資源簡介

恒定電流
第1課時(shí) 電路的基本概念、部分電路
知識網(wǎng)絡(luò)
考點(diǎn)1.導(dǎo)體中的電場和電流
導(dǎo)線中的電場
⑴形成因素：是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。
⑵方向：導(dǎo)線與電源連通后，導(dǎo)線內(nèi)很快形成了沿導(dǎo)線方向的恒定電場。
⑶性質(zhì)：導(dǎo)線中恒定電場的性質(zhì)與靜電場的性質(zhì)不同。
2．電流
⑴導(dǎo)體形成電流的條件：①要有自由電荷②導(dǎo)體兩端形成電壓。
⑵電流定義：通過導(dǎo)體橫截面的電量跟這些電荷量所用時(shí)間的比值叫電流。
公式：
⑶電流是標(biāo)量但有方向，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍ɑ蚺c負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反）。單位：A， 1A=103mA=106μA
⑷微觀表達(dá)式:I=nqvs，n是單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是每個(gè)自由電荷電荷量，s是導(dǎo)體的橫截面積，v是自由電荷的定向移動(dòng)速率。（適用于金屬導(dǎo)體）.
＊說明：導(dǎo)體中三種速率（定向移動(dòng)速率非常小約10-5m/s，無規(guī)律的熱運(yùn)動(dòng)速率較大約105m/s，電場傳播速率非常大為光速例如電路合上電鍵遠(yuǎn)處的電燈同時(shí)亮）
⑸電流的分類：方向不改變的電流叫直流電流，方向和大小都不改變的電流叫恒定電流，方向改變的電流叫交變電流。
考點(diǎn)2. 電動(dòng)勢
1.非靜電力：根據(jù)靜電場知識可知，靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢，因此電源內(nèi)部必然存在著從負(fù)極指向正極的非靜電力。
2.電源電動(dòng)勢：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極送到正極所做的功跟被移送電荷量的比值，即
＊說明：從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
3、物理意義：反映電源把的能其他形式轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極送到正極所做的功。
考點(diǎn)3. 電阻定律、電阻率
1.電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長度成正比與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料及溫度有關(guān)，公式：
2.電阻率：上式中的比例系數(shù)ρ（單位是Ωm） ，它與導(dǎo)體的材料溫度有關(guān)，是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的一個(gè)重要的物理量，數(shù)值上等于長度1m，截面積為1m2導(dǎo)體的電阻值。
＊金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而變大可以做電阻溫度計(jì)用，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，有些合金的電阻率不受溫度影響。
考點(diǎn)4.歐姆定律
內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟它的電阻R成反比。
公式：
適用條件：適用與金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，對氣體導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用。
4.導(dǎo)體的伏安特性曲線：用表示橫坐標(biāo)電壓U，表示縱坐標(biāo)電流I，畫出的I-U關(guān)系圖線，它直觀地反映出導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系。
⑴線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律。
⑵非線性元件：伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律。
考點(diǎn)5.電功和電功率、焦耳定律
1.電功 ：在電路中，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流，在此過程中電場力對自由電荷做功，在一段電路中電場力所做的功，用W=Uq=UIt來計(jì)算。
2.電功率：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，P=W/t=UI
3.焦耳定律：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，有Q=I2Rt來計(jì)算
重點(diǎn)難點(diǎn)例析
一．對公式I＝q/t和I=nqvS的理解
I=q/t是電流強(qiáng)度的定義式，電流的方向規(guī)定為與電路中正電荷定向移動(dòng)的方向相同；負(fù)電荷形成的電流，其方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反；如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)形成電流，q應(yīng)是兩種電荷電荷量絕對值之和，電流方向仍同正離子定向移動(dòng)方向相同．
I=nqvS是電流的微觀表達(dá)式，電流強(qiáng)度是標(biāo)量，但習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颍娏鞯姆较驅(qū)嶋H上反映的是電勢的高低．
【例1】如圖7-1-2所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是
A．當(dāng)n1=n2時(shí)，電流強(qiáng)度為零
B．當(dāng)n1>n2時(shí)，電流方向從A→B，電流強(qiáng)度
I=（n1–n2）e/t
C．當(dāng)n1I=（n2–n1）e/t
D．電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I=（n2+n1）e/t
【解析】本題考查電流強(qiáng)度的方向和電流強(qiáng)度的定義式I=q/t，在電解液導(dǎo)電時(shí)，定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時(shí)向相反方向移動(dòng)形成電流，電流應(yīng)該是I=（n2+n1）e/t，電流方向按規(guī)定就是
A→B，故應(yīng)選D．
【答案】D
【點(diǎn)撥】不能用一種電荷量來計(jì)算電流強(qiáng)度，更不能用電荷量之差來計(jì)算．
拓展
來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流．已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C．這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________．假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，如圖7-1-3則n1∶n2=_______．
【解析】按定義，
由于各處電流相同，設(shè)這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，
則由．而．
【答案】2∶1
【點(diǎn)撥】解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強(qiáng)度的概念 I＝Q/t而 Q＝ne．所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運(yùn)動(dòng)路程上的線密度與其瞬時(shí)速度成反比，因?yàn)镮＝neSv，所以當(dāng)電流I一定時(shí)，n與v成反比．
二．電動(dòng)勢和電壓的關(guān)系
電動(dòng)勢和電壓這兩個(gè)物理量雖然有相同的單位和相類似的計(jì)算式，而且都是描述電路中能量轉(zhuǎn)化的物理量，但在能量轉(zhuǎn)換方式上有著本質(zhì)的區(qū)別：
1.電動(dòng)勢是表示電源內(nèi)非靜電力做功，將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功．而電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的物理量，在數(shù)值上等于電場力在外電路移動(dòng)單位正電荷所做的功．
2.電動(dòng)勢是由電源本身的性質(zhì)決定的，與外電路無關(guān)，電路兩端的電壓不僅與電源有關(guān)，還與電路的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)．
【例2】關(guān)于電動(dòng)勢的下列說法中正確的是
A．在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加
B．對于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢越大
C．電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移動(dòng)單位電荷量做功越多
D．電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從電源負(fù)極移到正極所移動(dòng)電荷量越多
【解析】電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢能就增加，因此選項(xiàng)A正確．電源電動(dòng)勢是反映電源內(nèi)部其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量．電動(dòng)勢在數(shù)值上等于移動(dòng)單位電荷量的電荷所做的功，不能說電動(dòng)勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動(dòng)勢越大，被移動(dòng)的電荷量越多，所以選項(xiàng)C正確．故正確答案應(yīng)為AC．
【答案】AC
【點(diǎn)撥】應(yīng)正確理解電動(dòng)勢的物理意義．本題容易錯(cuò)誤的認(rèn)為電動(dòng)勢越大，非靜電力做功越多，電動(dòng)勢越大，被移動(dòng)的電荷越多．
拓展
關(guān)于電源電動(dòng)勢，下列說法中正確的是（ ）
A．電動(dòng)勢就是電壓，它是內(nèi)外電路電壓之和
B．電動(dòng)勢不是電壓，但在數(shù)值上等于內(nèi)外電壓之和
C．電動(dòng)勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D．電動(dòng)勢的大小與外電路的結(jié)構(gòu)（如外電路是否接通和外電路的連接方式）無關(guān)
【解析】正確理解電動(dòng)勢與電壓的區(qū)別能電動(dòng)勢的物理意義是解答本題的關(guān)鍵．
【答案】BCD
三．伏安特性曲線及其應(yīng)用方法
將導(dǎo)體中電流I和導(dǎo)線兩端的電壓U分別用坐標(biāo)系的縱軸和橫軸表示，畫出的I—U圖線叫導(dǎo)體的伏安特性曲線．對于金屬導(dǎo)體，伏安特性曲線是通過原點(diǎn)的直線．具有這種伏安特性曲線的電學(xué)元件叫線性元件，伏安特性曲線不是直線的元件叫非線性元件．
導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條過原點(diǎn)的直線，其斜率的倒數(shù)等于導(dǎo)體的電阻．利用物理圖象求斜率時(shí)，切忌運(yùn)用直線傾角的正切來求，因?yàn)槲锢韴D象坐標(biāo)軸單位長度是可以表示不同大小的物理量，在I—U圖象上表示同一電阻的伏安特性曲線時(shí)，直線傾角可能不同．
導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高有所增大，其伏安特性曲線的斜率會(huì)有所變化．運(yùn)用導(dǎo)體的伏安特性曲線，是判斷此類問題的常用方法．因此正確理解、分析導(dǎo)體的伏安特性曲線的物理意義十分重要．
一般金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，I—U圖線如圖7-1-4甲所示，U—I圖線如圖乙所示．
易錯(cuò)門診
【例3】如圖7-1-5所示的圖象所對應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體：
（1）兩導(dǎo)體的電阻的大小R1＝ Ω，R2＝ Ω；
（2）若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等（不為0）時(shí)，電壓之比U1∶U2＝ ；
（3）若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等（不為0）時(shí)，電流之比I1∶I2＝ ．
【錯(cuò)解】(1)因?yàn)樵贗—U圖象中R＝1/k＝cotθ，所以R1＝Ω，R2＝Ω．
【錯(cuò)因】上述錯(cuò)誤的原因，沒有弄清楚圖象的物理意義．
【正解】(1)在I—U圖象中R＝1/k＝cotθ＝ΔU/ΔI，所以R1＝2Ω，R2＝Ω．
(2)由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，所以U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1．
(3) 由歐姆定律得I1=U1/R1，I2=U2/R2，由于U1＝U2，所以I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3．
【點(diǎn)悟】應(yīng)用圖象的斜率求對應(yīng)的物理量，這是圖象法討論問題的方法之一，但應(yīng)注意坐標(biāo)軸．在用斜率求解時(shí)ΔU、ΔI是用坐標(biāo)軸上數(shù)值算出的，與坐標(biāo)軸的標(biāo)度的選取無關(guān)，而角度只有在兩坐標(biāo)軸單位長度相同時(shí)才等于實(shí)際角的大小，從本圖中量出的角度大小就沒有實(shí)際意義．
3、復(fù)習(xí)方案
基礎(chǔ)過關(guān)
重難點(diǎn)：導(dǎo)體的伏安特性曲線
(改編)例3. 如圖2所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設(shè)為R．下列關(guān)于P1與P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是( )
A．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1C．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1＞P2 D．特性曲線在Ⅲ區(qū)，P1＞P2
解析：并聯(lián)之后電阻比R1和R2電阻都小，根據(jù)此圖的斜率的倒數(shù)是電阻，所以并聯(lián)之后的特性曲線在Ⅰ區(qū)BD錯(cuò)，由原圖可得R1答案：C
點(diǎn)評：導(dǎo)體的伏安特性曲線有兩種畫法：①用表示橫坐標(biāo)電壓U，表示縱坐標(biāo)電流I，畫出的I-U關(guān)系圖線，它的斜率的倒數(shù)為電阻②用表示橫坐標(biāo)電壓I，表示縱坐標(biāo)電流U，畫出的U-I關(guān)系圖線，它的斜率為電阻。一定要看好圖像的坐標(biāo)。
典型例題 ：正確理解有關(guān)電功和電功率的幾個(gè)公式
(原創(chuàng))例4. 一個(gè)電解槽的額定電壓為U，電流為I，電阻為R，當(dāng)它正常工作時(shí)，以下說法正確的是：（ ）
A.電解槽的功率為U2/ R B.電解槽的熱功率為I2R
C．電解槽的輸出功率為UI－I2R D.電解槽的熱功率為U2/ R
解析：ABD選項(xiàng)：根據(jù)熱功率的公式可以得到A錯(cuò)B對。
C選項(xiàng)：由能量守恒定律可以得到電解槽的輸出功率等于總功率減去熱功率。C對。
答案：BC
(原創(chuàng))例5.關(guān)于電功和電功率以下說法正確的是( )
A．含有電動(dòng)機(jī)電路中電功不能用公式W=UIt來計(jì)算
B．在一切電路中電功都等于電熱
C．對任何用電器，電功率公式P=UI均適用
D．當(dāng)二極管兩端加的電壓為U，流過它的電流為I，此時(shí)二極管的電阻可以用R=U/I來計(jì)算
解析：A選項(xiàng)：計(jì)算電功的公式就用W=UIt，A錯(cuò)。
B選項(xiàng)：在非純電阻電路中電功大于電熱，B錯(cuò)。
CD選項(xiàng)：從公式出發(fā)CD對。
答案：CD
點(diǎn)評：①W=UIt普遍適用于計(jì)算任何一段電路上的電功,P=UI普遍適用于計(jì)算任何一段電路上消耗的電功率。
②Q=I2Rt，僅適用于計(jì)算電熱
③對純電阻電路來說，由于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以有關(guān)電功、電功率的所有公式和形式都適用，即R=U/I適用
④在非純電阻電路中，總電能中有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，電熱仍用Q=I2Rt計(jì)算，這時(shí)W總=UIt> Q=I2Rt，同理P總>P熱

第2課時(shí) 閉合電路歐姆定律及電路分析
1、知識網(wǎng)絡(luò)
考點(diǎn)1.電動(dòng)勢
物理意義：反映電源把的能其他形式轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小的物理量，它由電源本身的性質(zhì)決定。
大小（在數(shù)值上等于）①在電源內(nèi)部把1C的正電荷在從負(fù)極送到正極非靜電力所做的功。 ②電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。③在閉合電路中內(nèi)外電勢降落之和。
考點(diǎn)2. 閉合電路歐姆定律
內(nèi)容:閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟整個(gè)回路的電阻成反比。
表達(dá)式：
路端電壓（U外）即電源的輸出電壓U外=E-Ir
路端電壓與負(fù)載R（外電路電阻的關(guān)系）
考點(diǎn)3. 閉合電路的功率

考點(diǎn)4.邏輯電路
1.“與”門：如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生.這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系.具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡稱“與”門。
（1）“與”邏輯電路
（2）“與”門的邏輯符號
（3） “與”門的真值表：
（4） “與”門反映的邏輯關(guān)系
2.“或”門：如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足,某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系.具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“或”門.
（1）“或”邏輯電路
（2）“或”門的邏輯符號
（3） “或”門的真值表：

（4） “或”門反映的邏輯關(guān)系
3.“非”門：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系,叫做”非”邏輯關(guān)系,具有”非”邏輯關(guān)系的電路叫“非”門.
（1）“非”邏輯電路
（2）“非”門的邏輯符號
（3） “非”門的真值表：
（4） “非”門反映的邏輯關(guān)系
3、復(fù)習(xí)方案
基礎(chǔ)過關(guān)
重難點(diǎn)：電路的動(dòng)態(tài)變化問題
例3.如圖15-3電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上端a滑動(dòng)過程中，兩表的示數(shù)情況為（ ）
A.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少
B.電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大
C.兩電表示數(shù)都增大
D.兩電表示數(shù)都減少
解析：由圖滑動(dòng)變阻器上部分被短路，P向上滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器電阻增大，電路中總電阻增大，總電流減小（R1電壓減小，內(nèi)壓減小），外壓增大即電壓表數(shù)增大，R2電壓增大，R2電流增大，電流表示數(shù)減少。
答案：A
點(diǎn)評：電路的動(dòng)態(tài)變化問題方法：
由外到內(nèi)再到外，由電阻不變到變
②增阻、增壓（本身）、減流（本身）減阻、減壓（本身）、增流（本身）
典型例題：含容直流電路的分析與計(jì)算
(07屆南京市第一次調(diào)研測試15)例4．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢E=3.0 V，內(nèi)阻r=1.0 Ω；電阻R1=10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω；電容器的電容C=10 μF.電容器原來不帶電.求接通電鍵K并達(dá)到穩(wěn)定這一過程中流過R4的總電量。
解析：由電阻的串并聯(lián)公式,得閉合電路的總電阻為
由歐姆定律得, 通過電源的電流：I=E/R=1/3A
電源的端電壓: U=E-Ir=8/3 V
電阻R3兩端的電壓
Q=CU′=2.0×10-5 C
通過R4的總電量就是電容器的電量
答案：2.0×10-5 C
(07屆12月江蘇省丹陽中學(xué)試卷14)例5. 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，電容器的電容C＝3.6μF，二極管D具有單向?qū)щ娦?開始時(shí),開關(guān)S１閉合，S2斷開．
(1)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器上電量變化了多少?
(2)合上S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開S1，求斷開S1后流過R1的電量是多少?
解析：（1）設(shè)開關(guān)S1閉合，S2斷開時(shí)，電容兩端的電壓為U1，干路電流為I1,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U1= I1 ×R1=4.5V ②
合上開關(guān)S2后，電容電壓為U2，干路電流為I2．根據(jù)閉合電路歐姆定律有
所以電容器上電量變化了:
(或電容器上電量減少了)
（2）合上S2后，電容上電量為Q:
斷開S1后，R1和R2的電流與阻值成反比，故流過電阻的電量與阻值成反比故流過電阻R1的電量為:
答案：⑴-1.8×10-6C ⑵9.6.×10-6C
點(diǎn)評：含容直流電路的分析與計(jì)算用到的知識點(diǎn)、方法、注意點(diǎn)的說明：
1．首先弄清電路結(jié)構(gòu)（電容器穩(wěn)定時(shí)為斷路）
2、。知曉電容器與誰并聯(lián)(串聯(lián)電阻相當(dāng)于導(dǎo)線)就為誰電壓，Q=CU
3．會(huì)分析電容器兩板電勢高低，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)先放電再充電的情形
4．會(huì)分析電容器與電源斷開后，電路結(jié)構(gòu)
5．會(huì)分析電容器中的電場應(yīng)用問題
重點(diǎn)難點(diǎn)例析
一．電路中有關(guān)電容器的計(jì)算
（1）電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等．
（2）在計(jì)算出電容器的帶電量后，必須同時(shí)判定兩板的極性，并標(biāo)在圖上．
（3）在充放電時(shí)，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，一般根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向．
（4）如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量絕對值之和．
【例1】已知如圖7-2-1所示，R1=30Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，AB間電壓U=6V，A端為正．電容C=2μF，為使電容器帶電量達(dá)到Q =2×10- 6C，應(yīng)將R4的阻值調(diào)節(jié)到多大？
【解析】由于R1 和R2串聯(lián)分壓，可知R1兩端電壓一定為4V，由電容器的電容知：為使C的帶電量為2×10-6C，其兩端電壓必須為1V，所以R3的電壓可以為3V或5V．因此R4應(yīng)調(diào)節(jié)到20Ω或4Ω．兩次電容器上極板分別帶負(fù)電和正電．
還可以得出：當(dāng)R4由20Ω逐漸減小的到4Ω的全過程中，通過圖中P點(diǎn)的電荷量應(yīng)該是4×10-6C，電流方向?yàn)橄蛳拢?br/>【答案】20Ω或4Ω
【點(diǎn)撥】解決本題的關(guān)鍵是確定電容C兩端電勢的高低．順著電流方向通過一電阻，電勢降低．
拓展
如圖7-2-2所示的電路中，4個(gè)電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計(jì)，沒有標(biāo)明哪一極是正極．平行板電容器兩極板間的距離為d．在平行極板電容器的兩個(gè)平行極板之間有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球．當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)O上.現(xiàn)把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時(shí)沒有機(jī)械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化．碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運(yùn)動(dòng)到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所帶的電荷．
【解析】由電路圖可以看出，因R4支路上無電流，電容器兩極板間電壓，無論K是否閉合始終等于電阻R3上的電壓U3，當(dāng)K閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動(dòng)勢為E，由分壓關(guān)系可得
U＝U3＝E ①
小球處于靜止，由平衡條件得＝mg ②
當(dāng)K斷開，由R1和R3串聯(lián)可得電容兩極板間電壓U′為
U′＝ ③
由①③得U′＝U ④
U′＜U表明K斷開后小球?qū)⑾蛳聵O板運(yùn)動(dòng)，重力對小球做正功，電場力對小球做負(fù)功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系
mg－qmv2－0 ⑤
因小球與下極板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)閝′，由功能關(guān)系得
q′U′－mgd=0－mv2 ⑥
聯(lián)立上述各式解得q′＝q球與下板碰后電荷符號未變，電量為原來的．
二．電流表的改裝
1．電流表原理和主要參數(shù)
電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角θ與電流強(qiáng)度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均勻的．
①表頭：表頭就是一個(gè)電阻，同樣遵從歐姆定律，與其它電阻的不同僅在于通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的．
②描述表頭的三個(gè)特征量：電表的內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug，它們之間的關(guān)系是Ug=IgRg，因而若已知電表的內(nèi)阻Rg，則根據(jù)歐姆定律可把相應(yīng)各點(diǎn)的電流值改寫成電壓值，即用電流表可以表示電壓，只是刻度盤的刻度不同．因此，表頭串聯(lián)使用視為電流表，并聯(lián)使用視為電壓表．
③電表改裝和擴(kuò)程：要抓住問題的癥結(jié)所在，即表頭內(nèi)線圈容許通過的最大電流（Ig）或允許加的最大電壓（Ug）是有限制的．
2．電流表改裝成電壓表
方法：串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R，如圖7-2-3所示，若量程擴(kuò)大n倍，即n＝，則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值，故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大．
3．電流表改裝成電流表
方法：并聯(lián)一個(gè)分流電阻R，如圖7-2-4所示，若量程擴(kuò)大n倍，即n＝，則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值，故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)電阻值越小．
4．改裝后的幾點(diǎn)說明：
①改裝后，表盤刻度相應(yīng)變化，但電流計(jì)的參數(shù)（Rg、Ig并沒有改變）．
②電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度與通過電流計(jì)的實(shí)際電流成正比．
③改裝后的電流表的讀數(shù)為通過表頭G與分流小電阻R小所組成并聯(lián)電路的實(shí)際電流強(qiáng)度；改裝后的電壓表讀數(shù)是指表頭G與分壓大電阻R大所組成串聯(lián)電路兩端的實(shí)際電壓．
④非理想電流表接入電路后起分壓作用，故測量值偏小；非理想電壓表接入電路后起分流作用，故測量值也偏小．
⑤考慮電表影響的電路計(jì)算問題，把電流表和電壓表當(dāng)成普通的電阻，只是其讀數(shù)反映了流過電流表的電流強(qiáng)度，或是電壓表兩端的電壓．
【例2】一靈敏電流計(jì)，允許通過的最大電流（滿偏電流）為Ig=50μA，表頭電阻Rg=1kΩ，若改裝成量程為Im=1mA的電流表，應(yīng)并聯(lián)的電阻阻值為 Ω．若將改裝后的電流表再改裝成量程為Um=10V的電壓表，應(yīng)再串聯(lián)一個(gè)阻值為 Ω的電阻．
【解析】并聯(lián)電阻為Rx=Rg/（n-1），其中n=Im/Ig=20，所以Rx=1000/19=52.6Ω；串聯(lián)電阻Rx=（n-1）Rg，其中n=Um/IgRg=200，所以Rx=199 kΩ．
【答案】52.6 Ω；199 kΩ．
【點(diǎn)撥】弄清改裝的原理是解決本題的關(guān)鍵所在．
拓展
如圖7-2-5所示，四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表．安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路，則安培表A1的讀數(shù) 安培表A2的讀數(shù)；
安培表A1的偏轉(zhuǎn)角 安培表A2的偏轉(zhuǎn)角；
伏特表V1的讀數(shù) 伏特表V2的讀數(shù)；
伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角 伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角．
【解析】A1、A2并聯(lián)，說明兩端電壓相等，又知是相同的電流表改裝而成，表頭內(nèi)阻相等，所以流過表頭的電流相等，所以偏轉(zhuǎn)角相同，但與它并聯(lián)的分流電阻不同，量程大的電阻小，所以總電流是量程大的電流示數(shù)大，或者說量程大的擴(kuò)大倍數(shù)大，由于偏轉(zhuǎn)角相同，所以指示的電流大，即A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)；V1、V2串聯(lián)，由改裝原理可知是四個(gè)電阻串聯(lián)起來，因此流過電壓表的電流相等，所以兩電壓表的偏轉(zhuǎn)角相同，但量程大的內(nèi)阻大，所以示數(shù)也大，即V1表的示數(shù)大于V2表的示數(shù)．
【答案】大于、等于、大于、等于
三．電路中的能量轉(zhuǎn)化
處于通路狀態(tài)的電路，從能量觀點(diǎn)看就是一個(gè)能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，應(yīng)抓住兩個(gè)問題：一是能量轉(zhuǎn)化的方向；二是能量轉(zhuǎn)化量的計(jì)算．
電功和電熱都是電能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化的量度．電功是電流通過一段電路時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（可以是磁場能、機(jī)械能、化學(xué)能或內(nèi)能等）的量度．電熱則是電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度．若從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)解釋，當(dāng)電流通過一段純電阻電路時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱（W＝Q），即UIt＝I2Rt．當(dāng)電流通過一段非純電阻電路時(shí)，電能的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故電功大于電熱（W>Q），即UIt＝Q＋E其他．
【例3】如圖7-2-6所示，為用一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物質(zhì)量m為50kg，恒定電壓 U＝110V，不計(jì)摩擦．當(dāng)電動(dòng)機(jī)以0.85m/s恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I＝5A，由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R＝ Ω．（g=10m/s2）
【解析】該題是直流電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒問題，總能量是電源做功，電源轉(zhuǎn)化的電能，全部輸入給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)屬非純電阻電路；輸給電動(dòng)機(jī)的電能，其中一部分用于提升重物轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分消耗在電動(dòng)機(jī)線圈的電阻上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
電源的功率為P＝UI
對電動(dòng)機(jī)由能量守恒，P＝P機(jī)＋PR
又P機(jī)＝mgv，PR＝I2R，則UI＝mgv＋I(xiàn)2R，得
R＝5Ω
【答案】R＝5Ω
【點(diǎn)撥】電動(dòng)機(jī)不是純電阻，流過電動(dòng)機(jī)的電流和電壓不滿足歐姆定律，通常的方法是從電路的能量轉(zhuǎn)化與分配入手，列出整個(gè)電路的能量關(guān)系后求解．
拓展
如圖7-2-7所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R＝2Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0＝1.6Ω，電壓表的示數(shù)為50V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率．
【解析】電壓表的示數(shù)為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電源電壓已知，可得
UR＝U源—U電＝（60—50）V＝10V
由歐姆定律：I＝UR/R＝5A
對電動(dòng)機(jī)，由能量關(guān)系有P電＝P熱＋P出
所以P出＝P電—P熱＝UI—I2R0＝505—521.6=210W
易錯(cuò)門診
有一起重機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)，如圖7-2-8所示，其內(nèi)阻r＝0.8Ω，線路電阻R＝10Ω，電源電壓U＝150V，電壓表示數(shù)為110V，求：
（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流；
（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的功率P入；
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率Pr，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．
【錯(cuò)解】
（1）I＝U/r＝110/0.8＝137.5A
（2）P入＝IU＝137.5110=15.12KW
（3）Pr＝I2r＝137.520.8＝15.12KW
P機(jī)＝P入—Pr＝0
【錯(cuò)因】I＝U/r對電動(dòng)機(jī)不適用．
【正解】（1）I＝（U—Um）/R＝4A
（2）P入＝UI＝1104＝440W
（3）Pr＝I2r＝420.8＝12.8W
P機(jī)＝P入—Pr＝427.2W
【點(diǎn)悟】電功表示的是電流通過導(dǎo)體時(shí)消耗的全部電能都轉(zhuǎn)化為其它形式的能，電熱僅表示電流通過導(dǎo)體時(shí)消耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分電能，二者是不同的物理量，不能混淆．計(jì)算公式不能通用，只有對純電阻元件二者算出的結(jié)果才是一致的．二者可通過能的轉(zhuǎn)化與守恒定律聯(lián)系起來．
第3課時(shí) 電阻定律
重點(diǎn)難點(diǎn)例析
一．對電阻定律的理解及應(yīng)用
某導(dǎo)體形狀改變后，由于質(zhì)量不變，則總體積不變、電阻率不變，當(dāng)長度L和面積S變化時(shí)，應(yīng)用V＝SL來確定S、L在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求出L、S變化前后的電阻關(guān)系．
【例1】兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線A和B，如果把導(dǎo)線A均勻拉長到原來的2倍，電阻為R/A，導(dǎo)線B對折后絞合起來，電阻為R/B，然后分別加上相同的電壓，求：
（1）它們的電阻之比；
（2）相同時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量之比．
【解析】（1）一根給定的導(dǎo)線體積不變，若均勻拉長為原來的2倍，則橫截面積為原來的1/2，設(shè)A、B導(dǎo)線原長為L，橫截面積為S，電阻為R，則
L/A＝2L，S/A＝S/2，L/B＝L/2，S/B＝2S
，
則R/A∶R/B＝16∶1
（2）根據(jù)I＝q/t，q=It＝Ut/R（此步推導(dǎo)的方向是利用不變量U和已知量R、t），由題意知：UA＝UB，tA=tB，則qA∶qB＝R/B∶R/A＝16∶1
【答案】16∶1 16∶1
【點(diǎn)撥】某一導(dǎo)體形狀改變后，討論其電阻變化要抓住要點(diǎn)：電阻率不變，總體積不變．
拓展
A、B兩地間鋪有通訊電纜，長為L，它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的，通常稱為雙線電纜，在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護(hù)層損壞，導(dǎo)致兩導(dǎo)線之間漏電，相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線之間接入一個(gè)電阻．檢查人員經(jīng)過下面的測量可以確定損壞的位置：（1）令B端雙線斷開，在A處測出雙線兩端的電阻RA；（2）A端雙線斷開，在B處測出雙線兩端的電阻RB；（3）在A端的雙線間加一已知電壓UA，在B端的雙線間用內(nèi)阻很大的電壓表測量出兩線間的電壓UB．
試由以上測量結(jié)果確定損壞處的位置．
【解析】設(shè)雙線電纜每單位長度的電阻為r，漏電處電阻為R，漏電處距A端為x，則由電阻定律應(yīng)有：
RA＝2rx+R，RB=2r（L－x）+R
由歐姆定律，可知，
【答案】
二．滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造及原理
1．滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造如圖7-3-1所示．其原理是利用改變連入電路中的電阻絲的長度，從而達(dá)到改變電阻的目的．
2．滑動(dòng)變阻器的兩種接法：
限流：如圖7-3-2甲所示，移動(dòng)滑片P可以改變連入電路中的電阻值，從而可以控制負(fù)載RL中的電流．使用前，滑片P應(yīng)置于變阻器阻值最大的位置．
分壓：如圖7-3-2乙所示，滑動(dòng)滑片P可以改變加在負(fù)載RL上的電壓，使用前，滑片P應(yīng)置于負(fù)載RL的電壓最小的位置．
3．通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值（最大阻值為R0）對負(fù)載RL的電壓、電流都起到控制調(diào)節(jié)作用．設(shè)負(fù)載兩端電壓為UL
（1）限流接法
P滑至A端，Umax＝U；
P滑至B端，Umin=
所以≤UL≤U，可見RL<（2）分壓接法
P滑至C端時(shí)，Umin＝0；
P滑至D端時(shí)，Umax＝U．
所以0≤UL≤U，負(fù)載兩端的電壓可以從零開始調(diào)節(jié)．
4．兩種接法的簡單比較
分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大，且電壓、電流可以從零開始調(diào)節(jié)；限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗小．當(dāng)兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法．當(dāng)負(fù)載R L較小、變阻器總阻值較大時(shí)（RL的幾倍），一般用限流接法．但以下三種情況必須采用分壓式接法：
①要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié)，只有分壓電路才能滿足．
②如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時(shí)，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實(shí)際電流（壓）都會(huì)超過電表量程或電阻元件允許的最大電流（壓），為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路．
③伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中，若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，采用限流接法時(shí)，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流（壓）變化也很小，這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù)．為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流（壓），應(yīng)選擇變阻器的分壓接法．
【例2】在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，常常采用如圖7-3-3所示的電路．通過兩只滑動(dòng)變阻器R1和R2對一阻值為500Ω左右的電阻R0兩端進(jìn)行粗調(diào)和細(xì)調(diào)．已知兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值分別為200Ω和10Ω．關(guān)于滑動(dòng)變阻器R1、R2的聯(lián)接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是
A．取R1=200Ω，R2=10Ω，調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用
B．取R1=10Ω，R2=200Ω，調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用
C．取R1=200Ω，R2=10Ω，調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用
D．取R1=10Ω，R2=200Ω，調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用
【解析】該題看起來是一個(gè)直流電路問題，實(shí)際上是運(yùn)用電路基本知識進(jìn)行判斷推理的問題．首先應(yīng)該知道，利用分壓電路進(jìn)行控制電路時(shí)，實(shí)際上是變阻器的一部分與另一部分在跟接在分壓電路中的電阻并聯(lián)之后的分壓，如果并聯(lián)的電阻較大，則并聯(lián)后的總電阻接近變阻器“另一部分”的電阻值，基本上可以看成變阻器上兩部分電阻的分壓．由此可以確定R1應(yīng)該是阻值較小的電阻，R2是阻值較大的電阻，且與R1的一部分并聯(lián)后對改變電阻的影響較小，故起微調(diào)作用，因此選項(xiàng)B正確．
【答案】B
【點(diǎn)撥】利用分壓電路進(jìn)行電路控制時(shí)，負(fù)載的電阻越大，使得在調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的電壓接近于線性變化．同時(shí)應(yīng)該知道，滑動(dòng)變阻器的阻值越大，滑片移動(dòng)的范圍就越大，負(fù)載上電壓變化就越可以調(diào)節(jié)的更精確一些．
拓展
如圖7-3-4為分壓器接法電路圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，變阻器總電阻為r．閉合電鍵S后，負(fù)載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點(diǎn)間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于7-3-5圖中的哪條實(shí)線
A．① B.．② C．③ D．④
【解析】當(dāng)Rx增大時(shí)，左半部分總電阻增大，右半部分電阻減小，所以R兩端的電壓U應(yīng)增大，排除④；如果沒有并聯(lián)R，電壓均勻增大，圖線將是②；實(shí)際上并聯(lián)了R，對應(yīng)于同一個(gè)Rx值，左半部分分得的電壓將比原來小了，所以③正確，選C．
【答案】C
三．伏安法測電阻
1．測量電路
伏安法測電阻的原理是部分電路歐姆定律（R=U/I）．測量電路可有電流表外接或內(nèi)接兩種接法，如圖甲、乙兩種接法都有誤差，測量值與真實(shí)值的關(guān)系為：
如圖7-3-6甲圖所示，由于該電路中電壓表的讀
數(shù)U表示Rｘ兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過Rｘ與RV并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測電阻R測＝也比真實(shí)值Rｘ略小些，相對誤差a＝
如圖7-3-6乙圖所示，由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測電阻Rｘ與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和Rｘ的電流，所以使用該電路所測電阻R測＝＝Rｘ＋RA，比真實(shí)值Rｘ大了RA，相對誤差a＝
據(jù)以上分析可得：
若：此時(shí)被測電阻為小電阻，一般選用甲圖所示的電流表的外接法．
若：此時(shí)被測電阻為大電阻，一般選用乙圖所示的電流表的內(nèi)接法．
因而在運(yùn)用伏安法測電阻時(shí)，可由題目條件首先計(jì)算臨界電阻，比較與被測電阻的大約值的大小關(guān)系，然后據(jù)以上原則確定電路的連接方式．
當(dāng)被測電阻的阻值不能估計(jì)時(shí)可采用試接的辦法，如圖7-3-7所示，讓電壓表一端接在電路上的a點(diǎn)，另一端先后接到b點(diǎn)、c點(diǎn)，注意觀察兩個(gè)電表的示數(shù)．若安培表示數(shù)有顯著變化，則待測電阻跟電壓表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)接在a c兩點(diǎn)．若電壓表的示數(shù)有顯著變化，則待測電阻跟安培表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)接在a b兩點(diǎn)．
綜合以上分析，在測量電路的選擇上我們可以用“大內(nèi)大，小外小”的方法來處理．伏安法測電阻時(shí)，“大內(nèi)大，小外小”指內(nèi)接法時(shí)測量值偏大，適用于測大電阻；外接法時(shí)測量值偏小，適用于測小電阻．
2．供電電路
供電電路的兩種接法如圖7-3-8所示．
① 滑動(dòng)變阻器的總電阻遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻的阻值時(shí)，須用分壓式電路；
② 要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，一定要用分壓式電路；
③ 滑動(dòng)變阻器的總電阻與負(fù)載電阻的阻值相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時(shí)，可采取限流接法；
④ 兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偣妮^小；
⑤ 特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復(fù)推敲，以更能減小誤差的連接方式為好．
伏安法測電阻的可能電路如圖圖7-3-9所示．
3．器材選擇及電路設(shè)計(jì)原則
（1）儀器的選擇一般應(yīng)考慮三方面的因素：
①安全性：如各電表的讀數(shù)不能超過量程，電阻類元件的電流不應(yīng)超過其最大允許電流等．
②精確性：如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，要用盡可能使指針接近滿刻度的量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/2到2/3以上，使用歐姆表時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率檔位．
③操作性：如選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對外供電
電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)用到大部分電阻線，否則不便于操作．
（2）選擇器材的步驟
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路．
②估算電路中電流和電壓可能達(dá)到的最大值，以此選擇電流表和電壓表及量程．
③根據(jù)電路選擇滑動(dòng)變阻器．
（3）實(shí)物連線的一般步驟
①畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
②分析各元件連接方式，明確電流表和電壓表的量程；
③依照電路圖，把元件符號與實(shí)物一一對應(yīng)，再連接實(shí)物，一般的連接方式是：從電源正極出發(fā)，沿電流方向把元件一一連接，最后連到電源負(fù)極上，按先串聯(lián)后并聯(lián)，先干路后支路的順序；
④檢查糾正．
【例3】為了測定一個(gè)“6.3V、1W”的小電珠在額定電壓下較準(zhǔn)確的電阻值，可供選擇的器材有：
A．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.04Ω）
B．毫安表（0～300mA，內(nèi)阻約4Ω）
C．電壓表（0～10V，內(nèi)阻10KΩ）
D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻10KΩ）
E．電源（額定電壓6V，最大允許電流2A）
F．電源（額定電壓9V，最大允許電流1A）
G．可變電阻（阻值范圍0～10Ω，額定電流1A）
H．可變電阻（阻值范圍0～50Ω，額定功率0.5W）
I．導(dǎo)線若干根，電鍵一個(gè)．
（1）為使測量安全和盡可能準(zhǔn)確，應(yīng)選用的器材是 ．（用字母代號填寫）
（2）請畫出電路圖，并把圖7-3-10所示實(shí)物圖用線連接起來．
【解析】①電表及內(nèi)外接法的選取：
小電珠的額定電流I額＝P/U＝1/6.3≈0.16A＝160mA＜300mA，電流表應(yīng)選B．U額＝6.3V＜10V，電壓表選C，電源選F．R燈＝U2/P＝6.32/1Ω≈40Ω比10KΩ小得多，僅比毫安表內(nèi)阻大10倍，故選用電流表外接法．
②滑動(dòng)變阻器及連接方法的選取
將可變電阻H接到電源兩端，其上電流大致為I＝9/50A＝0.18A，而H的額定電流＝＝0.1A＜0.18A，而G的額定電流為1A，故從安全性上考慮不宜選用H．由于40Ω是可變電阻G的中值的8倍，故選用分壓式連接方式．若使用限流式，則在燈泡額定電壓下，I額＝10/63＝0.16A，具體操作時(shí)I額≈0.16A應(yīng)體現(xiàn)在安培表上，故滑動(dòng)變阻器此時(shí)大約分壓為U額＝9V－6.3V＝2.7V．故此時(shí)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)的阻值R＝≈17Ω＞10Ω，因此G不可能用限流法，必須使用分壓式．
【答案】（1）BCFGI；
（2）電路圖如圖7-3-10所示，實(shí)物連接如圖7-3-11所示
【點(diǎn)撥】本題的關(guān)鍵是在“額定電壓下”較準(zhǔn)確測量這一要求使得變阻器G無法使用限流式，一般來說，若待測電阻比滑動(dòng)變阻器阻值大得多時(shí)，一般采用分壓式．對電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇一般分兩步考慮，首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求設(shè)計(jì)好測量電路，選擇必要的相應(yīng)的器材時(shí)要著重考慮準(zhǔn)確性；然后設(shè)計(jì)供電電路，此時(shí)選擇相應(yīng)的器材時(shí)要著重考慮安全性．
拓展
一個(gè)電阻上標(biāo)有“1/4W”字樣．用歐姆表粗測，知其電阻約為10kΩ，現(xiàn)在要較準(zhǔn)確地測定其額定電壓，已有器材是： A．直流電源（50V）； B．直流電源（3V）； C．電壓表（0～25V，25kΩ）； D．電壓表（0～5V，5kΩ）；E．電流表（0～0.6A，2Ω）； F．電流表（3mA，50Ω）；G．滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）；H．滑動(dòng)變阻（lkΩ，0.1A），以及開關(guān)導(dǎo)線等，試設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路，指出選用的器材規(guī)格和實(shí)驗(yàn)開始前變阻器滑動(dòng)鍵在電路圖中的位置．
【解析】由所給器材，可以用伏安法，測定電阻值，從而可以較準(zhǔn)確地確定其額定電壓．由電阻的額定功率值和電阻約值算得其額定電壓約為
＝50（V），
額定電流約為
＝0.005（A）＝5（mA），若選用B電源，電阻上的電流不會(huì)超過Imax＝3/10000＝310－4（A）＝0.3（mA），遠(yuǎn)小于所給電流表量程．而選用A電源時(shí)，電阻上的最大電流約可達(dá)I/max＝25/10000＝2.510－4（A）＝2.5（mA）．故電源選A，電流表選F，電壓表選C．
由于待測電阻值比所給變阻器G、H的阻值大得多，變阻器采用限流接法時(shí)，待測電阻電流、電壓調(diào)節(jié)范圍很窄，故應(yīng)采用分壓接法．在用分壓接法時(shí)，變阻器G上流過的電流不小于I＝50/10＝5（A），大于其允許電流，而變阻器H上流過的電流只在I/＝50/1000＝0.05（A）左右，小于其允許電流，故選變阻器H．
由于待測電阻值與電壓表C的內(nèi)阻相近，而為電流表F的內(nèi)阻的200倍左右，故選用電流表內(nèi)接的方法．
綜上所述，儀表器材應(yīng)選A、C、F、H，電路圖如圖7-3-12所示，變阻器的滑動(dòng)端應(yīng)處于變阻器的左端．
【答案】見解析
易錯(cuò)門診
某電壓表的內(nèi)阻在20KΩ～50KΩ之間，要測其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：
待測電壓表V（量程3V）
電流表A1（量程200μA）
電流表A2（量程5mA）
電流表A3（量程0.6A）
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1KΩ）
電源E（電動(dòng)勢4V）
電鍵K
（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用 ；
（2）為了盡量減小誤差要求測多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖．
【錯(cuò)解】當(dāng)電壓表滿偏時(shí)，通過它的電流I不超過3/20KΩ＝150μA，所以電流表選用A1．滑動(dòng)變阻器選用限流接法．
【錯(cuò)因】滑動(dòng)變阻器阻值可有1 KΩ，比RV小得多，用限流電路無法使表上電壓在量程之內(nèi)，更不用說取多組數(shù)據(jù)了．
【正解】（1）電流表選用A1．
（2）采用分壓電路．實(shí)驗(yàn)電路如圖7-3-13所示．
【點(diǎn)悟】在選擇滑動(dòng)變阻器的接法時(shí)，部分同學(xué)認(rèn)為只要安全，都選用分壓電路就可以了．雖然這樣往往也能用，但還應(yīng)遵循精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，下列情況可選用限流接法：
（1）測量時(shí)電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．
（2）電源的允許通過電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法．
（3）題中用較大阻值的滑動(dòng)變阻器控制小阻值的負(fù)載，且在負(fù)載和電表安全的前提下，應(yīng)采用限流式接法．
（4）若接成分壓式可以，接成限流式也可以，為了省電，一般將滑動(dòng)變阻器接成限流方式．
重點(diǎn)難點(diǎn)例析
一．閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問題
根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一個(gè)電阻的變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況，常見的分析方法如下：
1.程序法：基本思路是“部分→整體→部分”，即從阻值部分的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷總電阻的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判斷總電流和路端電壓的變化情況，最后由部分電路歐姆定律判斷各部分電路中物理量的變化情況．即：

2.口訣法：根據(jù)日常的學(xué)習(xí)，該類型的題目可以總結(jié)出“串反并同”的實(shí)用技巧．所謂“串反”指，當(dāng)某一電阻變大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而減小；當(dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而增大．所謂“并同”指，當(dāng)某一電阻變大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率隨之增大；當(dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率也隨之減小．
3．極限法：因變阻器的滑片滑動(dòng)而引起的電路變化問題，可以將變阻器的滑片分別移動(dòng)到兩個(gè)極端去討論，此時(shí)要注意是否出現(xiàn)極值情況，即變化是否單調(diào)變化．
【例1】以右圖7-4-3電路為例：試分析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過程中各電阻中電流、電壓如何變化．
【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過程中，R1增大，總電阻一定增大；由，I一定減小；由U＝E—Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3＝ I—I4，I3、U3一定減小；由U2＝U—U3，U2、I2一定增大；由I1＝I3—I2，I1一定減小．
【答案】見解析
【點(diǎn)撥】在分析電路的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，一般都是先判斷總電阻的變化，從而判斷出總電流的變化，確定內(nèi)電壓降的變化，再根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，去確定其它元件的電流及電壓變化情況．原則上是先判斷定值電阻的電流、電壓的變化，再根據(jù)串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)去確定變化電阻的電流及電壓的變化．
拓展
如圖7-4-4所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2，下列說法中正確的是
A.小燈泡L1、L3變暗，L2變亮
B.小燈泡L3變暗，L1、L2變亮
C..ΔU1<ΔU2
D..ΔU1>ΔU2
【解析】滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小．與電阻串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大，變亮，與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低，變暗．U1減小，U2增大，而路端電壓U= U1+ U2減小，所以U1的變化量大于 U2的變化量，選BD．
【答案】BD
二．閉合電路中的幾種電功率?
閉合電路的歐姆定律就是能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律在閉合電路中的反映．?
由E＝U＋U′可得?
EI＝UI＋U′I或EIt＝UIt＋U′It或EI＝UI＋I(xiàn)2r?
【例2】把一個(gè)“10V，2.0W”的用電器A（純電阻）接到某一電動(dòng)勢和內(nèi)電阻都不變的電源上，用電器A實(shí)際消耗的功率是2.0W. 若換上另一個(gè)“10V，5.0W”的用電器B（純電阻）接到這一電源上，用電器B實(shí)際消耗的功率有沒有可能反而小于2.0W？（設(shè)電阻不隨溫度改變）.
【解析】電源的輸出功率隨外電路阻值的變化而變化，如下式所示：
從上式可以大致畫出電源的輸出功率與外電路電阻的圖象，如圖7-4-5所示.對RA與r的關(guān)系進(jìn)行討論，應(yīng)用圖象便可求解.
由公式P＝U2/R得：
RA＝50Ω，RB＝20Ω
∴RA>RB
當(dāng)用電器A接入電路時(shí)，如果RARB>r，則PB>PA.因此，用電器B實(shí)際消耗的功率可大于2.0W，也可以小于2.0W.
【答案】有可能.
【點(diǎn)撥】由于題中沒有電源的電動(dòng)勢及內(nèi)電阻，所以我們不能武斷認(rèn)為用電器兩端電壓相等.巧妙利用圖象解決物理問題,可避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算.
拓展
如圖7-4-6所示電路中，直流發(fā)電機(jī)E＝250V，內(nèi)阻r=3Ω，R1＝R2＝1Ω，電熱器組中裝有50個(gè)完全相同的電熱器，每個(gè)電熱器規(guī)格為“200V，1000W”，其他電阻不計(jì)，不考慮電熱器電阻隨溫度的變化，問：
（1）接通幾個(gè)電熱器時(shí)，實(shí)際使用的電熱器都能正常工作？
（2）接通幾個(gè)電熱器時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大？
（3）接通幾個(gè)電熱器時(shí)，電熱器組加熱物體最快？
（4）接通幾個(gè)電熱器時(shí)，電阻R1、R2上消耗的功率最大？
【解析】每只用電器的電阻為R0＝U2/P＝2002/1000＝40Ω，每只用電器的額定電流I0＝P/U＝5A
（1）要使電熱器正常工作，必須使電熱器兩端的實(shí)際電壓等于額定電壓200V，因此干路中電流為
而每個(gè)電熱器的額定電流為5A，則電熱器的個(gè)數(shù)為n1=10/5=2個(gè).
（2）要使電源輸出功率最大，須使外電阻等于電源內(nèi)電阻，由此可知電熱器總電阻為R＝r－R1－R2＝1Ω，故n2＝R0/R＝40個(gè).
（3）要使電熱器組加熱物體最快，必須使其總電阻為R/＝R1＋R2＋r＝5Ω，所以n3＝R0/R/＝40/5＝8個(gè).
（4）要使R1、R2上消耗的功率最大，必須使通過它們的電流最大，即當(dāng)50只電熱器全接通時(shí)，可滿足要求，即n3＝50個(gè).
【答案】（1）2 （2）40 （3）8 （4）50
【點(diǎn)撥】此題既能使學(xué)生構(gòu)建電源的三個(gè)功率模型，又啟發(fā)學(xué)生用等效的思維方法解決物理問題，為什么不少學(xué)生感到物理課聽起來容易，自己做起來難.問題就在于他們沒有掌握物理學(xué)科科學(xué)的研究方法，而是死套公式.為此，在物理復(fù)習(xí)過程中要適時(shí)地、有機(jī)的將科學(xué)方法如：理想化、模型法、整體法、隔離法、圖象法、逆向思維法、演繹法、歸納法、假設(shè)法、排除法、對稱法、極端思維法、等效法、類比和遷移法等進(jìn)行歸納、總結(jié)，使之有利于學(xué)生消化吸收，領(lǐng)悟其精髓，從而提高學(xué)生的解題能力和技巧.
三．電路的故障分析
1.故障特點(diǎn)
（1）斷路的特點(diǎn)：電路中發(fā)生斷路表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流強(qiáng)度為零，斷路后，電源電壓將全部降落在斷路之處，若電路中某兩點(diǎn)電壓不為零，等于電源電壓，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，若電路中某兩點(diǎn)電壓為零，說明這兩點(diǎn)間無斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分有斷點(diǎn)（以上均假設(shè)電路中只有一個(gè)斷路）.
（2）短路的特點(diǎn)：電路中某一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為零.
2.故障的分析方法
（1）儀表檢測法
一般檢測故障用電壓表
①斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷路.
②短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路.
（2）假設(shè)法
已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用電流定律進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直到找到發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱排除法.
注意：在實(shí)際電路中，一旦有元件短路，會(huì)使其它用電器不能正常工作，甚至被燒毀，往往會(huì)引起多處故障，因此，在實(shí)際操作中，如有元件燒壞，一定要注意引起故障的原因，并分析由此引起的其它變化.
【例3】如圖7-4-7所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光．由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是
A.R1斷路 B.R2斷路 C.R3短路 D.R4短路
【解析】把原電路改畫為如圖7-4-8所示的電路，才便于分析．由于電流表示數(shù)減小、燈L2變暗，可推知電路中的總電流減小，路端電壓增大，表明外電阻增大，可排除R3、R4短路的可能．
又燈L1變亮、燈L2變暗，表明燈L1兩端電壓增大、燈L2兩端電壓減小，由歐姆定律可判斷：只能是R1發(fā)生斷路．
【答案】A
【點(diǎn)撥】對于復(fù)雜的電路，首先要理清電路的連接方式（應(yīng)用等勢法、分支法），并畫出串、并聯(lián)關(guān)系明顯的規(guī)范電路，便于分析．
對于電路的動(dòng)態(tài)變化問題，按局部（R的變化）→全局（I總、U端的變化）→局部（U分、I分的變化）的邏輯思維進(jìn)行分析推理．本題電路動(dòng)態(tài)變化的逆向推理．
拓展
某居民家中的電路如圖7-4-9所示，開始時(shí)各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍能正常發(fā)光．撥出電飯煲的插頭，把試電筆插入插座的左、右插孔，氖管均能發(fā)光，則
A．僅電熱壺所在的C、B兩點(diǎn)間發(fā)生了斷路故障
B．僅電熱壺所在的C、B兩點(diǎn)間發(fā)生了短路故障
C．僅導(dǎo)線AB斷路
D．因插座用導(dǎo)線接地，所以發(fā)生了上述故障
【解析】若C、B間斷路，則試電筆插入插座的左孔時(shí)，氖管不發(fā)光．若C、B間短路，則燈泡不發(fā)光．插座用導(dǎo)線接地，可以防止因用電器外殼帶電而使人觸電的事故發(fā)生，對電路無影響．若AB導(dǎo)線斷路，則電熱壺由于只與火線相連，不構(gòu)成閉合回路而停止工作；電燈與火線、地線仍組成閉合回路而正常發(fā)光；此時(shí)，插座的左右兩孔均與火線相連，因此，試電筆插入時(shí)，氖管均發(fā)光．C選項(xiàng)正確．
【答案】C
易錯(cuò)門診
如圖7-4-10所示電路，已知電源電動(dòng)勢E=6.3V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，固定電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值為5Ω的滑動(dòng)變阻器．按下電鍵K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)，求通過電源的電流范圍．
【錯(cuò)解】將滑動(dòng)觸頭滑至左端，R3與R1串聯(lián)再與R2并聯(lián)，外電阻
Ω
A
再將滑動(dòng)觸頭滑至右端R3與R2串聯(lián)再與R1并聯(lián)，外電阻
Ω A
【錯(cuò)因】由于平時(shí)實(shí)驗(yàn)，常常用滑動(dòng)變阻器作限流用（滑動(dòng)變阻器與用電器串聯(lián)）當(dāng)滑動(dòng)頭移到兩頭時(shí)，通過用電器的電流將最大或最小．以至給人以一種思維定勢：不分具體電路，只要電路中有滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)頭在它的兩頭，通過的電流是最大或最小．
【正解】將原圖化簡成圖7-4-11所示．外電路的結(jié)構(gòu)是R′與R2串聯(lián)、（R3—R′）與R1串聯(lián)，然后這兩串電阻并聯(lián)．要使通過電路中電流最大，外電阻應(yīng)當(dāng)最小，要使通過電源的電流最小，外電阻應(yīng)當(dāng)最大．設(shè)R3中與R2串聯(lián)的那部分電阻為R′，外電阻R為
=
因?yàn)椋瑑蓴?shù)和為定值，兩數(shù)相等時(shí)其積最大，兩數(shù)差值越大其積越小．
當(dāng)R2+R′=R1+R3—R′ 時(shí)，R最大，解得
R/=2Ω，R大=2.5Ω
因?yàn)镽1=2Ω＜R2=3Ω，所以當(dāng)變阻器滑動(dòng)到靠近R1端點(diǎn)時(shí)兩部分電阻差值最大．此時(shí)刻外電阻R最小．
Ω
由閉合電路歐姆定律有：
A
A
通過電源的電流范圍是2.1A到3A．
【點(diǎn)悟】不同的電路結(jié)構(gòu)對應(yīng)著不同的能量分配狀態(tài)．電路分析的重要性有如力學(xué)中的受力分析．畫出不同狀態(tài)下的電路圖，運(yùn)用電阻串并聯(lián)的規(guī)律求出總電阻的阻值或阻值變化表達(dá)式是解電路的首要工作．
第3課時(shí) 實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)（7） 測定金屬的電阻率
實(shí)驗(yàn)（8） 描繪小電珠的伏安特性曲線
實(shí)驗(yàn)（9） 測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
實(shí)驗(yàn)（10） 練習(xí)使用多用電表
1、知識網(wǎng)絡(luò)
考點(diǎn)1。測定金屬的電阻率
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.學(xué)會(huì)使用各種常用電學(xué)儀器以及正確讀數(shù)
2.學(xué)會(huì)使用螺旋測微器以及正確讀數(shù)
3.學(xué)會(huì)用伏安法測量電阻的阻值，測定金屬的電阻率
二、實(shí)驗(yàn)原理
歐姆定律和電阻定律，用刻度尺測一段金屬導(dǎo)線的長度L,用螺旋測微器測導(dǎo)線的直徑d，用電壓表和電流表測導(dǎo)體的電阻，由電路圖如下所示
三、實(shí)驗(yàn)器材
被測金屬導(dǎo)線、螺旋測微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．用螺旋測微器測量金屬導(dǎo)線的直徑，再由直徑算出金屬導(dǎo)線的橫截面積。
2. 用毫米刻度尺測量接入電路中的被測導(dǎo)線的長度。
3．按照電路圖連接好電路，注意滑動(dòng)變阻器要調(diào)在適當(dāng)?shù)奈恢茫ù藞D中調(diào)在最左端），電流表、電壓表的量程要選擇恰當(dāng)。
4．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片，使電流表、電壓表分別有一恰當(dāng)?shù)淖x書，并記錄下來。
5．繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片，重復(fù)步驟4，做三次，記錄下每次電流表、電壓表的讀數(shù)。
6.打開開關(guān)S，拆除電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。
7.處理數(shù)據(jù)。
五、注意事項(xiàng)
1．由于所測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，測量電路應(yīng)該選用電流表外接線路。
2．閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處于恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br/>3．測電阻時(shí)電流不宜過大，通電時(shí)間不宜過長。
4．求R的平均值可以用二種方法：第一種用算出各次的測量值，再取平均值；第二種方法是用U-I圖像的斜率求出。
考點(diǎn)2。描繪小燈泡的伏安特性曲線
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.描繪小燈泡的伏安特性曲線。
2.分析曲線變化規(guī)律。
二、實(shí)驗(yàn)原理
用電流表測流過小燈泡的電流，用電壓表測出加在小燈泡兩端的電壓，測出多組對應(yīng)的U、I值，在直角坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來。
三、實(shí)驗(yàn)器材
小燈泡、4V~6V學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．連接電路：將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)用導(dǎo)線按照電路圖連接起來。
2. 測出小燈泡在不同電壓下的電流。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入已經(jīng)畫好的表格中。
3．畫出伏安特性曲線。
⑴在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系。
⑵在坐標(biāo)紙上描出各做數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)。注意橫縱坐標(biāo)的比例標(biāo)度選取要適中，以使所描圖線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜。
⑶將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線
4.拆除電路，整理儀器。
五、注意事項(xiàng)
1．電路的連接方式
⑴電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾襞莸碾娮韬苄。c0~0.6A的電流表串聯(lián)式，電流表的分壓影響很大。
⑵滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開始變化。
2．閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處于恰當(dāng)?shù)奈恢茫☉?yīng)該使小燈泡被短路）。
3．保持小燈泡電壓接近額定值是要緩慢增加，到額定值，記錄I后馬上斷開開關(guān)。
4．誤差較大的點(diǎn)藥舍去，U-I圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線。
考點(diǎn)3。測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1. 測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。
二、實(shí)驗(yàn)原理
如圖1所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值。此外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo),用測出的幾組I、U值畫出U-I圖象(如圖2)所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢E值,圖線斜率的絕對值即為內(nèi)電阻r的值。
三、實(shí)驗(yàn)器材
待測電池，電壓表( 0-3V ),電流表（0-0.6A），滑動(dòng)變阻器（10Ω），電鍵，導(dǎo)線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。
2. 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。
3．閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測量幾組I、U的值。
4. 打開電鍵，整理好器材。
5．處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的值。
五、注意事項(xiàng)
1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池。
2．干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢E會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過0.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。
3．要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出E、r值再平均。
4．畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。
5．干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻，這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的刻度不從零開始。
考點(diǎn)4。練習(xí)使用多用電表
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.練習(xí)使用多用電表測電阻。
二、實(shí)驗(yàn)原理
多用電表由表頭、選擇開關(guān)和測量線路三部分組成（如圖），表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿度電流約幾十到幾百A，轉(zhuǎn)換開關(guān)和測量線路相配合，可測量交流和直流電流、
交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的,
原理如圖所示，
當(dāng)紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時(shí)有：
當(dāng)表筆間接入待測電阻Rx時(shí)，有：
由①②得：當(dāng)Rx=R中時(shí)，Ix=1/2Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R中為歐姆表的中值電阻，由③式可知每一個(gè)Rx都有一個(gè)對應(yīng)的電流值Ix，如果在刻度盤上直接標(biāo)出與Ix對應(yīng)的Rx的值，那么當(dāng)紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。由于電流和電阻的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處。
三、實(shí)驗(yàn)器材
多用電表，標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個(gè)，小螺絲刀。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．機(jī)械調(diào)零，用小螺絲刀旋動(dòng)定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處，并將紅、黑表筆分別接入“+”、“－”插孔。
2. 選擋：選擇開關(guān)置于歐姆表“×1”擋。
3．短接調(diào)零：在表筆短接時(shí)調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處，若“歐姆零點(diǎn)”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。
4．測量讀數(shù)：將表筆搭接在待測電阻兩端，讀出指示的電阻值并與標(biāo)定值比較，隨即斷開表筆。
5．換一個(gè)待測電阻，重復(fù)以上2、3、4步驟，選擇開關(guān)所置位置由被測電阻值與中值電阻值共同決定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”擋。
6.多用電表用完后，將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋，拔出表筆。
五、注意事項(xiàng)
1．多用電表在使用前，應(yīng)先觀察指針是否指在電流表的零刻度，若有偏差，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。
2．測量時(shí)手不要接觸表筆的金屬部分。
3．合理選擇量程，使指針盡可能指在中間刻度附近.若指針偏角太大，應(yīng)改換低擋位；
若指針偏角太小，應(yīng)改換高擋位。每次換擋后均要重新短接調(diào)零，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將指針示數(shù)乘以擋位倍率。
4．測量完畢后應(yīng)拔出表筆，選擇開頭置OFF擋或交流電壓最高擋，電表長期不用時(shí)應(yīng)取出電池，以防電池漏液腐蝕。
3、復(fù)習(xí)方案
基礎(chǔ)過關(guān)
重難點(diǎn)：導(dǎo)體電阻影響的因素
例3．在探究導(dǎo)體與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，有如下的器材：a、b、c、d四條不同的金屬導(dǎo)體。在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面，b、c、d跟a相比分別只有一個(gè)因素不同，b與a長度不同；c與a橫截面積不同，d與a材料不同，還有量度合適的電壓表四只，電流表四只。有三位同學(xué)分別用三種不同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示：
甲同學(xué)用圖1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于四段導(dǎo)體是串聯(lián)的，每段導(dǎo)體的電壓與它們的電阻成正比，因此用電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓，電壓之比就得到電阻之比。
乙同學(xué)用圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于四段導(dǎo)體是并聯(lián)的，每段導(dǎo)體的電流與它們的電阻成反比，因此用電流表分別測量通過a、b、c、d的電流，電流的倒數(shù)之比就是電阻之比。
（1）試比較甲、乙同學(xué)的測量，哪種測量誤差更小？為什么？

（2）丙同學(xué)用甲同學(xué)的電路進(jìn)行測量，但只用一個(gè)電壓表分別測量導(dǎo)體a、b、c、d的電壓，然后比較測得的電壓之比就能知道它們的電阻之比。這樣測得的電阻之比的誤差比甲同學(xué)測得的誤差 （填大、小、或一樣大）
（3）除了上面的探究思路外還可以用邏輯推理來探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積的關(guān)系，試用邏輯推理的方法分導(dǎo)體電阻與它的長度之間的關(guān)系。
解析：（1）甲同學(xué)的測量誤差更小，因?yàn)榇郎y電阻阻值比較小，比電壓表的內(nèi)阻小得多，跟電流表的內(nèi)阻相當(dāng)，因此電壓表引起的誤差比電流表引起的誤差小得多
（2）小
（3）一條長為L、電阻為R的導(dǎo)體，我們可以把它看成是由n段長度同為L1電阻同為R1的導(dǎo)體串聯(lián)而成的，這n段導(dǎo)體的材料、橫截面積都相同。總長度L與每段長度L1的關(guān)系為，另一方面，由串聯(lián)電路的性質(zhì)可知：即： 對比兩式可知： ，即在橫截面積、材料相同的條件下，導(dǎo)體的電阻與長度成正比。
點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)題在高考中占得比重比較高，尤其是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，對于電學(xué)實(shí)驗(yàn)我們的千方百計(jì)的把實(shí)驗(yàn)的原理弄懂，在已知的實(shí)驗(yàn)原理中還有比如電流表的內(nèi)外接法、滑動(dòng)變阻器的限流分壓接法等等。
典型例題：
例5. 現(xiàn)有兩個(gè)電阻元件，其中一個(gè)是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，而另一個(gè)是由某種半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小。現(xiàn)對其中一個(gè)元件R0進(jìn)行測試，測得通過其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示：
I/A
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.81
3.20
U/V
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
⑴ 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件R0可能是由上述 _____材料制成的，并簡要說明理由。
理由：_______________________________________________________________ 。
⑵ 把元件R0接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，電流表讀數(shù)為1.80A。已知電路中電源的電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻不計(jì)。此時(shí)定值電阻R的電功率________W.
⑶ 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在（a）圖中作出I－U圖線。為了求出通過該元件R0的電流I與電壓U間
的具體關(guān)系式，請你適當(dāng)選取坐標(biāo)軸，將表中有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)計(jì)算，在（b）圖中作出線性圖線，并求出I和U之間的具體關(guān)系式。

解析：⑴ 半導(dǎo)體 理由：隨著電流增大，即元件R0的發(fā)熱功率越大，對應(yīng)電壓與電流的比值越小，即電阻值越小
⑵ 由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電流為1.8A時(shí)，U0=1.2V 定值電阻兩端的電壓UR = U－U0 =1.8V 定值電阻消耗的功率P = UR I = 3.24W
⑶ I－U圖如圖(a) 根據(jù)I－U圖的形狀可以猜想I與U2成線性關(guān)系，如圖(b)
從圖(b)可得直線的斜率為1.25，所以I = 1.25U2
重點(diǎn)難點(diǎn)例析
一.歐姆表法測電阻的三個(gè)公式
（1）中值電阻計(jì)算R中＝E/Ig：歐姆表的中值電阻，即為指針指在刻度盤中間刻度時(shí)的待測電阻的值，此值也是歐姆表的內(nèi)電阻.
在不同的擋位下，歐姆表的內(nèi)電阻不同，中值電阻也不同，即為R中＝nE/Ig，所以每選一次擋位，都要重新調(diào)一次零.（n為所選歐姆擋的倍率）
（2）表盤刻度轉(zhuǎn)換式Rx＝：求出中值電阻，然后根據(jù)此公式就能將電流表的電流刻度轉(zhuǎn)化為歐姆表的電阻刻度.依據(jù)此公式還可以看出歐姆表盤的刻度排列特點(diǎn).
（3）測量結(jié)果讀數(shù)式Rx＝nR讀：此公式即是讀數(shù)公式，也是選擋的依據(jù).
【例1】如圖7-5-3所示為歐姆表示意圖，Ig＝300μA，rg＝100Ω，調(diào)零電阻最大值R＝50KΩ，串聯(lián)固定電阻R0＝50Ω，E＝1.5V.它能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是
A.30KΩ—80KΩ B.3KΩ—8KΩ
C.300 KΩ—80Ω D.30Ω—80Ω
【解析】由R中＝E/Ig可知：R中＝5 KΩ，而在使用歐姆表測電阻時(shí)，指針指在中間刻度附近時(shí)測量結(jié)果是比較準(zhǔn)確的，所以選項(xiàng)B正確.
【答案】B
【點(diǎn)撥】正確理解歐姆表測電阻的原理和刻度規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵，另外考慮精確度時(shí)，歐姆表與電流表、電壓表的讀數(shù)不同的是指針指在中間刻度附近時(shí)測量結(jié)果比較準(zhǔn)確.
拓展
關(guān)于多用電表的使用，下列說法正確的是
A．多用電表的指針達(dá)滿偏時(shí)，被測電阻值最大
B．多用電表的指針指歐姆零點(diǎn)時(shí)，說明通過被測電阻的電流最大
C．測電阻時(shí)前，把面板上的選擇開關(guān)置于相應(yīng)的歐姆擋上，將兩表筆的金屬桿直接短路，調(diào)整歐姆擋調(diào)零旋鈕使指針指在電流表的最大刻度處
D．用歐姆表的“×10”擋，指針指在刻度20~40的正中央，則被測電阻的阻值為30Ω
【解析】指針達(dá)滿偏時(shí)，電流最大，被測電阻最小，A錯(cuò)，B對；按照歐姆表的操作規(guī)范，C正確；由于歐姆表表盤刻度不均勻，左密右稀，所以讀數(shù)時(shí)不用套用電流表電壓表的讀數(shù)方法，根據(jù)表盤刻度特點(diǎn)，正確的讀數(shù)應(yīng)為在200Ω到300Ω之間的某一值.
【答案】BC
【點(diǎn)撥】讀數(shù)時(shí)根據(jù)規(guī)律Rx＝nR來處理.
二．多用電表的使用
1.紅表筆代表歐姆表內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆代表內(nèi)部電源的正極；
2.與使用電流表、電壓表一樣，多用電表在使用前要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零（即觀察指針是否指在刻度線左端的零刻度處，若不指零，可用小螺絲刀旋轉(zhuǎn)定位螺絲）；
3.使用歐姆擋測電阻時(shí)，還要進(jìn)行“歐姆調(diào)零”，方法是：將選擇開關(guān)置于歐姆擋（適當(dāng)量程），將兩表筆短接，調(diào)整電阻調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位置上；
注意：每換一次歐姆擋的量程，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.
4.關(guān)于歐姆擋量程的選擇：使用歐姆擋測電阻時(shí)，指針指示在表盤中值電阻左右讀數(shù)較準(zhǔn)確.如某多用電表歐姆擋R中＝15Ω，當(dāng)待測電阻約為2KΩ時(shí)，應(yīng)選用“100”擋，讀數(shù)不要忘記乘以相應(yīng)的倍率；
5.測量時(shí)，待測電阻要與電源以及其他電阻斷開，且不能用手接觸表筆；
6.測量完畢后，要把表筆從測試孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋；7.當(dāng)黑箱內(nèi)有電源時(shí)不能用歐姆擋測量電阻.
【例2】關(guān)于歐姆表及其使用中的問題，下列說法中正確的是
A．表盤上所標(biāo)明的電阻阻值刻度是均勻的
B．應(yīng)使待測電阻與其它電學(xué)元件斷開，并且不能用雙手同時(shí)接觸兩表筆金屬部分
C．每次更換量程都要將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零
D．為使測量準(zhǔn)確，應(yīng)使表針指在中值電阻附近，否則應(yīng)換檔
E．測量時(shí)，若指針偏角較大，應(yīng)換用倍率較大的檔位
F．使用完畢，應(yīng)將選擇開關(guān)置于空檔OFF，或交流電壓最高檔
【解析】歐姆表表盤刻度是不均勻的，所以A錯(cuò)；在使用歐姆表測電阻時(shí)，應(yīng)將被測電阻與電源和其它電阻斷開且手不要與表筆的金屬部分接觸，所以B正確；每次換擋應(yīng)當(dāng)重新調(diào)零，C正確 ；由于歐姆表刻度不均勻，所以當(dāng)指針指在中間位置附近時(shí)讀數(shù)較準(zhǔn)確，所以D正確；若指針偏轉(zhuǎn)角較大，說明電流大，待測電阻較小，應(yīng)當(dāng)換較小的倍率，E錯(cuò)；使用完畢將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，F(xiàn)正確.
【答案】BCDF
【點(diǎn)撥】正確理解歐姆表的工作原理及其刻度特點(diǎn)，并養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.
拓展
數(shù)字式萬用表如圖7-5-4所示，是近些年發(fā)展起來的高科技數(shù)碼產(chǎn)品，是傳統(tǒng)的機(jī)械指針式儀表的更新?lián)Q代產(chǎn)品，數(shù)字表有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：
測量精度高，以型號為“DF930”普通數(shù)字表為例，直流電壓和直流電流擋的測量精度為±0.05%，歐姆擋精度為±0.08%，而常用指針式電壓表電流表精度只有±2.5%，歐姆擋的精度更低.數(shù)字表內(nèi)阻非常理想，數(shù)字表“DF930”的電壓擋所有量程內(nèi)阻高達(dá)10MΩ，而機(jī)械指針式電壓表內(nèi)阻一般為幾千歐到幾十千歐，內(nèi)電阻高出了2~3個(gè)數(shù)量級.
今有一塊數(shù)字萬用表“DF930”、一只滑動(dòng)變阻器（0~30Ω）、兩只開關(guān)、導(dǎo)線若干.
利用這些器材，盡量采用簡單的方法，測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，要求分兩步測量，首先測量電動(dòng)勢，待電動(dòng)勢測得之后再測其內(nèi)電阻.
（1）連接萬用表.在如圖7-5-5電路中的各個(gè)元器件已經(jīng)連接妥當(dāng)，數(shù)字萬用表的一個(gè)表筆也已經(jīng)跟電路相連，請將另一只表筆正確的接入電路.
（2）操作步驟：
①將萬用表選擇開頭置于 擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān) ，閉合開關(guān) ，記錄表
的示數(shù)，反復(fù)測量多次，示數(shù)的平均值記為X.
②將萬用表選擇開頭置于 擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān) ，閉合開關(guān) ，記錄表的示數(shù)，設(shè)它為Y，緊接著進(jìn)行下面的操作：將萬用表選擇開關(guān)置于 擋，選擇合適的量程，將開頭S1與S2都閉合，記錄表的示數(shù)，設(shè)它Z，把Y和對應(yīng)的Z作為一組數(shù)據(jù)記錄下來，反復(fù)測量多次得到多組數(shù)據(jù).
③ 即為干電池的電動(dòng)勢.（填“X”、“Y”或“Z”
④內(nèi)電阻的表達(dá)式r＝ （用X、Y、Z表示），將步驟測得的多組數(shù)據(jù)代入公式，求出r的平均值，即為干電池內(nèi)電阻的值.
【解析】本題為一道信息實(shí)驗(yàn)題，實(shí)驗(yàn)?zāi)康募匆獪y量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻.很容易把人引到我們熟知的教材的萬用表實(shí)驗(yàn)和測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)去.實(shí)際上只要仔細(xì)審題，從長長的題干中，挖掘出兩個(gè)關(guān)鍵信息：此萬用表“測量精度高”、“內(nèi)電阻非常理想”.其意為此萬用表作為電壓表、電流表、歐姆表使用時(shí)，均可看作理想表.那么，將其接到電池兩端即可測量電池的電動(dòng)勢，將其接到電阻兩端即可測量電阻，問題也就迎刃而解了.
根據(jù)閉合電路歐姆定律：I＝E/(R+r)，把萬用表接到電池兩端即可測量電池的電動(dòng)勢E（X），故
（1）的答案為：將另一只表筆接到b或c.
（2）中①的答案依次為：電壓；S1；S2；再測出外電阻R（Y），電路電流I（Z/Y），代入公式即可求得內(nèi)電阻r.
②的答案依次為：歐姆；S2；S1；電壓.
③的答案為：X
④的答案為：（X—Z）/Z
【答案】見解析
【點(diǎn)撥】理解歐姆表測電阻的原理和萬用電表的使用規(guī)則，挖掘題中隱含條件，克服思維定勢的影響.
三．多用電表探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
根據(jù)不同電學(xué)元件的電阻特點(diǎn)進(jìn)行測量判斷
1.電阻為零——兩接線柱由無阻導(dǎo)線短接.
2.電壓為零有下述可能性
（1）任意兩接線柱之間電壓均為零——盒內(nèi)無電源.
（2）有的接線柱之間電壓為零.
①或兩接線柱中至少有一個(gè)與電源斷路.
②或兩接線柱之間有電動(dòng)勢代數(shù)和為零的反串電池組.
③或兩接線柱間短路.
3.有充放電現(xiàn)象（歐姆表指針先偏轉(zhuǎn)，然后又回到“∞”刻度）——兩接線柱之間有電容器.
在分析和解答黑盒問題時(shí)，其外觀表現(xiàn)往往相同，所以不僅答案多種多樣，而且在無條件限制時(shí)，還可能有無數(shù)多解答.
解答步驟如下：
【例3】如圖7-5-6所示，黑盒有四個(gè)接線柱，內(nèi)有4只阻值均為6Ω的電阻，每只電阻都直接與接線柱相連.測得Rab＝6Ω，Rac＝Rad＝10Ω.Rbc＝Rbd＝Rcd＝4Ω，試畫出黑盒內(nèi)的電路.
【解析】由于最小電阻是Rbc＝Rbd＝Rcd＝4Ω，只有2只6Ω串聯(lián)后再與1只6Ω并聯(lián)才能出現(xiàn)4Ω，因此bc、cd 、db間應(yīng)各接1只電阻.再于ab間接1只電阻，結(jié)論正合適.
【答案】盒內(nèi)電路如圖7-5-7所示.
【點(diǎn)撥】探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件時(shí)，應(yīng)多思考可能性，然后再進(jìn)行逐一核對.
易錯(cuò)門診
某同學(xué)用多用電表測電阻Rx，所用多用電表的歐姆擋有×1、×10、×100、×1K四擋，他粗測時(shí)用×100擋，調(diào)零后測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小，為了獲得較為準(zhǔn)確的測量值，他的正確做法是什么？
【錯(cuò)解】改用×100擋測量.
【錯(cuò)因】不理解歐姆表測量電阻的原理和操作規(guī)范.
【正解】用擋測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角太小，說明未知電阻的阻值太大，因此正確的做法是把選擇開關(guān)扳到×1K擋位，再把兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針指在電阻刻度的零刻度上，然后把兩表筆分別與Rx的兩端相接，方可讀出較準(zhǔn)確的示數(shù).
【點(diǎn)悟】空置狀態(tài)的歐姆表指針在“∞”位置，因此指針偏轉(zhuǎn)角太小，說明待測電阻太大，反之，指針偏轉(zhuǎn)角太大，說明待測電阻太小，這兩種情況都不便于讀出準(zhǔn)確示數(shù)，通常表頭指針指在中間刻度附近，可讀出較準(zhǔn)確數(shù)值.就本題來說很容易忽視換擋后重新調(diào)零.這是值得注意的問題.
第4課時(shí) 恒定電流單元測試
1.如圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，給外電阻R供電，則下圖中不能反映全電路特點(diǎn)的圖象是( )
2．如圖所示，電源電動(dòng)勢E=8V，內(nèi)電阻為r=0.5Ω，“3V,3W”的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電
動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0=1.5Ω。下列說法正確的是( )
A．通過電動(dòng)機(jī)的電流為1.6A B．電動(dòng)機(jī)的效率是62.5%
C．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為1.5W D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3W
3．在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P 向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正確的是 （ ）
A.U1/I不變，ΔU1/ΔI不變 C.U2/I變大，ΔU2/ΔI變大
C.U2/I變大，ΔU2/ΔI不變 D.U3/I變大，ΔU3/ΔI不變
4．右圖為包含某邏輯電路的一個(gè)簡單電路圖，L為小燈泡．光照射電阻時(shí)，其阻值將變得遠(yuǎn)小于R．則下列說法正確的是（　　）
A．該邏輯電路是非門電路；當(dāng)電阻受到光照時(shí)，小燈泡L不發(fā)光
B．該邏輯電路是非門電路；當(dāng)電阻受到光照時(shí)，小燈泡L發(fā)光
C．該邏輯電路是與門電路；當(dāng)電阻受到光照時(shí)，小燈泡L不發(fā)光
D．該邏輯電路是或門電路；當(dāng)電阻受到光照時(shí)，小燈泡L發(fā)光
5. 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(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線。則下列說法中正確的是( )
A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝
C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝
D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
6.如圖所示，四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表，安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路中，則下列說法正確的是 ( )
A．安培表A1的讀數(shù)大于安培表A2的讀數(shù)
B．安培表A1的偏轉(zhuǎn)角大于安培表A2的偏轉(zhuǎn)角
C．伏特表V1的讀數(shù)小于伏特表V2的讀數(shù)
D．伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角等于伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角
7．如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同．在電鍵S處于閉合狀態(tài)下，若將電鍵S1由位置1切換到位置2。則（ ）
A．電壓表的示數(shù)變大
B．電池內(nèi)部消耗的功率變大
C．電阻R2兩端的電壓變大
D．電池的效率變大
8．如圖所示，電路中電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，A為電壓表，內(nèi)阻為10kΩ，B為靜電計(jì)；兩個(gè)電容器的電容分別為C1和C2，將電鍵S合上一段時(shí)間后，下列說法中正確的是（ ）
A．若C1＞C2，則電壓表兩端的電勢差大于靜電計(jì)兩端的電勢差
B．若將變阻器滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)，則電容器C2上帶電量增大
C．C1上帶電量為零
D．再將電鍵S打開，然后使電容器C2兩極板間距離增大，則靜電計(jì)張角也增大
9．如圖所示，在水平放置的平行板電容器之間，有一帶電油滴P處于靜止?fàn)顟B(tài)，若從某時(shí)刻起，油滴所帶的電荷開始緩慢減少，為維持該油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，可采取下列哪些措施 （ ）
A．其它條件不變，使電容器兩極板緩慢靠近；
B．其它條件不變，使電容器兩極板緩慢遠(yuǎn)離；
C．其它條件不變，將變阻器的滑片緩慢向左移動(dòng)；
D．其它條件不變，將變阻器的滑片緩慢向右移動(dòng)；
10.小張同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流 I 變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的 a、b、c所示，則下列判斷正確的是（ ）
A、直線 a 表示電源的總功率
B、曲線 b 表示電源的輸出功率
C、電源的電動(dòng)勢 E = 3V，內(nèi)電阻r=1Ω
D、電源的最大輸出功率PRmax= 9W
11.如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流關(guān)系圖象，直線C為一個(gè)電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象，將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩個(gè)電源上，由圖可知兩次相比　( )
A．R接到電源a上，電源的效率較高
B．R接到電源b上，電源的輸出功率較大
C．R接到電源a上，電源輸出功率較大，但電源效率較低
D．沒有數(shù)值無法確定
12．如圖所示，將一根粗細(xì)均勻的電阻絲彎成一個(gè)閉合的圓環(huán)，接入電路中，電路與圓環(huán)的O點(diǎn)固定，P為與圓環(huán)良好接觸的滑動(dòng)頭。閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)頭P緩慢地由m點(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)的過程中，電容器C所帶的電荷量將( )
A．由小變大 B．由大變小
C．先變小后變大 D．先變大后變小
13．如圖電路中，L1、L2兩盞燈完全相同。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左移動(dòng)時(shí)( )
A．L1變亮，L2變亮 B．L1變暗，L2變亮
C．L1變暗，L2變暗 D．L1變亮，L2變暗
14．在如圖所示的電路中，電源兩端A、B間的電壓恒定不變。開始時(shí)S斷開，電容器上充有電荷。閉合S后，以下判斷正確的是( )
A．C1所帶電量增大，C2所帶電量減小
B．C1所帶電量減小，C2所帶電量增大
C．C1、C2所帶電量均減小
D． C1、C2所帶電量均增大
15.下列是由基本門電路組成的邏輯電路，其中能使小燈泡發(fā)光的是（ ）
16．在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U。現(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是 （ ）
A．I1增大，I2不變，U增大
B．I1減小， I2增大，U減小
C．I1增大，I2減小，U增大
D．I1減小，I2不變，U減小
17. 如右圖所示，電燈A標(biāo)有“10V，10W”，電燈B標(biāo)有“8V，20W”，滑動(dòng)變阻器
的總電阻為6Ω，當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a端向b端滑動(dòng)的過程中(不考電燈電阻的變化)（ ）
A. 電流表示數(shù)一直減小，電壓表示數(shù)一直增大
B. 電流表示數(shù)一直增大，電壓表示數(shù)一直減小
C. 電流表示數(shù)先增大后減小，電壓表示數(shù)先減小后增大；
D. 電流表示數(shù)先減小后增大，電壓表示數(shù)先增大后減小。
18．如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢為 E，內(nèi)阻為 r，電路中的電阻 R1、R2 和 R3 的阻值都相同。在電鍵 S處于閉合狀態(tài)下，若將電鍵 S1 由位置 1切換到位置 2，則（ ）
A．電壓表的示數(shù)變大
B．電池內(nèi)部消耗的功率變大
C．電阻 R2 兩端的電壓變大
D．電池的效率變大
19．如圖22所示電路，電鍵K原來是閉合的，當(dāng)R1、R2的滑片剛好處于各自的中點(diǎn)位置時(shí)，懸在空氣平板電容器C兩水平極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。要使塵埃P加速向上運(yùn)動(dòng)的方法是：（ ）
A、把R1的滑片向上移動(dòng)；
B、把R2的滑片向上移動(dòng)；
C、把R2的滑片向下移動(dòng)；
D、把電鍵K斷開。
20．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，右位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖6（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過程中，電流表示數(shù)如圖6（b）所示，下列判斷正確的是（ ）
A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
21．按照經(jīng)典的電子理論，電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的情形是這樣的：在外加電場的作用下，自由電子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生了電流。電子在運(yùn)動(dòng)的過程中要不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞，將動(dòng)能交給金屬離子，而自己的動(dòng)能降為零，然后在電場的作用下重新開始加速運(yùn)動(dòng)（可看作勻加速運(yùn)動(dòng)），經(jīng)加速運(yùn)動(dòng)一段距離后，再與金屬離子發(fā)生碰撞。電子在兩次碰撞之間走的平均距離叫自由程，用表示。電子運(yùn)動(dòng)的平均速度用表示，導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)量為n，電子的質(zhì)量為，電子的電荷量為，電流的表達(dá)式I=nes。請證明金屬導(dǎo)體的電阻率=。
22．如圖所示的電路中，=3.5Ω,=6Ω,=3Ω，電壓表為理想電表，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為5.7V；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為3.5V，求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．
23．下圖是一個(gè)汽車車門報(bào)警裝置邏輯電路圖，圖中的兩個(gè)按鈕開關(guān)分別裝在汽車的兩扇門上．只要打開任意一扇門，即電路中任何一個(gè)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，發(fā)光二極管就發(fā)光報(bào)警．請你根據(jù)報(bào)警裝置的要求，在電路圖的虛線框內(nèi)畫出門電路符號，并完成該門電路的真值表．
24．如圖所示的電路中，R1是由某金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒，實(shí)驗(yàn)證明通過它的電流I和它兩端的電壓U遵循I=kU3的規(guī)律（式中k=0.02A/V3），R2是普通電阻，遵循歐姆定律，電源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻不計(jì)，電流表的示數(shù)為0.16A，求：
（1）電阻R1兩端的電壓
（2）電阻R2的阻值
（3）當(dāng)電阻R2的阻值為多大時(shí)，R1、R2消耗的電功率相等
25．在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω；電阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω；R4=35Ω；電容器的電容C=100μF，電容器原來不帶電，求接通開關(guān)S后流過R4的總電量。



26．如圖所示，電源電動(dòng)勢E=10V，內(nèi)阻r=2Ω，電阻R1=8Ω，R2=2Ω，電容器的電容C=20μF。開關(guān)S原來斷開，后將它閉合。求：
(1)S閉合后a、b兩點(diǎn)間的電壓;
(2)S閉合后流過R2的電量。
恒定電流單元測試答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
A
D
ACD
B
ABD
AD
B
CD
AC
AC
C
C
B
C
A
B
B
B
CD
D
21.證明：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為：I=nes
根據(jù)電阻定律： R = 根據(jù)歐姆定律：R =
自由程內(nèi)，電子在加速電場作用下，速度從0增加到，由動(dòng)能定理：qU =
又由于，可得出電阻率的表達(dá)式為：=
22. 解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律
S斷開時(shí)
S閉合時(shí)
代入數(shù)據(jù)得E=5.7+=5.7+0.6 r
E=3.5+=5.5+r
解得：E=6.0V r=0.5Ω）
23．解析：
輸入
輸出
A
B
Z
０
１
1
１
０
1
０
０
0
１
１
1
24．解析：(1)由I=kU3得U1=2V （2）R2==25Ω
（3）由于P=UI，而串聯(lián)電路中的電流相等，故當(dāng)U1=U2=3V，P1=P2
I=kU3=0.54A R ==5.56Ω
25. 解析：由電阻的串并聯(lián)得，閉合電路的總電阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r ①
由歐姆定律得，通過電源的電流I=E/R ②
電源的端電壓U=E－Ir ③
電阻R3兩端的電壓U/=R3U/(R2+R3) ④
通過R4的總電量就是通過電容器的電量Q=CU/ ⑤
代入數(shù)據(jù)解得，Q=2.0×10－4C ⑥
26．解析：(1)S閉合后，電源與R1形成一個(gè)回路
I=E/(R1+r)
Uab=E-Ir
代入數(shù)據(jù)得Uab =8V
(2)S閉合前電容兩端電壓 Uc1=E=10V
S閉合后電容兩端電壓 Uc2=Uab=8V
流過R2的電量ΔQ=C(Uc1一Uc2)=20×10-6×(10-8)C=4×10-5C

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