初中科学竞赛讲座

初中暑期科学竞赛辅导讲座（物理部分）高二实验班物理成绩统计分数段90～100分80～89分70～79分60～69分50～59分40～49分高一第一学期期中82410932高二第二学期期末101914421一.电阻滑动变阻器二.电表电流表电压表欧姆表测电阻测电表内阻测电源内阻三.电源欧姆定律电源功率伏安法电路部分（2）意义：表示导体本身对电流的阻碍作用

（1）定义式一.电阻（4）图象（U-I特性曲线）：1.基础知识过原点的倾斜直线哪个阻值大（3）决定式：电阻定律一.电阻“220V，40W”的灯泡冷电阻约为几十欧姆正常发光时的热电阻约为一千多欧姆U/vOI/A一.电阻（浙江省第十届复赛）某同学在科学实践活动中，对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件A两端并联—个电压表，研究通过元件A的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据：(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。一.电阻(2)如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。

串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?一.电阻U/vOI/AAB2.伏安特性曲线中电阻的计算R=U/I一.电阻A、Ｂ两状态下，哪个状态的阻值大？一.电阻(2)如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。

串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?（浙江省第九届复赛）小刚在课外阅读中得知：灯泡在额定电压下工作的寿命都是有限的（一般为1000小时），实际电压高于灯泡额定电压时，灯泡的寿命会缩短，但若在低电压下工作时则寿命可延长。学校走廊过道夜间一直亮着灯，灯泡每次更换后不到两个月就烧坏了，换起来很麻烦。他想，如果用几个大一些的灯泡串联，每个灯泡的实际电压都比额定电压低，这样可以大大延长灯泡的寿命，不是很好吗？于是，他跟电工师傅商量并做了下面的调整：把原来的过道每相邻两个25瓦灯泡都换成一个灯泡L1（规格为220伏100瓦）和一个灯泡L2（规格为220伏60瓦）串联而成一.电阻于是，他跟电工师傅商量并做了下面的调整：把原来的过道每相邻两个25瓦灯泡都换成一个灯泡L1（规格为220伏100瓦）和一个灯泡L2（规格为220伏60瓦）串联而成通过L1、L2两个灯泡的电流随两端所加电压的变化的曲线如图所示。请问他样的做法：灯泡L1、L2的亮度分别比原来的25瓦灯泡亮还是暗？一.电阻L1L2L1（220伏100瓦）L2（220伏60瓦）一.电阻

如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电源电压恒定）.

如右图所示,将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻串联,接在电源电压为8V的电源上,求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻.

一.电阻一.电阻ＩＵ一.电阻R0二.滑动变阻器(浙江省第十二届复赛)现有电压为6V并保持不变的电池组一组，“6V2A”的小灯泡一只，0~10的滑动变阻器一只，开关一只，若干导线，连接成一个小灯泡亮度可以调节的电路。画出满足上述要求的可能电路图，并分析所设计的小灯泡调光电路在使用时的优点和缺点，说明理由。二.滑动变阻器限流式RR二.滑动变阻器LL电压范围功率损耗分压式(浙江省第七届复赛)小明家新买了一个100瓦的电热毯，他想用伏安法测量电热毯的电阻值，于是连接了如图所示的实验电路，其中电源电压为6伏，Rx为电热毯的电阻值，滑动变阻器的最大阻值为20欧。但在实验过程中小明发现，不论怎样调节滑动变阻器的滑片P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，检查电路的连接均无误。请你分析一下产生这一现象的原因是什么?若不更换实验器材，电路应怎样连接，才能在滑片P滑动过程中，有效地改变电热毯两端的电压值?二.滑动变阻器（第十四届全国复赛）2、要精确测量一个阻植约8Ω的电阻RX，实验室提供以下器材。电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4Ω电流表A2：量程500μA，内电阻r2=750Ω电压表V:量程10V,内电阻r3=10kΩ变阻器R0：阻值约10Ω定值电阻R1：阻值约10kΩ电池E：两段电压约1.2V开关S、导线若干选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。二.滑动变阻器限流式和分压式的选择RLRL3.什么时候必须用分压式：

(1)要求被控制电压或者电流从0开始调,(2)滑动变阻器的电阻远小于被控制的电阻

(3)限流时的最小电流最小电压超过电泡额定值或电表量程二.滑动变阻器（第十四届全国复赛）2、要精确测量一个阻植约8Ω的电阻RX，实验室提供以下器材。电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4Ω电流表A2：量程500μA，内电阻r2=750Ω电压表V:量程10V,内电阻r3=10kΩ变阻器R0：阻值约10Ω定值电阻R1：阻值约10kΩ电池E：两段电压约1.2V开关S、导线若干选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。二.滑动变阻器三.电表三.电表1.表头G（小量程的电流表）

（1）电流表G的构造①θ∝I：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。③U∝θ：如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了（2）电流表G的工作原理（3）三个主要参数①内阻:电流计内阻Rg②量程：满偏电流Ig（几十微安到几十毫安）③满偏电压Ug三.电表2.电流表G改为电压表（1）为什么要改装三.电表（2）如何改装满偏电压太小分压2.电流表G改为电压表（3）分压电阻（4）刻度变换关系三.电表01233.电流表G改为电流表A三.电表（1）为什么要改装（2）如何改装满偏电流太小分流3.电流表G改为电流表A（3）分流电阻（4）刻度变换关系三.电表0123某电流表刻度盘上除零刻度和最大刻度“3安”能辨认外其他刻度都已模糊不清，只知道指针从零刻度到最大刻度之间转过的角度是120°．现将一只电阻R1与这只电流表串联后接在电源两端(电源电压恒定)，电流表指针偏转的角度是96°；若在电路中再串联一只R2=3欧的电阻，电流表偏转的角度是64°。则R1的阻值是

A．6欧B．18欧C．4．5欧D．2欧、三.电表解析：把一个电流-电压两用表的电路如图所示，灵敏电流计G的量程是0.001A，内阻是100Ω，两个电阻的阻值是R1=9900Ω，R2=1.01Ω。问：

(1)双刀双掷电键接到哪边是电流表，接到哪边是电压表?(2)电流表、电压表的量程各是多大?三.电表G的量程是0.001A，Rg=100Ω，R1=9900Ω，R2=1.01Ω。三.电表GR2R1G的量程是0.001A，Rg=100Ω，R1=9900Ω，R2=1.01Ω。三.电表GR2R1用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（）A.图（a）中的A1、A2的示数相同 B.图（a）中的A1、A2的指针偏角相同C.图（b）中的A1、A2的示数和偏角都不同 D.图（b）中的A1、A2的指针偏角相同三.电表GR1GR2三.电表I1I2IG1IG2GR1GR1三.电表I1I2IG1IG2欧姆表R1ERgRxABI=ERg+R1+RxE=R内+RxRx=-R内

E

I（1）基本构造：电流表G、电池、调零电阻、刻度盘和红、黑表笔（2）工作原理：三.电表-----欧姆表R1ERgRxABI=ERg+R1+RxE=R内+RxRx=-R内

E

I（3）刻度转换0501001502002500∞三.电表-----欧姆表（4）档位问题三.电表-----欧姆表育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Rg=100Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)Ig=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5kΩ，Rl和R2为定值电阻，R1=15Ω，R2=llkΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请回答：开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。三.电表-----欧姆表Rg=100Ω、Ig=100μA，R:0～5kΩ，R1=15Ω，R2=llkΩ，E为1.5VRx=-R内

E

IRx三.电表-----欧姆表0501001502002500∞Rg=100Ω、Ig=100μA，R:0～5kΩ，R1=15Ω，R2=llkΩ，E为1.5V分析：开关置于1时，且将A、B短接时表针满偏R+Rg+R2=E/Ig=1500ΩRx三.电表-----欧姆表三.电表-----欧姆表（浙江省第十届复赛）实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图虚线框内是欧姆表的简化结构图，它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在a、b间接人一个电阻R，电路中就有一个对电流I，即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以，由电流表的指针位置可以知道电阻R大小。为了方便，事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零，即把a、b两接线柱短接，调节变阻器的滑片位置，使电流表满偏(指在最大刻度处)。若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5伏来刻度的，满偏电流为10毫安。在使用一段时间后，发现电源电压降为1.2伏，用这个欧姆表测得某电阻为350欧，则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)

(

)

A

．280欧

B．350欧

C．250欧D．400欧三.电表-----欧姆表电源电压为1.5伏，满偏电流为10毫安。电源电压降为1.2伏，用这个欧姆表测得某电阻为350欧，则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)

(

)

A

．280欧

B．350欧

C．250欧D．400欧三.电表-----欧姆表右图为多用表欧姆档的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻Rg=100Ω，调零电阻最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V，用它测量Rx，能准确测量的阻值范围是（）(A)30～80kΩ。(B)3～8kΩ。(C)300～800Ω。(D)30～80Ω。四.电阻的测量测量电阻的方法1.伏安法伏安法的变式2.比较法3.电桥法（2）两种电路电流表外接法AVR（1）原理AVR电流表内接法四.电阻的测量------伏安法1.伏安法测电阻电流表外接法(2)适于测量小阻值电阻电压表示数电流表示数误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小AVR(1)测量值偏小(3)测量值为电压表和电阻的并联总电阻<四.电阻的测量------伏安法电流表内接法电压表示数电流表示数(2)适于测量大阻值电阻误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小AVR>(1)测量值偏大(3)测量值为电流表和电阻的串联总电阻四.电阻的测量------伏安法一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用

图测得Rx的误差较小,测量值Rx=

.AVAVRxRx(a)(b)四.电阻的测量------伏安法AVAVRxRx(a)(b)四.电阻的测量------伏安法3.0V3.0mA2.9V4.0mA电压表变化明显Rx为小电阻电流表变化明显Rx为大电阻（a）1000Ω（第十四届全国复赛）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内阻为零，电压表的内阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这样，电流表的两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。要精确测量一个阻值约8Ω的电阻RX，实验室提供以下器材。电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4Ω电流表A2：量程500μA，内电阻r2=750Ω电压表V:量程10V,内电阻r3=10kΩ变阻器R0：阻值约10Ω定值电阻R1：阻值约10kΩ电池E：两段电压约1.2V开关S、导线若干选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。需要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。02610V481.电流表测电压电流表A2：500μA，r2=750Ω2.测量电路RXA2A1电流表A1：100mA，r1=4Ω0.4V0.375V分析：RXA1A2RXA2A1RXA1A2伏安法的变式：两只伏特表或两只安培表测电阻1.已知表的内阻：电压表可测电流；电流表可测电压四.电阻的测量------伏安法的变式VVAA缺点：电路中最大电压超过电表的量程，滑动变阻器的操作不方便。四.电阻的测量------伏安法的变式电流表A2：500μA，r2=750Ω电流表A1：100mA，r1=4Ω0.4V0.375V变阻器R0

：阻值约10Ω电池E：两段电压约1.2V要精确测量一个阻值约8Ω的电阻RX，实验室提供以下器材。电流表A1：量程100mA，内电阻r1为4Ω电流表A2：量程500μA，内电阻r2为750Ω变阻器R0

：阻值约10Ω定值电阻R1：阻值为2kΩ电池E：两段电压约1.2V开关S、导线若干选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。需要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。四.电阻的测量------伏安法的变式电流表A2：500μA，r2=750Ω电流表A1：100mA，r1=4Ω0.4V0.375V分析：RX约8Ω定值电阻R1=2kΩ电压约1.2V电路中最大电压约1.2V，最大电流约为100多毫安A2R1V电压表V：500μA，rV=2750Ω1.375V四.电阻的测量------伏安法的变式电流表A1：100mA，r1=4Ω0.4V分析：RX约8Ω定值电阻R1=2kΩ电压约1.2V电压表V：500μA，rV=2750Ω1.375VRXA2A1R2VRXA2A1R2V电流表内接法电流表外接法四.电阻的测量------伏安法的变式电路中最大电压约1.2V，最大电流约为100多毫安伏安法的变式：两只伏特表或两只安培表测电阻2.定值电阻改装电表扩充量程改装电流表四.电阻的测量------伏安法的变式改装电压表RXV2V1R1RXV1V2R11.已知表的内阻：电压表可测电流；电流表可测电压（浙江省第七届复赛）要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。

(1)画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。

(2)写出主要的实验操作步骤。RXR1A1四.电阻的测量------比较法图为测量电阻的电路．Rx为待测电阻．R的阻值已知．R＇为保护电阻，阻值未知．K1、K2均为单刀双掷开关．A为电流表，其内阻不计．测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向______闭合，记下电流表读数I1．再将K2向c闭合，K1向______闭合，记下电流表读数I2．计算Rx的公式是Rx=______

．abI2R／I1四.电阻的测量------比较法四.电阻的测量------电桥法R1R2RXR3GABR1R2RXR3GABI1I2（浙江省第十届复赛）利用右图所示的电路可以测量出电压表的电阻，R为电阻箱,电源电压恒定不变，当R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数U，试说明测量电压表内阻的原理（2）测电压表的内阻：（1）测电流表的内阻：1、电圧表、电流表各一只，测其中一只的内阻：VAVA四.电表内阻的测量原理：伏安法2、两只同种电表测其中一只电表的内阻：（1）测电流表A1的内阻（2）测电压表的内阻：A2A1V1V2（A2内阻已知）（V2内阻已知）四.电表内阻的测量3、两只同种电表,内阻末知，但已知一定值电阻（1）测电流表A1的内阻：（2）测电压表的内阻：A2A1R0V2V1R0四.电表内阻的测量（浙江省第十届复赛）利用右图所示的电路可以测量出电压表的电阻，R为电阻箱,电源电压恒定不变，当R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数U，试说明测量电压表内阻的原理1.原理：伏安法VSRrEVSRrEA五.电源内阻的测量AUI1、误差分析误差来源于电压表的分流作用误差来源于电流表的分压作用五.电源内阻的测量适合于测大内阻的电源适合于测小内阻的电源VSRrE五.电源内阻的测量方案二：电压表电阻箱SrEAR五.电源内阻的测量方案三：电流表电阻箱(浙江省第十一届复赛)在电学实验中，电压表、电流表本身具有一定电阻，由于电表本身电阻的影响，使得测量结果总存在误差。某校课外兴趣小组进行了消除电表电阻对测量影响的探究。他们设计了如图所示的电路，利用该电路能够测量电源E1的电压U（可认为电源E1电压恒定）和电阻R的阻值，E2是辅助电源，A、B两点间接有一灵敏电流表G。步骤如下：S1S2AGVE1

E2

R1RR2AB五.电源内阻的测量（1）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1、R2，使得灵敏电流表G的示数为零，读出电流表A和电压表V的示数为I1、U1，此时流过电源E1的电流为

。（2）（3）写出电源E1的电压U和电阻R的表达式：U=

，

R=

。S1S2AGVE1

E2

R1RR2AB五.电源内阻的测量I1调节滑动变阻器R1、R2，使得灵敏电流表G的示数为零，读出电流表A和电压表V的示数为I2、U2(1)电流形式(2)电压形式②外电路短路时①外电路断路时六.电源

1.欧姆定律：②在横轴上的截距表示电源的短路电流①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．

（3）图象形式UIOEI短六.电源

在图示电路中，当滑动变阻器的阻值增大，则电压表与电流表的示数均发生变化，设它们的示数之比为M1＝U／I，它们的示数变化量之比为M2＝

U／

I，求M1，M2如何变化六.电源

A

RV

UIObac六.电源

六.电源

2.电源的功率①电源的总功率③电源的输出功率P出=UI②电源内部消耗的功率P内=I2r当R增大时电源总功率减小，内部消耗功率减小电源的输出功率如何变化呢？六.电源

0RPrPM电源的最大输出功率六.电源

电源的最大输出功率六.电源

0IPPM3.电源的效率：

电源的输出功率最大时,其效率只有50℅Rη/%1000六.电源

(浙江省第六届复赛)如图甲所示，一个电压恒定的电源跟一个电阻串联后，给电路供电，图乙中直线OAC为该电源的输出功率P出随电流I变化的图线，抛物线OBC为该电阻热功率PR随电流变化的图线，若A、B对应的横坐标为2安，则下列说法不正确的是（）A、电源电压为3伏，电阻为1欧