第二章 恒定电流
1 电源和电流
基础巩固
1．关于电流的下列说法中，正确的是 ( )
A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
C．通电时间越长，电流越大
D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大
解析：本题考查对公式I＝的理解．
答案：BD
2．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电压，A不对．
导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，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，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对．
答案：B
3．如图2－1－5所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是 ( )
A．IA＝IB B．IA＝2IB
C．IB＝2IA D．不能确定
解析：这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流强度相等．
答案：A
4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的2倍，下列说法中正确的是 ( )
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
解析：由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此乙导体中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确；又I＝nqSv，则v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以v的关系无法判断，C、D错误．
答案：B
5.如图2－1－6所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为 ( )
A．vq B. C．qvS D.
解析：设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝vt·q，所以I＝＝vq，应选A.
答案：A
6．一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，金属内的自由电子的电荷量为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有 ( )
A．自由电子定向移动的速率为v0
B．自由电子定向移动的速率为v＝
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为v＝
解析：本题考查的是对电流微观表达式I＝nqSv的理解，关键是理解v和n的物理意义，式中n为单位体积内自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是为长度vt内的自由电子数，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝＝nev，所以v＝，故正确答案为D.
答案：D
知能提升
7.如图2－1－7所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是 ( )
A．当n1＝n2时电流强度为零
B．当n1＞n2时，电流方向从A―→B，电流强度I＝
C．当n1＜n2时，电流方向从B―→A，电流强度I＝
D．电流方向从A―→B，电流强度I＝
解析：本题考查电流方向和电流强度的定义式I＝，电荷的定向移动形成电流，金属导体中定向移动的电荷是带负电的自由电子，这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反，在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I＝，电流方向应是从A―→B.
答案：D
8．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：截取圆环的任一截面S，则在橡胶环运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I＝＝＝＝，由上式可知A、B正确．
答案：AB
9．夏季某日午后，某地区距地面约1 km的空中有两块乌云，相距3 km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109 V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106 V/m.请对以下问题进行估算．
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？
(3)这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？
解析：(1)由E＝得d＝＝ m＝1 000 m.
(2)释放的能量
E能＝qU＝500×3×109 J＝1.5×1012 J.
(3)由电流的定义得I＝＝ A＝5×104 A.
答案：(1)1 000 m (2)1.5×1012 J (3)5×104 A
10．如图2－1－8所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场．空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流强度I.(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t)
解析：根据电流强度的定义式I＝.只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q′＝Q
因为Q′＝mneNA，Q＝It
所以mneNA＝It，I＝
答案：
课件32张PPT。1 电源和电流 温故知新精彩回眸1．在初中我们学习了物理学中用每秒通过导体某一横截面的电荷多少来表示________的大小．电路中电流的大小需要用________测量．
答案：电流 电流表
2．图2－1－1所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路．在迅速增大电容器两极板间距的过程中 ( )
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
答案：BC
图2－1－1一、电源
1．电源的定义
电源是不断把_______从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定_______的装置．
新知梳理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______，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2－1－2所示．图2－1－2电势差负电荷电势差(2)从能量转化的角度看
搬运电荷的过程就是克服______做功的过程，从而将其他形式的能转化为_____.
二、恒定电流
1．恒定电场
(1)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由___________等电路元件所积累的电荷共同形成的．
(2)特点：任何位置的_________都不随时间发生变化静电力电能电源、导线电场强度2．恒定电流
(1)定义：大小、____都不随时间变化的电流叫恒定电流．
(2)大小：是单位时间内通过导体横截面的电荷量．表示电流强弱程度的物理量．
其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的_______.
方向电荷量4．单位：_____，符号A.其他单位：毫安(mA)、微安(μA).1 A＝103 mA＝106 μA.
5．方向：规定_______定向移动的方向为电流方向．
即电流方向与负电荷定向移动的方向相反．
6．电流的测量仪器：_______.
安培正电荷电流表合作探究1．如图2－1－3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内分别有1.0×1018个Na＋和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？
图2－1－3解析：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＋定向移动的方向相同，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＝1.6×10－19C，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有
答案：方向由A指向B 0.16 A
如图2－1－4所示，AD表示粗细均匀的一段导体l，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.
图2－1－4AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.
总电荷量Q＝Nq＝nlSq.
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．
2．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为 ( )
答案：AC
电子定向移动的速率、电子热运动的速率、
电流传导的速率相同吗？3．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是 ( )
A．电子定向移动速率很小
B．电子定向移动速率即是电场传导速率
C．电子定向移动速率是电子热运动速率
D．在金属导体中，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
?
解析：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动．故A、D正确．电场的传导速率为光速c＝3×108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s.故B、C错．
答案：AD
典例精析【例1】 关于电流，以下说法正确的是 ( )
A．通过截面的电荷量多少就是电流的大小
B．电流的方向就是电荷定向移动的方向
C．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流
D．导体两端没有电压就不能形成电流
解析：根据电流的概念，电流是单位时间通过截面的电荷量，知A项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错，D对．
答案：D
对电源、电流基本概念的理解 对电源的认识，下列说法正确的是 ( )
A．电源是为电路提供自由电荷的装置
B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C．电源的作用是使绝缘材料体变成导体
D．电源使导体中的自由电子发生定向移动
解析：
答案：BD
解析：
【例2】 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,60 W”的白炽灯泡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？
答案：6.25×1015个 3.4×1019个
答案：6.25×1015个 3.4×1019个 铜的原子量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为 ( )
答案：D
【例3】 已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？
解析：本题考查的是等效电流的问题，关键是确定在一段时间内通过某一横截面的电荷量，根据电流的定义式即可算出等效电流的大小．截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量q＝e，则有：
创新拓展等效电流的计算反思领悟：对于等效电流的求解问题，一定要找出一段时间内通过某一横截面的电荷量，才能运用电流的定义式求出电流的大小．本题的难点就是确定通过某一横截面的电荷量和时间．知能检测10实验:测定电池的电动势和内阻
基础巩固
1．用如图2－10－9所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图2－10－10所示的UI图线，由图可知 ( )
图2－10－9 图2－10－10
A．电池电动势的测量值是1.40 V
B．电池内阻的测量值是3.50 Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40 A
D．电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I′＝0.20 A
解析：由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知当I＝0时，U＝E.
UI直线的斜率表示电源的内阻，则r＝＝ Ω＝1 Ω.
U轴的电压刻度不是从零开始的，UI图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压1 V时的干路电流是0.4 A，因为＝r＝常数，从图中易知＝，所以I′＝0.2 A.
答案：AD
2．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在图2－10－11给出了两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)．所以为使测量结果比较准确，应选用图________所示的电路．
图2－10－11
若实验台上备有下列实验器材：
A．电流表(0～0.6 A)
B．电流表(0～3 A)
C．电压表(0～3 V)
D．电压表(0～15 V)
E．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A)
F．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
G．开关
H．导线
应该选用的器材是________(填字母序号)．
解析：通过电池的电流不能太大(1 A以下)，故电流表选A，由电源电动势可以知道电压表应选C，滑动变阻器E额定电流太小，电阻太大，使用不方便，故选F.
答案：甲 ACFGH
3．给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等器材：
(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图．
(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如图2－10－12甲所示的位置时，电压表读数如图2－10－12乙表盘所示．根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝____ Ω.
图2－10－12
解析：由E＝0.9＋ r，E＝1＋r，得E＝1.3 V，r＝20 Ω.
答案：(1)电路图如图所示
(2)1.3 20
4．某研究性学习小组利用图2－10－13甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图2－10－13乙所示的R－图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________ V，r＝________ Ω.
图2－10－13
解析：由E＝I(R＋r)得R＝－r，则R－图象的斜率即为电源的电动势大小，即E＝2.9 V，图象纵轴截距的绝对值为电源的内阻r＝0.9 Ω.
答案：2.9 V 0.9 Ω
5．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图2－10－14所示的实物电路．
图2－10－14
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)
方案编号
电阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示)
解析：(1)电阻箱接入回路中的电阻越大，回路电流越小，起保护电源，防止烧坏电压表的作用．
(2)方案1中电阻箱接入电路的电阻太大，电压表示数太小，误差太大．因此采用方案2.
(3)由闭合电路欧姆定律可知＝，＝R＋，所以＝k，＝b，解之得：E＝，r＝－R0.
答案：(1)最大值 (2)2 (3) －R0
6．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图2－10－15(a)．
①在图2－10－15(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
②请完成下列主要实验步骤：
A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图2－10－15(c)所示，读得电阻值是________；
B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；
C．将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.
③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字)．
图2－10－15
解析：②由题干图(c)读得电阻箱阻值为R＝20 Ω；将S1闭合S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49 V，将S2再闭合，电压表示数为R两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I＝＝ A＝0.058 A.
③因为I＝，所以r＝－R0－R＝ Ω＝0.69 Ω.
答案：①如图所示 ②A.20 Ω C．闭合 ③0.69 Ω
课件30张PPT。10 实验：测定电池的电动势和内阻温故知新【实验目的】
1．掌握测定电池的电动势和内电阻的方法．
2．掌握用图象法求电动势和内电阻的方法，理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象(即U－I图象)与纵横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义．
精彩回眸新知梳理一、实验原理
1．伏安法测电动势E和内电阻r
由闭合电路的欧姆定律得：
E＝U＋Ir
用电压表测得路端电压，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U、I数据，就可以列出两个关于E、r的方程：
E＝U1＋I1r；E＝U2＋I2r
联立就可以解出结果，实验电路如图2－10－1所示． 图2－10－12．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2－10－2所示．
图2－10－23．用电压表、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＝U＋Ur/R
用电压表测得路端电压，通过改变电路中的电阻，测出两组U、R数据，就可以列出两个关于E、r的方程：
E＝U1＋U1r/R1
E＝U2＋U2r/R2
联立就可以解出结果，实验电路如图2－10－3所示．
图2－10－3二、实验步骤
根据以上原理均可测得电源的电动势和内阻，下面我们以“伏安法测电动势和内阻”的实验原理介绍实验步骤
(1)确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图2－10－1把器材连接好．
(2)把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端．
(3)闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格．(4)多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.
(5)断开电键，整理好器材．
三、注意事项
在实验时应注意以下四点
(1)电池应选使用过一段时间的半新电池，电流表一般选0～0.6 A挡，电压表一般选0～3 V挡．
(2)闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端．
(3)在电流表有明显示数且稳定后，再读出电压表读数U和电流表读数I.
(4)一般来说电池的电动势和内阻都随着使用时间的增长而变化，实验时不要长时间通电，只是在读数时让电路接通，其他时间要断开电路．
四、数据处理
依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到结果．
1．求平均值法
利用测得的U、I值，求出E、r，
利用：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
求出E1、r1；
利用：E＝U3＋I3r，E＝U4＋I4r
求出E2、r2；
利用：E＝U5＋I5r，E＝U6＋I6r
求出E3、r3；
2．图象法
可以用作图法来处理实验数据，求出E、r的值．
图2－10－4在坐标纸上，I为横坐标，U为纵坐标，将测出的U、I值对应在坐标中，画出U－I图象，根据闭合电路的欧姆定律U＝E－Ir，可知U是I的一次函数，这个图象应该是一条直线．如图2－10－4所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为内阻r的值．
画U－I图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧，个别偏离较大的点舍去不予考虑，以减小偶然误差．本实验由于干电池内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时纵轴的刻度可以不从零开始，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流．
典例精析【例1】 在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：
A．电压表量程为15 V.
B．电压表量程为3 V；
C．变阻器为(20 Ω，3 A);
D．变阻器为(500 Ω，0.2 A)
(1)电压表应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为____________________．
(2)变阻器应选________(选填“C”或“D”)，这是因为__________________．
解析：本题主要考查学生对电学仪器的选择．电学仪器的选择最主要的有两条原则：(1)安全，即不能超量程；(2)方便，即便于读数和调节．由于电源电动势约为1.5 V，故选量程为0～3 V的电压表，读数既准确，又方便，D滑动变阻器的额定电流太小，阻值大，调节不方便，故选C变阻器．
答案：B 读数既准确、又方便 C 滑动变阻器D的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便【例2】 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)，如图2－10－5所示．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9.999 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(两个量程：一个Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω；一个Ig＝3 A)和若干导线．
图2－10－5
(1)请根据测定电动势E、内电阻r的要求，画出电路图，并按设计图把器件连接起来．
(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，填入下表，其中某次电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图2－10－6所示，请你读出并填在空格里.图2－10－6答案：(1)电路图和实物图的连接如图所示(注意电流表要连在0.6 A的量程上)
(2)0.50
(3)描点画图如图所示
1．5(在1.46～1.54间取值均算对)
0．3(在0.25～0.35间取值均算对)
【例3】 (2010·海南卷)某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内电阻，实验装置如图2－10－7所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图2－10－8所示的1/U—1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2－10－8中的图b. ( )
图2－10－7 图2－10－8
(1)由图线a可知电池a的电动势Ea＝________ V，内阻ra＝________ Ω.
(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa________Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率ηa________ηb(填“大于”、“等于”或“小于”)．答案：(1)2 0.5 (2)小于 大于
实验电路的设计
【例4】 有两只电压表 ，量程已知，电阻未知．另有一干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少，其电动势数值不超出电压表的量程，干电池不许拆开．现给你上述两只电压表、一个开关S、和若干导线，请设计一个测量上述干电池电动势E的实验方案．
(1)画出测量电路图．
(2)实验中应测定的物理量是：________________.
(3)以测得的物理量为已知量，导出计算干电池电动势的公式E＝________.
创新拓展解析：(1)电路图如图所示．
(2)S闭合时， 示数为U1，S断开时， 、 示数分别为U1′和U2′
、反思领悟：当电压跟其他元件串联使用时，电压表本身为一个大电阻，阻值为RV，其示数为电压表两端的电压．本题正是利用了这一点．
知能检测11 简单的逻辑电路
基础巩固
1．在基本的逻辑门电路中，当输入信号有一个为“0”时，输出信号为“0”的逻辑门电路可能是 ( )
A．与门 B．或门
C．非门 D．以上都不对
答案：AB
2．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系 ( )
A．“与”门 B．“非”门
C．“或”门 D．“与非”门
解析：联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过．这和“与”门的逻辑关系一致．
答案：A
3．在逻辑门电路中，若输入信号中至少有一个为“1”，则输出为“1”的逻辑门是 ( )
A．与门 B．或门 C．非门 D．与非门
答案：B
4．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为 ( )
A．“与”门电路 B．“非”门电路
C．“或”门电路 D．上述答案都有可能
答案：C
5．或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0” ( )
A．0 0 B．1 0 C．0 1 D．1 1
答案：A
6．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：
只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定：车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是 ( )
A．“与”门 B．“或”门 C．“非”门 D．“与非”门
解析：由题意知只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动，也就是说只有两扇门都关紧，汽车才能正常启动，所以该控制装置工作原理的逻辑门是“与”门，故A正确．
答案：A
知能提升
7．如图2－11－8是一个火警报警装置的逻辑电路图．Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻，则 ( )
A．图中虚线处应接入“与”门元件
B．图中虚线处应接入“或”门元件
C．图中虚线处应接入“非”门元件
D．要提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的阻值应当再小些
解析：低温时Rt较大，X处为高电位，而此时要求电铃不响，即电铃两端电压很小；高温时Rt较小，X处为低电位，而此时要求电铃响，即电铃两端电压大，则虚线处应接入“非”门元件．
答案：C
8．一逻辑电路如图2－11－9所示，其真值如下表，此逻辑电路是什么门电路？在真值表中x处的逻辑值为多少？
输入
输出
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
x
1
1
1
解析：从输入和输出前两列真值数可以看出，此电路为“与”门电路，所以x应为0.
答案：“与”门电路 0
9．图2－11－10是一个复合门电路，由一个x门电路与一个“非”门组成．若整个电路成为一个“与”门，则x电路应是 ( )
A．“与”门 B．“或”门
C．“与”门 D．“或非”门
解析：根据“与门”的真值表，这个电路中若A、B同时输入“1”，与“非门”的“1”相结合，到输出端Y输出为“1”，所以x门电路的输出应为“0”，所以x门电路应为“与非”门电路．
答案：C
10．如图2－11－11是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为________门电路，在真值表中X处的逻辑值为________．
输入
输出
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
X
1
1
1
解析：本题涉及简单的逻辑电路，符合时代对新知识的要求，考查逻辑电路知识及逻辑运算．逻辑电路分为“或”门电路、“与”门电路和“非”门电路，本题为“或”门电路．由图中输入和输出的关系，得出X值应为1.
答案：或 1
2 电动势
基础巩固
1.如图2－2－2所示是常用在电子手表和小型仪器中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 V，这表示 ( )
A．电路通过1 C的电荷量，电源把1.2 J其他形式能转化为电能 图2－2－2
B．电源在每秒内把1.2 J其他形式能转化为电能
C．该电源比电动势为1.5 V的干电池做功少
D．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比，通过1 C电荷量时转化的电能少
答案：AD
2．关于电源的说法正确的是 ( )
A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场
B．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极
C．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极
D．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能
解析：无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A错，在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B、C、D正确．
答案：BCD
3．一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ( )
A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V
解析：q＝It
E＝＝＝ V＝6 V.
答案：A
4．关于电源的电动势，下面说法正确的是 ( )
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1 C电荷量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
解析：由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C电荷量时电源所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．综上所述，正确选项是A、B.
答案：AB
5．单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量决定于 ( )
A．电源的电动势 B．通过电源的电流
C．路端电压的大小 D．内、外电阻之和
解析：由E＝得W＝Eq，故单位电荷量的正电荷移动一周，电路中释放的总能量决定于电源电动势E.
答案：A
知能提升
6．对于不同型号的干电池，下列说法正确的是 ( )
A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势
B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大
C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大
D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同
解析：电动势的大小跟电池的大小没有关系，但大电池容量大，A错，B对．而电池的内阻对同一种电池来说体积越大，内阻越小，C错．电流I相同，单位时间内移动的电荷相同．而1号和5号干电池的电动势是一样的，所以它们电流做功的快慢相同，D正确．
答案：BD
7．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，容量不变
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：同样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、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正电荷量所做的功，电源总功率的表达式为EI，故B错误，D正确．
答案：D
8．随着我国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额．如图2－2－3所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知，此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是( )
图2－2－3
A．4.2 V 14.58 mA B．4.2 V 700 mA
C．3.7 V 14.58 mA D．3.7 V 700 mA
解析：由题干图知电池电动势为3.7 V，而不是充电电压4.2 V，排除A、B，又因为电池的容量为700 mA·h，待机时间为48小时，故工作电流为700/48 mA＝14.58 mA，所以选C.
答案：C
9．一块数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V，容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h，用500 mA的电流释放可放电2 h，以此类推)．当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为________J；当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为________J.
解析：电源输出的总电能
E＝UQ＝UIt＝3.6×1×3 600 J＝12 960 J
关闭液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E1＝＝32.4 J
打开液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E2＝＝86.4 J
每拍一张照片液晶屏消耗的电能E3＝E2－E1＝86.4 J－32.4 J＝54 J
答案：32.4 54
10．电动势为20 V的电源向外供电，已知它在1 min时间内移送120 C的电荷量，则：
(1)这个回路中的电流是多大？
(2)电源产生了多少电能？
解析：(1)由公式得电流I＝＝ A＝2 A．(2)电源产生的电能为W＝qU＝120×20 J＝2 400 J.
答案：(1)2 A (2)2 400 J
课件34张PPT。2 电动势温故知新1．如图2－2－1所示为抽水机的工作原理示意图．你能说明其中的能量转化情况吗？
精彩回眸
图2－2－1答案：首先抽水机克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能，打开开关R后，水的重力势能通过重力做功转化为水的动能．
答案：首先抽水机克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能，打开开关R后，水的重力势能通过重力做功转化为水的动能．2．关于电流和电源，下列说法正确的是 ( )
A．电路中只要有电源，就一定产生电流
B．电荷的移动形成电流
C．电流的方向与导体中自由电荷定向移动的方向相反
D．正在消耗电能的用电器中一定有电流通过
答案：D
一、电源
1．概念：通过_________做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
2．非静电力的实质
在电池中，非静电力是_____作用，它使_____能转化为_____能，在发电机中，非静电力的作用是_____作用，它使_______转化为_____能．
新知梳理非静电力2．非静电力的实质
在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能，在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能．化学化学电势机械能电势电磁二、电源的参数——电动势、内阻
1．电动势
(1)物理意义：表征电源把__________的能转化为________本领的物理量．
负正电荷q伏特电势能其它形式(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)单位：与电势、电势差的单位_____，为_____
(5)常用电源的电动势
外电路非静电力相同伏特2.内阻
(1)电源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_____.
(2) _____和电动势同为电源的重要参数．
内阻内阻合作探究1．在不同电源中，非静电力做功本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同．
2．电动势E是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向．
如何正确理解电动势这一物理概念1．下列说法中正确的是 ( )
A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B．电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压
C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别
D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高
解析：本题考查的是电动势和电压的区别，关键是区分电动势和电势差这两个物理概念．电动势和电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对；当电源开路时，电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压与外电路有关系，随外电路的变化而变化，故B、D错．
答案：C
特别提醒：电动势和电势差虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别，电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能，而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能．能的转化方向不同．
2．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＝W/q中W与电压U＝W/q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
答案：D
说一说
说出电动势的完整定义．
点拨：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送电荷量的比值叫电源的电动势．
典例精析【例1】 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对电动势的理解解析：本题考查了电动势的基本概念，关键要正确地理解电动势．电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是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．电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.
答案：BC
反思领悟：一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，如：电场强度是通过电荷所受的电场力与电荷量的比值定义的，但电场强度与力、电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是通过电荷量与两极间的电压的比值定义的，但电容与所带电荷量及极间电压也都没有关系．
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
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
把正电荷从负极移到正极，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本领大小的物理量，电动势在数值上等于移动单位电荷量的电荷所做的功，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，被移动的电荷量越多，所以选项C正确．
答案：AC
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本领大小的物理量，电动势在数值上等于移动单位电荷量的电荷所做的功，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，被移动的电荷量越多，所以选项C正确．
答案：AC【例2】 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，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，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？
答案：9 V 串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和
移动电话中的锂电池电动势为3.6 V，某次通话时，电流为10 mA，时间为100 s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？
解析：本题考查了电动势的定义式及相应的功能关系，非静电力做了多少功，就有多少化学能转化成了电能，只要表示出非静电力做的功即可．W＝qE，q＝It，所以W=Eit=3.6×10×10－3×100 J＝3.6 J.
答案：3.6 J
电路中的能量转化问题
(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．
创新拓展【例3】 将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V．当电路中有6 C的电荷流过时，求：
?(1)有多少其他形式的能转化为电能？
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能？
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能？
解析：
答案：(1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J知能检测3 欧姆定律
基础巩固
1.如图2－3－15鸟儿落在110 kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露导线，但鸟儿仍然安然无恙，这是因为 ( )
A．鸟有耐高压的本领
B．鸟脚是干燥的，所以鸟的身体不导电
C．鸟两脚间的电压几乎为零
D．鸟身体的电阻极大，所以无电流通过
解析：鸟两脚间导线的电阻非常小，故两脚间电压几乎为零．
答案：C
2．已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么 ( )
A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1
B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2
C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1
D．若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
答案：BC
3.一个阻值为R的电阻两端加上电压后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t的图象如图2－3－16所示．此图线的斜率等于 ( )
A．U B．R
C. D.
解析：在q—t图上斜率表示电流I＝，而由欧姆定律知I＝，故选项C正确．
答案：C
4．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、乙两个电阻阻值的比值为 ( )
A．1∶2 B．1∶3 C．1∶4 D．1∶5
答案：C
5．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高，已知一只灯泡两端的电压为1 V时，通过灯泡的电流为0.5 A，灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流是1 A，则灯泡两端电压为2 V时，通过灯泡的电流可能是 ( )
A．0.5 A B．0.6 A C．0.8 A D．1 A
答案：C
知能提升
6．白炽灯接在220 V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压从0 V逐渐增大到220 V，则下列说法正确的是 ( )
A．电流将逐渐变大
B．电流将逐渐变小
C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是相同的
D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是减小的
解析：随着电压U的增大，由I＝知，电流将逐渐变大，A选项正确，随着电流、电压的增大，灯泡的亮度增大，灯丝温度升高．金属的电阻率随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻值增大．根据欧姆定律I＝，在I－U图象中，由于R在增大，斜率k＝减小，其I－U图象如图所示．由图象可知，每增加1 V的电压引起的电流变化量是减小的．
答案：AD
7．在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0 V开始变化．
(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”)．
(2)某同学已连接如图2－3－17所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．
图2－3－17
A．______________________________________________________________
B．______________________________________________________________
答案：(1)分压
(2)A.电键S不应闭合，应处于断开状态
B．滑动变阻器滑动触头p位置不当，应将其置于b端
8．某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图 2－3－18所示，则下列说法中正确的是 ( )
A．加5 V的电压时，导体的电阻约是5 Ω
B．加11 V的电压时，导体的电阻约是1.4 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，导体的电阻不断减小
解析：
答案：AD
9．现要测定一个额定电压约4 V，额定电流约为0.5 A的小灯泡正常发光时的电阻，电压表应该选择________，电流表应选择________，电路连接时应采用________(选填“电流表内接法”或“电流表外接法”)．
A．V1量程4.5 V，内阻约4×103 Ω
B．V2量程10 V，内阻约8×103 Ω
C．A1量程3 A，内阻约0.4 Ω
D．A2量程0.6 A，内阻约2 Ω
解析：灯泡正常工作时的电压是4 V，故电压表的量程必须大于等于4 V，两只电压表都符合要求，但用V1测量4 V电压时，接近满偏，测量要精确一些，故选V1.同理可知电流表应选A2.灯泡的电阻值约为Rx＝≈8 Ω，V1的内阻与待测电阻的比为：≈200，待测电阻与A2的内阻的比为：＝4，显然可以认为RV?Rx，即电压表的分流作用可以忽略，故采用电流表外接法．
答案：A D 电流表外接法
10．一根长为L＝2 m，横截面积S＝1.6×10－3 m2的铜棒，两端电势差为U＝5.0×10－2 V，铜棒的电阻R＝2.19×10－5 Ω，铜内自由电子密度为n＝8.5×1029 m－3.求：
(1)通过铜棒的电流．
(2)铜棒内的电场强度．
(3)自由电子定向移动的速率．
解析：(1)I＝＝ A≈2.28×103 A.
(2)E＝＝ V/m＝2.5×10－2 V/m.
(3)由I＝neSv得
v＝＝ m/s≈1.05×10－5 m/s.
答案：(1)2.28×103 A
(2)2.5×10－2 V/m
(3)1.05×10－5 m/s
课件57张PPT。3 欧姆定律温故知新1．电流的强弱程度用电流强度这个物理量表示．电流强度越大，单位时间内通过导体横截面的________就越多，即I＝________.
精彩回眸2．由初中所学知识判断，下列说法中正确的是 ( )
答案：B
一、欧姆定律
1．电阻
(1)电阻R反映导体对电流的阻碍作用，它等于导体两端的电压与通过导体的_________之比.
(3)单位：电阻的单位为_________、_________、_________，其关系为：1 kΩ＝___Ω，1 MΩ＝ ___ Ω.
新知梳理电流大小欧姆(Ω)千欧(kΩ)兆欧(MΩ)1031062．欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成_____，跟导体的电阻R成_____.
(3)适用条件：适用于_____导电和__________导电，气态导体和半导体元件不适用．
正比反比金属电解质溶液二、导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线
(1)定义：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的导体中的电流I随电压U的变化图线，叫导体的_____特性曲线，如图2－3－1所示．
图2－3－1(3)适用条件：适用于金属导电和电解质溶液导电，气态导体和半导体元件不适用．
伏安(2)线性元件和非线性元件
①符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫_________.
②伏安特性曲线不是直线的电学元件叫_______元件．线性元件非线性合作探究不认同．两个公式的意义及使用条件是不同的．
答案：BCD1．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，加在导体两端的电压U是自变量，I是因变量．
2．对I－U图象或U－I图象进行分析比较时，要先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意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义．在I－U图象中，斜率代表电阻的倒数，在U－I图象中，斜率代表电阻．如图2－3－2中，R2
R1.
由导体的伏安特性曲线如何求导体的电阻?图2－3－2 图2－3－3
图2－3－2 图2－3－3图2－3－4图2－3－42．两个金属导体的伏安特性曲线如图2－3－5所示，则 ( )
A．RⅠ>RⅡ
B．RⅠC．电压相同时I1>IⅡ
D．电压相同时IⅠ图2－3－5答案：BC
1．伏安法测电阻的两种电路形式(如图2－3－6甲、乙所示)．
图2－3－62．两种电路对比分析如下：
?
3．已知电压表内阻RV＝2.5 kΩ，电流表内阻RA＝0.1 Ω，用伏安法测未知电阻的阻值，若未知电阻约0.5 Ω时，应用电流表________接法；若未知电阻约5 kΩ，应采用电流表________接法，若未知电阻约为500 Ω，应采用电流表________接法．
答案：外 内 内
1．实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律．
2．实验原理
用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U、I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．
3．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．
图2－3－74．实验步骤
(1)按图2－3－7连接好实验电路．(2)把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S.
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S.
(4)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．
(5)拆去实验线路，整理好实验器材．
5．注意事项
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置，如图中a端．
(2)在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压．
(4)在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例要适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．连线时一定要用平滑的曲线，不能画成折线．
4．现要测定一个额定电压为4 V、电阻约为10 Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1 V～4 V.
图2－3－8
现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表V(量程4.5 V，内阻约为4×102 Ω)，电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)，电流表A2(量程500 mA，内阻约为1 Ω)，滑动变阻器R(最大阻值约为30 Ω)，开关S，导线若干．
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________，图2－3－8所示的甲、乙两个电路应该选用的是________．答案：A2 图甲
说一说
二极管的电流与电压是什么样的关系？
点拨：由图线可以看出，二极管具有单向导电性，加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；如果给二极管加反向电压，当电压较小时，几乎没有电流；当电压增大到一定程度时，电流迅速增大，此时的电压称为反向击穿电压．图象中，随着正向电压的增大，图线斜率增大，表示其电阻随正向电压的增大而减小．
典例精析【例1】 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？
欧姆定律的应用答案：2.0 A 一根镍铬合金丝的两端加8 V的电压，通过它的电流是2 A，它的电阻是多少？若通电时间为50 s，那么有多少库仑的电荷量通过它？如果在它两端加4 V电压，则这合金丝的电阻是多少？
答案：4 Ω 100 C 4 Ω答案：4 Ω 100 C 4 Ω【例2】 图2－3－9所示的图象所对应的两个导体：
(1)电阻关系R1∶R2是多少？
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2是多少？
(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2是多少？
图2－3－9答案：(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3 如图2－3－10所示是某导体的伏安 ( )
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0.4 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
图2－3－10答案：ACD
【例3】 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和h按图2－3－11所示方式连接好电路，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)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．
图2－3－11(2)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图2－3－12中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是 ( )
A．a可以作为标准电阻使用
B．b能作为标准电阻使用
C．b的阻值随电压升高而增大
D．c的阻值随电压升高而增大
图2－3－12解析：(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路．
(2)因a元件的I－U线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A对，B错．因I－U线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对D错，选A、C.
答案：(1)g (2)AC
在用电压表和电流表研究小电珠在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小电珠“3.0 V,0.6 W”
B．电流表(量程200 mA，内阻约为20 Ω)
C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)
D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ)
E．电压表(量程6.0 V，内阻约为20 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)
G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)
H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计)
I．电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在线框内画出实验电路图
答案：(1)B D G (2)电路图见解析伏安法测电阻时两种接法的选择
(1)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．
可以概括为：“大内偏大”、“小外偏小”意思是：测量大电阻要电流表内接，且R测>R真，测量小电阻要电流表外接，且R测创新拓展(3)试触法：若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图2－3－7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．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是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量．若电压表示数有明显变化，说明电流表分压作用较强，即Rx是一个低值电阻，应选用外接法，S应接a测量．
图2－3－7【例4】 如图2－3－14所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
图2－3－14(1)待测电阻Rx(约100 Ω)
(2)直流毫安表(量程0～20 mA，内阻50 Ω)
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)
(4)直流电源(输出电压6 V，内阻不计)
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)
(6)开关1个，导线若干
根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线答案：实验电路如下图所示．
实物连线如图所示．
答案：实验电路如下图所示．
反思领悟：(1)在用伏安法测电阻的实验中，在设计电路及实物连线时，要特别注意两点：一是电流表应内接还是外接；二是滑动变阻器采用限流还是分压．
(2)注意实物连图滑动变阻器的分压式接连方法，这是本题的易错点．
知能检测4 串联电路和并联电路
基础巩固
1．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，则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别是 ( )
A．4 Ω，2.4Ω B．4 Ω，3.6 Ω
C．9 Ω，3.6 Ω D．9 Ω，4.5 Ω
答案：A
2．将分压电阻串联在电流表上改装成电压表，下列说法中正确的是 ( )
A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压
B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变
C．若分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍
D．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等
解析：分压电阻与电流表串联，电压按电阻阻值分配电压，总电压增大，但表头的满偏电压不变，A错误，B、D正确；分压电阻R＝nRg时，RV＝(n＋1)Rg ，电压表量程U＝IgRV＝(n＋1)IgRg，C错误．
答案：BD
3．R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V．若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是 ( )
A．45 V B．5 V C．25 V D．15 V
解析：本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5 A，经计算，R2允许通过的最大电流仅为0.5 A，则通过串联电路的最大电流以最小的为准，从而求得加在电路两端的最大电压是15 V，因而选D.
答案：D
4.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2－4－5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：本题主要考查的是电路的基本知识．在用伏安法测小灯泡的电阻时误将电压表和电流表的位置错接，此时，电流表和小灯泡先并联再和电压表串联，由于电压表的内阻很大，电路中的电流很小，因此小灯泡、电流表和电压表均不会被烧坏，而此时由于电流表的内阻很小，小灯泡被电流表短路，所以小灯泡不发光．则本题的正确答案为D.
答案：D
5．如图2－4－6所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G的量程为0～100 μA，内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1＝________Ω，R2＝________Ω.
解析：
答案：4.94×104 1.0×105
知能提升
6.如图2－4－7所示电压U不变，R1＝3R2，电键S断开时，电流表示数为I1，电键S闭合时，电流表示数为I2，则I1∶I2为 ( )
A．3∶1 B．1∶3
C．2∶3 D．1∶4
答案：D
7．用甲、乙两个完全相同的表头改装成量程分别为0～0.6 A和0～3 A的电流表，串联后接在电路中，则 ( )
A．两表的示数相同
B．两表指针的偏角相同
C．两表指针的偏角不相同
D．两表示数不同
解析：由于两个电流表是用相同的表头改装的，当两个电流表串联使用时，通过两表的电流是相同的，所以两表刻度盘上的示数是相同的，而通过表头的电流是不同的，所以指针偏转角度不同，正确答案为AC.
答案：AC
8．如图2－4－8所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则 ( )
A．空载时输出电压UAB＝Uab/2
B．当AB间接上负载R时，输出电压UABC．AB间的负载R越大，UAB越接近Uab/2
D．AB间的负载R越小，UAB越接近Uab/2
答案：ABC
9．如图2－4－9所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图，各个等效电阻的阻值都是2 Ω，AC间接一只内阻忽略不计的电流表，如图所示接在电路中，若B、C两点间加有6 V的恒定电压，则电流表的示数是 ( )
A．3 A B．2 A C．1 A D．0
解析：等效电路如图所示，由串、并联电路的特点可知I＝＝＝A＝2 A，所以IA＝I/2＝1 A.
答案：C
10．如图2－4－10所示的电路中，电阻R1＝4 kΩ.R2＝6 kΩ，电路两端所加的电压U＝60 V，用某电压表测得R1两端电压为20 V，用该电压表测R2两端电压时示数为多少？
解析：
答案：30 V
5 焦耳定律
基础巩固
1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 ( )
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
解析：本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率．电功率公式P＝，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝只适用于纯电阻的电路，B对．在不是纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．
答案：BCD
2．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时，则在时间t内产生的热量为 ( )
A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/4
解析：由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝22Rt＝I2Rt＝Q.
答案：C
3．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内 ( )
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析：电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.
答案：ABD
4．关于电功率，下列说法中正确的是 ( )
A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关
B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率
C．白炽灯正常工作，实际功率等于额定功率
D．电功率越小，则电流做的功越少
解析：用电器的额定功率与用电器的额定电压和额定电流有关，A错．用电器的实际功率，由用电器两端的实际电压和通过它的电流决定，B错．白炽灯正常工作，即达到额定电压和额定电流，故实际功率等于额定功率，C对．因W＝P·t，功由功率和时间共同决定，故D错．
答案：C
5.如图2－5－3所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是 ( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1
C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
解析：根据串并联电路的特点，U2＝U3，故R2＝R3，又I1＝I2＋I3，故I1＝2I2＝2I3，根据P＝I2R和P1＝P2＝P3得R1∶R2∶R3＝1∶4∶4.
答案：C
知能提升
6．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图2－5－4所示)，下列说法正确的是 ( )
A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
解析：开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D错误．
答案：A
7.如图2－5－5所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω，电阻R1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中 ( )
A．干路中电流不断增大
B．R1上消耗电功率不断增大
C．R1上消耗电功率不断减小
D．R2上消耗电功率不断减小
解析：滑片由a向b滑动时，R变小，R并变小，R总变小，电路中的总电流变大，R1两端的电压变大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R2消耗的功率变小．
答案：ABD
8. 如图2－5－6所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V，60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则 ( )
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝ A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R内＝1.3 W，B错；整个电路消耗的总功率P总＝220× W＝120 W，D错．
答案：C
9．小明家的窗式空调已用了多年，耗电功率已不再是说明书上的数值了，他想测出这台空调的耗电功率．于是他将家中的其他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他家的电度表在2 min内转了200转，且电度表上标有3 000 r/kW·h的字母，你能帮他测出他家空调的功率吗？
解析：表盘上的字样说明表盘转动3 000转时，电路消耗1度电(1 kW·h)，即在2 min＝120 s内，电路消耗 kW·h＝ kW·h的电能，所以P＝＝×3.6×106× W＝2 000 W，即空调的耗电功率为2 000 W.
答案：2 000 W
10. 2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，如图2－5－7，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg，当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：
(1)驱动电机的输入功率；
(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率；
(3)驱动电机的内阻和机械效率．
解析：(1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝300 V×10 A＝3 000 W.
(2)电动彩车通过天安门前的速度v＝x/t＝2 m/s
电动彩车行驶时所受阻力为
f＝0.02 mg＝0.02×6.75×103×10 N＝1.35×103 N
电动彩车匀速行驶时F＝f，故
电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率P机＝Fv＝2 700 W.
(3)设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得P入t＝P机t＋I2Rt
解得驱动电机的内阻R＝3 Ω
驱动电机的机械效率η＝P机/P入×100%＝90%.
答案：(1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω 90%
课件39张PPT。5 焦耳定律温故知新1．功W跟完成这些功所用________的比值叫功率，用________表示功率，则有P＝________.功率的单位是________，简称________，用符号________表示．“功率”是描述力对物体做功________的物理量．精彩回眸2．铅蓄电池是太阳能供电系统的器件，它的功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15 V的铅蓄电池充电时的电流为4 A，充电10小时充满．该铅蓄电池储存了多少电能？
答案：2.16×106 J
一、电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流在__________中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积．
(2)公式：W＝qU＝____.
(3)单位：在国际单位制中功的单位是_____，符号为J，常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J.
新知梳理一段电路焦耳UIt(4)实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．
(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．
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功，等于这段电路两端的电压U与通过这段导体的_______的乘积．
电流I(3)单位是_______，符号为W(国际单位制)，常用的还有千瓦(kW)，1 kW＝1 000 W.
(4)意义：电功率表示电流做功的快慢．
(5)用电器的额定功率和实际功率
①额定功率：用电器__________工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率．
②实际功率：用电器的实际工作时消耗的电功率．
UI瓦特长期正常二、焦耳定律
1．电热：由于导体的电阻，使电流流过导体时消耗的_____中转化为内能的那一部分能量叫电热．
2．内容：电流流过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和_________的乘积．
3．公式：Q＝____.通电时间电能I2Rt合作探究1．串联电路
各部分电路电流I相同，根据P＝I2R ，各 功率关系 电阻上的电功率与电阻成正比
总功率P总=UI=(U1+U2+ …+Un)I=P1+P2+…+Pn
2．并联电路
各支路电压相同，根据 ，各支路电 功率关系 阻上的电功率与电阻成反比
总功率P总=UI=U (I1+I2+ …+In)=P1+P2+…+Pn
3．结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和．
1．如图2－5－1所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的 ( )
A．特性曲线在Ⅰ区，P1B．特性曲线在Ⅲ区，P1>P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1>P2
D．特性曲线在Ⅲ区，P1图2－5－1答案：C
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义
D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率解析：首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能．
答案：BC
3．日常生活用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是 ( )
A．IU>P B．IU＝P
C．P>I2(R1＋R2) D．P＝I2(R1＋R2)
解析：根据电功率的定义：P＝UI，可知选项B正确；电功率分为三部分：线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为机械能的功率．
答案：BC典例精析【例1】 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 ( )
纯电阻电路中的功率分配及计算思路点拨：
对于B电路，由于RB>RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB>U并，B灯烧毁．
对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光．
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
三个电阻分别标有“100 Ω 4 W”、“200 Ω 2W”、“50 Ω 8 W”，若将它们并联起来，允许消耗的最大功率是多少？
答案：14 W
【例2】 规格为“220 V,36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：
(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．
答案：(1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W 如图2－5－2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2－5－2答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg用电器正常工作分析
1．用电器的额定电压、额定功率和实际功率
额定电压：表示用电器正常工作时的电压．
额定功率：是用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压时消耗的功率，例“220 V、25 W”的白炽灯．
实际功率：用电器在工作中实际消耗的电功率．
若用电器在额定电压下工作，则P实＝P额，若用电器工作电压不等于额定电压，则P实≠P额．
创新拓展2．用电器正常工作的分析方法
(1)用电器正常工作的条件
U实＝U额，I实＝I额，P实＝P额
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必然同时满足．因此它们是用电器正常工作的等效条件，灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
(2)用电器接入电路时的约定
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．
②用电器的实际功率超过额定功率时，认为它将被烧毁，不考虑其安全系数．
③没有注明额定值的用电器(如用于限流的变阻器)接入电路时，认为其工作的物理量均小于其额定值，能安全使用．
【例3】 电炉A、B分别标有“110 V、12.1 Ω”和“110 V、6.05 Ω”，现将A、B串联接在电压220 V的稳压电源上，试计算A和B的实际功率，并说明哪一个可能被烧毁．
答案：1 778 W 888.9 W A可能被烧毁知能检测６ 导体的电阻
基础巩固
1．一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变) ( )
A．当长度不变时，横截面积增大一倍时
B．当横截面积不变，长度增加一倍时
C．长度和横截面积都缩小一倍时
D．当长度和横截面积都扩大一倍时
解析：根据电阻定律R＝ρ可知，只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小一倍时，电阻丝的电阻才能保持不变，故选C、D.
答案：CD
2．下列说法中正确的是 ( )
A．据R＝U/I可知，当通过导体的电流不变时，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍
B．据R＝U/I可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变
C．据ρ＝RS/l可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比
D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关
解析：本题主要考查了电阻的决定因素和电阻率的决定因素．导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ρl/S，而R＝U/I为电阻的定义式，所以选项A是不对的，选项B是正确的，而ρ＝RS/l仅是导体电阻率的定义式，电阻率与式中的各物理量间都无关，所以选项C是不对的，选项D是正确的．
答案：BD
3．用电器距离电源为L，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为 ( )
A．ρL/R B．2ρLI/U
C．U/(ρLI) D．2UL/(Iρ)
解析：输电线的总长为2L，由公式R＝，R＝ρ得S＝，故B正确．
答案：B
4．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为 ( )
A．U/2 B．U C．2U D．4U
解析：导线拉长后，体积不变，故V＝lS＝2l，则R＝ρ，R′＝ρ＝4ρ＝4R.由I＝，I＝＝，得U′＝4U，故D正确．
答案：D
5．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为 4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为 ( )
A．0.31 μA B．0.62 μA C．0.15 μA D．0.43 μA
解析：因为R＝ρl/S，所以R＝3.18×108 Ω，
所以I＝U/R＝0.31 μA.
答案：A
知能提升
6.一同学将变阻器与一只6 V,6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发光．按图 2－6－10所示的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将 ( )
A．变暗 B．变亮
C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡
解析：由题图可知，变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡．当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确．
答案：B
7．甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A．把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是 ( )
A．6.0 A B．7.5 A C．10.0 A D．8.0 A
解析：因甲、乙两保险丝等长，由R＝ρ＝ρ，知＝4.
当R1、R2并联时，令I1＝2 A，
则由I1R1＝I2R2，得I2＝8 A>6 A，
故I1不能取2 A；令I2＝6 A，
则由I1R1＝I2R2得I1＝1.5 A<2.0 A.
故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流I＝I1＋I2＝(1.5＋6) A＝7.5 A.
故选项B正确．
答案：B
8．如图2－6－11是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I－R图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则 ( )
A．甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
解析：若将两电阻丝串联接入电路中，由于通过两电阻丝的电流相同，由图象可知，此时甲的电阻大于乙的电阻，所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大，A错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同，故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，B错误；由Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，C正确；由P＝I2R可知D错误．
答案：C
9．如图2－6－12甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图乙所示．当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
甲 乙
图2－6－12
解析：由图乙可求得电解液的电阻为
R＝＝ Ω＝2 000 Ω
由图甲可知电解液长为：l＝a＝1 m
截面积为：S＝bc＝0.02 m2
结合电阻定律R＝ρ
得ρ＝＝ Ω·m＝40 Ω·m.
答案：40 Ω·m
10．某实验小组利用如图2－6－13所示电路探究一种电阻丝的电阻率．均匀电阻丝(总阻值在4～5 Ω之间)固定在刻度尺上的两端接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头c，c的上端为接线柱，触头c与电阻丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置．所用器材为：电压表(0～3 V，电阻约为3 kΩ)、电流表(0～0.6 A，电阻约为0.5 Ω)、电池组(电动势3 V，内阻很小)、保护电阻R0＝1 Ω、螺旋测微器、开关S和导线．
实验的主要步骤如下：
①用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d＝2.000 mm；
②正确连接电路，触头C移到右端，合上开关，读出电流表的示数I＝0.5 A；
③通过改变滑动变阻器触头c的位置，分别测量出了多组a、c间电阻丝长度L及对应的电压U的数据，并据此在U－L坐标纸上描出了对应的点，如图2－6－14所示．请你：
图2－6－13 图2－6－14
(1)在U－L坐标纸上绘出U－L图线；
(2)若测出U－L图线斜率为k，写出用d、I、k表示的该电阻丝的电阻率表达式ρ＝____________；
(3)代入有关数据求出该电阻丝的电阻率ρ＝________Ω·m.
解析：(1)图略．(2)由R＝ρ、I＝及k＝可得：ρ＝k.(3)ρ＝k＝2×Ω·m＝1.26×10－5Ω·m.
答案：(1)图略 (2)ρ＝k (3)1.26×10－5
课件58张PPT。6 导体的电阻温故知新1．电路中有一段导体，当给它加上3 V的电压时，通过它的电流为2 mA，可知这段导体的电阻为________Ω；如果给它加2 V的电压，它的电阻为________Ω；如果在它的两端不加电压，它的电阻为________Ω.
答案：1.5×103 1.5×103 1.5×103
精彩回眸2．傍晚刚入夜时电灯比深夜暗，是因为 ( )
A．线路中总电阻变大，电流变小
B．总电流一定，支路增多分去了电流
C．干路电流过大，线路电压增大
D．总电阻变小，每支路电流增大
答案：C
一、影响导体电阻的因素
探究方案一：实验探究
实验目的：探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系．
实验方法：控制变量法．
实验原理：串联电路中电压和电阻成_____.
新知梳理正比实验电路：如图2－6－1所示．
实验器材：a、b、c、d是四条不同的金属导体：b与a长度不同，横截面积、材料相同；c与a横截面积不同，长度、材料相同；d与a材料不同，长度、横截面积相同．
图2－6－1实验过程
(1)按照图2－6－1将电路连接好．
(2)将滑动变阻器的滑片滑到最___端，将S闭合．
(3)改变滑动变阻器滑动触头的位置，得到多组______的读数．
(4)对每一组数值进行分析，得出电阻与长度、横截面积及材料的关系．
实验结果：同种材料的导体，电阻之比等于______之比，等于横截面积之比的倒数；长度、横截面积相同，材料不同的导体，电阻_____.
右电压表长度不同探究方案二：逻辑推理
(1)分析导体的电阻与它的长度的关系
利用串联电路的电阻规律可推导出在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成______.
(2)研究导体的电阻与它的横截面积的关系
利用并联电路的电阻规律，可推导出在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成_____.
正比反比二、导体的电阻
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____ ，与它的横截面积S成_____，还与构成导体的材料有关．
l表示导体的长度，S表示横截面积，ρ是______ ，表征材料的导电性能．
正比反比电阻率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．
说明：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．
(3)单位是欧姆·米，符号为Ω·m.
(4)电阻率与温度的关系：各种材料的电阻率都随温度的变化而变化．
①金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制造电阻温度计．
②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．
③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．
合作探究1．ρ表示材料的电阻率，与材料和温度有关．
?2．l表示沿电流方向导体的长度，
3．S表示垂直于电流方向导体的横截面积．
如图2－6－2所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab.图2－6－21．如图2－6－3所示，分别把一个长方体铜柱的a、b端，c、d端，e、f端接入电路，计算接入电路中的电阻各是多大？(设电阻率为ρ铜)
图2－6－32．关于公式R＝U/I和公式R＝ρ·l/S，下列说法正确的是 ( )
A．两公式对一切情况都适用
B．R＝U/I仅适用于金属导体，R＝ρ·l/S适用于任何导体
C．导体的电阻R与U成正比，与I成反比
D．导体的电阻在温度一定时与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比
答案：D1．区别
(1)导体的电阻由导体材料的电阻率、导体的长度、横截面积决定，反映导体对电流的阻碍作用大小．
(2)电阻率是对组成导体的材料而言的，由材料决定，反映了材料的导电性能．
(4)“电阻率”是材料的电阻率，而“电阻”是导体的电阻．
2．由于电阻率ρ随温度而变化，因此导体的电阻随温度而变化，这样导体的伏安特性曲线就不是严格的直线．对电阻率随温度变化较大的导体而言，随着通过导体电流增大，伏安特性曲线会发生明显弯曲，如图2－6－4甲、乙所示，图甲表示电阻随温度升高而增大，图乙表示电阻随温度升高而减小．
图2－6－43．用电器的电阻
(1)问题涉及金属电阻率的有关概念，必须考虑用电器电阻值随温度的变化．
(2)不考虑温度变化对用电器电阻值的影响，可作为电阻值不变来处理．
(3)实际电压的变化量相对额定电压来说较大，需要考虑用电器电阻随温度的变化，若较小，则可以认为电阻不变．
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，又不考虑体积和形状的变化，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
1．实验目的
(1)学会使用常用电学仪器以及正确读数．
(2)学会使用螺旋测微器以及正确读数．
(3)学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电阻率．
2．实验原理
图2－6－5(2)螺旋测微器的读数原理
固定刻度上的最小刻度为0.5 mm；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01 mm.
读数＝主尺刻度数＋可动刻度数×0.01 mm
说明：①主尺刻度数要注意半毫米刻度线是否露出．
②可动刻度数要估读一位．
③以毫米为单位时，所得数据必有三位小数，即测量到千分位，所以螺旋测微器也叫千分尺．
3．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．
4．实验步骤
(1)用直尺测量金属丝的长度l.
(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.
5．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．
(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．在测定金属丝电阻率的实验中，如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如图2－6－6所示的甲、乙两种．用螺旋测微器测金属丝的直径如图2－6－7所示．则：图2－6－7图2－6－6(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)螺旋测微器的示数为0.5 mm＋30.6×0.01 mm＝0.806 mm.
(2)被测金属丝的阻值约为3 Ω，电阻较小，故电流表的分压作用不能忽略，应采用外接法，选乙图．
(3)为了测量便于调节，滑动变阻器应该选用与3 Ω相当的，故选A.
(4)电源用一节干电池，其电动势为1.5 V，故电压表的量程应选用3 V.
答案：(1)0.806 (2)乙 (3)A (4)3 (5)0.6思考与讨论
材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，边长不同．这样的导体之间的电阻有什么关系？
你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？
说一说
中央电视台2002年12月……，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求…….谈一谈：这位负责人的讲话体现了哪些物理原理？
点拨：这位负责人的讲话中主要体现的物理原理就是电阻定律的内容，使用再生铜或含杂质很多的铜，导体的电阻率增大，截面积缩小，使电阻增大，载流量不够．绝缘层用再生塑料制作电线外皮，绝缘性能差，容易老化，安全性差．
典例精析【例1】 关于电阻率的正确说法是 ( )
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
A．跟导线的电阻成正比
B．跟导线的横截面积成正比
C．跟导线的长度成反比
D．由所用金属材料本身性质决定
解析：电阻率与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关，只与导体本身的性质有关．
答案：D【例2】 给装在玻璃管内的水银柱加一电压，使通过水银柱的电流为0.1 A，若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？
思路点拨：
答案：1.6 A
如图2－6－8所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电压为U(V)的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U(V)的电路中，则电流为 ( )
图2－6－8答案：A
图2－6－9创新拓展(1)在所给的坐标中做出R－L图象；
(2)利用图象的有关知识求出锰铜合金金属丝的电阻率．
解析：(1)做出的R－L图象如图所示；
答案：(1)见解析图 (2)4.55×10－7 Ω·m
知能检测7 闭合电路的欧姆定律
基础巩固
1．关于电源的电动势和内、外电压，下面的说法正确的是 ( )
A．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，所以当电源接入电路时，电动势将发生变化
B．闭合电路时，并联在电源两端的电压表的示数就是电源的电动势
C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
D．在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压
答案：C
2．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是 ( )
A．1 Ω B．2 Ω C．4 Ω D．6 Ω
解析：由()2R1＝()2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
答案：C
3．如图2－7－14所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是 ( )
图2－7－14
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C正确．此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B正确．流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A正确，选项D错．
答案：ABC
4．如图2－7－15所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是 ( )
A．当S断开时，UAC＝9 V
B．当S闭合时，UAC＝9 V
C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
解析：当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝R＝7.5 V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确．
答案：AC
5．电位器是变阻器的一种．如图2－7－16所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是 ( )
A．连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗
B．连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮
C．连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗
D．连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮
解析：根据电位器结构和连线可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A正确；同理，D正确；连接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误．
答案：AD
6．如图2－7－17所示，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时 ( )
A．电容器C两端的电压增大
B．电容器C两极板间的电场强度增大
C．电压表的读数减小
D．R1消耗的功率增大
解析：P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，D错误．内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，C错误．电容器两端的电压增大，两极间的场强增大，A、B选项正确．
答案：AB
知能提升
7.如图2－7－18所示电路中，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为 ( )
A．A灯和B灯都变亮
B．A灯和B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A灯变暗，B灯变亮
解析：滑动触头向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，故A、B灯都变暗，B正确．
答案：B
8．某电容式话筒的原理示意图如图2－7－19所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板．对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中 ( )
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
解析：由C＝可知PQ间距离d增大时电容C减小，A错误．电容减小将放电，电荷量减小，故B项也错．放电时电流从M点经R到N点，说明M点电势高于N点电势，所以C项错误D项正确．
答案：D
9．如图2－7－20所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升．已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则 ( )
A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析：本题主要考查学生对欧姆定律适用范围、电功和电热的区别，要求学生熟练掌握欧姆定律，电功率及焦耳定律的应用．由于电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用，电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝－－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确．
答案：BC
10．如图2－7－21所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，“8 V、16 W”的灯泡恰好能正常发光， 电动机M绕组的电阻R0＝1 Ω，求：
(1)路端电压；
(2)电源的总功率；
(3)电动机的输出功率．
解析：(1)路端电压即等于电灯L的电压，即为8 V，
(2)由E＝U＋Ir得I＝＝ A＝4 A
电源总功率为P总＝IE＝40 W.
(3)电动机的电流IM＝I－IL＝4 A－ A＝2 A
电动机总耗电功率P入＝IMUM＝2×8 W＝16 W
内耗功率P内＝IM2R0＝22×1 W＝4 W
所以输出功率为P出＝P入－P内＝16 W－4 W＝12 W.
答案：(1)8 V (2)40 W (3)12 W
课件53张PPT。7 闭合电路的欧姆定律温故知新1．一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ( )
A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V
答案：A
精彩回眸2．如图2－7－1所示，虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是 ( )
图2－7－1解析：因为虚线框中电路未知，所以不知电路是否为纯电阻电路，求电功率只能用公式P＝UI.
答案：C
一、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＝_________.新知梳理正极负极降低负极正极升高I2Rt＋I2rt闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成____，跟内、外电路的电阻之和成_____.
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．
3．正比反比IR＋IrU外U内纯电阻二、路端电压与负载的关系
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0E0合作探究1．电动势和电压的比较
对电动势和电压的理解2.关于电动势E的几个关系式
(1)E＝U内＋U外，适用于所有的闭合电路．
(2)E＝I(R＋r)，由闭合电路的欧姆定律得到，它仅适用于外电路为纯电阻的电路．
(3)U＝E－Ir，适用于所有的闭合电路，常用来判断路端电压的变化和测量电源的电动势和内阻
3．路端电压的变化
电源的电动势和内阻由电源本
身决定，不随外电路电阻的变
化而变化，而电流、路端电压
是随着外电路电阻的变化而变
化的．
图2－7－21．对于电动势和内电阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻) ( )
A．U随R的增大而减小
B．当R＝0时，U＝0
C．当电路断开时，I＝0，U＝0
D．当R增大时，U也会增大
解析：由路端电压公式U＝E－Ir知C错，由U＝IR知B对，根据电压对内外电路的分配关系知A错，D对．
答案：BD
由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r，P外= I2RP内= I2rP总=EI1.各部分功率关系分析2．电源的输出功率
当外电路为纯电阻电路时讨论如下：
(1)电源的输出功率
(2)P出对外电阻R的函数关系图象 (如 图2－7－3)
R
图象分析
R>r时，R越大，P出越小图2－7－3(3)电源的效率
η＝＝＝＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高．特别提醒：(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内阻．2．关于电动势及闭合电路欧姆定律，下列说法正确的是 ( )
A．电源电动势越大，电源所能提供的电能就越多
B．电源电动势等于路端电压
C．外电路的电阻越大，路端电压就越大
D．路端电压增大时，电源的输出功率可能减小
答案：CD
说一说
一些同学可能有这样的经验；傍晚用电多的时候，灯光发暗，而……
点拨：家庭电路的用电器都是并联的，当傍晚用电多的时候或插上电炉、电暖气等用电多的电器时，负载增多，外电阻R减小，整个电路的总电阻减小，干路中电流增加，输电线路上的电压增加，使用电器两端的电压变小，灯光变暗．
思考与讨论
设电源的电动势E＝3 V，内阻r＝2 Ω，请根据……，
点拨：(1)外电路断开的状态对应图中的A点，此时电路中电流为零，路端电压达到最大值，内电压为零，路端电压等于电源的电动势3 V.
(2)电动势E的大小等于纵轴截距，故电动势越大，图象与纵轴的交点纵坐标越大．(3)电源短路时，路端电压等于零，干路中电流最大，对应于坐标系中的B点，此时电流的大小等于横轴截距1.5 A.典例精析【例1】 如图2－7－4所示的电路中，电源的电动势E为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0 V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L能正常发光吗？实际功率是多少？
图2－7－4答案：不能正常工作 1.28 W 答案：不能正常工作 1.28 W
此时小灯泡的实际功率为：
P实＝I22RL＝0.82×2 W＝1.28 W
从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此时很暗，不能正常工作． 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：D
【例2】 如图2－7－5所示，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.
(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？
(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？
图2－7－5反思领悟：在解答第二问时，有些同学又会用第一问的方法来求解，把R归为内阻，调节R使内阻R＋r＝R0，这样使用是错误的．因为R0是定值电阻，由P＝I2R0知，只要电流最大，P就最大．在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的．
将阻值为4 Ω和10 Ω的两个电阻R1、R2分别接在同一电源上，结果R2上消耗的功率P2比R1上消耗的功率P1大，则 ( )
A．电源内阻一定大于4 Ω
B．两电阻串联后接此电源，外电路总功率一定大于只接R2时的功率
C．两电阻并联后接此电源，外电路总功率一定小于只接R1时的功率
D．只接R1时电源消耗的功率一定大于只接R2时消耗的功率
解析：根据电源输出功率随外电阻的变化关系曲线如图所示．
因为R2消耗的功率P2比R1消耗的功率P1大．所以有R1R1＝4 Ω.A选项正确，D选项正确．R1与R2的并联电阻一定小于R1的电阻．由电源的输出动率曲线可知外电路总功率一定小于只接R1时的功率．C正确．若R1与R2串联，其电阻大于R2的电阻．外电路的消耗的总功率不一定大于只接R2时的功率．B错误．
答案：ACD
【例3】 在如图2－7－6的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 ( )
A. 变大， 变大
B. 变小， 变大
C. 变大， 变小
D. 变小， 变小图2－7－6图2－7－6答案：B
反思领悟：闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题的分析方法如下：
1．程序法：“部分→整体→部分”
(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化．
(3)根据U＝E－Ir判断路端电压的变化．
(4)由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电 压及电流的变化．
以上分析可形象表示为：
R局 →R总 →I总 →U端 ?
增大
减小增大
减小增大
减小减小
增大I分
U分 如图2－7－7所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是 ( )
图2－7－7A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C．电流表 的读数变小，电压表 的读数变大
D．电流表 的读数变大，电压表 的读数变小解析：滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表 的读数变小，电压表 的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大．小灯泡L1变亮，B、C正确．
答案：BC
【例4】 在如图2－7－8所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 ( )
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变小
C．电容器C上电荷量减少
D．电流表读数变小，电压表读数变大
图2－7－8解析：将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A选项错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C选项错误；D选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小，B选项正确．
答案：BD
反思领悟：(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上无电压降，因此电容器两极板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，电容器两极板间的电压与其并联在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，电容器将通过与它连接的电路放电．
如图2－7－9所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是 ( )
A．把R2的滑片向左移动
B．把R2的滑片向右移动
C．把R1的滑片向左移动
D．把开关S断开
图2－7－9解析：考查电路的串并联知识．要使尘埃向下加速运动，必须减小电场力，即减小板间电压．由于滑动变阻器R1处于断路，调节不会有效果，C错；电容器两板间电压等于滑动变阻器R2滑片左边部分的电压，因此要把R2的滑片向左移动，A对；断开开关S时，电容器的电压等于电源的电动势，板间电压会增大，D错误．
答案：A
两种U－I图象的物理意义的比较及应用
在恒定电流这一章里，我们要接触两种U－I图象，即部分电路欧姆定律的U－I图象与闭合电路欧姆定律的U－I图象．下面就两种U－I图象的区别和联系加以剖析．
创新拓展1．两种U－I图象的区别
(1)表示的内容：部分电路欧姆定律的U－I图象如图2－7－10所示，是对某固定电阻而言的，纵坐标和横坐标分别代表了该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映了I跟U的正比例关系；闭合电路欧姆定律的U－I图象如图2－7－11所示，是对闭合电路整体而言的，U外表示路端电压，I表示通过电源的电流，图象反映了U外与I的制约关系．图2－7－11图2－7－10(2)图象的物理意义：图2－7－10表示导体的性质，在该图中U与I成正比的前提是电阻R保持一定；而图2－7－11表示电源的性质，电源的电动势和内阻保持不变，外电阻R外是变化的，正是R外的变化，才有U外和I的变化．
(5)决定因素不同：电源的U－I图象由电源决定，与外电路无关；电阻的U－I图象由电阻决定，与电源无关．
2．两种图象的联系
如图2－7－12所示，在同一个U－I图下，画出两种图象．
(1)交点坐标：两图象的交点P的坐标(IP，UP)表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R的电压(亦即电源的路端电压)．
(2)虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率，即P出＝UPIP.
图2－7－12【例5】 如图2－7－13所示，直线A为电源的U－I图象，直线B、C分别为电阻R1、R2的U－I图．利用该电源分别与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．P1C．η1>η2 D．η1<η2
图2－7－13答案：C
知能检测8多用电表的原理
9实验：练习使用多用电表
基础巩固
1．有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为：“×1”“×10”“×100”“×1 k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该 ( )
A．换用“×1 k”挡，不必重新调整调零旋钮
B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮
C．换用“×1 k”挡，必须重新调整调零旋钮
D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮
解析：某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，即读数较小，所选量程较大，应换用较小挡位，所以A、C错．而换挡时必须重新电阻调零，所以B错．D对．
答案：D
2．如图2－8、9－19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，则虚线内的电路图应是下面图中的 ( )
解析：红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零，则选项A正确．
答案：A
3．如图2－8、9－20为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3 kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：
图2－8、9－20
(1)调节可动部件________，使电表指针指向________．
(2)调节可调部件，使它的尖端指向________位置．
(3)将红黑表笔分别插入正负插孔中，笔尖相互接触，调节可动部件________，使电表指针指向________位置．
(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．
(5)换测另一阻值为20～25 kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置．此时还必须重复步骤________，才能进行测量，若电表读数如图2－8、9－20所示，则该待测电阻的阻值是________．
答案：(1)A 左边零刻度处
(2)“×100” 的倍率挡
(3)C 右边电阻零刻度处 (5)(3) 2.2 kΩ
4．一只多用电表的测电阻部分共分R×1、R×10、R×100、R×1 k四挡，表面电阻刻度如图2－8、9－21(a)所示．某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值，他选择R×100挡，并按使用规则正确地调整好了多用电表．测量时表针的偏转如图2－8、9－21(b)，为使测量结果尽可能准确，他决定再测量一次，再次测量中，他应选择的是________挡；在后面所给的几个操作步骤中，不需要进行的是________(填步骤前的字母代号)；在应该进行的操作步骤中，按顺序应选①________②________③________④________⑤________(填步骤前的字母代号)．
图2－8、9－21
A．把两根表笔短接
B．将选择开关旋转到上面所选择的量程上
C．将选择开关旋转到交流电压的最高挡
D．在两表笔分离的情况下，调节电表的调整定位螺丝，使指针指在最左端零位
E．把两根表笔分别与待测电阻两端接触，指针稳定后读出电阻值
F．调节欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上
解析：选择R×100挡时，指针偏角很小，说明挡位选择太小，应选高挡位，故选R×1 k挡．重新换挡只需进行欧姆调零，不需要调整定位螺丝，故不需要进行的选D.由电阻测量步骤，顺序应是①B、②A、③F、④E、⑤C
答案：R×1 k D ①B ②A ③F ④E ⑤C
5．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：
(1)检查多用电表的机械零点．
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．
(3)将红、黑表笔______，进行欧姆调零．
(4)测反向电阻时，将______表笔接二极管正极，将______表笔接二极管负极，读出电表示数．
(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘______(填“左侧”“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)(4)．
(6)测量完成后，将选择开关拨向____________位置．
解析：多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要继续欧姆调零，因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；多用电表作为欧姆表使用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“＋”插孔)与电池负极相连；黑表笔(插入“－”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以，在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于OFF挡位置．
答案：(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF
6．图2－8、9－22为一正在测量中的多用电表表盘．
图2－8、9－22
(1)如果是用×10 Ω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)因为选的是×10 Ω挡，所以读数为6×10 Ω＝60 Ω.
(2)因为用直流10 mA挡测电流，精确度为0.2 mA，所以对应读数为7.2 mA(注意从直流刻度区读)．
(3)用直流5 V挡测时，精确度为0.1 V，电压读数为3.59 V.
答案：(1)60 (2)7.2 (3)3.59
知能提升
7．如图2－8、9－23所示中E为电源，R1、R2为电阻．S为开关．现用多用电表测量流过电阻R2的电流．将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是 ( )
A．保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
解析：多用电表使用时，无论是电压挡、电流挡其电流都是从正插孔进，负插孔出，正插孔接红表笔，负插孔接黑表笔．具体地说，对于电压挡和电流挡接的是外电源时，相当于电压表和电流表，故正确答案为C.
答案：C
8．如图2－8、9－24所示，电路中有三根导线，其中一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线是好的．为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数．下列选项中符合操作规程的是
( )
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡 D．欧姆挡
解析：因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不行．由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全．估测电路中电流的最大值可能为Im＝＝ A＝1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，只能选用直流10 V挡．故正确答案为A.
答案：A
9．把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图2－8、9－25所示，现备有如下器材：A.电源E＝ 3 V(内阻不计)；B.变阻器0～100 Ω；C.变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔；
(1)变阻器选用________．
(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．
(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________．
解析：(1)两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏Ig＝，解得R0＝400 Ω，故变阻器应选C；
(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端；
(3)电流I＝2 mA时，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω.
答案：(1)C (2)N M (3)1 000 Ω
10．如图2－8、9－26所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
图2－8、9－26
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路．当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡．
(2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的．当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间．
答案：(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①调到欧姆挡；
②将红黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；
③测量小灯泡的电阻．如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
课件67张PPT。8 多用电表的原理
9 实验：练习使用多用电表温故知新在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用电压表测 得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝中的电流I，用螺旋测微器测得金属丝的直径d，测得数据如图2－8、9－1所示，请从图中读出U＝________ V，I＝________ A，d＝________ m.
精彩回眸1．图2－8、9－1答案：1.70 0.48 0.485×10－32．如图2－8、9－2所示，甲、乙电路都是由灵敏电流计G和变阻器R组成的，则 ( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
图2－8、9－2答案：BC新知梳理一、欧姆表
1．内部构造：由_____、_____、__________三部分组成．
2．原理：欧姆表是依据_________________制成的，简单结构如图2－8、9－3所示．
表头电源可变电阻 闭合电路欧姆定律图2－8、9－3电阻二、多用电表
1．用途：共用一个表头，可分别测量_____、_____、_____等物理量．
2．最简单的多用电表原理图
如图2－8、9－4所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为_______使用，接通2时，可作为_______使用，接通3时，可作为_______使用．
电流表欧姆表电压表电压电阻电流图2－8、9－43．外部结构名称
如图2－8、9－5是一种多用电表外形图，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图2－8、9－5三、实验：练习使用多用电表
1．使用多用电表测量电压
(1)选择直流电压挡合适的_____．
(2)将电表与被测电路_____．
2．使用多用电表测量电流
(1)选择直流电流挡合适的量程．
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用表_____在电路中．
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的__________．
量程并联串联最小刻度3．用多用电表测电阻
(1)要将选择开关扳到______挡上，此时红表笔连接表内电源的___极，黑表笔连接表内电源的____极．选好量程后，先__________，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到______挡．
(2)用多用电表测电压测电流及测电阻时，电流都是从___表笔流入电表，从___表笔流出电表．
欧姆正欧姆调零OFF红黑负(2)电阻测量：正向电阻______，反向电阻______，可用多用电表判断它的_______或区分它的_____，二极管具有单向导电性．图2－8、9－64．二极管的特点及其电阻测量
(1)特点：如图2－8、9－6所示，它由______材料制成，有两个电极．半导体较小正负极较大好坏合作探究原理：闭合电路的欧姆定律
怎样将电流表改装成欧姆表？1．如图2－8、9－7(a)所示为欧姆表的电路原理图，
为满偏电流Ig＝200 μA的电流表，表头内阻为Rg，R0为定值电阻，RP是调零电阻，表内电源电动势E＝1.5 V，内阻为r.图2－8、9－7(b)是表盘的电阻刻度．B为A、C的中点．试分析确定A、B、C三点刻度的电阻值．
图2－8、9－7答案：A为＋∞，B为7 500 Ω，C为01．机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置 (或左端电阻∞处)，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零(或左端电阻∞处)．
(2)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．
(3)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．
(4)测量：将待测电阻与别的元件断开，一定不要用手接触表笔的金属部分，将红黑表笔接被测电阻两端进行测量．
(5)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．
(6)若需要换挡测量新的电阻需要重复以上(2)～(5)步．
(7)实验完毕，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．
2．测电阻时应注意的问题
(1)选挡后要进行欧姆调零．
(2)换挡后要重新欧姆调零．
(3)被测电阻要与电源、其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆．
(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率．
(5)使用完毕，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
(6)若长期不用，应把电池取出．
(2)测量时指针的偏角指的是偏转到的位置和测量前的位置的夹角，所以偏角大，电阻小，偏角小，电阻大．
(3)选挡时若无法估计待测电阻大小则应将选择开关旋到“×1”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止．
2．用多用电表测电阻．
(1)每次换挡后，需重新________，再进行测量．
(2)如果表的指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至倍率较________(填“大”或“小”)的挡位上．(3)某次测电阻时，表的指针位置如图2－8、9－8所示，则该电阻的测量值是____________Ω.
图2－8、9－8解析：欧姆表的不同挡位对应不同的内电阻，因此每次换挡后都要再次电阻调零．测量时选择合适的挡位，使欧姆表指针指在中值附近时读数比较精确，指针偏角过大，说明电阻值小，应换倍率较小的挡位；欧姆表此时的指示值是19×10 Ω＝190 Ω.
答案：(1)欧姆调零 (2)小 (3)190使用多用电表前应先进行机械调零：若一开始指针不正对电流的零刻度，应用小螺丝刀调节多用电表的指针定位螺丝，使指针正对零刻度．
(1)测量电压和电流
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．
(2)测量定值电阻
欧姆表测量电阻的步骤：
①首先进行机械调零；
②估测电阻的大小，选择合适的欧姆挡(R中/4～4R中)，进行欧姆调零；
③测电阻时，指针必须指在中值电阻附近，否则要重新选择欧姆挡；用指针指示的数值乘以倍率，其结果就是被测电阻的阻值．
④换挡后必须重新进行欧姆调零．
⑤多用电表使用完毕，表笔必须从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．(3)测二极管的正、反向电阻如图(2－8、9－9)
①二极管的特点：二极管具有单向导电性．电流从正极流入时电阻较小，从正极流出时电阻很大．
②欧姆表中电流的方向：从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入，即也是正极入，负极出．图2－8、9－9③测正向电阻：如图(2－8、9－10)将选择开关置于欧姆表的“×10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极，读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下正向阻值．
图2－8、9－10④测反向电阻：如图(2－8、9－11)将选择开关置于欧姆表的“×1 k”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极，读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下反向阻值．
⑤实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
图2－8、9－113．用多用电表的欧姆挡(×100)测试三只二极管，测试三次如图2－8、9－12中的①②③，由图可知，第________次测量的二极管是好的，该二极管的正极是________端．
图2－8、9－12解析：根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管会被击穿；加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开．由题干图可知，图①③二极管是坏的，图②中二极管是好的，且左边图加的是反向电压、右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔，与电池内部负极相连，故二极管的正极是a端．
答案：② a
思考与讨论
图2.8－3中，甲、乙、丙分别为电流表、欧姆表和电压表的示意图．……
点拨：把教材图2.8－3中甲、乙、丙三个图综合起来即可完成最简单的多用电表的电路图，如图所示．
说一说
图2.8－5是一个多量程多用电表的电路示意图，……
点拨：S调到1、2位置上测电流．S调到3、4位置上测电阻．
S调到5、6位置上测电压．
S调到1位置时电流量程大．
S调到2位置时电压量程大．思考与讨论
图2.9－6所示多用电表的选择开关没有“OFF”挡．两位同学用过这个多用电表后，分别把选择开关放在图2.9－6甲、乙所示位置．你认为谁的习惯好？
点拨：甲的习惯好，因为实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，这样对电表的保养有好处．而且若长期不用，应将多用电表中电池取出．
典例精析【例1】 某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如图2－8、9－13所示，则其电阻值是________．如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是________．改变挡位调整倍率后，要特别注意重新________．
用多用电表测电阻图2－8、9－13解析：用欧姆表测量电阻读数时，因刻度盘上的刻度不均匀，一定要仔细观察指针附近的刻度特点，由图知在刻度10和刻度15之间有5个刻度，说明每一个刻度表示1 Ω，读得电阻为12 Ω，因选择欧姆挡“×1”，故待测电阻为12 Ω.从表盘上可以得到中值电阻为15 Ω，而200 Ω的电阻是中值电阻的十几倍，应选欧姆挡“×10”挡测量，在此挡位下欧姆表的中值电阻为150 Ω，约200 Ω的电阻在4R中～R中/4范围内．改变挡位后，欧姆表要重新将两个表笔短接，进行欧姆调零．
答案：12 Ω “×10挡” 欧姆调零
反思领悟：使用欧姆表测电阻时若不知道待测电阻的阻值，可以先选择任意一个挡位，看指针的偏角，若偏角太小换用大倍率的挡位，若偏角太大换用小倍率的挡位．
用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，若将选择倍率的旋钮拨至“×100”的挡时，测量时指针停在刻度盘0 Ω附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：
A．将两根表笔短接
B．将选择开关拨至“×1 k”挡
C．将选择开关拨至“×10”挡
D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数
E．调节调零电阻，使指针停在0 Ω刻度线上
F．将选择开关拨至交流电压最高挡上
将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是________(填写步骤的代号)；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图2－8、9－14所示，则此未知电阻的阻值Rx＝________.
图2－8、9－14解析：用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值(中心位置)附近时测量误差较小，当用“×100”的挡测量时，指针停在0 Ω附近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应换低倍率“×10”的挡来测量，换挡之后，必须重新欧姆调零，之后再接入未知电阻进行测量和读取数据，测量后暂时不使用此多用电表，应将选择开关置于交流电压最高挡上，这是为了安全，保证多用电表不受意外损坏，如下次再使用这个多用电表测电流、电压时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然测不出正确结果，但不会把多用电表烧坏．
答案：CAEDF 160 Ω
【例2】 如图2－8、9－15所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测试的是________(填“甲电阻”“乙电阻”或“总”)的电流，测得电流的大小是________．
图2－8、9－15解析：由电路中连接情况知，多用电表与乙电阻串联，故测试的是流过乙电阻的电流．由图知选择量程为100 mA，其精度为2 mA故指针指示读数为50 mA.
答案：乙电阻 50 mA
反思领悟：在测量直流电流、直流电压读数时，读数一方面要注意功能选择开关指示的量程，另一方面从表头上选择一组便于读数的标度作为参考来读数．
(1)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________联到被测电路中；若测直流电压时，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________处，即电流从________表笔流进．(2)如图2－8、9－16所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置．
图2－8、9－16①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.
解析：(1)测电流应将功能开关拨至电流挡“mA”的位置，并把它串联到被测电路中，若测直流电压，则需将功能开关拨至标有V的直流电压挡．并与被测电路并联，不论是测直流电压还是电流，都必须把红表笔接在高电势处，使电流从红表笔流进电表．
(2)多用表测电流或电压时，只要根据功能旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，并根据读数规则，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挡次倍率，才是电阻的测量值．
答案：(1)mA 串 V 并 高电势 红
(2)①24.5 34 ②25.0 20.0 10.0
多用电表检测电路故障
【例3】 图2－8、9－17是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：创新拓展图2－8、9－17(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________．(假设只有下列中的某一项有故障).
A.灯 L1断路 B．灯 L2短路
C．c、d 段断路 D．d、f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测量结果如下表所示，由此可以判定故障是________. A.灯 L1断路 B．灯 L2断路
C．灯 L1、L2 都断路 D．d、e间导线断路解析：(1)多用电表的直流电压挡内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零．因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显起见，量程不宜过大．本题中电源的电动势为6 V，故选10 V量程即可．测试时红表笔应接电势高的a点．根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d无示数，说明c→L1→d间完好；d、f有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是d、f段断路．另外，若灯L2短路，则d、f间应无示数．
(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开．根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯L1断路；接e、f时有示数，说明也不是灯L2断路；接d、e间时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路．
答案：(1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D
反思领悟：电路故障一般为断路或短路，且具有不同的故障特点．
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．
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．
变式3.在如图2－8、9－18所示的电路中，闭合开关时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示)：
图2－8、9－18以上操作和判断正确的是 ( )
A．1 B．2 C．3 D．4
解析：选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路；若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确．
选直流电流挡时，由于电流表内阻很小，当灯属于断路故障时，电路中电流可能较大，因此可能烧坏电流表或电源等．故一般不选用电流挡进行故障检测．
选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故3是错误的．
而4显然正确，故选项A、D正确．
答案：AD
知能检测第二章 恒定电流 本章综合检测1（人教版选修3-1）
一、选择题(本题共10小题．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1．关于材料的电阻率，下列说法中正确的是 ( )
A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3
B．材料的电阻率随温度的升高而增大
C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
解析：电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，A选项错．金属材料的电阻率随温度升高而增大，而半导体材料则相反，B选项错．合金的电阻率比纯金属的电阻率大，C选项对．电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积有关，D选项错．
答案：C
2．加在某电动机上的电压为U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为 ( )
A．P B. C. D．P－
答案：C
3．有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1∶l2＝1∶5，横截面积之比为S1∶S2＝2∶3，电阻之比为R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为 ( )
A．2∶3 B．4∶3 C．3∶4 D．8∶3
答案：B
4．如图1所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是 ( )
A．a和b B．a和c
C．b和c D．b和d
解析：滑片P向c移动，电路中电流减小，说明接入电路的电阻增大．则C、D正确．
答案：CD
5．如图2所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr，P1和P2分别表示电阻r、R1、R2上所消耗的功率，当R1＝R2＝r时，Pr∶P1∶P2等于 ( )
A．1∶1∶1 B．2∶1∶1
C．1∶4∶4 D．4∶1∶1
解析：在如图所示电路中，内阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内阻与外电阻是串联关系(不能认为内阻与外电阻并联)，但R1与R2是并联的，因R1＝R2，则I1＝I2＝I，Ir＝I1＋I2＝2I.Pr∶P1∶P2＝Ir2r∶I12R1∶I22R2＝4∶1∶1.故正确答案为D.
答案：D
6. 如图3所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个“6 V,12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联．已知电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为 ( )
A．36 W B．44 W C．48 W D．60 W
解析：由电路和题意可知，I＝IL＝＝2 A，则U机＝E－Ir－UL＝30 V－2 V－6 V＝22 V，所以P出＝IU机－I2r机＝22×2－22×2 W＝36 W.
答案：A
7．如图4所示的是两个闭合电路中两个电源的UI图象，下列说法中正确的是 ( )
A．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
D．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
解析：电源的电动势和内阻的测定可以通过UI图线来完成，由图线可知，E1＝E2，两电源的短路电流I1＞I2(图线的横截距)，故内阻r＝E/I，r1＜r2，选项A、C正确．因图线1的斜率小于图线2的斜率，由图线可以得到ΔU＝rΔI?ΔU2＞ΔU1，选项D正确．
答案：ACD
8．如图5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：电源不计内阻，其输出电压等于电动势．当闭合S2时，电路的外电阻R变小，电路电流变大，故C对；电源的输出功率P出＝，所以电源输出功率应该变大，A错误；因并联部分两端的电压U并＝E－UR1，闭合S2时UR1变大，所以U并变小，L1上消耗的功率变小，通过R3的电流也是变小的，故B、D错误．
答案：C
9．如图6所示电路，电源内阻不能忽略，R的阻值小于变阻器的总电阻，开始时滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点，稳定后滑片P由中点向上移动至顶端的全过程中
( )
A．电压表的示数先减小后增大
B．电压表的示数先增大后减小
C．电流表的示数先增大后减小
D．电流表的示数先减小后增大
解析：当滑动变阻器的滑片P由中点向上移动过程中，原来与变阻器上端串联部分的电阻减小，而另一支路的电阻增大，因两支路的电阻之和不变，故两支路的电阻相等时，对应的等效电阻最大，所以电路的总电阻先变大，再变小，故路端电压，即电压表的示数先增大后减小，B正确．两电流表支路的电阻在减少，故电流表的示数增大；后来干路的电流在增大，而变阻器下端部分的电阻增大，电压减少，故其电流减少，则电流表的示数仍继续增大，所以C、D错．
答案：B
10．图7为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为 ( )
解析：由图可知，E＝Um＝6 V，U＝4 V时，I＝4 A，因此有6＝4＋4r，解得r＝0.5 Ω，当路端电压为4.8 V时，U内＝E－U＝6－4.8＝1.2(V)，由＝，所以R＝r＝×0.5＝2(Ω)，由电阻的串并联知识可知，正确答案为B.
答案：B
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
11．(11分) 在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验
电压表 量程3 V 内阻约为900 Ω
电压表 量程10 V 内阻约为3 kΩ
电流表 量程60 mA 内阻约为5 Ω
电源E1 电动势1.5 V 内阻约为0.2 Ω
电源E2 电动势4.5 V 内阻约为0.4 Ω
滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)、粗细均匀的同种电阻丝、开关、导线和刻度尺
图8
其主要实验步骤如下：
A．选取器材，按图8原理图连接电路
B．用伏安法测定电阻丝的阻值R
C．用刻度尺测出电阻丝的长度L
D．依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、C
E．处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝阻值与长度的关系
L(m)
0.995 6
0.804 9
0.598 1
0.402 1
0.195 8
R(Ω)
104.8
85.3
65.2
46.6
27.1
为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进．
(1)_______________________________________________________________
(2)_______________________________________________________________
解析：电压表量程为3 V，故电源应为E2；随着电阻丝长度的变化，其阻值逐渐减小，因此用伏安法测其阻值时应先用内接法，后应改为外接法．
答案：(1)电源改选E2
(2)判断电流表的内外接法，作出相应调整
12．(9分)图9电路中R1＝12 Ω，R2＝6 Ω，滑动变阻器R3上标有“20 Ω，2 A”字样，理想电压表的量程有0～3 V和0～15 V两挡，理想电流表的量程有0～0.6 A和0～3 A两挡．闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5 V和0.3 A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，求此时电流表示数及该电源的电动势．
图9
解析：滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增加，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6 A，电压表量程选取的是0～15 V，所以电流表的示数为×0.6 A＝0.15 A，电压表的示数为×15 V＝5 V；当电压表示数U1＝2.5 V时，电流表示数I1＝0.3 A，得
E＝U1＋I1R1＋r
当电压表示数U2＝5 V时，I2＝0.15 A得
E＝U2＋I2R1＋r，
所以解方程组得：
E＝7.5 V，r＝0.15 Ω.
答案：0.15 A 7.5 V
第二章 恒定电流 本章综合检测2（人教版选修3-1）
一、选择题(本题共10小题．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1．一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上电荷量为Q的负电电荷．当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为 ( )
A．Q B. C. D.
解析：
答案：C
2．电动势为3 V的电池，输出电流为3 A，由此可知 ( )
A．内、外电阻相差1 Ω
B．内、外电阻之和为1 Ω
C．外电阻为1 Ω
D．内电阻为1 Ω
解析：由闭合电路欧姆定律I＝可知，内、外电阻之和为1 Ω.
答案：B
3．两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，其电流之比IA∶IB＝1∶4，则横截面积之比SA∶SB为 ( )
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1
解析：由R＝可知，在U一定时，I与R成反比，即RA∶RB＝4∶1，又根据电阻定律R＝ρ＝ρ＝ρ可知，当ρ、V一定时，R∝，即有＝＝，所以＝ ＝.
答案：A
4．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝ 3 Ω，R3＝4 Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比为I1∶I2∶I3是 ( )
A．6∶4∶3 B．3∶4∶6
C．2∶3∶4 D．4∶3∶2
解析：本题考查并联电路电流关系．设并联电路两端电压为U，则I1∶I2∶I3＝∶∶＝∶∶＝6∶4∶3.故正确答案为A.
答案：A
5．如图1所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是 ( )
A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大
B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大
C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
解析：滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(题图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．
当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝变长，电阻增大，电流减小，因此D错，当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C都对．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错．
答案：BC
6．如图2所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过 ( )
A．40 W B．60 W
C．80 W D．120 W
解析：依题意，设L3 灯正常发光时的电流为I0，则L1和L2的电流此时则为，由P＝I2R 知这个支路总功率最大不超过P＝I02R＋2R＋2R＝P0＝× 40 W＝60 W.
答案：B
7．在如图3所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则 ( )
A．电压表的示数变大
B．小灯泡消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小
D．电源内阻消耗的电压变大
解析：若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．
答案：B
8．如图4所示，电灯A标有“10 V，10 W”，电灯B标有“8 V，20 W”，滑动变阻器的总电阻为6 Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，则
( )
A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大
B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小
C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大
D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小
解析：对于直流电路动态问题，宜采用“结构分析法”，沿“局部→整体→局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据闭合电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串、并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论．
可以求得电灯A的电阻RA＝10 Ω，电灯B的电阻RB＝3.2 Ω，所以，当滑动触头由a向b端滑动的过程中，总电阻一直减小．故正确答案为B.
答案：B
9．如图5所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比 ( )
A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小
解析：当电流稳定后，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．
答案：B
10．有一只电熨斗，内部电路如图6甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图6乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是 ( )
甲 乙
图6
A．a方式为“高”挡 B．b方式为“低”挡
C．c方式为“关”挡 D．d方式为“中”挡
解析：a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝，由公式P＝，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错．
答案：B
二、非选择题(本题共4小题，共40分)
11．(10分)某班同学在做“练习使用多用电表”的实验．
图7
①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图7 a所示，则被测电阻的阻值约为________ Ω.
②某同学按如图7 b所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________.(填“闭合”或“断开”)
③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定 ( )
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用表
表盘指示
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)欧姆表测电阻测量值等于读数乘以倍率；用欧姆挡检查电路须将电路断开；b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．本题容易．
答案：(1)①2.6 k(或2.6×103 2 600) ②断开 ③D
12．(10分)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图8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)：
图8
(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“电键”)．
(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．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.
解析：(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．
(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．
答案：(1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 0 E E
13．(10分)现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图9甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为 5 Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．
图9
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A．10 Ω B．50 Ω C．150 Ω D．500 Ω
本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？
答：______________________________________________________________.
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图9乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
解析：(1)使电阻箱的阻值调为零则电路中的电流最大，Im＝代入数据得R0＝135 Ω
对比备选选项，故C符合要求．
(2)根据闭合电路欧姆定律I＝得
＝(R0＋R＋RA＋r)＝(R0＋R＋5＋r)
在图线上取两个点，读出两组、(R＋R0)值代入方程解得E＝10 V，r＝45 Ω
答案：(1)C (2)10 45
14．(10分)如图10所示，电源电动势为12 V，内电阻为r＝1 Ω，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω.若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？
图10
解析：R1上消耗的功率P1＝I2R1＝9×1 W＝9 W
电动机两端的电压
U＝E－I(R1＋r)＝12 V－3×(1＋1) V＝6 V
通过R2的电流为I1＝＝ A＝1 A
通过电动机的电流为I2＝I－I1＝2 A
故电动机消耗的电功率为P2＝I2U＝2×6 W＝12 W.
答案：9 W 12 W
课件75张PPT。章 末 整 合网络构建恒
定
电
流基本概念
基本电路
基本规律
电表的改装
实验
多用电表恒定电场：电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成
电流：电荷的定向移动，大小： ；方向：正电荷移动的方向；微观表达式I＝nvSq.
电动势：电源把其他形式的能转化为电能的本领，
电阻：导体对电流的阻碍作用，定义：
电功和电功率：W=UIt，P=UI
电热和电热功率：Q＝I2Rt，P＝I2R
基
本
概
念 关系： I=I1=I2＝…， U= U1+U2+…， 串联电路 R=R1+R2+ …, P=P1＋P2＋ …
分配规律：分压原理U ∝R,P ∝R
关系： I=I1+I2+…， U= U1 = U2
并联电路 = …， ，P=P1＋P2＋ …
分配规律：分流原理I ∝ , P ∝
纯电阻电路：电功完全转化为电热：W=Q
非纯电阻电路：电功等于电热加其他形式的能：W=Q+E其
逻辑电路：“与”门，“或”门，“非”门
基
本
电
路电阻定律：
焦耳定律：Q＝I2Rt
部分电路：
欧姆定律 闭合电路： （纯电阻） ； E=U外+U内=U外+Ir（普遍适用）
闭合电路的功率：P总=IE，P出=IU，P内=I2r
基
本
规
律电流表的改装：分流原理，表头并联一只小电阻
电压表的改装：分压原理，表头串联一只大电阻
欧姆表：原理是闭合电路欧姆定律电表的改装测绘小灯泡的伏安特性曲线
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
探究导体电阻与材料的关系
测量电池的电动势和内电阻实验测量小灯泡的电压
测量通过小灯泡的电流
测量定值电阻
测量二极管的正反向电阻多用电表专题讲座电路中局部的变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化，“牵一发而动全局”是电路问题的一个特点．
1．电路动态分析的基本方法
(1)分析电路，弄清电路的连接关系，各电表所测的对象．明确变阻器阻值的变化情况；
(3)分清变和不变的量及它们之间的关系，先研究不变的量，再研究变化的量的变化情况．
2．电路动态分析的一般步骤
(1)确定电路的外电阻，外电阻R外总如何变化；
(3)由U内＝I内r确定电源的内电压如何变化．
(4)由U外＝E－U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化．
(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化．
(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化．
3．其他方法
(1)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．
(2)特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论．
【例1】 如图2－1所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是 ( )
图2－1A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流
B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流
C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流
D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过解析：滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U并＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到 a，A正确；B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．
答案：A
1．电功与电热比较表
2.如何处理含有电动机的电路
对于含有电动机的电路，不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路，要从纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化的不同上加以区分，直流电动机两端加上电压以后，若电动机转动则有电能转化为机械能，此时的电路为非纯电阻电路，部分电路的欧姆定律不适用．若电动机不转，则没有电能转化为机械能，此时损失的电能全部转化为内能，这时的电路是纯电阻电路．因此，分析电路问题时，要重视从能量的角度出发，这样会感到思路清晰，解题当然就很顺利了．
3．电源输出功率与外电阻的关系
纯电阻电路中，当电源内外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，随着外电阻的增大，电源输出功率将减小，当外电阻小于内电阻时，随着外电阻的增大，电源输出功率将增大．4．用电器消耗功率的分析
纯电阻电路中，若用电器阻值一定．则随着通过它的电流的增大，其消耗的功率也将增大(依据是P＝I2R)，若用电器阻值变化(比如滑动变阻器)，则须根据P＝I2R，P＝ ，P＝UI等综合分析，有时也可结合利用等效电源法，比如在某一纯电阻电路中，若除该用电器外其他用电器阻值均一定，则可将其他用电器的电阻等效为电源内阻的一部分，当等效电源内阻与该用电器电阻相等时，此用电器消耗功率最大．
【例2】 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗．如图2－2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 ( )
图2－2A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W答案：B
1．电流表和电压表
学生实验中用的直流电流表的量程有0～0.6 A和0～3 A，内阻一般为几欧；直流电压表的量程有0～3 V和0～15 V．
对电流表、电压表、多用电表的认识及使用2.使用时的注意事项
(1)选择合适的量程，根据被测电流或电压值的大小选择量程，应使指针偏转角度尽可能大，最好超过所选量程的 .在不知道被测电流或电压大小的情况下，应选用电表的较大量程，然后再根据指针的偏转情况选取合适的量程；(2)一般情况下，电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端，电表的“＋”、“－”接线柱不能接反，以免损坏电表；
(3)读数时应使视线垂直于刻度表面(这点与刻度尺的读数相同)．
3．读数方法
电流表、电压表(包括刻度尺、弹簧秤等)最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字，但却是有效数字不可缺少的组成部分)．
所谓10分度，就是将间距10、1或0.1等分别等分成10份，即最小刻度(最小的一个小格的刻度值)分别为1、0.1或0.01等．
凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读．例如量程为15 V的电压表最小刻度为0.5 V，不是10分度，只需读到0.1 V这一位．
4．多用电表
(1)欧姆表对电阻的测量是通过测量电流值转换而得到的，因此欧姆表的刻度盘与电流表、电压表不同，左侧(I＝0)是电阻无穷大，右侧(电流满偏)是电阻的零刻度．
①在欧姆表内部，电源与表头串联，使用中为了使电流从红表笔流入从黑表笔流出，红表笔连接内部电源的负极，而黑表笔连接内部电源的正极，这与电流表、电压表红黑表笔的连接相反．
②当欧姆表改变量程后，电表内阻发生变化，因此每次改变量程后，都必须调节欧姆调零旋钮进行重新调零，使用中合理选择量程，使指针尽量指在表盘中间位置附近．③使用欧姆挡操作要点口诀：
开关扳到欧姆挡，估计阻值选量程；
正负表笔相碰对，转动旋钮调好零；
接入待测电阻后，金属测棒手莫碰；
从右向左读示数，阻值还需倍率乘；
每次换挡都调零，这条牢牢记心中；
用完拔出两表笔，选择开关空挡停．
(2)电表的量程和倍率
①多用电表测电压、电流时，选择开关指的是量程．
②多用电表测电阻时，选择开关指的是倍率，指针指向的刻度乘以相应的倍数，才是欧姆表的读数．所乘的相应倍数即为欧姆表的量程．
【例3】 如图2－3所示为一多用电表，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，请你选出尽可能准确地测定各组值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上．
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
图2－3F．将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后立即断开
G．将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后立即断开
H．两表笔短接，调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0，随后立即断开
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：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)
1．伏安法
(1)伏安法测电阻的原理
用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路的欧姆定律可以算出电阻的阻值 .
(2)电流表的两种不同接法(RA为电流表内阻，RV为电压表内阻)(3)伏安法测电阻的电路选择
①定量判定法②试触法
如图2－4所示，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b试触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况：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是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量；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．
图2－42．替代法
将待测电压表或电流表看成是一个电阻，与另一个电流表串联，同时使用一个单刀双掷开关，将开关接到一个电阻箱．使待测电表与电阻箱先后与另一电流表串联．调节电阻箱使两次电流表示数不变，则电阻箱的读数应等于电表的内阻．
此法对电流表、电压表均可．电路如图2－5所示．
图2－53．多用电表法(粗测)
选用多用电表的欧姆挡直接测量即可．
【例4】 图2－6为用伏安法测量电阻的原理图，图中 为电压表，内阻为4 000 Ω； 为电流表，内阻为50 Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关． 图2－6(1)当开关闭合后电压表读数U＝1.6 V，电流表读数I＝2.0 mA.若将Rx＝ 作为测量值，所得结果的百分误差是________．
(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________．
(百分误差＝ ×100%)
答案：(1)20% (2)5%
1．电学实验器材的选择依据有哪些？
(1)安全性：各电表的读数不能超过量程，电阻类元件的电流不应超过其最大允许电流等．
(2)精确性：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，要尽可能使指针偏转到满刻度的 到 以上．
(3)操作性：选用滑动变阻器时，应考虑使供电电压的变化范围既能满足实验要求，还应便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于操作．
(4)灵活性：实验时没有量程合适的电表则可变通．已知内阻的电流表可作电压表使用，已知内阻的电压表可作电流表使用．
2．如何进行实物图连接？
(1)画出实验电路图并分析各元件的连接方式，明确电表量程；
(2)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中；
(3)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由电表正极流入，负极流出；
(4)变阻器触头的初位置应保证电路中用电器安全，即保证加在用电器两端的电压应尽量小；
(5)连线过程中不要交叉，而且所有连线必须连接到接线柱上．
【例5】 用一段长为80 cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验．
①用多用表粗测电阻丝的电阻，结果如图2－7所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为________ Ω.
图2－7
②用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图2－8所示，由此可知金属丝直径的测量结果为________ mm.
③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：
A．直流电源(电动势约为4.5 V，内阻很小)
B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
C．电压表(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)图2－8E．电流表(量程0～3 A，内阻约0.025 Ω)
F．滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，最大允许电流1 A)
G．滑动变阻器(阻值范围0～200 Ω，最大允许电流2 A)
H．开关、导线
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________．(填字母代号)
④根据上面选择器材，完成图2－9中实验电路的连接．图2－9解析：由题意分析可知，电流表电压表使用中指针指到量程的 以上，分压电路中电阻小比大好，待测阻值为小电阻故采用外接法，由于题目要求多测数据，建议采用分压电路(限流分压均可)．
答案：①6 ②0.933～0.936 ③D B F ④见下图(连成分压电路正确的同样对分)
1．游标卡尺的使用
(1)10分度的游标卡尺
游标上相邻两个刻度间的距离为0.9 mm，比主尺上的相邻两个刻度间距离小0.1 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几．其读数准确到0.1 mm.
(2)20分度的游标卡尺
游标上相邻两个刻度间的距离为0.95 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05 毫米．其读数准确到0.05 mm.
(3)50分度的游标卡尺
游标上相邻两个刻度间的距离为0.98 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.02 毫米．其读数准确到0.02 mm.如图2－10中被测圆柱体的直径为2.250 cm.
要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读．
图2－102．螺旋测微器的构造原理及读数
(1)螺旋测微器的构造
如图2－11所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度S固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上．
图2－11(2)螺旋测微器的原理
测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等分，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．
(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．
测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)．【例6】 (1)有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一工件的长度，如图2－12所示，图示的读数是________mm.
图2－12(2)图2－13中各螺旋测微器的读数为________：
图2－13解析：(1)该游标卡尺为20分度的游标卡尺．读数时先从主尺上读出104毫米，游标尺的第0条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数为0乘0.05毫米等于0，两者相加为104.00毫米．
(2)从左到右读数依次为：9 mm＋21.2×0.01 mm＝9.212 mm；
9．5 mm＋19.2×0.01 mm＝9.692 mm；
6 mm＋21.0×0.01 mm＝6.210 mm.
答案：(1)104.00 mm (2)9.212 mm 9.692 mm
6．210 mm易错点分析【例1】 在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，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．串联一根相同的电阻丝
D．使电热器两端的电压增大一倍
正确解析：将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏，故只能选B.
答案：B
纠错心得：上述解答的错误在于忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件，没有认识到用电器电阻的变化会导致额定功率变化的事实．
【例2】 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图2－14所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是 ( )
图2－14答案：ABD
【例3】 电阻R和电动机M串联接到电路中，如图2－15所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2.则有 ( )
A．U1B．U1＝U2，Q1＝Q2
C．W1＝W2，Q1>Q2
D．W1图2－15错解一：不清楚在非纯电阻电路中公式U＝IR不再成立．错选B项．
错解二：由W＝IUt判断出W1＝W2，考虑到电动机有机械能输出，由能量守恒判断得Q1>Q2，误认为C正确．
错解三：正确判断出U1正确解析：电动机是非纯电阻，其两端电压U2>IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1答案：A
