第四章 第一节
A组·基础达标
1．下列器件中，利用电流的热效应工作的是( )
A．变阻箱 B．电容器
C．电热水器 D．电感器
【答案】C
2．如图所示，一个灯泡和一个电感器相连后与一个交流电源相接，现将一块铁芯插入线圈之后，该灯泡将( )
A．变亮 B．变暗
C．对灯没影响 D．不能确定
【答案】B 【解析】当铁芯插入线圈后，能增强磁场，阻碍作用变大，因而灯泡的亮度将变暗，B正确．
3．如图所示的电路中，当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮．那么以下判断正确的是( )
A．A中接的是电感线圈， B中接的是电容器
B．A中接的是电容器， B中接的是电感线圈
C．A中接的是电阻， B中接的是电容器
D．A中接的是电容器， B中接的是电阻
【答案】A 【解析】当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮，当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮，知虚线框A中为电感线圈，因为电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电无阻碍作用，虚线框B中是电容，因为电容“隔直通交”，A正确，B、C、D错误．故选A.
4．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下列物理量公式不是用比值法定义的是( )
A．电势差U＝ B．电容C＝
C．电场强度E＝k D．电阻R＝
【答案】C 【解析】电势差U＝、电容C＝、电阻R＝均是利用比值法定义的，A、B、D错误；电场强度E＝k，为点电荷周围场强的决定式，不是比值法定义的，C正确．
B组·能力提升
5．如图所示，水平放置的平行金属板A、B带等量的异种电荷，板间有一带电粒子静止在P处，B板通过理想二极管接地．现通过绝缘柄将A板平移一小段距离，在A板平移的过程中，下列判断正确的是( )
A．若A板向上平移，粒子会向下运动
B．若A板向上平移，二极管中有电流通过
C．若A板向下平移，两板的带电量增大
D．若A板向下平移，两板间电压减小
【答案】D 【解析】若A板向上平移，因电容器上极板带电量一定， 则下极板电量也不变，二极管中无电流通过．两板间距d变大，根据E＝＝＝可知，两板场强不变，粒子仍静止，A、B错误；若A板向下平移，根据C＝可知，电容C变大，两板的带电量不变，根据Q＝CU可知，两板间电压减小，C错误，D正确．
6．(多选)如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向通电时可以理解为短路，反向通电时可理解为断路)连接，电源负极接地．初始时电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态．下列说法正确的是( )
A．上极板上移，带电油滴向下运动
B．上极板上移， P点电势降低
C．上极板下移，带电油滴向上运动
D．上极板下移， P点电势升高
【答案】BCD 【解析】二极管具有单向导电性，闭合开关后电容器充电，电容器电容C＝，又C＝，极板间电场强度E＝，整理得E＝.油滴静止，油滴所受合力为零，向上的电场力与向下的重力相等，即qE＝mg；上极板向上移动，d变大，由C＝可知，C变小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，由E＝可知电容器两极板间的电场强度不变，油滴保持不动，上极板与P点距离增大，场强不变，上极板与P点的电势差增大， 所以P点电势降低，B正确，A错误；上极板向下移动，d变小，由C＝可知C变大，由Q＝CU可知，电容器充电，故两极板间电场强度增大，油滴受到向上的电场力增大，油滴向上运动，因电场强度增大，P与下极板间的电势差增大，故P点电势升高，C、D正确．故选BCD.(共36张PPT)
第四章 闭合电路
①物理观念：认识常见的电路元器件．了解电路工作时，各元器件的作用，并知道如何运用多用电表检测电路中的电压、电阻和电流．
②科学思维：理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律．熟悉多用电表的结构和原理．
③科学探究：知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系．学会用图像处理数据的方法．了解本实验的误差来源及减小方法．
④科学态度与责任：理解电源电动势的基本含义，会从能量的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算．
本章重点 知道常见的电路元器件，会连接并使用它们．理解电路运行的原理，安全合理用电．知道电流做功的实质、内外电压、闭合电路的欧姆定律、电热和电热功率．
本章难点 会分析简单的家庭电路及安全问题．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行电路的分析和计算．
第一节 常见的电路元器件
学习目标 学法指导
1．识别电阻器、电容器、电感器、二极管 2．知道电感器和电容器对交变电流有阻碍作用和二极管的单向导电性 3．知道电感器和电容器对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关 1．知道电阻器、电容器、电感器、二极管的符号及作用
2．能够利用电感器、电容器的特点定性分析简单的问题
知识导图
课前 自主预习
1．电阻器可分为阻值固定的电阻器和阻值可变的电阻器，用字母______及符号________表示．
2．电容器由互相靠近而又彼此______的两导体组成，用字母_____及符号________表示．
R
识别几种常见元器件
绝缘
C
3．电感器是由绝缘导线绕成的各种形状的线圈．用字母______及符号________表示，插入铁芯的电感器符号用________表示．
4．二极管是一种具有两个电极的装置，按二极管的用途分为______________、______________、开关二极管等，二极管用字母_______及符号_______表示，箭头表示________电流的方向．
L
整流二极管
检波二极管
D
正向
1．电阻器对电流有______作用，在电压一定情况下，电阻越大，通过的电流______．
2．电容器具有“通______，隔______”的作用．
3．电感器具有“通______，阻______”的作用．
4．二极管是最常用的电子元件之一，它具有__________、__________的特性，常用作逻辑电路的开关，或对高频交流电路进行滤波整流．
阻碍
常见元器件在电路中的作用
越小
交流
直流
直流
交流
单向导电
反向阻断
电感器和电容器都能储存能量，那它们是通过什么储能的？
【答案】电感器通过磁场储能，电容器通过电场储能．
微思考
课堂 重难探究
1．电阻器对电流有阻碍作用的理解．
电阻器是金属导体，通过电流时自由电子定向移动，必然与带正电的原子核有相互作用，产生阻碍作用．
三类元器件对电流阻碍作用的理解
2．交流电能“通过”电容器的理解．
(1)电容器“通交流”，只是随着电压的不断变化，电容器不断充放电产生的现象．
(2)电流实际上并没有通过电容器的电介质．
3．电感器对电流阻碍作用的理解．
交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，会产生感应电动势阻碍电流的变化，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．(这个原理将在第六章学习)
例1 如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮．当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是( )
A．与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈
B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器
C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器
D．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管
【答案】B
【解析】由a、b接直流时的现象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接交流电源时的现象可知，元件x“阻交流”，元件y“通交流”，根据电容器和电感线圈的特点可判断，元件x是电感线圈，元件y是电容器，B正确．
变式1 (多选)如图所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈完全相同且直流电阻不计，各电压表示数相同，下列说法正确的是 ( )
A．灯L1比灯L2亮
B．灯L3比灯L1亮
C．灯L2与灯L3一样亮
D．灯L1与灯L3一样亮
【答案】BC
【解析】图甲中电源电压U＝U1＋UL1，线圈对交流有阻碍作用，相当于串联了一个电阻，根据电阻的分压作用可知U1≠0，灯泡两端电压UL11．电容器在电路中的作用．
(1)在直流电路里，充放电结束后，不通直流电，具有隔直流的作用．
电容器与电感器在电路中的作用
(2)在交流电路里，充放电一直进行着，我们就说交流电通过了电容器，具有通交流的作用．
(3)交流电的频率越高，越容易通过电容器，电容器体现的阻碍越小．
总之，电容器在电路里“通交流，隔直流”．
2．电感器在电路中的作用．
电感器实际上就是线圈，对交变电流起阻碍作用，交流电的频率越大，阻碍越大(第六章学习具体原理)，能通直流．电感器在电路里“通直流，阻交流”．
例2 在探究“电容器、电感器对交流电的阻碍作用”的实验中，某同学采用了如下图所示的实验原理图，其中C为电容器， L为带铁芯的电感器，甲、乙、丙为完全相同的小灯泡．
(1)当电源为直流电源时，闭合开关S，稳定后能观察到甲、乙两灯的亮度为________________(填“甲亮”“乙亮”或“甲和乙一样亮”)，而丙灯______________(填“最亮”“不亮”或“与甲和乙一样亮”)．
(2)当电源为交流电源时，闭台开关S，电路稳定后能观察到最亮的灯是________．
【答案】(1)甲和乙一样亮 不亮 (2)甲
【解析】(1)电容器具有“通交流、 隔直流”的作用，电感线圈具有“通直流、阻交流”的作用．当电源为直流电时，闭合开关S，直流电流无法通过电容器C，故丙灯不亮，而甲、乙两灯的亮度相同．
(2)当电源为交流电源时，闭合开关S，甲灯无其他电器元件对电流的阻碍作用，故甲灯最亮．
变式2 如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联到一交流电源上，三个电流表的示数相同．若保持电源电压大小不变，而将频率降低，则三个电流表的示数I1、I2、I3的关系是( )
A．I1＝I2＝I3 B．I1>I2>I3
C．I2>I1>I3 D．I3>I1>I2
【答案】C
【解析】在交流电路中，当频率减小时，电阻对交流的阻碍作用不变，电感线圈对交流的阻碍作用(感抗)减小，电容器对交流的阻碍作用(容抗)增大．电流与电压、电阻(感抗、容抗)的关系符合欧姆定律．所以R支路电流I1不变，L支路电流I2增大，C支路电流I3减小，C正确．
小练 随堂巩固
1．某电学元件，交流电和直流电都能通过，但对交流电有一定的阻碍作用，对直流电几乎没有阻碍作用，该电学元件是 ( )
A．电感器 B．电容器
C．电阻器 D．保险管
【答案】A
【解析】电感器对交流电有阻碍作用，但对直流电没有阻碍作用，A正确；电容器对于直流电相当于断路，所以直流电不能通过电容器，交流电周期性变化，导致电容器周期性充、放电，回路中就有了电流，所以串联着电容器的电路能通过交变电流，B错误；电阻器和保险管对直流电和交流电都有阻碍作用，C、D错误．
2．(多选)如图甲所示，A、B两端接图乙所示的交流电源，uAB>0时，φA>φB.D为二极管，L为小灯泡，下列说法正确的是 ( )
A．0～t1、t2～t3时间内，小灯泡发光
B．t1～t2、t3～t4时间内，小灯泡发光
C．0～t4时间内流过小灯泡的电流如图丙所示
D．0～t4时间内流过小灯泡的电流如图丁所示
【答案】AC
【解析】二极管具有单向导电性，当φA>φB时，二极管导通，小灯泡发光，故A、C正确．
3．如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略．当S接A时，三个灯亮度相同，那S接B时，下列说法正确的是
( )
A．三个灯亮度相同
B．甲灯最亮，丙灯不亮
C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮
D．甲灯亮度不变，丙灯不亮
【答案】D
【解析】由题意可知，当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗及电容的容抗与电阻R相同，当S接B时，电感L没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，故D正确，A、B、C错误．
4．(多选)对交变电流通过电容器的理解正确的是 ( )
A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B．交变电流定向移动的电荷能够通过电容器两极板间的绝缘介质
C．交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器
D．交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)
【答案】CD
【解析】交变电流“通过”电容器，并非自由电荷真的通过电容器两极板间的绝缘介质，而是交变电流交替对电容器充、放电，电路中有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器．第四章 第二节
A组·基础达标
1．以下有关电动势的说法正确的是( )
A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
B．电动势为2 V，其表示电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的电能转化为其他形式的能
C．E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
D．非静电力做的功越多，电动势就越大
【答案】C 【解析】电动势的定义式为E＝，表明电动势等于非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功，属于比值定义，即电动势E与W、q无关，由电源内部非静电力的特性决定，故A、D错误，C正确；电动势为2 V，其表示电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的其他形式的能转化为电能，故B错误.
2．如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )
A．路端电压变小
B．电流表的示数变大
C．电源内电压变小
D．电路的总电阻变大
【答案】A 【解析】滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此电路总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内电压变大，C错误；定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误．
3．(2023年中山实验中学段考)如图所示，许多人造地球卫星都用太阳能电池供电．太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板不接负载时的电压是600 μV，短路电流是30 μA.该电池板的内阻是( )
A．2×10-2 Ω B．0.5 Ω
C．20 Ω D．500 Ω
【答案】C 【解析】电池板不接载时的电压U＝600 μV＝6×10-4 V，则电动势为E＝6×10-4 V，又根据闭合电路欧姆定律得E＝I短r，则这块电池板的内阻为r＝＝ Ω＝20 Ω，故C正确．
4．(多选)如图所示电路中，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
【答案】AC 【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．
5．(多选)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么( )
A．R接到a电源上时路端电压高
B．R接到b电源上时路端电压高
C．a电源的电动势大，内阻大
D．b电源的电动势大，内阻大
【答案】AC 【解析】交点为路端电压工作状态，可知接a时路端电压高，A正确，B错误．由题图知，Ea>Eb，内阻ra>rb，故C正确，D错误．
6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是( )
A．U1变大，U2变小
B．U1变大，U2变大
C．U1变小，U2变小
D．U1变小，U2变大
【答案】A 【解析】滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I＝变小．由于路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大．由于V2表示数U2＝IR，所以U2减小，所以A正确．
7．如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则( )
A．电压表读数增大
B．电流表读数减小
C．R1两端的电压变小
D．质点P将向下运动
【答案】D 【解析】由题图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联．当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大则内电压增大，路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B、C错误．电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确．
8．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时( )
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
【答案】D 【解析】当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小，即电压表V的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联两端电压变小，则电流表A的读数I变小，故D正确．
B组·能力提升
9．如图所示，当闭合开关滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是( )
A．L1变亮，L2和L3均变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2和L3均变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
【答案】C 【解析】当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮．因为U3变大，且路端电压变小，所以并联两端电压变小，L1变暗．总电流变大，流过L1的电流变小，所以流过L2的电流增大，L2变亮．故C正确．
10．电源的电动势为4.5 V，外电阻R为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V.
(1)求电源内阻r的大小；
(2)若在外电路中并联一个4.0 Ω的电阻R1，求电源的路端电压U1.
【答案】(1)0.5 Ω (2)3.6 V
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，
由欧姆定律有I＝＝ A＝1.0 A，
解得r＝0.5 Ω.
(2)由闭合电路欧姆定律有I1＝，
R外＝＝ Ω＝2 Ω，
由欧姆定律得U1＝I1R外．
解得U1＝3.6 V.
11．如图所示，电源电动势E＝12 V，电源内阻r＝0.5 Ω，定值电阻R1＝5.5 Ω，R2＝12.0 Ω，求：
(1)闭合开关S后，流过电源的电流；
(2)若在ab之间接一个C＝200 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电量．
【答案】(1) A (2)1.6×10-3 C
【解析】(1)闭合开关后，根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流为
I＝＝ A＝ A.
(2)闭合开关S，电路稳定后电阻R2两端的电压为
U2＝IR2＝×12.0 V＝8 V.
电容器上所带电量
Q＝CU2＝200×10-6×8 C＝1.6×10-3 C．(共46张PPT)
第四章 闭合电路
第二节 闭合电路的欧姆定律
学习目标 学法指导
1．理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律 2．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算 1．通过对比外电路中静电力做功与电源内部非静电力做功的特点，理解电源内部和外部电路中的能量转化关系，通过比较，理解电势差和电动势这两个易混淆的概念
2．通过探究闭合电路的欧姆定律，理解内、外电路的能量转化情况
3．通过电源的U－I图像，进一步理解电源的电压与内阻的物理意义，体会图像法在研究物理问题中的作用
知识导图
课前 自主预习
1．在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移动到正极板克服电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比，叫做电源的________，公式
为E＝________．
W：电源非静电力移动正电荷所做的功，单位为________，符号为J．
q：电源非静电力移动的电荷量， 单位是_______，符号为C．
E：电源电动势，单位是________，符号为V．
电动势
电动势
焦耳
库仑
伏特
2．电源电动势的方向：规定为由电源的_______(低电势)指向________ (高电势)．
在电源内部的电路中，非静电力移动正电荷形成电流，电流的方向是从负极指向正极；在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从电源正极流向电源负极．
负极
正极
关于电源和电动势，下列说法中正确的是 ( )
A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极
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
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
【答案】C
1．描述闭合电路的几个基本物理量：用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如下图所示．
闭合电路的欧姆定律
(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做________，通常用r表示．闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为________．
(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做________，其电阻叫做________，通常用R表示．闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为________，也常称为________电压，简单地记为U．
内电阻
内电压
外电路
外电阻
外电压
路端
2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__________做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即Eq＝______________．
非静电力
I2Rt＋I2rt
3．闭合电路的欧姆定律．
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成__________，跟内、外电路的电阻之和成__________．
(2)公式：I＝________；适用范围：__________电路．
(3)常用的变形公式：E＝_____________或U外＝__________；适用范围：任何闭合电路．
正比
反比
纯电阻
U外＋U内
E－Ir
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
结论：(1)R增大→U外______；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0．
路端电压与负载的关系
增大
2．路端电压与电流的关系．
(1)公式：U外＝__________．
(2)图像(U－I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示___________，斜率的绝对值表示_____________．
E－Ir
电动势E
电源内阻r
为什么电源电动势在数值上等于电源没接入电路时两极间的电压？
【答案】当电源没有接入电路时，电源中的电流等于零，此时内电压等于零，所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势．
微思考
(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法中正确的是 ( )
A．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2
D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
【答案】AD
【解析】由图像可知两电源的U－I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C错误．由图像可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，D正确．
课堂 重难探究
闭合电路中的几个关系式．
对闭合电路欧姆定律的理解
例1 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A ．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．
【答案】2 V 1 Ω
【解析】当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．
当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得
U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r， ①
当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得
U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r， ②
由①②得E＝2 V，r＝1 Ω．
变式1 如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω．求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？
【答案】30 Ω
闭合电路问题的求解方法
1．分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．
2．求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．
3．应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．
闭合电路动态问题分析思路．
1．明确电路结构，即电路各元件的连接方式．
2．明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化．
闭合电路的动态变化
例2 在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表．保持电源电动势E和内电阻r不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动头向上移动时 ( )
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变小，电流表示数变小
D．电压表示数变大，电流表示数变大
【答案】C
变式2 如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时 ( )
A．通过电源的电流增大
B．电阻R中的电流增大
C．电灯A将变亮一些
D．电灯B将变暗一些
【答案】C
【解析】当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与B灯并联，电阻增大，则外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，故通过电源的电流减小，故A错误．路端电压U＝E－Ir，E、r不变，则U增大，而A灯的电压等于路端电压，则知灯A变亮；通过R的电流IR＝I－IA，U增大，通过A灯的电流IA增大，而I减小，则知IR减小，变阻器与B灯并联，电压U并＝U－IRR，U增大，IR减小，则U并增大，故电灯B将变亮，故B、D错误，C正确．
直流电路的动态分析思路
基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．
核心素养应用
风速计
风速计是测量空气流速的仪器．它的种类较多，气象站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的锥形空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺着一个方向排列．整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转．
例3 如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；
(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F．
【答案】(1)1 Ω (2)260 N 垂直于迎风板向里
【解析】(1)电阻R与金属细杆串联连接
由E＝I(R0l0＋R＋r)，
U1＝IR0l0，
解得R0＝1 Ω．
(2)设此时弹簧长度为l，由
E＝I2(R0l＋R＋r)，
U2＝I2R0l，
F＝k(l0－l)，
可解得F＝260 N，垂直于迎风板向里．
小练 随堂巩固
1．一种锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示 ( )
A．只要该电源工作就有1.2 J其他形式的能转化为电能
B．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功一定少
C．该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功一定慢
D．电路中每通过1 C电荷量时，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能
【答案】D
【解析】该电源工作时，非静电力做功为W＝qE，可知，当电路中每通过1 C电荷量时，非静电力做功W＝qE＝1×1.2 J＝1.2 J，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能，若q≠1 C，则W≠1.2 J，故A错误，D正确；由W＝qE知，非静电力做功不仅与电源的电动势有关，还与电路中通过的电荷量有关，所以该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功不一定少，故B错误；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，说明该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功本领小，但不一定慢，故C错误．
2．(2023年广东广雅中学段考)一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成，有一定的内阻．当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有 ( )
A．触点P向上滑动
B．油量表示数变小
C．R2两端电压增大
D．电路总电流减小
【答案】C
【解析】当汽车加油时油箱内油面上升，浮球上升，则触点P向下滑动，故A错误；触点P向下滑动，可知滑动变阻器接入电路阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流I增大；由于R2和油量表内阻均为定值电阻，且电路总电流I增大，可知并联部分电压增大，通过R2的电流和通过油量表的电流均增大，油量表示数变大，故C正确，B、D错误．
【答案】C
4．(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图像，则 ( )
A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等
B．电流都是I1时，两电源内电压相等
C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势
D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻
【答案】ACD第四章 第三节
A组·基础达标
1．如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路．电路中R1、R2为已知阻值的电阻．下列说法中正确的是( )
A．只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
B．只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
C．只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻
D．三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻
【答案】D 【解析】图甲中可用E＝I1(r＋R1)、E＝I2(r＋R2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E＝U1＋·r、E＝U2＋·r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E＝U1＋I1r、E＝U2＋I2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，D正确．
2．在“测定电源的电动势和内阻”实验中，已连接好部分实验电路．
(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
(2)在图乙所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于____(填“A”或“B”)端．
(3)如图所示是根据实验数据作出的U-I图像，由图可知，电源的电动势E＝____V，内阻r＝______Ω.
【答案】(1)见解析图 (2)B (3)1.5 1.0
【解析】(1)电路连接如图．
(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端．
(3)由图像可知，电源电动势为1.5 V，内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.
3．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，某同学设计了如图所示的实物电路．
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到______(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为U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是______(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图像是一条直线．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)
【答案】(1)最大值 (2)2 (3) －R0
【解析】(1)实验中电阻箱起到改变电路中的总电阻和分压的作用，为了确保仪器的安全，应先将电阻箱的电阻调到最大值．
(2)电压表的量程为3 V，故电阻箱两端的最小电压为6 V，根据串联电路的特点可知，＝，解得R1＝20 Ω，即电阻箱接入电路的最小阻值为20 Ω.在实验时，为了减小读数误差，所用电表的指针偏转角度一般不小于其量程的，当电压表示数为1 V时，由＝，得R＝80 Ω，即电阻箱接入电路的最大阻值为80 Ω，所以选择方案2较合理．
(3)根据闭合电路欧姆定律可得E＝(R0＋R＋r).变形为＝·R＋，由题意得斜率k＝，截距b＝，解得电动势E＝，内阻r＝－R0.
4．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池(电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 Ω)
B．电流表A1(量程0～3 mA，内阻Rg1＝10 Ω)
C．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻Rg2＝0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)
E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，1 A)
F．定值电阻R0(990 Ω)
G．开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的a、b两个参考实验电路，其中合理的是________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号).
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值)，但坐标纸不够大，他只画了一部分图线，则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.
(3)若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为________.
A．I1(R0＋Rg1) B．I1·R0
C．I2(R0＋Rg2) D．I1·Rg1
【答案】(1)b D (2)1.48 0.84 (3)A
【解析】(1)器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，电路中电流最大为Im＝ A＝1.5 A，故电流表至少应选择0～0.6 A量程；故应将3 mA电流表A1串联一个电阻，改装成电压表使用．电表流A2由于内阻较小，故应采用相对电源来说的外接法，故a、b两个参考实验电路，其中合理的是b；因为电源的内阻较小，所以应该采用最大值较小的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D.
(2)根据电路结构结合闭合电路欧姆定律知E＝I1(Rg1＋R0)＋I2r，解得I1＝－I2.所以图像的纵坐标截距＝1.48×10-3，解得E＝1.48 V．图像的斜率k＝＝≈0.84×10-3，解得r≈0.84 Ω.
(3)根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir，若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为路端电压，而U＝I1(R0＋Rg1)，即图线的纵坐标应该为I1(R0＋Rg1)，故选A.
B组·能力提升
5．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一个2.5 Ω的保护电阻R0，实验电路如图甲所示．
(1)连好电路后，当该同学闭合开关时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用电压表检查电路，把两表笔分别接a、b或b、c或d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是____________.
(2)在图乙中按电路原理图及用电压表检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来．
(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在下图中画出U-I图线，由图线知：电池的电动势为________，内阻为________.
I/A 0.10 0.17 0.23 0.30
U/V 1.20 1.00 0.80 0.60
【答案】(1)R断路 (2)如图甲所示
(3)如图乙所示 1.50 V 0.50 Ω
,乙
【解析】(1)闭合开关，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，说明电路中有断路或者短路的地方，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，则c、d点通往电源的电路是通路，即R断路．
(2)对照电路图连线即可，要注意电表的极性；实物图连线如图甲所示．
(3)根据描点法作出I-U图像，如图乙所示．U-I图像的纵轴截距表示电源的电动势，故E＝1.50 V．内阻和定值电阻之和等于图线的斜率，故r＋R0＝＝3.0 Ω，故r＝3 Ω－2.5 Ω＝0.50 Ω.(共57张PPT)
第四章 闭合电路
第三节 测量电源的电动势和内阻
学习目标 学法指导
1．知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系 2．学会根据图像合理外推进行数据处理的方法 3．尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法 1．在教师指导下制定实验方案，理解实验原理，掌握实验方法，分析实验误差
2．通过对实验数据的收集和处理，学会用“代数法”和“图像法”分析、处理实验数据，培养用数学方法处理物理问题、发现物理规律的能力
知识导图
课前 自主预习
1．实验原理和方法．
实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：
测量电源的电动势和内阻
2．实验器材．
待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干．
3．实验步骤．
(1)选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好．
(2)把滑动变阻器的滑片移到电阻________的一端(图中____端)．
最大
左
(3)闭合开关，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，并填入绘制好的表格(如下表)．
(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．
实验序号 1 2 3 4 5 6
I/A
U/V
(5)断开开关，整理好器材．
1．公式法．
把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求________值作为测量结果．
2．图像法．
(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点．
(2)用直尺画一条直线，使__________的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线________．
平均
实验数据处理方法
尽量多
两侧
(3)如图所示：
①图线与纵轴交点为E．
②图线与横轴交点为I短＝______．
③图线的斜率表示r＝|______|．
1．偶然误差．
电表读数不准确；作图不准确等．
实验误差分析
2．系统误差．
(1)采用如图甲所示电路(外接法——相对电源)．
在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．实验中忽略了通过电压表的电流IV，从而形成误差(如图乙中带箭头线段所示)，而且电压表示数越大，IV越大．
(2)采用如图甲所示接法(内接法——相对电源)．
IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中电流表两端的UA不可知，从而造成误差(如图乙中带箭头线段UA)，而且电流表示数越大，UA越大，当电流表示数为零时，UA＝0，电压表示数值为准确值，等于E．
1．器材或量程的选择．
(1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池．
(2)电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于1.5 V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3 V的电压表．
实验注意事项
(3)电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5 A，故电流表的量程选0～0.6 A．
(4)滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器选择阻值较小一点的．
2．电路的选择．
伏安法测电源电动势和内阻有两种接法，由于电流表内阻与干电池内阻接近，所以电流表应采用外接法．
3．实验操作．
电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电．
4．数据处理．
(1)当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点不从零开始，把纵坐标的比例放大．
(2)画U－I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑．这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．
其他实验方案设计
课堂 重难探究
1．用图像法处理实验数据是物理实验中常用的方法．
2．用图像可以形象直观地显示物理量的变化规律．
3．利用图像的斜率、截距等可以直接求出一些物理量．
实验原理的考查
例1 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中，供选用的器材有：
A．电流表(量程0～0.6 A，RA＝1 Ω)
B．电流表(量程0～3 A，RA＝0.6 Ω)
C．电压表(量程0～3 V，RV＝5 kΩ)
D．电压表(量程0～15 V，RV＝10 kΩ)
E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A)
F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2 A)
G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干
(1)请在题中虚线框中画出能提高本实验测量精确度的实验电路图．
(2)电路中电流表应选用_____，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用______．(用字母代号填写)
(3)如图所示为实验所需器材，请按原理图连接出正确的实验电路．
(4)引起该实验系统误差的主要原因是______________．
【答案】(1)如图甲 (2)A C E (3)如图乙 (4)电压表的分流作用
甲
【解析】(1)电路如图甲所示．由于在如图所示的电路中只要电压表的内阻RV r，这种条件很容易实现，所以应选用该电路．
(2)考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C；放电电流不能太大，一般不超过0.5 A，所以电流表应选A；变阻器不能选择太大的阻值，从调节方便来看，应选择电阻较小而额定电流较大的滑动变阻器E，故器材应选A、C、E．
(3)如图乙所示．注意闭合开关前，要使滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到最左端．
(4)该实验中的系统误差是由于电压表的分流作用使得电流表读数(即测量值)总是比干路中真实电流值小，造成E测＜E真，r测＜r真．
乙
变式1 某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用的滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接的实物电路图如图所示．
(1)该同学接线中的错误和不规范的做法有 ( )
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错
(2)请在虚线框内画出这个实验的正确电路图．
【答案】(1)ABCD (2)见解析图
【解析】(1)滑动变阻器要起变阻的作用，必须使接入电路的两根导线一条接在下面的接线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，图中变阻器起不到变阻的作用；电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“＋”“－”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“＋”“－”接线柱错误；干电池组的电动势为3 V，电压表量程选0～3 V；电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数，且电压表“＋”“－”接线柱有错．故本题应选ABCD．
(2)电路图如图所示．
例2 (2023年深圳龙岗段考)某中学生课外科技活动小组利用铜片(正极)、锌片(负极)插入一只苹果内，就制成了一个简单的“水果电池”，他们做了两个这样的水果电池，如图所示，并依次进行以下实验：
实验数据及操作
(1)用电压表粗测得电池电压为0.65 V.
(2)将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5 V、0.3 A”的小灯泡供电，小灯泡不能发光，检查电路无故障．再用电流表在电路中测量电流，发现读数不足3 mA.由此可推测小灯泡不发光的原因是______(填字母).
A．水果电池的电动势太大
B．水果电池的电动势太小
C．水果电池的内阻太大
D．小灯泡的电阻太大
(3)为了尽可能准确地测出该水果电池组的电动势和内阻，小组成员在实验室中找到了电流表A(0～300 μA，内阻为100 Ω)，电阻箱R(0～9 999 Ω)，导线、开关等实验器材．设计了如图所示的实验电路，请用笔画线代替导线将实物电路补充完整．
(4)连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表所示．
R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3
I/μA 120 133 150 170 198 234 286
【答案】(2)C
(3)如图
(4)1.2 1.1
【解析】(2)由题意可知小灯泡不发光的直接原因是通过其电流过小，即小灯泡两端电压过小，造成这一现象的根本原因在于水果电池的内阻太大，从而使内电压过大，路端电压过小．故选C.
变式2 在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω，如图甲所示为实验原理图及所需器件图．
(1)在图乙中画出连线，将元器件按原理图连接成实验电路．
(2)一位同学记录的6组数据如表，试根据这些数据在坐标系中画出U－I图像，根据图像读出电池的电动势E＝________V，求出电池内阻r＝________Ω．
组别 1 2 3 4 5 6
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir列方程求E和r，这样做可能得出的结果误差很大，其中选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大．
【答案】(1)见解析图 (2)见解析图 1.46 0.71 (3)3 4
【解析】(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示．
(3)由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第3组和第4组数据列方程组求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大．
1．实验器材的选取应遵循安全、精确和操作方便的原则．电压表的选择原则是在满足量程要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择根据电源和选用的滑动变阻器来确定．
2．连接实物电路图时应按照电路图先连干路、再连支路，即遵循“先串后并”的原则．
核心素养应用
奇特的电池
美国一所大学的化学家们发明了一种电池，它的体积仅仅是人体红细胞的百分之一．专家们认为，这种电池是迄今为止世界上最小的电池．制造这种电池要在显微镜下才能进行．首先把细胞般大小的电池装置涂附于炭精表面，材料有银和铜两种，在显微镜下看起来像一个个小圆柱．当炭精上涂满了这些银的或铜的小圆柱后，再浸入稀释的硫酸铜电镀液中，铜圆柱溶解，而铜离子附着到银圆柱的表面．这一反应过程可连续45分钟产生0.05毫伏的电压．
例3 有一特殊电池，它的电动势约为9 V，内阻约为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，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5 Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用．
(1)本实验中的R0应选________(填字母)．
A．10 Ω B．50 Ω
C．150 Ω D．500 Ω
(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，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω．
【答案】(1)C (2)10 45
【解析】(1)当电阻箱接入电路的阻值为0时，电路中的电流不能超过50 mA，即电路中电阻的最小值约为180 Ω，除去电源内阻、图中电流表的内阻，可知C最为合适．
小练 随堂巩固
1．(多选)某同学利用如图所示的电路做“测定电池的电动势和内阻”的实验，其中P、Q为电表，则 ( )
A．P为电流表
B．P为电压表
C．Q为电压表
D．Q为电流表
【答案】AC
【解析】P与滑动变阻器为串联关系，故P为电流表，Q并联在电源两端，故Q为电压表，故A、C正确，B、D错误．
2．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的是 ( )
A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U－I图像，再根据图像求出E、r
D．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r
【答案】C
【解析】A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法；C中方法直观、简便，C正确．
3．(2023年广州科学城中学段考)某物理兴趣小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r.
A．电流表：0～0.6 A，内阻2.00 Ω
B．电压表：0～3 V，内阻约为3 kΩ
C．滑动变阻器R1：0～20 Ω，额定电流1 A
D．滑动变阻器R2：0～200 Ω，额定电流1 A
E．开关与导线若干
F．待测干电池一节
(1)在上述器材中，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选________.(填写器材前的字母代号)
(2)实验电路图应选择图中的________(填“甲”或“乙”).
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到如图丙所示的U-I图像，则干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)C
(2)乙 (3)1.5 0.50第四章 第四节
A组·基础达标
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
【答案】D 【解析】把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，指针偏转角很大，说明所选挡位太大，应换用“×10”挡，换挡后重新进行欧姆调零，然后再测电阻，故D正确．
2．欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头．甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍．换用甲表头和换用乙表头后，刻度盘的中值电阻分别为( )
A．100 Ω，100 Ω B．200 Ω，100 Ω
C．50 Ω，100 Ω D．100 Ω，200 Ω
【答案】C 【解析】由闭合电路的欧姆定律得，表头中电流满偏时有Ig＝，表头中电流半偏时有Ig＝，所以有R内＝R中，刻度盘的中值电阻就等于多用电表的内阻．由Ig＝知，多用电表的内阻取决于电源的电动势和满偏电流，与表头的内阻无关．对于甲表头因满偏电流为原来表头的2倍，刻度盘的中值电阻将变为原来的二分之一，应为50 Ω，乙表头满偏电流与原表头的相同，电动势不变，故刻度盘的中值电阻与原来的相等，为100 Ω.
3．(多选)如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是( )
A．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位
B．当S接触点3时，多用电表处于测量电流的挡位
C．接线柱A为“＋”接线柱
D．接线柱A为“－”接线柱
【答案】AC 【解析】当S接触点2时，表头与R1并联后连接电源和滑动变阻器，多用电表处于测量电阻的挡位，故A正确．当S接触点3时，表头与R1并联后与R3串联，多用电表处于测量电压的挡位，故B错误．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，测量电阻时，电流从电源正极出发经接线柱B流出，经过电阻后，再从接线柱A流入电表，则接线柱A为“＋”接线柱，故C正确，D错误．
4．(2023年广雅中学期中)某同学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、负插孔，将选择开关拨至欧姆挡×1 k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．
(5)多用电表示数如图所示，则二极管的反向电阻大小为________.
(6)测量完成后，将选择开关旋转到________位置．
【答案】(3)直接接触 (4)红 黑 (5)8 kΩ (6)OFF
【解析】(3)将红、黑表笔直接接触，进行欧姆调零．
(4)电流从红表笔流入、黑表笔流出，所以测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极．
(5)由图可知二极管的反向电阻大小为8 kΩ.
(6)测量完成后，将选择开关旋转到OFF位置．
B组·能力提升
5．如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接处的接点．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．
(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，写出使用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
【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，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
【解析】(1)在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，在1、2同时断开的情况下，应选用欧姆挡．
(2)表明5、6两点可能有故障．
(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，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．(共46张PPT)
第四章 闭合电路
第四节 练习使用多用电表
学习目标 学法指导
1．了解多用电表的基本结构，通过实验操作学会使用多用电表测电压、电流和电阻 1．通过观察认识多用电表，了解多用电表的结构和测量功能
2．通过实验操作，学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流，定值电阻及二极管的正、反向电阻
知识导图
课前 自主预习
1．内部构造．
欧姆表由__________改装而成，它内部主要由电流表(表头)、________和____________三部分组成．
电流表
欧姆表
电源
可变电阻
2．测量原理图．
3．(1)当红、黑表笔短接时，调节R使指针满偏，相当于被测电阻
为零，此时有Ig＝______________．
(2)当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律可得，
通过表头的电流I＝__________________．改变Rx，电流I随着改变，因此每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．
中值电阻
4．欧姆表的使用步骤．
(1)机械调零：欧姆表使用前一定要观察指针是否指在左端电阻∞处，若有偏差，应用小螺丝刀轻旋机械调零螺丝．
(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，反之换倍率较小的挡位．
(3)电阻调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在右端电阻零刻度处．
(4)测量：将待测电阻与别的元件断开，将红、黑表笔接在被测电阻两端进行测量．
注意：不要用手接触表笔的金属杆部分．
(5)读数：将刻度盘上的读数乘以选择开关所指的倍率即可得到被测电阻的阻值．
(6)若要换挡测量新的电阻，需重复以上(2)～(5)步．
(7)测量完毕，应将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“__________”挡或交流电压的最高挡，长期不用时，应将欧姆表中的电池取出．
OFF
1．多用电表的用途及外部构造．
多用电表可以用来测量________、________、________等，并且每一种测量都有几个量程．上半部为________，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；下半部为______________，它的四周刻着各种测量功能和量程．
电阻
多用电表
电流
电压
表盘
选择开关
2．多用电表的工作原理．
如图所示是简化的多用电表的电路图，它由表头、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及选择开关等部分组成，其中，1、2为________测量端，3、4为______测量端，5、6为______测量端．测量时，红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，并通过选择开关S接入与待测量相应的测量端，使用时电路只有一部分起作用．
电流
电阻
电压
3．用多用电表检测二极管．
(2)当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值__________，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得________，就像断开的开关一样．二极管只允许电流沿一个方向通过，这就是二极管的____________．
很小
很大
单向导电性
课堂 重难探究
1．原理如图所示．
对欧姆表的进一步认识
(3)“∞”标注．
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”处．
例1 如图所示是欧姆挡的原理示意图，其中，电流表的满偏电流为300 μA，电阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之一时，此时测得的电阻Rx是多少？
【答案】5 000 Ω
变式1 一个用满偏电流为3 mA的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为 ( )
A．1 000 Ω B．5 000 Ω
C．1 500 Ω D．2 000 Ω
【答案】A
1．机械调零：用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝，使指针处于左端电流零刻度位置．
2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动选择开关，确定挡位并选择一个合适的量程．使用多用电表前如果不仔细选好挡位和量程，可能会误用“μA”“mA”或“Ω”挡去测量电压，就有烧坏多用电表的危险．
多用电表的使用方法
3．正确接入测量电路：正确选好挡位和量程后，将红、黑表笔连入电路．
(1)测量电压时要与电路并联．
(2)测量电流时要与电路串联．
(3)测量电阻时，应将电阻与其他电路断开，测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，选择合适的倍率挡，将两表笔短接，进行欧姆调零，若需要换挡时，必须重新进行欧姆调零．
4．测量完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡，并拔出表笔，若长期不用，还应将电池取出．
例2 用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T．
请根据下列步骤完成电阻测量：
(1)旋动部件________(填“S”“K”或“T”)，使指针对准电流的“0”刻线．
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件____(填“S”“K”或“T”)，使指针对准电阻的__________(填“0刻线”或“∞刻线”)．
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属笔尖分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
【答案】(1)S (3)T 0刻线 (4)ADC
【解析】(1)应旋动机械调零部件S，使指针对准电流的“0”刻线．
(3)使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T．
(4)测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大倍率的挡位，每换一次挡位应重新调零，测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，因此合理顺序为ADC．
变式2 某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：
(1)若选择开关的位置如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c所示，则测量的物理量是____________，测量结果为________．
【答案】(1)直流电压 1.25 V (2)直流电流 50 mA (3)电阻 1.5 kΩ
【解析】(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5 V，测量结果为1.25 V．
(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100 mA，测量结果为50 mA．
(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为15×100 Ω＝1.5 kΩ ．
使用多用电表时的注意事项
1．极性：红正黑负．
2．功能：要明白测什么，对应什么功能区．
3．调零：测电阻时需要进行两次调零，即机械调零与欧姆调零，并注意每次换挡后必须重新欧姆调零．
4．根据测量项目，选择对应的刻度盘．
5．直流电流和电压刻度是均匀的，读数时共用，但需按比例计算，如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”．
6．用欧姆挡测电阻的阻值为：读数×倍率．
核心素养应用
多用电表
多用电表又称为万用表、复用表、三用表、繁用表等，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，一般以测量电压、电流和电阻为主要目的．多用电表按显示方式分为指针多用电表和数字多用电表．多用电表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测电容量、电感量及半导体的一些参数等．
例3 如图所示为一正在测量中的多用电表表盘．
(1)如果多用电表是用“×1 k”欧姆挡测量电阻，则指针位置的读数为________；如果多用电表是用“×1”欧姆挡测量电阻，则指针位置的读数为__________．
(2)如果是用直流50 mA挡测量电流，则指针位置的读数为________；如果是用直流2.5 V挡测量电压，则指针位置的读数为________．
【答案】(1)12×103 Ω(或12 kΩ) 12 Ω (2)28 mA 1.40 V
【解析】(1)用“×1 k”欧姆挡测量电阻，阻值为12×103 Ω，用“×1”欧姆挡测量电阻，阻值为12 Ω．
(2)用直流50 mA挡测量电流，共有5个大格，每个大格10 mA，每个小格1 mA，因此读数为28 mA；用直流2.5 V挡测量电压，每个大格0.5 V，每个小格0.05 V，因此读数为1.40 V．
小练 随堂巩固
1．(多选)下列操作正确的是 ( )
A．用多用电表测电压时，要将红表笔接高电势点
B．用多用电表测电流时，应将多用电表串联接入电路
C．用多用电表测电阻时，要选择合适挡位，使表头指针偏转角度尽可能大
D．用多用电表测电阻时，待测电阻可以与外电路的电源相连接
【答案】AB
【解析】使用多用电表时，电流都是从红表笔流进，A正确；测电流时，应将多用电表串联接入电路，B正确；测电阻时，要选择合适挡位，使表头指针指在中央刻度附近，待测电阻与外电路的其他元件(含电源)断开，C、D错误．
2．(多选)调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是 ( )
A．这个电阻值很小
B．这个电阻值很大
C．为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量
D．为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量
【答案】BD
【解析】用欧姆挡测电阻时，指针指中值附近测量最准确，指针不偏转时，对应电流为零，电阻为无穷大，指针偏转太小，即指示电阻太大，应换用更高倍率的挡，即换“×100”挡重新调零测量，故A、C错误，B、D正确．
3．(2023年广州一中月考)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．
甲
乙
(1)如图甲所示是一个多用电表的内部电路图，在进行电流测量时，有两个挡位可以用来测量电流，把S拨到_______是电流量程大的挡位．
(2)一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是“×1”“×10” “×100”．用“×10”挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图乙，则该电阻的阻值是_______Ω.
【答案】(1)1
(2)×100 红黑表笔短接，进行欧姆调零 2.2×103
【解析】(1)电流挡要并联电阻起分流作用，故接1、2挡时为电流挡；当并联电路的电压越大，电阻越小时，则电流越大，因此当接1时，电流量程较大．
(2)用“×10”挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明挡位选择过小，则为了较准确地进行测量，应换到×100挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是红黑表笔短接，进行欧姆调零，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图乙，则该电阻的阻值是22×100 Ω＝2.2×103 Ω.第四章 第五节
A组·基础达标
1．家庭电路的室内电路组成顺序是( )
A．电能表、总开关、用电器、断路器
B．总开关、电能表、断路器、用电器
C．电能表、总开关、断路器、用电器
D．电能表、断路器、总开关、用电器
【答案】C 【解析】电能表接在总开关前面可以测量用户所有用电设备所消耗的总电能；在电能表后接总开关，在发生触电事故时，可及时切断电源；断路器接在用电器前，在用电器发生短路或过载时可及时保护电路．
2．下列叙述正确的是( )
A．微波炉应使用铜制材料的烹调器皿，其加热时微波穿透食物表面进入内部，使食物分子高速振动，产生热量
B．微波炉应使用玻璃材料的烹调器皿
C．电磁灶应使用陶瓷材料的烹调器皿，它利用了电磁感应的原理，在锅底产生电流发热
D．电饭煲应使用银制的烹调器皿，主要是由感温铁氧体起到加热保温转换的作用
【答案】B 【解析】微波炉是利用微波让食物中的极性分子做受迫振动且发生共振，从而将电磁能转化为内能．加热食物时不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉，所以要用玻璃，B正确．
3．如图为螺丝刀式试电笔构造示意图，下列说法正确的是( )
A．用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B．用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C．试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D．试电笔可用来检查电气设备是否漏电
【答案】D 【解析】用试电笔时，手不要接触试电笔前端的导体笔尖，必须接触试电笔末端的金属螺帽，使测试物体和大地之间形成通路，故A、B错误；试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不能测试物体是带正电或负电，故C错误；试电笔可用来检查电气设备的外壳是否带电，D正确．
4．发现电线起火，应采用下面哪种方法( )
A．用水扑灭火
B．迅速拉下开关，切断电源，再救火
C．用小刀或剪刀切断电源
D．找电工处理
【答案】B 【解析】电线着火通常是电线中电流过大造成的．含杂质的水是导体，用水抢救不但不能将火扑灭，反而水到处流动，使抢救的人员可能触电．找电工处理会贻误灭火的时机．小刀或剪刀是金属，用这些金属切断电源时会造成触电事故．最好的办法是拉下开关，切断电源．
5．如图所示，一盏电灯接在家庭电路中，当开关S闭合时，电灯不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D时，发现A、B、C三点处测电笔的氖管发光，D点处测电笔的氖管不发光，则电路中的故障原因是( )
A．开关S接触不良
B．灯泡的灯丝断了
C．导线CD间有断路
D．无法确定
【答案】C 【解析】A、B、C三点发光，即三点和火线是连通的，断路处是C、D之间．
B组·能力提升
6．如图所示是刚安装的家庭电路的电路图，电工师傅为了检查电路是否出现短路，在准备接入保险线的A、B点间先接入一盏“220 V 15 W”的检验灯．
(1)断开开关S1，闭合开关S2，检验灯正常发光；
(2)断开开关S2，闭合开关S1，发现检验灯发光较暗．
根据以上现象，你可以判断出________(填“L1”或“L2”或“没有”)发生短路．
【答案】L2 【解析】(1)断开S1，闭合S2，检验灯与L2串联，检验灯正常发光，L2处导通且不分压，故L2短路．
(2)断开S2，闭合S1，检验灯与L1串联，检验灯发光且较暗，表明L1处导通且分压，电路符合要求．
综上所述L2处发生了短路现象．
7．当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动．他用手表粗略地估测了一下，1 min转盘转动了5 r．经检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态．请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大．并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电．
【答案】5 W 见解析
【解析】本电能表的一个重要参数是3 000 r/kW·h，由此推算转动5 r耗电为W＝×5 kW·h＝ kW·h，
耗电功率为P＝＝×1 000×3 600 W＝100 W，
每台电脑待机功率为P′＝＝5 W.
节约用电要从小事做起，如平时不使用电视时，最好要关闭电源，不要使其处于待机状态．(共29张PPT)
第四章 闭合电路
第五节 家庭电路与安全用电
第五节 家庭电路与安全用电
学习目标 学法指导
1．了解家用电器结构和工作原理 2．了解家庭电路的组成．知道断路器在电路中的作用 3．了解安全用电知识，具有安全用电的意识 1．阅读相关资料，了解常见家用电器的工作原理和连接方式
2．通过阅读、观察、思考理解家庭电路中各组成部分的作用
3．熟悉安全用电的常识和节约用电的方法
知识导图
课前 自主预习
1．常见的家用电器有电视机、洗衣机、空调、电磁灶、微波炉等．
2．电视机是最常用的家用电器，按显示器的类型，可以分为_______________电视机、________电视机、________电视机等．
阴极射线管
家用电器
液晶
等离子
3．常用的洗衣机分为两种，即_________和________洗衣机两种．
4．微波炉是由____________、炉腔、电源以及________系统组成．
5．电磁炉是利用____________原理制成的，它通过交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的铁锅或不锈钢锅体内产生感应电流而发热，它是通过锅体本身发热而加热食物的．
波轮式
滚筒式
磁控管
控制
电磁感应
1．家庭电路．
家庭电路有火线、零线、地线三条线．家用电器一般是并联连接．家庭耗电量由电能表测量，家庭电路应该先连接__________，再连接______________________，最后接用电器．开关或断路器必须连接在________上．
电能表
家庭电路与安全用电
断路器和漏电保护开关
火线
2．安全用电．
为了安全地使用家电，应注意电能表和供电导线与所用的家电______，电源插头与插座匹配，最好使用______插座，因为移动插座容易因超负荷而发生危险．使用______插头的电器，在发生漏电事故时，可以通过______，把短路电流引向大地，保证使用者的安全．
匹配
固定
三脚
地线
课堂 重难探究
微波炉和电磁炉的区别．
微波炉与电磁炉都能加热食物，但加热的原理不同．微波炉是利用微波进入食物内部，使食物分子振动来加热食物．而电磁炉是利用电磁感应原理制成的，它能使放在灶台上的铁锅或不锈钢锅体产生电流而发热．
对家用电器基本原理的理解
例1 为何可以用微波加热食物？
【解析】微波是一种高频率的电磁波，具有反射、穿透、吸收等三种特性．
反射性：微波碰到金属会反射回来，故采用经特殊处理的钢板制成内壁，根据微波炉内壁所引起的反射作用，使微波来回穿透食物，加强热效率．但炉内不得使用金属容器，否则会影响加热时间．
穿透性：微波对一般的瓷器、玻璃、耐热塑料、木器、竹器等具有穿透作用，故可以成为微波烹调用的最佳器皿．
吸收性：各类食物可吸收微波，致使食物内的分子经过振动而产生了大量的热能．综上所述，可以用微波加热食物．
变式1 电磁炉的工作原理是什么？它与传统加热方式相比主要有哪些优点？
【解析】电磁炉是利用电磁感应原理制成的，它能使放在灶台上的铁锅或不锈钢锅体产生电流而发热．
它的优点有：①热效率高，可以达到80%～85%，有效节约能源．②使用电磁炉烹调时，无明火、无废气、无烟尘排放，有利于净化空气和环境保护．③电磁炉采用的是电磁感应原理，电磁炉本身并不发热，有利于防止火灾的发生．④由于电磁炉采用微电脑控制，其体积不大，重量轻，操作简单，使用方便．⑤有自动检知功能，一旦食物烧干，锅具过热，电磁炉会自动检知并停止加热，使用更加安全．
1．家庭电路的一般组成．
家庭电路和安全用电
2．安全用电．
(1)不要超负荷用电，以免电流过大，引起电线熔化，造成短路，引起火灾．
(2)使用保险丝的电路要选用与电线匹配的熔断丝，不可随意加粗或用金属丝替代．
(3)漏电保护开关安装在无腐蚀性气体、无爆炸危险品、无高温热源的场所．定期对漏电保护开关进行灵敏性检测．
(4)湿手不接触带电设备，不用湿布擦带电设备，并且要防止用电器受潮．
(5)负载不能过大，否则容易导致危险．使用电热器具时要注意防止发生火灾．
(6)遇到电器设备着火，若一时无法判明原因，不得用手拔插头、拉闸刀开关，要借用绝缘工具拔下插头或拉开闸刀开关．
(7)有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地线的三孔插座．
例2 下列几种做法中，符合安全用电的是 ( )
A．保险丝常熔断，可用几条保险丝并联使用，以减少更换保险丝次数
B．电线着火，先泼水灭火然后再去切断电源，以免造成火灾
C．发现有人触电时，应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开
D．带有绝缘皮的电线可以与晾衣服的铁线接触
【答案】C
【解析】保险丝对应着一定的额定功率，不同功率的电路需用不同的保险丝，确定的电路不能随便改变所用保险丝的规格，A错误；电线着火时应先切断电源，不能用水灭火，B错误；电线不能与晾衣服的铁线接触，以防绝缘皮老化漏电造成触电，D错误．
变式2 家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是 ( )
A．使用的用电器总功率过大
B．开关中两根导线的线头相碰了
C．保险丝的规格不符合安全用电的要求
D．插座中的两根导线的线头相碰了
【答案】B
【解析】过载可以引起保险丝熔断；插座中两根导线的线头相碰，发生短路，也会使保险丝熔断；开关连接的只有火线，线头相碰线路接通，不会使保险丝熔断．故B正确．
小练 随堂巩固
1．下列关于各种家用电器的原理或性能的判断中，正确的是
( )
A．空调和电风扇都可以降低室温
B．微波炉产生的微波是波长很短的机械波
C．电视机和收音机都能接收电磁波
D．电冰箱的耗电量夏天与冬天一样多
【答案】C
【解析】空调机能降低室温，电风扇的作用只能使室温升高，A错误．微波炉产生的是高频电磁波，不是机械波，B错误．电视机和收音机都能接收电磁波，C正确．由于冬天和夏天的被冻食物的初温不同，所以降温程度不同，因而单位耗电量不同，D正确．
2．关于家庭用电，下列做法中正确的是 ( )
①在卫生间选用防水开关 ②在儿童能触及的范围内，采用带防护门的插座 ③让电视机长期处于遥控待机状态 ④多个电器接在同一移动插座上
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【答案】A
【解析】在卫生间选用防水开关能够较好地防止触电等事故的发生，故①正确；采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引起触电事故，故②正确；让电视机长期处于遥控待机状态，浪费电能，故③错误；多个电器接在同一移动插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作，甚至因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾，故④错误．
3．下列关于安全用电的说法中正确的是 ( )
A．所有家用电器的外壳一定要接地
B．低压电器和高压电器设备都可以接近，但不能接触
C．控制电灯的开关一端跟电灯连接，另一端必须接在火线上
D．准备接大功率用电器的插座，必须在连接插座的火线上和零线上各装一根保险丝
【答案】C
【解析】有电动机的家用电器和规定使用接地的家用电器、具有金属外壳的电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电，一般家用电器外壳不需要接地，A错误．低压电器可以接近，但不能接触带电部位；高压电器设备不能接近，更不能接触，因为高压电器设备周围电场很强，人体接近时容易产生高压电弧触电，B错误．保险丝应串联在电源干线的火线上，D错误．
4．由于使用了大功率的用电器，超出电路负荷而发热，发生了火灾，事后有的同学问为什么漏电保护开关没有跳闸？
【答案】见解析
【解析】家庭用的漏电保护开关，只有在人身触电或电器漏电的情况下跳闸起保护作用，对电流过大，电压过高或双线触电引起的危险，不起作用．
