课件33张PPT。章 末 整 合电路的动态分析是欧姆定律与串、并联知识的综合应用，常用方法如下：
1．程序法：先由局部电阻R变化判断R总的变化(局部R变大，R总变大，R变小，R总也变小)，再由闭合电路欧姆定律判定I总的变化、U外的变化，最后再由部分电路欧姆定律分析定值电阻上的电压、电流的变化，由总电压(电流)等于各部分电压(电流)之和分析，变化电路上的电压、电流的变化．即局部→整体→局部．电路的动态分析
2．“串反并同”法：所谓串反，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小，反之亦然．所谓“并同”，即某一电阻增大，与它并联或间接并联的电阻中的电流、电压、电功率将增大，反之亦然．【例1】 如图2－1所示电路中，当S闭合后，滑动变阻器的滑片P在如图所示位置时，小灯泡L1、L2、L3、L4的亮度均相同．若将滑片P向左移动，则各灯泡的亮度变化情况是( )图2－1
A．L1、L4变暗，L2、L3变亮
B．L2变亮，L1变暗，L3、L4亮度不变
C．L1变暗，L2无法判断，L3、L4亮度不变
D．四个灯泡亮度都变暗1．求电源的最大输出功率
极值问题在物理习题中经常出现，处理这类问题的常见方法是：先找出物理量之间的函数关系，再利用数学方法求极值，此法可称为解析法．
解题的一般步骤为：
(1)分析电路结构，画出等效电路．
(2)写出含有变量的解析式．
(3)利用函数关系求极值．闭合电路中的功率问题2．“等效法”求解电路的最大功率
当求解闭合电路中某个用电器的最大功率问题时，可把该用电器之外的其他部分等效成一个新的电源，然后再按专题二求极值的方法加以解决，基本方法如下：
类型一图2－2 3．非纯电阻电路的功率
在非纯电阻电路中，电功大于电热，W＞Q，即IUt＞I2Rt，电功率大于热功率，即UI＞I2R.在计算电功和电热时要用各自的定义式：W＝UIt，P＝UI，Q＝I2Rt，P热＝I2R.
对联系到电功、电热、机械能、化学能的综合问题．要从能的转换和守恒的角度分析，再列式计算．如电动机通电后，如果不转，其消耗的电能全部转化为焦耳热(内能)，此时仅相当于纯电阻电路，有W＝UIt＝I2Rt＝Q.【例2】 如图2－3所示电路中，电阻R1＝9 Ω， R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω.求：图2－3
(1)当电流表示数为0.4 A时，变阻箱R3的阻值多大？
(2)当R3阻值多大时，它消耗的电功率最大？
(3)当R3阻值多大时，电源的输出功率最大？答案：(1)30 Ω (2)6 Ω (3)0电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流， 一旦电路达到稳定状态，电容器的电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的、不漏电的情况)的元件，在电容器处的电路可看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带的电荷量时，可在相应的位置补上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：含容电路问题(1)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无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．
(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．
(3)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．【例3】 在如图2－4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．图2－4 电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流， 一旦电路达到稳定状态，电容器的电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的、不漏电的情况)的元件，在电容器处的电路可看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带的电荷量时，可在相应的位置补上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：电学实验问题
1．电压表、电流表和多用电表的读数
(1)电压表、电流表和多用电表直流电压挡、直流电流挡的读数，要看清选择的量程、最小刻度．
(2)多用电表欧姆表的读数要看清选择的倍率，如×1、×10、×100等．2．电学仪器的选择
(1)依据安全性、方便性的原则，电流表、电压表既不要超过各表的量程，又不能让各表摆角太小(一般要达到满偏刻度的一半以上)．欧姆表指针最好指在中央刻度附近．
(2)对电路中的电流要进行估算，然后根据估算结果进行选择．
3．滑动变阻器的接法
(1)限流式：连接简单，调节方便，但调节范围比较小．
(2)分压式：调节范围可以从零开始，可以得到较大范围的数据．4．高考经常考查的实验
(1)电阻的测量．高考中电阻的测量考查的形式很多，但其本质是伏安法测电阻，所以解决问题的关键是找出加在待测电阻上的电压和通过待测电阻的电流．题目常见的变形方法有：①缺少电压表或电流表，此时一定会存在一个电压表或电流表的替代品，可用电压表当作电流表使用，或用电流表当作电压表使用，或改装电表．②半偏法测电表内阻．由于电表自身可进行读数，通过电阻箱的帮助可测电表内阻．③电桥法测电阻．
(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线．其中包含电路的选择，电流表的内外接问题，滑动变阻器的分压限流问题．
(3)伏安法测定电源的电动势和内电阻．注意根据实验误差的来源判断选择电路．在进行数据处理时注意图象的物理意义和图象的变形应用．【例4】 用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材与规格如下：
电流表A1(量程250 mA，内阻r1为5 Ω)；
标准电流表A2(量程300 mA，内阻r2约为5 Ω)；
待测电阻R1(阻值约为100 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω)；
电源E(电动势约为10 V，内阻r约为1 Ω)；
单刀单掷开关S，导线若干．
(1)要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明器材代号．
(2)实验中，需要直接测量的物理量是________，用测得的量表示待测电阻R1的阻值计算式R1＝________.解析：(1)本题是用双安法测电阻，利用电流表示数I1和内阻r1算出I1r1，再利用熟悉的伏安法测电阻．
实验电路如图所示．
答案：见解析课件53张PPT。第一节 探究决定导线电阻的因素1．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“劈啪”声，这是因为( )
A．衣服由于摩擦而产生了静电
B．人体本身是带电体
C．空气带电，在衣服上放电所致
D．以上说法均不正确
【答案】A精 彩 回 眸2．为了防止静电危害，下列措施不正确的是( )
A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C．在地毯中夹杂不锈钢纤维
D．尽可能保持印染厂空气干燥
【答案】D一、电阻定律的实验探究
1．实验方法
(1)测金属丝直径．取一段紧密绕制的电炉丝，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，计算出电炉丝的______．
(2)测金属丝的长度l.把电炉丝拉直，用刻度尺量出其长度l.知 识 梳 理直径 (3)测金属丝的电阻．按图2－1－2所示连接电路，闭合开关，测出电炉丝两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律算出电炉丝的电阻，移动滑动变阻器的触头，多测几组数据，求出电阻R的______值．图2－1－2 平均 2．实验探究(控制变量)
按图2－1－2所示连接电路．
(1)在材料相同、粗细相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成______．
(2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成______．
(3)对于同种导体，材料电阻率相同，对不同种导体，材料电阻率不同，说明导体的电阻与____________．正比反比材料有关二、电阻定律
1．内容：均匀导体的电阻R跟它的长度l成______，跟它的横截面积S成______．
2．公式：__________.
3．适用条件：温度一定，粗细均匀的__________或浓度均匀的_____________．正比反比金属导体 电解质溶液 三、电阻率
1．物理意义：电阻率ρ是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的______，与导体的形状、大小______，它的单位是________，国际符号是______．
2．计算公式：ρ＝________.属性无关欧姆·米Ω·m 3．电阻率与温度的关系
各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电阻率随温度升高而______(可用于制造电阻温度计)；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而______(半导体的电阻率随温度变化较大，常用于制作热敏电阻)；有些合金如锰铜、康铜的电阻率几乎不受__________的影响(可用来制作标准电阻)．
4．超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率_______________的现象．增大减小温度变化突然减小到零 【思考】 一个导体的电阻与哪些因素有关？有什么关系．
【答案】导体的电阻与导体材料的电阻率、长度、横截面积有关，而环境中的温度也能影响电阻．
温度一定时，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液的电阻跟它的电阻率和长度成正比，跟它的横截面积成反比．对金属导体电阻随温度的升高而增大，而半导体和电介质的电阻随温度的升高而减小. 电阻定律
【特别提醒】 电流表测量流过导线的电流，故应串联在电路中，电压表测量导线两端的电压，因此应与待测导线并联．但由于待测导线电阻值不是很大，为减小测量误差，应采用电流表外接法，如果电流表内接，由于其阻值与待测电阻很接近，这样测出的电压应为电流表内阻两端电压与导线两端电压之和，将产生较大的误差．
【特别提醒】 (1)导体对电流的阻碍作用，是由于自由电荷在导体中做定向移动时，跟导体中的金属正离子或原子相碰撞发生的．
(2)电流流经导体时，导体两端出现电压降，同时将电能转化为内能．3．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．
图2－1－3
(2)构造：如图2－1－3所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已
被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来．(3)在电路中的使用方法
图2－1－4
结构简图如图2－1－4所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接是接A与D或C及B与C或D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用，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．
2．电阻定律只适用于金属导体和浓度均匀的电解液．
3．只能在某一特定温度下应用电阻定律计算电阻，温度变化时不能应用，因为电阻率是随温度的变化而变化的．
4．同一段导体在拉伸或压缩等形变中，其长度和横截面积都会发生相应的变化，但是总体积不变．
白炽灯等纯电阻电路，通电时温度会升高，电阻会发生相应的变化，这些电路的电阻指正常工作时的电阻．【例1】 某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与横截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
(1)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与横截面积S是否满足反比关系？(若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系)．
(2)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7 Ω·m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l＝________m(结果保留两位有效数字)．解析：该题是电阻定律的一个变形考查．电阻定律是研究电阻和导线长度和横截面积之间的关系，采用的方法是控制变量法．该题虽然是考查同质量的导线的电阻和横截面积的关系，仍然可以采用控制变量法进行求解．根据图表中所给的数据，通过计算发现电阻和导线的横截面积不成反比．要想找出电阻和横截面积之间的关系，需要进一步观察图表，电阻减小，横截面积增加，通过上面一问的求解发现没有反比关系，可以猜想电阻和导线的横截面积的平方成反比，通过计算即可验证．
答案：(1)不满足 R与S2成反比(或RS2＝常量) (2)19
?题后反思
电阻的测量是最常见的考查形式．最近几年在电阻测量问题上产生了很多变形．我们首先要了解常规测量的原理，然后根据题意找出变形问题的原理，所有的物理实验必须先确定其实验原理才能解决问题．
解析：根据第一问提供的数据，再根据百分误差的表达式，测量值为800 Ω，而这个测量值应该是电压表内阻和待测电阻的并联值，可得待测电阻的实际阻值为1 000 Ω，代入百分误差公式可得百分误差为20%.当电流表内接时，测量值为待测电阻和电流表的串联值，为1 050 Ω，可得此种情况下的百分误差为5%.
答案：(1)20% (2)5%电阻率二、电阻率与电阻的区别
【特别提醒】 金属材料的电阻率随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，在温度变化不大时，电阻率与温度是线性关系；绝缘体和半导体的电阻率一般随温度的升高而减小，并且不是线性关系．
?题后反思
材料的电阻率与材料本身及温度有关，是反映材料导电性能的物理量，但电阻率大电阻不一定大．导体的电阻由其材料、温度及几何形状决定，二者不要相混． 一只“220 V,100 W”的灯泡工作电阻为484 Ω，拿一只这种灯泡，来测量它不工作时的电阻应是( )
A．等于484 Ω B．大于484 Ω
C．小于484 Ω D．无法确定
【答案】C [灯泡不工作时温度低，灯丝电阻称为冷态电阻，其电阻率小，所以冷态电阻小于工作电阻．故选C.]一、螺旋测微器(千分尺)的使用
(1)构造：如图2－1－6所示，小砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上． 综 合·拓 展·提 高图2－1－6 (2)原理：利用螺旋转动将微小的直线位移转化为角度变化(角位移)，并在较大的圆周上对其进行显示．设螺纹的螺距为0.5 mm，即测微螺杆(可动小砧)在旋钮转动一周时前进或后退0.5 mm，将可动刻度分为50分格，则每转动两周就转过100分格，可动小砧变化正好是1 mm，所以它测长度可以精确到0.01 mm.
(3)读数方法
读数公式：d＝固定刻度上的整毫米或半毫米数＋可动刻度上与0刻度线对齐的格数×精确度(0.01 mm)．
(4)注意事项
①读数时注意固定刻度上的半毫米刻度线是否露出．
②可动刻度上读数时要估读一位．
③最后读数以mm为单位，小数点后应有三位数．二、测定金属的电阻率
(1)实验目的
①掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，以及滑动变阻器的使用方法．
②学会正确地使用螺旋测微器，掌握螺旋测微器的读数规则．
③掌握用伏安法测电阻的方法．
④掌握测定金属的电阻率．
(3)注意事项
①用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同位置各测一次，求其平均值．
②用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应至少测量3次，求其平均值．
③本实验中被测金属导线电阻较小，因此采用电流表外接法．
④滑动变阻器采用限流式接法还是分压式接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择．
⑤伏安法测电阻时，通电金属导体的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．
⑥求R的平均值的两种方法：【例3】 在“测定金属的电阻率”实验中，某同学进行了如下测量：
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值L.其中一次测量结果如图2－1－7甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐，图中读数为________cm.用螺旋测微器测量金属丝直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图2－1－7乙所示，图中读数为________mm.图2－1－7 (2)采用如图2－1－8所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．最后由公式ρ＝________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)．图2－1－8 (3)请你根据以上的电路图在图2－1－9中进行实验连线．电流表选0～0.6 A量程，电压表选0～3 V量程．图2－1－9 (3)连线如图所示
答案：见解析课件57张PPT。第二节 对电阻的进一步研究1．一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的________倍．若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的________(设拉长与绞合时温度不变)．精 彩 回 眸1.9 2．关于电阻率，下列说法不正确的是( )
A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好
B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率一般随温度升高而增大
C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零
D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻
【答案】A一、导体的伏安特性
1．伏安特性曲线：在坐标系中，用I表示纵轴，用U表示横轴而画出的I－U图线．导体的_________________是用来研究导体电流和电压的关系的重要工具．知 识 梳 理伏安特性曲线 线性元件二、 串联电路
1．电阻的串联：把电阻依次首尾相接，就组成串联电路，如图2－2－2所示．图2－2－2 三、并联电路
1．电阻的并联：把几个电阻并列地连接起来，就组成了并联电路，如图2－2－3所示．图2－2－3 1．符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线如图2－2－4甲所示．
2．二极管的伏安特性曲线如图乙所示．伏安特性曲线
【例1】 (双选)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答案：AD
?题后反思
普通白炽灯的灯丝的伏安特性曲线并不是直线，因电压的增高，电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大，曲线斜率减小．解答此类问题必须紧紧抓住“斜率”这一焦点． (双选)某导体中的电流随其两端的电压变化如图2－2－5实线所示，则下列说法中正确的是( )
A．加5 V电压时，导体的电阻是5 Ω
B．加12 V电压时，导体的电阻是8 Ω
C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻率不断增大图2－2－5 电阻的测量图2－2－6
2．电路选择
伏安法测电阻时两种接法的选择方法
为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：
(1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx?RV，宜采用电流表外接法；若Rx?RA，宜采用电流表内接法．(3)实验试触法：按图2－2－7接好电路，让电压表一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．图2－2－7 (4)两种方法的对比．(图2－2－8)图2－2－8
3.电学实验中电路器材的选择
(1)基本原则
安全——不损坏实验仪器．
精确——尽可能减小实验误差．
方便——在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材便于操作，读得的数据便于处理．图2－2－9 ②分压式接法
如图2－2－10所示，电路中变阻器起分压作用，滑片自A端向B端滑动时，负载上电压的变化范围约为0～E.显然比限流时调节范围大．合上开关前滑片应在A端，以使负载Rx两端的电压和通过的电流最小．图2－2－10通常以限流式接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压式连接方式：
a．题目所提供的实验仪器最大允许电流、电压不够．
b．变阻器电阻远小于被测电阻或远小于电路中串联的其他电阻的阻值．
在变阻器电阻远小于被测电阻时，若采用限流式接法，即使变阻器从一端滑至另一端，电路中电流变化仍极小，因此此时应用分压式接法．
c．要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化，应采用分压式接法．【例2】 用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路
(1)请将实物图2－2－11连线成为实验电路．
微安表μA(量程200 μA，内阻约200 Ω)；
电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)；
电阻R0(阻值约20 kΩ)；
滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，额定电流1 A)；
电池组E(电动势3 V，内阻不计)；
开关S及导线若干．图2－2－11 (2)小灯泡的伏安特性曲线如图2－2－12所示(只画出了AB段)，由图可知，当灯泡电压由3 V变为6 V时，其灯丝电阻改变了________Ω.图2－2－12 解析：(1)仪器接法的选择问题，微安表内阻比待测电阻小得多，比电压表内阻还要大，需要用微安表的内接法．滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，需要用分压式接法才能更好地调节待测电阻上的电压．电路图如下所示．
?题后反思
测定电器元件的伏安特性曲线的常见方法：①需要测量待测电器元件的电压和电流．②要考虑电流表是内接还是外接，一般情况下是外接，因为所测的小灯泡的电阻一般较小．③要考虑滑动变阻器的接法．④在进行数据处理时，图线一般不是直线，要用平滑的曲线把各个点连接起来． 如图2－2－13甲所示为某同学探究额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U图线实验电路图．图2－2－13 (1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接成完整实验电路．
(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于________(填“A端”“B端”或“AB正中间”)．
(3)已知小灯泡灯丝在27 ℃时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273＋t)．根据图丙中画出的小电泡I－U特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃.(保留两位有效数字)解析：(1)
(2)对于分压电路，开关S闭合前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端(A端)，使待测电路上电压为零．(3)由灯丝电阻与热力学温度成正比可得R＝kT.当灯丝温度为300 K时，电阻为1.5 Ω，可得k＝0.005 Ω/K.由小灯泡的I－U特性曲线可得当电压为2.5 V时灯丝中电流约为0.265 A，根据欧姆定律可得出灯丝电阻R′＝U/I≈9.4 Ω.由R＝kT解得此时灯丝热力学温度T′＝R′/k＝1 880 K，即灯丝温度为t＝T′－273＝1 607 ℃≈1.6×103 ℃.
答案：(1)见上图 (2)A端 (3)1.6×103一、关于电阻的几个常用推论
1．串联
(1)n个相同的电阻R串联后的总电阻R总＝nR.
(2)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻．
(3)串联电路的每个电阻都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫做分压作用，起分压作用的电阻叫做分压电阻．串、并联电路规律的应用
(4)多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．
(5)在电路中并联一个电阻R，电流就多了一条通路，可以分去干路中的一部分电流，并联电阻的这种作用叫做分流作用，起分流作用的电阻叫做分流电阻．
(6)若并联电路中各支路电阻之和为定值，当支路电阻相等时，并联总电阻为最大值．二、电路的简化
1．原则：(1)无电流的支路除去；(2)电势相等的各点合并；(3)理想导线可任意长；(4)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；(5)电压稳定时电容器可认为断路．
2．方法：(1)电流分支法：先将各结点用字母标上，判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定)，按电流流向，自左到右将各元件结点、分支逐一画出，加工整理即可．
(2)等势点排列法：标出节点字母，判断出各节点电势的高低(电路无电压时可先假设加上电压)，将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可．【例3】 如图2－2－14所示，R1＝R2＝R3＝R4＝10 Ω，电压U＝10 V，求各表的示数．(各表均为理想电表)图2－2－14 解析：先把电压表看成断路，则电阻R4中无电流通过，这条支路可以去掉．把电流表看成一条导线，则R1、R2被短路，然后再把电流表和电压表放回电路中去，简化后的电路图如图所示，由电路知识和欧姆定律知电流表示数为1 A，电压表示数为10 V.
答案：10 V 1 A 图2－2－15
【答案】B [电路的连接特点是：B灯与D灯串联和C灯并联再和A灯串联，A灯在干路上通过它的电流最大，A灯最亮，C灯中的电流大于B与D灯中的电流，C灯较亮，B灯与D灯最暗且亮度相同，综合以上分析得B正确．A、C、D错误．]【例4】 图2－2－16甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．
(1)为了通过测量得到图甲所示I－U关系的完整曲线，在图2－2－16乙、丙所示两个电路图中应选择的是图________；简要说明理由：______________________________________.
(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)综 合·拓 展·提 高图2－2－16
(2)在图丁所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω.课件66张PPT。第三节 研究闭合电路1．某同学做三种导电元件的导电性能实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图象，如图2－3－2(a)、(b)、(c)所示，则下述判断正确的是( )精 彩 回 眸图2－3－2
A．只有(b)图正确
B．(a)、(c)图的曲线肯定是偶然误差太大
C．(a)、(c)不遵从欧姆定律，肯定是不可能的
D．(a)、(b)、(c)三个图都可能正确，并不一定有较大误差
【答案】D2．(双选)如图2－3－3所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是( )
A．导体的电阻是25 Ω
B．导体的电阻是0.04 Ω
C．当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.5 A
D．当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V
【答案】AD图2－3－3 3．已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．2∶3∶6 D．6∶3∶2一、电动势
1．物理意义：表征电源把____________能转化为______本领的物理量．
2．定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由极____移送到____极，非静电力所做的功W非与________的比值，用E表示，即E＝__________，电动势的单位是______．知 识 梳 理其他形式的 电能 负 正 电荷量q 伏特3．大小的决定因素：由电源中______特性决定，跟电源的体积无关，跟______也无关．
4．常用电池的电动势自身内阻二、闭合电路的欧姆定律
1．内、外电路
(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路．
(2)特点：外电路中电流由电源______流向______，沿电流方向电势______，内电路中电流由电源______流向______，沿电流方向电势______．
2．闭合电路的能量转化
非静电力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能的总和，即：EIt＝__________.正极负极降低 负极 正极 升高 UIt＋I2rt 3．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______．
(2)公式：I＝__________ ①
或E＝________ ②
或E＝______＋______ ③
(3)适用条件：①、②适于外电路为____________电路，③适于一切电路．正比反比I(R＋r) U Ir纯电阻 三、路端电压与负载的关系
1．路端电压与电流的关系：U＝______，物理意义表示路端电压随__________的变化关系．
2．U－I图象如图2－3－4所示，图象能反映的信息有：
坐标原点为(0,0)时，
(1)横轴上截距表示__________．
(2)纵轴上截距表示___________．
(3)斜率的绝对值表示_________．图2－3－4 E－Ir 干路电流 短路电流 电动势 内阻 3．路端电压与R的关系
(1)当外电阻R增大时，电流I减小，内电压Ir减小，路端电压______．
(2)当外电阻R减小时，电流I增大，内电压Ir增大，路端电压______．
(3)两个特例：
外电路断开时，R→∞，I＝____，U＝____，据此特点可测电源电动势．
外电路短路时，R＝0，I＝______，U＝____，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因．增大 减小0 E 0四、测量电源的电动势和内阻
1．实验原理
(1)用电压表、电流表加上一个可变电阻，测定电动势时的电路图如图2－3－5所示．
其计算式为E＝________.图2－3－5 U＋Ir (2)用电流表、电阻箱测定电动势时的电路图如图2－3－6所示．
其计算式为E＝________.
(3)用电压表、电阻箱测定电源的电动势时的电路图如图2－3－7所示．
其计算式为E＝__________.IR＋Ir 2．数据处理方法
(1)代数法：运用解方程组求解E和r，为了减小实验的偶然误差，利用U和I值多求几组E和r的值，算出它们的________．
(2)图象法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I所成的图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示____________，与横轴的交点表示__________，图线的斜率的绝对值表示__________．平均值 电源电动势 短路电流 电源内阻
【思考】 当外电路电阻增加时，外电路消耗的电功率怎么变化？
【答案】当外电路电阻小于内阻时，增大外电阻时，外电路的功率增大，当外电路电阻大于内阻时，增大外电阻，外电路的功率减小．一、电源的作用
电源在电路中的作用与抽水机在水路中的作用有相似之处．对电动势概念的理解
1．如图2－3－8，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流．但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，在水管中就有源源不断的水流了．2．从能量转化的角度来看，当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少转化为其他形式的能．如图2－3－8当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能．图2－3－9
同理在电源内部如图2－3－9，由于存在由正极指向负极的电场，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电场力做功，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．
二、对电动势的理解
1．从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程．在不同的电源中，非静电力不同，其做功本领也不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功多少不同，转化成电能的多少就不同，物理学中用电动势来描述电源的这种特性．2．电势差与电动势的比较3．内外电路电势的升降
在理解课本图的基础上，我们还可以把电源看成等效的两部分，即无内阻理想电源和电阻r的串联，则闭合电路内外电路的电势升、降如图2－3－10所示．图2－3－10
从电源正极开始，沿电流流向，先经过电阻r，电势降低Ir，再经过外电路电阻R，电势又降低IR；由电源的负极到正极非静电力作用，使电势又升高E，电源正、负极的电势用φ1、φ2表示，对整个过程有φ1－Ir－IR＝φ2，即φ1－φ2＝Ir＋IR，亦即E＝U内＋U外．【例1】 (双选)关于电动势，下列说法中正确的是( )
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的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，所以选项C正确．
答案：AC
?题后反思
对电动势的理解有多层次的描述，应根据具体要求选择回答． (双选)下列关于电源的说法中，正确的是( )
A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大
B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功
C．电源的电动势与外电路无关
D．在电源内从负极到正极电势的升高等于E
【答案】BC [电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关．所以电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大，例如，一个电动势较小的电源，如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能．故选项A的说法错误，选项D也错误，故选B、C.]闭合电路欧姆定律
2．用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.
3．当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，故此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压，这提供了测E的一种方法．二、路端电压U外与外电阻R之间的关系
对一定的电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(“↑”表示增加，“↓”表示减少)：三、路端电压与电流的关系图象
1．由U＝E－Ir可知，U—I图象是一条斜向下的直线，如图2－3－11所示．图2－3－11【例2】 (双选)如图2－3－12所示电路中，A、B、C、D是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是( )
图2－3－12
A．A灯变亮 B．B灯变亮
C．C灯变亮 D．D灯变亮思维导图答案：BD
?题后反思
分析电路的动态变化，常有两种方法：一是利用欧姆定律等基本规律按由外电路→内电路→外电路，进行定性分析或定量计算；二是用极限分析法，将参量的一般变化外推到极限值，即无穷大、零或临界值的条件下进行分析和讨论． (双选)如图2－3－13所示，当可变电阻R的值增大时，则( )
A．A、B两点间电压U增大
B．A、B两点间电压U减小
C．通过R的电流I增大
D．通过R的电流I减小
【答案】AD图2－3－131．实验步骤
(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)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端．
(3)闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I，U)，用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中．测量电源的电动势和内阻
(4)打开电键，整理好器材．
(5)处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值．2．注意事项
(1)使用内阻大些(用过一段时间)的干电池，在实验中不要将I调得过大，一般不超过0.5 A，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．
(2)测出不少于6组(I，U)数据，且U、I变化范围尽量大些．
(3)在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，不用顾及个别离开较远的点以减小偶然误差．图2－3－14(5)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0～3 V量程，电流表选取0～0.6 A量程． 图2－3－15 图2－3－16
所以它们的关系可用图2－3－16表示，测量图线为AB，真实图线为A′B.
由图线可看出r和E的测量值都小于真实值．
r测＜r真，E测＜E真(2)第二种实验线路
测量电源电动势和内阻的第二种接法，如图2－3－17所示．
图2－3－17 图2－3－18
由于电流表的分压作用，因为U真＝U测＋UA′＝U测＋IRA，RA为电流表的内阻，这样在U—I图线上对应每一个I应加上一修正值ΔU＝IRA，由于RA很小，所以在I很小时，ΔU趋于零，I增大，ΔU也增大，理论值与测量值的差异如图2－3－18所示．
由图可知：E测＝E真，r测＞r真(内阻测量误差非常大)，实际测量时应选电路图2－3－15.【例3】 为了测定干电池的电动势和内电阻，现有下列器材：
A．6.3 V蓄电池；
B．干电池一节；
C．电压表V(0～3～15 V，内阻约为3 kΩ、15 kΩ)；
D．电流表A(0～0.6～3 A，内阻约为10 Ω、2 Ω)；
E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg＝10 Ω)；
F．变压器；
G．滑动变阻器(0～20 Ω)；
H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)；
I．电阻箱(0～9 999 Ω)；
J．开关、导线．
(1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的变阻器是__________(用字母代号回答)．(2)根据实验要求，用笔画线代替导线在实物图(如图2－3－19所示)上连线．图2－3－19 (3)某次实验记录如下：
根据表中数据在坐标图上画出U－I图线．由图可求得E＝________V，r＝________Ω.
(4)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，画出相应的电路图．
解析：本题考查测定电源电动势和内阻的实验设计，数据分析及误差分析，可根据一节干电池的额定电压、额定电流选择电压表电流表，电路设计可参照课本例题设计，因本实验没有特殊要求，可采用限流电路．
(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G.(2)如图所示 (4)如图所示．
答案：见解析
?题后反思
因限流式电路功耗小，且电路连接简单，所以在电路设计中被广泛应用． 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如图2－3－20(a)所示，一位同学测得的6组数据如下表所示.(1)试根据这些数据在图(b)中作出U—I图线．图2－3－20
(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内电阻r＝________Ω.
(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir列方程组求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大．由图线可以看出第四组数据点偏离直线最大应予舍去，若选用第3组和第4组数据求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r.而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大．
答案：(1)见解析图 (2)1.46 0.72 (3)3 4【例4】 如图2－3－21所示的电路中，三个电阻的阻值均为R，E为电源，内阻不计．平行板电容器两极板间距离为d，两极板中间有质量为m、电荷量为q的带电小球．当开关S闭合时，带电小球静止在两板间的中点O，现将S断开，小球便向某极板运动，并与此极板碰撞，设碰撞时没有机械能损失，但带电小球的带电荷量发生变化，碰后小球带有与该极板同性质的电荷，而且所带的电荷量恰好能使它运动到另一极板．求小球与某极板碰撞后所带的电荷量．综 合·拓 展·提 高图2－3－21 ?题后反思
电容器和电路并联时，电容器两端的电压和它并联的用电器的电压相同，与电容器串联的电阻无电流，相当于断路，以上是稳定态的分析，如果电路有变化，电容器就会有充、放电，此时按ΔQ＝CΔU分析．
解本类题目首先看题中带电粒子的重力是否考虑，条件往往隐含在题中，然后对带电粒子的受力和运动过程进行分析，结合运动学规律加以解答．课件53张PPT。第四节 认识多用电表1．以下说法中正确的是( )
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精 彩 回 眸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
【答案】D [在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，而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，故D正确．]
2．将一个电动势为3 V，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R，当有1 C的电荷通过电阻R时，在R上产生的热量( )
A．大于3 J B．小于3 J
C．等于3 J D．内阻未知，无法确定
【答案】B [根据W＝qU＝3 J，而W为内阻r和外电阻R上产生的热量之和，故R上产生的热量小于3 J．]3．如图2－4－2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，以下说法错误的是( )
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
【答案】D图2－4－2一、多用电表的构造原理
1．功能分类：多用电表能够测量______、______及_____，可分为______式和______式两大类．知 识 梳 理电流电压电阻指针数字2．基本构造
(1)外部结构如图2－4－3所示，表的上半部分为______，下半部分是__________，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____________或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到______挡，或交流电压最高挡．表盘选择开关电压表电路OFF(2)内部表头是一个______电流表，两个参数分别为：Ig为______电流，Rg为表头内阻，将选择开关旋转到电流挡、电压挡或电阻挡，表内的相应电路即被接通．图2－4－3 灵敏满偏 3．测量原理如图2－4－4
(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为______挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，1的量程较大．
(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为______挡，4的倍率比3的倍率高．
(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为______挡，由于串联的阻值不同，6的量程比5的量程大．电流 欧姆电压图2－4－4
二、多用电表的使用
1．使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置．如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指零，再将红、黑测试表笔分别插入“＋”“－”插孔．2．测量直流电压
实验步骤：
①将功能选择开关旋转到直流电压挡．
②根据待测电压的估计值选择量程．如果难以估测待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程进行测量．
③测量时，用红黑测试表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S.
④根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数．3．测量直流电流
按照下图2－4－5连接电路，仿照电压的测量步骤进行测量．图2－4－5
4．测量电阻
测量电阻时要注意：改变电阻挡的量程时，需要重新调整电阻挡调零旋钮．电阻挡有若干个量程挡位，分别标有×1，×10，×100，……，意思是指针示数乘以相应的倍率，就是所测得的电阻值．
【特别提醒】 (1)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值，表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率．
(2)读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值．
(3)在不使用时，应该把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡．
三、二极管的特性及正负极的判断方法
1．二极管具有单向导电性，当给二极管加一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大．2．用多用电表的电阻挡，量程拨到“×100”或“×1 k”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分别接二极管的两极，稳定后读取示数乘上倍率求出电阻R1；再将两表笔反过来连接二极管的两极，同理结合读数求出电阻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．
3．在两次测量电阻差别明显的前提下，据红表笔与电表内部电源负极一端相连，黑表笔与电源正极一端相连知，电流从黑表笔流出，所以对测得电阻较小的那一次，与黑表笔相接的极为二极管的正极，与红表笔相接的极为二极管的负极．一、将表头改装成电压表
1．原理：表头G的额定电压Ug较小，如果用于测电压，其量程太小，要想测量较大的电压，可以给电流表串联一个电阻R，分担一部分电压，R称为分压电阻，如图2－4－6所示．电表的改装图2－4－6
【特别提醒】 (1)电压表内阻RV＝R＋Rg，且电压表量程越大，电压表内阻越大．
(2)改装后的电压表读数是测量电路的电压，但表头的实际电压为Rg分得的电压．二、把小量程的表头改装成大量程的电流表
1．原理：要测量比较大的电流，可以给电流表并联一个分流电阻，即扩大了电流表的量程，如图2－4－7所示．图2－4－7 【例1】 某电流表内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，如图2－4－8甲、乙改装成量程为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和R2各为多少？图2－4－8
按图乙接法，量程为1 A时，R2和Rg串联后再与R1并联；量程为0.1 A时，R1和R2串联后再与Rg并联，分别得：
Ig(Rg＋R2)＝(1－Ig)R1，
IgRg＝(0.1－Ig)(R1＋R2)．
解得：R1≈0.41 Ω，R2≈3.67 Ω.
答案：见解析
?题后反思
并联分流是把小量程电流表改装成大量程电流表的基本方法，但改装的方法有所不同． 电流表的内阻Rg＝3 kΩ，满偏电流Ig＝100 μA，这个电流表能测量的最大电压Ug＝________V，要把这个电流表改装为能测量3 V电压的电压表，那么应在电流表上________联一个阻值R1＝________kΩ的分压电阻．如果在这基础上，要使这个电压表能量度15 V的电压，则应在电压表上再________联一个阻值R2＝________kΩ的分压电阻．【答案】解析：本题考查电压表的构造及原理，根据串联分压可求得电阻R1、R2.
电流表改装成电压表需串联一个分压电阻，扩大电压表的量程，需再串联一个分压电阻，如图所示．
?题后反思
串联分压是改装电压表的基本方法，所串电阻越大，电压表的量程越大．由于电流表指针偏转角度与电流成正比，改装成电压表后，指针偏转角度与电压也成正比，即表盘的示数是按正比关系均匀分布的．一、注意事项
1．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出．使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔，测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势．多用电表的使用注意事项及误差分析
2．要区分开“机械零点”与“欧姆零点”．“机械零点”使指针指在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”使指针指在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
3．合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近．
4．每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．
5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．
6．测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表．
7．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量．
二、误差分析
1．欧姆表刻度不均匀造成误差．
2．多用电表内电池用旧了，电动势下降带来误差．
3．测量值偏大的原因可能是表笔和电阻两端接触过松而使测量端的接触电阻变大．
4．测量值偏小可能是人体电阻并入测量端造成的．【例2】 如图2－4－9所示为多用电表的示意图，试回答下列问题：图2－4－9 (1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时，则测量的是：___________________________________________.
(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，则测量的是：_____________________________________________.
(3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的是：______________________________________.
(4)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是：①________，②________，③________.
(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是从________表笔经________插孔流入电表．解析：本题考查利用多用电表测量电流、电压和电阻，弄清选择开关所处的挡位及读数规则是正确读数的前提．由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同，当选择开关在此区域时，对应的数值是倍率，而不是量程．当然，倍率越大，测量的电阻也就越大；倍率越小，测量的电阻就越小．由于测量电阻是根据闭合电路的欧姆定律，每次换挡位时，都会改变闭合电路的阻值，因此换挡后必须进行欧姆调零．多用电表在测量时，要求红表笔要插入“＋”插孔，黑表笔要插入“－”插孔，这样，红表笔在测量电路中，电流应从此处流入或接电势高的点．
答案：(1)量程为0～10 mA的直流电流 (2)量程为0～50 V的直流电压 (3)电阻大小等于读数×100 (4)①换挡位×1 k ②将表笔短接重新进行调零
③将电阻与其他元件断开后可进行测量 (5)红 正 如图2－4－10所示为一可供使用的多用电表，S为选择开关，Q为电阻挡调零旋钮．现在要用它检测两个电阻的阻值(图中未画电阻)，已知阻值分别为R1＝60 Ω，R2＝470 kΩ，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合于多用表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处．图2－4－10 A．旋动S使其尖端对准电阻挡×1 k
B．旋动S使其尖端对准电阻挡×100
C．旋动S使其尖端对准电阻挡×10
D．旋动S使其尖端对准电阻挡×1
E．旋动S使其尖端对准1 000
F．将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后即断开
G．将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后即断开
H．两表笔短接，调节Q使指针对准电阻挡刻度盘上的0，随后即断开．
所选操作及其顺序为(用字母代号填写)：________(操作步骤可以重复选用)．解析：本题考查多用电表测电阻的方法，可根据欧姆表测电阻的操作规程进行．用多用电表测量电阻时，量程的选择以指针指中央附近时读数较准确，由表盘中值示数约为150可知，测R1＝60 Ω的电阻时，只能选“×1”挡，测R2＝470 kΩ时，应选择“×1 k”挡，并且在每次选定倍率后，都必须将两表笔短接，进行欧姆调零，所以题目中所给操作H需重复选用．在测量过程中对R1与R2测量的先后没有什么限制，但测量完毕后，功能选择开关必须旋离电阻挡，拨至交流()高压挡或“OFF”处，所以合理的操作顺序为AHGDHFE或DHFAHGE.
答案：AHGDHFE(或DHFAHGE)【例3】 要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：
A．待测电压表V(量程3 V，内阻未知)
B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)
C．定值电阻R(阻值2 kΩ，额定电流50 mA)
D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)
E．多用电表
F．开关K1、K2，导线若干综 合·拓 展·提 高有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
(1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100 Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图2－4－11所示，则测量的结果是________Ω.图2－4－11 (2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图2－4－12所示的甲、乙实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，其理由是_______________________________．图2－4－12 (3)在图2－4－13中，根据你选择的电路图把实物连接好．
(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：________________；用上述所测量的符号表示电压表的内阻Rv＝________.图2－4－13 解析：(1)3 000 (2)乙 甲图中电流表的示数太小，误差太大．乙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小．
(3)实物连接图如下图所示课件42张PPT。 第五节 电功率1．(1)欧姆表是一种测量________的仪器，它是由________改装而成的．被测电阻与电流的对应关系为______________．
(2)欧姆表在读数时，指针应处于_______________．
(3)使用欧姆表要注意选择________，且每调换一次应重新___________．精 彩 回 眸导体电阻电流表 刻度中央附近 挡位 欧姆调零
2．(双选)关于多用电表欧姆挡的刻度线，下列说法中正确的是( )
A．欧姆零刻度线和电流零刻度线重合
B．欧姆零刻度线和电流表满偏刻度线重合
C．欧姆表刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密
D．欧姆表刻度线是不均匀的，欧姆值越小，刻度线越密
【答案】BC [当将多用电表两表笔短接时，此时测量电阻为零，内部电路的电流值为满偏电流，故B正确．在欧姆表的刻度盘上标出了从0到无穷大的值，显然刻度是不均匀的，当欧姆值越大，对应的数值越大，所以在刻度盘上的刻度线越密，故C正确．]3．用多用电表测电阻时，下列注意事项中错误的是( )
A．测量电路中的某个电阻时，一定要把电阻从电路中断开
B．测量时红、黑表笔不能接错
C．测量时手指不要与表笔的金属杆接触
D．测量时要选择适当的量程，应使电表的指针在中央刻度的附近，否则要改变量程，每次更换量程，都要重新进行欧姆调零
【答案】B一、电功和电功率
1．电流做功的实质：导体中的______对自由电荷的静电力移动电荷做功，把______转化为__________的能．
2．决定电流做功多少的因素：与电路两端的电压、_____________、_____________有关，用公式表达为W＝____，式中四个量的国际单位分别为______、______、______、____.知 识 梳 理电场电能其他形式 电流强度作用时间 UIt焦耳伏特安培秒
3．电流做功的快慢表示——电功率
(1)定义：____________电流所做的功．
(2)公式及单位：P＝________，三个物理量的单位分别是________、________、________.单位时间内瓦特伏特安培UI
二、焦耳定律和热功率
1．内容：电流通过导体产生的热量跟__________的二次方成正比，跟导体的______及__________成正比．
2．公式：Q＝________.
3．热功率：___________的发热量，P热＝______.电流强度 电阻 作用时间 I2Rt 单位时间 I2R
三、闭合电路中的功率
EI＝U外I＋U内I，反映了闭合电路中的能量转化关系，式中EI表示电源提供的电功率，U外I、U内I分别表示外电路和内电路上消耗的电功率．
【思考】 电流做功跟电流通过导体产生的热量在数值上有什么关系？
【答案】功是能量转化的度量，电流做功的过程也是能量转化的过程，在纯电阻电路中，电能完全转化为内能，即表现为用电器发热，这时电流做的功在数值上等于热量，但在非纯电阻电路中电流做的功在数值上大于热量.一、纯电阻电路和非纯电阻电路
1．注意区别负载、负荷与电阻
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．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，后者的功率大但电阻较小．电路中的电功率和热功率3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较二、电功与电热、电功率与热功率的辨析三、电动机模型
1．电动机的等效处理
电动机是一种非纯电阻型用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻rD和无电阻的转动线圈D串联而成，如图2－5－2所示，电流通过rD时把电能转化为热能，而线圈D把电能转化为机械能．图2－5－2 2．输入功率：电动机的总功率．由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI.
3．输出功率：电动机做有用功的功率．如图2－5－3所示，P出＝mgv(设重物匀速上升)．
4．热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2r.图2－5－3 【例1】 如图2－5－4所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．
试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖
直向上提升重物，求该重物的
质量．(g取10 m/s2)图2－5－4 解析：(流程图)
答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg 一电动机线圈的电阻为1 Ω，线圈两端所加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．
(1)在求电动机正常工作1 min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法：
解法一：W＝UIt＝2 V×0.8 A×60 s＝96 J
解法二：W＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J
你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由．
(2)求电动机正常工作1 min所转化的机械能是多少？
解析：对纯电阻电路来说，工作时所消耗的电能全部转化为内能，求所消耗的电能时公式W＝UIt和电热公式Q＝I2Rt可以通用；而对电动机来说，转动时消耗的电能大部分转化为机械能，小部分转化为内能，即W电＝E机械＋E内，由公式W＝UIt求得的是电动机消耗的电能，而由公式W＝I2Rt求得的是转化为内能部分的能量，故转化的机械能E机械＝W电－E内．(1)解法一对．因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，而大部分转化为机械能．解法二求出的是电动机工作时产生的电热，只占所消耗电能的一部分．
(2)电动机工作1 min消耗的电能
W＝UIt＝2 V×0.8 A×60 s＝96 J
电动机工作1 min产生的电热
Q＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J
电动机工作1 min转化成的机械能
W机械＝W－Q＝96 J－38.4 J＝57.6 J.
答案：(1)见解析 (2)57.6 J
?题后反思
解决电动机问题的主要关系式：P入＝P出＋I2R，P入＝P总＝P消＝UI，利用关系式解题时，明确各功率的物理意义是解题的关键．一、电源的有关功率和效率闭合电路的功率和效率图2－5－5 【例2】 如图2－5－6所示，电源的电动势为2 V，内阻为0.5 Ω，R0为2 Ω，变阻器的阻值变化范围是0～10 Ω.求：
图2－5－6
(1)变阻器阻值是多大时R0消耗的功率最大？
(2)变阻器阻值是多大时变阻器消耗的功率最大，其最大功率为多少？
?题后反思
求电源的输出功率的最大值问题就是数学中求函数极
值的问题，因此，写出功率的表达式就可以根据数学知识加以解答． 如图2－5－7所示的电路中，E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值R＝10 Ω.求：
图2－5－7
(1)当变阻器R的阻值是多大时，R消耗的功率最大？
(2)当变阻器R的阻值是多大时，R0消耗的功率最大？
【答案】(1)2 Ω (2)0
?题后反思
理解电源输出最大功率的条件，直接利用结论分析问题会大大提高解题效率．【例3】 用以下的器材测量小电动机的输出功率，器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关和导线．
(1)在图中画出你设计的电路图，已知电动机内阻和电流表内阻相同，滑动变阻器限流作用不大．
(2)若闭合开关后，调节滑动变阻器，电动机未转动时，电压表的读数为U1，电流表的读数为I1；又调节滑动变阻器，电动机转动后的电压表读数为U2，电流表读数为I2，则此时电动机的输出功率为多少？综 合·拓 展·提 高解析：这是关于电动机功率的一道实验探究题，可根据题目中的已知条件确定出滑动变阻器和电流表的接法，然后根据测得的电压、电流计算电动机的输出功率．
(1)根据条件，电动机内阻与电流表内阻相同，应采用电流表外接法；滑动变阻器限流作用不大，应采用分压式接法，故画出电路如图所示．?题后反思
解这一类的探究实验题，首先要分析题意，设计出合理的电路图，然后根据所测数据用功率公式进行计算． 课件47张PPT。第六节 走进门电路
第七节 了解集成电路 1．一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、电脑等等．停电时，用欧姆表测得进户线A、B间的电阻为R；供电后，各家用电器同时使用，测得A、B间的电压为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( )精 彩 回 眸【答案】C [因为所有用电器不一定都是纯电阻电路，只能使用P＝UI计算，部分电路欧姆定律不适用．]2．一只手机电池的背面印有如图2－(6、7)－2所示的一些符号，另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时，待机100小时”，则该手机通话和待机时的功率分别约为( )
A．1.3 W、5.4×10－2 W
B．0.6 W、1.8×10－2 W
C．3.6 W、0.108 W
D．6.48×103 W、1.94×102 W
【答案】B图2－(6、7)－2 一、门电路
1．数字信号变化的两个对立状态：____或者____．
2．数字电路
(1)概念：处理__________的电路．
(2)功能：主要研究电路的______功能．
(3)最基本的逻辑电路：门电路．知 识 梳 理1.01数字信号 通断 二、门电路分类及符号、意义
1．与门电路
(1)“与”逻辑关系，一个事件的几个条件______满足后该事件才能发生．
(2)符号：__________，其中“&”具有“____”的意思，象征A与B两个输入端________时，输出端才是1.
同时 和 都是1 (3)真值表：2.或门电路
(1)“或”逻辑关系：几个条件中只要有______条件得到满足，事件就会发生．
(2)符号：__________，其中矩形中的“≥1”象征当________输入端为1时，输出端就是1.
(3)真值表：1个 一个 3.非门电路
(1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态______．
(2)符号：__________，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为____时，输出端是____．
(3)真值表相反 1 0
三、集成电路
1．定义：集成电路(IC)是指把晶体管、电阻、电容等元件按电路结构的要求，制作在一块硅或陶瓷基片上，再加以封装而成的，具有一定功能的整体电路．
2．分类
(1)集成电路按功能可分为三类：数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路．
(2)集成电路按集成度可分为六类：小规模集成电路SSI，中规模集成电路MSI，大规模集成电路LSI，超大规模集成电路VLSI，特大规模集成电路ULSI，巨大规模集成电路GSI.【思考】 为了方便及节约用电，宿舍楼楼道里安装有声、光控灯，这种灯在有光或没有声音时不亮，而在无光又有声音时，灯就会自动点亮，这里面有什么逻辑关系呢？
【答案】这种逻辑关系可用以下真值表来表示：一、两种信号
1．数字信号：如表所示的两种状态用“0”、“1”表示，物理上，用高电势表示“1”，低电势表示“0”，这样的信号叫数字信号.对门电路的理解2．模拟信号：能连续变化的信号称为模拟信号，如调节收音机的音量，声音能连续变化，就是模拟信号．
3．特征：数字信号的特征是分段的，而连续是模拟信号的特征．
4．数字电路、逻辑电路及门电路之间的关系
数字信号的“1”、“0”好比事物的“是”、“非”，处理数字信号的电路称为数字电路，因此数字电路能判断是非的能力，称为逻辑功能，数字电路中最基本的电路有：“与”门、“或”门和“非”门．二、三种门电路的真值表
注：1表示开关闭合，0表示开关的断开；用1表示灯亮，0表示灯灭．3.类比“非”门
如图2－(6、7)－5所示，如果把电键A闭合当作条件S满足，把电灯L亮当作结果C成立，把电灯L灭当作结果—C成立，则正常逻辑关系为：S?C.而“非”逻辑关系表现为S?—C.图2－(6、7)－5
4．说明：对于“与”门、“或”门及“非”门电路，只有从反映的逻辑关系角度理解才能抓住本质，另外运用开关与灯泡的串并联关系进行类比，能更形象地理解三种门电路．【例1】 现在银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件，它们体现了一种怎样的逻辑关系？
解析： 本题考查逻辑关系．解答时，应首先找出事件和条件，然后分析出现这种事件需要满足的条件，而判断是哪一种逻辑关系．事件是取出现金，条件有两个：一个是账号，另一个是与账号对应的密码，由于只有两者同时具备才能取出现金，即只有两个条件(账号和密码)都满足事件(取出现金)才能发生，所以是一种“与”逻辑关系．
答案： “与”逻辑关系
?题后反思
正确理解“与”逻辑关系：只有两个条件都满足时，事件才能发生． 从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？
解析：本题考查逻辑关系，可根据条件和结果的关系分析．事件是由地面交通从北京到上海，条件有两个：一个是乘火车，另一个是乘汽车，由于两者只要有一个条件具备就能从北京到达上海，即两个条件(乘火车和乘汽车)只要有一个满足，事件(从北京到上海)就能够发生，所以是一种“或”逻辑关系．
答案：乘火车或乘汽车 “或”逻辑关系
?题后反思
本题两个条件中只要具备一个条件，结果就能发生，是“或”逻辑关系．一、门电路的逻辑功能
1．“与”门电路的逻辑功能
用“与”门、电阻、发光二极管、电池按图连接如图2－(6、7)－6.分别将A、B两端与电源的正极或负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．门电路的实验探究图2－(6、7)－6 输入端与电源正极相连记为“1”，与负极相连记为“0”．由于本实验使用的门电路为“与”门，只有A、B都为“1”，才能实现输出为“1”，即发光二极管亮，其真值表为下表：2.“或”门电路的逻辑功能
用“或”门、电阻、发光二极管、电池按图连接如图2－(6、7)－7.分别将A、B两端与电源的正、负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．图2－(6、7)－7 本实验使用的门电路为“或”门，所以只要A、B中有一个是“1”(即与电源正极相连)，就能使Z为“1”(即发光二极管亮)，所以其真值表为下表：3．“非”门电路的逻辑功能
用“非”门、电阻、发光二极管、电池按图连接如图2－(6、7)－8.分别将输入端与电源的正、负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．图2－(6、7)－8 二、应用门电路设计控制电路
1．要理解好各种门电路的逻辑关系．
2．弄清电路的结构与原理．
3．知道所要进行的控制是怎样的电路．
4．选择相应的门电路，画出门电路的符号．
【特别提醒】 不要混淆“与”门和“或”门的逻辑关系(易错点)，“与”门的逻辑关系是乘法运算，“或”门的逻辑关系是加法运算．【例2】 如图2－(6、7)－9所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题．试在虚线框中画出：图2－(6、7)－9 (1)“与”门电路的输出电压Y随时间变化的关系；
(2)“或”门电路的输出电压Y随时间变化的关系．
思路点拨：“与”逻辑关系是当两个输入端都有信号时，输出端才有信号输出．“或”逻辑关系是当两个输入端的任意一个有信号时，输出端就有信号输出．由于已知的是输入端电信号随时间变化的关系，为了便于分析输出端的情况，借用真值表进行分析．解析：(1)对“与”逻辑关系，先做出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系所以UY随时间变化如图所示：(2)对“或”逻辑，先做出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系：所以UY随时间变化如图所示：
答案：见解析
?题后反思
熟记“与”“或”“非”门的真值表，根据逻辑关系依次推理是解“组合”门电路的基本方法． 火灾报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等如图2－(6、7)－10所示连接，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”，试问：图2－(6、7)－10 (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？
【答案】(1)低电位“0” (2)热敏电阻的阻值减小．
?题后反思
画出等效电路，根据门电路的逻辑关系分析是解门电路的基本方法．【例3】 在生活中，经常会碰到用光电管控制电路的情况．例如路灯的光控开关，傍晚时光暗到一定程度，路灯会自动点亮，清晨时光亮到一定程度，路灯又会自动熄灭．光电管产生的电流一般很小，应用时要经过放大器放大，使电磁铁M磁化去控制另一电路的通断电．综合·拓展·提高 (1)请将图中元件连成一个白天路灯自动熄灭的电路． 图2－(6、7)－11
(2)若改成楼梯照明用，要求晚上有人走动发声时，灯才亮，需再接一只声控开关(有声时接通，无声时断开)，声控开关与光电管应组成什么逻辑电路？
解析： 本题考查用“与”门设计声、光控开关，解答可考虑两个条件，一是要有声音，二是光线暗，二者兼备灯才亮，是“与”逻辑门．答案： (1)如图所示
(2)“与”门电路
?题后反思
熟练掌握“门”电路的逻辑关系是设计应用电路的基础．
