧姆定律，在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，即U-I图线是一条过原点的直线．但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I图线就可能不是直线．用伏安法分别测出灯泡两端电压及通过的电流便可绘出U-I图线，其原理图如图所示．
三、实验器材
小灯泡(3.8 V,0.3 A)一个，电压表(0～3 V～15 V)，电流表(0～0.6 A～3 A)各一个，滑动变阻器(20 Ω)一个，学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔．四、实验步骤
1．按图连接好实验电路．小灯泡的电阻较小，当它与电流表(0～0.6 A)串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确测绘出小灯泡的伏安特性曲线，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法．2．把滑动变阻器的滑片C调节到A端，经检查无误后，闭合开关S.
3．移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右的不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.
4.拆除实验电路，整理实验器材．
五、数据处理
1．在坐标纸上以U为横轴I为纵轴，建立坐标系．
2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)
3．将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．
六、误差分析
1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大．
2．测量时，读数带来误差．
3．在坐标纸上描点、作图带来误差．
七、注意事项
1．实验前应先检查电流表、电压表是否指零，不指零时要先转动定位螺丝使指针指零．
2．实验过程中，电压表量程变更：U<3 V时采用0～3 V量程，当U>3 V时采用0～15 V量程．
3．读数时，视线要与刻度盘垂直，力求读数准确．
4．当电压接近灯泡额定电压值时，一定要慢慢移动滑动变阻器滑片位置，注意电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压．
5．两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸，且数据点连接时不能连成折线，误差大的点应当舍去. 器材选择及图线的描绘、电路图的连接
一个小灯泡的额定电压为6.3 V，额定电流为0.3 A，用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线．实验电路如图(1)所示．电源E1：电动势为8.0 V，内阻不计；
电源E2：电动势为12.0 V，内阻不计；
电压表V：量程为0～10 V，内阻约为10 kΩ；
电流表A1：量程为0～3 A，内阻约为0.1 Ω；
电流表A2：量程为0～300 mA，内阻约为1 Ω；
滑动变阻器R：最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A；开关S，导线若干．
(1)依照实验电路图将图(2)中的实物图连接成实验电路．(2)实验中电源应该选用________；电流表应该选用________．
(3)实验测出的数据如下表所示，依照这些数据在图(3)所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线.【解析】 (1)实物连线如图所示；(2)由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，如果用12 V的电源E2，则通过滑动变阻器的最大电流为1.2 A，这个数值超过了滑动变阻器允许通过的最大电流，故电源不能选E2，只能选E1；由题图(1)可知加在测量部分电路两端的最大电压值为电源E1的电动势8 V、而测量电路的总电阻不超过灯泡正常发光时的电阻(21 Ω)，由此可得到通过电流表的电流最大值为380 mA，因此电流表应选A2；(3)按表中测量数据描点，将所描各点用平滑线连成曲线，如图所示．【答案】 见解析
【方法总结】
1．器材选择的原则
(1)安全性原则：指的是所选用的实验器材能保证实验安全正常运行．
(2)精确性原则：指的是所选用的实验器材能尽可能地减小误差．
(3)方便性原则：指的是所选用的实验器材要便于操作．2．器材选择的具体要求
(1)安全性方面
①电源允许的最大电流不能小于电路中的实际最大电流．
②电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．
③电路中的限流电阻必须确保电流不能超过允许值．
(3)方便性方面
在使用滑动变阻器时，既要考虑其额定电流要满足要求，又要考虑接入电路的滑动变阻器能有效地、方便地调节电路中的电流和电压，让电流和电压的变化尽可能的均匀，呈线性变化．因此限流接法中要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压接法中要选用小阻值的滑动变阻器．
3．伏安特性曲线的描绘
在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵坐标表示电流，横坐标表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑的曲线将各数据点连接起来，不能连成折线.为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第4节 串联电路和并联电路
课后强化演练
一、选择题
1．如图所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是( )
A. B.
C. D.
解析：由欧姆定律和串联电路特点知B、C正确．
答案：BC
2．电阻R1阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝2∶3，则R2的阻值和总电阻的阻值分别是( )
A．4 Ω，2.4 Ω B．4 Ω，3.6 Ω
C．9 Ω，3.6 Ω D．9 Ω，4.5 Ω
解析：由并联分流关系可知＝，
则R2＝R1＝×6 Ω＝4 Ω，
R总＝＝ Ω＝2.4 Ω.
答案：A
3．如图所示，A、B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯泡上的电压数值是( )
A．一直为U B．一直为0
C．逐渐增大到U D．逐渐减小到0
解析：由滑动变阻器的分压接法的特点可知C项正确．
答案：C
4．(2013·汕头高二检测)如图所示，有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为( )
A．1∶6 B．1∶9
C．1∶3 D．1∶2
解析：设R1＝R，则R2＝3R，R3＝6R，R2与R3的并联电阻R23＝＝2R，故U1∶U2＝1∶2，故D正确．
答案：D
5．如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路．以下分析正确的是( )
A．此接法的测量值大于真实值
B．此接法的测量值小于真实值
C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D．开始实验时滑动变阻器滑动触头P应处在最左端
解析：此电路图采用的是内接法，所以要求被测电阻比电流表的内阻要大得多，C错误；内接法的测量结果比真实值大，A正确，B错误；分压电路要求开始实验时滑动变阻器滑动触头P应处在待测电路分得的电压为零的位置，在题图中应该在最右端．D错误．
答案：A
6．(2013·衡阳高二检测)用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A．图(a)中的A1、A2的示数相同
B．图(a)中的A1、A2的指针偏角相同
C．图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同
D．图(b)中的A1、A2的指针偏角相同
解析：图(a)中加在两电流表表头上的电压相同，通过两表头的电流相同，指针偏角相同，由于指针偏角相同，故示数不同，A错B对；图(b)中由于、相串联，故、的示数相同，但偏角不同，故C、D均错．
答案：B
二、非选择题
7．如图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.
(1)当S1和S2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？
(2)当S1和S2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？
解析：(1)当S1、S2均断开时，Rg与R1串联，改装为电压表，其量程为
U＝Ig(Rg＋R1)＝1 V
(2)当S1、S2均闭合时，Rg与R2并联，改装为电流表，其量程为
I＝Ig＋＝1 A
答案：(1)电压表 1 V (2)电流表 1 A
8.如图所示电路，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1＝3 A，则干路电流多大？
(2)如果已知干路电流I＝3 A，则流过每个电阻的电流多大？
解析：(1)由欧姆定律得R1两端的电压为：
U1＝I1R1＝3×2 V＝6 V.
R1、R2、R3并联，三者两端电压应相等，U1＝U2＝U3.
R2中的电流为：I2＝＝ A＝2 A.
R3中的电流为：I3＝＝ A＝1.5 A.
干路中的电流为：I＝I1＋I2＋I3＝6.5 A.
(2)设并联后的总电阻为R，则：
＝＋＋，所以R＝ Ω.
并联电路两端的电压为：U＝IR＝3× V＝ V.
电流分别为：I1＝≈1.38 A.
I2＝＝ A≈0.92 A．I3＝＝ A≈0.69 A.
答案：(1)6.5 A (2)I1≈1.38 A I2≈0.92 A
I3≈0.69 A
课件55张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第4节 串联电路和并联电路 串联电路特点及性质
1．特点
(1)电流特点：串联电路中各处的电流相等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In.
(2)电压特点：串联电路的总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un. (1)串联电路的总电阻大于任何一个分电阻．
(2)由于R总＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn.所以任何一电阻变大，总电阻均变大． 并联电路的特点及性质
1．特点
(1)电压特点：并联电路中各支路的电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un.
(2)电流特点：并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In.
电压表和电流表
1．小量程的电流表G(表头)
(1)工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过电流表的电流成正比．(2)表头的三个主要参数
①内阻Rg：小量程电流表G的电阻．
②满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流．
③满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压．
满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者的关系：据部分电路欧姆定律可知：Ug＝IgRg.
灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug一般比较小，若通过电流计的电流大于Ig，电流表很容易烧杯．2．表头G改装成电压表
(1)原理
根据欧姆定律将电流表的示数换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程Ug很小．如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来测量较大的电压．因此，电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图所示．3．表头G改装成电流表
(1)原理
给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来测量较大的电流，即扩大了电流表的量程，如图所示．(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变．
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的电压，改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流． 伏安法测电阻(2)试触法：
若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况：①若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量；②若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量．5．滑动变阻器的两种接法及其作用(1)无论电流表是内接法还是外接法，都会对电阻的测量带来系统误差，但是对同一个待测电阻而言，选用两种不同的测量方法，相对误差是不一样的，所以应该本着精确的原则，尽量选择相对误差较小的测量方法．
(2)注意滑动变阻器两种接法中的连线特点
①分压式接法中必须有三个接线柱接入电路，且是“两下一上”，即将变阻器瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的任意一个接线柱接入电路，变阻器的任何部分不短路．②限流式接法可以只接入两个接线柱，“一下一上”，即是将瓷筒上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱连入电路，有时从形式上看，好像是瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的一个接头连入电路，但金属杆将变阻器的部分电阻短路，其实质还是利用了“一上一下”两个接头. 串、并联电路的计算
由4个电阻连接成的混联电路如图所示．R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.
(1)求a、d之间的总电阻；
(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流分别是多少？ 【答案】 见解析
【方法总结】
解答串、并联电路计算问题的步骤
(1)明确电路的串、并联特点．
(2)画出等效电路图．
(3)根据欧姆定律等有关知识进行计算． 一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则( )
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V答案：AC 关于双量程电表的改装问题
如图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.【答案】 4.94×104 1.0×105
【方法总结】
处理电流表改装问题的关键是搞清电路原理图，抓住小量程电流表G改装前后的Ig、Ug、Rg不变的特点，然后灵活利用串、并联电路的知识求解．
建立方程的依据：“满偏”点，即电压或电流的量程达到满偏时，“表头”的分压或分流恰好为满偏电压或满偏电流． 某电流表内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，如图甲、乙所示，将它改装成为0.1 A和1 A的两个量程的电流表，试求在图甲、乙两种情况下，R1、R2各为多少？答案：4.08 Ω 0.4 Ω 0.41 Ω 3.67 Ω 伏安法测电阻
用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图所示，分别将图(甲)和图(乙)两种测量电路连接到电路中，按照(甲)图时，电流表示数4.60 mA，电压表示数2.50 V；按照(乙)图时，电流表示数为5.00 mA，电压表示数为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【答案】 B 一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图中(a)(b)两种电路各测一次，用(a)图所测数据是3.0 V、3.0 mA，用(b)图测得的数据是2.9 V、4.0 mA，由此可知，用________图测得Rx的误差较小，测量值Rx＝________.答案：(a) 1 000 Ω 1.下列说法正确的是( )
A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零
B．并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻也增大
D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻一定减小
解析：根据并联电路的电阻特点可知A、B、C对，D错．
答案：ABC
答案：ABC
3．(2013·银川高二检测)一个电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内阻为500 Ω，要把它改装成一个量程为10 V的电压表，则应在电流表上( )
A．串联一个10 kΩ的电阻
B．并联一个10 kΩ的电阻
C．串联一个9.5 kΩ的电阻
D．并联一个9.5 kΩ的电阻答案：C 4．某同学用伏安法测电阻时，分别采用了内接法和外接法，测得的某电阻Rx的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值Rx间的关系为( )
A．R1>Rx>R2 B．R1C．R1>R2>Rx D．R1解析：内接法测量值大于真实值，即R1>Rx，外接法测量值小于真实值，即R2Rx>R2.
答案：A5．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1或R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表的示数为8 V，如果把此表改接在R2两端，则电压表的示数将( )
A．小于4 V B．等于4 V
C．大于4 V，小于8 V D．等于或大于8 V
解析：由于电压表的内阻不够大，因此其分流现象较严重，导致并联部分总电阻减小，分压值也减小，故R1两端实际电压大于8 V，R2两端实际电压小于4 V，故A正确．
答案：A为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第5节 焦耳定律
课后强化演练
一、选择题
1．把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( )
A．由Q＝I2Rt可知，电炉的发热量减少
B．由Q＝UIt可知，电炉的发热量不变
C．由Q＝t可知，电炉的发热量增加
D．无法确定
解析：电压U不变，R变小，故选C.
答案：C
2．锰铜合金的电阻几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．如图是两个标准电阻的伏安特性曲线，若把两个电阻串联接入电路中，在相同时间内产生的热量关系为( )
A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2 D．无法确定
解析：由I-U图线的斜率表示电阻的倒数可知R1＜R2，由焦耳定律Q＝I2Rt得Q1＜Q2.
答案：C
3．(2013·太原高二检测)电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于( )
A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率
C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率
解析：公式P＝U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
4．(2012·高考浙江理综)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )
A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h
C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
解析：假设每户每天只亮灯5个小时，每户每年节电E＝2×(60－10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h.假设每户有3口人，全国有4亿户左右．节电总值为E总＝4×108×182.5 kW·h＝7.3×1010 kW·h，故B正确．
答案：B
5．(2013·深圳高二检测)如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V,12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( )
A．电动机的输入功率为12 W B．电动机的输出功率为12 W
C．电动机的热功率为2.0 W D．整个电路消耗的电功率为22 W
解析：灯泡L正常发光，则I灯＝＝ A＝2 A，所以电路中的电流I＝2 A，故整个电路消耗的总功率P总＝UI＝24 W，D错误；电动机的输入功率等于P总－P灯＝12 W，A正确，B错误；电动机的热功率P热＝I2RM＝2.0 W，C正确．
答案：AC
6．电阻R1和R2上分别标有“100 Ω 4 W”和“12.5 Ω 8 W”字样，将它们串联起来之后，能承受的最大电压是( )
A．30 V B．90 V
C．22.5 V D．25 V
解析：R1、R2的额定电流分别为I1＝＝ A＝0.2 A，
I2＝＝ A＝0.8 A
为了不损坏电阻，串联电路中允许通过的最大电流应为0.2 A，则Um＝I1(R1＋R2)＝0.2×(100＋12.5) V＝22.5 V，故C正确．
答案：C
二、非选择题
7．如图所示，已知UAB＝6 V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定电压为3 V的灯泡L正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2 W，求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻．
解析：设滑动变阻器总电阻为Rm，灯泡电阻为RL，则根据P位于正中位置时灯泡正常发光，电压为3 V，滑动变阻器的电压为3 V，得RL＝.
解法一：找电流，P位于最左端时变阻器的有效电阻为：R＝Rm＝2RL.
由功率关系知此时滑动变阻器的功率P′＝2PL′＝4 W，
I＝＝ A＝1 A.
滑动变阻器的总电阻：
Rm＝＝ Ω＝4 Ω.
故：RL＝＝2 Ω.
灯泡的额定功率：
P额＝＝ W＝4.5 W.
解法二：找电压，P位于最左端时，变阻器有效电阻R′＝Rm＝2RL，则：UL＝2 V.
故：RL＝＝ Ω＝2 Ω.
灯泡额定功率：
P额＝＝ W＝4.5 W.
变阻器总电阻：Rm＝2RL＝4 Ω.
答案：4.5 W 4 Ω
8.如图所示的电路中，电源电压为60 V(内阻不计)，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．
解析：电压表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得UR＝U源－U机＝(60－50) V＝10 V.
由欧姆定律：I＝＝5 A，
对电动机由能量关系得P电＝P热＋P出，
所以P出＝P电－P热＝UI－I2R0＝(50×5－52×1.6) W＝210 W.
答案：210 W
课件46张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第5节 焦耳定律 电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．
(2)公式：W＝IUt.
(3)国际单位：焦，符号：J.
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．
(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能．即电功是电能转化为其他形式的能的量度．
W＝UIt适用于任何电路．
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功．
(2)公式：P＝＝IU.
(3)单位：瓦，符号：W.
(4)意义：表示电流做功的快慢．
(5)额定功率和实际功率
①用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额．
②用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．3．串、并联电路中的功率关系“负载”、“负荷”与“电阻”的区别
“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓．通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电阻”大．在一般情况下，“负载”大的用电器电阻反而小，如“220 V 60 W”与“220 V 100 W”的两个灯泡，后者功率较大，电阻却较小． 焦耳定律
1．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．
(2)公式：Q＝I2Rt.
(3)单位：焦耳，符号是J.
(4)焦耳定律的微观解释：在电场力的作用下，金属中做定向移动的自由电子频繁地与金属正离子发生碰撞，不断地把定向移动的动能传递给正离子，使离子热运动加剧，从而把电能转化为内能，温度升高．
(5)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能．
电热是电能转化为内能的量度．只要电路中有电阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式．3．纯电阻电路与非纯电阻电路
(1)两种电路的比较(2)电功与电热不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都用W＝UIt，功率都用P＝UI，热量都用Q＝I2Rt，热功率都用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路. 电功、电热的理解
关于电功和电热，下面说法正确的是( )
A．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝Q
B．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W有时不等于QC．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用
D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路
【分析】 W＝UIt和Q＝I2Rt两公式的适用条件是判断问题的依据．
【解析】 W＝UIt适用于求一切电路中的电功，Q＝I2Rt适用于求一切电路中的电热．在纯电阻电路中，W＝Q，在非纯电阻电路中，W＞Q.B选项正确．
【答案】 B
【方法总结】
处理电路中的能量转化问题时，一要明确电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，二要清楚题目求解的是电功还是电热，再选用相应的公式求解． 纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算
某投影机有10个相同的强光灯L1～L10(“24 V 200 W”)和10个相同的指示灯X1～X10(“220 V 2 W”)，将其连接在220 V交流电源上，电路如图，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则( )
A．X1的功率减小，L1的功率增大
B．X1的功率增大，L1的功率增大
C．X2功率增大，其他指示灯的功率减小
D．X2功率减小，其他指示灯的功率增大
【解析】 由电路图知L1和X1并联、L2和X2并联…然后它们再串联接在220 V交流电源上，L2灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小， 【答案】 C 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个( )
对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光．
比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110，所以C电路消耗电功率最小．
答案：C 非纯电阻电路中电功率和电热的计算
(2013·徐州高二检测)微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω，当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且能正常工作，求：
(1)它的额定输入功率多大？
(2)工作时由导线发热损失的功率多大？
(3)它的最大输出功率多大？ 【解析】 (1)电动机的额定输入功率为：
P额＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W.
(2)电动机的发热功率为：
P热＝I2R＝(0.8)2×1 W＝0.64 W.
(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：
P出＝P额－P热＝0.96 W.
【答案】 (1)1.6 W (2)0.64 W (3)0.96 W
【方法总结】
含电动机电路的分析与计算
并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路，要注意区分电动机正常工作和被卡住两种情况．
(1)当电动机正常工作时，要注意分清电功和电热的关系，电动机消耗的电能也就是电流做的功W＝UIt，电动机产生的内能必须用Q＝I2Rt来求，
另外，还要注意能量守恒定律的应用即W＝Q＋E(E为其他形式的能)或P入＝P机＋P热，其中，P入＝UI，P热＝I2R，P机为机械功率．
(2)当电动机被卡住时，电动机消耗的电能全部转化为电动机产生的内能，W＝Q，即UIt＝I2Rt.
在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．答案：22.0 W 2 Ω 1.下列关于电功的说法中，错误的是( )
A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功
B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程
C．电流做功消耗的能量，由电源供给
D．电功就是电能
解析：根据电场力做功的定义及特点，可以判断A、B、C均正确．电功是电能转化为其他形式能量的量度，功和能量是不同的概念，D错．
答案：D
2．(2013·哈尔滨高二检测)通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为I/2，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q B．2Q
C．Q/2 D．Q/4
答案：C 答案：BD 4．(2013·焦作高二检测)如图所示电路中，R1、R2都是4 W、100 Ω的电阻，R3是1 W、100 Ω的电阻，则A、B间允许消耗的最大功率是( )答案：A
5．一直流电动机线圈的内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V时，电流为0.3 A．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？答案：1.6 W 0.96 W 为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第6节 第1课时 导体的电阻
课后强化演练
一、选择题
1．(2013·古田高二期中)一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3 Ω，则此电阻丝原来的阻值为( )
A．9 Ω B．8 Ω
C．27 Ω D．3 Ω
解析：三段相同的电阻并联，阻值为3 Ω，则每段的阻值为9 Ω，可知电阻丝原来的阻值为27 Ω，C项正确．
答案：C
2．(2013·福州中学高二期中)在电源电压不变的情况下，为使电阻率不变的电阻丝在单位时间内产生的总热量减少一半，下列措施可行的是( )
A．剪去一半的电阻丝 B．并联一根相同的电阻丝
C．将电阻丝长度拉伸一倍 D．串联一根相同的电阻丝
解析：由焦耳定律公式Q＝t，要使单位时间内的热量减少一半，则电阻丝阻值R增大一倍．又由电阻定律公式R＝ρ可知，若剪去一半电阻丝，阻值将减小到原来的一半，A项错；并联一根相同的电阻丝，电阻变为原来的一半，热量增加为原来的两倍，B项错．若将电阻丝拉长一倍，面积将减小到原来一半，阻值将增大到原来的四倍，C项错．串联一根相同的电阻丝后，总电阻增加到原来的两倍，总热量减少一半，D项正确．
答案：D
3．如图所示为一块长方体铜块，使电流沿如图I1、I2两个方向通过该铜块，铜块的电阻之比为( )
A．1 B.
C. D.
解析：若通以电流I1，则导体的长度为a、横截面积为bc，由电阻定律知其电阻为R1＝ρ＝；若通以电流I2时，则导体的长度为c、横截面积为ab，由电阻定律知其电阻为R2＝ρ＝，故＝.
答案：B
4．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ.那么输电线的横截面积的最小值是( )
A．ρL/R B．2ρLI/U
C．U/ρLI D．2UL/Iρ
解析：根据欧姆定律，输电线的最大电阻为R＝，设输电线的最小横截面积为S，则由电阻定律得R＝ρ，两式联立得S＝，选项B正确．
答案：B
5．滑动变阻器的原理如图所示，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
6．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断，由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别，那么熔丝熔断的可能性较大的是( )
A．横截面积大的地方
B．横截面积小的地方
C．同时熔断
D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方
解析：根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时电阻大的位置发热量大，易熔断，B正确．
答案：B
二、非选择题
7．某电路需要20 A的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“15 A”和“5 A”两种型号的保险丝，它们的规格如下表所示，问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后接入该电路中？说明其理由.
保险丝
1
2
直径
1 mm
2 mm
额定电流
5 A
15 A
解析：这两段等长的保险丝横截面积之比S1∶S2＝1∶4，由电阻定律R＝ρ得电阻之比R1∶R2＝S2∶S1＝4∶1，并联接入电路后两端的电压相等，由欧姆定律得通过的电流之比I1∶I2＝R2∶R1＝1∶4，即第2根保险丝中的实际电流是第1根中的4倍，而额定电流只是第1根的3倍，所以不能这样来使用．
答案：见解析
8．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.
(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率．
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32π cm3，当在其两底面上加上1 000 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10π μA.求该圆柱体的圆面半径和高．
解析：(1)由电阻定律：R＝ρ?ρ＝
所以ρ＝ Ω·m＝8×106 Ω·m.
(2)由欧姆定律R＝U/I和圆柱体体积公式V＝πr2h以及电阻定律R＝ρ得
＝＝
而πr2h＝32π×10－6
可得h＝0.02 m＝2 cm
r＝0.04 m＝4 cm.
答案：(1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm
课件44张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第6节 导体的电阻
第1课时 导体的电阻1．与导体电阻有关因素的测量方法
(1)电阻丝横截面积的测量
把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的宽度，然后除以圈数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积；或用螺旋测微器测出电阻丝的直径，进而得到电阻丝的横截面积．2．探究导体电阻与其影响因素的关系
(1)实验探究
1．电阻定律
(1)内容：同种材料的导体其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关．这就是电阻定律．
(2)公式：R＝ρl/S.
(3)单位：R：Ω，l：m，S：m2，ρ：Ω·m.(4)适用条件：温度一定，粗细均匀(S为定值)的导线或浓度均匀的电解液．
①电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积和温度有关，与其他因素无关．
②表达式中的l是沿电流方向导体的长度，横截面积是垂直电流方向的横截面．如图所示，一块长方形铜块，若通以电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通以电流I2，则长度为b，横截面积为ac.
2．电阻率
(1)物理意义：电阻率ρ是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关．
(2)大小：ρ＝RS/l，各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1 m、横截面积为1 m2的导体的电阻．
①不能根据ρ＝RS/l错误地认为电阻率跟导体的横截面积S成正比，跟导体长度l成反比．
②某种材料的电阻率大，不能说它对电流的阻碍作用一定大．这是因为电阻率大的材料制成的电阻可以是一个小电阻，这完全可由电阻的l、S决定．
③各种材料都有各自的电阻率，各种金属中银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率．
(3)单位：欧·米(Ω·m)．
(4)电阻率与温度的关系
①金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制作电阻温度计．
②半导体和电解质的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制作热敏电阻．
③有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻．
④有些物质当温度降低到绝对零度附近时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象．能够发生超导现象的物体叫超导体．材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的临界温度TC.4.应用实例——滑动变阻器
(1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻．
(2)在电路中的使用方法
结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用，正确的连接是接A与D或C，B与C或D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起到分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C或D及B与C或D与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压．
C．材料的电阻率随温度的升高而增大
D．对某一确定的导体当温度升高时，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
【分析】 导体的电阻由ρ、l、S共同决定，而ρ是由导体的材料和温度决定的．
【解析】 导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则A、B、C错．若导体温度升高时，电阻增大，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，则D选项正确．
【答案】 D
下列关于电阻率的说法正确的是( )
A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计
答案：B
两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？
如图所示，分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大．(设电阻率为ρ铜)
答案：见解析
相距11 km的A、B两地用两根导线连接，由于受到暴风雨的影响，在某处一根树枝压在两根导线上造成故障．为查明故障地点，先在A处加12 V的电压，在B处测得为10 V；再在B处加上12 V电压，在A处测得为4 V，问导线中的故障离A处多远？
【答案】 1 km
在横截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为ρ，电子电荷量为e，则电子在铜导体中运动时受到的电场力为( )
A．0 B．Iρe/S
C．IS/(ρe) D．Ie/(ρS)
答案：B
1.导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )
A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比
B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比
C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比
D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比
答案：A2．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )
A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，导体有电流通过时才具有电阻
B．由R＝U/I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．以上说法均不对
解析：导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体是否通电及通电电流的大小无关，电阻率的大小跟导体的几何形状无关，只跟材料性质和温度有关，故A、B、C错误，D正确．
答案：D
解析：设原来导线的横截面积为S，由电阻定律得R＝ρL/S，金属导线截去L/n，再拉长至L，有：(n－1)V/n＝LS1，截前有：V＝LS.所以S1＝(n－1)S/n，由电阻定律得R1＝nR/(n－1)，故C正确，A、B、D错误．
答案：C4．AB两地相距40 km，从A到B两条输电线的总电阻为800 Ω，若AB之间的某处C两条线路发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得A处两端的电压为10 V，导线中电流为40 mA.求短路处距离A多远？
答案：12.5 km.为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第6节
第2课时 实验：测定金属的电阻率
课后强化演练
一、选择题
1．在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中，错误的是( )
①先测出金属丝的长度，再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直 ②根据待测金属丝的估测阻值，选择仪器和电路 ③接电路时，应先断开电键 ④不断增大滑动变阻器连入电路中的电阻值 ⑤将记录的数据填入设计的表格内，计算出电流和电压的平均值，再求出电阻
A．①②④ B．①③④
C．②③⑤ D．①④⑤
解析：因为求解电阻率时所用金属丝的长度是接入电路部分的长度，因此①错；因为滑动变阻器采取限流式接法，开始闭合电键时接入的阻值最大，应该不断减小滑动变阻器连入电路中的电阻值，④错；对记录的数据，应该根据电流和电压计算出每一组对应的阻值，再对电阻值求平均值，⑤错．
答案：D
2．在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是( )
A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法
B．实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值
C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值
D．实验中电流强度不得太大，以免电阻率发生变化
解析：用伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较小，应采用电流表外接法，A错；计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度，并不是整根金属丝的长度，C错，B、D正确．
答案：BD
3．在“测定金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说法中正确的是( )
A．电流表采用外接法，将会使ρ测＞ρ真
B．电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差
C．由ρ＝可知I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差
D．由ρ＝可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量
解析：由于金属丝阻值较小，若电流表采用内接法，则电流表分压产生的误差太大，故电流表采用外接法，R测＜R真，由R＝ρ可知ρ测＜ρ真，A项说法错误．电流表采用外接法时，由于电压表的分流作用会引起测量误差，故B项的说法错．由ρ＝可知要测量的物理量是d、U、I和l，都会引起测量误差，且直径d在公式中是平方关系，所以影响最大，故选项CD说法正确．综上所述答案为CD.
答案：CD
二、非选择题
4．在测定金属的电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.
解析：从题图中可以看出，从螺旋测微器的固定刻度上读出的读数为0.5 mm，由可动刻度读出的读数为11.7×0.01 mm＝0.117 mm，因此金属丝直径为0.5 mm＋0.117 mm＝0.617 mm.
答案：0.617
5．(2013·广州高二检测)在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约为15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：
(1)螺旋测微器的示数是________mm.
(2)为减小电阻的测量误差，应选用________图所示的电路．
(3)为了使测量便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．
(4)电压表的量程应选用________V.
(5)电流表的量程应选用________A.
解析：(1)固定尺上的读数为0.5 mm，可动尺上的读数为30.6，所以螺旋测微器的示数为0.5 mm＋30.6×0.01 mm＝0.806 mm.
(2)由于金属丝的电阻是小电阻，所以应采用电流表外接法，即选用图乙所示电路．
(3)由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E＝1.5 V，所以用编号为A的滑动变阻器做限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化．
(4)加在电压表两端的电压不超过1.5 V，所以电压表的量程应选用3 V.
(5)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，Imax＝ A＝0.5 A，所以电流表的量程应选用0.6 A.
答案：(1)0.806 (2)乙 (3)A (4)3 (5)0.6
6．(2012·高考北京理综)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势 3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图(选填“甲”或“乙”)．
(3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)．
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．
A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项)．
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
解析：(1)螺旋测微器的读数原则为主尺数＋套筒刻度数×精度＝0＋39.7×0.01 mm＝0.397 mm.
(2)由记录数据知，若采用乙图限流电路，则当U＝0.10 V，I＝0.020 A时，滑动变阻器须串入的电阻约为140 Ω，大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω，所以实验中滑动变阻器R应采用分压式连接，故他们采用甲图电路．
(3)实物连接图见答案，连线时要注意：①电压表的正、负极不要接反．
②滑动变阻器中滑片P的位置应使最初Rx两端电压为零．
(4)U-I图线见答案．求出图线斜率即Rx的阻值．
(5)R＝ρ，则ρ＝·R＝R≈1.0×10－6 Ω·m
(6)系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密等因素造成的误差．偶然误差是人为、环境等偶然因素造成的误差．故读数引起的误差属偶然误差，而电表的内阻引起的误差是系统误差，A、B选项错误；把电表内阻计算在内，完善了实验方案，可消除这一因素引起的系统误差，C选项正确；用多次测量求平均值的方法，可减小偶然误差，D选项正确．
答案：(1)0.397(0.395～0.399均正确) (2)甲 (3)如图(a)所示 (4)如图(b)所示 (4.3～4.7) (5)C (6)CD
课件38张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第2课时 实验：测定金属的电阻率一、实验目的
1．学会使用电流表和电压表以及正确读数．
2．学会使用螺旋测微器以及正确读数．
3．掌握测定金属电阻率的方法．
二、实验原理
1．螺旋测微器
(1)构造原理：螺旋测微器是测量长度的仪器之一．在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等．用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺．下图所示是常用的螺旋测微器．它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，F前进或后退0.5 mm.可动刻度分成50等份．每一等份表示0.1 mm，即可动刻度每转过1等份，F前进或后退0.01 mm，因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.
(2)使用方法：a.找出零误差．测物前将两小砧并拢，如果可动刻度的零刻线正好在固定的零刻线上，零误差为零；如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上n小格，应在读数中加上0.01×n (mm)，反之则减去0.01×n (mm)．
b．将待测物体放在两小砧之间，旋动旋钮直至可动小砧快靠近被测物体时，改用微调调至可动小砧紧靠物体，当听到“咔咔……”声后，止动，即可读数．c．待测物体长度的整的毫米数从固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出．
(3)注意事项：
a．读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出．
b．由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到0.001 mm这一位上． 三、实验器材
直流电流表(0～0.6 A)、直流电压表(0～3 V)、电池(3 V)、滑动变阻器(0～10 Ω)、长约1 m的金属丝、开关1只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器．
四、实验步骤
1．用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，测三次取平均值．
2．用螺旋测微器测量金属丝的直径，在不同位置，测量三次，取平均值，并算出金属丝的横截面积S.
五、数据处理
1．金属导线直径的读数
(1)特别小心半刻度是否露出．
(2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上．
(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d.
2．金属丝长度的测量
(1)应测量接入电路中的有效长度；
(2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)；
(3)把3次测量值求平均值作为长度l.
3．电阻R的测量值确定
方法一、平均值法：
可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果．
方法二、图象法：
可建立U-I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图象，利用图象斜率来求出电阻值R.六、注意事项
1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值．
2．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变．
3．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U-I图象法求出电阻．
4．滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求．
七、误差分析
1．测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差．
2．由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)．
3．通电电流太大，或时间太长，致使金属丝发热，电阻率随之变化. (2013·贵阳高二检测)在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出其长度L、直径d和电阻R.
(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为________ mm.(2)若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________．(选填“偏大”或“偏小”)
(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A.
【解析】 (1)螺旋测微器的读数为(0＋0.5＋0.01×19.7) mm＝0.697 mm(0.696 mm,0.698 mm也对)
(2)图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小．
(3)电压表精度为0.1 V，其读数为2.60 V；电流表精度为0.02 A，其读数为0.52 A.
【答案】 (1)0.697(0.696、0.698也对) (2)偏小
(3)2.60 0.52
有一螺旋测微器，螺距为0.5 mm，可动刻度一周共50小格．当测微螺杆与测砧并拢时，可动刻度的零刻线恰与固定刻度的零刻线对齐．今使可动刻度旋转60°，则此时测微器的读数为________．若用它测一螺栓外径，刻度位置如图所示，则可知其外径为________．
(2013·江门联考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ
B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω
D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E．滑动变阻器，0～10 Ω
F．滑动变阻器，0～100 Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)
②实验中某同学的实物连线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误1___________________________________；
错误2_______________________________________.
【解析】 (1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm(或0.179 mm)，所以该金属丝直径应为0.5 mm＋0.180 mm(或0.179 mm)＝0.680 mm(或0.679 mm)．
(2)①由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；因为电阻丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差，应选10 Ω的滑动变阻器E.
【答案】 (1)0.680(或0.679) (2)①A C E ②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法③耗电因素：一般较少用到．
(2)变阻器的选择：除了搞清限流法和分压法外，在分压接法中，应选择电阻小而额定电流大的变阻器；在限流接法中，应选择电阻值与电路中其他电阻比较接近的变阻器．
(3)对器材选择的一般步骤：①先找出实验中唯一性器材；②画出实验原理图；③估算待测电路中的I、U的最大值；④考虑能否使电流表和电压表有较大角度的偏转；⑤选择合适量程的电压表和电流表，合适阻值的滑动变阻器，电动势合适的电源．
(2013·咸宁高二检测)在做“测定金属的电阻率”的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电阻值Rx约为20 Ω.一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能的大．他可选用的器材有：
电源E：电动势为8 V，内阻为1.0 Ω；
电流表A：量程0.6 A，内阻约为0.50 Ω；
电压表V：量程10 V，内阻约为10 kΩ；
滑动变阻器R：最大电阻值为5.0 Ω；开关一个，导线若干．
(1)根据上述条件，测量时电流表应采用________．(选填“外接法”或“内接法”)
(2)在方框内画出实验电路图．
(3)若在上述实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，且电流表内阻RA、电压表内阻RV均为已知量，用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式．
Rx＝________.解析：(1)待测电阻约为20 Ω，是电流内阻的40倍，但电压表内阻是待测电阻的500倍，故采用外接法．
(2)因为要使Rx两端的电压变化范围尽可能的大，所以滑动变阻器要采用分压式，电路图如图所示． 为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律
课后强化演练
一、选择题
1．(2013·福建师大附中期中)闭合电路中，关于电源电动势、内电压及路端电压，下列叙述正确的是( )
A．电源短路时，放电电流为无限大
B．电源短路时，内电压等于电源电动势
C．并联用电器增加时，路端电压一定增大
D．把电压表直接和电源相连时，电压表的示数总小于电源电动势
解析：电源短路时，放电电流并非为无限大，I短＝，A错；外电压为零，所以内电压等于电源电动势，B对；用电器增加时，外电路电阻减小，路端电压随之减小，C错；把电压表直接和电源相连时，由于电源有内阻电压表的示数小于电源电动势，D对．
答案：BD
2．如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则( )
A．此时理想电流表的示数是2 A
B．此时理想电流表的示数是3 A
C．电源的内阻是1 Ω
D．电源的内阻是2 Ω
解析：如题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R的电流，由部分电路欧姆定律可得U＝IR，故I＝2 A；再由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入可得r＝1 Ω.故选项A、C正确．
答案：AC
3．如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总阻值为2r.在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中( )
A．电源的总功率保持不变
B．Rx消耗的功率减小
C．电源内消耗的功率增大
D．R0消耗的功率减小
解析：依据全电路欧姆定律可得I＝，而电源的总功率P总＝IE，所以P总＝.
在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电阻R＝R0＋Rx减小，显然，电源的总功率P总＝增大，所以，选项A错误．
将R0视为电源内阻的一部分，则总内阻为2r，Rx为外电阻．当Rx减小时，内外电阻的差将增大，电源的输出功率减小，即Rx消耗的功率减小，故选项B正确．
当R减小时，由I＝可知，干路电流I增大，因此电源内消耗的功率P内＝I2r增大，R0消耗的功率PR0＝I2R0也增大．选项C正确、D错误．
答案：BC
4．如图所示，R1是光敏电阻，R2、R3是定值电阻．当开关S闭合后，开始没有光照射，过一段时间，当有光照射时( )
A．R1的电阻变小，电流表A示数变大
B．R1的电阻变小，电流表A示数变小
C．R1的电阻变大，电流表A示数变大
D．R1的电阻变大，电流表A示数变小
解析：有光照射时，R1的电阻变小，则总电阻减小，总电流增大，据U＝E－Ir知路端电压减小，由欧姆定律知电流表A示数变小．
答案：B
5．(2011·高考海南单科)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变大
C．的读数变小，的读数变小
D．的读数变小，的读数变大
解析：当S断开时，R2所在支路断路，总电阻R变大，根据I＝知，干路电流I变小，根据U＝E－Ir知，路端电压变大，即○V读数变大；根据U＝IR知，R1两端电压U1＝IR1变小，而U＝U1＋U3，所以R3两端的电压U3＝U－U1要变大，通过R3的电流I3＝变大，即○A的读数变大，所以B正确．
答案：B
6．(2013·徐州高二检测)如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是( )
A．电源输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大
C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
解析：在合上S2之前，三个灯泡都能正常工作，合上S2之后，电路中的总电阻R总减小，则I总增大，即流过R1的电流增大，由于不计内阻，电源的输出功率P出＝EI，可见电源的输出功率增大，A错误；R1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，IL1减小，IL2减小，IL3减小，C正确．
答案：C
二、非选择题
7．如图所示电路中，电阻R1＝R2＝R3＝10 Ω，电源内阻r＝5 Ω，电压表可视为理想电表．当开关S1和S2均闭合时，电压表的示数为10 V．求：
(1)通过电阻R2的电流为多大？
(2)路端电压为多大？
(3)电源的电动势为多大？
(4)当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数变为多大？
解析：(1)I2＝＝ A＝1 A.
(2)路端电压等于外电路电压，故
U＝I2＝1×(10＋5) V＝15 V.
(3)又U＝E－I2r，故E＝U＋I2r＝15 V＋1×5 V＝20 V.
(4)当开关S1闭合而S2断开时，电路是R1、R2串联再与电源构成闭合电路，电压表示数等于外电路电压．
U＝(R1＋R2)＝×20 V＝16 V.
答案：(1)1 A (2)15 V (3)20 V (4)16 V
8．如图所示，电解槽A和电炉B并联接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为684 W；当S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率为475 W．(电炉电阻不变)试求：
(1)电源电动势；
(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；
(3)S1、S2都闭合时，电解槽消耗的电功率．
解析：(1)S1闭合、S2断开时，电炉功率P1＝IR，所以I1＝＝ A＝6 A，电源电动势E＝I1(R＋r)＝6×(19＋1) V＝120 V.
(2)S1、S2都闭合时，电炉功率P2＝IR，所以IR＝＝ A＝5 A，
路端电压U＝IR·R＝5×19 V＝95 V，
通过电源的电流I＝＝ A＝25 A，
流过电解槽的电流IA＝I－IR＝25 A－5 A＝20 A.
(3)电解槽消耗的电功率
PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W.
答案：(1)120 V (2)20 A (3)1 900 W
课件54张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第7节 闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路组成
(1)外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势降低．
(2)内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势升高．2．闭合电路的欧姆定律
(1)推导：如图所示，设电源的电动势为E，外电路电阻为R，内电路电阻为r，闭合电路的电流为I.在时间t内：
(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U外＜E.
(4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同，但二者是本质不同的物理量．电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小．(1)对给定的电源，认为E、r不变．
(2)对于有电压变化的闭合电路问题，由E＝U外＋U内，可知：内、外电路电压变化的绝对值相等，即|ΔU外|＝|ΔU内|.
(3)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算．3．电源的U-I图象与电阻的U-I图象的比较在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)．(2)P出与外电阻R的函数关系图象(1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%.
(2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻.
如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内阻．
【解析】 当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得：
U1＝E－I1r，
即E＝1.6 V＋0.4r ①
当S断开时，由闭合电路欧姆定律得：
U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1) V＋(0.4－0.1)r②
由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω.
【答案】 2 V 1 Ω【方法总结】
解决闭合电路问题的一般步骤
(1)分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路．
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.
(3)各部分的电压、电流：根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．
(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机，电解槽等)，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算．
如图所示的电路中，电阻R＝10 Ω.当开关S断开时，电压表示数为6 V．当开关S闭合时，电压表示数为5.46 V，则电源的内阻为多少？
解析：当S断开时，R外→∞，E＝U外＝6 V；S闭合时，U外＝IR，即5.46 V＝I×10 Ω解得I＝0.546 A．再由E＝U外＋I·r即6＝5.46＋0.546r，所以r≈1 Ω.
答案：1 Ω
在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是( )
A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
【答案】 B
【方法总结】
直流电路的动态分析
1．引起电路特性发生变化主要有三种情况：
(1)滑动变阻器滑片位置的改变，使电路的电阻发生变化；
(2)电键的闭合、断开或换向(双掷电键)使电路结构发生变化；
(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化．3．分析方法
(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值变化入手，由串并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况．
(2)结论法——“并同串反”：“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．
“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大．
(3)特殊值法与极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论．
(2011·北京高考)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
解析：滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确．
答案：A
如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：
(1)电源释放的电功率；
(2)电动机消耗的电功率；将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率和效率．【解析】 (1)电动机正常工作时，总电流为I＝＝ A＝2 A，电源释放的电功率为P释＝EI＝10×2 W＝20 W.
(2)电动机两端的电压为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3) V＝6 V
电动机消耗的电功率为P电＝UI＝(6×2) W＝12 W
电动机消耗的热功率为P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W
电动机将电能转化为机械能的功率，根据能量守恒得
P机＝P电－P热＝(12－4) W＝8 W.
【答案】 (1)20 W (2)12 W 8 W (3)18 W 90%
(3)求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流，再根据P＝UI或P＝I2R求得功率．
2．电源输出功率最大值的求解方法
在解答最大功率问题时，理解好功率最大的条件是关键，若求解部分电阻不变时，只要满足电流最大则功率就最大；若求解部分电阻改变时，需要计算出功率的表达形式，利用数学知识求极值．
(2011·南通高二检测)电路图如图甲所示，乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω. (1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？
(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？
答案：(1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W1.(2013·烟台高二检测)有关电动势的说法中正确的是( )
A．电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大
C．当外电路断开时，电源路端电压与电源电动势相等
D．当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值
答案：ACD2．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.10 V B．0.20 V
C．0.30 V D．0.40 V
答案：D3．如图所示，当滑动变阻器的触片向上端移动时，电流表A1、A2和电压表V1、V2的示数如何变化？
答案：A1变小 A2增大 V1增大 V2减小
4．如图所示，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＝U内/r＝4 A
电源总功率为P电＝IE＝4×10 W＝40 W.
答案：(1)40 W (2)12 W为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。课件37张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第8节 多用电表的原理
1．欧姆表
(1)构造：欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，它的原理如图所示，G是电流表(表头)，内阻为Rg，满偏电流为Ig，电池的电动势为E，内阻为r.电阻R是可变电阻，也叫调零电阻．(2)原理：闭合电路的欧姆定律(1)欧姆表的红表笔接内部电源的负极，测量时电流从黑表笔流出，从红表笔流入．
(2)使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大．
1．用途
共用一个表头，可分别测量电压、电流、电阻等物理量．
2．多用电表的构造
右图是简化的多用电表电路图．它由表头、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成．
开关S调到1或2时，多用电表测量的是电流；调到5或6时，多用电表测量的是电压；调到3或4时，多用电表测量的电阻．在测量电流时，1的量程较大；测量电压时，6的量程较大．
3．常用的多用电表
(1)指针式多用表
如图所示是一种指针式多用电表的外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到OFF挡，或交流电压最高挡．(2)数字式多用电表
如图所示是数字式多用电表，数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示出来，使用方便．数字式多用电表内部装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小． 多用电表的红表笔连接的是“＋”插孔，黑表笔连接的是“－”插孔，测直流电流或电压时，电流从红表笔进入电表，从黑表笔流出电表. 将一个满偏电流为100 μA、内阻Rg＝100 Ω的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器的最大阻值R＝20 kΩ，电源电动势E＝1.5 V，内阻r未知．求：
(1)在电流表的0刻度处和满偏电流刻度处刻上多大电阻？中间刻度处应刻上多大电阻值？
(2)在电流表上满偏电流的1/4和3/4处应刻上多大电阻值？(3)请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点？(3)有关数据如图所示．电压表、电流表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的．
【答案】 见解析
答案：300 100
多用电表中直流电流挡、直流电压挡、电阻挡结合在一起的整体电路如图所示．此表头G的满偏电流为500 μA，内阻Rg＝200 Ω，A为公共端，例如当用A与10 mA挡作为电表的两个引出端，此时多用电表相当于量程为10 mA的电流表．求：(1)R1、R2、R3、R4的阻值；
(2)若电源电动势为1.5 V，内阻忽略不计，R5＝400 Ω，则欧姆挡中值电阻为多大？R6应调到多大？
【答案】 (1)R1＝20 Ω R2＝180 Ω R3＝49.9 kΩ R4＝499.9 kΩ (2)R6＝1 000 Ω R中＝1 500 Ω
【方法总结】
多用电表的电压挡和电流挡相当于一个电压表和电流表，其原理是串、并联电路的知识；多用电表的欧姆挡的原理是闭合电路的欧姆定律．
如图是多量程多用电表的原理图，下列说法中正确的有( )
A．图中选择开关打到3和4测的是电阻
B．图中灵敏电流表的右端是“＋”接线柱
C．图中A棒是红表笔，B棒是黑表笔
D．图中B棒是红表笔，A棒是黑表笔
解析：由多用电表的工作原理可知，只有欧姆挡内部才有电源，故选择开关打到3和4是测量电阻．由图中电源的正、负极知，表头右端是负接线柱，B是黑表笔．A、C正确．
答案：AC1.如图(甲)所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线框内的电路图应是图(乙)中的( )
解析：在欧姆表内部，黑表笔接电源正极，且内部有欧姆调零电阻，A正确．
答案：A2.如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是( )
A．它是根据闭合电路欧姆定律制成的
B．接表内电池负极的应是红表笔
C．电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端
D．调零后刻度盘的中心刻度值是r＋Rg＋R
答案：ABD3．如图所示为一个多量程多用电表的电路示意图，下列说法中正确的是( )
A．开关S调到1、2两个位置时，测的是电流
B．开关S调到5、6两个位置时，测的是电压
C．开关S调到3、4两个位置时，测的是电阻
D．测电流时，1位置的量程较小，测量电压时，6的位置量程较大
解析：由电流表、电压表原理可知A、B正确；由欧姆表原理可知C正确；测电流时，1位置分流电阻小，量程应大，故D错误．
答案：ABC第二章 第9节 实验：练习使用多用电表
课后强化演练
一、选择题
1．如图所示的四个欧姆表的表盘示意图中，可能正确的是( )
解析：欧姆表表盘不均匀且为反刻度，故C正确．
答案：C
2．关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是( )
A．接表内电源负极的应是黑表笔
B．换挡后，都要重新调节调零电阻，使指针指向右边“0”刻度处
C．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的
D．表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零
解析：由欧姆原理图可知A错误；换挡后必须重新调零，B正确；由欧姆表原理I＝，由于I与Rx不成正比，C错误；由I＝可知，Rx＝∞时，I＝0，故D错误．
答案：B
3．在用欧姆表测电阻的实验中，用“×10”挡位测量一个电阻时，发现表针偏角极大，正确的判断和做法是( )
A．这个电阻值较小
B．这个电阻值较大
C．为较准确地测量电阻，应换用“×1”挡位，重新测量
D．为较准确地测量电阻，应换用“×100”挡位，重新测量
解析：指针偏角极大，说明电阻值较小，应换小倍率才能使指针偏到中央位置附近，AC正确．
答案：AC
4．用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法中错误的是( )
A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
C．待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量
D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到“OFF”挡
解析：用多用电表欧姆挡测电阻时，测量前必须调零，测量完一个电阻再用来测其他电阻，换挡时必须重新调零，若不换挡，则不需要重新调零，故A错；测量电阻时，应将电阻与其他元件断开，不能用手将两表笔与待测电阻两端捏在一起，这样会把人体电阻与待测电阻并联在一起，特别是测大电阻时误差很大，故B错，C正确；D正确．
答案：AB
二、非选择题
5．(2013·广州高二检测)用多用电表测未知阻值的电阻，按正确步骤操作后，测量结果如图所示，读出其阻值大小为________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确，必须进行如下操作：
a．将选择开关打到________挡；
b．将________，________，进行欧姆调零；
c．把电阻接在两表笔之间进行测量并读数；
d．测量完毕将选择开关打到________挡．
解析：欧姆挡的读数是：表盘上的读数(本题中读数为100)×欧姆挡的倍率(本题中为×10)，所以读数为1 000 Ω.欧姆挡中任何一个倍率挡都能从零到无穷大读数，但指针在中间位置读数精确度高，所以要选择不同的倍率挡使指针指在表盘的中间位置，该题中读数大，应提高一挡，所以将选择开关打到×100挡．欧姆挡测电阻时，每换一个挡都要进行欧姆调零，即红黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮使指针指到0 Ω位置．选择开关旋到欧姆挡时与多用电表内部电源接通，所以测量完毕将选择开关打到OFF挡或交流电压最高挡．
答案：1 000 ×100 红黑表笔短接 调节调零旋钮 OFF或交流电压最高
6．(2013·长沙高二检测)如图甲所示为一黑箱装置，盒内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接盒内电池的正极．
(1)为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻．
②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压．
③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流．
你认为以上测量中不妥的有：________(填序号)，理由是__________________________．
(2)若他用多用电表测其电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“________”(填“×100”或“×1”)挡位；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω.
解析：(1)测量中不妥的有：①、③，理由是：①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻；③用电流挡直接测量可能会造成电源短路．
(2)多用电表用欧姆挡测量时，如果指针偏转角度太大，说明所测电阻的阻值小，应当选用小量程进行测量；图中所示读数为12 Ω.
答案：(1)①、③ ①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻；③用电流挡直接测量可能会造成电源短路
(2)×1 12
7．(1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至________挡，并把多用电表________到被测电路中．若测电压时，应把选择开关旋至________挡，并把多用电表与被测电路________联．测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在________处，即电流从________表笔流进．
(2)如图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置．
①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数为________ Ω，Ⅱ的示数为________ Ω.
②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为________ V，Ⅱ的示数为_______ V，Ⅲ的示数为_______ V.
③选择开关置于直流“250 V”挡时，Ⅰ的示数为________ V，Ⅱ的示数为________ V.
解析：(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于电流挡，且把电表串联接入被测电路中．测电压时，把选择开关置于电压挡，且并联在被测电路的两端．因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在高电势处，即电流从红表笔进入．(2)多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度线，根据读数规则直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的倍率，才是电阻的测量值．
答案：(1)电流 串联 电压 并 电势高 红
(2)①28 36 ②18.0 14.6 8.2 ③90 73
8．(2011·高考安徽理综)(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图所示．请你简述接下来的测量操作过程：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图所示．其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．
(3)图中是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．
答案：(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡；②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”；③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值．
(2)如图所示
(3)电阻 1、2 1
课件61张PPT。第二章 恒定电流同步导学方案课后强化演练第9节 实验：练习使用多用电表一、实验原理
1．表盘：多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图，上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆调零旋钮，指针定位螺丝和测试笔的插孔．
由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和交、直流电压共用的标度．2．挡位：如图所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端．3．二极管的单向导电性：晶体二极管是半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如图甲所示．
晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示． 二、实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
三、实验步骤
1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．
3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．
4．用多用电表测电压、电流在测量小灯泡的直流电压或电流时，量程选择要适当，以使表针在测量范围内偏转得尽量大一些，这样测量结果会比较准确．
5．用多用电表测电阻
(1)选挡：一般欧姆表都有多个挡位，测量时要进行合理选挡，使读数应在中值刻度附近，若指针偏转角度较小，说明待测电阻阻值较大，应选较大倍率的挡位，否则换倍率较小的挡位．
(2)电阻调零：即将红黑表笔短接，调节欧姆调零电阻旋钮，使指针指右端电阻零刻度．
(3)测量：将待测电阻与别的元件断开，一定不要用手接触表笔，将红黑表笔接被测电阻两端进行测量．
(4)读数：要用刻度盘上的读数乘以选择开关所指的倍数即得到待测电阻的阻值．
(5)若需要换挡测量新的电阻需要重复以上(1)～(4)步．
(6)测量完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡，长期不用时，应将多用电表中的电池取出．
6．测二极管的正、反向电阻
(1)测正向电阻：用多用电表的电阻挡，量程拨到“×10”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行电阻挡调零后，将黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极，稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1.
(2)测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×1 k”)，变换挡位之后，须再次把两表笔短接调零，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，稳定后读取示数乘上倍率(例如1 k)，求出反向电阻R2.当R1与R2相差很大时，说明二极管质量较好；当R1与R2相差较小时，说明二极管质量不好．如果R1与R2均较小，可能二极管短路；如果R1与R2均较大，可能二极管断路．7．探索黑箱内的电学元件
四、数据处理
1．测电阻时，电阻值等于表针的示数与倍率的乘积．指针示数的读数一般读两位有效数字．
2．如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．
五、误差分析
1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池．
2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差．
3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近．
4．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．
六、注意事项
1．使用多用电表“十忌”
(1)忌不调零就使用多用电表．
(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联．
(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出．
(4)忌用手接触测试笔的金属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．
(5)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值．
(6)忌只看读数不乘倍率．
(7)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零．
(8)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量．
(9)忌把电池装在多用电表内长期不用．
(10)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡．
2．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量．
3．用多用电表测电流和电压时，要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率．
4．不论使用哪一挡位，电流必须从红表笔流入，从黑表笔流出. 某同学利用多用电表做了以下实验：
(1)使用多用电表测电阻，它的主要实验步骤如下
①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上；
②把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；
④换用“×10”的欧姆挡，随即记下欧姆数值；
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的？(三个错误)
错误一：_______________________________；
错误二：_________________________________；
错误三：__________________________________.(2)如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________欧；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为________毫安；测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为________伏．
【解析】 (1)错误一：在用“×100”挡位测量时，指针偏转较小，说明所测电阻阻值较大，为了减小读数误差，应使指针向右摆动，所以应该换用“×1 k”的欧姆挡位；
错误二：换挡后，还要重新进行欧姆调零；
错误三：使用多用电表结束后，还要将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡．
(2)若用“×100”挡测电阻时，指针读数为：
17．0×100 Ω＝1 700 Ω
若用量程100 mA测直流电流时，读数为：
4．7×10 mA＝47 mA
若用量程50 V测直流电压时，读数为23.5 V
【答案】 (1)换用“×10”的欧姆挡，应该换用“×1 k”的欧姆挡 换挡后没有进行欧姆调零 使用完后没有将选择开关转到“OFF”或交流电压最高挡
(2)1 700 47 23.5
【方法总结】
根据测量项目，选择对应的刻度盘．
(1)直流电流和电压刻度是均匀的，读数时共用，但需按比例计算，如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”．
(2)用欧姆挡测电阻的阻值为：读数×倍率．
(3)不论测电阻，还是测电流、电压，电流总是从正插孔(红表笔)流入，从负插孔(黑表笔)流出．
(4)二极管具有单向导电性，若用欧姆表两表笔接触二极管两极，测得电阻较小时与黑表笔相连的为二极管的正极；测得电阻较大时，与黑表笔相连的为二极管的负极．
(1)参考多用电表面板完成下列填空：用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联接到被测电路中；若测电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路________联．测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在电势________处，即电流从________表笔流进多用电表．(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘．
①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________ Ω.
②如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为________ mA.
③如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.
解析：(1)用多用电表测直流电流时，选择开关应置于“mA”挡，且把电表串联接入被测电路中；测电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端，因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入多用电表．(2)用多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看相对应的刻度弧线，根据读数规则(一般估读到百分位)，直接读出指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率，才是电阻的测量值．
①因为选的是“×10”挡，所以读数为6.0×10 Ω＝60 Ω.
②因为用直流10 mA挡测电流，所以对应下面10 mA挡读数为7.20 mA(注意从直流刻度区读)．
③用直流5 V挡测时，电压为3.60 V.
答案：(1)mA 串 V 并 高 红
(2)①60 ②7.20 ③3.60 如图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：(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________．(假设只有下列故障中的某一项).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测量结果如上表所示，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．d、e间导线断路
【解析】 (1)用多用电表的直流电压挡进行测量，实质上就是用电压表测量．当用电压表测电路故障时，若电压表有示数，说明电压表到电源之间的回路是接通的，且与电压表并联的电路没有短路，若电压表无示数，有两种可能，一是电压表与电源之间的回路存在断路，另一种可能则是与电压表并联的电路短路．用多用电表的直流电压挡进行电路检查时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显，其量程又不宜过大．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．a、b间有示数，说明a→电源→b间无断路；c、b间有示数，说明c→S→a→b间无断路，断路范围缩小；c、d无示数，说明d→e→灯B→f→b间存在断路或灯A短路，又灯B也不亮，故只能是前一种情况．d、f有示数，说明是d、f间没短路，且c→S→a→电源→b→f间无断路，综上所述，df段断路．
(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开，防止电源损伤多用电表．根据表针的偏转情况，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间时有无穷大电阻，可以断定是d、e间导线断路．
【答案】 (1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D【方法总结】
(1)若用多用电表测电压、电流功能检测时，需根据电路特点选择合理的量程，且测电压时要并联到待测电路中，测电流时要串联到待测电路中，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点．
(2)若用测电阻功能检测时，待测电路一定要和电源断开，以免外电路的电源损坏电表．若将原电路电源取下，则只能使用欧姆挡检测．
在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)： (1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________________(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”)．
(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________________挡(填“欧姆×100”、“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．
(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.
解析：(1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的一定是“待测金属丝”．
(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路．因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的10 V直流电压挡来检查故障，多用电表的红表笔应和电源的正极相连．
(3)若只有滑动变阻器断路，当另一支表笔依次接b、c、d接线柱时，多用电表的示数依次是0、E、E.
答案：(1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 (3)0 E E
(2012·高考江苏单科)如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．
(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”、“B”或“C”)．
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．
(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示．
请将记录表补充完整，并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路.
【解析】 (1)A是机械调零，B是欧姆调零，C是功能选择开关，故选填A.
(2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管．由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω.因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据知b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联．又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故a、b间有一个电阻时a、c间两个电阻串联；b、c间有三个电阻时a、b间两个电阻并联，电路图见答案．
【答案】 (1)A (2)短暂 (3)5.0 如图所示【方法总结】
用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思想
根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后，再根据各接点间的测量数据进行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式．
用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中( )
解析：红表笔接F点，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出，通过二极管从红表笔流进，电流方向从E到F，只有B正确．
答案：B为了巩固和提升所学内容，请使用“课后强化演练”。
