xx届高考物理知识网络复习恒定电流教案

1 / 36 XX 届高考物理知识网络复习恒定电流教案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址文 章来源 m 第十章 恒定电流 恒定电流是高中物理电学的重点内容，占有很重要的地位。该部分知识可分为两大部分：第一部分以部分电路欧姆定律为中心，包括了六个基本物理量（电压、电流、电阻、电功、电功率、电热）、三条定律（部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律）、电路若干基本规律（串联、并联电路的规律）；第二部分以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流，路端电压，以及闭合电路中能量的转化等。另外，本单元知识与学生实验结合紧密，因而往往通过实验考查该部分知识的运用情况。 本章及相关内容知识网络 专题一部分电路 【考点透析】 一、本专题考点： 电流、欧姆定律，电阻和电阻定律，电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用，电功，电功率、串联、并联电路的功率分配是 类要求，2 / 36 电阻率与温度的关系，半导体及其应用，超导现象，超导的研究和应用是 类要求。高考的考查方向主要是实验和电路的计算，侧重点在于知识的运用。 二、理解和掌握的内容 1几点说明 这部分知 识的重点在于用电势的观点分析电路和对电功，电功率和焦耳定律的理解和应用，而串、并联电路的电流、电压和功率分配由于在初中时已经渗透，此处不是高考的重点内容。 欧姆定律的适用范围是纯电阻电路，也可以说成是线性元件。 要善于用能量守恒的观点研究电路中的能量关系。例如，在非纯电阻电路中，消耗的电能除转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等，但总能量是不变的。 做描述小灯泡的伏安特性曲线的实验时要采用电流表的外接法。 2难点释疑 在用公式 I q/t计算电流强度时，很多学生把 “ 单位时间内通过导体横截面的电量 ” 错误地理解为 “ 单位时间内通过导体单位横截面积的电量 ” ，从而认为在时间和电量相同的情况下，导线越细，电流越大。这是受到了公式 I=nqsv 的影响。也有的同学在计算电解槽中的电流时，只把正电荷通过某一横截面的电量做为计算电流的总电量，从而造成了答题的失误。 电阻率 反映了材料的导电性能， 的大小与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率随温度的升高而减小。 3 / 36 要注意电功和电热、电功率和热功率的区别。电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，电势能转化为其它形式的能。因此，电功 W=qU=UIt 和电功率 P=W/t=UI是计算电功和电功率普遍适用的公式。当电流通过电阻时，计算电阻发热的焦耳定律 Q=I2Rt 和计算热功率的 P=I2R 也是普遍适用的公式，但是，只有在纯电阻电路中，电功和电热以及电功率和热功率才相等，否则，电功要大于电热，电功率也要大于热功率。 【例题精析】 例 1 一只 “220V 、 100W” 的灯泡，用欧姆表测量它的电阻应该是（ ） A等于 484 B 大于 484 c小于 484 D无法确定 解析：灯泡的电阻是指其中金属灯丝的电阻，由于金属的电阻 率随温度的升高而增大，因此正常发光时，灯丝的电阻一定比它在不工作时的电阻值要大。故答案是 c。 思考拓宽：通常给定的电阻由于温度的变化幅度不大，我们一般都按固定电阻去处理，如绝大部分电路的分析，我们都不考虑由于通电升温造成的电阻变化。但是在温度变化范围很大时，比如白炽灯正常工作与常温下，再认为某一电阻（特别是纯金属的电阻丝）的阻值不发生变化，那就不合适了。例如：一个标有 “220V60W” 的白炽灯泡，加上的电4 / 36 压由零逐渐增大到 220V 的过程中，电压 U 和电流 I 的关系可用图线表示，在图 10 1 中给出的四个图线中 ，符合实际的只有图。 例 2 微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上的电压时，通过的电流为，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为时，电流为，这时电动机正常工作，求吸尘器的效率为多少？ 分析：解答该题时，先要明确用电器是否是纯电阻电路。当加电压时，它消耗的电能全部转化为内能，此时电动机为纯电阻电路；当加电压时，电动机运转，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和内能之和。转化的内能由焦耳定律计算。 解析：当加上电压时，电动机不转，可求得电动机内阻： R=U1/I1=/= 当加上 2V 的电压时，电动机正常工作，此时，输入功率P=U2I2= 此时，电动机的发热功率为 P=I22R=1W= 因此，电动机的效率为 （ P P ） /P（） / 60% 【能力提升】 知识与技能 1一只普通的实用照明白炽灯正常发光时，通过它的电流5 / 36 强度与下列哪一个值较为接近？（ ） A 20A B 2A c D 2神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为髓鞘是由多层类脂物质髓质累积而 成，具有很大电阻。经实验测得髓质的电阻率 =8106m, 其中生物体中某段髓质神经纤维可看作高 20cm，半径 4cm 的圆柱体，当在其两端加上电压 U 100V时，该神经产生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流是（ ） A A B A c A D A 3如图 10 2 所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 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、电脑等等。停电时，用欧姆表测得A、 B 间的电阻为 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，如图所示，则计算该幢居民楼的总功率可以用的公式是（ ） A P I2R B P U2/R c P IU D P UI-I2R 4超导材料电阻率为零的温度称为临界温度， 1987 年我国科学家制成了临界温度为 90k的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电线的总电阻为 ，它提供给电器的电功率为 40kW，电压为 800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率6 / 36 为（ ） A 1kw B 103kW c D 10kW 两个电阻 R1 ， R2 并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（ ） A用一个阻值为 2 的电阻与 R2串联 B用一个阻值为 6 的电阻与 R2串联 c用一个阻值为 6 的电阻与 R1串联 D用一个阻值为 2 的电阻与 R1串联 . 能力与素质 6某实验小组用三只相同的小灯泡，连接如图 10 3 所示电路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是（ ） A k2断开， k1与 a 连接，三只灯泡都熄灭 B k2断开， k1与 b 连接，三只灯泡亮度相同 c k2 闭合， k1 与 a 连接，三只灯泡都发光， L1、 L2 亮度相同 D k2 闭和， k1 与 b 连接，三只灯泡都发光， L3 亮度小于L2的亮度 7如图 10 4 电路中，电阻 R1、 R2、 R3的阻值都是 1 ，R4、 R5的阻值都是 ， ab端输入电压 U 6V。当 cd端接电压表时，其读数是 V。 8小灯泡的伏安特性曲线如图 10 5 所示中的 AB段曲线所示。由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了7 / 36 。 9某大楼安装了一台升降机，该升降机在电压为 380V的电动机带动下以 1m/s 的 恒定速度沿竖直方向上升，电动机的最大输出功率为。不载人时测得电动机中的电流为 5A，若载人时升降机的速率和不载人时相同，则这台升降机载 10 人时，电动机的输出功率为 kW，这台升降机可同时乘载的最 多人数 为 人 （设人 的平均 质量为60kg,g=10m/s2，电动机的内阻和一切摩擦不计）。 【拓展研究】 10.一台国产 XQB30 13 型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算： 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定洗衣、脱水功率 360W 额定洗衣、脱水容量 3kg 整机质量 33kg 外形尺寸（长 宽 高） (540550920)mm2 （ 1）这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流强度是多大？ （ 2）如洗衣、脱水的累计时间为 40min，则洗衣机耗电多少？ 专题二闭合电路欧姆定律 8 / 36 【考点透析】 一、本专题考点：电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压是 类要求，高考中考查的主要形式有动态电路的分析和与电磁感应知识相联系的题目分析等。 二、理解和掌握的内容 1几点说明 （ 1）合电路欧姆定律的表达式可以有： /（ r）、和 1，但第一个公式仅适用于纯电阻电路，后两个公式才适用于任何电路。 （ 2）在测电源的电动势和内阻的实验中，安培表必须在支路上。本实验还可以用电阻箱和电流表或电阻箱和电压表代替滑动变阻器、电流表和电压表。处理实验数据时均可使用公式法或图象法。 （ 3）要能区分电动势、电势差和电压的区别。电源的电动势等于从负极搬运单位正电荷至正极时，电源所做的功。它表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。电势差表示导体两点间把单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功。而电压实际上就是电 势差，它表示电路中两点间单位正电荷从一点移到另一点时，电流所做的功，也就是电能转化为其他形式的能的过程，电流做功实际上是电场力移动电荷做功。上面所述的问题弄清楚了，对于电源的路端电压、内电压与电动势的区别也就不容易搞错了。电源的路端电压是9 / 36 指电源加在外电路两端的电压，是指电场力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压都是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从全电路欧姆定律。它的数学表达式为 U E Ir，其中 Ir 为电源的内电压，也叫内压降。它的物理过 程虽然也发生在电源两端，但与电动势的意义不同，它是由电场力所引起的，在电源内部起着消耗电能的作用。对一个固定的电源来说，它的内阻 r 一般认为是不变的，但通过电源的电流是随外电路而变化的，因此内电压也是一个随外电路而变化的量。 2难点释疑 （ 1）电源的电动势是描述电源把其它形式的能转化为电能的本领的。例如， E，是指电路闭合后，电源通过电流时，每通过 1c电量，干电池就把的化学能转化为电能。 （ 2）要会用定律分析动态电路，判断电表示数的变化或者灯的亮暗的变化。判断时要注意，对整个电路来讲，任一电阻增大或减 小，全电路的总电阻都跟着增大或减小。分析电流时要注意，先分析干路上的电流变化，再分析支路上的电流变化；先分析固定电阻的电流变化，再分析可变电阻的电流变化。 （ 3）要善于用能量的观点分析电路：电源的总功率为 PEI，输出功率为 P1 UI（电路为纯电阻电路时，还可以写成10 / 36 P1 I2R）电源内部的损耗功率为 P I2r，电源的效率为 U/E，对纯电阻电路而言，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电源的效率为 50%。 【例题精析】 例 1 如右图 10 6 所示，闭合电键 S 并调节滑动变阻器滑片P 的位置，使 A、 B、 c 三灯亮度相同，若继续将 P 向下移动，则三灯亮度变化情况为（ ） A A 灯变亮 B B 灯变亮 c A 灯最亮 D c 灯最亮 解析：当滑片向下移动时，根据外电阻的变化，由 I /（ R+r），确定各部分电流，电压变化，进一步判定各灯消耗的功率情况。具体思路是： 当滑片向下移动时 RR 总 IUBIBIc PAPB Pc 由于 P I2R，三灯的功率相同时， IA Ic，可得 RcRA，当滑片向下移动后， Ic IA IB IA 。因此 Pc PA，故选 A、 D。 思考拓宽：由电键的开合或变阻器电阻的变化而引起电灯泡亮度的变化或电表读数的变化是典型的 “ 局部电路的变化 ”“ 整个电路中各部分电流、电压的变化 ” 问题。此11 / 36 类问题应明确各用电器或电表所对应的电流、电压的基础上，按局部（ R 的变化） 全局（ I 总 U 端的变化） 局部（ U 分 I 分的变化）逻辑思维进行分析推论。 例 2 如图 10 7 所示，电源的电动势为 E，内阻 r=2 ，定值电阻 R1 ，求：（ 1）当滑动变阻器的阻值 R2 为多大时，电阻 R1消耗的功率最大？（ 2）当变阻器 的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？（ 3）当变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？ 解析：电阻 R1 消耗的功率 P1 I12R1，仅由 I1决定。变阻器消耗的功率最大，可以将 R1 视作电源的内阻，即 R2 R1 r 时，变阻器有最大功率。电源的最大输出功率与上面分析类似。 （ 1）定值电阻 R1 消耗的电功率 P1 I12R1 E2R1/（ R1R2 r） 2，可见当变阻器 R2 0 时， R1的消耗功率最大。 （ 2）将电阻 R1 等效到电源内部，则当变阻器阻值 R2 R1 r 2 时，变阻器消耗功率最大。 （ 3）将 R1 R2 r.即 R2=r-R1=（） = 时 ,电源有最大输出功率。 思考拓宽：本题在分析第二问时，是将电阻 R1“ 等效 ” 到电源内部再进行处理的，这种电路的等效变换在电路的分析中运用得非常广泛。例如：在图 10 8 中，当电阻 R=R0r/（ R0+r）时，滑动变阻器消耗的功率最大，也是把 R0 看成12 / 36 了电源，但是，这里一定要注意，在研究可变电阻的功率时，可以把固定电阻看成电源，但研究固定电阻的功率时，绝对不可以把固定电阻看成电源。 同学们可以试着用等效的思想，将虚线框内的部分看成一个等效电源来分析下面的两个题目。 1用如图 10 9 所示电路测电池电动势和内阻的实验中，以下说法不正确的是（） A因为电流表有内阻而分流，使电压表的测量值小于真实值 B因为电压表有内阻而分流，使电流表的测量值小于真实值 c实验中得到的电动势小于真实值 D实验中得到的电池内阻的值小于真实值 答案： A 2用如图 10 10 所示的电路（ R1、 R2 已知）测定一个电源的电动势 E 和内阻 r，由于没有考虑电流表的内阻，因而测量结果是（） A E 偏大， r 偏小 B E 偏小， r 偏大 c E 准确， r 偏大 D E 准确， r 偏小 答案： c 【能力 提升】 . 知识与技能 13 / 36 1.一盏电灯 ,直接接在恒定的电源上 ,其功率为 100W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后 ,再接在同一电源上 ,在导线上损失的功率为 9W,那么此时电灯实际消耗的功率将 () A.等于 91WB.小于 91W c.大于 91WD.条件不足 ,无法确定 2.将阻值相等的两段金属丝 R1和 R2串联后接在一个不计内阻恒压电源上 ,设 R1温度不变 ,对 R2加热或冷却 ,则 R2的电功率变化说法正确的是 () A.加热变大 ,冷却变小 B.加热变小 ,冷却变大 c.加热、冷却都变小 D.加热、冷却都变大 3如图 10 11 所示的电路中，电源电阻不可忽略，已知R1=10 ， R2=8 ，当电键置于 1 时，安培表读数为 ;当电键置于 2 时 ,安培表的读数可能为 () A c 4在如图 10 12 所示电路中，当变阻器 R3 的滑动触头向b 端移动时，（ ） A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变小，电流表示数变大 c电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小 5如图 10 13 所示，直线 oAc 为某一直流电源的总功率 P14 / 36 总随电流 I 变化的图线，抛物线 oBc为同一直流电源内部热功率 Pr 随电流 I 变化的图线，若 A、 B 横坐标为 1/A。那么AB线段表示的功率等于（） A 1WB 3W c 2WD . 能力与素质 6如图 10 14 电路中，电池电动势为 E，内阻为 r，当可变电阻的滑片 P 向 b 点移动时，电压表 V1的读数 U1与电压表 V2的读数 U2的变化情况是（） A U1变大， U2变小 B U1 变大， U2变大 c U1变小， U2变小 D U1 变小， U2变大 7某太阳能电池板，测得它的开路电压为 800mV，短路电流为 40mA若将该电池与一阻值为 20 的电阻器连成一闭合电路 ，则它的路端电压是（） A B c D 8在如图 10 15所示的电路中， R1、 R2、 R3和 R4皆为定值电阻， R5 为可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r。设电流表 A 的读数为 I，电压表 V 的读数为 U。当 R5的滑动触头向图中 a 端移动时（ ） A I 变大， U 变小 B I 变大， U 变大 c I 变小， U 变大 D I 变小， U 变小 9一个蓄电池输出电压为 12V，若输出的电能为 106j ，15 / 36 则它放出的电量为 c。 【拓展研究】 10.手电筒的两节干电池，已经用了很长时间，灯光 只能发出微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近 3V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法中正确的是（） A这两节干电池的电动势减小了很多 B这两节干电池的内电阻减小了很多 c这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小 D这台电子钟正常工作时电流一定比小灯泡正常工作时电流小 专题三 电路的分析和计算 【考点透析】 一、本专题考点：欧姆定律，电阻的串并联，路端电压等有关电路的分析和计算是 类要求，要能够分析清楚电路的结构，会正确画 出等效电路图，并进行计算，电路出现故障时，会尽快查找出故障原因并给予排除。 二、理解和掌握的内容 1几点说明 （ 1）电路中某两点间电压为零，可以是两个原因造成的：第一个是电流为零的局部断路情况。如与电容器相连的电16 / 36 阻，在电路稳定时，电阻两端电压为零。第二是电阻为零的短路情况，如用导线相连的两点间电压为零。 （ 2）电路的故障有两种：第一种是断路故障，其表现为电源的电压不为零而电流强度为零。第二种是短路故障，其表现为电路中的某段电路中电流通过，但这段电路两端的电压为零。 2难点释疑 （ 1）对含有电 容器的电路进行分析要慎重，电容器是一种储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于断路元件，简化电路时可以去掉它。 （ 2）寻找电路故障可以用以下两种方法：第一种是仪器检测法。判断断路故障可以用电压表先与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。判断短路故障时也可以用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路；若电压表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路。第二 种是假设法。已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；推理结果若与题述物理现象符合，则故障可能发生在17 / 36 这部分电路；直到找出发生故障的所有可能为止。 （ 3）黑盒子中的元件连接问题是电学中非常棘手的内容，它的特点是给出一个未知系统的测试结果，要求确定系统的内部结构。解决这类问题时要注意运用电路的规律猜想、论证、修改，一步步完善。可以按以下基本程序进行分析：第一步，将 电阻为零、电压为零的接线柱短接；第二步，在电压最大的两接线柱间接电池，或根据测试结果，分析计算各接线柱之间的电阻分配；第三步，划出电阻数目最多的两接线柱之间的部分电路。然后一步步画出全电路。最后，画出最简电路。 【例题精析】 例 1如图 10 16 所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（） A增大 R1B减小 R1c增大 R2D减小 R2 解析：灯泡变暗，表示灯泡消耗的功率减小，欲使灯泡的功率较小，应使灯泡两端的电压降低。 c 处相当于电路断路。据欧姆定律可以判断出：要减小 U，一定增大 R1， 或减小 R2，故本题正确选项为 A、 D。 思考与拓宽：本题是一个电路动态变化题，考查学生运用欧姆定律和串并联电路的特点进行推理、判断的能力。本题也可以利用极端假设法进行解答或验证，因为题中对 R1、 R2的数值未作具体限制，若假设 R2 减小一直趋近于零时，即18 / 36 R2被短路，显然灯泡不亮；当 R2 不变， R1增大到无限大时，相当于外电路断路，灯泡也不亮，显而易见， A、 D 正确。解答这类问题的一般方法为：首先，分析电路中的器件、电表连接、确定电路结构情况；其次，根据动态变化的原因，分析电路结构特点；最后，根据电路结构特点和题设条 件，运用欧姆定律和串并联电路的特点进行推理、判断各部分相应物理量（所求）的变化情况。 例 2 如图 10 17 所示，电灯 L 标有 “4V ， 1W” ，滑动变阻器 R 总电阻为 50 。当滑片 P 滑至某位置时， L 恰好正常发光，此时电流表示数为。由于外电路发生故障，电灯 L 突然熄灭，此时电流表示数为 ,电压表示数为 10V,如导线完好 ,电路中各处接触良好 ,试问发生的故障是短路还是断路 ?发生在何处 ? 解析 :电路发生故障后 ,电流表读数增大 ,路端电压U=U2=I2R2 也增大 ,因此外电路总电阻增大 ,一定在外电路某处发生断路。由于电流表有读数 ,R2不可能断路 ,电压表也有读数 ,滑动变阻器不可能断路 ,只可能灯 L 发生断路。 思考与拓宽：根据题中条件也可以计算： （ 1）发生故障前 ,滑动变阻器接入电路的阻值为多大 ?（ 20 ） （ 2）电源的电动势和内电阻为多大 ?（ E=,r=5 ） 【能力提升】 . 知识与技能 19 / 36 1如图 10 18所示为一电路板的示意图， a、 b、 c、 d为接线柱， a、 d 与 220V的交流电源连接， ab间、 bc间、 cd间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流。为检查电路故障，用一交流电压表分别测得 b、 d 两点间以及 a、 c 两点间的电压均为 220V，由此可知（ ） A ab间电路通， cd间电路不通 B ab间电路不通， bc间电路通 c ab间电路不通， bc间电路不通 D bc间电路不通， cd间电路通 2如图 10 19所示电路中，灯 L1发光，而灯 L2、 L3均不发光，理想电流表 A1有示数，理想电流表 A2无示数，假设只有一处出现故障，则故障可能是 () A灯 L1断路 B灯 L3断路 c灯 L2短路 D灯 L3短路 3如图 10 20 所示电路中，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断路时要大，则这个电 路中断路的电阻 () A可能是 R1B可能是 R2 c可能是 R3D一定是 R4 4如图 10 21所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻不20 / 36 计，电容器电容为 c，电阻 R1： R2： R3： R4=3： 2： 1： 1，电键 k 断开，今将 k 闭合，由 k 闭合到电路稳定的过程中通过 R3的电量是 () A Ec/5B 2Ec/5 c 3Ec/5D Ec 5如图 10 22 所示， ABcD 是 4 只相同的灯泡，都额定电压为 110V，把它们按图示连接后接到 220V 的电源上，闭合开关 k 时，各灯正常发光，若断开 k，则 () A灯泡 c 和 D 正 常发光 B灯泡 B、 c、 D 正常发光 c灯泡 c 被烧坏 D灯泡 B、 c、 D 均被烧坏 . 能力与素质 6某同学在测定标有 “” 的小灯泡的电阻时采用伏安法进行的，但它将电压表、电流表位置颠倒了，接成了如图 10 23所示的电路，这将会使（） A小灯泡损坏 B小灯泡不亮 c电流表损坏 D电压表读数约为 0V 7如图 10 24 电路中，电源 E 的电动势为，电阻 R 的阻值为 30 ，小灯泡 L 的额定电压为，额定功率为。当开关 S 接位置 1 时，电压表读数为 3V，那么当开关 S 接到位置 2 时，小灯泡 L 的发光情况是（） 21 / 36 A很暗，甚至不亮 B正常发光 c比正常发光略亮 D有可能被烧坏 8如图 10 25所示电路中，电键 S1、 S2、 S3、 S4 均闭合，c 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮一油滴 P，断开哪一个电键 P 会向下运动（ ） A S1B S2c S3D S4 9如图 10 26 中电源电压 U=5V，内阻不计， V1、 V2、 V3三个电压表的内电阻相同，其中 V1、 V2 的读数分别为 3V、2V，电压表 V3的读数是 _V。 【拓展研究】 10一个盒子内装有导线和几个相同阻值组成的电路，盒外的 1、 2、 3、 4 是该电路的四个接线柱，已知 1、 2 的电阻是1、 3 间的电阻的 2 倍， 1、 3 间的电阻又等于 2、 4 间的电阻，而 3、 4 间没有明显的电阻，试在图 10 27中画出盒内最简单的一种电路图。 专题四 电流、电压、电阻的测量 【考点透析】 一、本专题考点：电流、电压和电阻的测量，电流表、电压表和多用电表的使用，伏安法测电阻是 类要求，在高考中，既可以与普通试题相结合进行电路的分析和计算，也可以以实验题的形式进行考试，是本章的重点内容。 22 / 36 二、理解和掌握的内容 1难点释疑 （ 1）处理电路中的电压 表和电流表时，要弄清电表是否是理想电表，如果是，可以将电压表看成是断路元件，而将电流表看成是短路元件；如果电表不是理想电表（有内阻），则可以将该电表看成是一个理想电表和一个与内阻阻值相等的电阻串联而成的电学仪器。 （ 2）伏安法测电阻有两种连接方法：安培表的外接法适于测量阻值较小的电阻，如果考虑电表对测量结果的影响，其测量值比真实值偏小，测量值是真实值与伏特表内阻的并联值；安培表的内接法适合于测量阻值较大的电阻，如果考虑到电表对测量结果的影响，其测量值比真实值偏大，测量值是真实值与安培表内阻之和。 （ 3） 判断某一待测电阻 X 是适合用安培表的内接法还是外接法测量，一般有两个思路：如果已知 X 的大约值和电流表、电压表的内阻，可以比较： X/ A 与 V/ X 哪个大，比值大的那块表影响小。电流表影响小时，用内接法，电压表影响小时用外接法。也可以使用点触法：如图 10 28所示，使线头端点 P 点分别接触 a 点和 b 点，如果电流表变化明显，用内接法，如果电压表变化明显，用外接法。 （ 4）滑动变阻器有两种连入电路的方法：分压法的优势是电压变化范围大，限流法的优势是电路连接简便，附加功率23 / 36 损耗小。当两种接法均能满足实验要求时，一般 选限流接法。当负载电阻较小，变阻器总阻值较大时，限流接法对电流、电压控制范围较宽，控制作用显著，宜用限流接法；但当负载电阻较大，变阻器总阻值较小时，限流接法对电流、电压控制范围较窄，控制作用不明显，宜用分压接法。 2.几点说明 高中阶段遇到的电阻的测量，除上述伏安法外，还主要有以下几种： 替代法：如图 10 29 所示，连接电路后，先将电键 S 拔至 1 处，读出电流表的示数；再将电键 S 拔至 2 处，调整电阻箱的阻值，使电流表的示数与第一次相同。此时电阻箱的示数就是被测电阻 Rx的阻值。 半偏法：电路 10 30如图所示 ，图中的 R 用电位器， R 用电阻箱。合上电键 S1，调整 R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度（注意不要使通过电流表的电流超过它的满偏电流，以免把电流表烧坏）。再合上开关 S2，调整 R 的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半。当 R 比 R 大很大时，可以认为 Rx=R 。 使用多用电表。 【例题精析】 例 1用伏安法测量某电阻 Rx 的阻值，现有实验器材如下： A待测电阻 Rx：范围在 5 8 ，额定功率为 1W 24 / 36 B电流表 A1：量程 0（内阻 ）； c电流表 A2：量程 0 3A（内阻 ）； D电 压表 V1：量程 0 3V（内阻 3k ）； E电压表 V2：量程 0 15V（内阻 15k ）； F滑动变阻器 R： 0 100 ； G蓄电池：电动势 12V； H导线，电键。 为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选，电压表应选。 解析 该题既要选择线路结构，又要选择仪器。先确定测量电路：由额定电压 Um2 PRx，可以算出 U ，应选电压表 V1，由额定电流 Im2 P/Rx有 Im=，应选电流表 A1，由电阻关系可知，应选用外接法。 再确定控制电路：由 R 100 10Rx 知，应选择限流式电路。 思考与拓宽：对实验器材和装置的选择，应遵循以下几条主要原则。 安全性原则：实验过程中，不产生由于器材或装置选择不当而使仪器发生损坏等不良后果。在电学实验中，主要表现为：使电流表实际通过的电流，电压表接线柱间实际所加的电压，均不得超过它们各自的量程；电表使用中，正、负接线柱不能接反；使滑动变阻器、电阻等元件通过的电流25 / 36 不超过其额定电流；电源的最大输出电流不超过其额定电流等。 准确性原则：要求实验误差尽量小，精度尽量高。即要求实验能尽量减小系统误差和偶然误差。在电学实验中，应 选择适当的实验电器，选择电流表、电压表、欧姆表的适当量程进行测量。 方便性原则：在保证实验能够顺利进行的条件下，使实验方便易行。在电学实验中，主要表现在滑动变阻器规格的选择、分压式电路与限流式电路的选择等。 经济性原则：损耗最小为原则。 【能力提升】 . 知识与技能 1如图 10 31是描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验器材。先在线框内画出该实验的线路图，再在图中连接实物图。 2用图 10 32 中电路测定未知电阻 Rx 的值，图中电源电动势未知，电源内阻与电流表的内阻 均可忽略不计， R 为电阻箱：（ 1）若要测得 Rx的值， R 至少需要取个不同的数值；（ 2）若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转的角度与通过的电流成正比，则在用此电路测 Rx时， R 至少需取个不同的数值；（ 3）若电源内阻不可忽略，能否26 / 36 应用此电路测量 Rx？答。 3下列判断正确的是（ ） A采用分压法扩大电压表的量程时，串联的电阻越小，表的量程越大 B采用分流法扩大电流表的量程时，并联的电阻越大，表的量程越大 c无论是分压作用还是分流作用，都不能改变电表本身所承受的最大电压和最大电流 D测电阻两端的电压时，误将电流表并联在电阻两端，接法虽错，但不会烧坏电流表 4.如图 10 33所示，电源电动势 6V、电阻 R1=10 ， R2=5 ，三根导线有一根是断的，另处两根导线都是好的，为了查出断导线，某同学先用多用电表红表笔连接在电源上的正极 a，再将黑表笔分别连接在电阻器 R1 的 b 端和 R2的 c 端，并观察多用电表的指针示数，在下列选档中符合操作规程的是（ ） A欧姆档 B直流 10V档 c直流档 D直流档 5.如图 10 34所示，电流表的内电阻不能忽略， R1， R2是两个可变电阻，当 a、 b 间电压为 4V时，电流表的指针刚好满偏（指针指在刻度盘最大值处）。当 a、 b 间电压为 3V时，如果仍要使电流表 G 的指针满偏，下列方法中可行的是27 / 36 （ ） A保持 R2不变，增大 R1 B保持 R2不变，减小 R1 c保持 R1不变，增大 R2 D增大 R2，减小 R1 . 能力与素质 6测两个电池 a、 b 的电动势得到如图 10 35所示的 U I图线，则：（ ） A电池 a 的电动势较大，内电阻较小 B电池 a 的电动势较小，内电阻较大 c电池 b 的电动势较小，内电阻较小