2025人教高中物理同步讲义练习必修三11.5实验：练习使用多用电表（人教版2019必修第三册）（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习必修三11.5实验：练习使用多用电表（人教版2019必修第三册）（含答案）第十一章电路及其应用第5节实验：练习使用多用电表课程标准学习目标会使用多用电表1．了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能.2．会使用多用电表测量电压、电流和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻．（一）课前阅读：1．认识多用电表一种多用电表的表盘、选择开关，开关周围各功能区域及量程如图所示。2.数字式多用电表如图所示，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内都装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。（二）基础梳理一、认识多用电表如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为，下半部分是开关，开关周围标有测量功能的区域及量程．【拓展补充】测量小灯泡的电压2．(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。(2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。二、使用多用电表1．使用前应先调整，使指针指到零刻度．2．使用时应先将旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的．3．不使用的时候应把选择开关旋转到OFF位置．4．使用多用电表测量电压、电流和电阻．(1)测电压：①选择直流电压挡合适的，并将选择开关旋至相应位置．②将多用电表在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高．③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值．(2)测电流：①选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置．②将被测电路导线拆开一端，把多用电表在电路中，注意电流应从表笔流入多用电表．③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度．(3)测电阻：①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．②欧姆调零：将红、黑表笔，调，使指针指向“”．③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘即为待测电阻阻值．④实验完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．【拓展补充】测量通过小灯泡的电流(1)选择直流电流挡合适的量程。(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。用多用电表测电压、电流和电阻1．多用电表测电压、电流和电阻的注意事项(1)使用前要机械调零．(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出．(3)测电阻时注意：①测电阻必须把待测电阻隔离．②牢记两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零．③合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近．④读数时应乘相应的倍率．⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读．2．多用电表的读数(1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆挡刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线．(2)电压挡、电流挡的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数．【典例精析】例1．(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：①调节指针定位螺丝，使电表指针停在__________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．②将选择开关旋转到欧姆挡的___________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准____________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．(2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)．A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量二、用多用电表测二极管的正、反向电阻1.认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极．特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大．2．多用电表测二极管的正、反向电阻(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极．(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极．例2．某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上．(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．(4)测正向电阻时，将________(填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极．(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向________位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________．三、用多用电表检测电路故障1．电压表检测法若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好，然后将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点．若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路．2．欧姆表检测法断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分断路．例3．表1测试点电压表示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)．根据测试结果，一定能判定的故障是________________．A．灯A短路 B．灯B短路C．cd段断路 D．df段断路(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________．A．灯A断路 B．灯B短路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路一、实验步骤1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。二、注意事项1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。3．测量电阻时应注意(1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。(2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。4．测量过程中，不准带电旋转开关。5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。一、实验题1．甲同学为了测量某个元件的电阻，进行了如下实验：（1）先用多用电表粗测阻值，进行了如图甲所示A、B、C、D四个操作，则正确的操作顺序是；其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处，该电阻的阻值为Ω。

（2）为了进一步精确测量该元件的电阻，甲同学设计了如图丙所示电路，所用实验器材如下：A．待测电阻RxB．灵敏电流计GC．定值电阻R0D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L）E.滑动变阻器RF.线夹、电源、开关以及导线若干G.电源（电动势为3V）①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于（填“a”或“b”）端。②闭合开关S后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度为x，则Rx的阻值计算式为Rx=（用R0、L、x表示），灵敏电流计G的内阻对实验结果（填“有”或“没有”）影响。2．某实验小组要测量未知电阻的阻值。（1）先用欧姆表“”倍率测量电阻，发现欧姆表指针的偏转角度过大，为了测量结果比较准确，应将选择开关拨到（填“”或“”）倍率，再将红、黑表笔短接进行欧姆调零，再次测量电阻时欧姆表指针所指位置如图甲所示，则被测电阻的阻值为。

（2）要精确测量电阻的阻值，小组成员设计了如图乙和丙所示电路，为定值电阻，与两个电流表的量程之比为，且电表的内阻均很小，为了能在测量时使两电流表的指针偏转角度大致相等，则应选用下列哪个电阻较合适？()A．

B．

C．

D．（3）先用乙图电路进行实验，闭合电键前，先将图乙中滑动变阻器滑片P移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数和，作出图像（为横轴），得到图像的斜率，再用图丙申路进行实验，测得多组电流表、的示数和，仍作图像（为横轴），得到图像的斜率；则被测电阻。这样测量电阻的阻值（填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。3．测电阻R大小。（1）同学们首先用欧姆表×1档位大致测出电阻阻值大小，如图，则电阻大小读数为Ω。

同学们继续使用学生电源（4V）组装下图电路进行实验，其中电表可以从如下中进行选择：（括号中为电表量程及内阻）A．电压表V1（0—15V，15kΩ）

B．电压表V2（0—3V，3kΩ）C．电流表A1（0—3A）

D．电流表A2（0—0.6A）

作者的备注：原卷画出了实物图，这里还原出的是电路图。（2）应选择电压表，电流表。（填器材前字母）（3）下列哪些说法是正确的？A．电压表分流属于系统误差B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端C．如图所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0D．多组实验可以减小系统误差4．某实验小组想测量某导体的电阻值。（1）实验小组先用多用电表的欧姆档粗测电阻，机械调零、欧姆调零后，选择“”档，按正确的操作步骤来测量，表盘的示数如图所示，则阻值；

（2）实验小组再选用如下实验器材精确测量电阻，器材及其符号和规格如下：A．电池组（，内阻不计）B．定值电阻（）C．定值电阻（）D．电流表（量程为，内阻为）E.电流表（量程为，内阻约为）F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）G.开关导线若干

为了减小实验误差，要求电表的测量值在量程的以上，定值电阻应该选择（选填“”或“”），在方框中画出合适的电路图，并标上各器材的符号；（3）若实验中电流表、的示数分别为、，则待测电阻（用实验测得的物理量符号和题设中给出的物理量符号来表示）。5．用多用电表的直流电压档检查故障和测量电阻。如图所示，4节干电池串联，小灯泡A和B的规格均为“5V，0.5A”，合上开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A和B都不亮。

（1）现用多用电表的电压档检查故障，则选择开关置于下列量程较为合适（用选项前字母序号表示）A．2.5V

B．10V

C．50V

D．250V（2）测得ab间电压为5.8V，cd间电压为0，则故障可能是（用选项前字母序号表示）A．A灯丝断开

B．B灯丝断开C．B灯短路

D．4节干电池电压太低，无法使两灯亮起（3）将B灯泡从电路中拆除，将欧姆表打到电阻“×1”挡，欧姆表经过欧姆调零后，测量灯泡的电阻，某次测量结果如图所示，读数为，根据小灯泡的规格计算出电阻，它不等于测量值，原因是灯泡未正常工作时，温度低，其电阻（选填“大”或“小”）。

6．为研究二极管的伏安特性曲线，某研究小组用：恒压电源（电压可调节）、多用电表、滑动变阻器（最大阻值为）、电压表、灵敏电流计、两个规格相同的二极管（电学符号为“”）、导线若干和开关连成如图甲所示的电路图。

实验研究如下，请完成相关实验内容：（1）判断二极管的极性：断开开关和，将多用电表选择开关调至“”欧姆挡，将红、黑表笔分别接时发现多用电表指针偏角很小；将红、黑表笔分别接、时偏角很大。请在图甲中的两个框内画出二极管的示意图。（2）结合（1）的研究结果，接着研究二极管的正向特性：调节电源输出电压至适当值，闭合开关，将开关接在（选填“1”或“2”）端，由向缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使二极管两端的电压由零逐渐增大；某次电压表指针指示如图乙所示，则此时的电压值为V；记录多组电压表和对应电流表的读数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。（3）根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于后，其正向电阻怎样随电压变化？。7．某实验小组要在实验室中用伏安法准确测量一合金丝的阻值，除待测电阻丝，多用电表、电键、导线外，实验室还提供了如下器材：A．电流表0~0.6A（内阻为0.5Ω）

B．电压表0~15V（内阻约10kΩ）C．滑动变阻器（可变范围0~5Ω）

D．电源，直流12V（1）该小组同学先用多用表测量该电阻阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需换成倍率的电阻挡（填“×1”或“×100”），将欧姆表调零后再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为Ω；

（2）为使实验结果尽量准确，合金丝两端电压调节范围尽量大一些，便于用图像来数据处理，如图四个电路中应该选用的是。

8．小明将电池、开关和灯泡组成如图甲所示的串联电路，闭合开关后，发现灯泡不发光。于是小明利用多用电表进行了以下操作寻找电路故障：

（1）小明首先准备用多用电表的欧姆挡测量灯泡电阻。他将多用电表的选择开关旋至欧姆挡的“×1”位置，然后进行欧姆调零；为了多用电表的使用安全，在小明将红、黑表笔分别接到E、F两点之前应该；测量时指针处于图乙中a位置，说明灯泡完好，其阻值为Ω。（2）小明闭合开关，将多用电表的选择开关旋至2.5V直流电压挡，将红、黑表笔分别接到C、E两点，指针处于图乙中b位置，说明电池的电动势约为V；又将红、黑表笔分别接到C、D两点，电压表读数为零。说明最可能出现的故障是。A．开关断路

B．开关短路

C．导线DE断路

第十一章电路及其应用第5节实验：练习使用多用电表课程标准学习目标会使用多用电表1．了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能.2．会使用多用电表测量电压、电流和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻．（一）课前阅读：1．认识多用电表一种多用电表的表盘、选择开关，开关周围各功能区域及量程如图所示。2.数字式多用电表如图所示，数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。数字式多用电表内都装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还具有多种其他功能。（二）基础梳理一、认识多用电表如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程．【拓展补充】测量小灯泡的电压2．(1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。(2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。二、使用多用电表1．使用前应先调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度．2．使用时应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程．3．不使用的时候应把选择开关旋转到OFF位置．4．使用多用电表测量电压、电流和电阻．(1)测电压：①选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置．②将多用电表并联在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高．③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值．(2)测电流：①选择直流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置．②将被测电路导线拆开一端，把多用电表串联在电路中，注意电流应从红表笔流入多用电表．③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度．(3)测电阻：①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0”．③测量、读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘倍率即为待测电阻阻值．④实验完毕，将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．【拓展补充】测量通过小灯泡的电流(1)选择直流电流挡合适的量程。(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。(3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。用多用电表测电压、电流和电阻1．多用电表测电压、电流和电阻的注意事项(1)使用前要机械调零．(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出．(3)测电阻时注意：①测电阻必须把待测电阻隔离．②牢记两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零．③合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近．④读数时应乘相应的倍率．⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读．2．多用电表的读数(1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆挡刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线．(2)电压挡、电流挡的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数．【典例精析】例1．(1)如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：①调节指针定位螺丝，使电表指针停在__________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．②将选择开关旋转到欧姆挡的___________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节____________，使电表指针对准____________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．(2)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏角非常小，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)．A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量答案(1)①电流②×1③欧姆调零旋钮电阻④19(2)BC解析(1)①使用多用电表前，先进行机械调零，调节指针定位螺丝，使指针停在电流的零刻度线；②进行欧姆调零，先选挡位，由于待测电阻约为20Ω，与欧姆表中央刻度值相近，所以选“×1”挡位；③欧姆调零，红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的零刻度线；④欧姆表读数是表盘读数乘以挡位倍率，题图乙中读数为19Ω×1＝19Ω；(2)指针偏角非常小，通过电表内部电流计的电流很小，说明挡位倍率过小，则待测电阻阻值很大，约有几千欧姆，应该选“×100”挡，使指针指到中央刻度附近，换挡后要重新欧姆调零再测量．故A、D错误，B、C正确．二、用多用电表测二极管的正、反向电阻1.认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极．特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大．2．多用电表测二极管的正、反向电阻(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极．(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极．例2．某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上．(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．(4)测正向电阻时，将________(填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极．(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向________位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________．答案(4)黑(5)×1(6)“OFF挡”或者“交流电压最高挡”(7)换挡后，必须重新进行欧姆调零解析(4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极．(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向“OFF挡”或者“交流电压最高挡”位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是：换挡后，必须重新进行欧姆调零．三、用多用电表检测电路故障1．电压表检测法若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好，然后将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点．若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路．2．欧姆表检测法断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分断路．例3．表1测试点电压表示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10V挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)．根据测试结果，一定能判定的故障是________________．A．灯A短路 B．灯B短路C．cd段断路 D．df段断路(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________．A．灯A断路 B．灯B短路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路答案(1)aD(2)BD解析(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a点接电源正极，电势高于b点电势，所以红表笔应接触a；由题给条件无法判断灯A、灯B是否短路，故A、B错误；由题表1可知，a、b间，b、c间，d、f间均有示数，c、d间无示数，说明d、f之外路段无断路，且d、f间有电阻，而灯不亮，则d、f间有断路，故C错误，D正确；(2)由题表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，故A、C错误；一、实验步骤1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。二、注意事项1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。3．测量电阻时应注意(1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。(2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。4．测量过程中，不准带电旋转开关。5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。一、实验题1．甲同学为了测量某个元件的电阻，进行了如下实验：（1）先用多用电表粗测阻值，进行了如图甲所示A、B、C、D四个操作，则正确的操作顺序是；其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处，该电阻的阻值为Ω。

（2）为了进一步精确测量该元件的电阻，甲同学设计了如图丙所示电路，所用实验器材如下：A．待测电阻RxB．灵敏电流计GC．定值电阻R0D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L）E.滑动变阻器RF.线夹、电源、开关以及导线若干G.电源（电动势为3V）①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于（填“a”或“b”）端。②闭合开关S后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度为x，则Rx的阻值计算式为Rx=（用R0、L、x表示），灵敏电流计G的内阻对实验结果（填“有”或“没有”）影响。【答案】CDBA60a没有【解析】（1）[1]机械调零，用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处；指针调零，两个表笔短接，调整调零旋钮，让指针指在零的位置；连接待测电阻测量，表盘电阻的读数，乘以档位开关倍数，乘积为电阻值；测完后万用表档位调到交流电压的最高档或断开档。故正确的顺序是CDBA。[2]该电阻的阻值为6×10Ω=60Ω（2）①[3]在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。②[4]灵敏电流计G示数为零，说明Rx分压与AP2段电阻丝分压相等，则得[5]由表达式知，灵敏电流计G的内阻对实验结果没有影响。2．某实验小组要测量未知电阻的阻值。（1）先用欧姆表“”倍率测量电阻，发现欧姆表指针的偏转角度过大，为了测量结果比较准确，应将选择开关拨到（填“”或“”）倍率，再将红、黑表笔短接进行欧姆调零，再次测量电阻时欧姆表指针所指位置如图甲所示，则被测电阻的阻值为。

（2）要精确测量电阻的阻值，小组成员设计了如图乙和丙所示电路，为定值电阻，与两个电流表的量程之比为，且电表的内阻均很小，为了能在测量时使两电流表的指针偏转角度大致相等，则应选用下列哪个电阻较合适？()A．

B．

C．

D．（3）先用乙图电路进行实验，闭合电键前，先将图乙中滑动变阻器滑片P移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数和，作出图像（为横轴），得到图像的斜率，再用图丙申路进行实验，测得多组电流表、的示数和，仍作图像（为横轴），得到图像的斜率；则被测电阻。这样测量电阻的阻值（填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。【答案】100B右不存在【解析】（1）[1]欧姆表指针的偏转角度过大，表明通过欧姆表的电流较大，即所测电阻阻值较小，为了减小读数误差，需要使得指针指在欧姆表的中央刻线附近，则需要换用低倍率，即应将选择开关拨到“”倍率；[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为（2）[3]与两个电流表的量程之比为，在干路上，在支路上，电表的内阻均很小，为了能在测量时使两电流表的指针偏转角度大致相等，即通过两电表的电流之比近似为，则选用的电阻应与待测电阻的阻值差不多的电阻，根据上述，欧姆表测得的阻值为，即选用。故选B。（3）[4]图乙中滑动变阻器采用分压式接法，为了确保电路安全，刚刚闭合开关时，需要使得待测电路获得电压为零，可知闭合开关之前滑片P应移到最右端；[5]用乙图电路进行实验，根据分析有则有图像的斜率，则有用丙图电路进行实验，根据分析有则有图像的斜率，则有解得[6]根据上述求解过程，可知，电流表的内阻对测量没有影响，即这样测量电阻的阻值不存在因电表内阻产生的系统误差。3．测电阻R大小。（1）同学们首先用欧姆表×1档位大致测出电阻阻值大小，如图，则电阻大小读数为Ω。

同学们继续使用学生电源（4V）组装下图电路进行实验，其中电表可以从如下中进行选择：（括号中为电表量程及内阻）A．电压表V1（0—15V，15kΩ）

B．电压表V2（0—3V，3kΩ）C．电流表A1（0—3A）

D．电流表A2（0—0.6A）

作者的备注：原卷画出了实物图，这里还原出的是电路图。（2）应选择电压表，电流表。（填器材前字母）（3）下列哪些说法是正确的？A．电压表分流属于系统误差B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端C．如图所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0D．多组实验可以减小系统误差【答案】7BDAC/CA【解析】（1）[1]电阻大小读数为7×1Ω=7Ω（2）[2]由于同学们使用学生电源（4V），则为减小误差电压表应选择V2。故选B。[3]整个回路中的最大电流约为则电流表应选择A2。故选D。（3）[4]A．电压表分流属于系统误差，故A正确；B．为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，故B错误；C．如图所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0，故C正确；D．多组实验可以减小偶然误差，故D错误。故选AC。4．某实验小组想测量某导体的电阻值。（1）实验小组先用多用电表的欧姆档粗测电阻，机械调零、欧姆调零后，选择“”档，按正确的操作步骤来测量，表盘的示数如图所示，则阻值；

（2）实验小组再选用如下实验器材精确测量电阻，器材及其符号和规格如下：A．电池组（，内阻不计）B．定值电阻（）C．定值电阻（）D．电流表（量程为，内阻为）E.电流表（量程为，内阻约为）F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）G.开关导线若干

为了减小实验误差，要求电表的测量值在量程的以上，定值电阻应该选择（选填“”或“”），在方框中画出合适的电路图，并标上各器材的符号；（3）若实验中电流表、的示数分别为、，则待测电阻（用实验测得的物理量符号和题设中给出的物理量符号来表示）。【答案】150

【解析】（1）[1]欧姆表示数为。（2）[2]电源电动势，电路中通过待测电阻的最大电流为故需将电流表与带测电阻串联测量通过待测电阻的电流。实验器材中没有电压表，需要将其中一个电流表与定值电阻串联改装成电压表，因电流表内阻已知，且当电流表与定值电阻串联时，最大电流恰好满偏；当电流表与定值电阻串联时，最大电流不足满偏值的，故定值电阻应选，其与电流表串联改装成量程为的电压表。[3]因为电流表内阻已知，故电流表应外接，由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值，，所以滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示。

（3）[4]待测电阻5．用多用电表的直流电压档检查故障和测量电阻。如图所示，4节干电池串联，小灯泡A和B的规格均为“5V，0.5A”，合上开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，A和B都不亮。

（1）现用多用电表的电压档检查故障，则选择开关置于下列量程较为合适（用选项前字母序号表示）A．2.5V

B．10V

C．50V

D．250V（2）测得ab间电压为5.8V，cd间电压为0，则故障可能是（用选项前字母序号表示）A．A灯丝断开

B．B灯丝断开C．B灯短路

D．4节干电池电压太低，无法使两灯亮起（3）将B灯泡从电路中拆除，将欧姆表打到电阻“×1”挡，欧姆表经过欧姆调零后，测量灯泡的电阻，某次测量结果如图所示，读数为，根据小灯泡的规格计算出电阻，它不等于测量值，原因是灯泡未正常工作时，温度低，其电阻（选填“大”或“小”）。

【答案】BA710小【解析】（1）[1]4节干电池串联，则电路中电动势约为为，现用多用电表的电压档检查故障，为了保证安全，且使指针偏转角度较大，则选择开关置于量程较为合适。故选B。（2）[2]测得ab间电压为5.8V，cd间电压为0，可知a端到正极间均是通路，b端到负极间也是通路，则故障可能是A灯丝断开。故选A。（3）[3]将欧姆表打到电阻“×1”挡，由图可知读数为。[4][5]A和B的规格均为“5V，0.5A”,则根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，有它不等于测量值，原因是灯泡用多用表测量时未正常工作时，温度低，电阻率小，其电阻小。6．为研究二极管的伏安特性曲线，某研究小组用：恒压电源（电压可调节）、多用电表、滑动变阻器（最大阻值为）、电压表、灵敏电流计、两个规格相同的二极管（电学符号为“”）、导线若干和开关连成如图甲所示的电路图。

实验研究如下，请完成相关实验内容：（1）判断二极管的极性：断开开关和，将多用电表选择开关调至“”欧姆挡，将红、黑表笔分别接时发现多用电表指针偏角很小；将红、黑表笔分别接、时偏角很大。请在图甲中的两个框内画出二极管的示意图。（2）结合（1）的研究结果，接着研究二极管的正向特性：调节电源输出电压至适当值，闭合开关，将开关接在（选填“1”或“2”）端，由向缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使二极管两端的电压由零逐渐增大；某次电压表指针指示如图乙所示，则此时的电压值为V；记录多组电压表和对应电流表的读数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。（3）根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于后，其正向电阻怎样随电压变化？。【答案】

20.80其正向电阻随电压的增大而减小，当电压大于某值时，电阻趋于稳定值4.0（3.8~4.2均可）【解析】（1）[1]断开开关和，将多用电表选择开关调至“”欧姆挡，将红、黑表笔分别接时发现多用电表指针偏角很小,说明电流很小，故a端为二极管的正极；将红、黑表笔分别接、时偏角很大，说明电流很大，故b端为二极管负极，即两个框中二极管的示意图如图所示

（2）[2][3]由实验可知，探究二极管的正向特性，应接通、，开关S接在2端，电压表示数为。（3）[4]由图丙可知，图线的斜率反映了电阻倒数的变化规律，斜率越来越大，说明电阻越来越小，且变化越来越快，其正向电阻随电压增大而减小，当电压大于某值时，电阻趋于稳定值，二极管的正向电阻最终趋于7．某实验小组要在实验室中用伏安法准确测量一合金丝的阻值，除待测电阻丝，多用电表、电键、导线外，实验室还提供了如下器材：A．电流表0~0.6A（内阻为0.5Ω）

B．电压表0~15V（内阻约10kΩ）C．滑动变阻器（可变范围0~5Ω）

D．电源，直流12V（1）该小组同学先用多用表测量该电阻阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需换成倍率的电阻挡（填“×1”或“×100”），将欧姆表调零后再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为Ω；

（2）为使实验结果尽量准确，合金丝两端电压调节范围尽量大一些，便于用图像来数据处理，如图四个电路中应该选用的是。

【答案】×130丙【解析】（1）[1][2]小组同学先用多用表测量该电阻阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，说明待测电阻阻值较小，应换成“×1”倍率的电阻挡，将欧姆表调零后再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为。（2）[3]为了使合金丝两端电压调节范围尽量大一些，滑动变阻器应采用分压接法；由于待测电阻大约为，则有可知电流表应采用外接法，则四个电路中应该选用的是丙。8．小明将电池、开关和灯泡组成如图甲所示的串联电路，闭合开关后，发现灯泡不发光。于是小明利用多用电表进行了以下操作寻找电路故障：

（1）小明首先准备用多用电表的欧姆挡测量灯泡电阻。他将多用电表的选择开关旋至欧姆挡的“×1”位置，然后进行欧姆调零；为了多用电表的使用安全，在小明将红、黑表笔分别接到E、F两点之前应该；测量时指针处于图乙中a位置，说明灯泡完好，其阻值为Ω。（2）小明闭合开关，将多用电表的选择开关旋至2.5V直流电压挡，将红、黑表笔分别接到C、E两点，指针处于图乙中b位置，说明电池的电动势约为V；又将红、黑表笔分别接到C、D两点，电压表读数为零。说明最可能出现的故障是。A．开关断路

B．开关短路

C．导线DE断路【答案】断开开关5.01.40C【解析】（1）[1][2]使用欧姆表测电阻需要将外电源断开，否则外部电源会影响欧姆表读数甚至使电表损坏；欧姆表此时分度值为，估读到下一位，故读数为；（2）[3][4]电压表此时分度值为，本位估读，读数，近似为电源电动势；C、E两点间存在电压，说明以外均完好，之间某处断路，C、D两点间无电压，说明DE断路。故选C。

第十二章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化课程标准学习目标能从能量的转化角度推导焦耳定律，关注焦耳定律在生活、生产中的应用1．理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系.2．知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系．（一）课前阅读：1．电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？2．(1)如图所示是电烙铁和电熨斗，为什么这些用电器通电后会发热呢？(2)电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？（二）基础梳理一、电功和电功率1．电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的在做功．电能转化为其他形式的能，是通过来实现的．(2)电功的计算公式：W＝UIt.单位：，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“”，1kW·h＝J.2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝(3)单位：，符号为.(4)意义：表示电流做功的．【拓展补充】电流做功和电势能的变化的关系电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加。二、焦耳定律1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的——及成正比．(2)表达式：Q＝2．热功率(1)定义：内的发热量称为热功率．(2)公式：P热＝I2R.【即学即练】判断下列说法的正误.(1)电功率越大，表示电流做功越多．()(2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．()(3)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．()三、电路中的能量转化1．电动机消耗的功率P电＝2．电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R.3．电动机输出功率P机＝UI－I2R.【即学即练】判断下列说法的正误.(1)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．()(2)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率．()电功和电热的理解1．电功和电功率W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路．2．电热和热功率3．电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中：①电功和电热相等，W＝Q＝UIt＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt；②电功率和热功率相等，P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)；③欧姆定律成立，由UIt＝I2Rt得：I＝eq\f(U,R).(2)在非纯电阻电路中：①电功大于电热，W＝Q＋W其他，电功只能用W＝UIt计算，电功率只能用P＝UI计算；②电热只能用Q＝I2Rt计算，热功率只能用P＝I2R计算；③欧姆定律不成立，由UIt>I2Rt得：U>IR.【典例精析】例1．如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2R B．P＝eq\f(U2,R)C．P＝IU D．P＝I2R＋eq\f(U2,R)例2．关于电功和电热，下列说法正确的是()A．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt且W＝QB．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于QC．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用D．在非纯电阻电路中，电热Q＝eq\f(U2,R)t二、纯电阻电路中功率的分配与计算1．在纯电阻电路中，由于W＝Q，I＝eq\f(U,R)，所以有P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R).2．串、并联电路中的功率关系串联电路并联电路功率分配eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1,R2)eq\f(P1,P2)＝eq\f(R2,R1)总功率P＝P1＋P2＋…＋PnP＝P1＋P2＋…＋Pn3.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率．当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率．(2)为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率．【典例精析】例3．A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为()A．1∶1∶1 B．1∶2∶2C．2∶1∶1 D．1∶4∶4例4．额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的灯泡A、B，若接在电压为220V的电路上，两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()三、非纯电阻电路功率的分析与计算1．电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P电＝UI.(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2R.(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率P出＝P机．三者关系为：P电＝P热＋P机(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P电)×100%＝eq\f(IU－I2R,IU)×100%＝eq\f(U－IR,U)×100%.2．串、并联电路的总功率(1)串联电路：P总＝U总I＝(U1＋U2＋U3＋…＋Un)I＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn(2)并联电路：P总＝UI总＝U(I1＋I2＋I3＋…＋In)＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和．【典例精析】例5．小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率．1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较比较项目纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、白炽灯电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽欧姆定律适用，I＝eq\f(U,R)不适用，I＜eq\f(U,R)能量转化电能全部转化为内能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t电能转化为内能和其他形式的能：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特点电功率等于热功率：P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)电功率等于热功率与其他功率之和：P电＝UIP热＝I2RP电＝P热＋P其他2．电动机的简易模型及其功率、效率(1)电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI。(2)电动机的发热功率：P热＝I2R。(3)电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P总)×100%。一、单选题1．下列说法正确的是（）A．由知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流共同决定的B．在电源电动势的定义式中，W指的静电力做功C．从可知，对于阻值一定的导体，它两端的电压越大，通过它的电流也越大D．焦耳热计算式，只能在纯电阻电路中使用2．下列说法正确的是（）A．千瓦时是电功率的单位B．电能表是测量电功率大小的仪表C．电功率大的用电器，消耗的电能一定多D．功率为100W的用电器正常工作10h耗电1kW·h3．甲、乙两灯分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为（）A．9∶2 B．2∶9 C．4∶9 D．1∶94．四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V，40W”，b、d灯泡的规格为“220V，100W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是（

）A．Pa=Pc<Pb=PdB．Pa=Pc>Pb>PdC．Pa<Pc<Pb<PdD．Pa<Pc<Pb=Pd5．浙江省某地的“渔光互补”光伏发电项目计划在5000多亩荒草地和水域上方安装90余万块单晶双面双玻光伏组件（如图所示），该光伏电站在阳光照射时正常工作的总容量为4.0×108W，则晴朗的一天能够提供的电能约为（）A．4.0×108kW·h B．3.0×106kW·hC．9.6×105kW·h D．9.6×109kW·h6．杭州在国内率先启用可出租的微公交，为市民提供又一便利的出行选择。该微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（）整车质量600kg铅酸蓄电池电压48V最高车速60km/h容量120Ah承载人数2人电动机额定电压48V最大承载质量200kg额定功率1.2kWA．蓄电池充满电时能储电5760JB．电动机在额定电压下工作时，额定电流为2.5AC．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8hD．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为4.32×105C7．如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为R1=R2=6Ω、R3=3Ω。下列说法正确的是（）A．R1、R2、R3两端的电压之比为2：1：1B．R1、R2、R3消耗的电功率之比为1：1：2C．在相等的时间内，通过R1、R2、R3的电荷量之比为2：2：1D．在相等的时间内，R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1：2：28．有两个灯泡L1、L2，额定电压皆为6V，额定功率分别为6W、3W，将它们接在电路中，下列说法正确的是（）A．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9WB．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为6WC．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9WD．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W二、多选题9．如图所示为长度相同的镍铬合金丝甲和乙的伏安特性曲线，根据所掌握的知识分析下列选项，其中正确的是（）A．甲的直径小B．由图像可知镍铬合金丝的电阻随电压的增大而增大C．将甲和乙并联接在电路中时，通过甲的电流大D．将甲和乙串联接在电路中时，甲消耗的电功率小10．如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板（未画出）隔开，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED间距不变，电源内阻忽略不计，下列说法中正确的是（）A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率减小D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变11．一兴趣小组为研究非纯电阻电路的性质，设计了如图所示电路图。图中M是一电动机，额定电压为12V，额定功率为24W，线圈电阻为，为定值电阻，阻值是，G为灵敏电流计，AB为一段阻值均匀的电阻棒，现在滑动滑片H，闭合开关，G的示数刚好为零，且电动机能够正常工作，则下列说法正确的是（）A．滑片位于的左侧第一个四等分点上B．滑片位于的中点上C．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将左移D．若因外力仅使电动机停转，为保证灵敏电流计示数仍然为零，闭合开关前，应将右移12．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的I—U图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B．对应P点，小灯泡的电阻为C．对应P点，小灯泡的电阻为D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围“面积”

第十二章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化课程标准学习目标能从能量的转化角度推导焦耳定律，关注焦耳定律在生活、生产中的应用1．理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系.2．知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系．（一）课前阅读：1．电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案电吹风工作时，将电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能．2．(1)如图所示是电烙铁和电熨斗，为什么这些用电器通电后会发热呢？(2)电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？答案：(1)在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能。(2)电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积，因为烙铁头的电阻大，在通电电流和通电时间相同时，烙铁头产生的热量多，导线的电阻很小，产生的热量少，所以烙铁头的温度高于导线的温度。（二）基础梳理一、电功和电功率1．电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的．(2)电功的计算公式：W＝UIt.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝3.6×106J.2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI.(3)单位：瓦特，符号为W.(4)意义：表示电流做功的快慢．【拓展补充】电流做功和电势能的变化的关系电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加。二、焦耳定律1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)表达式：Q＝I2Rt.2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率．(2)公式：P热＝I2R.【即学即练】判断下列说法的正误.(1)电功率越大，表示电流做功越多．(×)(2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√)(3)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．(√)三、电路中的能量转化1．电动机消耗的功率P电＝UI.2．电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R.3．电动机输出功率P机＝UI－I2R.【即学即练】判断下列说法的正误.(1)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(√)(2)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率．(×)电功和电热的理解1．电功和电功率W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路．2．电热和热功率3．电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中：①电功和电热相等，W＝Q＝UIt＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt；②电功率和热功率相等，P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)；③欧姆定律成立，由UIt＝I2Rt得：I＝eq\f(U,R).(2)在非纯电阻电路中：①电功大于电热，W＝Q＋W其他，电功只能用W＝UIt计算，电功率只能用P＝UI计算；②电热只能用Q＝I2Rt计算，热功率只能用P＝I2R计算；③欧姆定律不成立，由UIt>I2Rt得：U>IR.【典例精析】例1．如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2R B．P＝eq\f(U2,R)C．P＝IU D．P＝I2R＋eq\f(U2,R)答案C解析家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确．例2．关于电功和电热，下列说法正确的是()A．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt且W＝QB．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于QC．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用D．在非纯电阻电路中，电热Q＝eq\f(U2,R)t答案B解析任何电路中电功公式W＝UIt，电热公式Q＝I2Rt都适用，但两者不一定相等，只有在纯电阻电路中W＝Q，故A、C错误，B正确．在非纯电阻电路中，eq\f(U2,R)t不表示电功，也不表示电热，D错误．二、纯电阻电路中功率的分配与计算1．在纯电阻电路中，由于W＝Q，I＝eq\f(U,R)，所以有P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R).2．串、并联电路中的功率关系串联电路并联电路功率分配eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1,R2)eq\f(P1,P2)＝eq\f(R2,R1)总功率P＝P1＋P2＋…＋PnP＝P1＋P2＋…＋Pn3.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率．当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率．(2)为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率．【典例精析】例3．A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为()A．1∶1∶1 B．1∶2∶2C．2∶1∶1 D．1∶4∶4解析B、C两个灯泡并联，UB＝UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，由P＝eq\f(U2,R)得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，由P＝I2R得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，故选D。答案D例4．额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的灯泡A、B，若接在电压为220V的电路上，两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()答案C解析由题知，两灯泡额定电压相等，A灯泡的额定功率较大，由P＝eq\f(U2,R)可知，A灯泡的电阻较小，即RB>RA，选项A中灯泡A和B串联在220V的电源上，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110V，所以都不能正常工作，A错误；选项B中灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，由并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，B灯泡的电阻一定大于并联部分的总电阻，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110V，所以都不能正常工作，B错误；选项C中灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，由电阻的并联可知，可变电阻调节合适时可以使并联部分的电阻和灯泡A的电阻相等，即两灯泡可以同时正常发光；选项D中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，当可变电阻的阻值和两灯泡并联后的电阻相等时它们可以同时发光；由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，选项C中电路的总电流为A灯泡的额定电流，选项D中电路的总电流等于A和B两灯泡的额定电流之和，由P＝UI可知，选项C中电路消耗的功率最小．C正确，D错误．三、非纯电阻电路功率的分析与计算1．电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P电＝UI.(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2R.(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率P出＝P机．三者关系为：P电＝P热＋P机(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P电)×100%＝eq\f(IU－I2R,IU)×100%＝eq\f(U－IR,U)×100%.2．串、并联电路的总功率(1)串联电路：P总＝U总I＝(U1＋U2＋U3＋…＋Un)I＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn(2)并联电路：P总＝UI总＝U(I1＋I2＋I3＋…＋In)＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和．【典例精析】例5．小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率．答案(1)0.6A(2)2.04W(3)85%解析(1)灯泡正常发光，则通过灯泡的电流IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(4,4)A＝1A通过电阻R的电流IR＝eq\f(U－UL,R)＝eq\f(12－4,5)A＝1.6A通过电动机的电流I＝IR－IL＝0.6A.(2)电动机消耗的总功率P＝ULI＝4×0.6W＝2.4W电动机线圈内阻的热功率P热＝I2r＝(0.6)2×1W＝0.36W电动机的输出功率P出＝P－P热＝2.4W－0.36W＝2.04W(3)电动机的效率：η＝eq\f(P出,P)×100%＝eq\f(2.04,2.4)×100%＝85%.1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较比较项目纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、白炽灯电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽欧姆定律适用，I＝eq\f(U,R)不适用，I＜eq\f(U,R)能量转化电能全部转化为内能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t电能转化为内能和其他形式的能：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特点电功率等于热功率：P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)电功率等于热功率与其他功率之和：P电＝UIP热＝I2RP电＝P热＋P其他2．电动机的简易模型及其功率、效率(1)电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI。(2)电动机的发热功率：P热＝I2R。(3)电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P总)×100%。一、单选题1．下列说法正确的是（）A．由知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流共同决定的B．在电源电动势的定义式中，W指的静电力做功C．从可知，对于阻值一定的导体，它两端的电压越大，通过它的电流也越大D．焦耳热计算式，只能在纯电阻电路中使用【答案】C【解析】A．导体电阻是导体本身的属性，其大小与它两端的电压及过它的电流无关，故A错误；B．在电源电动势的定义式中，W指的非静电力做功，故B错误；C．从关系式可知，对于阻值一定的导体，它两端的电压越大，通过它的电流也越大，故C正确；D．焦耳热计算式，对所有电路均适用，故D错误。故选C。2．下列说法正确的是（）A．千瓦时是电功率的单位B．电能表是测量电功率大小的仪表C．电功率大的用电器，消耗的电能一定多D．功率为100W的用电器正常工作10h耗电1kW·h【答案】D【解析】A．“千瓦时”是指电功单位，即“度”，故A错误；B．电能表是测量用户所用电能的仪表，测电功，故B错误；C．电功率大的用电器工作时间短，消耗的电能可能很小，故C错误；D．功率为100W的用电器正常工作10h耗电1kW·h，故D正确。故选D。3．甲、乙两灯分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为（）A．9∶2 B．2∶9 C．4∶9 D．1∶9【答案】B【解析】由题可知，甲、乙两灯的额定电压相同，额定功率之比为1∶2，根据公式可得两灯的电阻之比为当两灯串联时，根据串联电路中电流处处相等可得两灯两端电压之比为2∶1，所以当两灯并联时，根据并联电路电压特点可知所以 故选B。4．四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V，40W”，b、d灯泡的规格为“220V，100W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是（

）A．Pa=Pc<Pb=PdB．Pa=Pc>Pb>PdC．Pa<Pc<Pb<PdD．Pa<Pc<Pb=Pd【答案】A【解析】根据可知Ra=Rc>Rb=Rdab并联的电阻与cd并联的电阻相同，串联电路，分压相同，故Uab=Ucd又因为Ua=Ub，Uc=Ud故Ua=Ub=Uc=Ud根据，得Pa<Pb，Pc<