第九+稳恒电流(学生版)

1、 “鹰隼三朝展羽翼 蛟龙一跃上九天” 2011级高三 物理 学科一轮复习学案 学案序号 25 编稿教师：常鸿 第九章 稳恒电流考纲展示高考瞭望知识点要求欧姆定律1预计在2014年的高考中，可能考查电路的计算，包括串、并联计算(纯电阻电路和非纯电阻电路)和闭合电路欧姆定律的应用；也可能考查电路分析，包括含电容器电路的分析，电功和电功率在串、并联电路中的分配分析；还可能考查与电磁感应、交流电相结合，运用相关的电路、运动学规律、能量守恒来解决的一些综合题.2高考命题的题型主要为实验题，也可能在选择题中出现。电阻定律电阻的串、并联电功率、焦耳定律电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律注：对各部分知识内容

2、要求掌握的程度，在“考纲展示”中用字母、标出。、的含义如下：较低要求，对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用，与课程标准中“了解”和“认识”相当。较高要求，对所列知识要理解其确切含义及与其他知识点之间的联系，并且会熟练应用。第一单元 基本概念【体系构建】恒定电流基本规律电阻定律：闭合电路的欧姆定律：（纯电阻）电流导体的电阻电动势电功和功率基本概念部分电路的欧姆定律：串联和并联电表的内、外接法滑动变阻器的限流、分压接法电路特点实验焦耳定律：测定金属的电阻率描绘小电珠的伏安特性曲线测定电源的电动势和内阻传感器的简单使用练习使用多用电表电表的改装【知识梳理】一、导体中的电场和电

3、流1恒定电场导线内的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的，这些电荷的分布是 的，电场的分布也不会 。这种由 分布的电荷所产生的 的电场，称为恒定电场。恒定电场的基本性质与静电场相同。2电流（1）定义：电荷的 形成电流。（2）公式：（注意：如果是正、负离子同时移动形成电流时q是两种电荷电荷量绝对值之和）（3）方向：规定和 定向移动的方向相同，和 定向移动的方向相反。（4）性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，是 。（5）单位：国际单位制单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（）。（6）微观表达式：，n是 ，q是 ，S是导体的 ，是 。3形成电流的微粒（载流子

4、）：自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电中定向移动的电荷是 ，液体导电中定向移动的电荷是 ，气体导电中定向移动的电荷是 、 和 。4形成电流的条件： ； 。5电流的分类：方向不改变的电流叫 ；方向和大小都不改变的电流叫 ；方向改变的电流叫 。二、电动势1非静电力根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，因此电源内部必然存在着将正电荷由负极搬运到正极的非静电力。2电源电动势：非静电力把正电荷从负极送到正极，所做的功跟被移送的电量的比值，E。3物理意义：反映电源把 转化为 本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功。4电动势由电源中非静电力

5、的特性决定，跟电源的 无关，也跟 无关。5电源（池）的几个重要参数（1）电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。（2）内阻（r）：电源内部的电阻。（3）容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h。三、 电阻1导体对电流的 作用叫电阻。2电阻的定义式：。3半导体和超导体：有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为半导体。有些物质，当它的温度降低到绝对零度附近时，其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物质称为超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变

6、温度。四、电功与电热1电功：电流所做的功，计算公式为W=qU=UIt（适用于一切电路）。2电热：电流通过导体时，导体上产生的热量。计算公式为Q=I2Rt（适用于一切电路）。3电功与电热的关系（1）纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为内能，所以电功等于电热Q=W。纯电阻电路中有U=IR，所以。（2）非纯电阻电路：电流做功将电能转化为内能和其它能（如机械能、化学能等），所以电功大于电热，由能量守恒可知或。五、电功率与热功率1电功率：单位时间内电流做的功。计算公式（适用于一切电路），对于纯电阻电路。用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率

7、。2热功率：单位间内电流通过导体时产生的热量。计算公式，对于纯电阻电路还有。3电功率与热功率的关系：纯电阻电路中，电功率等于热功率。非纯电阻电路中，电功率大于热功率。【典例剖析】【例1】铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为A光速c BC D【例2】如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是A当n1=n2时，电流强度为零B当n1>n2时，电流方向从AB，电流强度I=(n1n2)e/tC当n1<n2时，电

8、流方向从BA，电流强度I=(n2n1)e/tD电流方向从AB，电流强度I=(n2+n1)e/t【例3】关于电动势的下列说法中正确的是A在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势越大C电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位正电荷量做功越多D电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从电源负极移到正极所移动电荷量越多【例4】当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 A3V，1.8J B3V，3.

9、6J C6V，l.8J D6V，3.6J【例5】一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后连在电压恒为U 的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有AP14PD BPDCPDP2 DP1<4P2【例6】如图所示的电路中，电源的电压为60V，内阻不计，电阻，电动机的内阻，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。【例7】利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E

10、6V，电源内阻r1，电阻R3，重物质量m0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求重物匀速上升时的速度大小（不计摩擦，g取10m/s2）。第二单元 基本规律【知识梳理】一、 部分电路欧姆定律1内容：通过一段电路的电流，跟这段电路两端的 成正比，跟这段电路的 成反比。2表达式： 。3适用范围： 。4伏安特性曲线（1）导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的的关系图线叫做导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线直接反映出导体中的电流与电压的关系。（2）金属导体的伏安特性曲线是过 。具有这种特性的电学

11、元件叫做 元件，通常也叫 元件，欧姆定律适用于该类型电学元件。对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是 ，这种元件叫做 元件，通常也叫 元件。特别提醒：在R一定的情况下，I正比于U，所以图线和图线都是通过原点的直线，如图甲、乙所示。图线中，；图线中，。二、电阻定律1内容：导体的电阻与 成正比，与 成反比。2表达式： 。3电阻率（）：是反映导体导电性能的物理量，其特点是随着温度的改变而变化。三、电阻的连接1串、并联电路特点：串联电路并联电路电流各处电流相等干路上的电流等于各支路上的电流和，即或电流分配和电阻成反比，即电压电压分配和电阻成正比各支路两端电压相等总电阻总电阻等于各电阻之和，即总

12、电阻的倒数等于各电阻倒数之和，即功率分配功率分配和电阻成正比，即功率分配和电阻成反比，即2串、并联电路规律的应用电表的改装（1）电流计原理和主要参数电流计（表头）是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指针偏角与电流强度I成正比，即，故表的刻度是均匀的。表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其它电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。描述表头的三个特征量：电表的内阻、满偏电流、满偏电压，它们之间的关系是，因而若已知电表的内阻，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即用电流表可以表示电压，只是刻度盘的刻度不同。因此，表头串联使用视为电流表，并联使

13、用视为电压表。电表改装和扩程：要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流（）或允许加的最大电压（）是有限制的。（2）电流表改装成电压表G_R+Ig方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大为原来的n倍，即，则根据分压原理，需串联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。_R+GIIgIR（3）小量程电流表改装成大量程电流表方法：并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大为原来的n倍，即，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。（4）改装后的几点说明：改装后，表盘刻度相应变化，但电流计的参数（、）并没有改变。电流计指针的偏转角度与通

14、过电流计的实际电流成正比。改装后的电流表的读数为通过表头G与分流小电阻所组成并联电路的实际电流强度；改装后的电压表读数是指表头G与分压大电阻所组成串联电路两端的实际电压。考虑电表影响的电路计算问题，把电流表和电压表当成普通的电阻，只是其读数反映了流过电流表的电流强度，或是电压表两端的电压。（5）电流表、电压表内阻对测量的影响用电流表测电流时，必须将电流表串联在电路中，由于电流表有内阻，电路的总电阻变大，因此测量的电流值变小，但一般电流表内阻很小，可忽略内阻对测量的影响，理想电流表内阻为零。电压表测电压时，必须将电压表并联在待测电阻两端，由于电压表有内阻，使并联部分总电阻变小，分配的电压变小，因

15、此，电压表的测量值变小，但一般电压表的内阻很大，在一般计算中，可认为电压表的内阻为无穷大，由此产生的误差可忽略不计，理想电压表内阻为无穷大。四、闭合电路的欧姆定律1内电压和外电压（1）闭合电路可以看作是由两部分组成的，一部分是电源外部电路，叫外电路，另一部分是电源内部的电路，叫内电路，内电路的电阻叫内阻。（2）电源的电动势等于内、外电压之和，。其中（纯电阻电路），叫路端电压，也叫外电压；，叫内电压。2闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路的电流跟 成正比，跟 成反比。（2）公式： EIU0Im（3）路端电压：U=IR，U=EIr。断路时I=0，U=E；短路时U=0，I=E/r。（4）图像表示：纵

16、轴截距等于电源的电动势E；横轴截距等于短路电流Im=E/r（注意：有的图像电压不是从零点开始，此情况下横轴截距不代表短路电流）。3电源的功率（1）电源的总功率通过电源的电流强度和电源电动势的的乘积叫做电源的总功率，公式为。（2）电源的输出功率通过电源的电流强度和电源的路端电压的乘积叫做电源的输出功率，公式为。设外电路总电阻为R，内阻为r，则PmrRPo若r是定值，则当R = r 时输出功率最大，最大输出功率为。电源的输出功率P和外电路总电阻R的关系图象如右图所示。当R<r时，电源的输出功率随外电路总电阻R的增大而增大；当R>r时，电源的输出功率随外电路总电阻R的增大而减小；当R=r

17、时，电源的输出功率最大。（3）电源的效率电源的输出功率占电源的总功率的百分比叫做电源的效率。可以写为由此可见，外电路的总电阻R越大，效率越大。【典例剖析】【例8】如图所示，图线1表示的导体电阻为R1，图线2表示的导体电阻为R2，则下列说法正确的是AR1R213BR1R231C将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1I213D将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1I213【例9】导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C电压一定，电阻与通过导体的电流成反比D电流一定，电阻与导体两端的电压

18、成正比【例10】一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是 A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 A【例11】在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100 ，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的。求：（1）电源的电动势和内电阻；（2）定值电阻R2的阻值；（3）滑动变阻器R3的最大值。V1V2A1A2【例12】如图所示，四个相

19、同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。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，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角。（都填“大于”、“等于”或“小于”）【例13】按图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是L1变暗 L1变亮 L2变暗 L2变亮ABC D【例14】如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的

20、过程中A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的小数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大【例15】如图所示，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则A电容器中的电场强度将增大 B电容器所带的电荷量将减少C电容器的电容将减小D液滴将向上运动【例16】如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光。忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，则电路中出现断路故障的是（设只有一处出现了故障）AR2BR3 CR1D灯B【例17】如图所示，电源电动势E8 V，内电阻为r0.5 ，“3 V，3 W”的灯泡L

21、与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R01.5 。下列说法中正确的是A通过电动机的电流为1.6 AB电源的输出功率是8 WC电动机消耗的电功率为3 WD电动机的输出功率为3 WGMNPR0Rx【例18】（2013安徽卷）用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，则Rx的阻值为A B C DK1S2R1R2R3S1【例19】（2013上海卷）如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和

22、4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为 ；当S1、S2都断开时，电源的总功率为 。第三单元 电学实验一、测定金属的电阻率1实验目的（1）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。（2）会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。2实验原理欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，由R，所以金属丝的电阻率R。3实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等。4实验步骤（1）用螺旋测微器在被测金

23、属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。（2）依照所给电路图用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大。（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。（4）电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内；断开电键S，求出导线电阻R的平均值。（5）将测得的R、l、d值代入电阻率计算公式，计算出金属导线的电阻率。（6）拆去实验线路，整理好实验器材。5注意事项（1）本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法。（2）实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电

24、源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。（3）测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。（4）测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量。（5）闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。（6）在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大（电流表用00.6 A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。（7）求R的平均值可用两种方法：第一种是用RU/I算出各次的测量值，再

25、取平均值；第二种方法是用图像法（UI图线）来求出。若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。6误差分析（1）金属丝直径、长度测量带来误差。（2）电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<R真，由R，可知 测 < 真 。（3）通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。【例20】某同学做“测定金属电阻率”的实验。（1）需要通过实验直接测量的物理量有：_（写出名称和符号）。（2）这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算

26、出金属丝的电阻为_。【例21】某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 ，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下供选择的器材：A电池组（3 V，内阻约1 ）B电流表A1（03 A，内阻0.012 5 ）C电流表A2（00.6 A，内阻约0.125 ）D电压表V1（03 V，内阻4 k）E电压表V2（015 V，内阻15 k）F滑动变阻器R1（020 ，允许最大电流1 A）G滑动变阻器R2（02 000 ，允许最大电流0.3 A）H开关、导线若干（1）实验时应从上述器材中选用_（填写仪器前字母代号）。（2）测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，

27、应采用电流表_接法，将设计的电路图画在下面方框内。（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图，则读数为_ mm。（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式_。二、描绘小电珠的伏安特性曲线1实验目的（1）描绘小电珠的伏安特性曲线。（2）分析曲线的变化规律。2实验原理（1）用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组（U，I）值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来。（2）电流表外接：因为小电珠电阻很小，如果内接电流表，分压明显。滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化。（3）滑动变阻器的限流

28、式接法和分压式接法接法限流式接法分压式接法电路图特点用电器和滑动变阻器的一部分串联，另一部分不起作用；调节电压的范围不能从零开始变化；闭合开关前一定要使滑片P置于B端。用电器和滑动变阻器的一部分并联后和另一部分串联；电压可以从零调节到最大值；合上开关前滑片应在A端，以使负载Rx的电压和电流最小。适用条件滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能小，优先使用限流式。滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值；电压要求从零变化；实验仪器最大允许电流、电压不够，即连成限流式接法时，电压或电流超过电表量程。（4）仪器选择的三个原则安全性原则：通

29、过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流。精确性原则：根据实验的需要，选取精度合适的仪器，以尽可能的减小实验误差。电压表、电流表指针的偏角要大于满偏的三分之一。操作方便：实验时要调节方便，易于操作，比如对滑动变阻器，如果是用分压法连入电路的，则应选用小阻值的滑动变阻器，只有这样，在移动滑片时，相应的用电器上的电压变化才会明显；如果选用大阻值的滑动变阻器，就会出现在移动滑片时，刚开始时用电器上的电压几乎不变，过了某位置后又突然增大的现象，不易操作。3实验器材学生电源（46 V直流）、小电珠（4 V、0.7 A或3.8 V、0.3 A）、电流表（内阻较小）、电压表（内阻很大）、

30、开关和导线、滑动变阻器、坐标纸。4实验步骤（1）将电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如下图所示电路。（2）测出小电珠在不同电压下的电流。移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格。U/V00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.6I/A（3）拆除电路、整理仪器（4）画出伏安特性曲线在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。在坐标纸上描出各组数据所对应的点。（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）。将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。5注意事项（1

31、）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：目的是为了使小电珠两端的电压能从0开始连续变化。（3）UI图线发生明显弯曲处，绘点要密，以防出现很大误差。（4）建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸。6误差分析（1）由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。（2）测量时读数带来误差，严格按照读数规则。（3）在坐标纸上描点、作图带来误差。用细铅笔，严格标度。【例22】一只小灯泡，标有“3 V，1.5 W”字样。现要描绘小灯泡03 V的伏安特性曲线。

32、实验器材有：A最大阻值为10 的滑动变阻器B电动势为6 V、内阻约为1.0 的电源C量程为0.6 A、内阻约为1.0 的电流表A1D量程为3 A、内阻约为0.1 的电流表A2E量程为3 V、内阻约为6 k的电压表V1F量程为15 V、内阻约为10 k的电压表V2G开关、导线若干（1）电压表应选用_；电流表应选用_。（将选项代号的字母填在横线上）（2）在该实验中，设计了如下图所示的四个电路。为了减小误差，应选取的电路是_（将选项代号的字母填在横线上）。（3）以下是该实验的操作步骤：A将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路B调节滑动变阻器触头的位置，保证闭合开关前使变阻器与小灯

33、泡并联部分的阻值最大C闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数（U，I），移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组（U，I）值，共测出12组数据D按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改： 【例23】某同学测绘标有“4.8 V，0.3 A”小电珠的电功率随电压变化的图象，要使小电珠两端电压从0至4.8 V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有A电流表：量程00.6 A，内阻约为1 B电流表：量程03 A，内阻约为0.2 C电压表：量程06 V，内阻约为2 kD电压表：量程015 V，内阻约为

34、4.5 kE滑动变阻器：阻值范围020 ，额定电流2 AF滑动变阻器：阻值范围02 k，额定电流0.5 AG电池组：电动势6 V，内阻约为1 （1）选用的器材代号为_；（2）画出电路图；（3）根据实验测量的数据描出PU图线，如右图所示，则小电珠在1.5 V电压下的电阻值R_ 。三、测定电源的电动势和内阻1实验目的掌握用伏特表和安培表测量电池电动势和内电阻的方法，学会利用图象法处理数据的方法。2实验原理在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势E、内阻r、路端电压U、电流I存在关系为UEIr，E、r在电路中不随外电阻R的变化而改变。3实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若

35、干、坐标纸。4实验步骤（1）电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电路。（2）将滑动变阻器的阻值调到有效电阻最大（图中左端）。（3）检查电路无误后闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I，U）。（4）改变滑动变阻器滑片的位置，用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中。（5）断开电键，整理好器材。（6）处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。5注意事项（1）使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将I调得过大，一般不超过0.5 A，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。（2）测出不

36、少于6组（I，U）数据，且U、I变化范围尽量大些。（3）在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差。（4）干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些。此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用计算出电池的内阻r。（5）合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取03 V量程，电流表选取00.6 A量程。6误差分析用伏安法测电源电动

37、势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的。用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如下图甲、乙所示。当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻（如甲图中虚线所示），因为伏特表和电池并联，所以等效内阻r测应等于电池真实内阻值r和伏特表电阻RV的并联值，即r测<r真。此时如果断开外电路，则电压表两端电压U等于电动势测量值，即UE测，而此时伏特表构成回路，所以有U<E真，即E测<E真。同样的分析方法，可分

38、析出当选用乙图进行测量时，仍把滑动变阻器作为外电路，因此安培表应看做内电路的一部分（如图乙中虚线框内所示），因为安培表和电池串联，所以等效内阻r测应等于电池真实阻值r真和安培表电阻RA之和，即r测r真RA >r真，此时如果断开外电路，则电流为零，安培表两端电势相等，等效电源的电动势E测就是电源电动势的真实值E真，即E测E真。【例24】某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表：量程00.6 A，内阻0.1 C电流表：量程03 A，内阻0.024 D电压表：量程03 V，内阻未知E电压表：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器：010 ，2 AG滑动变

39、阻器：0100 ，1 AH开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。（1）在上述器材中请选择适当的器材：_（填写选项前的字母）；（2）在图甲方框中画出相应的实验电路图。（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻r_ 。【例25】老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻。所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1（阻值未知），电压表V（量程为3.0 V，内阻很大），电阻箱R（099.99 ），单刀单掷开关

40、S1，单刀双掷开关S2，导线若干。（1）一同学连接了一个如上图所示的电路，她接下来的操作是：将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，记录此时电压表的读数（电压表的示数如图乙所示），然后断开S1。请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为_，图乙所示的电压表读数为_V。由此可算出定值电阻R1的阻值为_（计算结果保留三位有效数字）。（2）在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S2切换到a，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测

41、得的数据，绘出了如图丙所示的图线。由此可求得电源电动势E_ V，电源内阻r_。四、练习使用多用电表1实验目的（1）了解多用电表的构造和原理。（2）使用多用电表测电阻。（3）探测黑箱内的电学元件。2实验原理（1）多用电表的构造及功能多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如右图所示。其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“”，右端标有“0”，是用于测电阻的，中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的，其刻度是分布均匀的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的。多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能

42、的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插“”插孔，黑表笔插“”插孔，插孔上面的旋钮叫调零旋钮，用它可进行电阻调零。另外，在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在左端“0”刻线。（2）多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合，测电流和电压的原理与电流表和电压表相同。直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联

43、不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。测电阻的原理如右图所示。欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可直接读出电阻值，比用伏安法测电阻方便。调零时 Ig测量时 I只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx即为欧姆表。由于I与R成非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处。（3）二极管的单向导电性二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是，当二极管的正极接高电势点、负极接低电势点，即加正向电压时，二极管电阻很小（与加反向电压比较），处于导通状态，相当于一个接通的开关；当给二极管加反向电

44、压时，二极管的电阻无穷大，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的单向导电性，已被广泛应用。3实验器材多用电表一只，干电池一节，电阻箱一个，定值电阻三个，黑箱一个，导线若干。4实验步骤（1）用多用电表测电阻的步骤调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。选择开关置于“”挡的R×1挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，再使指针指到“0”欧姆位置，然后断开表笔。将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。选择开关改置R×100挡，重新进行欧姆调零。再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定

45、值进行比较。测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或OFF挡。（2）研究二极管的单向导电性将二极管、小电珠、电键、直流电源按如下图甲所示电路连接起来，闭合电键S后，小电珠正常发光。将二极管、电键、小电珠等按如下图乙所示连接起来，闭合电键S后，小电珠不发光。（3）探测黑箱内电路，如下图所示。操作程序作出初步判断后，再根据各接点间的测量值进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件（电阻、电源、二极管等），最终确定元件的位置和连接方法。操作步骤机械调零：熟悉多用电表的表面结构，观察使用前指针是否指在刻度线左端0位置，若不指0，调整调零螺丝，使指针指0。将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于500 V

46、量程，用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间的电压，若均无示数，说明箱内不含电源。先选定欧姆挡的某一较小的挡，两表笔短接，进行调零。然后，用欧姆挡测A、B间正反向电阻。若两次所测阻值相等，则表明A、B间只含有电阻。若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明A、B间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极。用欧姆挡测B、C间正反接电阻。若两次所测阻值相等，则表明B、C间只含有电阻。若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明B、C间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极。根据前面所测结果，画出黑箱内电路。使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或

47、交流电压最高挡。5注意事项使用欧姆挡进行测电阻时的注意事项（1）为了提高测量的精度，在选择量程范围时，应尽可能使表针指示在满刻度的20%80%弧长范围内，表针愈靠近刻度线的中点（即满刻度的1/2），测量的准确度愈高。例如，测量1 k左右的电阻，应选择×100挡（这时表针指示在刻度线的中间位置），而不应选择×10或×1k挡（这时表针的指示远离中间位置）。（2）每次变换电阻的挡位以后，都要重调欧姆零点，否则测量结果不准确。如果旋动“调零旋钮”已无法使表针到达“0”位，则说明表内电池电压不足，应打开电表背面的电池盒盖板，换上同规格的新电池。（3）测量电路中的电阻时，应先

48、切断电源。如果待测电阻有并联支路存在，必须将待测电阻的一端脱开，然后再对它测量，否则电表的读数不是待测电阻的阻值，而是各支路电阻并联后的总阻值。如果电路中有大电容器存在，必须先将电容器放电完毕以后，才能进行测量。（4）检查晶体管时，必须使用“×100”或“×1k”挡。不能使用“×1”或“×10 k”挡，因前者电流太大（100 mA左右），后者电压太高（9 V），都可能损坏晶体管。（5）使用欧姆挡检查整流元件（晶体二极管）的正负极性时，必须注意到：万用电表内电池的“”极是与黑表笔（即表面的“”插孔）相连的。因此电流是从黑表笔流出，经外接元件后再回到红表笔去

49、。如果忽视这一点，就会引起判断上的错误。（6）使用欧姆挡的间歇中，不要让两表笔短路，以免损耗电池。表针长时间偏转，对电表的保养也不利。（7）测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔。（8）用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量。（9）使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。6误差分析测量值偏大其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加。如果是高值电阻的测量值，则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按标准

50、电池标出，当电池用旧了，电动势和内阻均发生变化，由此引起测量误差。【例26】一学生用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处，他的主要实验步骤如下：（1）选择开关扳到欧姆挡“×1 k”上；（2）把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；（3）把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；（4）换用“×100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；（5）把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了哪一条或哪一些重要的使用规则？_【例27】如右图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡。（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。_【例28】某物理学习小组的同学在研究