高中物理 第二章 21 电流、欧姆定律、焦耳定律知识梳理 新人教版选修3-1_第1页
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1、2.1 电流、欧姆定律、焦耳定律【知识梳理】1电流:通过导体横截面的电量跟所用时间的比值叫电流,表达式。电流的单位:安(A),1A1C/s,常用单位还有毫安(mA)、微安(A),1A=103mA=106A。在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位之一。电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中,电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量,电流的方向表示的是电流的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和。电流的微观表达式:。UIO图12欧姆定律的内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气

2、体导电不适用。3导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图1所示。图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即4测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采用安培表外接法,本实验教材中滑动变阻器采用限流接法,电阻R串联在电路中,即使把R的值调到最大,电路中还有一定的电流,因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据。 图2若要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压),则滑动变阻器可采用分压接法。教师要引导学生进行分析,让学生知道电压如何变化,并知道接通电路前,滑动触点应放在何处。滑动变阻器采用分

3、压接法的实验电路图如图2所示。5电功:(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程。(2)计算公式:。电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。电功的单位是焦耳,简称焦,符号是(J)。6电功率:计算公式: 一段电路上的电功率P等于这端电路两端的电压U和电路中的电流I的乘积。电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是(W)。7焦耳定律:(1)定义:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。(2)计算公式:Q=I2Rt。焦耳定律是电流热效应的实验定律,凡是要计算电热,都应首选焦耳定律。

4、8电功与电热的区别(1)区别:电功是从电场理论出发的概念,是电能减小的量度,所以不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,P=IU总是成立的。电热是电路中的热现象(电流的热效应),是电能转化的一部分,焦耳定律Q=I2Rt是专门计算电热的实验定律,用Q=I2Rt来计算电热,不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,都是适用的。(2)联系:在纯电阻电路中,电功与电热相等,电能的减少全部转化为内能,此时有: 在非纯电阻电路中,电功大于电热,电能的减少量等于转化为内能的部分+转化为其它形式的能的部分,即:W=IUt=I2Rt+E其它 P=UII2R因此P=IU是计算电功的唯一形式,P=I2R是计算电热功率的唯一形式,

5、而在此没有任何实际意义(除非U是专指R两端的电压)【典型例题】例1 有一横截面积为s的铜导线,流经其中的电流强度为I;设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为e,此电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )Anvs t Bnvt C D A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U例2、实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示:() 例3、 已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路

6、消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?()L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 例4、电动机的额定电压是110V,额定功率是2.2kW,线圈的电阻是0.5,求:(1)电动机正常工作时的电流多大?(2)1s时间内线圈上产生的热量是多少?(3)1s时间内转化的机械能有多少?(4)用此电动机提升质量为100kg的重物,匀速运动时的速度多大?MAUR电动机例5、如图所示的电路中,电炉电阻R=10,电动机线圈电阻r=1,电路两端电压U=100V,电流表的示数为30A,问通过电动机的电流为多少?通电1分钟,电动机做的有用功是多少?【巩固练习】 _班 姓名_1关于

7、电源的作用,下列说法正确的是 ( )A.电源的作用是能为电流提供自由电子B.电源的作用是使导体中形成电场C.电源的作用是能够保持导体两端的电压D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来2某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( )。 A0B2ne/t C3ne/t D4ne/t3在研究小电珠伏安特性曲线实验中,某同学在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,画出的IU曲线如图所示,则下列说法正确的是 ( ) A欧姆定律对小灯泡导电不适用B欧姆定律对小灯泡导电仍然适用C小灯泡的电阻与电压有关,且随着电压的增大而增大D小灯泡

8、的电阻随着温度的升高而增大4如图所示,a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是( )A通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比B用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律C用电器A的电阻值比B大D用电器A的电阻值比B小 5粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长等分成四分,如右图所示。当A、B点接入电路中时,圆环消耗的电功率为P;当A、D点接入电路中时,圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )AP/4BPC4P/3D3P 6如图所示电路中,已知电流表A中没有电流,欲保持电流表中仍没有电流,则下列改变中可行的是 ( )A只增加R1的值 B只减少R2的值C只

9、增加R3的值 D只增加R4的值7.已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路? ( )L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. E rSA1A28 如图所示电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0-3 A)和电流表A2(0-0.6 A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流。则下列说法中正确的是( )AA1的指针半偏时,A2的指针也半偏BA1的指针还没有满偏时,A2的指针已经满偏C

10、A1的读数为1 A时,A2的读数为0.6 ADA1的读数为1 A时,干路中的电流为1.2 A9. 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1n2=_。 10.实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律,其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3。现将该棒与一个

11、可变电阻器R串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V的电源上。求:当串联的可变电阻器阻值R多大时,电路中的电流为0.16A?当串联的可变电阻器阻值R多大时,棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5?2.2 电阻定律【知识梳理】1电阻定律的表述:导体的电阻R跟它的长度成正比,跟它的横截面积S成反比。公式:。对于一确定的导体,其电阻与加在它两端的电压无关,只与导体的自身有关。2电阻率的意义:电阻率跟导体的材料有关,是反映材料导电性能好坏的物理量。在数值上等于用该材料制成的1m长、截面积为的导体电阻值。材料的电阻率越小,说明其导电性能越好。电阻率的单位:欧姆米,简称欧米,符号是m

12、。电阻率与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这一特性可以制成电阻温度计,但有的合金电阻率几乎不受温度的影响,可以制成标准电阻。【典型例题】【典型例题】例1:一个标有“220V,100W”的白炽热灯泡,两端的电压由零逐渐增大到220V的过程中,如图1261所示的电压U与电流I关系图中,合理的是 ( ) 例2:两根完全相同的金属导线A和B,现将A拉伸到原来的两倍长度,将B对折后并起来,则它们的电阻之比RA/RB= 。 例3:两根同种材料制成的电阻丝a和b,a的长度和横截面的直径均为b的两倍,要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等,则加在它们两端的电压之比是多少?例4:若不考虑灯丝电阻随

13、温度变化的因素,把一只标有“220V 100W”的灯泡接入电压为110V的电路中,灯泡的实际功率是多少?正常发光时的电阻是多少?如果考虑到温度对电阻的影响,情况又如何?【巩固练习】 _班 姓名_1关于电阻率的说法,正确的是 ( ) A电阻率与导体的长度L和横截面积S有关 B电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体材料决定,与温度有关 C电阻率越大的导体,电阻也越大 D超导材料的电阻率一定为零2一段粗细均匀的电阻丝,横截面直径为d,电阻为R,现把它拉成横截面直径为d/10的均匀细丝,它的电阻变为 ( ) A.100R B.1000R C.10000R D.R/100003如图所示为滑动变阻器

14、的示意图,为使变阻器的滑动触点P向右滑动时,接入电路的电阻增大,下列连接正确的是 ( )Aa和b接入电路Ba和c接入电路Cc和b接入电路Dc和d接入电路4一只“220V,100W”的灯泡正常工作时电阻为484,拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻,应是 ( ) A等于484 B. 大于484 C小于484 D无法确定5一根粗细均匀的导线中,通过5A的恒定电流,经过一段时间后,若导线散热损失不计,则导线升高的温度应与 ( )A导线长度成正比 B导线长度的平方成正比C导线的横截面积成反比 D导线的横截面积的平方成反比6如图所示,P为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,测出它

15、的电阻为R,然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间,这时它的电阻应为 ( ) AR BR/2 CR/4D4R 7关于金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金电阻率几乎不受温度的影响.根据以上信息,判断下列说法中正确的是 ( ) A连接电路用的导线一般用合金来制作 B电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作 C电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作 D标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成8甲、乙两根粗细相同的不同导线,电阻率之比为12,长度之比为41,那么两根导线

16、加相同的电压时,其电功率之比P甲P乙=_;如果通过两根导线的电流强度相同,则其电功率之比P/甲P/乙=_。9一个电动机的线圈,由直径是0.29mm的铜导线绕成,估计每匝线圈的平均长度为12cm ,经测量这个线圈的总电阻为10.5,试计算这个线圈的匝数。(已知铜的电阻率铜=1.810-8m) 10.A、B两地相距11km,A地用两根完全相同的平行导线向B地送电,若两地间某处的树倒了,压在两根导线上而发生故障,为了找出故障所在处,在A地给两根导线上加上12V电压时,B地测得电压为10V;若在B地给两根导线上加上12V电压时,A地测得电压为4V,求故障发生在何处? 2.3 闭合电路欧姆定律【知识梳理

17、】1闭合电路的欧姆定律(1)闭合电路的组成:内电路:电源内部的电路,其电阻称为内电阻,内电阻所降落的电压称为内电压;外电路:电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压;内、外电压的关系:E=U+U/.(2)闭合电路欧姆定律的内容:闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比.公式:,公式的适用条件:外电路为纯电阻电路。图1(3)路端电压与电流的关系图象(UI图象) 是一条直线该线与纵轴交点的值表示电源电动势,该线的斜率表示内阻;据U=E-Ir画出电源的U一I图象。如图l所示。 2路端电压U与外电阻R之间的关系: 当外电阻R增大时,根据可知,电流I减小(E和r为定值),内电

18、压Ur减小,根据U外=E-Ur可知路端电压增大 当外电阻R减小时,根据可知电流I增大,内电压Ur增大,根据U外=E-Ur可知路端电压减小3关于全电路欧姆定律的动态应用全电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤大体如下: (1)判断动态源及动态源总电阻的变化进而判断闭合电路总电阻的变化情况 (2)依据,判断闭合电路干路电流的变化情况 (3)依据U=E-Ir,判断外电路电压(路端电压)的变化情况 (4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化 4关于电源的功率问题 (1)如图2所示,电阻R与电源构成的一个闭合电路电源的电动势为E,内电阻r,则:图1272E、rRS 电源消耗的总功率用P总=求解;

19、电源的输出功率用P出=求解; 电源的内耗功率用P耗=求解 定值电阻的发热功率亦可用PR=I2R 电源的效率为%值得注意的是,若外电路是纯电阻电路,部分电路的欧姆定律适用:P=I2R=U2R电源的输出功率P外=UI=I2R=U2R同样能量守恒的方程也就有:EI=UI+I2r或EI=I2R+I2r,或EI=U2/R+I2r。若外电路是非纯电阻电路,能量守恒方程只有:EI=IU+I2r.(2)电源的输出功率的变化:当R一r越大,电源的输出功率P出越小_;R-r越小,电源的输出功率P出越小 当Rr =0时,即R=r时电源的输出功率最大为.【典型例题】例1如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均

20、为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A,当S断开时,它们的示数各改变0.1V和0.1A,求电源的电动势和内阻。例2 如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向上移动时,下列结论正确的是( )A电压表的示数增大,电流表的示数减小B电压表和电流表的示数都增大C电压表的示数减小,电流表的示数增大D电压表和电流表的示数都减小例3如图所示,电阻,,电容。电源电压不变,分别求电键S断开和闭合两种情况下,电路达稳定状态后电容器的带电量和电源对电路提供的功率。例4如图所示,电源的电动势,内阻,为变阻器,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,的值应是多大?这时的功率多大?(2)要使得到最大的电功率,的取值多大?

21、的最大功率多大?这时电源的效率多大?(3)调节的阻值,能否使电源有最大的功率输出?为什么?例5 如图所示,用直流电动机提升重物,重物的质量,电源供电电压为110V,不计各处摩擦,当电动机以的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A,则电动机线圈的电阻为多大?(取)【巩固练习】 _班 姓名_1.电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压,下列说法中正确的是 ( ) A因为电源电动势不变,所以路端电压也不变B因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大C因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大D因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压下降2如图所示的电路中,电键S1、S2、S

22、3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,极板间悬浮着一油滴P,欲使P向下运动,应断开电键( ) AS1 BS2 CS3 DS43.如图所示,抛物线C1、C2分别是纯电阻直流电路中,内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线,由该图可知下列说法中错误的是( ) A电源的电动势为4VB电源的内电阻为1C电源输出功率最大值为8WD电源被短路时,电源消耗的最大功率可达16W4、一电源当它和一标有“6V3W”的小灯泡构成闭合回路时,小灯泡恰好正常发光。如果该电源与一标有“6V6W”的小灯泡构成一闭合回路,则该灯泡( )A.正常发光B.比正常发光暗C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小,故无法确定5

23、、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法中正确的是()A.电动势E1=E2,短路电流I1I2B.电动势E1=E2.内阻r1r2C.电动势E1E2,内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时,电源2的路端电压变化较大6.如图所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表A1、A2、A3、A4读出的电流值分别为I1、I2、I3、I4,下列关系式中正确的是 ( )A. I1=I2 B. I1I4 C. I2=2I1 D. I2I3+I4 7.直流发电机G的电动势为13V,内电阻r1=0.1,用它给一个蓄电池组充电,蓄电池组的内电阻r2

24、=0.2,充电电压为12V,如图所示,则:(1)发电机的总功率为_;(2)发电机内阻损耗的功率为_;(3)供给电池组的总功率为_;(4)蓄电池组发热消耗的功率为_;(5)转化为蓄电池的化学能的电功率为_.8如图所示,电源电动势为4V,电阻R1=4,R2=2,R3=10,R4=6,已知电流表的示数为0.3A,求:(1)电压表V1的示数是多大?(2)电压表V2的示数是多大?(3)电源的内电阻r是多大?9如图,已知变阻器最大阻值为100,R1=15,电源内阻r=4,当开关S闭合,变阻器触头在中点位置处时电源消耗总功率为16W,输出功率为12W,此时灯泡L正常发光,求(1)灯泡的阻值为多少?(2)当S

25、断开时,要使电灯仍正常发光,变阻器的电阻应为多少?10如图所示电路中,R1=3,R2=6,R3=1.5,C=20F当开关S断开时,电源所释放的总功率为2W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4W,求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S时,电源的输出功率;(3)S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?2.4 实验:测定电池的电动势和内阻【知识梳理】1实验原理图1(1)根据闭合电路欧姆定律,路端电压U=E-Ir,改变外电阻R,测得多组U、I,代入公式可求得多组E、r数值,取其平均值作为电池电动势和内电阻。实验原理如图1所示。E rSR图3VAE rSR图2(2)由公式E=U+Ir可得E

26、=IR+Ir,改变外电阻R可得到多组I、r,代入公式可得多组E、r的数值,取其平均值作为电池的电动势和内电阻。实验原理如图2所示。(3)由公式E=U+Ir可得E=U+r,改变外电阻R可得到多组U、r,代入公式可得多组E、r的数值,取其平均值作为电池的电动势和内电阻。实验原理如图3所示。2实验方法图4利用水果电池或选用已使用过一段时间的1号干电池做实验效果较好,因为它们的内阻较大。3数据处理公式U=E-Ir对于一定的电池来说E,r是常量,可将U、I看做一个一次函数的表达式,它的UI图象是一条直线;以I为横坐标,U为纵坐标,用测定的几组I、U值画出U-I图象,如图4所示,直线跟纵轴的交点即为电动势

27、E值,直线斜率的绝对值即为内电阻r的值。4注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池)。 (2)干电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过O.3 A,短时间放电不宜超过0.5 A,因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。 (3)在画U-I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,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。 (4)干电池内阻较小时,路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-

28、I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始),但这时图线和横轴的交点不再是短路电流,不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。5误差分析(1)第一种实验电路(图1)U=E-Ir中的I是通过电源的电流,U是电源两端电压;本实验用图1所示的电路是存在系统误差的,这是由于电压表分流IV,使电流表示数I测小于电池的输出电流I真。I真=I测+IV,而,U越大,IV越大,U趋于零时,IV也趋于零。它们的关系可用图5表示,测量图线为AB,真实图线为A/B。由图线可以看出r和E的测量值都小于真实值,即r测r真,E测r真。(内阻测量误差非常大)AV图6图5IUIV

29、1IV2E真E测U1U2I1I2ABA/【典型例题】例 用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的UI图,由图可知 ( )A.电池电动势的测量值是1.40VB.电池内阻的测量值是3.50C.外电路发生短路时的电流为0.40AI/AU/V1.401.201.000I/0.4D.电压表的示数为1.20V时电流表的示数I/=0.20AAV例2利用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r,电路如图所示,图中R1为粗调滑动变阻器,R2为微调滑动变阻器,实验中得到的四组数据如表中所示:I/mA50.075.0100.0150.0U/V1.351.351.201.05AV

30、E,rSR1R2(1)表中数据经处理后,可以确定电动势E=_V,内阻r=_.(2)现有滑动变阻器:A(10,1A),B (500,0.5A), C(500,0.1A),那么在本实验中,滑动变阻器R1应选用_,R2应选用_.例3 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用的电路如图所示,一位同学测得六组数据如下表中所示。 (1)试根据这些数据在图中作出U-I图线。 (2)根据图线得出电池的电动势E=_V,电池的内电阻r= _ 。 (3)若不作出图线,只选用其中两组U和I数据, 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r,这样做可能得出误差很大的结果,选用第_组和第_组的数据,

31、求得E和r误差最大。 例4现有一阻值为10 的定值电阻,一个开关,若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案,(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧)要求:(1) 在右边方框中画出实验电路图(2) 简要写出完成连线后的实验步骤(3) 写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_。【巩固练习】 _班 姓名_1在测定电源的电动势和内阻的实验中,待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器,可以达到测定目的 ( )A一只电流表和一个滑动变阻器 B一只电流表和一只电压表C一只电流表和一个电阻箱 D一只电压表和一个电阻箱2下面给出了几种用

32、伏安法测电池电动势和内阻的实验中的数据处理方法,其中既科学、直观,又能减小偶然误差的方法是 ( )A测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中,既可求出E和rB多测几组I、U的数据,求出几组E和r,最后分别求出其平均值 C测出多组I、U的数据,画出U-I图象,再根据图象求E、rD多测出几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r3如图所示为某一电源曲线,由图可知 ( )A电源电动势为2V B电源内电阻为1/3 C电源短路时电流为6A D电路路端电压为1V时,电路中电流为5A 4在测定一节干电池(电

33、动势约为1.5V,内阻约为 2)的电动势和内阻的实验中,下列可选用的变阻器和电压表为 ( ) A电压表量程为15V B电压表量程为3V C变阻器为20,1A D变阻器为500,0.1A 5如图所示为“测定电源电动势和内阻”的实验电路图,通过变阻器阻值的改变得到两组数据(U1,I1)和(U2,I2), 则下列说法正确的是 ( )A如果两个表的示数是准确的,则r=(U2-U1)/(I1-I2) B如果两个表的示数是准确的,则r=(U1-U2)/(I1-I2) C受电压表内阻RV的大小影响,E、r的测量值比真实值偏小D电压表内阻RV越大,对E,r的测量影响越小6为了测定干电池的电动势和内阻,先用下列

34、器材:a1.5V干电池两节;b电压表(0-3v-15v);c电流表(0-0.6A-3.0A);d滑动变阻器(0-20);e滑动变阻器(0-1000);f电阻箱(0-9999.9);g开关,导线等,将下列实验步骤按次序排列_。A断开开关B按照电路图接好电路,电压表用0-3V,电流表用0-0.6A C移动滑键减小电阻,使电流表指针有较明显的偏转,记录电压表和电流表的读数 D把滑动变阻器的滑键滑到一端使其阻值最大E再移动滑键减少电阻,记录多组电流表、电压表的示数F闭合开关G断开开关,整理器材7在用伏安法测电池电动势和内电阻的实验中,若线路器材接触良好,某同学按图 连接好电路合上开关以后,发现电流表示

35、数很大,电压表示数为零,移动滑动变阻器的触头,两电表的示数均无变化,产生这样故障的原因可能是_;又若在实验中出现两电表的示数正常,但移动变阻器的触头时,两电表的示数不变化,产生这样的故障原因可能是_。8我们都有过这样的体验:手电筒里的两节干电池用久了以后,灯泡发红光,这就是我们常说的“电池没电了” ,有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。某同学为了检验此人的做法是否合理,设计了下面实验:图426(1)该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻,并将测量结果描绘成如图乙所示的UI 图像,由图线可知:新电池电动势E1= V,内阻 r 1 = ;旧电池电动

36、势E2 = V;内阻 r 2 = 。(2)计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率(手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”) (3)计算上小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少。 (4) 你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由。2.5 多用电表【知识梳理】1欧姆表(1)欧姆表的结构:电流表、电源、调零电阻和红、黑两表笔组成。欧姆表的电路示意图如图所示。(2)欧姆表的刻度:如图所示,当红、黑表笔断开时,电流表中电流为零,此时表笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流零处标电阻“”,当红、黑表笔短接时,调节调零电阻,使电流表指针满偏,所以在电流满偏处标电阻“0”,此时回路总电阻为电源电

37、动势E除与电流表满偏电流Ig,即R0=E/Ig。当在红、黑表笔间接电阻值等于R0时,电流表指针指在Ig/2处,在该处标上电阻“R0”,当在表笔间接2 R0时,电流表指针指在Ig/3处,在该处标电阻3 R0,如果在表笔间接nR0时,电流表指针指在Ig/(n+1)处,该处应标上电阻nR0。当表笔接电阻R0/n时,电流表指针在nIg/(n+1),该处应标上R0/n。R0称为中值电阻。例如某欧姆表中值电阻为15,表盘刻度为如图所示。2多用电表EEABS123456电流表、电压表和欧姆表有一个共同特点是都有一个小量程的电流表作为表头,因此,将它们的构成元件进行组合,就组成一个可以测量电流、电压和粗略测量

38、电阻的多用电表,也称万用表;其结构原理如图所示。开关1、2用于测量电流,且开关1量程较大;开关3、4用于测量电阻;开关5、6用于测量电压,且开关6的量程较大。3.关于多用电表的调零多用电表的调零有两个,一个是电流调零,也叫机械调零;一个是电阻调零。电流调零是用小螺丝刀,轻轻转动表盘下中间部位的调零螺丝,使在电流表中无电流时,指针指在电流“0”点。在实验前调节完毕后,整个实验过程中就不需要再调零了。电阻调零,是选用欧姆档进行电阻测量前,让红、黑表笔短接(两表笔之间电阻为零),调节电阻调零电位器,使表的指针指在电阻“0”处。由于欧姆表各档位内部电阻各不相同,每换一次档位,都要重新进行电阻调零。4.

39、欧姆表档位的选择欧姆表两表笔断开时,指针指在“”,两表笔短接时,指针指在“0”,理论上讲0的电阻都可以测量,但由于刻度的不均匀,读数误差很大,例如在指针偏角较小时,刻度盘数值很密,根本无法读数。欧姆表指针指在中值附近时比较精确。所以测量时应选择合适的档位,使指针偏转在中值附近时再读数。5欧姆表测电阻的一般步骤:(1)机械调零;(2)估计被测电阻大小,选好挡位,进行调零,试测电阻大小;(3)若指针的偏角太大,说明所选的挡位较大,应换成低倍率的挡位,反之,则要换成高挡位;(4)换挡后再次进行调零,进行测量,记录数据;(5)测量结束后,应把开关旋到“OFF”挡,或交流电压最高挡。测量电阻时的注意事项

40、:(1)当两表笔直接接触,调节R无法使指针指到电阻零刻度时,应更换新电池;(2)测未知电阻时,应将未知电阻跟其电路分开;(3)测量时不要用手接触表笔的金属杆。 6二极管及其单向导电性:晶体二极管是由半导体材料制成的电学元件,熟悉图中的二极管的外观、种类和符号;在电路中的符号如图所示,用图中的实验可以了解它的单向导电性。甲图中小灯泡发光,说明二极管处于正向导通状态,乙图中小灯泡不发光,说明二极管加反向电压时不导通。【典型例题】例1:用多用电表测电阻。(1)每次换档后,需重新_,再进行测量.(2)如果表的指针偏转过大,为使测量比较精确,应将选择开关拨至倍率较_ (填大或小)的档位上.(3)某次测电

41、阻时,表的指针位置如图所示,则该电阻的测量值是_. 例2 要测量一块多用电表直流10mA档的内阻(约为40),除此多用电表外,还有下列器材:直流电源一个(电动势E约为1.5V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R约为150),电键一个,导线若干.要求(1)写出实验步骤;(2)给出的表达式.例3 有一只电阻和一只半导体二极管串联,装在盒子里。盒子外面只露出三个接线柱A、B、C,如图所示,今用多用电表的欧姆档进行测量,测量的阻值如下表所示,试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路。ABCABC红表笔ACCBAB黑表笔CABCBA阻值有阻值阻值同AC间测量值很大很小很大接近AC间电阻【巩固练习】 _班 姓

42、名_1关于多用电表刻度盘上的刻度,下列说法正确的是 ( ) A测量电压、电流和电阻时,所用的刻度都是均匀的 B测电阻时,各档位的测量范围都是0,所以测量时不需要选择档位 C电阻档的零刻度线与电压档的零刻度线是重合的 D电阻档的零刻度线与电流档的满刻度线重合2用多用电表测电压和电阻时,若红表笔插入多用电表的正插孔,黑表笔插入多用电表的负插孔,则 ( ) A测量电压时,电流从红表笔流入多用电表 B测量电压时,电流从黑表笔流入多用电表 C测电阻时,电流从红表笔流入多用电表 D测电阻时,电流从黑表笔流入多用电表3用多用电表的欧姆档检测一个二极管,将多用电表的红表笔与二极管的a端连接,黑表笔与二极管的b

43、端连接,测得二极管的电阻值为5,将多用电表的红表笔接二极管的b端,黑表笔接二极管的a端,测得其电阻值为900,实验说明二极管具有_;该二极管的正极是_端.4一同学用多用电表的欧姆档测量一个“220V、40W”的白炽灯泡的电阻值,测量结果为90,但用公式P=U2/R计算该灯泡的阻值是1210,下列说法准确的是 ( )A两个电阻值相差太大是不正常的,一定是实验时读错了 B两个电阻值不同是正常的,因为欧姆表测电阻的误差大C两个电阻值相差太大是不正常的,可能是出厂时把灯泡的功率标错了 D两个电阻值相差很大是正常的,1210一个是灯泡正常工作(温度很高)时的电阻值,90是灯泡不发光(室温)时的电阻值。5

44、欧姆表由表头、干电池和调零电阻等串联而成,有关欧姆表的使用,下列说法正确的是 ( ) A测量电阻前,要使红、黑表笔相接,调节调零电阻,使表头指示电流为零 B红表笔与表内电池正极那边相连,黑表笔与表内电池负极那边相连 C测量电阻时,表头指针偏角越大,则待测电阻越大 D测量电阻时,表头指针偏角越大,则待测电阻越小6用多用电表欧姆档测电阻时,下列说法错误的是 ( ) A测量前必须进行欧姆档调零,且每一次换挡后都要重新调零 B测量大电阻时,为了使测量精确,应用两手将表笔和待测电阻两端捏紧 C测量电路中的电阻时,要将待测电阻与其他元件断开 D多用电表使用完毕,应将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高档7用一个有“R1”,“R10”,“R1k”三个欧姆档的多用电表,粗测一个未知电阻Rx的值。测量前经检查,表的指针指在左端“0”位置上。某同学先将选择开关旋到“R10”档上,并将两表笔短接,调整调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位置上,然后用两表笔分别与Rx的两端相连,发现指针偏转角度很小,随后他进行了一系列的操作,正确地测出了Rx的值。下面提供的操作步骤有: A将两表笔短接 B根据表的指针读数 C将选择开关旋到“R1”档

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