第3章 从电表电路到集成电路
第1课时 学习使用多用电表
1.使用多用电表测电阻时,下列说法中符合实际的有 ( )
A.测量电阻时,两手碰着表笔的金属杆,测量值会偏小
B.测量电路的电阻时,如果该电路不和电源断开,可能烧坏表头
C.使用其他的欧姆挡时,不论电阻值多大,均不需拨动转换开关,都可测得较准确的电阻值
D.测灯泡电阻时,测量值比R=U2/P算出的值小得多
答案:ABD
2.如图3-1-12所示,在用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时,若红表笔插入多用电表的正(+)插孔,则 ( )
图3-1-12
A.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表
B.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表
C.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表
D.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表
答案:B
3.用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项,下列说法中哪些是错误的
( )
A.测量前必须调整定位螺丝,待指针指零,而且每测一次电阻都要重新调零
B.每次换挡后必须电阻调零
C.待测电阻如果是连接在某电路中,应把它与其他元件断开,再进行测量
D.两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,为此应用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
E.使用完毕应当拔出表笔,并把选择的多用开关旋到交流电压最高挡
答案:AD
4.用欧姆表“×10”挡测量一个电阻,调零后测量,发现指针偏角很小,下列判断和做法中正确的是 ( )
A.这个电阻阻值很大
B.这个电阻阻值很小
C.为了测量得更准些,应换用×1挡重测
D.为了测量得更准些,应换用×100挡重测
答案:AD
5.一同学使用多用电表测量某一电阻Rx的阻值,他在调好多用电表后,用“×100”挡测量,发现指针偏转过大,为了更准确地测量,他又进行了如下的操作.该同学的操作中错误的是 ( )
A.把选择开关拨至“×1 k”挡
B.把两表笔接触,然后用螺丝刀轻轻旋动定位螺丝,使指针为零
C.把两表笔分别与Rx的两端接触,为使它们接触良好,用双手捏住接触处
D.把表笔从插孔中拔出,将多用电表放回原处
答案:ABCD
6.关于多用电表的使用,下列说法中正确的是 ( )
A.用电流挡测电流或用电压挡测电压前,必须检查机械零点
B.用电阻挡测电阻前,不需要检查机械零点
C.用电阻挡测电阻时,若从一个倍率变换到另一个倍率,不需要重新检查欧姆零点
D.用电阻挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越大
答案:A
7.如图3-1-13所示为一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与220 V的交流电源连接,a、b间和c、d间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点以及a、c两点间的电压均为220 V,由此可知 ( )
A.ab间电路通,cd间电路不通
B.ab间电路不通,bc间电路通
C.ab间电路通,bc间电路不通
D.bc间电路不通,cd间电路通
答案:CD
8.如图3-1-14所示,是多用电表的刻度盘,当选用量程为0~50 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________mA;若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为________Ω.如果要用此多用电表测量一个约2.0×104 Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”).换挡结束后,实验操作上首先要进行的步骤是________.
图3-1-14
解析:从图中多用电表的电流刻度可以读出所测电流为30.8 mA;从图中多用电表的电阻刻度可以读出示数为:15,所测电阻的阻值为:15×100 Ω=1.5×103 Ω.在测量电阻时,应使指针指在刻度盘的1/3~2/3范围,所以欧姆挡应选“×1 k”;换挡结束后,首先应对欧姆表进行调零.
答案:30.8 1.5×103 “×1 k” 对欧姆表进行调零
9.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a和b的位置,如图3-1-15所示.若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中.
图3-1-15
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100 mA
mA
直流电压2.5 V
V
b
电阻×100
Ω
答案:22 0.55 400
10.如图3-1-16甲所示为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20~30 Ω的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
甲 乙
图3-1-16
(1)①调节可调部件________,使电表指针停在______位置;
②调节可调部件K,使它的尖端指向________位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件________,使电表指针指向________位置.
(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时,电表的读数如图乙所示,该电阻的阻值为________Ω.
解析:多用电表在使用前首先要进行“机械调零”,即测量前先检查电表的指针是否停在刻度盘左端的“0”位置,若不在“0”位置,则调节表盘下中间部位的调零螺丝,即图甲中的可调部件“S”,使指针停在刻度盘左端的“0”位置.
测量电阻应将图中的选择开关K旋至欧姆挡的适当挡位.我们已经知道,测量时欧姆表的指针在表盘的中间部位时读数较为准确.由图可以看出,该欧姆表的表盘中值约为“20”,又待测电阻的阻值为20~30 Ω,所以应选“×1”挡,这样测量时就可使指针指在中间部位了.
选好挡位后就要进行欧姆挡的调零,且每次换挡后都要重新进行调零.调零时将红、黑表笔接触,调节图中的“欧姆调零”旋钮T,使指针指在表盘右端电阻刻度的“0”位置.
(2)由图乙表针位置读数为“20.0”,注意到选择开关置于“Ω×1 k”的倍率挡,所以所测电阻的阻值为20.0 kΩ.
要搞清楚多用电表的各个旋钮的作用及调节的顺序.欧姆表表盘刻度的“中值”有着重要的意义,欧姆挡位的选择就是根据“中值”来确定的.
答案:(1)①S “0” ②“×1”挡 ③旋钮T “0” (2)20.0 k
课件39张PPT。第1课时 学习使用多用电表图3-1-1课前自主学习一、多用电表的构造
1.多用电表由_____、_____ _____ 、 ________及_____________等部分构成,它的结构如图3-1-2所示,由图可知,___为转换开关.知识梳理 图3-1-2表头测量电路转换开关红黑测量表笔S2.多用电表的表头是一个___________.电流Ig叫表头的____电流,表头线圈Rg叫_________,表头的内部结构电路如图3-1-3所示,其中1和2组成__________,3和4组成__________ ,5是_____ ____.测量时,_____笔插入公共端,_____笔通过转换开头接入与等测量相应的测量端,电路只有一部分起作用.
图3-1-3灵敏电流计 满偏表头内阻电压测量端黑表红表电流测量端电阻测量端二、多用电表的使用
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,把多用电表____在电路中,让电流从_______流入电表.
(3)读数时,首先要认清刻度盘上的_____.量程并联串联红表笔量程3.用多用电表测电阻时,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.
4.二极管
晶体二极管有两个电极,一个叫正极,一个叫负极,二极管正向电阻_____,反向电阻_____.用多用电表可以判断二极管的_____或区分它的_____.
欧姆负正调零OFF很小很大极性质量1.多用电表
(1)多用电表是一种多功能仪表,一般可以用来测量________等,并且每一种测量都有几个量程,表的上半部分是________,表盘上有电阻、电流、电压等各种测量项目的刻度.下半部是________,它的四周刻着各种测量项目和量程.另外,如图3-1-4所示中的①是________,②是________,③是________.基础自测 图3-1-4(2)如图3-1-4所示,使用多用电表测量电流、电压时,应当注意电流和电压的________选择.如测1.5 V直流电压时,应选择的量程挡位是________流电压________V挡;测5 mA的直流电流时,应选用________流______mA挡;测220 V交流电压时,应选用________流电压________V挡.
(3)使用多用电表测电阻时,要将选择开关扳到________挡上,红表笔连接表内电源的________极,黑表笔连接表内电源的________极.选好挡位后,要________,然后测量.测量完毕后,应把选择开关旋转到“OFF”挡.答案:(1)交流电压、直流电压、直流电流、电阻 表盘 功能开关
机械调零旋钮 欧姆调零旋钮 黑、红表笔插孔 (2)量程 直 2.5 直 10 交 250 (3)欧姆 负 正 先调零
2.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用电表转换开关拨到×100 Ω挡,分别测它们的正反电阻加以鉴别:测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ,测乙元件时,R正= 0.5 kΩ,R反=100 kΩ,测丙元件时,开始表针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在100 kΩ上,则甲、乙、丙三个元件分别是 ( )
A.电容、电阻、二极管
B.电阻、电容、二极管
C.电阻、二极管、电容
D.二极管、电阻、电容
答案:C3.图3-1-5为一正在测量中的多用电表表盘.
图3-1-5(1)如果是用直流10 V挡测量电压,则读数为________V.
(2)如果是用×100 Ω挡测量电阻,则读数为________Ω.
(3)如果是用直流5 mA挡测量电流,则读数为________mA.
答案:(1)6.5 (2)8.0×102 (3)3.254.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,表的针指位置如图3-1-6所示,则该电阻的测量值是________Ω.
图3-1-6解析:(1)使用多用电表欧姆挡测电阻时,每次测量前或换挡后都必须进行欧姆调零,若调零时发现指针总调不到零位置,说明电池太旧了,应更换新电池.
(3)读数方法
被测电阻R=表盘刻度数(整刻度数+估读数)×挡位选择倍数.本题被测电阻R=20×10 Ω=200 Ω.
答案:(1)欧姆 调零 (2)小 (3)200
5.用多用电表的欧姆挡(×1 000 Ω)检验性能良好的晶体二极管,发现多用电表的指针向右偏转的角度很小,这说明 ( )
A.二极管加有正向电压,故测得电阻很小
B.二极管加有反向电压,故测得电阻很大
C.此时红表笔接的是二极管的正极
D.此时红表笔接的是二极管的负极
解析:用欧姆挡进行检查,指针向右偏转的角度很小,说明电阻值接近无穷大,二极管加有反向电压,而欧姆表的红表笔是和电源负极相连,二极管不导通,说明红表笔接的是二极管正极.
答案:BC课堂互动探究(1)欧姆挡的使用步骤
①观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.检查指针是否停在表盘左端的电流零刻度线上.若不指零,用小螺丝刀进行机械调零,然后将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔.
②选挡,选择开关置于欧姆表“×1”挡.
③电阻调零,在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零值处,若调零旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池.多用电表欧姆表的使用④测量读数,将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔.测量电路中的电阻时,手不要接触表笔的金属部分,且将该电阻与其他元件及电源断开.
⑤换一个待测电阻,重复以上②③④过程(选择开关所置位置,由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡).合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近,若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位.每次换挡后均要重新调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率.⑥将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡,拔出表笔.这是为了保护电表,要养成好的习惯.
(2)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;
正负表笔相碰时,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,阻值还须倍率乘;
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.【例1】 用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值,若将选择倍率的旋钮拨至“×100 Ω”的挡时,测量时指针停在刻度盘0 Ω附近处,为了提高测量的精确性,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 kΩ”挡
C.将选择开关拨至“×10 Ω”挡
D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数
E.调节调零电阻,使指针停在0 Ω刻度线上
F.将选择开关拨至交流电压最高挡上
图3-1-7
将上述中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理的顺序是________(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3-1-7所示,则此未知电阻的阻值Rx=________.
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 Ω”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 Ω”的挡来测量,换挡之后,必须重新调零,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:C、A、E、D、F 160 Ω
【题后反思】欧姆表表盘上的刻度是不均匀的,读数时,在刻度盘的中间位置读数误差较小.
使用中值电阻为25 Ω(×1挡)的多用电表测量两个定值电阻(阻值约为R1=20 Ω和R2=30 kΩ).在下列一系列操作中,选出尽可能准确的方案测定各阻值,并符合多用表使用规则的各项操作,按合理的顺序填写在横线的空白处 ( )
A.转动选择开关置于“×1k”挡
B.转动选择开关置于“×100”挡
C.转动选择开关置于“×10”挡
D.转动选择开关置于“×1”挡
E.转动选择开关置于“OFF”挡F.将两表笔分别接触R1两端,读出R1的阻值后随即断开
G.将两表笔分别接触R2两端,读出R2的阻值后随即断开
H.将两表笔短接,调节调零旋钮,使指针指在刻度线右端的“0”刻度
所选操作的合理顺序是________.
答案:DHFAHGE或AHGDHE(1)如图3-1-8是一种多用电表外形图,表的上半部分是表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流挡电路就被接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压挡电路或欧姆挡电路就被接通.其中指针定位螺丝用于多用电表的机械调零,欧姆调零旋钮用于多用电表欧姆挡的电阻调零.多用电表的使用和读数图3-1-8(2)如图3-1-9是数字式多用电表,数字电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减到最小,同时还可具有多种其它功能.
(3)使用多用表“十二忌”:
①忌不调零就使用多用表.
②忌搞错连接方式,测电压需并联,测电流需串联.
③忌搞反直流电流向.直流电要从正极测试笔插孔流入,从负极测试笔插孔流出. 图3-1-9④忌用手接触测试笔的金属杆.特别在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆.
⑤忌用直流电挡位测交流电.
⑥忌用多用表测不是50 Hz的交流电.普通多用表的交流电挡位是按照50 Hz设计的,不能准确测量其它频率的交流电.
⑦忌不进行调零,就用多用表测电阻值.
⑧改换欧姆挡量程后,忌不重新调零.
⑨忌把电池装反.
⑩忌把电阻同其它电路联在一起进行测量.
?忌把电池装在多用表内长期不用.
?多用表不用时,忌选择开关置于欧姆挡.
【例2】 多用电表表头的示意图如图3-1-10,在正确操作的情况下:
图3-1-10(1)若选择开关的位置如箭头a所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(2)若选择开关的位置如箭头b所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(3)若选择开关的位置如箭头c所示,则测量的物理量是________,测量结果为________.
(4)若选择开关的位置如箭头a所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作步骤应该为:__________________________.
(5)全部测量结束后,应将选择开关拨到________挡或者________.(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表.
解析:多用电表可以测直流电压、电流,交流电压,电阻.测电压、电流时,同电压表、电流表的使用方法相同,选择的挡位是最大量程;而选择测电阻挡位时,指针指示的数,乘以倍率得测量值.
答案:(1)电阻 1.7 kΩ 1.25 V
(2)直流电流 49 mA
(3)直流电压 1.25 V(4)选用欧姆表“×1 k”倍率,重新调零,将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线,读出指针所指刻度,再乘以倍率得测量值
(5)“OFF” 交流电压500 V挡 (6)红 正
【题后反思】注意要测量的量,正确选择挡位,测电阻时每次换挡需重新调零. 图3-1-11为一正在测量中的多用电表表盘.
?
?
图3-1-11(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:如果是进行的电阻测量,读数时应该用最上面一行刻度,然后再乘以倍率.在进行电流的测量时,电流挡是10 mA,没有直接能够读数的表盘刻度,可以选择满偏刻度为50的刻度盘,每个小格代表0.2 mA进行读数.
答案:(1)60 (2)7.2 (3)3.59知能综合训练3.2 探究电流、电压和电阻的成因
1.设导体两端的电压为u,导体的长度为l,电子电荷量为e,当电子的静电力和碰撞的阻力相平衡时,导体中的电子的速率v成为一定值.这一定值是( )
A. B. C. D.elkU
解析:静电力和碰撞阻力平衡时,有kv=eE=e可得电子定向移动速率v=,B正确.
答案:B
2.一根导线,分别通以不同的电流,并保持温度不变,当电流较大时,以下说法正确的是 ( )
A.单位体积内自由电子数较多
B.自由电子定向移动的速率较大
C.自由电子的热运动速率较大
D.电流的传导速率较大
解析:单位体积内自由电子数由导体材料决定,故A项错误.由I=neSv知:自由电子定向移动速率增大,而电流的传导速率不变,又导体温度不变,故自由电子的热运动速率不变.
答案:B
3.下列说法中正确的是 ( )
A.由R=知道,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
B.比值反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R=
C.导体电流越大,电阻越小
D.由I=知道,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
解析:导体的电阻是导体本身的性质,可以用R=计算,但R与U、I无关,故A、C错,比值反映了导体对电流的阻碍作用,定义为电阻,故B正确.由I=知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比,故D正确.
答案:BD
4.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为( )
A.光速c B. C. D.
答案:D
5.某电路的电压不变,当电路中的电阻增加5 Ω时,电路中的电流减小到原来的2/3,则电路中原来的电阻为 ( )
A.6 Ω B.9 Ω C.10 Ω D.15 Ω
答案:C
6.关于同一段导体的电阻,下列说法正确的是 ( )
A.当导体两端的电压越大时,导体电阻也越大
B.当导体中的电流变化时,导体的电阻不变
C.当导体两端的电压越大时,导体中的电流越小
D.导体的电阻是由电压和电流共同决定的
答案:B
7.如图3-2-7所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知错误的是 ( )
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0.4 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
答案:B
8.有甲、乙两导体,甲的电阻是乙的一半,而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍,则以下说法中正确的是 ( )
A.甲、乙两导体中的电流相同
B.乙导体中的电流是甲导体的2倍
C.甲、乙两导体两端的电压相同
D.乙导体两端的电压是甲的2倍
答案:B
9.某导体中的电流随其两端电压的变化如图3-2-8所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.加5 V电压时,导体的电阻约为5 Ω
B.加11 V电压时,导体的电阻约为1.4 Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小
答案:AD
10.电子绕核运动可以看做一环形电流.设氢原子中的电子以速度v在半径为r的轨道上运动,用e表示电子的电荷量,则其等效电流等于________.
答案:
11.如图3-2-9所示是两个导体所对应的I—U图像,根据图像求解下面几个问题:
图3-2-9
(1)电阻之比R1∶R2.
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,求电压之比U1∶U2.
(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,求电流之比.
解析:(1)在I—U图像中,电阻的大小等于图像斜率的倒数
所以R1== Ω=2 Ω
所以R2= Ω= Ω
即R1∶R2=3∶1
(2)由欧姆定律得:U1=I1R1,U2=I2R2
所以U1∶U2=R1∶R2=3∶1
(3)由欧姆定律得I1=,I2=
所以I1∶I2=R2∶R1=1∶3
答案:(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3
12.北京正、负电子对撞机的储存环为周长240 m的圆形轨道,当环中电流为10 mA时,若电子的速度是光速的十分之一,则在整个环中运动的电子数目为多少?
解析:根据电流的定义式I=,若设环中电子数目为n,则在时间t== s内都可绕环运动一周,即通过环某横截面的电荷量q=ne=n×1.6× 10-19 C,而形成电流I=10 mA,所以n==5×1011个.
答案:5×1011个
课件35张PPT。第2课时 研究电流、电压和电阻课前自主学习一、恒定电流
1.电流:流过导体某一横截面积的电荷量Q跟所用时间t的_____.
2.物理意义:表示电荷定向移动快慢的________,在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面面积上的______.知识梳理比值强弱程度电荷量电荷量4.单位:安培,符号__,其他单位:________、 _________,1 A=___ mA=___μA.
5.规定______________的方向为电流方向,它与_______________方向相反.沿着电流的方向电势逐渐降低,故沿着电流方向上的任意两点间都有______,这就是电路中的_____.
思考:电流有流动方向是否为矢量呢?
温馨提示:不是矢量,不符合矢量运算定则.
A毫安(mA)微安(μA)103 106正电荷定向移动负电荷定向移动电势差电压二、电流的微观表达式
如图3-2-2所示,AD表示粗细均匀的一段导体,长为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.
AD导体中的自由电荷总数:N=___.
总电荷量Q=Nq=_____.
图3-2-2nlSnlSq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、定向移动速度的大小,还与导体的横截面积有关.nqSv三、电流传导速率和电子热运动的速率、定向移动速率的区别
无规则热定向恒定定向四、欧姆定律
1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成_____,跟导体的电阻R成_____ .
3.适用条件:欧姆定律对____________都适用,但是对气体电离后导电和晶体二极管不适用.反比正比金属或电解液正比反比五、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.正比反比电流大小欧姆(Ω)或千欧(kΩ)或兆欧(MΩ)103106 1.导体中电流I的表达式为I=nqSv,其中S为导体的横截面积,n为导体每单位体积内的自由电荷数,q为每个自由电荷所带的电荷量,v是 ( ) A.导体运动的速率
B.电流传导速率
C.自由电荷定向移动的速率
D.电子热运动速率
基础自测解析:从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速度,还与导体的横截面积有关,故选C.电荷的定向移动形成电流,这个定向移动的速率就是电流微观表达式I=nqSv中的v.
答案:C
2.关于电流的概念,下列说法中正确的有
( )
A.导体中有电荷运动就形成电流
B.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向运动的方向
C.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位
D.对于导体,只要其两端电势差为零,电流也必为零解析:导体中有大量的自由电子,总在不停地做无规则运动,没有定向运动,在一段时间t内,通过导体某一截面的电荷是双向的,其数值又是相等的,电流为零,故A错.电流是一个标量,因为其运算不符合矢量运算法则.为了便于研究电流,人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向,以区别于负电荷的定向运动,故B错.在国际单位制中,共有七个基本量,电流便是其中之一,故C正确.对于导体,其两端电势差为零时,导体内无电场,电子不能定向运动,故电流为零,D正确.
答案:CD
3.某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个2价正离子和2.0×1019个1价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是 ( )
A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
解析:电荷的定向移动形成电流,但“+”“-”电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和.由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在2 s内通过截面的总电荷量应为:q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19×1×2.0×1019 C=6.4 C.由电流的定义式知:I=q/t=(6.4/2)A=3.2 A.
答案:D答案:AC5.如图3-2-3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,由于棒运动而形成的等效电流大小为 ( )
图3-2-2答案:A课堂互动探究(1)电荷的定向移动形成电流.
形成电流需满足两个条件:
①内因:要有能自由移动的电荷.金属导体中的自由电子,电解液中的正、负离子,都是自由电荷.
②外因:导体两端存在电压(电势差).
(2)导体中有电流时应区分三种速率:电流传导速率、无规则热运动速率、自由电荷定向移动速率.对电流的概念及电流形成的理解导体中的自由电荷在永不停息地做无规则的热运动,由于这种运动向各个方向的机会均等,所以不会出现电流,要使自由电荷定向移动而产生电流,就需要对电荷施加力的作用,这种力通常为电场力.当导体的两端有电势差(电压)时,就在导体内建立了电场,导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流.电源的作用就是维持导体两端的电压,从而使导体内部产生持久的电场,从而在导体中形成持续的电流.从场的观点理解形成电流的条件,可以清晰地看到宏观与微观世界的规律之间的联系.
【例1】 关于电流,以下说法正确的是 ( )
A.通过截面的电荷量的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,电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量,可知A错.规定正电荷定向移动的方向为电流方向,可知B错.自由电荷持续的定向移动才会形成电流,C错,D对.故正确答案为D.
答案:D 下列关于电流的说法中,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,通过导体横截面的电荷量越多,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
答案:BD
【例2】 如图3-2-4所示的电解池接入电路后,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,电流为零
图3-2-4答案:D
【题后反思】计算电流时,要注意通过截面的电荷量.
(1)同种电荷,同向通过同一截面q=q1+q2.
(2)同种电荷,反向通过同一截面q=q1-q2.
(3)异种电荷,同向通过同一截面q=q1-q2.
(4)异种电荷,反向通过同一截面q=q1+q2.
计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流为 ( )
A.0 B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t
答案:B如图3-2-5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,则AD导体中自由电荷总数N=nlS,总电荷量Q=Nq=nlSq,所有这些电荷都通过横截面电流的微观表达式图3-2-5【例3】 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,设每单位体积导线有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速度为v,在Δt时间里,通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ( )
A.nvSΔt B.nvΔt
C.IΔt/q D.IΔt/Sq
解析:此题考查对电流强度公式I=Q/t的理解及电流强度的微观表达式I=nqvS的理解.在Δt时间内,以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vΔt,由于铜导线的横截面积为S,则在Δt时间内,电子经过的导线体积为vΔtS.又由于单位体积的导线有n个自由电子,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSΔt,故A正确.由于流经导线的电流为I,则在Δt时间内,流经导线的电荷量为IΔt,而电子的电荷量为q,则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为IΔt/q,故C也正确.
答案:AC
【题后反思】在理解电流的微观表达式时,一定要注意以下几个方面:①表达式中几个物理量的物理意义.②只有电子才能在金属导线中移动,而在电解液导电中则正负离子都可以移动.③电子移动的速率并不是通电的速率.
如图3-2-6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
图3-2-6答案:A知能综合训练第3课时 探究电阻定律
1.如图3-3-9所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,滑动触头C时,电路的总电阻发生变化,以下情况正确的是 ( )
A.C向左滑动,总电阻变小
B.C向右滑动,总电阻变小
C.C滑动到最左端时,总电阻为R0
D.C滑动到最右端时,总电阻为零
答案:A
2.一同学将变阻器与一个6 V的电源、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3-3-10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
答案:B
3.关于导体、绝缘体和超导体,下列说法错误的是 ( )
A.超导体对电流的阻碍作用几乎为零
B.电解液通电时,正负离子仍有阻碍作用
C.绝缘体内也有自由电子,但很少
D.绝缘体接入电路后,一定没有电流通过
解析:导体中存在大量的自由电子,绝缘体中也存在自由电子,但数目极少.绝缘体接入电路后,也有电流通过,但很小,可以近似看做零.
答案:D
4.关于公式R=U/I和公式R=ρ·l/S,下列说法正确的是 ( )
A.两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长度成正比,与导体的横截面积成反比
解析:R=适用于金属导体和电解液,且为纯电阻电路,A错.B中,R=U/I仅适用于金属导体错误.导体的电阻由导体本身决定,与U、I无关,故C错.由电阻定律知D正确.
答案:D
5.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度,1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料.上述临界温度对应的摄氏温度为 ( )
A.-100 ℃ B.100 ℃
C.-183 ℃ D.183 ℃
答案:C
6.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
答案:B
7.一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪些情况中其阻值恒为R(设温度不变) ( )
A.当长度不变,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为原来时
D.长度和横截面积都扩大一倍时
答案:CD
8.在一根长度为l,电阻为R的均匀直导线中,截下长度为l的一段导线(n答案:m∶n
9.将一块半圆形金属片P接在两极A、B之间,若按如图3-3-11甲所示中的接法,测得金属片P的电阻为R,若按乙的接法连接,则此时两极间的电阻为________.
图3-3-11
答案:4R
10.如图3-3-12所示,AB两端接直流稳压电源,UAB=100 V,R0=40 Ω,滑动变阻器总电阻R=20 Ω,当滑动触头处于变阻器中点时,C、D两端电压UCD为______V,通过电阻R0的电流为________A.
解析:电路的等效电路如图所示,根据串联分压规律,C、D两端的电压UCD=UAB=×100 V=80 V,根据欧姆定律I0==2 A.
答案:80 2
11.如图3-3-13(a)所示,P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中,测得它两端电压为U,通过它的电流为I.则金属膜的电阻为________,镀膜材料电阻率的计算式为ρ=________.
(a) (b)
图3-3-13
解析:第一问求电阻,可直接应用欧姆定律求得;解第二问必须应用到电阻定律R=ρ,怎样确定L与S是解题的关键.试想将膜层展开,如右图所示,则膜层等效为一电阻,其长为L,横截面积为管的周长2π×厚度d,再将电阻的定义式与决定式联立,便可求出ρ.
由欧姆定律可得R=;
由电阻定律R=ρ可得R=ρ=,
则=,ρ=.
答案:
12.如图3-3-14所示,一圈粗细均匀的导线长1 200 m,在两端点A、B间加上恒定电压时,测得通过导线的电流为0.5 A.如剪去BC段,在A,C两端加同样电压时,通过导线的电流变为0.6 A,则剪去的BC段多长?
解析:设整个导线AB的电阻为R1,其中AC段的电阻为R2,根据欧姆定律U=I1R1=I2R2,所以===,再由电阻定律得AC段导线长l2=l=×1 200 m=1 000 m.由此可知剪去的导线BC段的长度为200 m.
答案:200 m
课件36张PPT。第3课时 探究电阻定律图3-3-1课前自主学习一、探究导体电阻与其影响因素的定量关系
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3-3-2 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3-3-2平均2.实验探究
按图3-3-2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_____有关.
正比反比材料二、电阻定律
1.内容:在温度不变时,导体的电阻R跟它的长度L成_____,跟它的横截面积S成_____ .
3.适用条件:温度一定,粗细均匀的________或浓度均匀的__________ .
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____.
正比反比金属导体电解质溶液属性无关欧姆·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零四、电路的串并联
1.串联电路和并联电路的电流
串联电路各处的电流相等,即I总=______________
并联电路的总电流等于各支路电流之和,即____
_______________.
2.串联电路和并联电路的电压
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即U总= _______________.
并联电路的总电压等于各支路电压,即U总=______
_________.
I1=I2=I3=…I1+I2+I3+….U1+U2+U3+….U1=U2=U3=….I总=3.电阻的串联和并联
串联电路总电阻等于各部分电路电阻之和,即R总=_______________.5.并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成_____,即有关系式________________________.R1+R2+R3+….反比I1R1=I2R2=…=I总R总=U正比1.下列关于电阻率的说法中,正确的是 ( )
A.电阻率ρ与导体的长度和横截面积有关
B.电阻率表征了导体材料导电能力的强弱,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
基础自测答案:B2.如图3-3-3所示,A、B、C、D是滑动变阻器的4个接线柱,现把此变阻器接入电路中,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
答案:CD
图3-3-3D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象.发生超导现象时,温度不为绝对零度
答案:D
4.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
5.如图3-3-4所示,甲、乙分别是两个电阻的I—U图线,甲电阻阻值为________Ω,乙电阻阻值为________Ω.电压为10 V时,甲中电流为________A,乙中电流为______A.
答案:2.5 5 4 2 图3-3-4课堂互动探究(1)内容:导体的电阻R跟导体的长度l成正比,跟导体的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关,这就是电阻定律.
(2)表达式:R= ,该表达式为导体电阻大小的决定式,表明导体的电阻由导体本身因素决定,与其他因素无关.
(3)适用范围:粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液.
(4)区分R=电阻定律【例1】 有两根材料相同的导线,质量之比为2∶1,长度之比为1∶2,加上相同电压后,通过的电流之比为 ( ) ?
A.8∶1 B.4∶1
C.1∶1 D.1∶4答案:A【题后反思】导体的电阻由材料的电阻率ρ、导体长度l和导体的横截面积S决定,与导体两端的电压U及电流I无关,即导体的电阻R不与导体两端的电压成正比,也不与流过导体的电流成反比. 如图3-3-5所示,均匀的长方形薄片合金阻板abcd,ab边边长为L1,ad边边长为L2,当端点1、2或3、4接入电路时,R12∶R34是 ( )
A.L1∶L2
B.L2∶L1
C.1∶1
D.L12∶L22
答案:D 图3-3-5电阻和电阻率的理解(3)单位:国际单位制是欧姆·米,简称欧·米,符号是Ω·m.
①电阻率是材料本身的属性,反映了材料对电流阻碍能力的强弱.
②同种材料的电阻率ρ随温度的变化而变化,金属材料的电阻率ρ随温度的升高而增大,这就是金属的电阻随温度升高而增大的原因,利用它可制作电阻温度计.有些合金(如锰铜和康铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响,利用它可制作标准电阻.③半导体:a.概念:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质.如锗、硅、砷化镓等,其电阻率约为10-5 Ω·m~106 Ω·m.b.半导体的特性:半导体的导电性能可由外界条件控制,如改变温度、受到光照、掺入杂质等,都可以使其导电性发生显著的变化.这种性能是半导体所特有的.c.半导体的应用:根据半导体的特性,人们制成了热敏电阻、光敏电阻、晶体管等各种电子元件,并且发展成为集成电路,半导体的特性在现代科学技术中将发挥更重要的作用.④超导体:a.超导现象:金属的电阻率随温度的降低而减小,有些物质当温度降低到绝对零度附近时,它们的电阻率突然变为零.b.超导体:能够发生超导现象的物质.c.转变温度TC:材料由正常状态转变为超导状态的温度.超导材料的转变温度太低是目前应用超导体的主要障碍.但超导现象的研究将不断地深入,以便使它有广泛的实际应用.【例2】 关于电阻率,下列说法正确的是
( )
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
解析:电阻率越大的材料导电性能越差,A错;金属的电阻率一般随温度升高而增大,B对;温度降到临界温度时,导体的电阻消失,导体成为超导体,C对;标准电阻要求阻值稳定,D对.
答案:BCD
【题后反思】电阻率的大小由它材料来决定,有些材料的电阻率随温度的升高而增大,但也有些材料的电阻率随温度升高而减小,例如热敏电阻温度越高,电阻反而越小,个别材料的电阻率随温度的变化而基本不变,利用它可以制作标准电阻.
一只“220 V,100 W”的灯泡正常发光时电阻为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:C1.串联电路(如图3-3-6所示)
电路的串并联图3-3-6(1)串联电路各处的电流相等,即I0=I1=I2=I3.
(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即U01+U12+U23=U03.串联电阻具有分压作用.
(3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,即R=R1+R2+R3.2.并联电路(如图3-3-7)
图3-3-7(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3,并联电阻具有分流作用.
(2)并联电路的总电压与各支路电压相等,即U=U1=U2=U3.
(3)并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和.3.关于电阻的5个常用的推论:
①串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.
②并联电路的总电阻小于其中最小的电阻.
⑤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.【例3】电阻R1阻值6 Ω,与电阻R2并联后接入电路中,通过它们的电流之比I1∶I2=2∶3,则R2的阻值和总电阻的阻值分别是 ( )
A.4 Ω 2.4 Ω B.4 Ω 3.6 Ω
C.9 Ω 3.6 Ω D.9 Ω 4.5 Ω答案:A
【题后反思】串联电路的每个电阻都分担了一部分电压,在电路中的电压超过用电器额定电压的情况下,可以在电路中串联上一个电阻,以分去一部分电压,使用电器得到所需的电压.串联电阻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.
图3-3-8 在电路中并联一个电阻R,电流就多了一条通路,可以分去电路中的一部分电流(图3-3-8).在电路中电流超过某个元件所能允许的电流的情况下,给它并联上一个适当的电阻,就可以使通过元件的电流减小到允许的数值.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.
一盏弧光灯的额定电压是40 V,正常工作时的电流是5 A,如何把它接入电压恒为220 V的照明线路上,使它正常工作?
解析:设串联电阻上分配到的电压为U2,
答案:串联一个电阻,阻值为36 Ω知能综合训练第4课时 多用电表电路分析与设计
1.有一只电压表它的内阻是100 Ω,量程是0.2 V,现要改装成量程10 A的电流表,电压表上应 ( )
A.并联0.002 Ω的电阻 B.并联0.02 Ω的电阻
C.并联50 Ω的电阻 D.串联4 000 Ω的电阻
答案:B
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降在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压不变
C.如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
答案:BD
3.如图3-4-8所示的电路中,R1、R2是两个定值电阻,R1阻值很大,R2阻值很小,G是一个灵敏电流计,S1、S2为开关,下列判断中正确的是 ( )
A.只闭合S1时,MN之间是一个电压表
B.S1、S2都闭合时,MN之间是一个电流表
C.只闭合S2时,MN之间是一个电流表
D.S1、S2都断开时,MN之间是一个灵敏电流计
答案:AB
4.两个定值电阻R1、R2串联接在U=12 V的稳压直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图3-4-9所示,电压表示数为8 V.如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将 ( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.等于或大于8 V
解析:电压表指针的偏转角度取决于通过电压表的电流大小,电压表的示数等于通过电压表的电流与电压表内阻RV的乘积,当电压表并联在电阻R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,根据电阻并联的公式推知它将小于R1,由于ac间电压为12 V,于是由电压表的读数8 V可推出电阻R2两端电压为4 V,由此根据欧姆定律就推出Rab∶R2=2∶1,这样由Rab2∶1.由于ac之间的电压稳定在12 V不变,由此根据串联电路的分压原理可以推断,当不用电压表测量时,电阻R2两端的电压小于4 V;当把电压表并联在R2两端时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,所以Rbc答案:A
5.用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为5 V 和10 V的电压表,串联后测量12 V的电压,则 ( )
A.两表的电压示数相同,均为6 V
B.两表头的指针的偏角相同
C.两表头的指针的偏角不相同
D.两表的电压示数不同
答案:BD
6.两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表A1和A2,A1的量程是A2的两倍,则 ( )
A.若串联起来,两表指针偏角θ1<θ2,两表示数相等
B.若串联起来,两表指针偏角相等,A1示数大于A2示数
C.若并联起来,两表指针偏角相等,A1示数大于A2示数
D.若并联起来,两表指针偏角θ1>θ2,两表示数相等
解析:若两电流表串联,流过两电流表的电流不相等,但流经两个改装后的电流表的电流相等,故两表示数相等,两表指针偏角不相等,流经量程大的电流表A1的电流小,指针偏角θ1<θ2,选项A正确,B错误.若两表并联,由于加在两个电流表上的电压是相等的,量程大的电流表A1的电阻小,流经其并联电阻的电流是大的,A1示数大,显然C正确D错误.
答案:AC
7.如图3-4-10所示的虚线框内是实用电压表的电路图,当a、b两端电压为4 V时,电流表指针偏转到最大刻度;当a、b两端电压为3 V时,仍要使电流表的指针偏转到最大刻度,下列四种方法中,可行的是 ( )
A.增大R1,减小R2
B.R1不变,R2增大
C.R1增大,R2不变
D.R1减小,R2不变
答案:AC
8.关于电流表,下列叙述不正确的是 ( )
A.电流表必须与被测电路串联
B.电流表所测的值比真实值小
C.电流表内阻越大,则测量值越准确
D.电流表内阻越小,则测量值越准确
答案:C
9.一量程为0~100 μA的电流表,内阻为100 Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是________V.用它来测量电压时,表盘指针位置如图3-4-11所示.此时电压表的读数大小为________V.
解析:灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装为量程较大的电压表.根据R=有:U=IgR+IgRg=10-4×(100+9 900) V=1 V.
此时指针所表示的电压为0.80 V.
答案:1 0.80
10.一个电流表的内阻为25 Ω,当通过的电流为2 mA时,其指针偏转1°.
(1)用它作电流表,要使它偏转1°表示1 A,应________联上________的电阻.
(2)用它作电压表,要使它偏转1°表示1 V,应________联上________的电阻.
答案:(1)并 0.05 Ω (2)串 475
11.如图3-4-12为实验室常用的两个量程的电压表原理图.当使用O、A两接线柱时,量程为3 V;当使用O、B两接线柱时,量程为15 V.已知电流计的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=100 μA.求分压电阻R1和R2的阻值.
解析:串联分压电路的特点就是电流相同.在改装的电压表中,各量程达到满偏电压时,经过“表头”的电流均为满偏电流.
接O、A时:Ig=
即R1=-Rg=(-500) Ω=2.95×104 Ω
接O、B时:Ig=
即R2=-Rg-R1=(-500-2.95×104) Ω=1.2×105 Ω
R1和(R1+R2)分别是量程为3 V和量程为15 V时的分压电阻.
答案:R1=2.95×104 Ω R2=1.2×105 Ω
12.如图3-4-13所示,画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图.图中电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.1 Ω,被测导体R的真实电阻为87.4 Ω.测量时,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值.
如果不考虑实验操作中的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,得到的电阻测量值各是什么?你能从中得到什么结论?
甲 乙
图3-4-13
解析:在甲电路中,电阻R两端电压测量值是准确的,但电流表?的读数是通过电阻R和电压表的电流之和.即电流的测量值大于流过电阻R的真实值.测量值为R与RV的并联值,且R测== Ω=80.4 Ω.
在乙电路中,流过电阻R的电流是准确的,但电压表的读数大于R两端的电压,测量值实际上是R与RA的和.
R测=R+RA=(87.4+0.1)Ω=87.5 Ω.
结论:由于电压表和电流表内阻的影响,使两种接法中均存在系统误差,甲图中测量值小于真实值,乙图中测量值大于真实值,但相比较而言,乙图接法的测量误差较小.
答案:见解析
课件29张PPT。第4课时 多用电表电路分析与设计图3-4-1课前自主学习1.多用电表的核心部件是____,它实际是一个______的电流表.指针偏转到最大刻度的电流叫做________ ,用符号__表示,此时的电压称为________ ,符号__,表头的内阻为Rg则Ug= ____.
2.串联电路中电阻两端的电压与电阻成__比,电压表就是利用了串联电路的这种_____作用来扩大量程的,起__ __作用的电阻叫分压电阻.电压表内阻RV=Rg+Rx,Rx为_____电阻,Rg为电流表内阻.知识梳理小量程满偏电流表头 满偏电压UgIgRgIg分压分压分压正分流分流反1.用小量程的电流表G改装成电压表或电流表,下列说法正确的是 ( )
A.改装成的电压表量程越大,其内阻越大
B.改装成的电压表量程越大,其内阻越小
C.改装成的电流表量程越大,其内阻越大
D.改装成的电流表量程越大,其内阻越小
答案:AD
基础自测2.以下关于电流表与电压表的说法中,正确的是 ( )
A.都是电流表G与电阻并联改装而成的
B.都是电流表G与电阻串联改装而成的
C.它们本身都有内阻,只是电流表的内阻一般很小,而电压表的内阻一般很大
D.电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小,而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大
答案:CD3.电流表的内阻是Rg=200 Ω,满偏电流是Ig=500 μA,现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是 ( )
A.应串联一个0.1 Ω的电阻
B.应串联一个1 800 Ω的电阻
C.应并联一个0.1 Ω的电阻
D.应并联一个1 800 Ω的电阻
答案:B 4.一个电流表的满偏电流Ig=1 mA,内阻为200 Ω,现要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表,则应在电流表上 ( )
A.并联一个0.4 Ω的电阻
B.串联一个0.4 Ω的电阻
C.并联一个200 Ω的电阻
D.串联一个200 Ω的电阻
解析:改装大量程电流表依据的是并联分流,且需要并联较小电阻,使大部分电流从该电阻流过,故选A.
答案:A
5.一个电流表的电阻RA为0.18 Ω,最大量程为10 A,刻度盘分为100个刻度.现将其最大量程扩大为100 A,需______联一个______Ω的电阻,此时刻度盘每个刻度表示______A;新的电流表的内阻为______Ω.
答案:并 0.02 1 0.018课堂互动探究改装成电压表电压表是利用串联电路电阻分压特点制成的.如图3-4-2所示,它是由灵敏电流表和一个分压电阻做成的.分压电阻的阻值R为
图3-4-2 图3-4-3【例1】 一个电压表由表头 与分压电阻R串联而成,如图3-4-3所示,若在使用中发现此电压表的读数总是比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进 ( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻解析:若在R上再串一个电阻,只会导致电压表的内阻更大,读数比实际值更小,误差更大,不行;若在R上并联一个电阻,可以引起总电阻的减小,但若并联一个比R小得多的电阻,并联的总电阻也会比R小得多,会引起电压表的示数比实际值大,造成更大的误差.所以只能在R上并联一只比R大得多的电阻;使并联的总电阻稍小于R,可以满足要求.
综上可知,选项D正确.
答案:D【题后反思】电压表是根据串联分压的原理,在表头 上串联一个分压电阻R改装而成,若串联的分压电阻过大,会导致电压表的读数比真实值小;若串联的分压电阻过小,会导致电压表的读数比真实值大.电流表是根据并联分流的原理,在表头 上并联一个小的分流电阻而成,若并联的分流电阻偏大,会导致电流表的读数比真实值大;若并联的分流电阻偏小,会导致电流表的读数比真实值小.
相同的灵敏电流表改装成量程为3 V和15 V的两个电压表,将它们串联接入电路,指针偏转角度之比为________,读数之比为________;用相同的灵敏电流表改装成量程为0.6 A和3 A的两个电流表,将它们并联接入电路,指针偏转角度之比为________,读数之比为________.
答案:1∶1 1∶5 1∶1 1∶5
(1)把小量程的电流表改装成大量程的电流表.
电流表改装的原理:给小量程电流表并联一个分流电阻,就可以用来测量较大的电流,即扩大了电流表的量程,如图3-4-4所示.
将改装成电流表图3-4-4【例2】 多用电表直流电流测量电路原理如图3-4-5所示,设表头的满偏电流Ig=200 μA,内阻Rg=100 Ω,图中R1与R2的大小应为多少?图3-4-5解析:通过电流表表头的满偏电流相同,均为Ig=200 μA,接2时,R1、R2串联,表头满偏时,通过R1、R2的电流I1=(1×10-3-2×10-4) A=8×10-4 A;接1时,R2和Rg串联,表头满偏时,通过R1的电流为I2,I2=(1×10-2-2×10-4) A=9.8×10-3 A.
接2时满偏有:IgRg=I1(R1+R2) ①
接1时满偏有:Ig(R2+Rg)=I2R1 ②
将Ig=2×10-4 A,Rg=100 Ω,I1=8×10-4 A,I2=9.8×10-3 A
代入得:R1=2.5 Ω,R2=22.5 Ω.
答案:2.5 Ω 22.5 Ω【题后反思】接1与接2可改装成两个不同量程的电流表,而对于表头 ,它的满偏电流是不变,根据欧姆定律就可求得R1与R2.
将一般三角形的边角关系转化为直角三角形的边角关系?
解答:一般三角形包括:锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,在锐角三角形和钝角三角形中,可以 将一般三角形的边角关系转化为直角三角形的边角关系?
解答:一般三角形包括:锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,在锐角三角形和钝角三角形中,可以 一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6 A,面盘如图3-4-6所示,那么它每一小格所相应的电流是______mA,指针现在的电流示数是______A.如果这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg=60 Ω,要把这个电流表的量程扩大 图3-4-6成3 A,那么应该在Rg上______联一个电阻RS,RS的大小应是______Ω;并联RS后,测某一电流,指针仍指到如图所示位置,则该电流是______A,并联RS后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联RS前的______倍.
答案:20 0.34 并 15 1.70 5【例3】 如图3-4-7所示是一个电流表、电压表两用表的电路,电流表G的量程是100 μA,内阻是1 000 Ω,电阻R1=0.1 Ω,R2=99 kΩ,当双刀双掷电键接到a、b上时,电流表改装的是什么表?其量程是多少?当双刀双掷电键接到c、d上时,电流表改装的是什么表?其量程是多少?电压表、电流表的组合 图3-4-7解析:当双刀双掷电键合到a、b上时,首先要弄清电路构成,经分析电路转换成图甲所示的电路(注意的是双刀双掷电键的手柄是绝缘的,即合到a、b上时,电流无法从a沿手柄直接到b),此时小电阻R1与电流表G并联,R1起分流作用,电流表改装成安培表.
根据并联电路的特点有:
(I-Ig)R1=IgRg
电流表量程为: 甲 乙当电键合到c、d上时,电路变成图乙所示的电路,此时大电阻R2与电流表串联,R2起分压作用,所以,电流表已改装成电压表,根据串联电路的特点,电压表量程为:U=Ig(Rg+R2)=0.000 1×(1 000+990 00) V=10 V.
答案:电流表 1 A 电压表 10 V 在本题电路中,若想获得电流为2 A,电压为5 V的电表,R1、R2应分别多大?
解析:R1并入电路时为I=2 A的电流表,由并联电路的特点知(I-Ig)R1=IgRg得
答案:0.05 Ω 49 kΩ
知能综合训练第5课时 逻辑电路与集成电路
1.在基本逻辑电路中,当所有输入均为“0”时,输出不是“1”的门电路是( )
A.“与”门电路 B.“或”门电路
C.“非”门电路 D.都不可能
答案:AB
2.与门的输入端输入信号为何时,输出端输出“1” ( )
A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1
答案:D
3.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
4.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
答案:A
5.如图3-5-11是一个三输入端复合门电路,当C端输入“1”时,A、B端输入为何时输出端Y输出“1” ( )
图3-5-11
A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1
答案:D
6.逻辑电路的信号有两种状态:一是高电位状态,用“1”表示;一是低电位状态,用“0”表示,关于这里的“1”和“0”,下列说法中正确的是 ( )
A.“1”表示电压为1 V,“0”表示电压为0 V
B.“1”表示电压为大于或等于1 V,“0”表示电压一定为0 V
C.“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数字
D.“1”表示该点与电源正极相连,“0”表示该点与电源负极相连
解析:门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路.根据指定条件,门电路对输入、输出的因果关系作出判断.门电路的输入、输出信号都以电位高低来表示.若把高电位看作有信号,表示某个条件存在或信号能通过,且以符号“1”表示;把低电位看作无信号,表示某个条件不存在或信号不能通过,以符号“0”表示,这种逻辑关系称为正逻辑.反之,则称为负逻辑.如不加说明,在通常情况下都指正逻辑.所以“1”和“0”只是两个符号,是两种变量的两种可能的取值.
答案:C
7.在如图3-5-12所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为 ( )
A.1和0 B.0和1
C.1和1 D.0和0
解析:当在B端输入的信号是“0”时,通过非门后信号变成了“1”,所以D端的输出为“1”.当与门的所有输入信号都是“1”时,输出在C端也是“1”.
答案:C
8.如图3-5-13所示为温度报警器的示意图,下列对此电路的分析正确的是 ( )
图3-5-13
A.当RT的温度升高时,RT减小,A端电势降低,Z端的电势升高,蜂鸣器就会发出报警声
B.当RT的温度升高时,RT减小,A端电势升高,Z端的电势降低,蜂鸣器就会发出报警声
C.当增大R1时,A端电势升高,Z端的电势降低,蜂鸣器就会发出报警声
D.当增大R1时,A端电势降低,Z端的电势升高,蜂鸣器就会发出报警声
答案:BC
9.如图3-5-14甲表示输入端A、B的电势随时间变化的关系,如果它们是“与”门的输入端,请在方框中画出输出端的电势随时间变化的关系.
甲 乙
图3-5-14
答案:
10.如图3-5-15所示是一个火警报警装置的逻辑电路图.Rt是一个热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值很小,R是一个阻值较小的分压电阻.
(1)要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起.在图中虚线处应接入怎样的元件?
(2)为什么温度高时电铃会被接通?
(3)为了提高该电路的灵敏度,即报警温度调得稍低些,R的值应大一些还是小一些?
解析:(1)温度较低时Rt的阻值很大,R比Rt小得多,因此P,X之间电压较大.要求此时电铃不发声,表明输出给电铃的电压应该较小,输入与输出相反,可见虚线处元件应是“非”门.(2)当高温时Rt阻值减小,P,X之间电压降低,输入低电压时,从“非”门输出是高电压,电铃响起.(3)由前面分析可知,若R较大,由于它的分压作用,Rt两端的电压不太高,则外界温度不太高时,就能使P,X之间电压降到低电压输入,电铃就能发声.因此R较大,反应较灵敏.
答案:见解析
课件29张PPT。第5课时 逻辑电路与集成电路图3-5-1课前自主学习一、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.
二、三种基本的门电路
1.“与”门
(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.
知识梳理数字信号01同时通断(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.
(3)真值表:和都是12.“或”门
(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
(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101.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
基础自测2.在上题中,如果用“0”表示关灯,“1”表示开灯.下列关于两个开关的逻辑运算式正确的是( )
A.0+1=0 B.1+1=1
C.0+0=0 D.1+0=0
答案:BC
3.如图3-5-2所示,下列说法中正确的是
( )
甲 乙 丙
图3-5-2A.甲为“非”门,乙为“与”门,丙为“或”门
B.甲为“与”门,乙为“或”门,丙为“非”门
C.甲为“非”门,乙为“或”门,丙为“与”门
D.甲为“或”门,乙为“与”门,丙为“非”门
答案:C
4.下列关于逻辑电路的说法中正确的是( )
A.如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,这种关系叫“与”逻辑关系
B.如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫“与”逻辑关系
C.一个门上有三把钥匙,每把钥匙都能单独开门,它体现了“或”逻辑关系
D.输出状态和输入状态相反的逻辑关系,叫做“或”逻辑关系
答案:AC5.如图3-5-3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________. 图3-5-3答案:或 0课堂互动探究(1)对“与”门的理解
如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件都满足后,该事件才能发生,这种关系叫“与”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路,简对三种基本逻辑电路的理解“与”逻辑电路
图3-5-4称“与”门.如图3-5-4所示,如果把开关A闭合作为条件A满足,把开关B闭合作为条件B满足,把电灯L亮作为结果Z成立,则“与”逻辑关系可以示意为:
(2)对“或”门的理解
“或”逻辑电路
图3-5-5 如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件中有一个满足,事件就会发生,这种关系叫“或”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门.如图3-5-5所示,如果把开关A闭合作为条件A满足.把开关B闭合作为条件B满足,把电灯L亮作为结果Z成立,则“或”逻辑关系可以示意为:(3)对“非”门的理解
“非”逻辑电路
图3-5-6【例1】 下面是逻辑电路符号(如图3-5-7)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________.
图3-5-7解析: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.由图表中输入和输出的关系,得出X值应为1.
答案:“或” 1
【题后反思】牢记基本门电路的符号和各种门电路的逻辑关系是分析解答此类问题的关键.对于不同的门电路逻辑运算关系不同.
楼梯过道中的电灯往往采用如图3-5-8所示的电路控制.设高电压为“1”,低电压为“0”,试讨论灯泡L的亮暗情况,并列出真值表.
图3-5-8解析:设高电压为“1”,低电压为“0”.由如题图所示,可知A接低,B接低,灯不亮;A接低,B接高,灯亮;A接高,B接低,灯亮;A接高,B接高,灯不亮,列出真值表如下.
要熟练掌握三种基本的门电路逻辑关系,才能应用到实际生活中去,三种逻辑关系对照表如下表格所示:
逻辑电路的应用注: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.【例2】 如图3-5-9所示为一个简单的报警器电路图,下列说法正确的是 ( )
A.S1、S2都合上时报警器发声
B.S1断开,S2合上时报警器发声
C.S1、S2都断开时报警器发声
D.S1闭合、S2断开时报警器发声
图3-5-9解析:题目中给了“与”门的符号,表示为“与”门电路,那么只有输入端均为“1”时,报警器才发声.在电路的输入端标上字母AB,如右图所示,当S1闭合时,A接+5 V,为高电势,即A输入为“1”,当S1断开时,R1无电流通过,A点电
势为0 V,输入为“0”;同理,S2断开,R2无电流,电势为+5 V,为高电势,B输入“1”,S2闭合,B输入为“0”,由真值表可看出,只有A、B输入均是“1”时,输出才是“1”,这样,S1应闭合,S2应断开,报警器才会响.答案:D
【题后反思】首先应了解电路属于哪种“门”电路,然后根据电路的连接方式,明确开关的通断,引起“门”电路输入端的输入情况,从而根据“门”电路的特点,判断输出情况. 如图3-5-10是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图.图中的两个按钮开关S1、S2分别装在汽车的两道门上.只要其中任何一个开关处于开路状态,发光二极管(报警灯)就发光.请你根据报警装置的要求,列表分析开关状态与发光二极管的发光状态,并指出是何种门电路,在图中画出这种门电路的符号.
图3-5-10解析:驾驶员离开汽车时,两个车门均处于关闭状态,跟两个车门对应的开关S1和S2均闭合,这时发光二极管不会发光报警.为什么这时发光二极管不发光呢?原来S1和S2闭合后,电流不通过发光二极管.当有其他人打开了某一个门时,S1或S2就处于断开状态,这时就有电流通过发光二极管,使其发光报警.可见,这一装置实际上就是一个“或”门电路.
设S1、S2闭合时为“0”,断开时为“1”,发光二极管不发光时为“0”,发光时为“1”.则开关状态与发光二极管发光状态如下表所示.
这是一种“或”门电路,符号是:
答案:见解析知能综合训练课件22张PPT。章 末 整 合知识网络从电表电路到集成电路物理量
基本规律
基本仪器
逻辑电路
专题归纳1.电流表是通过指针偏转来显示电流的大小的,指针偏转的角度和电流的大小成正比.如果电流表量程不够,我们可以并联一个电阻以达到增大量程的目的,采用这种方法的原理是并联电路分流.
2.电压表能够当电流表使用.如果电压表量程小,可以采用串联电阻分压以扩大量程的方法.
3.多用电表可以测量电阻,直流和交流电压,直流和交流电流等电学量.在测量电阻时其表盘刻度是不均匀的,原因是测电阻的表盘是根据电流表表盘改装得到的,所显示的不是电路中所有的电阻,而是电表外的待测电阻阻值,而这个阻值和电流不成正比例关系,所以刻度分布是不均匀的.多用电表的读数方法4.不管是电流表、电压表还是多用电表,都可以用一个小量程的电流表改装得到,这也是多用电表之所以多用的目的.实际用的电表内阻的阻值都不能忽略.
5.电表的读数方法
最小分度是“1”的电表,测量误差出现在下一位,下一位按 估读,如最小刻度是1 mA的电流表,测量误差出现在毫安的十分位上,估读到十分之几毫安.
最小分度是“2”或“5”的电表,测量误差出现在同一位上,同一位分别按 或 估读.如学生用的电流表0.6 A量程,最小分度为0.02 A,误差出现在安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按半小格估读,以安培为单位读数时,百分位上的数字可能为0、1、2…9;学生用的电压表15 V量程,最小分度为0.5 V,测量误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分位,估读五分之几小格,以伏特为单位读数时,十分位上的数字可能为0、1、2…9.【例1】 在图3-1中,(1)采用×10欧姆挡测电阻,则读数为________Ω.
图3-1(2)如果是采用5 mA挡测直流电流,则读数为________mA.
(3)如果是采用0.05 mA挡测直流电流,则读数为________mA.
(4)如果是采用5 V挡测直流电压,则读数为______V.
(5)如果是采用2.5 V挡测直流电压,则读数为______V.
(6)如果是采用1 000 V挡测直流电压,则读数为______V.
解析:(1)采用×10欧姆挡,则读数为
7×10 Ω=70 Ω.答案:(1)70 (2)3.52 (3)0.035 2 (4)3.52
(5)1.75 (6)700电阻定律的应用【例2】 家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC(以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器),其电阻率随温度变化的规律如图3-2所示,由于这种特性,它具有温控功能,能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态.对于PTC元件在电饭煲中的作用,以下说法中正确的是 ( )
图3-2A.通电后功率先增大,后减小
B.通电后功率先减小,后增大
C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在T1不变
D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度在T1~T2之间的某一值保持不变
解析:当电饭煲内的温度从T0升高到T1的过程中,热敏电阻的电阻率ρ随温度的升高而减小,则电阻R也随着温度的升高而减小.而加在电饭煲上的
答案:AD电表的改装【例3】 一个电流——电压两用表的电路如图3-3所示,小量程电流表G的量程是0.001 A,内阻是100 Ω,两个电阻的阻值是R1=9 900 Ω,R2=1.01 Ω,问:
图3-3(1)双刀双掷开关接到哪边是电流表,接到哪边是电压表?
(2)电流表、电压表的量程各是多大?串联,原电路可简化为如图乙所示.小量程电流表满偏时,加在小量程电流表和电阻R1上的总电压为U=Ig(rg+R1)=0.001×(100+9 900) V=10 V.所以作为电压表时的量程为10 V.甲 乙