資源簡介

1．電源和電流
核 心 素 養 定 位 物理觀念 了解電流的形成條件，知道電源的作用．
科學思維 理解電流的定義和電流方向的規定，會用電流的定義式分析相關問題．
科學探究 了解電流微觀表達式的推導過程，從微觀角度認識影響電流大小的因素．
科學態度 與責任 通過對電源和電流的學習，培養學生探究生活和生產中物理知識的意識．
一、電源
1．形成持續電流的條件：一是要有移動的________，二是導體兩端始終存在電勢差．
2．電源的作用：電源能把電子由正極搬運到負極，保持正、負極之間有穩定的電勢差．　　　　　　　通過非靜電力做功
二、恒定電流　　　　　　　　基本性質與靜電場相同
1．恒定電場：由________的電荷所形成的穩定的電場，叫作恒定電場．
2．恒定電流：大小、方向都不隨________變化的電流叫作恒定電流．
3．電流的強弱程度用________這個物理量表示．單位時間內通過導體橫截面(與導體垂直的截面)的電荷量越多，電流就________．用I表示電流，q表示在時間t內通過導體橫截面的電荷量，則有I＝.電流的單位是安培(國際單位制中的基本單位)，符號是A，常用的單位還有毫安(mA)和微安(μA)．
4．電流的微觀解釋：設導體的橫截面積為S，自由電子數密度(單位體積內的自由電子數)為n，自由電子定向移動的平均速率為v，則時間t內通過某一橫截面的自由電子數為________．由于電子電荷量為e，因此，時間t內通過橫截面的電荷量q＝________．根據電流的公式I＝，可以得到電流和自由電子定向移動平均速率的關系為____________．
【情境思考】
如圖是中國寧波公交使用的全球首創超級電容儲能式現代電車，該電車沒有傳統無軌電車的“辮子”，核心元器件是“3 V 　12 000 F”石墨烯納米混合型超級電容器，該電容器能反復充放電100萬次，使用壽命長達十年．根據上述材料判斷以下問題．
(1)電容器放電的過程中，電荷量逐漸減少，電容器的電容和兩極板間的電壓也逐漸減小．(　　)
(2)電容器充電的過程中，電荷量逐漸增加，電容保持不變．(　　)
(3)若標有“3 V　12 000 F”的電容器從電量為零到充滿電用時30 s，則充電的平均電流為3 600 A．(　　)
拓展 1　類比法理解電源的作用
拓展 2　直流電源和交流電源
(1)直流電源
直流電源的電流、電壓方向不隨時間作周期性變化，比如蓄電池、直流發電機、干電池、直流穩壓源．
(2)交流電源
電流電壓方向隨時間作周期性變化的裝置，如交流發電機．
拓展 3　恒定電場與靜電場的異同
(1)異：靜電場是由靜止的電荷產生的；恒定電場是由穩定分布的電荷產生的．
(2)同：都是由電荷產生；恒定電場與靜電場都不隨時間變化；對電荷有力的作用；電勢、電勢差及其與電場強度的關系同樣適用．
拓展4　
[教材問題]
STSE
電池的容量：電池放電時輸出的總電荷量，通常以“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)作單位．手機電池的容量可達6 000 mA·h.
拓展5　
如圖所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷，每米電荷量為q′.當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為多大？
提示：在運動方向上假設有一截面，則在t時間內通過截面的電荷量為q＝vt·q′，則等效電流I＝＝vq′.
目標一　電流的理解和計算
【導思】——————————————————○
如圖所示，在裝有導電液體的細管中，有正、負兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內通過細管某截面的正電荷為q1，通過此截面的負電荷為q2.
(1)怎樣確定通過導電液體中電流的方向？
(2)如何計算導電液體中電流的大小？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【歸納】——————————————————○
1．電流的大小
定義式：I＝.用該式計算出的電流是時間t內的平均值．對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等．
2．對電流的理解
(1)電流雖然有方向，但它是標量，其計算遵循代數運算法則．
(2)在外電路中電流方向由電源正極到電源負極，在電源內部電流方向由電源負極到電源正極．
(3)I＝是電流的定義式，或者說是求解電流的一種方法，電流I與q、t無正反比關系．
(4)一點說明：電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流的方向是相同的，應用I＝求電流時，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和．
【典例】——————————————————○
例1 下列說法正確的是(　　)
A．電源的作用是使電路中產生電荷
B．電源的作用是使電路中的電荷發生定向移動
C．只要電路中有電源，電路中就會形成持續的電流
D.導線中的電場是由電源兩極在空間直接形成的
例2 如圖所示，某同學設計了一種利用放射性元素衰變的電池．該電池采用金屬空心球殼結構，在金屬球殼內部的球心位置放有一小塊與球殼絕緣的
放射性物質，放射性物質與球殼之間是真空．球心處的放射性物質向四周均勻發射電子，電子的電荷量為e.已知單位時間內放射性物質射出的電子數為N，在金屬殼外表面有一塊較小的圓形S，面積為金屬殼表面積的，則通過S的電流大小約為(　　)
A．　　　B． C．　　　D．
思維提升
(1)金屬導體中的電流是由自由電子的定向移動形成的，因此q為通過導體橫截面的自由電子的電荷量．
(2)電解質溶液中的電流是正、負離子同時向相反方向定向移動形成的，因此q為正、負離子電荷量的絕對值之和．
(3)電解液中電流的方向與正離子定向移動的方向相同，與負離子定向移動的方向相反．
[訓練1]　如圖所示，電解池內有一價的電解液，時間t內通過溶液內截面S的正離子數是n1，負離子數是n2，設元電荷為e.以下解釋中正確的是(　　)
A.正離子定向移動形成電流的方向從A→B，負離子定向移動形成電流的方向從B→A
B．溶液內正、負離子向相反方向移動，電流抵消
C．溶液內電流方向從A→B，電流強度為I＝
D．溶液內電流方向從A→B，電流強度為I＝
[訓練2]　電子繞核運動可等效為一環形電流，如圖所示．氫原子的電子繞核運動的半徑為R，電子質量為m，電荷量為e，靜電力常量為k.則此環形電流的大小為(　　)
A． B．
C． D．
目標二　 電流的微觀表達式
【歸納】——————————————————○
1．電流的微觀表達式：I＝nqSv.電流的大小取決于單位體積的自由電荷數n、每個自由電荷的電荷量q、導體的橫截面積S、定向移動速率v.
2．電流的定義式和微觀表達式的比較
I＝ I＝nqSv
公式性質 定義式 決定式
電流的意義 時間t內的平均電流 某時刻的瞬時電流
描述的角度 大量電荷定向移動的宏觀表現 形成電流的微觀實質
聯系 由I＝可導出I＝nqSv
3.三種速率
(1)電流的傳導速率等于光速，為3×108 m/s.
(2)電子定向移動速率，其大小與電流有關，約為10－4 m/s.
(3)電子熱運動速率，其大小與溫度有關，約為105 m/s.
【典例】——————————————————○
例3 某些腫瘤可以用“質子療法”進行治療．在這種療法中，為了能讓質子轟擊腫瘤并殺死癌細胞，首先要實現質子的高速運動，該過程需要一種被稱作粒子加速器的裝置來實現．來自質子源的質子(初速度為零)，經加速電壓為U的加速器加速后，形成細柱形的質子流．已知細柱形的質子流橫截面積為S，單位體積的質子數為n，質子的質量為m，其電荷量為e，那么這束質子流的等效電流I為(　　)
A．nS　　　B．neSC． D．
思維提升
用電流的微觀表達式求解問題的注意點
(1)準確理解公式中各物理量的意義，式中的v是指自由電荷定向移動的速率，不是電流的傳導速率，也不是電子熱運動的速率．
(2)I＝neSv是由I＝導出的，若n的含義不同，表達式的形式也會不同．
[訓練3]　一段粗細均勻的銅導線的橫截面積是S，導線單位長度內的自由電子數為n，銅導線內的每個自由電子所帶的電荷量為e，自由電子做無規則熱運動的速率為v0，導線中通過的電流為I.則下列說法正確的是(　　)
A．自由電子定向移動的速率為v0
B．自由電子定向移動的速率為v＝
C．自由電子定向移動的速率為真空中的光速c
D．自由電子定向移動的速率為v＝
　
1．下列關于電源的說法正確的是(　　)
A．電源是將電能轉化為其他形式的能的裝置
B．電源的作用是使電源的正負極保持一定量的正、負電荷，維持一定的電勢差
C．與電源相連的導線中的電場是由電源正、負極上的電荷形成的
D．在電源內部負電荷由負極流向正極(或正電荷由正極流向負極)
2．關于對電流的理解，下列說法正確的是(　　)
A．電流的方向就是自由電子定向移動的方向
B．電流有大小，也有方向，所以電流是矢量
C．金屬導體內的電流是自由電子在導體內的電場作用下形成的
D．電流的傳導速率就是導體內自由電子的定向移動速率
3．某電解池中，若在2 s內各有1.0×1019個二價正離子和2.0×1019個一價負離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是(　　)
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
4.自動體外除顫器是一種便攜式的醫療設備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫療設備．某型號自動體外除顫器的電容器電容是16 μF，充電至4 kV電壓，電容器在4 ms時間內完成放電．下列說法正確的是(　　)
A．電容器放電完成后電容為零
B．電容器的擊穿電壓為4 kV
C．電容器充電后的電荷量為0.64 C
D．電容器放電過程中的平均電流為16 A
5．心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動除顫機給予及時治療．如圖，某型號AED模擬治療儀器內有一電容為15 μF的電容器，某次使用過程中，該電容器在10 s內充電至5 000 V電壓，之后在3 ms時間內完成放電．則下列說法正確的是(　　)
A．電容器充電后所帶的電荷量為75 C
B．電容器充電過程中電容一直增大
C．電容器放電過程中放電電流一直增大
D．電容器放電過程中平均電流為25 A
6．已知銅棒的截面積為S，密度為ρ，摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為NA，電子電量為e.若通過銅棒的電流強度為I，并認為銅棒中每一個銅原子貢獻一個電子，則銅棒中自由電子定向移動的速率為(　　)
A． B．C． D．
1．電源和電流
導學　掌握必備知識
一、
1．自由電子
二、
1．穩定分布
2．時間
3．電流　越大
4．nSvt　neSvt　I＝neSv
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破關鍵能力
目標一
　提示：(1)電流方向為正電荷定向移動的方向或負電荷定向移動方向的反方向，故導電液體中電流方向為由左向右．
(2)I＝.
[例1]　解析：導體本身就有自由電荷，電源的作用不是使電路中產生電荷，而是使正負電荷分開，使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷，電源兩端就會產生電壓，電壓使電路中電荷產生定向移動形成電流，A錯誤，B正確；只要電路中有電源，且電路要閉合，電路中就會形成持續的電流，C錯誤；導線中的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，D錯誤．
答案：B
[例2]　解析：由題意可知，單位時間內從放射性物質射出的電子數為N，則在t時間內從放射性物質射出的電荷量為q＝Net，則t時間內，通過金屬殼表面較小的圓形面積S的電荷量是q′＝q＝Net，由電流的定義式可得I＝＝.故選A.
答案：A
[訓練1]　解析：正電荷定向移動的方向就是電流的方向，負電荷定向移動的反方向也是電流的方向，A、B錯誤；有正、負電荷反向經過同一截面時，I＝公式中q應是正、負電荷電荷量絕對值之和，故I＝，電流方向由A指向B，C錯誤，D正確．
答案：D
[訓練2]　解析：電子繞核做勻速圓周運動，由庫侖力提供向心力，可得k＝m，則電子運動的周期為T＝，根據電流的定義I＝得I＝＝.故選C.
答案：C
目標二
[例3]　解析：質子在電場力作用下加速，加速后的速度為v，根據動能定理，則有eU＝mv2，解得v＝ .等效電流為I，單位體積的質子數為n，根據電流微觀表達式I＝neSv，解得I＝neSv＝neS.故選B.
答案：B
[訓練3]　解析：v0為自由電子做無規則熱運動的速率，不是定向移動速率，與光速及自由電子無規則熱運動的速率無關，故A、C錯誤；對于電流微觀表達式I＝nqSv，式中n為單位體積內的自由電子數，而本題中n為單位長度內的自由電子數，則t時間內通過導線某一橫截面的自由電子數為nvt，電荷量q＝nvte，所以電流I＝＝nev，所以v＝，故B錯誤，D正確．
答案：D
精練　落實學科素養
1．解析：在電源內部把電子從正極搬運到負極，克服靜電力做功，將其他形式的能轉化為電能，A錯誤；電荷的搬運使電源正、負極間維持一定電勢差，B正確；導線中的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，C錯誤；在電源內部，負電荷從電源正極流向負極(或正電荷從負極流向正極)，D錯誤．
答案：B
2．解析：規定電流的方向與自由電子定向移動的方向相反，A錯誤．電流有大小，也有方向，但不遵循平行四邊形定則，所以電流是標量，B錯誤．金屬導體內的電流是自由電子在導體內的電場作用下形成的，C正確．電流的傳導速率指的是接通電源后，電路中產生電流的速率．在電路中電流的產生源于電場的產生，在電場的驅動下，電荷定向運動從而形成電流．因而電路中電流的傳導速率等于電場產生的速率，D錯誤．
答案：C
3．解析：根據電流的定義式可得，通過這個截面的電流為I＝＝ A＝3.2 A.
故選D.
答案：D
4．解析：電容是表征電容器儲存電荷本領大小的物理量，放電之后，電容器的電容大小是不變的，故A錯誤；該電容器電壓可充電到4.0 kV，必然小于擊穿電壓，故B錯誤；根據Q＝CU＝16×10－6×4.0×103 C＝0.064 C，可知放電前，電容器儲存的電量為0.064 C，故C錯誤；根據I＝＝ A＝16 A可知，該次放電的平均電流為16 A，故D正確．
答案：D
5．解析：電容器充電后所帶的電荷量為Q＝CU＝15×10－6×5 000 C＝0.075 C，A錯誤；電容器的電容由電容器本身的性質決定，與電容器是否帶電無關，故電容器充電過程中電容保持不變，B錯誤；電容器放電過程中，放電電流逐漸減小，C錯誤；電容器放電過程中的平均電流為＝＝ A＝25 A，D正確．
答案：D
6．解析：設銅導線中自由電子定向移動的速率為v，導線中自由電子從一端定向移到另一端所用時間為t，則導線的長度為l＝vt，體積為V＝Sl＝Svt，質量為m＝ρvtS，這段導線中自由電子的數目為n＝NA＝NA，在t時間內這些電子都能通過下一截面，則電流為I＝＝，聯立解得v＝.故選A.
答案：A2．導體的電阻
核 心 素 養 定 位 物理觀念 理解電阻的定義．
科學探究 (1)通過探究實驗，了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系，體會物理學中控制變量的研究方法． (2)設計實驗探究影響導體電阻的因素，同時學習電流表的內、外接，滑動變阻器分壓及限流接法對電路的影響．
科學思維 觀察實驗現象，對數據進行分析思考，了解電阻率的物理意義及其與溫度的關系．
科學態度與責任 能由伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區別，體會電阻率在科技、生活中的應用．知道超導現象和超導體的概念，了解目前對超導材料研究的現況．
一、電阻
1．物理意義：反映了導體對電流的阻礙作用．
2．定義：導體兩端的電壓與流過的電流之比．
3．定義式：R＝．U為R上分得的電壓、I為通過R的電流
二、導體的電阻率
1．導體的電阻：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成________，與它的橫截面積S成________；導體電阻還與構成它的材料有關．
2．公式：________．
3．電阻率：表征了導體材料的導電性能，與導體的________和________等因素有關，電阻率越大，說明導體的導電性能越差．
三、導體的伏安特性曲線
1．伏安特性曲線：用橫坐標表示________，用縱坐標表示________，這樣畫出的I U圖像叫作導體的伏安特性曲線．
2．線性元件：伏安特性曲線是一條______________，電流I與電壓U成正比，具有這種伏安特性的電學元件叫作線性元件，歐姆定律可適用，例如金屬和電解質溶液．
3．非線性元性：伏安特性曲線是曲線的電學元件，電流I與電壓U不成正比，歐姆定律不適用，例如氣態導體和半導體元件．
【情境思考】
如圖所示，燕子落在110 kV的高壓輸電線上，雖然通電的高壓線是裸露電線，但燕子仍安然無恙．判斷以下問題．
(1)燕子是干燥的，所以不導電．(　　)
(2)燕子兩腳間的電壓幾乎為零．(　　)
(3)燕子電阻極大，所以無電流通過．(　　)
拓展1　I＝與I＝的區別
(1)I＝是電流的定義式，適用于所有導體．
(2)I＝是歐姆定律的表達式，用于計算導體中電流的大小，是電流的決定式．適用于金屬和電解質溶液導電、純電阻電路(后面會學到)、線性元件(本節會學到)，不適用于氣體導電．
拓展2　溫度能明顯地影響金屬導體和半導體材料的導電性能，如圖所示為某金屬導體和某半導體材料的電阻隨溫度變化的關系曲線，你能判定圖線1、2分別表示何種導體嗎？
提示：一般金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大，半導體材料的電阻隨溫度的升高而減小，故圖線1表示金屬導體，圖線2表示半導體．
目標一　電阻的理解
【導思】——————————————————○
　如圖所示為金屬導體A、B的U I圖像．
(1)對導體A或導體B來說，電流與它兩端的電壓有什么關系？U與I的比值怎樣？
(2)對導體A、B，在電壓U相同時，誰的電流小？誰對電流的阻礙作用大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【歸納】——————————————————○
1．電阻
(1)電阻定義式：R＝.
(2)意義：比值表示一段導體對電流的阻礙作用．對給定的導體，它的電阻是一定的，與導體兩端是否加電壓，導體中是否有電流無關．
2．歐姆定律
(1)表達式I＝.
(2)意義：表示通過導體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比．
(3)適用條件：金屬或電解質溶液導電(純電阻電路)．
【典例】——————————————————○
例1 (多選)根據公式R＝及其變形式，下列說法正確的是(　　)
A．由R＝可知，使導體通過一定的電流所需的電壓越高，則導體的電阻越大
B．由R＝可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟通過導體的電流成反比
C．由I＝可知，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比
D．從關系式U＝IR可知，對于一個確定的導體，通過導體的電流越大，導體兩端的電壓也越大
[訓練1]　(多選)已知兩個導體的電阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(　　)
A．若兩導體兩端電壓相等，則I1∶I2＝2∶1
B．若兩導體兩端電壓相等，則I1∶I2＝1∶2
C．若導體中電流相等，則U1∶U2＝2∶1
D．若導體中電流相等，則U1∶U2＝1∶2
目標二　公式R＝ρ的理解和應用
【導思】——————————————————○
　如圖所示，a、b、c、d是四條不同的金屬導體．導體b、c、d在長度、橫截面積、材料三個因素方面，分別只有一個因素與導體a不同．
如表所示為四個串聯導體的各方面因素與導體兩端的電壓關系．
比較項目 長度 橫截面積 材料 電壓
a l S 鐵 U
b 2l S 鐵 2U
c l 2S 鐵
d l S 鎳銅合金 5U
(1)四段導體串聯接入電路，每段導體兩端的電壓與電阻有什么關系？
(2)對比導體a和b說明什么？
(3)對比導體a和c說明什么？
(4)對比導體a和d說明什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【歸納】——————————————————○
1．對公式R＝ρ的理解
(1)公式R＝ρ是導體電阻的決定式，如圖所示為一塊長方體鐵塊，若通過電流為I1，則R1＝ρ；若通過電流為I2，則R2＝ρ.
(2)適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解質溶液．
(3)電阻定律是通過大量實驗得出的規律．
2．R＝ρ與R＝的比較
公式 R＝ρ R＝
區別 電阻的決定式 電阻的定義式
說明了電阻由導體的哪些因素決定，可以說R與l成正比，與S成反比 提供了求電阻的方法，并不能說電阻與U和I有關系
只適用于粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解液、等離子體 適用于純電阻元件
聯系 R＝ρ對R＝補充說明了導體的電阻不取決于U和I，而是取決于導體本身的材料、長度和橫截面積
3.電阻率的理解
(1)物理意義：反映了材料導電性能的好壞．電阻率越小，導電性能越好．
(2)計算公式：由R＝ρ得ρ＝.ρ＝是實驗測定電阻率的依據．
(3)決定因素：電阻率ρ由材料自身的特性和溫度決定．
(4)電阻率與溫度的關系：
①通常金屬的電阻率隨溫度的升高而增大．
②半導體的電阻率大多會隨溫度的升高而減小．
【典例】——————————————————○
例2 (多選)關于電阻率，以下說法正確的是(　　)
A．純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大，絕緣體的電阻率最大
B．金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大，有些半導體的電阻率隨著溫度的升高而減小
C．超導體的電阻率為零，所以對電流的阻礙作用為零
D．電阻率的大小只隨溫度的變化而變化，與材料本身無關
例3 在邊長為a、厚度為h的導體中，通以圖示方向的電流，導體的電阻為R1，現將其四等分，取其中之一通以圖示方向的電流，其電阻為R2，則為(　　)
A．4∶1　　 B．1∶1
C．1∶2　　 D．2∶1
思維提升
應用R＝ρ解題的技巧
(1)明確導體的形狀改變后，電阻率不會發生變化．
(2)導體的形狀改變后，體積不變，由V＝l1S1＝l2S2確定l2與l1、S2與S1的關系．
(3)由R＝ρ確定電阻關系．
[訓練2]　一段粗細均勻的鎳鉻絲，橫截面的直徑是d，電阻是R，把它拉制成直徑為的均勻細絲后，它的電阻變為(　　)
A． B．9RC． D．81R
[訓練3]　工業上采用一種稱為“電導儀”的儀器測量液體的電阻率，其中一個關鍵部件如圖所示，A、B是兩片面積為1 cm2的正方形鉑片，間距為d＝1 cm，把它們浸在待測液體中．若通過兩根引線加上U＝6 V的電壓時，測出電流I＝1 μA，則這種液體的電阻率為多少？
目標三　導體的伏安特性曲線
【歸納】——————————————————○
1．伏安特性曲線：用縱坐標表示電流I，用橫坐標表示電壓U，這樣畫出的導體的I U圖像叫作導體的伏安特性曲線．
2．線性元件和非線性元件
(1)線性元件：伏安特性曲線是一條過原點的直線，歐姆定律適用的元件，如金屬導體、電解質溶液．
(2)非線性元件：伏安特性曲線是一條曲線，歐姆定律不適用的元件，如氣態導體和半導體元件．
3．I U圖像與U I圖像
比較內容 I U圖線 U I圖線
坐標軸 橫坐標表示電壓U、縱坐標表示電流I 橫坐標表示電流I、縱坐標表示電壓U
斜率 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體電阻的倒數 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體的電阻
線性元 件圖線 的形狀 R1＞R2 R1＜R2
非線性 元件圖線 的形狀 電阻隨U的增大而增大 電阻隨I的增大而減小
【典例】——————————————————○
例4 (多選)如圖為甲、乙兩金屬電阻的U I曲線，它們的阻值應為(　　)
A．R甲＝tan 60°＝ Ω
B．R乙＝tan 60°＝ Ω
C．R甲＝3 Ω
D．R乙＝6 Ω
例5 如圖所示的是某同學繪制的小燈泡的U I特性曲線，曲線上A點對應的電壓為0.9 V．已知A點切線的斜率為k1，A點與坐標原點O連線的斜率為k2.由圖線可以得出(　　)
A．電流增加時小燈泡的電阻變小
B．電流增加時小燈泡的電阻變大
C．斜率k1為電壓為0.9 V時小燈泡的電阻
D．斜率k2為電壓為0.9 V時小燈泡的電阻
思維提升
利用圖像求解電阻的方法
(1)在I U圖像中，圖線斜率的倒數表示電阻的大小．
(2)在U I圖像中，圖線斜率表示電阻的大小．
(3)在非線性變化的I U圖像中，電阻不恒定，某一點與原點連線斜率的倒數表示此電壓下電阻的大小．
[訓練4]　如圖所示，是某電阻R的伏安特性曲線，圖中α＝45°，由此得出(　　)
A．該電阻為非線性元件
B．歐姆定律適用于該電阻，阻值為0.5 Ω
C．該圖像的斜率表示電阻的倒數，即R＝＝1 Ω
D．該電阻為定值電阻，阻值為2 Ω
[訓練5]　有A、B兩個電阻，它們的伏安特性曲線如圖所示．從圖線可以判斷(　　)
A．電阻A的阻值大于電阻B　
B．電阻A的阻值小于電阻B
C．電壓相同時，流過電阻A的電流強度較小
D．兩電阻串聯時，電阻A兩端電壓較大
[訓練6]　小燈泡通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示．P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線．下列說法正確的是(　　)
A．隨著所加電壓的減小，小燈泡的電阻增大
B．隨著通過電流的增大，小燈泡的電阻減小
C．對應P點，小燈泡的電阻為R＝
D．對應P點，小燈泡的電阻為R＝
　
1．關于電阻率的正確說法是(　　)
A．電阻率ρ與導體的長度l和橫截面積S有關
B．電阻率表征了材料的導電能力的強弱，由導體的材料決定，且與溫度有關
C．電阻率大的導體，電阻一定很大
D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制成電阻溫度計
2．如圖所示是某導體的伏安特性曲線，由圖可知，下列說法不正確的是(　　)
A．導體的電阻是25 Ω
B．導體的電阻是0.04 Ω
C．當導體兩端的電壓是10 V時，通過導體的電流是0.4 A
D．當通過導體的電流是0.1 A時，導體兩端的電壓是2.5 V
3．某金屬導線的電阻率為ρ，電阻為R，現將它均勻拉長到直徑為原來的一半，那么該導線的電阻率和電阻分別為(　　)
A．4ρ和4R B．ρ和4R
C．ρ和16R D．16ρ和16R
4．(多選)現代家庭電器化程度越來越高，用電安全是一個十分重要的問題．下表提供了一組人的部分軀體電阻平均值數據，下列說法正確的是(　　)
測量項目 干燥時電阻 出汗或潮濕時電阻
手與手之間 200 kΩ 5 kΩ
手與腳之間 300 kΩ 8 kΩ
腳與塑料鞋底之間 800 kΩ 10 kΩ
A.從表中可看出干燥時的電阻是潮濕時的電阻的40～80倍
B．對表中對應人體部位加220 V電壓后，若對人的安全電流是22 mA以下，只有出汗或潮濕時是十分危險的
C．對表中對應人體部位加220 V電壓后，若對人的安全電流是22 mA以下，上述幾項都十分危險
D．從表中可看出干燥時對表中對應人體部位加220 V電壓后的電流值最大是1.1 A
5．(多選)兩個電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知(　　)
A．R1為線性元件，R2為非線性元件
B．R1的電阻R1＝tan 45° Ω＝1 Ω
C．R2的電阻隨電壓的增大而減小
D．當U＝1 V時，R2的電阻等于R1的電阻
6．防漏電裝置“隔電墻”，可以在電熱水器發生漏電時減少電流對人體的傷害．其裝置如圖甲，其內部結構是一個螺旋狀的絕緣管道，結構如圖乙，它實際上是將水管的水道變得更細更長，安裝位置如圖丙．下列分析正確的是(　　)
A．漏電時“隔電墻”能完全隔斷電流
B．安裝“隔電墻”后熱水器便無需接地線
C．“隔電墻”是通過增加管道中水的電阻來保護人體安全的
D．“隔電墻”是通過增加管道中水的電阻率來保護人體安全的
2．導體的電阻
導學　掌握必備知識
二、
1．正比　反比
2．R＝ρ
3．材料　溫度
三、
1．電壓U　電流I
2．過原點的直線
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破關鍵能力
目標一
　提示：(1)對導體A或導體B來說，電流與它兩端的電壓成正比；導體A或導體B的電壓與電流的比值是個定值，但兩導體的比值不相等．
(2)電壓相同時，A的電流小，說明A對電流的阻礙作用大．
[例1]　解析：導體的電阻由導體本身的性質決定，與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關，導體的電阻在數值上等于它兩端的電壓與通過它的電流之比，由R＝可知，使導體通過一定的電流所需的電壓越高，則導體的電阻越大，B錯誤，A正確；由I＝可知，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比，C正確；由U＝IR可知對于一個確定的導體，即R一定，則I越大，U越大，D正確．
答案：ACD
[訓練1]　解析：當電壓相等時，由I＝得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正確，A錯誤；當電流相等時，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正確，D錯誤．
答案：BC
目標二
提示：(1)成正比；
(2)其他因素相同時，導體電阻和長度成正比；
(3)其他因素相同時，導體電阻和橫截面積成反比；
(4)其他因素相同時，導體電阻和材料有關．
[例2]　解析：電阻率跟導體的材料有關，是反映材料導電性能好壞的物理量，純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大，絕緣體的電阻率最大，故A正確；金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有些半導體的電阻率隨溫度的升高而減小，故B正確；電阻反映導體對電流阻礙作用的大小，超導體的電阻率為零，對電流的阻礙作用為零，故C正確；電阻率的大小與溫度和材料本身都有關，故D錯誤．
答案：ABC
[例3]　解析：電阻R1＝ρ＝；電阻R2＝ρ＝，則R1∶R2＝1∶1，故B正確．
答案：B
[訓練2]　解析：橫截面直徑為d的鎳鉻絲拉制成直徑為的均勻細絲后，根據截面積公式S＝πd2可知，橫截面積變為原來的，鎳鉻絲的體積不變，則長度變為原來的9倍；由R＝ρ分析可知，電阻變為原來的81倍，即為81R，故D正確，A、B、C錯誤．
答案：D
[訓練3]　解析：R＝＝ Ω＝6×106 Ω
由題意知l＝d＝10－2 m，S＝10－4 m2
由R＝ρ得ρ＝＝ Ω·m＝6×104 Ω·m.
答案：6×104 Ω·m
目標三
[例4]　解析：在數學中斜率就等于圖線與橫軸的夾角的正切值(tan α)，而在物理中斜率與tan α并沒有直接聯系．
R甲＝＝ Ω＝3 Ω，R乙＝＝ Ω＝6 Ω.
答案：CD
[例5]　解析：I U圖線上某點與坐標原點的連線的斜率的倒數表示小燈泡的電阻，所以斜率k2的倒數為電壓為0.9 V時小燈泡的電阻，故C、D錯誤；隨著電流增加，圖線上的點與坐標原點的連線的斜率逐漸減小，所以斜率的倒數增大，即小燈泡的電阻增大，故A錯誤，B正確．
答案：B
[訓練4]　解析：根據數學知識可知，通過電阻的電流與兩端電壓成正比，該電阻為線性元件，歐姆定律適用，該電阻阻值為R＝＝ Ω＝2 Ω，故A、B錯誤，D正確；I U圖像中可以根據圖線斜率的倒數求電阻，但題圖中橫縱坐標的標度不同，圖像的斜率就不等于圖線與x軸正方向夾角的正切值，故不能用tan α代替斜率求電阻，故C錯誤．
答案：D
[訓練5]　解析：在伏安特性曲線中，直線的斜率表示的是電阻的倒數，從題圖中可得A的斜率大，所以A的電阻小，故A錯誤，B正確；由圖像可知，當電壓相同時，流過電阻A的電流強度較大，故C錯誤；因為當兩電阻串聯時，流過兩電阻的電流相同，由圖像可知，電流相同時，電阻B兩端電壓較大，故D錯誤．
答案：B
[訓練6]　解析：在I U圖像中，圖線上的點與原點的連線的斜率表示電阻的倒數，圖像中連線斜率逐漸增大，電阻應逐漸減小，連線斜率逐漸減小，電阻應逐漸增大，故A、B錯誤；根據電阻的定義式，對應P點的小燈泡的電阻為R＝，故C正確，D錯誤．
答案：C
精練　落實學科素養
1．解析：電阻率反映了導體材料導電能力的強弱，它只與材料及溫度有關，與導體的長度l和橫截面積S無關，故A錯誤，B正確；由R＝ρ知，電阻率大的導體，電阻不一定很大，故C錯誤；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標準電阻，故D錯誤．
答案：B
2．解析：由題圖可知，當電壓為5 V時，電流為0.2 A，則可知，導體的電阻R＝＝ Ω＝25 Ω，故A正確，B錯誤；當導體電壓為10 V時，由歐姆定律可知I＝＝ A＝0.4 A，故C正確；當導體中的電流為0.1 A時，導體兩端電壓為U＝IR＝0.1×25 V＝2.5 V，故D正確．
答案：B
3．解析：因溫度和材料不變，所以電阻率不變，將導線均勻拉長到直徑為原來的一半，則橫截面積變為原來的，長度變為原來的4倍，根據電阻定律公式得R0＝ρ＝16ρ＝16R，C正確．
答案：C
4．解析：由表中數據可知A正確；由I＝可求得對人體加上220 V電壓后，干燥時的電流分別為1.1 mA、0.7 mA、0.28 mA，潮濕時的電流分別為44 mA、27.5 mA、22 mA，根據數據可知，潮濕時各種情況均有危險，B正確，C、D錯誤．
答案：AB
5．解析：由題圖可知R1的伏安特性曲線為過原點的直線，故R1為線性元件，R2的伏安特性曲線為曲線，故R2是非線性元件，故A正確；R1的電阻為2 Ω，故B錯誤；由題圖可知，當U＝1 V時，R2的電阻等于R1的電阻，都為2 Ω，故D正確；I U圖像上的點與坐標原點連線的斜率表示電阻的倒數，由題圖可知R2的電阻隨電壓的增大而增大，故C錯誤．
答案：AD
6．解析：根據電阻定律可知R＝ρ，水的電阻率不變，在該情況下，將水流變長，橫截面積變小來增大電阻，減小電流，從而對人體起到保護作用，但不能完全隔斷電流，故C正確，D錯誤；漏電時“隔電墻”不能完全隔斷電流，安裝“隔電墻”后熱水器仍需接地線，故A、B錯誤．
答案：C第1課時　實驗1　長度的測量及測量工具的選用
核心素養定位 科學思維 (1)理解游標卡尺的原理，學會使用游標卡尺測量長度． (2)理解螺旋測微器的原理，學會使用螺旋測微器測量長度．
科學態度與責任 掌握這兩種儀器需不需要估讀，初步學會精密儀器的使用．
一、游標卡尺
1．構造
如圖所示的是游標卡尺的結構圖．
2．原理：利用主尺的單位刻度(1 mm)與游標尺的單位刻度之間固定的微量差值來提高測量精度．不管游標尺上有多少個小的________刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小的等分刻度少________．常見的游標尺上小的等分刻度有10個、20個、50個，其規格見下表．
刻度格數(分度) 刻度總長度 1 mm與每小格的差值 精確度(可精確到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
3.讀數
(1)讀數時，先讀________上的刻度——讀游標尺零刻度線之前的整毫米數，如圖中應讀________ mm.
(2)再讀________上的刻度——讀游標尺零刻度線之后哪條刻度線與主尺刻度線重合，再乘以游標尺的精確度，如圖中應讀7×0.1 mm.
(3)將主尺讀數與游標尺讀數________即為被測物體的長度，如圖中物體長度為23 mm＋7×0.1 mm＝23.7 mm＝2.37 cm.
注意：游標卡尺測量長度不需要________．
4．使用
(1)當外(內)測量爪一側的兩個刃接觸時，游標尺上的零刻度線與主尺上的零刻度線正好對齊．
(2)將被測物體夾(套)在這兩個刃之間，把主尺讀數和游標尺讀數綜合起來，就是被測物體的長度．
二、螺旋測微器
1．構造
如圖所示，它的測砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，通過精密螺紋套在B上．
2．原理
精密螺紋的螺距是0.5 mm，即旋鈕D每轉一周，測微螺桿F前進或后退0.5 mm，可動刻度E分成50個等分刻度，因此每旋轉一格，對應測微螺桿F前進或后退0.01 mm.0.01 mm即為螺旋測微器的精確度．
3．讀數
L＝固定刻度示數＋可動刻度示數(估讀一位)×分度值．
4．使用
當A與F并攏時，可動刻度E的零點恰好跟固定刻度B的零點重合，逆時針旋轉旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測物體放入A、F之間的夾縫中，再順時針旋轉旋鈕D，F快要接觸被測物時，要停止使用旋鈕D，改用微調旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲．
拓展　有效數字
(1)概念：帶有一位不可靠數字的近似數字叫作有效數字．
(2)有效數字的位數：從左側第一個不為零的數字起到最末一位數字止，共有幾個數字，就是幾位有效數字．
(3)示例：在0.092 3、0.092 30、2.014 0中，有效數字的位數依次為3位、4位和5位．
(4)科學記數法：大的數字，如36 500，如果第3位數“5”已不可靠，則應記作3.65×104；如果是在第4位數“0”不可靠，則應記作3.650×104.
目標一　游標卡尺的使用和讀數
【歸納】——————————————————○
1．游標卡尺的讀數＝主尺讀數＋游標尺讀數．
2．游標卡尺的讀數方法：“三看”
(1)一看：精確度．
(2)二看：游標尺上的0刻度線位置，區分零刻度與標尺最前端(如圖所示)
(3)三看：游標尺的哪條(第N條)刻度線與主尺上的刻度線對齊．
【典例】——————————————————○
例1 如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的游標尺依次分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分、49 mm長50等分，它們的讀數依次為________ mm、________ mm、________ mm.
[訓練1]　圖甲為一游標卡尺的結構示意圖，當測量一鋼筆帽的內徑時，應該用游標卡尺的________(選填“A”“B”或“C”)進行測量；示數如圖乙所示，該鋼筆帽的內徑為________ mm.
[訓練2]　如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的讀數依次為________ mm、________ mm、________ mm.
目標二　螺旋測微器的讀數
【歸納】——————————————————○
1．讀數時準確到0.01 mm，要估讀到0.001 mm，測量結果若用毫米做單位，則小數點后面必須保留三位．
2．讀數時，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否露出．
【典例】——————————————————○
例2 某同學用如圖甲所示的螺旋測微器測小球的直徑時，他應先轉動________使F靠近小球，再轉動________使F夾住小球，直至聽到棘輪發出聲音為止，撥動________使F固定后讀數．(均選填儀器部件字母符號)正確操作后，螺旋測微器的示數如圖乙所示，則小球的直徑是__________ mm.
[訓練3]　在測量一根粗細均勻的合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數為________ mm，合金絲的直徑為________ mm.
[訓練4]　讀出圖中給出的螺旋測微器的示數．
甲：________ mm，乙：________ mm，丙：________ mm.
　
1．(1)如圖甲所示的游標卡尺，游標尺上共有20個分度，用它測量某工件的外徑時，示數如圖甲所示．則此工件的外徑是________ mm.
(2)用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑，如圖乙所示，則此電阻絲的直徑為________ mm.
2．讀出下面游標卡尺和螺旋測微器的示數．
(1)
　　
________ cm
(2)
　　
________ cm
(3)
　　
________ mm
(4)
　　
________ mm
(5)
　　
________ mm
(6)
　　
________ mm
(7)
　　
________ mm
(8)
　　
________ mm
3．用螺旋測微器測量合金絲的直徑．為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數前應先旋緊如圖所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)．從圖中的示數可讀出合金絲的直徑為________ mm.
4．用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數如圖甲所示，此示數為________ mm；用游標為50分度的卡尺(測量值可精確到0.02 mm)測定某圓柱體的直徑時，卡尺上的示數如圖乙所示，可讀出圓柱的直徑為________ mm.
　
第1課時　實驗1　長度的測量及測量工具的選用
導學　掌握必備知識
一、
2．等分　1 mm
3．(1)主尺　23　(2)游標尺　(3)相加　估讀
共研　突破關鍵能力
目標一
[例1]　解析：題圖甲主尺整毫米為17 mm，游標尺讀數為7×0.1 mm＝0.7 mm，最后結果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.
題圖乙主尺整毫米是24 mm，游標尺讀數為17×0.05 mm＝0.85 mm，最后結果是24 mm＋0.85 mm＝24.85 mm.
題圖丙主尺整毫米是3 mm，游標尺讀數為9×0.02 mm＝0.18 mm，最后結果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.
答案：17.7　24.85　3.18
[訓練1]　解析：由游標卡尺的結構原理可知，測內徑應選游標卡尺的內測量爪，故選A；游標卡尺的主尺讀數為11 mm，游標尺的讀數為5×0.05 mm＝0.25 mm，故鋼筆帽的內徑為11.25 mm.
答案：A　11.25
[訓練2]　解析：題圖甲讀數：整毫米數是17 mm，游標尺讀數是2×0.1 mm＝0.2 mm，最后讀數是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm.題圖乙讀數：整毫米數是23 mm，游標尺讀數是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后讀數是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm.題圖丙讀數：整毫米數是10 mm，游標尺讀數是19×0.02 mm＝0.38 mm，最后讀數是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm.
答案：17.2　23.25　10.38
目標二
[例2]　解析：用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發出聲音為止，撥動鎖緊裝置G使F固定后讀數．讀數為6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.
答案：D　H　G　6.700
[訓練3]　解析：校零時可動刻度約為0.7格，故讀數為0.7×0.01 mm＝0.007 mm，測量時固定刻度上讀數為0.5 mm，可動刻度為15.7格，故讀數為0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm.合金絲的直徑為兩次讀數之差，D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm.
答案：0.007　0.650
[訓練4]　答案：3.550　3.205　0.900
精練　落實學科素養
1．解析：(1)20分度的游標卡尺，精確度是0.05 mm，游標卡尺的主尺讀數為4 mm.游標尺上第10個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最終讀數為4 mm＋0.50 mm＝4.50 mm.(2)螺旋測微器的固定刻度為1.5 mm，可動刻度為6.8×0.01 mm＝0.068 mm，所以最終讀數為1.5 mm＋0.068 mm＝1.568 mm.
答案：(1)4.50　(2)1.568(1.567～1.569均正確)
2．答案：(1)1.052　(2)1.029 5　(3)22.5　(4)6.70　(5)44.00　(6)9.270　(7)1.555　(8)1.130
3．解析：讀數前應先旋緊B，使讀數固定不變．螺旋測微器的固定刻度為0，可動刻度為41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最終讀數為0＋0.410 mm＝0.410 mm.
答案：B　0.410
4．解析：螺旋測微器的固定刻度讀數為8 mm，可動刻度讀數為11.6×0.01 mm＝0.116 mm，所以最終讀數為8 mm＋0.116 mm＝8.116 mm.
游標卡尺的主尺讀數為42 mm，游標尺上第3個刻度與主尺上某一刻度對齊，故其讀數為3×0.02 mm＝0.06 mm，所以最終讀數為42 mm＋0.06 mm＝42.06 mm.
答案：8.116(8.115、8.117也算對)　42.06第2課時　實驗2　金屬絲電阻率的測量
核心素養定位 科學思維 掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法．
科學探究 學會利用伏安法測電阻，進一步測出金屬絲的電阻率．
科學態度與責任 通過使用游標卡尺或螺旋測微器測量長度，以及測量電阻等過程，進一步形成自覺遵守實驗操作規范和謹慎操作的習慣．
1.實驗思路
可以用下圖的實驗電路做此實驗．取一段金屬電阻絲連接到實驗電路中，只要測出電阻絲的________、________和________(S＝)，就可以計算出該電阻絲所用材料的電阻率，即ρ＝＝________．
2．物理量的測量
(1)電阻的測量：按實驗電路圖連接實物電路．改變____________滑片的位置，讀取多組________、________，通過________圖像求得電阻R.
(2)電阻絲有效長度的測量：電阻絲長度的測量工
具應選用________．需要注意，在測量電阻絲的長度時，測量的并不是電阻絲的總長度，而是接入電路的____________．反復測量多次，得到有效長度的________．
(3)電阻絲直徑的測量：因為電阻絲比較細，所以直接用________測量就會產生比較大的誤差．應選擇游標卡尺或螺旋測微器．
3．數據分析
(1)在求Rx的平均值時可用兩種方法：
①用Rx＝分別算出各次的數值，再取平均值；
②用U I圖線的斜率求電阻值．
(2)計算電阻率：將記錄的數據U、I、l、d的值代入電阻率計算式ρ＝.
4．誤差分析
(1)電阻絲通電時溫度升高，使所測電阻率比常溫下電阻率略大，因此不宜長時間給電阻絲通電．
(2)電阻絲長度及電阻絲直徑測量不準確．
目標一　電流表和電壓表的讀數
【歸納】——————————————————○
1．0～3 V量程的電壓表和0～3 A量程的電流表讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A，讀到0.1的下一位，即讀到小數點后面兩位．
2．對于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，即讀到0.1 V．
3．對于0～0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數時只要求讀到小數點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A．
【典例】——————————————————○
例1 (1)如圖甲所示是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當用“－”和“0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是________ A，對應刻度盤上的每一小格代表________ A，圖甲所示示數為________ A；當使用電流表的“－”和“3”兩接線柱時，對應刻度盤上的每一小格代表________ A，圖甲所示示數為________ A.
(2)圖乙為學生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤，當使用較小量程時，測量電壓的最大值不得超過________ V，對應刻度盤上的每一小格表示________ V，圖乙所示示數為________ V；若使用的是較大量程時，則對應刻度盤上的每一小格表示________ V，圖乙所示示數為________ V．
[訓練1]　請完成下列各表的讀數，把答案填在圖下的橫線上．
(1)量程為0～3 V和0～ 3 A的電表．
(2)量程為0～15 V的電壓表讀數．
(3)量程為0～0.6 A的電流表讀數．
目標二　測定金屬絲的電阻率
【歸納】——————————————————○
1．測量電路
(1)電流表外接法，如圖所示．
由于電壓表的分流，電流表測量的電流值偏大，測得的電阻值偏小，適用于測量小電阻．
(2)電流表內接法，如圖所示．
由于電流表的分壓，電壓表測量的電壓值偏大，測得的電阻值偏大，適用于測量大電阻．
2．控制電路
(1)滑動變阻器限流式接法，如圖所示．
(2)滑動變阻器分壓式接法，如圖所示．
【典例】——————————————————○
例2 (多選)如圖所示，用伏安法測電阻時(　　)
A．采用圖甲所示測量電路，誤差來源于電壓表分流，使電阻測量值小于真實值
B．采用圖甲所示測量電路，誤差來源于電流表分壓，使電阻測量值大于真實值
C．采用圖乙所示測量電路，誤差來源于電壓表分流，使電阻測量值小于真實值
D．采用圖乙所示測量電路，誤差來源于電流表分壓，使電阻測量值大于真實值
例3 在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，測量3次，求出其平均值L，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d.
(1)采用如圖甲所示的電路測量金屬絲的電阻，電阻的測量值比真實值________(選填“偏大”或“偏小”)．
(2)已知被測金屬絲的電阻約為5 Ω，實驗所用電源的電壓為3 V，電流表內阻約為0.1 Ω，電壓表內阻約為15 kΩ.請你根據電路圖在圖乙中進行實物連線．
(3)若測出金屬絲的電阻為R，則金屬絲的電阻率ρ＝________(用題中字母表示)．
思維提升
連接實物圖時應注意以下幾點
(1)從電源正極出發，經過用電器、開關等元件，回到電源負極．
(2)遇到復雜的電路圖，先按照簡單的串聯或并聯的畫法一點一點分解．
(3)要注意導線不能交叉．
(4)注意電流表和電壓表的區別．
(5)畫完電路圖后，按照從正極出發的方向走一遍，看是否正確．
(6)重點注意電流要從正接線柱流入電表，從負接線柱流出電表．
(7)注意電路是否會短路．
[訓練2]　在測定金屬絲電阻率的實驗中：
(1)如圖甲所示，用50分度游標卡尺測量待測金屬絲的直徑，其示數是________mm.
(2)按圖乙所示的電路圖在圖丙中用筆畫線代替導線，補充連接實物電路示意圖．
[訓練3]　利用螺旋測微器、米尺和圖甲所示的器材(其中電流表的內阻約為1 Ω，電壓表的內阻約為5 kΩ)測量一根粗細均勻的阻值約為5 Ω的金屬絲的電阻率．
(1)用筆畫線代替導線，將圖甲中的器材連接成實物電路，要求連線不能交叉，電流表、電壓表選擇合適的量程(已知電源電壓為6 V，滑動變阻器的阻值為0～20 Ω)．
(2)實驗時，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑和用米尺測量金屬絲的長度的示數如圖乙所示，電流表、電壓表的讀數如圖丙所示．則金屬絲兩端的電壓U＝________，電流I＝________，金屬絲的長度l＝________，直徑d＝________．
(3)該金屬絲的電阻率是__________________(保留兩位有效數字)．
　
1．(1)如圖所示，螺旋測微器的讀數為________ mm，游標卡尺的讀數為________ mm；
(2)電壓表接0～3 V量程，電壓表的讀數為________ V；
(3)電流表接0～0.6 A量程，電流表的讀數為________ A.
2．在“測定金屬絲電阻率”的實驗中，需要測出金屬絲的長度L、直徑d和電阻R.
(1)用螺旋測微器測金屬絲直徑時，讀數如圖甲所示，則金屬絲的直徑為________ mm.
(2)若用圖乙電路測金屬絲的電阻，則測量結果將比真實值________(選填“偏大”或“偏小”)．
(3)用電壓表和電流表測金屬絲兩端的電壓和電流時，讀數分別如圖丙、丁所示，則電壓表的讀數為________ V，電流表的讀數為________ A．
3．(1)某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數如圖甲、乙、丙所示，(已知電流表選0.6 A量程，電壓表選3 V量程)．則它們的讀數值依次是________ mm、________ A、________ V.
(2)已知實驗中所用的電流表內阻約幾歐，電壓表內阻約20 kΩ，則本實驗電路應當采用圖丁中的________(選填“A”或“B”)，用此電路測量的金屬絲電阻比真實值偏________(選填“大”或“小”)．
(3)若測得電流為I、電壓為U，金屬絲的長度為L，直徑為d，則該金屬絲的電阻率ρ＝________(用題中字母代號表示)．
4．在“金屬絲電阻率的測量”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5 Ω，實驗室備有下列實驗器材．
A．電壓表(量程0～3 V，內阻約為15 kΩ)；
B．電壓表(量程0～15 V，內阻約為75 kΩ)；
C．電流表(量程0～3 A，內阻約為0.2 Ω)；
D．電流表(量程0～0.6 A，內阻約為1 Ω)；
E．滑動變阻器R1(0～10 Ω，0.6 A)；
F．滑動變阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)；
G．電池組E(3 V)；
H．開關S，導線若干．
(1)為減小實驗誤差，應選用的實驗器材有________(填器材前面的序號)．
(2)為減小實驗誤差，本實驗采用的電路圖如圖甲所示．請把圖乙中的實物圖用線連接起來．
　
(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數如圖丙所示，則金屬絲的直徑為________ mm，電阻值為________ Ω.
5．用伏安法測量電阻R的阻值，進而求出電阻率ρ，某實驗小組測出了6組電壓、電流值，并在U I圖像中進行描點，如圖所示．
(1)根據圖像中描點情況，寫出分析數據求解R值的步驟：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)求出的電阻值R＝________ Ω.(保留三位有效數字)
(3)待測電阻是由均勻材料制成的圓柱體，用50分度的游標卡尺測量其長度與直徑，結果分別如圖甲、乙所示．由圖可知其長度為________ cm，直徑為________ cm.
(4)由以上數據可求出ρ＝________．(保留一位有效數字)
第2課時　實驗2　金屬絲電阻率的測量
導學　掌握必備知識
1．電阻R　長度l　直徑d　
2．(1)滑動變阻器　電壓　電流值　U I　(2)刻度尺　有效長度l　平均值　(3)刻度尺
共研　突破關鍵能力
目標一
[例1]　解析：(1)電流表和電壓表的接線柱上的數字表示其量程．當使用電流表的“－”和“0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是0.6 A，對應刻度盤上的每一小格代表 A＝0.02 A，電流表示數為17×0.02 A＝0.34 A；當使用電流表的“－”和“3”兩接線柱時，對應刻度盤上的每一小格代表 A＝0.1 A，電流表示數為17.0×0.1 A＝1.70 A.
(2)電壓表的較小量程為3 V，所以測量電壓的最大值不得超過3 V，對應刻度盤上的每一小格表示 V＝0.1 V，電壓表示數為22.0×0.1 V＝2.20 V；若使用的是較大量程時，則對應刻度盤上的每一小格表示 V＝0.5 V，電壓表示數為22×0.5 V＝11.0 V.
答案：(1)0.6　0.02　0.34　0.1　1.70
(2)3　0.1　2.20　0.5　11.0
[訓練1]　答案：(1)0.90 V　1.90 A
(2)10.0 V　10.5 V
(3)0.40 A　0.50 A　0.22 A　0.52 A
目標二
[例2]　解析：題圖甲所示測量電路因電壓表分流，使電阻測量值小于真實值，題圖乙所示測量電路因電流表分壓，使電阻測量值大于真實值，選項A、D正確．
答案：AD
[例3]　解析：(1)電阻的測量值R測＝，U測為真實值，而I測因電壓表的分流作用比真實值偏大，所以R測比真實值偏小．
(2)由于電源電壓為3 V，所以電壓表選擇0～3 V量程，被測金屬絲的電阻約為5 Ω，流過金屬絲的最大電流約為0.6 A，所以電流表選0～0.6 A量程，連線如圖所示．
(3)由公式ρ＝和S＝，可得金屬絲的電阻率ρ＝.
答案：(1)偏小　(2)圖見解析　(3)
[訓練2]　解析：
(1)由題圖甲所示游標卡尺可知，其示數為0 mm＋26×0.02 mm＝0.52 mm.
(2)根據題圖乙所示電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
答案：(1)0.52　(2)圖見解析
[訓練3]　解析：(1)由于金屬絲的電阻比電壓表的內阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法．為了保證滑動變阻器起限流作用，滑動變阻器應該連接“A(B)、C”或“A(B)、D”幾個接線柱，具體連線如圖所示．
(2)由圖可以看出，電壓表的量程是0～3 V，所以讀數是2.20 V；電流表的量程是0～0.6 A，所以讀數是0.44 A；由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經露出，因此讀數是1.850×10－3 m；米尺的讀數是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.
(3)由電阻定律得
ρ＝＝＝ Ω·m≈4.4×10－5 Ω·m.
答案：
(1)圖見解析
(2)2.20 V　0.44 A　30.50 cm　1.850×10－3 m
(3)4.4×10－5 Ω·m
精練　落實學科素養
1．解析：(1)由題圖所示螺旋測微器可知，其示數為6 mm＋12.2×0.01 mm＝6.122 mm.
由題圖所示游標卡尺可知，游標尺為20分度，精度為0.05 mm，故其示數為50 mm＋17×0.05 mm＝50.85 mm.
(2)電壓表量程為3 V，由題圖所示電壓表可知，其分度值為0.1 V，示數為2.15 V.
(3)電流表量程為0.6 A，由題圖所示表盤可知，其分度值為0.02 A，示數為0.16 A.
答案：(1)6.122(6.121～6.124)　50.85
(2)2.15(2.14～2.16)　(3)0.16
2．解析：(1)螺旋測微器的讀數為d＝0.5 mm＋19.5×0.01 mm＝0.695 mm.
(2)題圖乙電流表采用外接法，電流測量值偏大，故電阻測量值偏小．
(3)電壓表的最小分度值為0.1 V，其讀數為2.60 V；電流表的最小分度值為0.02 A，其讀數為0.52 A.
答案：(1)0.695　(2)偏小　(3)2.60　0.52
3．解析：(1)螺旋測微器的讀數為d＝0.5 mm＋2.6×0.01 mm＝0.526 mm；電流表的讀數為I＝0.42 A；
電壓表的讀數為U＝2.20 V.
(2)根據題意，待測電阻阻值遠小于電壓表內阻，故電流表應用外接法，故電路圖A為應采用的最佳電路．此電路中，由于電壓表的分流作用，故測量的金屬絲電阻比真實值偏小．
(3)根據歐姆定律R＝，則金屬絲電阻為
R＝ρ，解得ρ＝.
答案：(1)0.526(0.526～0.528均正確)　0.42　2.20　
(2)A　小　(3)
4．解析：(1)因為電源電動勢為3 V，所以電壓表應選A；被測電阻約為5 Ω，電路中的最大電流約為I＝0.6 A，電流表應選D；根據滑動變阻器允許通過的最大電流可知，滑動變阻器應選E；還要選用電池組和開關，導線若干．故應選用的實驗器材有A、D、E、G、H.
(2)實物連接如圖所示．
(3)從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為0.636 mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20 V，從電流表可以讀出通過電阻的電流為0.50 A，被測金屬絲的阻值為Rx＝＝ Ω＝2.4 Ω.
答案：(1)ADEGH　(2)圖見解析
(3)0.636(0.634～0.638均可)　2.4
5．解析：(1)①作U I圖線，圖線應為過原點的直線，使直線過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線兩側，偏離直線較遠的點(左起第2個點)應舍棄；②求該直線的斜率k，則R＝k.
(2)在圖像中的直線上取相距較遠的兩點，求出R≈229 Ω.
(3)題圖甲讀數l＝8 mm＋0×0.02 mm＝8.00 mm＝0.800 cm.
題圖乙讀數d＝1 mm＋45×0.02 mm＝1.90 mm＝0.190 cm.
(4)由R＝ρ，得ρ＝＝ Ω·m≈8×10－2 Ω·m
答案：(1)見解析　(2)229 Ω(217～237 Ω均正確)
(3)0.800　0.190
(4)8×10－2 Ω·m4．串聯電路和并聯電路
核心素養定位 科學思維 (1)分析得出串聯和并聯電路電流、電壓的關系，并理解其含義，體會嚴謹的科學推理過程． (2)依據電流與電壓的關系，推導得到串聯和并聯電路總電阻的表達式，體會等效思想在物理中的應用．
科學態度與責任 通過建立簡化模型，應用串、并聯電路規律分析電流表及電壓表的改裝原理，理解理想電表是一種科學抽象的產物，進一步體會理想化模型的思想，激發求知欲．
一、串、并聯電路中的電流、電壓和電阻
1．電流
(1)串聯電路中的電流處處________．
(2)并聯電路的總電流________各支路電流之和．
2．電壓
(1)串聯電路兩端的總電壓________各部分電路兩端電壓之和．
(2)并聯電路的總電壓與各支路電壓________．
3．電阻
(1)串聯電路的總電阻 ________各部分電路電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn．串聯總電阻大于其中任何一個電阻
(2)并聯電路總電阻的倒數________各支路電阻的倒數之和，即＝＋…＋．并聯總電阻小于其中任何一個電阻
二、電壓表和電流表的電路結構
1．小量程電流表G(表頭)的三個參量
2．電表改裝原理
(1)電壓表改裝：將表頭________一個較________電阻，常被稱作分壓電阻，如圖所示．
(2)電流表改裝：將表頭________一個較________電阻，常被稱作分流電阻，如圖所示．
【情境思考】
如圖為路口交通指示燈的示意圖．指示燈可以通過不同顏色燈光的變化指揮車輛和行人的交通行為．根據你對交通指示燈的了解，判斷以下問題．
(1)紅燈、黃燈、綠燈是串聯的．(　　)
(2)紅燈、黃燈、綠燈是并聯的．(　　)
(3)紅燈與黃燈并聯后再與綠燈串聯．(　　)
拓展 1　
[教材問題]
兩個電阻串聯，相當于導線長度增加，故阻值增大，R＝R1＋R2.
兩個電阻并聯，相當于導線的橫截面積增加，故阻值減小，＝，或寫為R＝.
若兩個阻值相等的電阻并聯，則總阻值為每個阻值的一半，即R1＝R2時，R＝.
若一個小電阻與一個大電阻并聯，其并聯值略小于小電阻．
拓展2　
(1)同一型號表頭改裝成的不同量程的電壓表偏轉角度相同，電壓表的示數相同嗎？
提示：不同電壓表量程不同，故示數不同．
(2)同一型號表頭改裝成的不同量程的電流表偏轉角度相同，電流表的示數相同嗎？
提示：不同電流表量程不同，故示數不同．
拓展3　實際電表視為理想電表的條件是什么？
提示：當與表頭并聯的電阻遠小于表頭內阻，兩個電阻的并聯值很小，串聯在電路中時，對電路中電流的影響可忽略不計，可以把電流表看作理想電表．
當與表頭串聯的電阻遠大于表頭內阻，兩個電阻的串聯值很大，并聯在電路中時，對電路的分流可忽略不計，可以把電壓表看作理想電表．
目標一　串、并聯電路的規律
【導思】——————————————————○
如圖所示，圖甲為電阻R1、R2、R3組成的串聯電路；圖乙為電阻R1、R2、R3組成的并聯電路．
(1)圖甲中總電壓U與各電阻兩端電壓UR1、UR2、UR3存在怎樣的關系？各電阻兩端電壓與電阻存在怎樣的關系？
(2)圖乙中總電流I與各支路電流I1、I2、I3存在怎樣的關系？各支路的電流與電阻存在怎樣的關系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【歸納】——————————————————○
1．電壓和電流的分配關系
(1)串聯電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即＝＝…＝＝＝I.
(2)并聯電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.
2．串、并聯電路總電阻的比較
串聯電路的總電阻R總 并聯電路的總電阻R總
不同點 n個相同電阻R串聯，總電阻R總＝nR n個相同電阻R并聯，總電阻R總＝
R總大于任一電阻阻值 R總小于任一電阻阻值
一個大電阻和一個小電阻串聯時，總電阻接近大電阻 一個大電阻和一個小電阻并聯時，總電阻接近小電阻
相同點 多個電阻無論串聯還是并聯，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小
【典例】——————————————————○
例1 三個電阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝5 Ω，將它們并聯后加一恒定電壓U，電路如圖所示．流過每個電阻的電流分別是I1、I2、I3，每個電阻兩端電壓分別是U1、U2、U3，則下列說法正確的是(　　)
A．I1∶I2∶I3＝5∶3∶2
B．U1∶U2∶U3＝5∶3∶2
C．若再并聯一個100 Ω的電阻，則并聯的總阻值增大
D．若減小R1的阻值，則電路中并聯的總阻值減小
例2 如圖所示電路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，電壓表示數為2 V，電流表示數為0.2 A，電壓表、電流表均為理想電表．
(1)求電阻R3的阻值；
(2)求A、C兩端的電壓值．
思維提升
解決簡單混聯電路的方法
(1)準確地判斷出電路的連接方式，畫出等效電路圖．
(2)準確地利用串、并聯電路的基本規律、特點．
(3)靈活地選用恰當的物理公式進行計算．
[訓練1]　如圖所示電路中電阻R1、R2、R3的阻值相等，A、B的電壓恒定．那么開關S接通后流過R2的電流是S接通前的(　　)
A．　　　B． C．　　　D．
目標二　電表的改裝
【導思】——————————————————○
　如圖所示為用相同的電流表G改裝的電壓表V和電流表A.
(1)小量程的電流表G(表頭)的內阻、滿偏電流及滿偏電壓分別代表什么？
(2)若用改裝后的電表分別測量電壓和電流時，指針偏角均為滿刻度的.這兩種情況下表頭G兩端的電壓和通過的電流是否相等？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【歸納】——————————————————○
1．電壓表、電流表的改裝及其特點
小量程電流表G改裝 成大量程電壓表V 小量程電流表G 改裝成大量程電流表A
電路結構
R的作用 分壓 分流
擴大量程 的計算 U＝Ig(R＋Rg) R＝－Rg IgRg＝(I－Ig)R R＝Rg
電表的 總內阻 RV＝Rg＋R RA＝
使用方式 并聯在被測電路中，“＋”接線柱接電勢較高的一端 串聯在被測支路中，電流從“＋”接線柱流入
2.電表改裝問題的兩點提醒
(1)無論表頭G改裝成電壓表還是電流表，它的三個特征量Ug、Ig、Rg是不變的，即通過表頭的最大電流Ig并不改變．
(2)改裝后電壓表的量程指小量程電流表表頭滿偏時對應的Ug與表頭串聯電路的總電壓；改裝后電流表的量程指小量程電流表表頭滿偏時對應的Ig與表頭并聯電路的總電流．
【典例】——————————————————○
例3 靈敏電流計(表頭)是常見的電學儀器，也是科學研究中的常用器材．在如圖所示的電路中，小量程電流計的內阻Rg＝100 Ω，滿偏電流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.
(1)當S1和S2均斷開時，改裝成的是________表，量程是________．
(2)當S1和S2均閉合時，改裝成的是________表，量程是________．
[訓練2]　(多選)一電流表的量程為100 μA，內阻為100 Ω.現串聯一個9 900 Ω的電阻將它改裝成電壓表(原電流表的表盤未改動)．如果用改裝后的電壓表測量某一電路，電壓表示數如圖所示．則下列有關說法正確的是(　　)
A．該電壓表的量程是0.1 V
B．該電壓表的量程是1 V
C．此時的電壓是0.08 V
D．此時的電壓是0.80 V
[訓練3]　[教材(練習與應用)T4變式]如圖所示為實驗室常用的兩個量程的電壓表原理圖．當使用O、A兩接線柱時，量程為0～3 V，當使用O、B兩接線柱時，量程為0～15 V．已知電流表的內阻Rg＝500 Ω，滿偏電流Ig＝100 μA.求分壓電阻R1和R2的阻值．
　
1．三個阻值都是6 Ω的電阻可以用不同的方法連接起來，如圖所示的四個圖中等效電阻(即總電阻)等于4 Ω的是(　　)
2．[教材(練習與應用)T3變式]伏安法測電阻的接法有如圖中甲、乙兩種，下列說法正確的是(　　)
A．兩種接法完全等效
B．按圖甲接法，測量結果偏小
C．若待測電阻的阻值很大，按圖甲接法誤差較小
D．若待測電阻的阻值很小，按圖甲接法誤差較小
3．如圖所示的電路常被稱為分壓電路，當a、b間的電壓為U時，利用它可以在c、d端獲得0至U之間的任意電壓．當滑動變阻器的滑片P移至中點時，Ucd等于(　　)
A．U　　B．UC．U D．0
4．(多選)如圖所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B兩端接在電壓恒定的電源上，則下列說法正確的是(　　)
A．S斷開時，R1與R2的電壓之比為1∶5
B．S閉合時，通過R1與R2的電流之比為2∶1
C．S閉合時，R1與R2兩端的電壓之比為1∶5
D．S斷開與閉合兩種情況下，電阻R1兩端的電壓之比為2∶1
5．如圖所示，虛線框內為改裝好的電表，M、N為新表的接線柱．已知靈敏電流計G的滿偏電流為100 μA，內阻為495.0 Ω，電阻箱讀數為5.0 Ω.根據以上數據計算可知改裝的電表為(　　)
A．電壓表，量程為0～1 mV
B．電壓表，量程為0～500 mV
C．電流表，量程為0～1 μA
D．電流表，量程為0～10 mA
6．如圖是有兩個量程的電壓表．當使用a、b兩個端點時，量程為0～10 V；當使用a、c兩個端點時，量程為0～100 V．已知電流表的內阻Rg為500 Ω，滿偏電流Ig為1 mA.則電阻R1、R2的值分別為(　　)
A．9 500 Ω；90 000 Ω
B．90 000 Ω；9 500 Ω
C．9 500 Ω；9 000 Ω
D．9 000 Ω；9 500 Ω
4．串聯電路和并聯電路
導學　掌握必備知識
一、
1．(1)相等　(2)等于
2．(1)等于　(2)相等
3．(1)等于　(2)等于
二、
1．表頭　最大刻度　滿偏電流　IgRg
2．(1)串聯　大　(2)并聯　小
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破關鍵能力
目標一
提示：
(1)U＝UR1＋UR2＋UR3.各電阻兩端電壓與電阻成正比．
(2)I＝I1＋I2＋I3.各支路的電流與電阻成反比．
[例1]　解析：并聯電路中，各支路電流和電阻成反比，電壓相等，即U1＝U2＝U3，U1＝I1R1＝I2R2＝I3R3，可得U1∶U2∶U3＝1∶1∶1，I1∶I2∶I3＝∶∶＝15∶10∶6，A、B錯誤；并聯電路的總電阻＝，所以再并聯一個100 Ω的電阻，并聯的總阻值R減小；若減小R1的阻值，則電路中并聯的總阻值減小，C錯誤，D正確．
答案：D
[例2]　解析：(1)R2兩端的電壓U2＝I2·R2＝0.2 A×12 Ω＝2.4 V，通過R1的電流I＝＝＝0.4 A，R3兩端的電壓與R2兩端的電壓相同，即U3＝U2，通過R3的電流I3＝I－I2＝0.4 A－0.2 A＝0.2 A，R3的電阻為R3＝＝＝12 Ω.
(2)UAC＝U1＋U2＝2 V＋2.4 V＝4.4 V.
答案：(1)12 Ω　(2)4.4 V
[訓練1]　解析：設A、B間的電壓為U，每個電阻的阻值為R.S接通前，通過R2的電流I＝＝；S接通后，通過R2的電流I′＝＝＝.可得＝.
答案：B
目標二
提示：(1)內阻Rg：小量程電流表G的電阻．
滿偏電流Ig：小量程電流表G指針偏轉到最大刻度時的電流．
滿偏電壓Ug：小量程電流表G通有滿偏電流時，加在它兩端的電壓．
(2)因為是相同的電流表改裝的電壓表和電流表，指針偏角相同，說明通過的電流I相同，所以表頭G兩端的電壓(U＝IRg)也相同．
[例3]　解析：(1)由題中電路圖可知，當S1和S2均斷開時，G與R1串聯，所改裝成的是電壓表，最大電壓為U＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900) V＝1 V.
(2)由電路圖可知，當S1和S2均閉合時，G與R2并聯，所改裝成的是電流表，最大電流為I＝Ig＋＝(0.001＋) A＝1 A.
答案：(1)電壓　1 V　(2)電流　1 A
[訓練2]　解析：根據串聯電路的電壓特點有U＝IgR＋IgRg＝Ig(R＋Rg)＝10－4×(100＋9 900) V＝1 V，此時指針所表示的電壓為0.80 V，B、D正確．
答案：BD
[訓練3]　解析：在改裝的電壓表中，各量程達到滿偏電壓時，經過“表頭”的電流均為滿偏電流．
接O、A時，Ig＝，
即R1＝－Rg＝(－500) Ω＝2.95×104 Ω.
接O、B時，Ig＝，
即R2＝－Rg－R1＝(－500－2.95×104) Ω＝1.2×105 Ω.
答案：2.95×104 Ω　1.2×105 Ω
精練　落實學科素養
1．解析：由電阻的串聯、并聯特點可知選項A中的總電阻為18 Ω，選項B中的總電阻為2 Ω，選項C中的總電阻為4 Ω，選項D中的總電阻為9 Ω.故C正確，A、B、D錯誤．
答案：C
2．解析：甲為內接法，由于電流表的分壓作用，使電阻的測量值偏大，適合R RA的情況；乙為外接法，由于電壓表的分流作用，使電阻的測量值偏小，適合R RV的情況．由兩種接法的特點可知，A、B、D錯誤，C正確．
答案：C
3．解析：由題意知，滑片P移至R的中點，變阻器下半部分電阻為，根據歐姆定律得Ucd＝·＝，故C正確．
答案：C
4．解析：設A、B間電壓為U，S斷開時，R1和R2串聯，兩端電壓之比等于電阻之比，即為1∶5，R1兩端的電壓為，故A正確；S閉合時，R3與R2并聯的阻值為5 Ω，R1與R并的電壓之比為2∶5，R1兩端的電壓為，故C、D錯誤；S閉合時，通過R2與R3的電流相等，等于通過R1的電流的一半，故B正確．
答案：AB
5．解析：靈敏電流計與電阻箱并聯，改裝后的電表為電流表．滿偏時，M、N兩端電壓為U＝IgRg＝100×10－6×495.0 V＝0.049 5 V＝49.5 mV，流過電阻箱的電流為IR＝＝ A＝0.009 9 A＝9.9 mA，故改裝后電流表的滿偏電流I＝Ig＋IR＝(9.9＋0.1) mA＝10 mA.
答案：D
6．解析：由圖示電路圖可知
Ig(Rg＋R1)＝10 V，Ig(Rg＋R1＋R2)＝100 V，
代入數據解得R1＝9 500 Ω，R2＝90 000 Ω
故選A.
答案：A5．實驗：練習使用多用電表
核心素養定位 物理觀念 (1)通過觀察，了解多用電表的表盤及測量功能，會根據需要正確選擇測量擋位． (2)了解數字式多用電表的特點．
科學探究 通過實驗操作，學會使用多用電表測量電壓、電流和電阻．通過測量晶體二極管正、反向電阻，了解晶體二極管的單向導電性．在實驗中培養規范操作的習慣．
一、認識多用電表
1．多用電表的形狀如圖所示．
2．外部構造
構造 作用
表盤的上 部為表頭 用來表示電流、電壓和電阻的多種量程．
指針定位 螺絲 使指針指在左側的零刻度線上．
歐姆調零 旋鈕 在多用電表當做歐姆表使用時，將紅、黑表筆直接相接(短接)，調整指針使之指在歐姆表的零刻線．歐姆檔每次換擋后都要調零．
選擇開關 它的作用是選擇測量項目和量程，它帶有箭頭，箭頭所指表明該表的作用和量程．轉動選擇開關可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等．
紅黑表筆 如果是電壓、電流擋，就是紅表筆接正極，黑表筆接負極；如果是電阻擋，那就是黑表筆相當于電池正極，紅表筆相當于電池負極．
二、使用多用電表
1．測量小燈泡的電壓
(1)選擇____________擋合適的量程，并將____________旋至相應位置．
(2)將多用電表________在待測電路兩端，注意紅表筆接觸點的電勢應該比黑表筆高．
(3)根據表盤上的直流電壓________讀出電壓值，讀數時注意____________所表示的電壓值．
2．測量通過小燈泡的電流
(1)選擇____________擋合適的量程，注意選擇大于通過小燈泡電流估計值的量程．
(2)將被測電路導線拆開一端，把多用電表________在電路中，注意電流應該從________流入多用電表．
(3)讀數時，要認清刻度盤上的____________．
3．測量電阻
(1)將選擇開關扳到________擋上，此時紅表筆連接表內電源的負極，________連接表內電源的正極．
(2)選好量程后，先調零，然后測量電阻值為讀數乘________．
(3)測量完畢，應把選擇開關旋轉到OFF擋或交流電壓最高擋．
注意：用多用電表測電壓、電流及電阻時，電流都是從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表．
4.二極管的特點及其電阻測量
(1)晶體二極管是由________材料制成的，它有兩個極，一個叫正極，一個叫負極，它的符號如圖甲所示．
(2)晶體二極管具有____________性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)．當給二極管加正向電壓時，它的電阻________，電路導通，如圖乙所示．
(3)當給二極管加反向電壓時，它的電阻________，電路截止，如圖丙所示．
5．數字式多用電表
如圖所示，數字式多用電表的測量值以________形式直接顯示，使用方便．數字式多用電表內都裝有____________，這樣可以使電表對被測電路的影響減到最小，同時除可測電壓、電流和電阻外還可測量其他多種物理量．
目標一　用多用電表測電壓、電流和電阻
【歸納】——————————————————○
1．多用電表測電壓、電流和電阻的注意事項
(1)使用前要機械調零．
(2)電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出．
(3)測電阻時的幾點注意
①測電阻必須把待測電阻隔離．
②牢記兩個調零過程，切記換擋需進行歐姆調零．
③合理選擇量程，使指針盡可能指在中值電阻附近．
④讀數時應乘相應的倍率．
⑤歐姆表的表盤刻度不均勻，一般不估讀．
2．多用電表的讀數
(1)讀數時要注意讀表盤上的哪條刻度線：歐姆擋刻度不均勻，讀最上一排刻度線；直流電流、直流電壓刻度均勻，讀中間刻度線．
(2)電壓擋、電流擋的讀數要看清選擇開關所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少及應讀到的有效數字位數.
【典例】——————————————————○
例1 某同學想通過一個多用電表的歐姆擋直接測量某電壓表(量程為0～10 V)的內阻(大約幾十千歐)，該多用電表刻度盤上電阻刻度的中間值為30.
(1)歐姆擋的選擇開關撥至________(選填“×1 k”或“×100”)擋，先將紅、黑表筆短接調零后，選用上圖中________(選填“A”或“B”)方式連接．
(2)如圖甲所示，該同學讀出多用電表的讀數為________ Ω；如圖乙所示，電壓表的讀數為________ V．
例2 在練習使用多用電表的實驗中：
(1)某同學連接的電路如圖所示．
①若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流擋，此時測得的是通過________的電流；
②若斷開電路中的開關，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是________的阻值；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是________兩端的電壓．
(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，若________．
A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大
B．測量時發現指針向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×10”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，則測量值小于25 Ω
[訓練1]　圖甲中A、B、C是多用電表在進行不同測量時選擇開關分別指示的位置，圖乙是多用電表指針在測量時的偏轉位置．
(1)選擇開關在A位置時，多用電表用作________表，若用此擋測量，指針位置如圖乙所示，則讀數是________；
(2)選擇開關在B位置時，多用電表用作________表，若用此擋測量，指針位置如圖乙所示，則讀數是________；
(3)選擇開關在C位置時，多用電表用作________表，若用此擋測量，指針位置如圖乙所示，則讀數是________．
[訓練2]　某同學在練習使用多用電表．
(1)使用多用電表測量電阻時，他的操作過程如下．
①將紅、黑表筆分別插入多用電表“＋”“－”插孔，選擇開關旋至電阻“×100”擋；
②將紅、黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕使指針指零；
③將紅、黑表筆分別與電阻的兩端相連，此時多用電表指針偏轉太大(以電阻無窮大處為起點)，將選擇開關旋至電阻________(選填“×10”或“×1 k”)擋．將紅、黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕使指針指零，然后將紅、黑表筆分別與電阻的兩端相連，指針偏轉如圖甲所示，讀出電阻的阻值為________ Ω；
④將選擇開關旋至“OFF”擋，取出紅、黑表筆．
(2)如圖乙所示，該同學利用多用電表測定某電阻兩端的電壓，將選擇開關選擇直流電壓擋合適位置后，應將黑表筆與________ (選填“A”或“B”)端接觸．
目標二　用多用電表測二極管的正、反向電阻
【歸納】——————————————————○
1．認識二極管：如圖所示，它由半導體材料制成，左端為正極，右端為負極．
特點：電流從正極流入時電阻很小，而從正極流出時電阻很大．
2．多用電表測二極管的正、反向電阻
(1)測二極管正向電阻：將多用電表的選擇開關旋至低倍率的歐姆擋，兩表筆短接進行歐姆調零之后將黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負極．
(2)測二極管反向電阻：將多用電表的選擇開關旋至高倍率的歐姆擋，兩表筆短接進行歐姆調零后將黑表筆接觸二極管的負極，紅表筆接觸二極管的正極．
【典例】——————————————————○
例3 用發光二極管制成的LED燈具有發光效率高、使用壽命長等優點，在生產與生活中得到廣泛應用．發光二極管具有單向導電性，正、反向電阻相差較大．
(1)某同學先用如圖甲所示的多用電表來判斷發光二極管的正負極，下列操作正確的是________．
A．測量前應旋動部件T，使指針對準電流的“0”刻線
B．測量電阻時，將K旋轉到電阻擋的適當位置，然后將兩表筆短接時，旋動部件S，使指針對準電阻的“0”刻線
C．為了使表筆與二極管兩端接觸良好，應采用如圖乙所示的操作，用手指將兩表筆與待測電阻的兩端壓緊進行測量
D．測量時，若發現指針偏轉角度過小(此時旋鈕K指在“×100”)，為了得到比較準確的測量結果，將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置
(2)該同學使用多用電表歐姆擋的“×100”擋來測量二極管的正反向電阻，將紅、黑表筆分別與二極管“長腳”和“短腳”接觸時，發現指針幾乎不動．調換接觸腳后，指針偏轉情況如圖丙所示，由圖可讀出此時二極管的正向阻值為________ Ω.
(3)該同學設計了如圖丁所示的電路測量發光二極管的正向電阻，則發光二極管的“短腳”應與圖丁中________(選填“a”或“b”)端連接．
(4)按圖丁的電路圖將圖戊中的實物連線補充完整．該同學在開關閉合之前，應將滑動變阻器的滑片滑至________端(選填“c”或“d”)．
[訓練3]　某同學利用多用電表測量二極管的正向電阻．完成下列測量步驟．
(1)檢查多用電表的機械零點．
(2)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，將選擇開關撥至“×10”的倍率擋位上．
(3)將紅、黑表筆短接，進行歐姆調零．
(4)測正向電阻時，將________(選填“紅”或“黑”)表筆接二極管正極，將另一表筆接二極管負極．
(5)測量發現指針的偏角過大，為使測量比較精準，應將選擇開關旋轉到________(選填“×1”或“×100”)的倍率擋位后，再次測量．
(6)最后應將選擇開關撥向________位置．
(7)以上實驗過程，缺少的實驗步驟是________.
目標三　用多用電表檢測電路故障
【歸納】——————————————————○
1．電路中斷路與短路的故障
(1)斷路特點：電路中發生斷路時，電源電壓不為零，而電流為零；如果斷路出現在干路中，則斷路處兩端點間的電壓等于電源電壓．
(2)短路特點：電路中的某部分發生短路時，表現為有電流通過電路而該部分電路兩端電壓為零．
2．電壓表檢測法
若電路斷路，將電壓表與電源并聯，若有電壓說明電源完好，然后將電壓表逐段與電路并聯，若某一段電壓表指針偏轉，說明該段電路中有斷點．若電路短路，則用電壓表逐段與電路并聯，某一段電壓表示數為零，則該段電路被短路．
3．歐姆表檢測法
斷開電路，用多用電表的歐姆擋測量待測部分的電阻，若檢測部分示數正常，說明兩點間正常；若檢測部分電阻很小(幾乎為零)，說明該部分短路；若檢測部分指針幾乎不動，說明該部分斷路．
【典例】——————————————————○
例4 在如圖甲所示的電路中，4節干電池串聯，小燈泡A、B的規格均為“3.8 V　0.3 A”．合上開關S后，無論怎樣移動滑片，A、B燈都不亮．
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障．
①選擇開關置于下列量程的________擋較為合適(用字母序號表示)．
A．0～2.5 V B．0～10 V
C．0～50 V D．0～250 V
②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________．
A．A燈絲斷開 B．B燈絲斷開
C．d、e間連線斷開 D．B燈被短路
(2)接著練習使用多用電表的電阻“×1”擋測電阻，經過了“歐姆調零”．
①測試前，一定要將電路中的開關S ________．
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結果如圖乙所示，讀數為________ Ω，此時測量的是________間電阻．根據小燈泡的規格計算出的電阻為________ Ω.
[訓練4]　一同學在某次實驗中，通過導線把完好的電流表、滑動變阻器、電阻Rx、開關及三節干電池連成如圖甲所示的電路．他共用了5根導線，分別為導線ab、cd、ef、gh和ij，由于混進了一根內部斷開的導線，當合上開關S后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表讀數均為零．
(1)若用多用電表的直流電壓擋進行檢查，合上開關S，那么選擇開關最好置于________擋．
A．1 V　　B．5 V C．25 V　 D．250 V
(2)接下來在測量gh間的直流電壓時，紅表筆應接________端．若測量結果如圖乙所示，則gh間直流電壓是________ V，其他四根導線兩端的電壓測量值為零，可以斷定導線________內部斷開．
(3)若改用多用電表的歐姆擋進行檢查，請寫出操作步驟：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
1．[2023·山東泰安月考](多選)關于多用電表的使用，下列操作正確的是(　　)
A．測電壓時，應按圖甲連接方式測量
B．測電流時，應按圖乙連接方式測量
C．測電阻時，應按圖丙連接方式測量
D．測二極管的正向電阻時，應按圖丁連接方式測量
2．(多選)下列關于歐姆表的使用和操作正確的是(　　)
A．歐姆表歐姆調零后，用“×10”擋測量一個電阻的阻值，發現表針偏轉角度極小，為了把電阻測得更準一些，應換用“×1”擋，重新調零后再測量
B.用多用電表測量電阻R時，若紅表筆插入正(＋)孔，則電流從紅表筆流入
C．若操作步驟規范，歐姆擋及指針位置如圖甲、乙所示，則測量阻值為160 Ω
D．若用多用電表歐姆擋測量某晶體二極管，結果如圖丙所示，由圖丙可知該二極管的正極為A端
3.(多選)在如圖所示的電路中，閉合開關時，燈不亮，已經確定是燈泡斷路或短路引起的．在不能拆開電路的情況下(開關可閉合，可斷開)，現用一個多用電表的直流電壓擋、直流電流擋和歐姆擋分別對故障電路進行檢查并做出了判斷(如下表所示)．
次序 操作步驟 現象和結論
1 閉合開關，選直流電壓擋，紅、黑表筆分別接a、b 指針偏轉、燈斷路；指針不偏轉，燈短路
2 閉合開關，選直流電流擋，紅、黑表筆分別接a、b 指針偏轉，燈短路；指針不偏轉，燈斷路
3 閉合開關，選歐姆擋，紅、黑表筆分別接a、b 指針不動，燈斷路；指針偏轉，燈短路
4 斷開開關，選歐姆擋，紅、黑表筆分別接a、b 指針不動，燈斷路；指針偏轉很大，燈短路
以上操作和判斷正確的是(　　)
A.1　　　B．2 C．3　　　D．4
4．實驗小組在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，使用多用電表測量小燈泡兩端的電壓，選擇開關指示如圖甲所示，電表表盤指針如圖乙所示．
(1)實驗時，下列操作中，正確的是________．
A.斷開電路，電表并聯在小燈泡兩端
B.斷開電路，電表串聯在小燈泡兩端
C.閉合電路，電表并聯在小燈泡兩端
D.閉合電路，電表串聯在小燈泡兩端
(2)若操作正確，多用電表讀數應該是________．
A．1.35 V B．1.70 VC.22 V D．270 V
5．某同學想通過多用電表的歐姆擋測量量程為0～3 V的電壓表內阻(如圖)，主要步驟如下：
(1)把選擇開關撥到“×100”的歐姆擋上；
(2)把兩表筆相接觸，旋轉歐姆調零旋鈕，使指針指在電阻零刻度處；
(3)把紅表筆與待測電壓表________(選填“正”或“負”)接線柱相接，黑表筆與另一接線柱相接，發現這時指針偏轉角度很小；
(4)換用“________”(選填“×10”或“×1 k”)歐姆擋重新調零后測量，發現這時指針偏轉角適中，記下電阻數值；
(5)把選擇開關調至________，然后拔下表筆，把多用電表放回桌上原處，實驗完畢．
6．某學生實驗小組利用圖甲所示電路進行一些實驗操作，所用的器材有多用電表、電壓表(量程5 V)、滑動變阻器、導線若干．回答下列問題．
(1)將圖甲中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端；
(2)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使用多用電表歐姆“×1 k”擋，正確測量時的示數如圖乙所示，這時電壓表的示數如圖丙所示，多用電表和電壓表的示數分別為________ kΩ和________ V．
7．在練習使用多用電表的實驗中，某同學連接的電路如圖所示．
(1)若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電流擋，閉合開關S，此時測得的是通過________的電流；
(2)若斷開電路中的開關S，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是________的電阻；
(3)若旋轉選擇開關，使其尖端對準直流電壓擋，閉合開關S，此時測得的是________兩端的電壓．
8．甲同學為了測量某個元件的電阻，進行了如下實驗．
(1)先用多用電表粗測阻值，進行了如圖甲所示A、B、C、D四個操作，則正確的操作順序是________；其中步驟B的指針指在如圖乙所示的刻度處，該電阻的阻值為________ Ω.
(2)為了進一步精確測量該元件的電阻，甲同學設計了如圖丙所示電路，所用實驗器材如下：
A.待測電阻Rx
B.靈敏電流計G
C.定值電阻R0
D.粗細均勻的電阻絲AB(總長為L)
E.滑動變阻器R
F.線夾、電源、開關以及導線若干
G.電源(電動勢為3 V)
①在閉合開關S前，可將線夾P2大致固定于電阻絲AB中部位置，滑片P1應置于________(選填“a”或“b”)端．
②閉合開關S后，先移動滑動變阻器的滑片P1至某一位置，然后不斷調節線夾P2所夾的位置，直到靈敏電流計G示數為零，測出此時AP2段電阻絲長度為x，則Rx的阻值計算式為Rx＝________(用R0、L、x表示)，靈敏電流計G的內阻對實驗結果________(選填“有”或“沒有”)影響．
5．實驗：練習使用多用電表
導學　掌握必備知識
二、
1．(1)直流電壓　選擇開關　(2)并聯　(3)刻度　最小刻度
2．(1)直流電流　(2)串聯　紅表筆　(3)最小刻度
3．(1)歐姆　黑表筆　(2)倍率
4．(1)半導體　(2)單向導電　很小　(3)很大
5．數字　電子電路
共研　突破關鍵能力
目標一
[例1]　解析：(1)電壓表的內阻(大約幾十千歐)，用多用電表的歐姆擋測電阻時，應讓指針指在中間刻度附近，因而應選“×1 k”擋．多用電表與電壓表構成一閉合回路，電流從多用電表的黑表筆流出，進入電壓表的正接線柱，然后從電壓表的負接線柱流出，通過紅表筆進入多用電表，A正確；(2)題圖甲中多用電表的讀數為40×1 kΩ＝40 kΩ＝4×104 Ω.題圖乙中電壓表的讀數為5.0×1 V＝5.0 V.
答案：(1)×1 k　A　(2)4×104　5.0
[例2]　解析：(1)①當多用電表選擇開關尖端對準直流電流擋時，電流表與R1串聯，此時電流表測得的是通過R1的電流．
②切斷電路，選擇開關尖端對準歐姆擋時，測得的是R1和R2的串聯總電阻．
③選擇開關尖端對準直流電壓擋，閉合開關，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，電阻R1被短路，此時多用電表示數等于電阻R2兩端的電壓．
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿時，測量值為被測電阻與人體電阻的并聯阻值，應偏小，A錯誤；測量時指針若向左偏離中央刻度過大，即偏轉角過小，應增大倍率，B正確；選擇開關對應“×10”倍率，指針位于20與30正中間時，測量值應小于250 Ω，C錯誤．
答案：(1)①R1　②R1和R2串聯　③R2　(2)B
[訓練1]　解析：(1)選擇開關指在A位置“×1 k”歐姆擋時，用作歐姆表，讀數為15×1 kΩ＝15 kΩ.(2)選擇開關指在B位置10 mA直流電流擋時，用作電流表，每小格表示0.2 mA，讀數為5.0 mA.(3)選擇開關指在C位置50 V直流電壓擋時，用作電壓表，每小格表示1 V，讀數為25.0 V.
答案：(1)歐姆　15 kΩ　(2)電流　5.0 mA
(3)電壓　25.0 V
[訓練2]　解析：(1)“×100”擋指針偏轉太大，說明電阻較小，需要換一個低倍率的擋位，用“×10”擋．讀數時用表盤的讀數乘選擇的倍率．(2)電流方向為紅表筆流入，黑表筆流出，黑表筆與B連接．
答案：(1)×10　180　(2)B
目標二
[例3]　解析：(1)測量前應旋動部件S，使指針對準電流的“0”刻線，A錯誤；測量電阻時，將K旋轉到電阻擋的適當位置，然后將兩表筆短接時，旋動部件T，使指針對準電阻的“0”刻線，B錯誤；測量時，人手不應該與二極管的金屬部分接觸，C錯誤；測量時，若發現指針偏轉角度過小(此時旋鈕K指在“×100”)，為了得到比較準確的測量結果，將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置，D正確．(2)此時二極管的正向阻值為13×100 Ω＝1 300 Ω.(3)二極管的“長腳”為正極，故發光二極管的“短腳”應與圖中a端連接．
(4)電路連線如圖；在開關閉合之前，應將滑動變阻器的滑片滑至c端．
答案：(1)D　(2)1 300　(3)a　(4)圖見解析　c
[訓練3]　解析： (4)黑表筆內部接電源的正極，則測二極管正向電阻時，將黑表筆接二極管正極，將紅表筆接二極管負極．(5)測量發現指針偏角過大，說明倍率擋選擇過大，為使測量比較精準，應將選擇開關旋轉到“×1”的倍率擋位后，再次測量．(6)最后應將選擇開關撥向OFF擋或者交流電壓最高擋位置．(7)以上實驗過程，缺少的實驗步驟是換擋后，必須重新進行歐姆調零．
答案：(4)黑　(5)×1　(6)OFF擋或者交流電壓最高擋　(7)換擋后，必須重新進行歐姆調零
目標三
[例4]　解析：(1)①由于4節干電池串聯后電動勢為6 V，量程應選0～10 V，B正確．②燈泡不亮，說明電路斷路或短路．c、d間電壓接近電源電動勢，說明有電流通過電表，c、d間以外其他部分電路接通，e、f間電壓為0，說明c、d間燈泡斷路，A正確．(2)①使用多用電表歐姆擋時一定要將被測電阻從電路中斷開，故填“斷開”．②電表讀數應該為6.0 Ω.由于A燈泡斷路，電阻無窮大，而電表示數為6.0 Ω，說明測量的應是e、f間電阻．由R＝可求得電阻為12.7 Ω.
答案：(1)①B　②A　(2)①斷開　②6.0　e、f　12.7
[訓練4]　解析：(1)因三節干電池的電動勢之和為4.5 V，則選擇開關最好置于5 V擋，B正確．(2)電流由紅表筆流入，則紅表筆接g端，題圖乙的示數為4.50 V，電壓表有示數，可知與電壓表串聯的電路是通路，則導線gh內部斷開．(3)用多用電表歐姆擋檢測電路故障的步驟：①選擇“×1 ”擋，進行歐姆調零；②斷開開關；③依次測量每段導線的電阻；④指針無偏轉的為斷開的導線．
答案：(1)B　(2)g　4.50　gh　(3)見解析
精練　落實學科素養
1．解析：電流應從多用電表的紅表筆流入，從黑表筆流出，所以使用多用電表測電壓和電流時，紅表筆應接電源正極，A錯誤，B正確；測電阻時應將待測電阻與外電路斷開，C錯誤；測二極管的正向電阻時，黑表筆應接二極管正極，D正確．
答案：BD
2．解析：歐姆表歐姆調零后，用“×10”擋測量一個電阻的阻值，發現表針偏轉角度極小，說明所選的倍率擋較小，則為了把電阻測得更準一些，應換用“×100”擋，重新調零后再測量，A錯誤；用多用電表測量電阻R時，黑表筆接內部電源的正極，若紅表筆插入正(＋)孔，則電流從紅表筆流入，B正確；若操作步驟規范，歐姆擋及指針位置如題圖甲、乙所示，倍率擋為“×10”擋，則測量阻值為16×10 Ω＝160 Ω，C正確；若用多用電表歐姆擋測量某晶體二極管，結果如題圖丙所示，由題圖丙可知左圖中電阻較大，所測的為二極管的反向電阻；右圖中電阻較小，測的是正向電阻，則該二極管的正極為A端，D正確．
答案：BCD
3．解析：選直流電壓擋時，閉合開關，使紅、黑表筆分別接高、低電勢點，若指針偏轉，說明a、b兩點間有電壓，即a、b之間有斷路而其他地方完好；若不偏轉，說明a、b兩點電勢相等，a、b之間必短路，1正確．選直流電流擋時，由于電流表內阻很小，若燈發生斷路故障，接入電流表時，電路中電流可能較大，因此可能燒壞電流表或電源，故一般不選用電流擋進行故障檢測，即使電流不超量程，也應該是“指針偏轉，燈斷路，指針不偏轉，燈短路”，2錯誤．選歐姆擋時，已啟用歐姆表內電源，必須將外電路電源斷開，故3是錯誤的．而4顯然正確．故A、D 正確．
答案：AD
4．解析：(1)用多用電表測量小燈泡兩端電壓時，應使多用電表并聯在閉合電路中，故C正確．(2)根據題圖甲知選擇開關對應的多用電表量程為2.5 V，結合題圖乙知精確度為0.05 V，則讀數為1.35 V，所以選A.
答案：(1)C　(2)A
5．解析：(3)多用電表內置電源負極與紅表筆相連，應把紅表筆與待測電壓表負接線柱相接，黑表筆與另一接線柱相接．(4)指針偏轉角很小，說明所選擋位太小，為準確測量電阻阻值，應換用“×1 k”歐姆擋重新調零后測量．(5)把選擇開關調至OFF擋或交流電壓最高擋，然后拔下表筆，把多用電表放回桌上原處，實驗完畢．
答案：(3)負　(4)×1 k　(5)OFF擋或交流電壓最高擋
6．解析：(1)電源內部接法為紅負黑正，電流從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表；電流從電壓表正接線柱流入，故紅表筆接觸2，黑表筆接觸1.
(2)歐姆表讀數＝倍率×表盤讀數＝1 k×15.0 Ω＝15.0 kΩ；電壓表最小分度值為0.1 V，故讀數為3.50 V.
答案：(1)2　(2)15.0　3.50
7．解析：(1)當多用電表的選擇開關尖端對準直流電流擋時，閉合開關S，多用電表與R1串聯，此時測得的是通過R1的電流．
(2)斷開開關S，當選擇開關尖端對準歐姆擋時，多用電表與R1、R2串聯，測得的是R1和R2串聯的總電阻．
(3)當多用電表的選擇開關尖端對準直流電壓擋時，閉合開關，此時R1不工作，相當于導線，多用電表與R2并聯，測的是電阻R2兩端的電壓，也等于電源的路端電壓．
答案：(1)R1　(2)R1和R2串聯　(3)R2(或電源)
8．解析：(1)機械調零，用刻度盤下的調零旋鈕手動把指針撥到零刻度線處；指針調零，兩個表筆短接，調整調零旋鈕，讓指針指在零的位置；連接待測電阻測量，表盤電阻的讀數，乘以擋位開關倍數，乘積為電阻值；測完后萬用表擋位調到交流電壓的最高檔或斷開檔．故正確的順序是CDBA.
該電阻的阻值為5×10 Ω＝50 Ω.
(2)①在閉合開關S前，可將線夾P2大致固定于電阻絲AB中部位置，滑片P1應置于a端．
②靈敏電流計G示數為零，說明Rx分壓與AP2段電阻絲分壓相等，則＝＝，得Rx＝.
由表達式知，靈敏電流計G的內阻對實驗結果沒有影響．
答案：(1)CDBA　50　(2)①a　②　沒有第十一章核心素養綜合評價
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．)
1．關于電流，下列說法中正確的是(　　)
A．導體中的電流越大，表示通過其橫截面的電荷量越多
B．在相同時間內，通過導體橫截面的電荷量越多，導體中電流就越小
C．通電時間越短，電流越大
D．單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多，導體中電流越大
2．關于材料的電阻率，下列說法正確的是(　　)
A．電阻率ρ的單位是Ω
B．金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大
C．把一根長導線截成等長的三段，則每段導線的電阻率都是原來的
D．電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的材料導電性能越好
3．如圖所示電路，電壓保持不變，當開關S斷開時，電流表的示數為0.6A，當S閉合時，電流表的示數為0.9A．則兩電阻阻值之比R1∶R2為(　　)
A．1∶2B．2∶1
C．2∶3D．3∶2
4．如圖所示，在“探究金屬導線電阻與其影響因素的定量關系”的實驗中，下列說法正確的是(　　)
A．電表應始終選用最大的量程
B．閉合開關時，滑動變阻器的滑片可以在任意位置
C．兩電表采用如圖接法的原因是金屬導線的阻值較小
D．讀電流表示數時，任何情況下都不需要估讀
5．對于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，其伏安特性曲線如圖所示，下列說法中正確的是(　　)
A．常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變為10R
B．常溫下，若將金屬絲從中點對折起來，電阻變為R
C．給金屬絲加上的電壓逐漸從零開始增大，比值變大
D．金屬材料的電阻率隨溫度的升高而減小
6.
如圖所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內阻的；R2的阻值等于電流表內阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是(　　)
A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04A
B．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02A
C．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06A
D．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A
7．某種金屬導體的U I圖像如圖所示，圖像上A點和原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角．關于該導體的敘述，下列說法中正確的是(　　)
A．導體的電功率隨電壓U的增大而增大
B．導體的電功率與電壓U的平方成正比
C．在A點，導體的電阻為tanβ
D．在A點，導體的電阻為tanα
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．)
8．如圖所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器組成的．已知靈敏電流表的滿偏電流Ig＝2mA，內電阻Rg＝300Ω，則下列說法正確的是(　　)
A．甲表是電流表，R增大時量程增大
B．乙表是電壓表，R增大時量程增大
C．在圖甲中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則R＝0.5Ω
D．在圖乙中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R＝1200Ω
9.
某同學做研究串聯電路特點的實驗時，接成如圖所示的電路，閉合S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯在A、C兩點間時，電壓表讀數為U；當并聯在A、B兩點間時，電壓表讀數也為U；當并聯在B、C兩點間時，電壓表讀數為零．故障的原因可能是(　　)
A．AB段斷路　B．BC段斷路
C．AB段短路　D．BC段短路
10．一個T型電路如圖所示，電路中的電阻R1＝1Ω，R2＝12Ω，R3＝4Ω，另有一測試電源，電源提供的電壓為10V，內阻忽略不計．則(　　)
A．當cd端短路時，ab之間的等效電阻是4Ω
B．當ab端短路時，cd之間的等效電阻是4Ω
C．當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為8V
D．當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為8V
三、非選擇題(本題共5小題，共54分．按題目要求作答．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位．)
11．(6分)某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果如圖甲和圖乙所示．該工件的直徑為________cm，高度為________mm.
12．(10分)如圖所示為指針式多用電表，現用此電表測量一定值電阻．
(1)多用電表指針示數和擋位選擇如圖所示，則該電阻的阻值為________Ω.
(2)歐姆調零后，用“×10”擋測量另一電阻的阻值，發現指針偏轉角度很大，則下列說法或做法中正確的是________．(多選)
A．該電阻的阻值較小
B．該電阻的阻值較大
C．為測得更準確些，應當換用“×1”擋，重新歐姆調零后進行測量
D．為測得更準確些，應當換用“×100”擋，重新歐姆調零后進行測量
(3)如圖所示，關于多用電表的使用，下列說法正確的有________.
A．圖甲是用多用電表直流電壓擋測量小燈泡兩端的電壓表筆接法正確
B．圖乙是用多用電表直流電流擋測量電路中的電流，表筆接法正確
C．圖丙是用多用電表歐姆擋測量二極管的反向電阻
D．圖丁是用多用電表歐姆擋測量二極管的反向電阻
13．(8分)在練習使用多用電表實驗中，某同學使用多用電表來測量螺口型白熾燈的燈絲電阻，燈泡標有“220V　100W”字樣，關于該實驗回答以下問題．
(1)以下測量方式正確的是________．
(2)該同學采用“×10Ω”擋進行測量，則實際的測量結果是圖中________(選填“A”“B”或“C”)位置．
(3)為了用多用電表測得比較準確的燈絲阻值，還需要進行的操作步驟順序是________．
A將選擇開關置于“×100Ω”擋
B．將選擇開關置于“×1Ω”擋
C．調節調零旋鈕使指針指左側零刻度
D．調節調零旋鈕使指針指右側零刻度
E．將選擇開關置于“OFF”或直流電壓500V擋
F．將選擇開關置于“OFF”或交流電壓500V擋
G．將紅黑表筆短接
H．測量電阻
14．(10分)某同學組裝一個多用電表．可選用的器材有微安表頭(量程100μA，內阻900Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9Ω)；導線若干．
要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表．組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋．
回答下列問題．
(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱．
(2)電阻箱的阻值應取R1＝____________Ω，R2＝________Ω.
15．(20分)小張同學想要探究離子濃度對飲用水電導率的影響，其中某組實驗的操作如下：取100mL飲用水加入適量的食鹽，攪拌溶解得到未飽和食鹽溶液，為了方便測量溶液的電阻，取部分溶液裝入絕緣性良好的塑料圓柱形容器內，容器兩端用金屬圓片電極密封，如圖甲所示．
(1)小張同學先用多用電表粗測其電阻，將選擇開關置于歐姆“×100”擋位置，在歐姆調零后測量其阻值時記錄電表指針偏轉如圖乙所示，該電阻的阻值為________Ω.
(2)小張同學想進一步精確測量其電阻，實驗室能提供以下器材．
A．干電池兩節(每節干電池電動勢約為1.5V，內阻可忽略)
B．電流表A1(量程為0～0.6A，內阻約為0.7Ω)
C.電流表A2(量程為0～3A，內阻約為0.5Ω)
D．靈敏電流表G(量程為0～0.5mA，內阻等于100Ω)
E．電壓表V1(量程為0～3V，內阻約為4kΩ)
F．電壓表V2(量程為0～15V，內阻約為7kΩ)
G．滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)
H．電阻箱R2(最大阻值為9999.9Ω)
I．開關一個、導線若干
為了完成測量，除干電池、開關、導線和滑動變阻器R1外，還應選擇的恰當的器材是________(填寫器材前面的字母).小張同學已經完成了部分電路設計，如圖丙所示，請完成剩余電路圖，要求電表讀數均能大于量程的 (在圖中標上必要的電學符號，待測電阻用R表示).
(3)小張同學想測量塑料圓柱形容器的內徑，他應該選擇下列哪種測量儀器________．
A．毫米刻度尺
B．螺旋測微器
C．彈簧秤
D．游標卡尺
第十一章核心素養綜合評價
1．解析：根據電流的定義式I＝，即電流等于單位時間內通過導體橫截面的電荷量，與通電的時間無關，A、B、C錯誤，D正確．
答案：D
2．解析：根據電阻率ρ＝知，電阻率ρ的單位是Ω·m，A錯誤；金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，B正確；電阻率是材料本身的一種電學特性，與導體的長度、橫截面積無關，C錯誤；電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的材料導電性能越差，D錯誤．
答案：B
3．解析：當開關S斷開時0.6＝，當S閉合時0.9＝解得＝，故選A.
答案：A
4．解析：電表的選用應該根據電路中待測電阻的實際來進行量程的選擇，A錯誤；開關閉合時，滑動變阻器的滑片應該在最大阻值處，以保護電路，B錯誤；兩電表采用如題圖接法的原因是金屬導線的阻值較小，分流不明顯，C正確；讀電流表示數時，有時需要進行估讀，D錯誤．
答案：C
5．解析：常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，橫截面積減小為原來的0.1，電阻率不變，根據電阻定律，電阻增大為100倍，故A錯誤；常溫下，若將金屬絲從中點對折起來，長度變為一半，橫截面積變為2倍，故電阻變為，故B錯誤；給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0，根據圖線與原點連線的斜率可知金屬絲的電阻值變大，所以比值變大，故C正確；給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0，金屬絲的電阻值變大，由于截面積和長度均不變，根據電阻定律可得金屬絲的電阻率會變大，所以金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，故D錯誤．
答案：C
6．解析：將接線柱1、2接入電路時，R1的阻值等于電流表內阻的，通過電流表的電流為通過R1的，接線柱1、2間流過的電流為電流表示數的3倍，每一小格表示0.06A，A、B錯誤；將接線柱1、3接入電路時，電流表先與R1并聯，再與R2串聯，而串聯對電流沒影響，故每一小格仍表示0.06A，C正確，D錯誤．
答案：C
7．解析：由圖像知，U增大，電流I也增大，該導體的電功率在數值上等于橫、縱坐標的乘積，則電功率增大，A正確；
由歐姆定律知，導體的電阻R＝，由于隨著U增大，I增大得越來越慢，故導體的電阻R隨U的增大而增大，由P＝知導體的電功率與電壓U的平方不成正比，B錯誤；在物理圖像中，圖線的傾角與標度的選取有關，不能用傾角的正切求電阻，C、D錯誤．
答案：A
8．解析：甲由一個靈敏電流表G和R并聯，利用并聯電阻的分流，改裝成電流表．電流表的量程I＝Ig＋，可知當R減小時量程I增大，故A錯誤；乙由一個靈敏電流表G和R串聯，利用串聯電阻的分壓，改裝成電壓表．電壓表的量程U＝Ig(Rg＋R)，可知R增大時量程增大，故B正確；由I＝Ig＋知，在題圖甲中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則R＝1.003Ω，C錯誤；由U＝Ig(Rg＋R)知，在題圖乙中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R＝1200Ω，D正確．
答案：BD
9．解析：由題意可得UAB＝UAC＝U，說明由A、B分別至電源的線路均已接通．若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好．又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路或BC段短路，也有可能出現兩者同時發生的情況，故選A、D.
答案：AD
10．解析：當cd端短路時，ab間電路的結構是電阻R2、R3并聯后與R1串聯，等效電阻為R＝＋R1＝Ω＋1Ω＝4Ω，故A正確；當ab端短路時，cd之間電路結構是電阻R1、R3并聯后與R2串聯，等效電阻為R＝＋R2＝Ω＋12Ω＝12.8Ω，故B錯誤；當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓等于電阻R3兩端的電壓，為U3＝E＝×10V＝8V，故C正確；當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓等于電阻R3兩端的電壓，為U3＝E＝×10V＝2.5V，故D錯誤．
答案：AC
11．解析：游標卡尺的主尺讀數為4.2cm，游標尺上第4條刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標尺讀數為4×0.05mm＝0.20mm＝0.020cm.所以最終讀數為4.2cm＋0.020cm＝4.220cm.螺旋測微器的固定刻度為1.5mm，可動刻度為35.0×0.01mm＝0.350mm，所以最終讀數為1.5mm＋0.350mm＝1.850mm.
答案：4.220　1.850
12．解析：(1)電阻R＝15×100Ω＝1500Ω.(2)題目中指針偏轉角度過大，說明電阻較小，所選倍率較大，要使指針指到中央刻度附近，應減小倍率，重新歐姆調零后，再測量，故選項A、C正確．(3)A錯：甲圖是用直流電壓擋測電壓，但電流從紅表筆流出，紅、黑表筆接反了．B對：乙圖是用直流電流擋測電流，應將電表串聯，電流從紅表筆流進電表．D對，C錯：丙圖是用歐姆擋測二極管的正向電阻，丁圖是測反向電阻．
答案：(1)1500　(2)AC　(3)BD
13．解析：(1)燈泡底部和周圍金屬部分與內部燈絲相連，故為了測量燈絲的電阻，應將紅黑表筆分別接金屬外殼和底部，故應選用A接法進行測量．(2)燈泡正常發光時的電阻約為R＝Ω＝484Ω，在常溫下，燈泡電阻較小，約為正常發光時的十分之一；故若選用“×10Ω”擋進行測量，則指針應指在4.8Ω附近處，故測量結果為題圖中的C處．(3)由(2)的解答可知，指針偏角過大，故應換用“×1Ω”擋位進行測量，換擋后需要調零，先將紅黑表筆短接，調節調零旋鈕使指針指右側零刻度處；然后才能測量電阻，測量完成后，將開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋處，故順序為BGDHF.
答案：(1)A　(2)C　(3)BGDHF
14.
解析：(1)電路圖如圖所示．
(2)將量程為100μA的微安表頭改裝成量程為1mA的直流電流表，應并聯一個分流電阻，分流電阻的阻值為＝100Ω；再串聯一分壓電阻可改裝成量程為3V的電壓表，分壓電阻的阻值為＝Ω＝2910Ω.
答案：(1)圖見解析
(2)100　2910
15．解析：(1)根據題圖乙可知，該電阻的阻值為
R＝19.0×100Ω＝1900Ω.
(2)兩節干電池的電動勢約為3V，待測電阻約為1900Ω，故通過電阻的最大電流約為1.6mA，為了滿足電表讀數均能大于量程的的要求，提出以下兩個方案．
方案一：伏安法測電阻，電壓表應選E，三個電流表均不符合要求，則應將靈敏電流計改裝成符合要求的電流表，則還要選D靈敏電流計和H電阻箱，故選DEH.
方案二：利用等效法測電阻，把待測電阻和電阻箱并聯，兩支路均接一開關控制，為了符合要求應把靈敏電流計接入并聯后電路，故選DH.
根據上述分析，在圖丙中完成剩余電路圖，如圖所示
(3)要想準確測量塑料圓柱形容器的內徑，需要用游標卡尺，故D正確．
答案：(1)1900　(2)方案一：DEH　方案二：DH　圖見解析　(3)D第十一章綜合提升
知識網絡構建
　核心素養提升
情境1　伏安法測電阻——科學探究
1．兩種接法的比較
內接法 外接法
電路
誤差分析 電壓表示數： UV＝UR＋UA＞UR 電流表示數：IA＝IR　 R測＝＞＝R真 電壓表示數：UV＝UR 電流表示數： IA＝IR＋IV＞IR　 R測＝＜＝R真
誤差來源 電流表的分壓作用 電壓表的分流作用
適用情況 測大電阻 測小電阻
2.電流表內、外接的選擇方法
(1)直接比較法：當Rx RA時，采用內接法，當Rx RV時，采用外接法，可記憶為“大內小外”．
(2)公式計算法：大內大，小外小，即待測電阻大，用內接法，測量值偏大；待測電阻小，用外接法，測量值偏小．
當＜即Rx＞時，用電流表內接法，當＞即Rx＜時，用電流表外接法，當Rx＝時，兩種接法效果相同．
(3)
試觸法：如圖，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點，觀察兩電表的示數變化．若電流表的示數變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應選用內接法；若電壓表的示數有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應選外接法．
例1 某同學通過實驗測定一個阻值約為5 Ω的電阻Rx的阻值．
(1)現有電源(4 V)、滑動變阻器(0～50 Ω，額定電流2 A)、開關和導線若干，以及下列電表：
A．電流表(0～3 A，內阻約0.025 Ω)
B．電流表(0～0.6 A，內阻約0.125 Ω)
C．電壓表(0～3 V，內阻約3 kΩ)
D．電壓表(0～15 V，內阻約15 kΩ)
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用________，電壓表應選用________(選填器材前的字母)，實驗電路應采用圖1中的________(選填“甲”或“乙”)．
(2)圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，請根據在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線．
(3)接通開關，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應的電流表示數I、電壓表示數U.某次兩電表示數如圖3所示，可得該電阻的測量值Rx＝________ Ω(保留2位有效數字)．
(4)若在(1)問中選用甲電路，產生誤差的主要原因是________________________________________________________________________；
若在(1)問中選用乙電路，產生誤差的主要原因是________．(均選填選項前的字母)．
A．電流表測量值小于流經Rx的電流值
B．電流表測量值大于流經Rx的電流值
C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值
D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值
情境2　替代法測電阻——科學探究
實驗原理：如圖所示，閉合S1，S2接a，調節R′，使電流表A的示數為I；S2接b，保持R′不變，調節R使電流表A的示數仍為I，記下此時電阻箱的阻值R0，則待測電阻Rx＝R0.
例2同學用如圖甲所示的電路測量靈敏電流計G的內阻．
(1)請在圖乙中將實物連線補充完整；
(2)閉合開關S1后，將單刀雙擲開關S2置于位置1，調節滑動變阻器R1的阻值，使電流表G0有適當示數I0；然后保持R1的阻值不變，將開關S2置于位置2，調節電阻箱R2，使電流表G0示數仍為I0.若此時電阻箱阻值R2＝200 Ω，則靈敏電流計G的內阻Rg＝________ Ω.
例3了測定電流表A1的內阻，采用如圖甲所示電路．其中A1是待測電流表，量程為0～300 μA，內阻約為100 Ω；A2是標準電流表，量程是0～200 μA；R1是電阻箱，阻值范圍0～999.9 Ω；R2是滑動變阻器；R3是保護電阻；E是電壓為4 V的電池組；S1是單刀單擲開關，S2是單刀雙擲開關．
(1)根據電路圖，請在實物圖乙中畫出連線，將器材連接成實驗電路．
(2)連接好電路，首先將開關S2扳到a處，接通開關S1，調整滑動變阻器R2使電流表A2的讀數是150 μA；然后將開關S2扳到b處，保持R2不變，調節電阻箱R1，使A2的讀數仍是150 μA.若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖丙所示，則電阻箱R1的阻值是________ Ω，待測電流表A1的內阻Rg＝________ Ω.
情境3　半偏法測電表內阻——科學探究
1．“半偏法”測電流表的內阻
實驗電路如圖所示．
(1)閉合開關S1前，將滑動變阻器R1、電阻箱R2的阻值調到最大；
(2)閉合開關S1，調節R1使電流表A的指針滿偏；
(3)再閉合開關S2，保持滑動變阻器滑片的位置不變，調節電阻箱R2的阻值，使電流表A的指針半偏；
(4)讀取電阻箱的阻值R2，則RA＝R2.
注意：R1接入阻值越大，誤差越小，故R1應選擇總阻值較大的．
2．“半偏法”測電壓表的內阻
實驗電路如圖所示．
(1)閉合開關S之前，電阻箱R的阻值調到零，滑動變阻器R′的滑片P滑到左端；
(2)閉合開關S，調節滑片P的位置使電壓表的指針滿偏；
(3)保持滑動變阻器滑片位置不變，再調節電阻箱的阻值，使電壓表的指針半偏；
(4)讀取電阻箱的阻值R，則有RV＝R.
注意：R′應選總阻值較小的，有利于減小實驗誤差．
例4學習興趣小組欲采用如圖所示電路測量電壓表的內阻RV，待測電壓表的量程為1 V，內阻約為1 000 Ω.
(1)在備選的甲、乙兩個滑動變阻器的銘牌上分別標有“200 Ω　1 A”“10 Ω　2 A”，為盡可能提高測量精度且便于調節，滑動變阻器R1應選用________(選填“甲”或“乙”)．
(2)同學們的實驗步驟如下，請將步驟Ⅰ補充完整．
Ⅰ.正確連接好電路后，在閉合開關之前，將滑動變阻器R1的滑片移到________(選填“最左端”或“最右端”)．
Ⅱ.閉合開關S1和S2，調節R1，使電壓表指針指到1 V刻度處．
Ⅲ.保持S1閉合、滑動變阻器R1的滑片位置不變．斷開S2，調整電阻箱R2的阻值，使電壓表的指針指到0.5 V刻度處，此時電阻箱R2的示數為990 Ω.
(3)該電壓表內阻的測量值為________ Ω.
例5 理興趣小組要將一個內阻未知的電流表改裝成量程為3 V的電壓表，為此它們用如圖所示電路測定該電流表的內阻，實驗室可提供的器材如下．
A．電流表G：滿偏電流為300 μA，內阻未知
B．干電池E：3 V
C．滑動變阻器R1：最大阻值約為5 kΩ，額定電流為1 A
D．滑動變阻器R2：最大阻值為16 kΩ，額定電流為0.5 A
E．電阻箱R0：阻值范圍0～9 999.9 Ω
F．開關兩個，導線若干
(1)滑動變阻器R應選用________(選填“C”或“D”)，將開關S1、S2都斷開，連接好實物圖，使滑動變阻器接入電路的電阻達到最大后，閉合開關S1，移動滑動變阻器的滑片，使電流表G的示數為200 μA.
(2)閉合開關S2，保持滑動變阻器R的滑片位置不變，調節電阻箱R0的阻值為100 Ω時電流表G的示數為100 μA，則電流表G的內阻Rg＝________ Ω.
(3)將該電流表改裝成量程為3 V的電壓表，需串聯電阻的阻值為________ Ω.
第十一章綜合提升
核心素養提升
[例1]　解析：(1)因電源的電壓為4 V，因此電壓表選擇3 V量程；由于電阻Rx的阻值約為5 Ω，根據歐姆定律可知，電流的最大值為0.8 A，從精確角度來說，電流表選擇0.6 A的量程；根據待測電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值關系，可知應選擇電流表外接法，故選擇題圖中的甲電路．(2)連接的實物圖如圖所示．
(3)電壓表的示數為U＝2.50 V，電流表的示數為I＝0.50 A，該電阻的測量值Rx＝＝＝5.0 Ω.(4)題圖甲中電路采用的是電流表外接法，實際上電壓表并不是理想電表，所以電壓表也有電流通過，電流表測量的電流是流經Rx和電壓表的電流之和，所以產生誤差的主要原因是電流表測量值大于流經Rx的電流值，選B；題圖乙中電路采用的是電流表內接法，電壓表測量的電壓是Rx和電流表兩端的電壓之和，所以產生誤差的主要原因是電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值，選D.
答案：(1)B　C　甲　(2)圖見解析　(3)5.0　(4)B　D
[例2]　解析：(1)對比電路圖可將實物圖連接完整，如圖所示．
(2)本實驗采用等效替代法，兩次電流表G0示數相同，故兩次回路總電阻相同，在其他元件不變的情況下，電阻箱的示數等于靈敏電流計G的內阻，故Rg＝200 Ω.
答案：(1)圖見解析
(2)200
[例3]　解析：(1)根據原理圖從電源的正極出發，逐步連接實物如圖所示．
(2)電阻箱的讀數為(10×8＋1×6＋0.1×3)Ω＝86.3 Ω.根據替代法的原理，電阻箱表示的阻值大小等于被測電流表的內阻，所以電流表A1的內阻為86.3 Ω.
答案：(1)圖見解析　(2)86.3　86.3
[例4]　解析：(1)由題圖可知，滑動變阻器乙的最大阻值較小，額定電流較大，實驗電路選擇分壓式，所以為保證實驗操作安全方便，滑動變阻器應選擇乙．(2)由題圖電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，為保護電路，在閉合開關之前，將滑動變阻器R1的滑片移到最左端，使待測支路電流為零．(3)斷開開關S2后認為分壓電路分壓不變，仍為1 V，電壓表示數為0.5 V，說明電阻箱兩端電壓為0.5 V，電壓表與電阻箱串聯，它們兩端電壓相等，由串聯電路特點可知，它們的阻值相等，則電壓表內阻等于電阻箱阻值990 Ω.
答案：(1)乙　(2)最左端　(3)990
[例5]　解析：(1)本實驗采用半偏法測定電流表內阻，為減小并聯電阻箱對電流的影響，滑動變阻器應選擇總阻值較大的．(2)閉合開關S2，調節電阻箱R0的阻值為100 Ω時，電流表示數減為原來的一半，說明電流表G的內阻等于電阻箱R0的阻值，為100 Ω.(3)由電壓表改裝原理得Ig(Rg＋R)＝U，代入數據解得R＝9 900 Ω.
答案：(1)D　(2)100　(3)9 900

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