高中物理第二章直流电路第3节电阻的串联、并联及其应用教学案教科版.docx

第3节电阻的串联、并联及其应用1串联电路特点2并联电路特点3小量程电流表可通过串联或并联一个电阻来改装为大量程的电压表或电流表。4同一表头改装成的电压表，量程与改装后的内阻成正比；同一表头改装成的电流表，量程与改装后的内阻成反比。5滑动变阻器有限流电路和分压电路两种接法。6伏安法测电阻有电流表外接法和电流表内接法两种电路。一、电阻的串联与并联1电阻的串联把各个电阻依次首尾连接起来。2电阻的并联把各个电阻并列地连接在一起。3串、并联电路的特点串联电路并联电路电路图电流关系II1I2I3II1I2I3电压关系UU1U2U3UU1U2U3电阻关系R总R1R2R3二、电流表和电压表的改装1表头小量程的电流表，符号为G。2表头的三个参数满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是UgIgRg。3改装(1)电压表改装：测量较大的电压时，在表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表。(2)电流表改装：测量较大的电流时，在表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量程较大的电流表。三、限流电路和分压电路滑动变阻器在电路中的两种接法对比限流式接法分压式接法电路图闭合开关前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时R上得到的电压为0电阻R两端的电压调节范围UU0U通过电阻R的电流调节范围0使用的接线柱滑动变阻器上、下各有一个接线柱接入电路电阻丝两端的接线柱同时接入电路，金属杆两端的接线柱只有一个接入电路四、伏安法测电阻的两种电路1伏安法测电阻原理欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻。2两种电路的比较类别电流表内接法电流表外接法电路图误差分析电流表示数IAIR电压表示数UVURUA误差来源于电流表的分压作用电压表示数UVUR电流表示数IAIRIV误差来源于电压表的分流作用R测RRAR即测量结果偏大R测R即测量结果偏小选用条件RRA时选用该电路RRV时选用该电路1自主思考判一判(1)在电路中的任何一个位置串联一个电阻时，电路中的总电阻一定变大。()(2)在电路中的任何一个位置并联一个电阻时，电路中的总电阻不一定变小。()(3)两并联电阻的电流与电阻成正比，两串联电阻的电压与电阻成反比。()(4)同一表头改装成的电压表，串联的电阻越大，改装后的电压表的量程越小。()(5)同一表头改装成的电流表，并联的电阻越大，改装后的电流表的量程越大。()(6)改装后的电压表的内阻是表头内阻与串联电阻之和，改装后的电流表的内阻是表头内阻与并联电阻的并联值。()(7)伏安法测电阻的实验中，无论电流表内接还是外接，测量值均有误差。()2合作探究议一议(1)限流电路和分压电路在闭合开关前，滑片应处的位置是怎样的？提示：对限流电路：使滑动变阻器连入电路中的电阻最大(电阻R的电流最小)的位置；对分压电路：使滑动变阻器与负载R并联的电阻为零(R的电流、电压为零)处。(2)伏安法测电阻时，电流表有内、外接两种接法，试根据串并联的特点分析测量值偏大或偏小的原因。提示：电流表内接法如图，此时电流表的示数可以认为是流过Rx和RA的串联电流，而电压表测的是Rx和RA的串联总电压，此时R测RxRA，所以此接法测得的是Rx和RA的串联电阻值(偏大)。同理可分析若电流表外接测得的是Rx和RV的并联电阻值，即R测，此时R测Rx。串、并联电路的计算1关于电阻连接的几个常用推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。(3)n个相同的电阻R并联，其总电阻为R总。(4)多个电阻无论串联、并联还是混联时，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小。2关于电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即I。(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1I2R2InRnI总R总U。典例如图231所示，R1R24 ，R3R42 ，UAB6 V。求：图231(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)。(2)R1、R4两端的电压之比。思路点拨解答本题时应把握以下三点：(1)电阻R1、R2、R3、R4的连接方式。(2)电流表A1和电流表A2测量的是哪部分电路中的电流。(3)复杂电路的等效电路图的画法。解析(1)等效电路如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有，解得R并1 干路的总电流为I A2 A并联部分的电压为U并IR并21 V2 V通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为I1 A0.5 A，I2 A0.5 A，I3 A1 A，由图可知，电流表A1的示数是通过R2与R3的电流之和，则有IA1I2I30.5 A1 A1.5 A，电流表A2的示数是通过R1与R2的电流之和，则有IA2I1I20.5 A0.5 A1 A。(2)因为UABU并U4，所以R4两端的电压为U4UABU并6 V2 V4 V，又U1U并2 V，则。答案(1)IA11.5 AIA21 A(2)(1)处理串联、并联电路以及简单的混联电路的方法：准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图；正确利用串联、并联电路的基本规律、性质；灵活选用恰当的公式进行计算。(2)电路简化的原则：无电流的支路去除；电势相等的各点合并；理想导线可任意长短；理想电流表的电阻为零，理想电压表的电阻为无穷大；电压稳定时电容器可认为断路。 1. (多选)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图232所示，以下说法正确的是()图232AR1R2BR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域CR1R2DR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域解析：选ABIU图线的斜率为电阻的倒数，所以R1R2，A正确，C错误；串联后的总电阻大于任一个分电阻，所以串联后的总电阻的IU图线应在区域，B正确；同理，D错误。2.如图233所示的电路中，R18 ，R24 ，R36 ，R43 。图 233(1)求电路中的总电阻。(2)当加在电路两端的电压U42 V时，通过每个电阻的电流是多少？解析：(1)R3、R4并联后电阻为R34，则R34 2 ，R1、R2和R34串联，总电阻RR1R2R3414 。(2)根据欧姆定律I，I A3 A。由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，由并联电路的特点：I3I43 A，解得I31 A，I42 A。答案：(1)14 (2)I1I23 A，I31 A，I42 A电表改装1 电表改装的两种类型及计算小量程的电流表G改装成电压表小量程的电流表G改装成大量程的电流表 内部电路R的作用分压分流扩大量程计算UIg(RRg) RRg(n1)Rg(其中n)IgRg(IIg)R R(其中n)电表的总内阻RVRgRRA2双量程电压表的改装(1)改装原理将电流表的示数根据欧姆定律UgRgIg转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，就可以测量较大的电压，如果串联两个分压电阻，就可以改装成双量程电压表。图234(2)改装后量程的计算根据串联电路的分压原理有：Ig根据上式可知，AB之间的电压是UAB，AC之间的电压是UAC，对于给定的表头，选用不同的R1和R2，就可以改装成不同量程的电压表。可以看出，由同一个灵敏电流计改装而成的多量程电压表，其量程之比等于改装后的内阻之比。3双量程电流表的改装(1)改装原理小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。若连接成图235所示的电路，就可以改装成双量程的电流表。图235(2)改装后量程的计算A为公共端，若用AC时，R1和R2串联后作为分流电阻，设量程为IAC，则有IACIg；若用AB时，R2与电流表串联后再与R1并联，R1为分流电阻，设量程为IAB，则有IABIg。典例 (2015北京高考)如图236所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图236A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解析设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1IA)R1IARA，解得I13IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2IA)R1IARA，解得I23IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A。选项C正确。答案C求解电表改装问题时，应明确电表改装的原理：改装成电压表，串联一个阻值较大的分压电阻；改装成电流表，并联一个阻值较小的分流电阻。同时要区分电表改装问题中的三个电阻：表头内阻Rg、分压电阻或分流电阻、改装后电表的内阻，不要将它们混淆。1把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A改装原理为串联电阻能减小电流B改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变C改装后，表头G自身的电阻增大了D改装后使用时，通过表头G的电流就可以大于改装前允许通过的最大电流解析：选B改装成大量程电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变；改装成大量程电流表后，因为表头G并联了电阻，故电流表的总电阻减小了，但表头G自身的电阻并不变化。故选项B正确。2(多选)将分压电阻串联在表头上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A接上分压电阻后，增大了表头的满偏电压B接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变C如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D通电时，表头和分压电阻中通过的电流一定相等解析：选BD接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变，选项A错误，B正确；分压电阻是表头内阻的n倍，则表头满偏时分压电阻两端的电压为nUg，电压表的量程为(n1)Ug，选项C错误；通电时，表头和分压电阻串联，故通过它们的电流一定相等，选项D正确。3磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G，内阻Rg30 ，满偏电流Ig5 mA，要将它改装为量程为03 A的电流表，所做的操作是()A串联一个570 的电阻B并联一个570 的电阻C串联一个0.05 的电阻D并联一个0.05 的电阻解析：选D要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R，应有IgRg(IIg)R，所以R0.05 ，故选D。伏安法测电阻及滑动变阻器的接法应用1伏安法测电阻的电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当RxRA时，采用内接法，当RxRV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。(2)比值比较法或临界值法比值比较法：当时，用内接法；当时，用外接法。临界值法：当Rx时，用内接法；当Rx时，用外接法。 (3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图237所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法。若电压表的示数有明显变化，即，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。图2372滑动变阻器的两种接法选择(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得的电压大，移动滑动触头调节范围大。(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节。(3)以下几种情况必须采用分压接法若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法。若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法。若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法。(4)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单，耗能低。典例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58 ，额定电流0.45 AB电流表A1：量程00.6 A(内阻0.2 )C电流表A2：量程03 A(内阻0.05 )D电压表V1：量程03 V(内阻3 k)E电压表V2：量程015 V(内阻15 k)F滑动变阻器R：05 G蓄电池：电动势12 VH导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选_，电压表应选_，并画出电路图。思路点拨解答本题可按以下思路分析：解析待测电阻Rx的额定电流为0.45 A，应选电流表A1，额定电压Umax0.458 V3.6 V，电压表V2的量程太大，应选电压表V1；由于 ，Rx，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2Rx真。答案：Rx1大于小于2某同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值，实验所需的器材如下：待测电阻Rx(约100 )，直流毫安表(量程010 mA，内阻5 )，直流电压表(量程03 V，内阻5 k)，直流电源(输出电压3 V，内阻不计)，滑动变阻器(阻值范围015 ，允许最大电流1 A)，开关一个，导线若干条。根据器材的规格和实验要求，在下面的虚线框中画出实验电路图并在如图239所示的实物图上连线。图239解析：(1)由于，故电流表应用外接法；如果采用限流式接法，则Imin A25 mA10 mA，即最小电流超过电流表的量程，故滑动变阻器应采用分压式接法，电路图及实物图连线如图所示。答案：见解析1(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中，已知R110 ，R35 。R1两端电压为6 V，R2两端电压为12 V，则()A电路中的电流为0.6 AB电阻R2的阻值为20 C三只电阻两端的总电压为21 VD电阻R3两端的电压为4 V解析：选ABC电路中电流I A0.6 A，A对；R2的阻值为R2 20 ，B对；三只电阻两端的总电压UI(R1R2R3)21 V，C对；电阻R3两端的电压U3IR30.65 V3 V，D错。2三个电阻的阻值之比为R1R2R3125，并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为()A125 B521 C1052 D2510解析：选C三个电阻并联，电压相等，设为U，由欧姆定律得I，所以I1I2I31052，C对，A、B、D错。3电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把此电流表改装成量程为1 V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.1 的电阻B应并联一个0.1 的电阻C应串联一个1 800 的电阻D应并联一个1 800 的电阻解析：选C电流表改装成电压表，应串联电阻。电阻两端的电压UUUg1 V200500106 V0.9 V，串联的电阻阻值为R1 800 。4一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 A，内阻为Rg；如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n A，则()A给它串联一个电阻，阻值为nRgB给它串联一个电阻，阻值为(n1)RgC给它并联一个电阻，阻值为D给它并联一个电阻，阻值为解析：选D把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻，由并联电路特点，IgRg(IIg)R，所以RRg，每一小格变为n A，量程变为nIg，则RRg。5两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图1所示，则电压表的示数为8 V，如果他把此电压表改接在R2的两端，则电压表的示数将()图1A小于4 V B等于4 VC大于4 V，小于8 V D大于或等于8 V解析：选A并联电路的电阻小于任何一个支路的电阻，又因为串联电路的电压与电阻成正比，所以把电阻并联在R2的两端，则电压表的示数小于4 V，故选A。6为测某电阻R的阻值，分别接成如图2所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3 V和3 mA，乙电路中电表示数分别为2.9 V和4 mA，则待测电阻的阻值应为()图2A比1 000 略大一些 B比1 000 略小一些C比725 略大一些 D比725 略小一些解析：选B电流表示数前后变化相对较大，说明电压表的分流影响较大，应采用电流表内接的甲电路来测量电阻值，由R可得R测1 000 ，但R测实际上是待测电阻与电流表串联之后的总电阻，所以待测电阻的阻值比1 000 略小一些，B正确。7(多选)如图3所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则()图3A空载时输出电压UABB当AB间接上负载R时，输出电压UABCAB间的负载R越大，UAB越接近DAB间的负载R越小，UAB越接近解析：选ABC空载时A、B间的电压为总电压的一半，即UAB，故A正确。当AB间接上负载R后，R与变阻器的下半部分并联，并联电阻小于变阻器总阻值的一半，故输出电压UAB，但R越大，并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半，UAB也就越接近，R越小，并联电阻越小，UAB就越小于，故B、C正确，D错误。8. (多选)如图4所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(03 A)和电流表A2(00.6 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()图4AA1的指针半偏时，A2的指针也半偏BA1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏CA1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 A解析：选AD电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，A正确，B错误；两电流表的内阻之比为15，则电流之比为51。A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 A。C错误，D正确。9如图5所示，当a、b两端接入100 V的电压时，c、d两端电压为20 V，当c、d两端接入100 V的电压时，a、b两端的电压为50 V，则R1R2R3是()图5A421 B211C321 D121解析：选A据题意可知，当a、b两端接电压时，c、d两端电压为R2两端电压，即R2Ucd，代入数据可得：R12R2，同理当c、d两端接电压时，a、b两端电压为R2两端电压，即R2Uab，代入数据得：R22R3，所以R1R2R3421。10.如图6所示，电流表G的内阻不可忽略，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4 V时，电流表的指针刚好满偏(指针指在刻度盘的最大值处)，当a、b间的电压为3 V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是()图6保持R2不变，增大R1增大R1，减小R2保持R2不变，减小R1增大R2，减小R1A BC D解析：选A当a、b间的电压为3 V时，要使电流表G的指针满偏，应使G和R1的并联总电阻增大或者使R2减小，故可以。11某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：电流表 A(量程为05 mA，内阻约为10 )；电压表 V(量程为03 V；内阻约为3 k)；最大阻值约为100 的滑动变阻器；电源E(电动势约为3 V)；开关S、导线若干。(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图7甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻阻值Rx大约为_；(2)经分析，该电路测量误差较大，需要改进，请直接在原图甲上改画：在不需要的连线上画“”，补画上需要添加的连线；(3)对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的UI图像，得Rx_。(保留三位有效数字)图 7解析：(1)根据图甲测量数据及欧姆定律可得R 500 。(2)待测电阻Rx约为500 ，而电压表的内阻约为3 k，是待测电阻的6倍左右，电流表的内阻约为10 ，待测电阻是电流表内阻的50倍左右，显然用电流表外接法电压表的分流作用比较大，应该改用电流表内接法。(3)待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率，即Rx 600 。答案：(1)500(2)见解析(3)60012.图8为实验室常用的两个量程的电压表原理图。当使用O、A两接线柱时，量程为3 V；当使用O、B两接线柱时，量程为15 V。已知电流计的内电阻Rg500 ，满偏电流Ig100 A。求：分压电阻R1和R2的阻值。图8解析：串联分压电路的特点就是电流相同。在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时经过“表头”的电流均为满偏电流。接O、A时：Ig即R1Rg2.95104 接O、B时：Ig即R2RgR11.2105 。答案：2.95104 1.2105 学生实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1描绘小灯泡的伏安特性曲线。2分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在IU坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。三、实验器材小灯泡(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 )一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。四、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图1中的原理图连接好实验电路。图12把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S。3移动滑动变阻器滑片位置，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中，断开开关S。U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)4.拆除电路，整理仪器。五、数据处理1在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。2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)3将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。六、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系统误差。2电流表、电压表的读数会带来偶然误差，要严格按照读数规则读数。3在坐标纸上描点、作图也会带来偶然误差。七、注意事项1电路的连接方式：(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化。2闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。4当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关。5误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线。例1(2015浙江高考)图2甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。图2(1)根据图甲画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的、所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V。所示读数为：_、_、_、_。两组数据得到的电阻分别为_和_。解析(1)实验电路图如图所示。(2)电流表量程为0.6 A，每一小格代表0.02 A，读数时估读到精确度的本位即可；电压表量程为3 V，每一小格代表0.1 V，读数时估读到精确度的下一位。读数分别为：0.10 A、0.24 A、2.00 V、0.27 V。应用R求电阻时，电流为0.10 A时对应的电压为0.27 V；电流为0.24 A时对应的电压为2.00 V，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 和8.3 。答案(1)见解析图(2)0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V27(0.1) 8.3(0.1) 如填为8.3(0.1) 27(0.1) 也行例2表格中所列数据是测量小灯泡U I关系的实验数据：U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)分析表格内实验数据可知，应选用的实验电路图是图3中的_(选填“甲”或“乙”)；图3(2)在图4所示的方格纸内画出小灯泡的U I曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而_(选填“变大”“变小”或“不变”)。图4解析(1)从表中数据可看出，小灯泡两端电压可以从零开始调节，这说明滑动变阻器应选用分压接法，故应选用甲图。(2)在方格纸上根据UI数据描点、连线，其UI图像如图所示。随U和I的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率越来越大，故其电阻变大。答案(1)甲(2)UI图线见解析变大1.在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图5所示的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是()图5A灯泡中灯丝已烧断B滑片接触不良C灯泡内部短路D滑动变阻器A端接触不良解析：选C由题图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错。若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错。若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，故D错。若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C。2要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 )；电流表(量程为0250 mA，内阻约5 )；电压表(量程为03 V，内阻约3 k)；开关一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)。A滑动变阻器(最大阻值20 ，额定电流1 A)B滑动变阻器(最大阻值1 750 ，额定电流0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)。解析：(1)描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电压调节范围大，因此滑动变阻器采用分压式，为使调节过程中电压变化尽可能均匀，选用最大阻值较小的滑动变阻器A。(2)由于小灯泡的电阻比较小，因此电流表采用外接法，选用B图。答案：(1)A(2)B3图6为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。图6(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，根据实验数据作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。解析：(1)滑动变阻器在最左端时，小灯泡电压最小，为了保护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端。在调节滑动变阻器时，应注意电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压。(2)如图所示。答案：(1)使它靠近变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)见解析4用图7所示的器材通过实验来研究某电学元件Z的伏安特性曲线。已知电压表的内阻远大于该电学元件的电阻。图7(1)若要求加在电学元件上的电压从零开始逐渐增大，请在虚线框中画出实验原理图。(2)将图中仪器连成实物连接图。(3)某实验小组采用合理的实验方法测得多组U、I数据如下表所示。U/V0.000.200.501.00I/A0.0000.0500.1000.150U/V1.502.002.503.00I/A0.1800.1950.2050.215利用这些数据绘出的该电学元件的伏安特性曲线如图8甲所示。图8请根据这些数据和图线回答下列问题：该电学元件的电阻随电压U的变大而_(填“变大”“变小”或“不变”)。若把该电学元件接入如图乙所示的电路中时，电流表的读数为0.070 A，已知A、B两端电压恒为1.5 V，则定值电阻R0的阻值为_ 。解析：(1)题干中明确指出电压表内阻远大于该电学元件的电阻，所以测量电路应采用电流表外接法；同时还要求电学元件两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器应采用分压接法。实验原理图如图甲所示。(2)实物连接图如图乙所示。(3)由题图所示IU图线可知，该电学元件的电阻逐渐变大。根据欧姆定律得RR0 21 。电流为0.070 A对应题图甲中电学元件两端的电压为0.30 V，故电阻R021 4.3 16.7 。答案：(1)见解析图甲(2)见解析图乙(3)变大16.75某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 ；电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2 ；电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1 ；标准电阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010 ；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干。图9(1)甲同学设计了如图9甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为_ 。(2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_ V。(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。解析：(1)由题图乙知，电压表的读数为2.30 V，根据欧姆定律，L的电阻RL 5 。(2)电压表与电阻R2串联，电压表两端的电压3 V，根据串联电路电阻与电压的关系，电阻R2两端的电压为1 V，灯泡L两端的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和，即为4 V。(3)如图所示。答案：(1)5(2)4(3)见解析图6要测绘某电学元件(最大电流不超过6 mA，最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线，设计电路如图10所示，图中定值电阻R1 k，用于限流；电流表量程为10 mA，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为10 V，内阻约为10 k；电源电动势E12 V，内阻不计。图10(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：a阻值0200 ，额定电流0.3 Ab阻值020 ，额定电流0.5 A本实验应选用的滑动变阻器是_(填“a”或“b”)。(2)正确接线后，测得数据如下表所示。12345678910U(V)0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I(mA)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50根据以上数据，电压表是并联在M与_之间的(填“O”或“P”)。根据以上数据，在图11中画出该元件的伏安特性曲线。图11解析：因为描绘的是元件的伏安特性曲线，故要求滑动变阻器采用分压式接法，为了调节灵活和方便，应选用阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器，故选用滑动变阻器b；根据题中提供的数据以及电流表内接和外接的判定方法，可知电流表应采用内接法，故电压表应接在M、P之间。答案：(1)b(2)P如图所示7为研究小灯泡的伏安特性曲线，选用额定值为“3.0V0.4 A”的小灯泡进行实验，实验中除了有仪器：电流表、电压表、开关、导线若干外，还需要_、_。(1)根据所学的知识，回答下列问题：实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流时，电路怎样连接才能使测得的小灯泡电阻误差较小？为什么？为使加在小灯泡两端的电压从零开始，且能在较大的范围内调节，滑动变阻器应怎样连接？在图12甲所示的方框内画出相关的电路图。图12(2)请根据你画的电路图，把图乙中的实验器材连成符合要求的实验电路。(3)为使读数误差尽可能小，电压表的量程应选用_挡，电流表的量程应选用_挡，为保证实验安全，测量范围不能超过_ V和_ A，开始做实验闭合S前，应把P移到_端。(4)若实验中测得通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压如下表所示，请在坐标纸上画出IU图线，该小灯泡的电阻有何特征？并分析其主要原因。U/V0.050.140.210.300.480.701.021.481.962.50I/A0.100.200.260.300.360.400.440.480.520.56解析：还需要的仪器有：电源、滑动变阻器。(1)为了在测量电阻时减小误差，电流表量程选择00.6 A，电压表量程选择03 V，电流表采用外接法。为了能够在较大的范围内测量小灯泡的电压，且小灯泡的电压从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图甲所示。(2)依据电路图连接实物图如图乙所示。(3)为使读数误差尽可能小，电压表的量程应选用03 V挡，电流表的量程应选用00.6 A挡，为保证实验安全，测量范围不能超过3 V和0.4 A，开始做实验闭合S前，应把P移到D端。(4)IU图线如图所示。灯丝电阻随小灯泡两端电压的增大而增大，这是由于随着电压的增大，灯丝的温度升高，其电阻随温度的升高而增大。答案：见解析学生实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器和游标卡尺)一、实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。2学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。3学会螺旋测微器、游标卡尺的使用方法和读数。二、实验原理由R得，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率。 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理如图1所示。图1(2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S。(3)将测量的数据代入公式求金属丝的电阻率。三、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。四、螺旋测微器和游标卡尺的使用1螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图2所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上。旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。图2(2)螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)如图3所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。图32游标卡尺(如图4所示)(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。图4(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长