2020-2021学年高三物理一轮复习知识点专题15 恒定电流（2）（含答案）

1、专题15恒定电流（2）【讲】考点风向标第一部分：考点梳理考点十、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表的读数方法考点十一、测量待测电阻的阻值考点十二、描绘小电珠的伏安特性曲线考点十三、测量电源电动势和内阻考点十四、多用电表的使用考点十、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表的读数方法1游标卡尺读数方法测量值主尺上的整毫米数游标尺与主尺上某一刻线对齐的游标格数精确度注意：游标卡尺读数时要做到“三看”(1)第一看精度度(2)第二看游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端(3)第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐（4）若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上

2、某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达(xK精确度)mm。2螺旋测微器读数方法测量值固定刻度读数0.01 mm可动刻度读数(一定要估读)。注意：读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出。3电流表和电压表量程精确度读数规则电流表03 A0.1 A与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需在精确值后加一估读数即可电压表03 V0.1 V电流表00.6 A0.02 A估读位与最小刻度在同一位，采用估读电压表015 V0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用估读（典例应用1）(1)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图甲中的示数，该金属圆片的直径的测量值为_c

3、m，厚度的测量值为_mm。(2)图乙使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。图丙使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针示数为_V。【解析】：(1)游标卡尺的读数，按步骤进行一般不会出错，首先确定游标卡尺的精度为20分度，即0.05 mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数12 mm，再从游标尺上找出对得最齐的一条刻线，精度格数0.058 mm0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，12.00 m

4、m0.40 mm12.40 mm1.240 cm。螺旋测微器的读数1.5 mm0.0118.2 mm1.682 mm。（典例应用2）游标卡尺读数【解析】该游标卡尺的分度值为50，故每一小格代表0.02mm故图的最终读数为：22mm+40002=22.40mm（典例应用3）螺旋测微器的读数【答案】4.700mm【解析】：图4的读数为：4.5+20.00.01=4.700mm考点十一、测量待测电阻的阻值1电流表内、外接法的选择2.控制电路的选择说明：(1)要求电压从0开始逐渐增大，采取分压接法。(2)要求所测量范围尽可能大，采取分压接法。(3)变阻器电阻比负载电阻小很多，采取分压接法。(4)用限流

5、法不能把电流控制在量程内，采取分压接法。(5)除了上述情况外才可考虑用限流法。2.两种控制电路的选择方法(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电梳表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法(2)比值比较法若，则用电流表外接法。若，则用电流表内接法。(3)试触法：如图所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大， 说明电压表分流较大，应选用电流表内接法；若电压表示数变化较大，则选用电流表外接法。（典例应用4）(2017海南物理卷)某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为：待测电阻R(阻值约为5 )，电源(电动势3 V)，滑动

6、变阻器(阻值范围010 )，电流表(量程0.6 A,3 A)，电压表(量程3 V,15 V)，开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。回答下列问题：(1)按照实验要求在图中画出实物连接图。(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近于零。写出产生这种现象的一个原因：_。(3)在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图甲和乙所示。由图可知，电压表读数为_V，电流表读数为_A。由此可得待测电阻的阻值为_(结果保留三位有效数字)。【解析】：(1)因为电源的电动势为3 V，所以电压表量程选择3 V；

7、由欧姆定律可得I0.6 A，电路中最大电流不超过0.6 A，所以电流表量程选择0.6 A；根据题意要求，按“从电源的某一极出发，先干路后支路”的原则连线，如图所示。(2)电压表的示数为3 V，电流表的示数接近零，说明接入电路的电阻很大，电压表所测范围电路断路，相当于电压表内阻直接接入电路。由图可判定电阻R断路。(3)电压表读数为2.20 V，电流表读数为0.48 A。由欧姆定律可得，待测电阻的阻值R 4.58 。【答案】：(1)如解析图所示 (2)电阻R断路 (3)2.200.484.58非常规考法1电压表或电流表的非常规用法(1)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用。

8、(2)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。2半偏法测电流表(或电压表)内阻电路图如图所示测电流表的内阻(R0R)步骤：(1)断开S2，闭合S1，调节R0，使表满偏为I0；(2)保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为；(3)由上可得RAR。3等效替代法如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。（典例应用5）为了精确测量某待测电阻的阻值（约为120），该同学从实验室找来了下列器材：电流表A1（025mA、内阻r1

9、=10） 电流表A2（050mA、内阻r25）电压表V（015V、内阻1000）滑动变阻器R（010） 定值电阻R0（阻值为100）电源E（电动势3V、有内阻） 开关、导线若干实验中要求调节范围尽可能大，在方框内画出符合要求的电路图.用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数，该同学通过描点得到了如图所示的I图像，则电阻的阻值为_【解析】观察到电流表A1的内阻已知，故电流表A1可以当做电压表使用，但是量程不够，可以串联定值电阻R0,一起改装成量程更大的电压表使用，又因为实验要求测量范围尽可能的大，所以使用分压式控制电路，如图所示：故待测电阻的阻值可以表示为：方法总结： 注意当电流表或电压表的内

10、阻已知时，电流表可以当做电压表使用，电压表也可以当做电流表使用。(2016全国甲卷23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。回答

11、下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。(b)(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。A100 AB250 A C500 A D1 mA【解析】：(1)由于电压表的总电阻较大，根据并联电路电压分配特点，只有当滑动变阻器电阻较小时，调节变阻箱电阻，才能近似认为接入滑动变阻器的并联支路总电压不变化，即滑动变阻器应选阻值小的，即选R1。(

12、2)实物图连线如图所示。(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug2.5 V，电阻箱阻值R630.0 时，电压表的示数UV2.00 V，此时电阻箱两端的电压URUgUV0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得， 故RgR630.0 2 520 。(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRgUg， 故Ig A1 mA，选项D正确。【答案】：(1)R1(2)如解析图所示(3)2 520(4)D考点十二、描绘小电珠的伏安特性曲线 注意事项1电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。2滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出UI图象，要求测出一组包括零在内的电流

13、、电压值，故控制电路必须采用分压接法。3保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。 误差分析1电表内阻对电路的影响会带来误差。2电流表、电压表的读数带来误差。3在坐标纸上描点、作图带来误差。（典例应用7）(2017全国卷23)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 k)；电流表 (量程0.5 A，内阻0.5 )；固定电阻R0(阻值1 000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。(1)实验要

14、求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。(结果均保留2位小数)【解析】：(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联

15、后接入电路。电路图如图所示。(2)IU图象中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大。根据电阻定律R，得灯丝的电阻率增大。(3)当R0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示。此时小灯泡功率有最大值。当R9 时，将R看作电源内阻，则等效电源内阻为10 ，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示。此时小灯泡功率有最小值。取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：U13.66 V，I10.319 A，小灯泡的最大功率P1U1I11.17 W。取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：U21.77 V，I20.222 A，小灯泡的最小功率P2U2I20.39 W。【答案】：(1)实验电路原理如图所示。(2

16、)增大增大(3)0.391.17考点十三、测定电源的电动势和内阻 注意事项1电池选取：应选用内阻较大的电池。2实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关。3数据要求：要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。4合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流。 误差分析1用图象法求E和r时作图不准确。2由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。3本实验中测量结果是：E测E真，r测r真。（典例应用8）在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止_。（2）现

17、备有以下器材：A干电池1个 B滑动变阻器（050） C滑动变阻器（01750） D电压表（03V） E电压表（015V） F电流表（00.6A）G电流表（03A）其中滑动变阻器应选_ _，电流表应选_ _，电压表应选_ _。（填写字母序号即可）（3）右上图是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。【答案】： （1）短路（2）B、F（3）1.5、1【解析】：限流式控制电路在本题中要注意防止短路，烧坏电流表，实验中要尽量减少电能的损失，结合电源电动势和电流表的值可确定滑变要选较小的，结合右图的纵坐标可确定最大电压为1.5V故电压表要选0-3V量程的，U-I图

18、像的斜率为电池的内阻（注意右图纵轴的起点不为0），与中轴的结截距为电源电动势。（典例应用9）为测量一电源的电动势及内阻 在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A.量程为1V、内阻大约为1k的电压表B量程为2V、内阻大约为2k的电压表C量程为3V、内阻大约为3k的电压表选择电压表_,_联一个_ k的电阻可以改转成量程为9V的电压表 利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的试验原理示图根据以上试验原理电路图进行实验读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0；电压表示数为2.0

19、0V时、电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E= _ V、内阻r=_【答案】：见解析【解析】：结合（3）问中电压表的读数，需要用量程为3V的电压表进行改装，将量程为3V 的电压表改装成量程为9V 的电压表，根据电表改装的公式需要串联一个大小为Rg（n-1）的电阻，代入得R=6，实验电路图如图所示：根据原理式：E=U+I.r，分别将电压表即电阻箱的值代入得：6+.r=E; 4.5+.r=E;得：E=7.5V, r=10（典例应用9）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选 用：A电流表：量

20、程00.6 A，内电阻约1 B电流表：量程03 A，内电阻约0.2 C电压表：量程03 V，内电阻约30 kD电压表：量程06 V，内电阻约60 kE滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 AF滑动变阻器：020 ，额定电流2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路。仍能完成

21、实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。【答案】：(1)ADF(2)adcgfh(3)或U或R【解析】：(1)因三节干电池的电动势约为4.5 V，故电压表应选D；因干电池放电电流不宜超过0.5 A，故电流表应选A；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。(2)本实验的实验电路应如图。为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将a与d，c与g，f与h相连。(3)实验时，电流表不再使用，电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图所示。根据闭合电路欧姆定律得UrE，整理可得三种情况：，

22、以为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；UEr，以U为纵坐标，为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线。R，以为纵坐标，R为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线。考点十四、多用电表的使用 注意事项1多用电表使用注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。(3)测电阻时指针指中值附近较准，否则换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。2电路故障检测注意事项将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。在电源完好时，将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电

23、动势，则说明该部分电路中有断点。 误差分析1偶然误差(1)估读时易带来误差。(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。2系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。（典例应用10）(2017全国卷23)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡。(1)图(a)中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)。A在使用多用电表之前，调整R