(共41张PPT)
3.5 逻辑电路与集成电路
(1)十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的，你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗？
(2)有一种声控感应灯出现在我们的日常生活中，像住宅楼中楼梯间的灯，在有光没有声音时，灯都不会亮，而在无光有声音时，灯就会自动点亮．你能自己探索一下逻辑关系吗？
1．基本定义
处理数字信号的电路称数学电路又叫逻辑电路．
2．要点剖析
(1)“与”门电路
①“与”逻辑关系：有两个(多个)控制条件作用会产生一个结果，当两个(多个)条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系．
②“与”门电路：满足“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路．
③“与”门的逻辑符号：
④“与”门反映的逻辑关系：Y＝A×B
⑤“与”门电路的特点：当输入都为“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”另一个当输入为“1”时，输出为“0”；当输入都为“1”时，输出为“1”．
(2)“或”门电路．
①“或”逻辑关系：在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生．这种关系称为“或”逻辑关系．
②“或”门电路：满足“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路．
③“或”门的逻辑符号：
④“或”门反映的逻辑关系：Y＝A＋B
⑤“或”门电路的特点：当输入都为“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”另一个当输入为“1”时，输出为“1”；当输入都为“1”时，输出为“1”．
(3)“非”门电路
①“非”逻辑关系：输出状态和输入状态成相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑．
②“非”门电路：满足“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路．
③“非”门的逻辑符号：
1．基本定义
集成电路是将二极管、三极管、电阻、电容等元件按照电路的结构要求制作在一小块半导体材料上，形成一个完整的具有一定功能并经过封装而制成的电路．
2．要点剖析
(1)集成电路的优点：集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产．
(2)我国集成电路的发展历史
我国集成电路产业诞生于二十世纪六十年代，共经历了三个发展阶段：
①1965年～1978年：以计算机和军工配套为目标，以开发逻辑电路为主要产品，初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件；
②1978年～1990年：主要引进美国二手设备，改善集成电路装备水平，在“治散治乱”的同时，以消费类整机作为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化；
③1990年至今：以908工程、909工程为重点，以CAD为突破口，抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设，为信息产业服务，集成电路行业取得了新的发展，结束了我国计算机等电子产品的主要集成电路芯片依靠进口的历史．
在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上(包括一名)副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号．试列出真值表．
【解析】 设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C，裁判结果为Y，并且对于A、B、C，设：判上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．对于Y，设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．
根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 1 0 1
1 0 1 1
1 1 1 1
【答案】 见解析
实际问题中的逻辑关系，可分别用数字“1”和“0”简单表示事件的两种相反结果．
1.如下图所示，试判断这是一个什么逻辑门电路．A、B、C闭合时记“1”，断开时记“0”，P灯亮记“1”，不亮记“0”．试完成下列真值表．
A B C P
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
【解析】 由题图可知，开关A、B、C只要有一个合上，灯泡便亮．所以这个电路满足“或”门电路逻辑．即当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果．所以这是一个“或”门电路．其真值表如下表所示：
A B C P
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
【答案】 见解析
如下图所示表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题．
求：如下图所示中输出Y随时间变化的关系．
【解析】 如题图可以看出，输出Y是A、B的逻辑“与”关系的输出信号，因此，首先作出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系．
A、B、Y的真值表如下：
A(UA) B(UB) Y
1 1 1
1 0 0
0 1 0
1 1 1
0 0 0
1 1 1
0 1 0
0 1 0
1 0 0
UY随时间的变化如下图所示
【答案】 见解析
一般情况下，用“1”表示高电平，“0”表示低电平，只有正确地列出真值表，找出A、B的逻辑关系，才能列出Y的真值表，画出UY随时间的变化关系．
2.如下图所示表示输入端A、B的电势随时间变化的关系，如果它是与门的输入端，请在下图所示的坐标系中画出输出端的电势随时间变化的关系．
【答案】 如下图所示
如右图所示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．
【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，这一装置实际上是一个“或”门电路．
开关闭合及二极管不发光状态为“0”，开关断开及二极管发光状态为“1”．则开关状态及发光二极管发光状态对应如下表．虚线框内门电路的符号如下图所示.
S1 S2 发光状态
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
【答案】 见解析
要准确地对生活实例分析条件与结果之间的逻辑关系，就要熟记“与”、“或”、“非”三种逻辑关系意义，理解条件与结果之间的关系，以及对应的真值表，关于如何实现这些逻辑关系，则不需要掌握．
3．如右图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路，则图中X框、Y框中应是( )
A．X为热敏电阻，Y为可变电阻
B．X为热敏电阻，Y为开关
C．X为可变电阻，Y为热敏电阻
D．X、Y均为热敏电阻
【解析】 热敏电阻受热后，电阻减小，A端出现低电位，经过“非”门后使L两端出现高电位，产生报警信号．
【答案】 C
1．“与”门电路的特点：当输入都为“0”时，输出为 ；当一个输入为“0”另一个当输入为“1”时，输出为 ；当输入都为“1”时，输出为 ．
2．“或”门电路的特点：当输入都为“0”时，输出为 ；当一个输入为“0”另一个当输入为“1”时，输出为 ；当输入都为“1”时，输出为 ．
3．“非”门电路的特点：当输入为“0”时，输出为 ；当输入为“1”时，输出为 ．
“0”
“0”
“1”
“0”
“1”
“1”
“1”
“0”
1．(考查点：门电路的信号的理解)逻辑电路的信号有两种状态：一种是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示．关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是( )
A．“1”表示电压为1 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】 门电路的输入、输出信号都以电位高低来表示．若把高电位看成有信号，表示某个条件存在或信号能通过，且用符号“1”表示；把低电位看成无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，用符号“0”表示，所以“1”和“0”只是两个符号，是两种变量的两种可能的取值．故C选项正确．
【答案】 C
2．(考查点：复合门电路的真值表)如下图所示为两个“非”门和一个“或”门组成的一个复合门电路，请在下表中填写该门电路的真值表．
输入 输出
A B Y
【答案】
输入 输出
A B Y
1 0 1
0 1 1
0 0 1
1 1 0
3.(考查点：由电路判断门电路的种类)由某门电路构成的一简单控制电路如右图所示，其中R′为光敏电阻，光照射时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻受到光照射时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮．
(1)请在电路中虚线框内画出该门电路符号；
(2)该门电路是________．
【解析】 有光照射时，光敏电阻小，在输入端出现高电位，灯不亮．不受光照射时，光敏电阻大，在输入端出现低电位，灯亮．门电路应是“非”门．
练考题、验能力、轻巧夺冠(共51张PPT)
3．2 研究电流、电压和电阻
当我们闭合电灯、收音机、电视机、电风扇等家用电器开关时，家用电器便开始工作，里面就有电流通过，那么电流是如何形成的呢？电流流过导体时大小如何计算？……
1．基本定义
电荷的定向移动形成电流．
2．要点剖析
产生电流的条件
(1)有自由移动的电荷
金属导体中的自由电子，电解液中的正、负离子均为自由移动的电荷．
(2)导体两端存在电压
导体两端的电压使导体中形成电场，电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流．
导体两端的电压是瞬间的，在导体中形成瞬间电流；导体两端的电压是持续的，就在导体中形成持续的电流．导体两端没有电压，自由电荷做无规则的热运动，没有定向移动，也就没有电流．电源可在导体两端保持持续的电压．
3．思维拓展
电流“传播”速率
电流“传播”的速率不是自由电子定向移动的速率，而是电场的传播速率．金属导线中各处都有自由电子，电路一旦接通，导线中便以3×108米/秒的速率在各处迅速地建立起电场，在这个电场作用下，导线中各处的自由电子几乎同时开始做定向移动，整个电路中几乎同时形成了电流．
4．易误警示
通常情况下，气体几乎完全是由中性的原子或分子组成的，没有自由移动的电荷，因此它是不导电的，而空气在火花的作用下，或者用紫外线、X射线或放射性元素发出的放射线照射等，能使气体电离．气体电离时，分解成正离子和电子，还有一部分负离子，可见，气体中既有像金属中那样的电子导电，也有像电解质中那样的离子导电，所以空气在一定条件下也能导电．
3．要点剖析
(1)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向相反．但电流是标量．电流的磁效应、化学效应与电流的方向有关，电流的热效应与电流的方向无关，电流是表示电流强弱的物理量．
(2)电流的单位安(A)是国际单位制中的七个基本单位之一，也是电磁学中唯一的一个基本单位．
(3)方向不随时间而改变的电流叫做直流，方向和大小都不随时间而改变的电流叫做恒定电流，通常说的直流往往指恒定电流．
(4)电流的微观表达式为I＝nqSv.
如右图所示，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.
AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.
总电荷量Q＝Nq＝nlSq.
①同种电荷同向通过同一横截面时，电荷量q＝q1＋q2；
②同种电荷反向通过同一横截面时，电荷量q＝|q1－q2|；
③异种电荷同向通过同一横截面时，电荷量q＝|q1－q2|；
④异种电荷反向通过同一横截面时，电荷量q＝q1＋q2.
5．易误警示
导体中有电流时应区分三种速率
(1)金属导体中自由电子热运动的平均速率
大量自由电子无规则的热运动用热运动的平均速率(数量级为105m/s)来描述，但从宏观效果上看，没有电荷的定向移动，即没有形成电流．
(2)金属导体中自由电子定向移动的平均速率
自由电子的定向移动的速率很小．(数量级为10－3m/s)在有电流时，自由电子在速率很大的无规则热运动上加上一个速率很小的定向移动．
(3)电场传播速率
电路一接通，导线中以3×108 m/s速率在各处建立电场，自由电子在电场作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路就形成电流．
1．基本定义
电压：沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压．
电阻：导体具有的对电流阻碍作用的性质叫电阻．
2．要点剖析
(1)同一电流通过电阻越大的导体，导体两端的电压越大．
(2)电路中导线的电阻很小，一段导线两端的电压也很小，通常认为一段导线两端的电压为零．
(3)一段金属导体的电阻随温度的升高而增大，具体规律为R＝(1＋αt)·R0.
4．易误警示
(1)电路中沿电流的方向电势逐渐降低，是有条件的，只有在电源以外的电路中才成立，在电源的内部是不成立的．
(2)金属材料的电阻随温度的升高而增大，而有一些材料，比如半导体材料，它们的电阻随温度的升高而减小．
(3)三种求电流公式可对比理解
1．电路中电势变化的规律
提出问题 在电路中电势变化的规律如何
猜想与假设 正电荷在电场力的作用下总是从电势高处向电势低处运动，因此，沿电流方向电势应逐渐降低．电势降低的多少和两点间的电路的电阻应该有一定关系
进行实验与收集证据 1.测课本P62图3－14中相应两点间的电阻
2.用电压表测1中对应的两点间的电压
3.将测量结果写在课本P62图3－15中
分析与结论 1.电路中沿电流方向电势逐渐降低
2.电流流过电阻大的导体电势降低的多，电流通过电阻接近零的导线电势降低几乎为零，可忽略不计
2.金属电阻与温度的关系
提出问题 金属电阻与温度的关系有何关系
制定计划与设计实验 让一个干电池给几厘米长的白炽灯灯丝供电，用电流表测电路中的电流，加热灯丝，通过电流的变化可推知灯丝电阻的变化
进行实验与收集证据 灯丝加热后电路中的电流减小
分析与结论 灯丝加热后电路中的电流减小，说明灯丝的电阻增大．精确实验表明金属的电阻与温度间的关系为：R＝R0(1＋α)
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】 注意正确理解电流形成的条件及三种速率的区别．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
1.导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的．
2．电流强度是描述电流强弱的物理量，它有方向但是个标量．
1.下列说法中正确的是( )
A．导体中电荷运动就形成了电流
B．在国际单位制中，电流的单位是A
C．电流有方向，它是一个矢量
D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
【解析】 自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C错误．正确答案为选项B.
【答案】 B
【答案】 D
2.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？
②自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以截面S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面(如图)．这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，
所以Δt内通过截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt
综上可知，A、C正确．
【答案】 AC
【答案】 D
1．电流
(1)电荷的 移动形成电流，电流的方向规定为 ．负电荷的定向移动方向与电流方向 ．
(2)定义： ．
(3)公式： 单位有： ，换算关系是： .
定向
正电荷
的移动方向
相反
通过导体横截面的电量q跟通过这些电荷量所用
的时间t的比值称为电流
I＝q/t
A、mA、μA
1 A＝103 mA＝106 μA
2．电压
(1)定义：电路中沿电流的方向电势逐渐降低，导体两端的电势差又叫电压．
(2)公式：U＝
(3)单位： ，符号表示： .
3．电阻
(1)定义： ．
(2)公式：R＝ .
(3)单位： ，符号表示： .
IR
伏特
V
导体对电流的阻碍作用
U/I
欧姆
Ω
1．(考查点：电流的计算)一块石英手表正常工作时，通过表芯的电流为2 μA，则在24 h内通过表芯的电荷量是________，通过电子的数目是________．
【解析】 由q＝It得出24 h内通过表芯的总电荷量，而每个电子的电荷量为1.6×10－19C，可求得通过电子的数目．
【答案】 0.172 8 C 1.08×1018个
2．(考查点：对恒定电场、电流形成的认识)关于电流的形成，下列叙述正确的是( )
A．只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流
B．电源的作用可以使电路中有持续电流
C．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动
D．恒定电流是由恒定电场产生的
【解析】 电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的．电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现了恒定电场而产生恒定电流．
【答案】 BD
3．(考查点：对电流概念的理解)关于电流的概念，下列说法正确的是( )
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子的定向移动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D．电场的传导速率越大，电流越大
【解析】 A选项中没有考虑时间的因素；由I＝nqsv知，电流大小不仅与v有关，还与其他因素有关，故不能仅根据v的大小确定电流的大小，即B错；D选项中，电场的传导速率是定值，为光速c.
【答案】 C
【答案】 A
5．(考查点：伏安特性曲线的认识)如右图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是( )
A．导体的电阻是25 Ω
B．导体的电阻是0.04 Ω
C．当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 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】 ACD
练考题、验能力、轻巧夺冠(共55张PPT)
实验1 测定金属的电阻率
1．实验目的
(1)学会正确使用螺旋测微器；
(2)掌握伏安法测电阻的方法；
(3)测定金属电阻率．
②伏安法测电阻的两种电路
如右图(A)所示，电流表接在电压表两接柱外侧，通常叫做“电流表外接法”；如右图(B)所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫做“电流表内接法”．
(2)螺旋测微器的使用
①构造
如图所示为常用螺旋测微器的结构图．它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上．旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
②测量原理
螺旋测微器的螺距为0.5 mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，螺杆前进或后退一个螺距0.5 mm.若螺栓每转一格，螺杆前进或后退0.01 mm，可知，螺旋测微器的精确度为0.01 mm.
③读数
读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分，在可动刻度尺上读出不足0.5 mm的部分．读可动刻度示数时，还要注意估读一位，可用下式表示螺旋测微器的读数．
螺旋测微器的读数＝固定尺上读数＋可动尺上读数×精确度．
(3)滑动变阻器的两种接法
①两种接法的比较
限流接法 分压接法
电路图
闭合电键前滑片位置 使滑动变阻器所用的电阻最大(电阻R的电流最小)的位置，上图最左端 使滑动变阻器与负载R并联的电阻为零(R的电流、电压为零)处，上图滑片应位于最左端
②两种接法的选择
由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：
a．当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路；
b．若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法；
c．要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法．
3．实验器材
长度一定的被测金属电阻丝，毫米刻度尺，螺旋测微器，电流表，电压表，直流电源，滑动变阻器，电键，导线若干．
4．实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属电阻丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.
(2)按右图正确连接实验电路，注意使滑动变阻器的滑动端P先置于能使金属电阻丝两端电压为零的位置．
(3)用毫米刻度尺测出接入电路的被测金属电阻丝的有效长度l.
(4)闭合电键S，移动滑动变阻器的滑动端，读出几组电流表和电压表读数并记录，断开电路。
(5)根据测得的电流和电压数据计算出金属电阻丝电阻的平均值，代入电阻率的计算公式ρ＝πRd2/4l中，计算出金属电阻丝的电阻率．
5．注意事项
(1)测直径d时，应在三个不同位置各测量一次，求出平均值．
(2)导线长度l是连入电路中导线的有效长度，且用米尺测量三次求平均值．
(3)由于待测导线电阻较小，约为几欧，一般采用电流表外接法．
(4)测量时，电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免因发热使电阻率变化．
(5)伏安法测电阻时，应改变滑片的位置，读出几组电压、电流值，分别算出R值，再求平均值，或作U—I图线求出R的平均值．
6．实验拓展
(1)仪器选择
根据实验的原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三个原则：
①可行性原则．要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标．譬如，当要求测量一个电阻器的阻值时，就要根据要求的测量精度、实验室条件及本人已有的理论知识，确定是采用欧姆表还是采用伏安法．当采用伏安法测量时，还要根据电阻的规格(额定功率)选择电压表、电流表的量程；
②准确性原理．根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好，正如称一吨煤用磅秤即可，没有必要用精密天平称量一样，譬如，在“测定金属丝电阻率”的实验中，为保证测量结果的有效数字位数合适(2～3位)，测金属丝直径要用螺旋测微器，而测金属丝长度用毫米刻度尺即可，伏安法测金属丝电阻用2.5级电表(学生实验用)即可满足实验要求；
③方便性原则．实验时调节方便、便于操作．如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响．
在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的器材有：一节内阻不计的干电池，直径小于1 mm、长度约为80 cm、阻值约为3 Ω的金属丝，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最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1 500 Ω三种．可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示．则：
(1)螺旋测微器的示数是________mm；
(2)为减小电阻的测量误差，应选用图________所示的电路；
(3)为在测量中便于调节，应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器；
(4)电压表的量程应选用________V；
(5)电流表的量程应选用________A.
【解析】 (1)固定尺上的示数为0.5 mm，可动尺上的刻度数为(30.7±0.1)，所以螺旋测微器的示数为0.5 mm＋(30.7±0.1)×0.01 mm＝(0.807±0.001)mm.
(2)由于金属丝的电阻小，所以应采用电流表外接法，即选用图乙所示的电路．
(3)由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E＝1.5 V，所以用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器作限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化，进而便于操作．
(4)加在电压表两端的电压不超过1.5 V，所以电压表的量程应选用3 V.
【答案】 (1)0.807(0.806～0.808均可) (2)乙 (3)10 (4)3 (5)0.6
利用“伏安法”测电阻时，关键的是“内接法”与“外接法”的选择，具体依据见本节“实验原理”中相关的内容．
1.实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝的电阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等．
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：(请填写第②步操作)
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔，选择电阻挡“×1”；
②_________________________________；
③把红、黑表笔分别与螺线管金属线的两端相接，多用电表的示数如下图(a)所示．
(a)
(2)根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从下面的A、B、C、D四个电路图中选择________电路来测量金属丝电阻．
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如右图所示，金属丝的直径为________．
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为________m．(结果保留两位有效数字)
(5)他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．(只需写出简要步骤)
【解析】 本题实为“测定金属电阻率”实验原理的拓展：已知该金属的电阻率，若测出了其电阻和直径，便可由电阻定律求出其长度．因为该金属丝阻值较低，故应采用电流表外接法，又要求尽可能有较大的电压调节范围，则应采用分压接法，故D所示原理图正确．
【答案】 (1)②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮，调零 (2)D (3)0.260(0.258～0.262均可) (4)12或13
(5)①使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线有断路故障．
②使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线有断路故障．
材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内，α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属，如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．
已知在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5 Ω·m；在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3 ℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4 ℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．
【解析】 解法一 设所需碳棒的长度为L1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒长度为L2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)，ρ2＝ρ20(1＋α2t)．
画出R－t图线如图(1)所示，K1为图线斜率．
【答案】 3.8×10－3 m
对于创新类型题目中提供的信息[如本题中电阻率的规律：ρ＝ρ0(1＋αt)]要善于接受与应用，提高利用新信息解决问题的能力．
2．某研究性学习小组设计了如右图所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱．
(1)实验时，闭合K之前应将R的滑片P置于________(填“C”或“D”)端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置________(填“1”或“2”)．
(2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如下图所示(不计由于通电导致的化学变化)．实验中Rx的通电面积为20 cm2，长度为20 cm，用内接法测得Rx的阻值是3 500 Ω，则其电阻率为________ Ω·m，由图中对应曲线________(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为________%.(结果保留两位有效数字)
【解析】 综合运用电路实验、电阻定律和图像知识解答．解题过程：对于分压式电路，闭合开关K前要使测量电路电压最小，所以滑动变阻器滑片P应该置于D端．开关K1置于1时，电压表直接接在待测电阻两端，属于电流表外接法．由电阻定律Rx＝ρL/S可得，电阻率ρ＝RxS/L＝35 Ω·m.因内接法测得的电阻较大，电阻率也较大，则由题图中曲线1可知电阻率为35 Ω·m时，对应的溶液浓度约为0.015%.
【答案】 (1)D 1 (2)35 1 0.015(0.014至0.016间的数据皆可)
本实验的主要步骤为：
1．用 测量金属导线的直径d；
2．用 测量接入电路中的被测导线的长度L；
3．按照电路图连接好电路，注意滑动变阻器要调在适当的位置(此图中调在最左端)，用 和 测导体的电阻R；
螺旋测微器
毫米刻度尺
电压表
电流表
4．闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一恰当的读数，并记录下来；
5．继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表、电压表的读数；
6．打开开关S，拆除电路，整理好实验器材；
1．(考查点：螺旋测微器的使用)用螺旋测微器测量某物体的外径时( )
A．可以准确到百分之一毫米
B．可以准确到千分之一毫米
C．可以测量到百分之一毫米
D．可以测量到千分之一毫米
【答案】 AD
【解析】 四个选项中涉及的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方．
【答案】 A
3．(考查点：实验的误差分析)做“测定金属的电阻率”实验时，为了减小误差，应当采取的措施有( )
A．用螺旋测微器精确量度金属丝的直径
B．用卡尺精确量度金属丝的直径
C．多等一会待电流稳定后读出电流、电压数值
D．通电后尽快读出电流、电压数值
【解析】 一般使用的金属丝长约50 cm，直径不到1 mm.量长度l时，用米尺可精确至1 mm.用卡尺测量，可精确到0.1 mm，用螺旋测微器，可精确到0.01 mm，用螺旋测微器测直径精确，选项A正确，选项B错误．
量度电压U、电流I时，应当快一些，待电表稳定后尽快读数．这是因为通电后导线发热、温度升高．如果经过较长时间再读数，会得到较大的电阻值．测量时，通电并迅速读出表盘上的示数，然后断电，选项C错误，选项D正确．
【答案】 AD
4.(考查点：实验原理及应用)如右图所示，P是一根表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长管L为50 cm左右，直径D为10 cm左右)，膜的电阻率为ρ，管的两端有导电箍MN，现有米尺，电压表V，电流表A，电源E，滑动变阻器R，开关S和若干导线，请设计一个测定膜层厚度d的实验方案．
(1)实验中应测量的物理量：__________________________.
(2)画出测量电路图．
(3)计算膜层厚度的公式是：_____________________.
5．(考查点：实验原理及应用)有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图甲所示．此金属管线长约30 cm，电阻约10 Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1(600 mA,1.0 Ω)
D．电流表A2(3 A,0.1 Ω)
E．电压表V(3 V,6 kΩ)
F．滑动变阻器R1(2 kΩ，0.5 A)
G．滑动变阻器R2(10 Ω，2 A)
H．蓄电池E(6 V,0.005 Ω)
I．开关一个，带夹子的导线若干
(1)上述器材中，应选用的器材有__________(只填代号字母)．
(2)在虚线框中画出你所设计的电路图，并把图乙的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值．
(3)实验中要测量物理量有：________________________，计算金属管线内部中空部分截面积S0的表达式为：S0＝________.
【解析】 (1)采用伏安法测样品的电阻，首先选择出唯一性必选的器材，如A、B、E、H、I.因样品电阻约10 Ω，又要求多测几组数据，故应采用分压式控制电路，滑动变阻器应选R2，这样测量电路的电压可控性强．电压表量程为3 V，则样品的最大电流为300 mA，电流表只能选A1.
(2)电路图及实际测量电路如下图所示．
【答案】 (1)ABCEGHI (2)电路图及实际测量电路见解析
(3)样品的长度L，电压表示数U，电流表示数I a2－ρIL/U(共37张PPT)
3.4 多用电表电路分析与设计
多用电表在各种电器设备的维修检查中，有着广泛又重要的应用，一块多用电表只有一块表头，它却能测量电流、电压、电阻等多类物理量，其中的奥妙在哪里？本节内容会使我们体会到多用电表在设计上的独具匠心！
1．要点剖析
(1)构造：主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成．(第五章详细学习)
(2)原理：当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，指针的偏角与通过电流表的电流成正比．(第五章详细学习)
(3)参数：①表头内阻Rg；②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流；③满偏电压Ug：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug.由欧姆定律可知Ug＝IgRg，如上图所示．
Ig、Ug一般较小，若通过电流表的电流大于Ig，电流表很容易烧坏．
2．思维拓展
(1)读数：首先看量程，再注意格数，换算出每格所对应的测量量的数值．
(2)是否估读：在实验中，测量时要按照有效数字的规则来读数．而测量仪器的读数规则为：测量误差出现在哪一位．读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数：
①最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读．如最小刻度是1 mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之一毫米；
②最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读．如学生用的电流表为0～0.6 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.学生用的电压表量程为0～15 V，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.
3．易误警示
小量程的电流表G的满偏电流Ig、满偏电压Ug一般较小，并不是说其内阻很小．电流表G的灵敏度取决于其通过单位电流时，指针偏转角度的大小，(电流用I表示，指针偏转角度用θ表示，θ/I越大，灵敏度越高)，因此，为了提高灵敏度以测量微弱的电流，一些表头的线圈要绕很多匝数，其内阻自然会因匝数的增多而增大．毫安表、微安表的内阻可以达到几欧、几十欧甚至更大．
1．要点剖析
(1)电流表改装成电压表
①电流表改装电压表的原理：将电流表的示数根据欧姆定律Ug＝IgRg换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程Ug很小．如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如右图所示．
④表盘刻度的改换
当通过电流表的电流为I时，电压表两端电压U＝IRV，显然，U∝I，因此，只要将电流表的电流刻度值按U＝IRV换算成电压刻度值，就可以测量较大电压，如下图所示．
(2)把小量程的电流表改装成大量程的电流表
①电流表改装的原理：给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程，如右图所示．
(2)当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即电表的内阻对电路的影响不能忽略时)，电流表看成一个小电阻，其示数为流过此电阻的电流，电压表看成一个大电阻，其示数为此电阻两端的电压．
3．易误警示
(1)电压表与电流表的联系与区别
联系 区别
改装方法 使用方法 特点
电压表 都是用电流表G改装而成的 串联电阻分压 与被测电路并联 内阻很大
电流表 并联电阻分流 与被测电路串联 内阻很小
(2)由于受习惯性的影响，总是把实际电压表看做理想电压表，或是把实际电流表作为理想电流表处理．从而导致在处理实际问题时出现错误．为避免这一错误的产生，同学们一定要注意表头的工作原理——由于有电流通过造成了指针的偏转，所以实际电压表实质是一个电阻很大的电器元件．掌握了这一知识点，就能对电路进行正确分析．
一个电流—电压两用表的电路如右图所示，小量程电流表G的量程是0.001 A，内阻是100 Ω，两个电阻的值是R1＝9 900 Ω，R2＝1.01 Ω.问：
(1)双刀双掷电键接到哪边是电流表，接到哪边是电压表？
(2)电流表、电压表的量程各是多大？
所以作为电流表时的量程为：I＝Ig＋I′＝(0.001＋0.099) A＝0.1 A.
当电键接到a、b上时，电阻R1与小量程电流表G串联，原电路可简化如图乙所示．
甲 乙
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.
【答案】 (1)见解析 (2)0.1 A 10 V
电流表G改装成电压表要串联分压电阻；若扩大电流表的量程，应并联分压电阻．
如下图所示是双量程电压表，表头内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，求R1和R2.
【答案】 R1＝9 500 Ω R2＝90 000 Ω
1．将电流表改装成电压表需 一个电阻．
2．将电流表改装成大量程的电流表，需 一个电阻．
串联
并联
1．(考查点：电流表改装成电压表的原理)两只完全相同的灵敏电流计改成量程不同的电压表V1、V2，如将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表( )
A．读数相同
B．指针偏转的角度相同
C．量程大的电压表读数大
D．量程大的电压表读数小
【解析】 电流表改装成电压表后，量程大的内阻大．两改装后的电压表串联在一起去测电压，每个表两端的电压与其内阻成正比，所以量程大的电压表读数大．两电压表串联，流过两电压表的电流相等，即流过电压表内部的表头的电流相等，所以指针偏转的角度相等．
【答案】 BC
2．(考查点：串并联电路分析)如右图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻．当a、b间的电压为4 V时，电流表的指针刚好满偏(指针指在刻度盘的最大值处)．当a、b间的电压为3 V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是( )
①保持R2不变，增大R1 ②增大R1，减小R2 ③保持R2不变，减小R1 ④增大R2，减小R1
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
【解析】 当a、b间的电压为3 V时，要使电流表G的指针满偏，则使G和R1的并联总电阻增大或者使R2减小，故①②可以，选A.
【答案】 A
3．(考查点：电表改装综合问题)如右图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是( )
①甲表是电流表，R增大时量程增大 ②甲表是电流表，R增大时量程减小 ③乙表是电压表，R增大时量程增大 ④乙表是电压表，R增大时量程减小
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
【解析】 由电表的改装可知，电流表应是G与R并联，改装后加在G两端的最大电压Ug＝IgRg不变，所以并联电阻R越大，I＝Ig＋IR越小，即量程越小．对于电压表，应是G与R串联，改装后量程U＝IgRg＋IgR，可知R越大，量程越大，故正确选项为C.
【答案】 C
4．(考查点：多用电表的原理)用多用电表测直流电压U或测电阻R时，若红表笔插入多用电表的正(＋)插孔，则 ( )
A．前者(测电压U)电流从红表笔流入多用电表，后者(测电阻)从红表笔流出多用电表
B．两者电流都从红表笔流入多用电表
C．两者电流都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
5.(考查点：多用电表的原理)欧姆表电路及刻度盘如右图所示，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，则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
练考题、验能力、轻巧夺冠(共45张PPT)
3．3 探究电阻定律
说到电路，一定离不开电阻．这是因为各种各样的电阻器(如下图所示)都有电阻，连接电路元件的导线也有电阻．
收音机的音量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制系统、一些台灯的亮度调节等都要用到电位器，你知道电位器是根据什么原理制造的吗？
1.注意各量的物理意义：l为导体的长度，针对电流方向而言；S是导体的横截面积，针对垂直电流方向而言；ρ为比例常数，与导体的材料和温度有关，称为电阻率．
2．单位的统一性：在国际单位制中l—m，S—m2，R—Ω，由此可导出ρ —Ω·m.
3．适用条件
温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液．
4．应用技巧
(1)求形状改变但体积不变的导体的电阻．此类问题的关键是弄清长度、截面积的含义及改变情况．
(2)用等效法求电阻．
3．要点剖析
(1)各种材料的电阻率在数值上等于在常温(20 ℃)、长1 m、横截面积为1 m2的导体的电阻．
(2)在国际单位制中电阻率单位是欧姆·米，符号Ω·m.
(3)各种材料的电阻率都随温度而变化．
金属的电阻率随温度的升高而增大，应用这一特点，制成电阻温度计．
有些材料的电阻率随温度升高反而减小(如半导体和绝缘体)．
某些合金电阻率几乎不受温度的影响，应用这一特点，制成标准电阻．
(4)超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫做超导现象，处于这种状态的导体叫做超导体，现阶段，出现超导的材料最高转变温度是－173 ℃.
4．思维拓展
(1)电阻率和电阻的区别与联系
①电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大；电阻率反映制作导体的材料的导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．
②导体的电阻大，导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小．
(2)电阻率的决定因素：由材料的种类和温度决定，与材料的长短、粗细无关．但有的材料的电阻率并不受温度的影响，常用来制作标准电阻．
5．易误警示
(1)电阻的大小由ρ、l、S共同决定，当电阻的形状发生改变时，l和S都发生变化．在实际解题中往往忽略其一而导致错解，讨论电阻形状改变问题时应抓住：①ρ不变；②总体积不变．
1．基本定义
(1)串联：将电阻首尾顺次接入电路的连接方式叫电阻的串联．
(2)并联：将电阻并列地接入电路的连接方式叫电阻的并联．
(3)混联：电阻向既有串联关系也有并联关系的连接方式叫电阻的混连．
探究电阻定律
提出问题 研究导体电阻与导体长度、导体横截面积、导体材料的关系
猜想与假设 研究导体电阻与导体长度、导体横截面积、导体材料有关系，具体的定量关系，可以通过控制变量法进行确定
进行实验与收集证据 1.研究导体电阻与导体长度的关系：两根锰铜导线横截面积相同，但长度不同，分别测出它们的长度与电阻，得出导线电阻与导线长度的关系
2.研究导体电阻与导体横截面积的关系：两根镍铬导线长度相同，但横截面积不同，分别测出它们的横截面积与电阻，得出导线电阻与导线横截面积的关系
3.研究导体的电阻与导体材料的关系：取长度相同，横截面积也相同的锰铜导线和镍铬导线，分别测出它们的电阻，得出导线电阻与导体材料的关系
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
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
两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？
【答案】 16∶1
某导体形状改变后，因总体积不变，电阻率不变，当长度l和面积S变化时，应用V＝Sl来确定S和l在形变前后的关系，分别应用电阻定律即可求出l和S变化前后的电阻关系．
2.一根阻值为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
【答案】 CD
一根长为L＝3.2 m、横截面积S＝1.6×10－3 m2的铜棒，两端加电压U＝7.0×10－2 V．铜的电阻率ρ＝1.75×10－8 Ω·m，铜内自由电子的体密度为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平均速率．
【答案】 (1)2×103 A (2)2.2×10－2 V/m
(3)0.9×10－5 m/s
电阻定律给出了导体电阻与哪些因素有关，而电阻的定义公式则是测量导体电阻的方法．二者同样都是计算电阻，但要注意物理意义的不同．
3.横截面直径为d，长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是( )
A．电压U加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
B．导线长度l加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
C．导线截面的直径加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
D．导线截面的直径加倍时，自由电子定向运动的平均速率加倍
【答案】 C
1．探究导体电阻与其影响因素的定量关系
(1)探究方案一：(实验法)
①在长度、横截面积、材料三个因素中，保持其中 因素不变，比较第三个因素对电阻的影响，这种方法叫做控制变量法．
②通过实验发现：导体的电阻与长度成 ，与横截面积成 ，还与材料有关．
两个
正比
反比
(2)探究方案二：(逻辑推理法)
利用学过的电阻的串并联知识进行逻辑推理，探究导体的电阻与长度成 与横截面积成 ，然后再通过实验探究导体电阻与材料的关系．
正比
反比
2．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 ，导体的电阻还与构成它的材料有关．即R＝ .
(2)电阻率：上式中的ρ是比例系数．它与导体的材料有关，是表征材料 的物理量，在l、S一定的条件下，ρ越大，导体的电阻R ，ρ叫做这种材料的电阻率．单位是 .
正比
反比
性质
越大
Ω·m
1．(考查点：电阻定律的理解)电熨斗的温度低了，为了提高其温度，可采用下列哪些方法( )
A．换一根同样材料、同样粗细但长度长些的电阻丝
B．换—根同样材料、同样粗细但长度短些的电阻丝
C．换一根同样材料、同样长度但细些的电阻丝
D．换一根同样材料、同样长度但粗些的电阻丝
【答案】 BD
2．(考查点：电阻定律的应用)一只鸟站在一条通电的铝质裸导线上．已知导线的横截面积为185 mm2，导线上通过的电流为400 A，鸟的两爪间的距离为5 cm，求鸟两爪间的电压．(已知ρ铝＝2.9×10－8 Ω·m)
【答案】 3.12×10－3 V
练考题、验能力、轻巧夺冠(共49张PPT)
现代社会人类的生产生活离不开电能，电能的输送需要输电电路；从家用电器到生产中的自动控制，其关键部件是集成电路；各种电路的检查与维修又都离不开用来测量电路的多用电表，它的电路又如何？本章就学习上述电路的问题，本章的课程标准详解如下：
(1)初步了解多用电表的原理．通过实际操作学会使用多用电表．本条目要求让学生在实际操作中学习多用电表的使用方法．能用多用电表作为测量工具，判断半导体二极管的正负极，光敏电阻和热敏电阻的电阻特性，电容器的容量和漏电情况等．还可以练习用多用电表判断电路故障．
(2)通过实验，探究决定导体电阻的因素，知道电阻定律．本条目要求让学生通过实验，探究导体电阻与材料、长度以及横截面积的定量关系，知道电阻定律及其表达式，了解导体电阻率的概念，认识到导体的电阻率与温度有关，学习实验数据的处理方法．
(3)通过实验，观察门电路的基本作用．初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用．本条目的第一点要求是让学生通过基本门电路(与门、或门和非门)的实验，观察并了解门电路的基本作用．第二点要求让学生知道逻辑电路的基本原理，体会逻辑电路在自动控制中的作用．
(4)初步了解集成电路的作用．关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．
3．1 学习使用多用电表
在实际生活中，大家都经常遇到一些电路问题．比如在晚上正想看电视转播，却发现荧光屏不亮；正需要做饭时，却发现电热锅不热；一根有绝缘皮的电源线，需要检查是否是中间断路；一只小灯泡不亮需要检查是否是灯丝断路……生活中的这些问题需要用到电压表、电流表、欧姆表来检查故障．本节我们就学习集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器——多用电表的原理与使用．
要点剖析
(1)多用电表的多种测量功能
多用电表是一种多用仪表，一般可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．表的上半部是表盘，表盘上有电阻、电流、电压等各种量程的刻度．
(2)多用电表面板上的主要功能旋扭
下半部是选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程．另外，上图中的1是机械调零螺丝、2是欧姆调零、3是表笔插孔．
1．准备
(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
2．测电压
(1)将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池的电压．
(2)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V的交流电压．
3．测电流
将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流．
4．测电阻
(1)将选择开关置于欧姆表的“×1”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．
(2)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔．
(3)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较．
5．判断二极管的极性
(1)首先弄清两个问题：
①二极管的单向导电性．如下图所示，电流从正极流入时电阻较小，从正极流出时电阻较大．
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．
(2)测正向电阻：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，(如下图所示)．读出欧姆表指示的电阻数值．乘以倍率，记下正向阻值．
测二极管正向电阻 测二极管反向电阻
(3)测反向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×1 000”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(如上图所示)，读出欧姆表指示的电阻数值．乘以倍率，记下反向阻值．
(4)比较上述两次测量的结果，发现二极管的正向电阻很小而反向电阻很大，可以根据这个特性判断二极管的正负极．
(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．
6．注意事项
(1)多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度．若有偏差，应调整机械零点．
(2)合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近．
(3)测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔．
(4)合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近．
(5)换用欧姆挡的量程时，一定要重新调整欧姆零点．
(6)要用欧姆挡读数时，注意乘以选择开关所指的倍数．
(7)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．长期不用，应将多用电表中的电池取出．
7．误差分析
(1)使用多用电表测电阻时，误差主要是由于刻度线不均匀而造成的，同时电池用旧时由于电动势(以后学习)下降也会使读数偏大．
(2)用多用电表测电流、电压时，误差主要来自表内阻的影响，使所测电流、电压值均小于实际值．
8．电学“黑箱子”问题的分析方法
一般的“电路黑箱”有四种：一是纯电阻黑箱；二是纯电源黑箱；三是由电阻和电源组成的闭合电路黑箱；四是含电容、二极管的黑箱．
为了根据对黑箱外部接线柱的测试结果判定黑箱内部元件的种类和电路的连接方式，除了应熟悉电路的基本规律之外，还必须善于利用电压表和多用电表欧姆挡进行测试(注意：若用欧姆表测试，必须先用电压表判定盒内无电源后才能进行)，并对结果做出正确的分析和判断，判断的依据如下：
(1)电阻为零——两接线柱由无阻导线短接．
(2)电压为零，有以下可能：
①两接线柱由无阻导线短接；
②两接线柱中至少有一个与电源断路；
③两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组．
任意两接线柱之间的电压均为零——盒内无电源．
(3)电压最大——两接线柱间有电源．
(4)正向和反向电阻值相差很大——两接线柱之间有二极管．
(5)有充放电现象(欧姆表指针先偏转，然后又回到“∞”刻度)——两接线柱之间有电容器．
利用多用电表探测黑箱内电学元件操作程序如下：
做出初步判断后，再根据各接点间的测量数据进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件(电阻、电池、二极管等)，最终确定元件的位置和连接方式．
如下图所示为JO411多用电表示意图．图中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：
(1)调节可调部件______使电表指针指向____________；
(2)调节可调部件B，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，调节可调部件________，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 kΩ～25 kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“ ×1 k”的位置．此时还必须重复步骤________，才能进行测量，若电表读数如上图所示，则该待测电阻的阻值是________．
【解析】 (1)A 左边零刻度处
(2)Ω×100(让指针指在中间刻度附近，应选“×100”的倍率挡)
(3)C 右边最大刻度处 (5)(3) 22 kΩ
【答案】 见解析
要熟练掌握多用电表的电压、电流、欧姆挡的使用及测量方法，特别是欧姆挡的使用，要注意其测量步骤、挡位选取、调零等．
1.欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联组成的，有关欧姆表的使用和连接，叙述正确的是( )
A．测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零
B．红表笔与表内电池正极相接，黑表笔与表内电池负极相接
C．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接
D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大
【解析】 每次测量电阻之前都要将电阻调零，所以A正确．由欧姆表内部结构知B错误，C正确．测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，对应的待测电阻阻值越小，D错误．
【答案】 AC
某同学用多用电表测电阻Rx，所用多用电表的欧姆挡有×1、×10、×100、×1 k四挡，他粗测时用×100挡，调零后测量时发现指针偏转角度太小，为了获得较为准确的测量值，他的正确做法是
________________________________________________________________________．
【解析】 用×100挡测量时指针偏转角太小，说明未知电阻的阻值太大，因此正确做法是把选择开关扳到×1 k挡位，再把两根表笔短接，调节调零电阻，使指针指在电阻刻度的零位上，然后把两根表笔分别与Rx的两端相接，方可读出较准确的示数．
【答案】 见解析
空置状态的欧姆表指针在“∞”位置．因此指针偏转角太小，说明待测电阻太大，反之，指针偏转角太大，说明待测电阻太小，这两种情况都不便于读出准确示数，通常表头指针指在中间刻度附近，可读出较准确数值．就本题来说很容易忽视换挡后重新调零．这是值得注意的问题．
2.某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，指针指示位置如右图所示，则此电阻阻值是________．如果要用此多用电表测量一个约200 Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是________．
【答案】 1 200 Ω ×10 Ω
如下图(a)所示，A、B、C、D为一个电学黑箱的四个接线柱．已知A、B间没有直接接入任何电学元件，A、C间、C、D间和B、D间分别接入一个电学元件．
某同学用一只多用电表和一个连接着灯泡的学生电源，如图(b)，分别对黑箱进行如下操作：
①用多用电表的直流电压挡测量A、B、C、D任意两点之间均无电压．
②用多用电表的欧姆挡对A、C接线柱进行正、反向测试，发现欧姆表的指针均先偏向“0 Ω”端，再返回来退到“∞”端，且越退越慢；C、D间的正、反电阻相同且都很小；B、D间的正向电阻很小，而反向电阻却很大．
③将图(b)中的学生电源拨到直流挡，H接正极，F接负极．将E、F分别接B、D时，灯正常发光；E、F分别接D、B时，灯不亮．将E、F分别接C、D和D、C时，都能看到灯逐渐亮起来．将E、F接A、C和C、A时，灯均不亮．
请你根据以上叙述，在图(a)中画出黑箱中的电路．
【解析】 (1)“用多用电表的直流电压挡测量A、B、C、D任意两点之间均无电压”，说明箱内无电源．“用多用电表的欧姆挡对A、C接线柱进行正、反向测试，发现欧姆表的指针均先偏向‘0 Ω’端，再返回来退到‘∞’端，且越退越慢．说明A、C接线柱间接有一电容器，因为电容器充电时的电阻很小，而达到稳定时相当于断路，其电阻为无穷大．
(2)③中“将题图(b)中的学生电源拨到直流挡，H接正极，F接负极．将E、F分别接B、D时，灯正常发光；E、F分别接D、B时，灯不亮”，说明B、D间有一个二极管，且B端接二极管正极．“将E、F分别接C、D和D、C时，都能看到灯逐渐亮起来”，说明C、D间接的是一电感线圈，因电感在接通的一瞬间，将产生一阻碍电流变化的电动势，使得电流逐渐增大．“将E、F接A、C和C、A时，灯均不亮”，进一步证实A、C接线柱间接的是一电容器．
【答案】 电路图见解析
使用多用电表探测电学“黑箱子”问题，首先要利用电压挡检测“黑箱子”内有无电源，再利用“欧姆挡”检测“黑箱子”内电路的连接情况．
3．把一个电阻和一个半导体二极管分别与接线柱A、B、C连接，元件放在盒子里，盒外只露出接线柱，如右图所示．现用多用电表欧姆挡进行测量，结果是：
(1)A、C间，将表笔调换，前后读数相同．
(2)B、C间，红表笔接B、黑表笔接C时，读数很小；调换表笔，读数很大．
(3)A、B间，红表笔接A、黑表笔接B时，读数很大；调换表笔，测得读数与A、C间读数很接近．
根据以上结果，请画出盒内的电路图．
【解析】 根据(1)可分析出A、C间接有一个电阻．
根据(2)分析B、C间的情况及由二极管的单向导电性可知，B、C间接有一个二极管，且B接负极，C接正极．
根据(3)分析可进一步确认上面的判断．
【答案】 电路图见解析
1．多用电表使用时，应将“红、黑表笔”分别插入多用电表的 、 接线孔．
2．多用电表可测量的主要物理量有 、 、 ，另外多用电表还可判断二极管的 ．
“＋”
“－”
电流
电压
电阻
极性
1．(考查点：多用电表表盘刻度)关于欧姆表表盘上的刻度，下列叙述中正确的是( )
A．零刻度在右端，整个刻度盘均匀等分
B．零刻度在右端，整个刻度盘不均匀
C．零刻度在左端，整个刻度盘均匀等分
D．零刻度在左端，整个刻度盘不均匀
【答案】 B
2．(考查点：多用电表使用注意事项)右图中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】 将S断开，多用电表的两个表笔，接入电路时应遵循“红正黑负”的原则，红表笔接在a处，黑表笔接在b处，所以C选项正确．
【答案】 C
3．(考查点：欧姆表使用注意事项)用多用电表欧姆挡测电阻时，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，应先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，应当用两个手分别将两个表笔及电阻的两端紧紧捏在一起
【解析】 在进行电阻测量前必须要欧姆调零，而且只要换挡也必须要重新调零，但是如果不换挡，进行多次测量，就不需要重新调零，因此A错误，B正确；在进行测量时，待测电阻一定要与其他元件断开，否则会造成测量不准确，则C正确；测量电阻时两手不能与表笔及电阻的金属部分相接触，否则会造成测量误差，故D错误．
【答案】 AD
4．(考查点：多用电表的读数)某同学用多用电表欧姆挡测量某一金属丝电阻阻值，将选择开关旋到×100挡，欧姆表的示数如图，则金属丝电阻的阻值约为________Ω.如果想测量的更精确些，应把选择开关旋到________挡．
【答案】 200 ×10
练考题、验能力、轻巧夺冠(共36张PPT)
实验2 描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律．
2．实验原理
(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线．测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出I－U曲线．
(2)实验电路如下图所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法．
3．实验器材
小灯泡，4 V～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸．
4．实验步骤
(1)连接电路：将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如右图所示电路．
(2)测出小电珠在不同电压下的电流．
移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.
U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6
I/A
U/V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8
I/A
(3)画出伏安特性曲线．
①在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系；
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点；(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)
③将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小电珠的伏安特性曲线；
④拆除电路、整理仪器．
5．注意事项
(1)电路的连接方式
①电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大；
②滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小电珠两端的电压能从0开始连续变化．
(2)闭合电键S前，滑动变阻器触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，从而使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小电珠两端因电压过大而烧坏灯丝．
(3)I－U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差．
(4)电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程，若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程．
(5)保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加到额定值，记录I后马上断开开关．
(6)误差较大的点要舍去，I－U图象应是平滑曲线而非折线．
6．误差分析
(1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差．
(2)测量时读数带来误差．
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．
在描绘小灯泡的伏安特性曲线时采用如右图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表示数变化而电压表指针不动，下列原因中可能的是( )
A．灯泡中灯丝已烧断
B．滑动变阻器滑片接触不良
C．灯泡内部短路
D．滑动变阻器A端接触不良
【解析】 电流表示数变化，说明该电路是通的；而电压表指针不动，由U＝IR，只能说明电阻已短路(R＝0 Ω)．
【答案】 C
故障分析题关键是要依据已知条件进行合理的分析推理．
1.在例1中，若电压表示数变化而电流表指针基本不动，答案如何？________.
【解析】 电压表示数变化，说明变阻器、电流表都是完好的，若电灯也完好则电流表示数应有明显的变化，电流表指针基本不动说明电灯灯丝已断，通过电流表的电流只是通过电压表中的微弱电流，因此选项A正确．
【答案】 A
一般情况下，导体的电阻会随着温度的改变而改变．某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系，得到了如下一组实验数据：
I/A 0 0.040 0.072 0.094 0.116 0.156 0.182
U/V 0 0.75 1.38 1.80 2.30 3.20 4.30
I/A 0.195 0.210 0.220 0.230 0.248 0.264 0.280
U/V 5.00 6.10 7.20 8.30 10.30 12.30 14.30
请完成下列工作：
(1)在右图的方格纸中画出电流与电压的关系图线．
(2)实验过程中用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器(最大阻值为30 Ω)、电压表(量程15 V，内阻约104 Ω)、电流表(量程0.6 A，内阻约0.01 Ω)、开关一只及导线若干，请在下图中按实验要求连接实物接线图．
(3)从图线和实验数据均可看出，当该灯泡两端的电压大于3.2 V时，灯泡的阻值会发生明显的改变，通常我们把小于3.2 V的图线区域叫做线性区域，大于3.2 V的图线区域叫做非线性区域，那么当该灯泡正常发光时，其电压值是在线性区域还是在非线性区域？为什么？
【答案】 (1)如下图所示
(2)如下图所示
(3)在非线性区域，因为灯泡正常工作时，灯丝的温度为上千摄氏度，因此肯定在非线性区域
作I－U图象时，要根据题目提供数据的情况，选取合适的坐标刻度．
2.某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如下一组U－I数据：
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 0.20 0.060 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
灯泡发
光情况 不亮 微亮 渐亮 正常
发光
(1)试在下图上画出U－I图线．当U＜1.40 V时，灯丝电压与电流成________比，灯丝电阻________；当U＞1.40 V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度的升高而________．
(2)从图线上可以看出，当小灯泡功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化是__________________________．
(3)实验结果表明，导体的电阻随温度的升高而________________________________________________________________________．
【答案】 (1)见右图(可从原点画起) 正 不变 增大
(2)开始几乎不变，后来逐渐增大
(3)增大
本实验的主要步骤有：
1．连接电路：将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关用导线连接成如右图所示的电路．
2．测出小灯泡在不同电压下的电流．移动 位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入已经画好的表格中．
滑动变阻器触头
3．画出伏安特性曲线．
(1)在坐标纸上以 为横轴，以 为纵轴，建立坐标系．
(2)在坐标纸上描出 对应的点．注意横纵坐标的比例标度选取要适中，以使所描图线占据 为宜．
(3)将描出的点用 连接起来，就得到小灯泡的伏安性曲线．
4．拆除电路，整理仪器
U
I
各组数据
整个坐标纸
平滑的曲线
1．(考查点：实验原理)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，将电压表、电流表连入电路，应( )
A．采用电压表外接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多
B．采用电压表外接法，因为小灯泡的电阻比电流表内阻大得多
C．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多
D．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻大得多
【答案】 C
2．(考查点：伏安特性曲线的应用)如右图所示是某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中画出的I－U曲线图．曲线上a、b、c表示小灯泡的三个状态，设这些状态所对应的小灯泡的电阻为Ra、Rb、Rc，消耗的电功率为Pa、Pb、Pc，则( )
A．Ra
C．Pa【答案】 ACD
3．(考查点：实际功率的求解)一灯泡的额定功率为P0，当加在灯上的电压等于额定电压的1/2时，灯上消耗的功率P应是( )
A．P＝P0/4 B．P＝P0/2
C．P＞P0/2 D．P0/2＞P＞P0/4
【答案】 D
4．(考查点：实验原理)下列说法正确的是( )
A．实验中电压表测量小灯泡两端电压，电流表测量通过灯泡的电流，若不考虑误差得到的U－I图线应是过原点的直线
B．实验中得到的图象不是直线，是测量误差造成的
C．实验中得到图象是曲线，是由于灯丝温度造成的
D．以上说法都不正确
【答案】 C
5．(考查点：伏安特性曲线)如右图所示为灯泡L1“220 V，100 W”，L2“220 V，60 W”的伏安特性曲线(I－U)图线，根据该图线可以确定L1、L2串联在220 V的电源上时，两灯泡的实际功率之比大约为( )
A．1∶2 B．3∶5
C．5∶3 D．1∶3
【答案】 D
6．(考查点：实验原理及应用)表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：
(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是下图中________(填“甲”或“乙”)．
U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
(2)在如下图所示的方格纸内画出小灯泡的U－I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而________(填“变大”“变小”或“不变”)．
(3)如右图所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为________A.
【解析】 (1)从表中数据可看出，灯泡两端电压可从零调节，这说明滑动变阻器应选用分压接法，故应选用甲图．
(2)在方格纸上根据U－I数据描点、连线，其U－I图象如下图所示．随U和I的增大，图线上各点与坐标原点连线的切线斜率越来越大，故其电阻变大．
(3)因流过R的电流是流b灯电流的两倍，所以流过a灯的电流是流过b灯电流的3倍，即Ia＝3Ib,3Ua＋Ub＝3 V，结合图象可知，当Ib＝0.07 A时，Ub≈0.3 V，此时Ia＝0.21 A，Ua＝2.6 V，
Ua＋Ub＝2.9 V≈3 V
所以Ib≈0.07 A.
【答案】 (1)甲 (2)U－I曲线见解析 变大 (3)0.07