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文档简介
恒定电流欧姆定律 焦耳定律 电阻定律【学习目标】1. 理解欧姆定律;能用它进行有关电路问题的计算;知道导体的伏安特性曲线;形成线性元件和非线性元件的概念.2. 知道电功、电功率的概念;能用其表达式进行相关计算.3. 认识焦耳定律;能用其表达式进行相关计算.4. 知道电功与电热的区别;了解焦耳定律在生活生产中的应用.5. 知道电阻定律;能用电阻定律进行有关的计算.6. 理解电阻率的概念、意义;理解电阻率与温度的关系【自主学习】1. 电流是 ,但电流有 ,规定 为电流的方向.定义式 i= ,电流的微观表述i= ,单位: 2.额定功率是 。实际功率是 ;p实 p额3.各种材料都有各自的电阻率,纯金属的电阻率一般都比较 ,合金的电阻率都比较 .电阻率不仅跟材料有关,而且与 有关,温度升高的情况下,几乎所有金属的电阻率都变 .4焦耳定律: 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 ,跟导体的电阻及通电时间成 .公式为q= .【课堂探究】活动1:电阻定律的应用1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是:( )a横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 b长度一定,电阻与导体的横截面积成正比c电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 d电流一定,电阻与导体两端的电压成反比2.如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm.当将a与b接入电压为u的电路中时,电流为1 a;若将c与d接入同一电路中,则电流为:a.4 a b.2 a c. a d. a3.一条粗细均匀的电阻丝电阻为r,其横截面直径为d,若将它拉制成直径为的均匀细电阻丝,其电阻变为原来的多少?活动2:伏安特性曲线4.在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 v,内阻不计,l1、l2、l3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列关于电路中的灯泡的判断中,正确的是:灯泡l1的电阻为12通过灯泡l1的电流为灯泡l2的电流的2倍灯泡l1消耗的电功率为0.75 w灯泡l2消耗的电功率为0.30 w5.如右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(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12 v的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.(2)如右图所示,将两个这样的电灯并联后再与10的定值电阻串联,接在电动势为8 v的电源上,求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻.活动3:电路的串并联6.某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路,研究串并联电路的特点.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闭合,k1与b连接,三只灯泡都发光,l3的亮度小于l2的亮度7.在如图所示的电路中,电阻r1、r2、r3的阻值均为2,电流表内阻不计,在b、c两点间加上6 v的电压时,电流表的读数为( )a.0b.1 ac.1.5 ad.2 a活动4:电路中的能量8.有四盏电灯,如图所示连接在电路中,l1和l2都标有“220 v,100 w”字样,l3和l4都标有“220 v,40 w”字样,把电路接通后,最暗的是:( )a.l1 b.l2 c.l3 d.l49.如图所示的电路中,输入电压u恒为12 v,灯泡l标有“6 v,12 w”字样,电动机线圈的电阻rm=0.50 .若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是:a.电动机的输入功率是12 wb.电动机的输出功率12 wc.电动机的热功率是2 wd.整个电路消耗的电功率是22 w【当堂检测】1如图所示两种电路中,电源相同,各电阻器阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表a1、a2、a3和a4读出的电流值分别为i1、i2、i3、i4。下列关系式中正确的是:( )ai1=i3 bi1i4 ci2=2i1 di2i3+i4 2.如图所示,两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为u,则:( )a.通过两棒的电流不相等b.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同c.两棒内的电场强度不同,细棒内场强e1大于粗棒内场强e2d.细棒的电压u1大于粗棒的电压u23.额定电压都是110 v,额定功率pa=100 w,pb=40 w的a、b两灯,接在220 v的电路中,使电灯均正常发光且消耗的电功率最小的电路是( )uarsm【巩固训练】1.如图所示,电阻r=20,电动机的绕组电阻r10当开关打开时,电流表的示数是i,电路消耗的电功率为p。当开关合上后,电动机转动起来。若保持电路两端的电压不变,电流表的示数i 和电路消耗的电功率p 应是:( )ai 3i bi3i cp3p dp3p2.如图所示,电源电动势为6 v,当开关接通时,灯泡l1和l2都不亮,用电压表测得各部分电压是uad=0,ucd=6 v,uab=6 v,由此可以断定:a.l1和l2的灯丝都断了b.l1的灯丝断了c.l2的灯丝断了d.变阻器r断路3.高温超导限流器已被公认为是目前最好的且惟一行之有效的短路故障电流限制装置,中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作,并于2005年初在湖南进行了并网挂机实验.超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图所示.超导部件有一个超导临界电流ic,当通过限流器的电流iic时,将造成超导体失超,从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流.已知超导部件的正常电阻为r1=3,超导临界电流ic=1.2 a,限流电阻r2=6,小灯泡l上标有“6 v,6 w”,电源电动势e=8 v,内阻r=2.原来电路正常工作,现l突然发生短路.则下列说法正确的是:a.短路前通过r1的电流为 ab.超导部件将由超导态转为正常态c.短路后通过r1的电流为2 ad.短路后通过r1的电流为 a闭合电路欧姆定律【学习目标】1. 知道电源的电动势和内阻;认识内电路和外电路.2. 理解闭合电路欧姆定律;能用它进行有关电路问题的分析与计算.3. 能熟练对直流电路进行动态分析.4. 能联系生活实际,对电路故障进行分析判断.5. 能对含容电路进行分析计算【自主学习】1. 闭合电路的组成:(1) : 电源内部的电路,其电阻称为 ,内阻所降落的电压称为 ;(2) : 电源外部的电路,其两端电压称为 或 ;(3) 内、外电压的关系: e=u外+u内.2. 闭合电路的欧姆定律: 闭合电路中的电流跟电源的电动势成 ,跟内、外电路的电阻之和成 .表达式 :i=e/(r+r).3. 路端电压: 表达式为u路=e-u内=e-ir,当外电阻r增大时,总电流 ,内电压 ,路端电压 ;当r趋向于零时,路端电压趋向 ;当r变为无穷大时,路端电压趋向于 ,也就是说,断路时路端电压 电源电动势.4. 串联电路的基本特点:(1) 电路中各处的电流 ,即i1=i2=in;(2) 电路两端的总电压 各部分电路两端电压 ,即u=u1+u2+un;(3) 总电阻: r=r1+r2+rn;(4) 电压分配: u1/r1=u2/r2=un/rn.5. 并联电路的基本特点:(1) 电路中各支路两端的电压 ,即u1=u2=un;(2) 电路的总电流 各支路电流之和,即i=i1+i2+in;(3) 总电阻: 1/r=1/r1+1/r2+1/rn;(4) 并联总电阻 任一支路电阻;(5) 任一支路电阻 ,总电阻增大,反之减小.【课堂探究】活动1:动态电路分析1.如图所示,电动势为e、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关s1,三个灯泡都能正常工作。如果再合上s2,则下列表述正确的是a电源输出功率减小 bl1上消耗的功率增大av1v2v3sr1r2pe,r图1c通过r1上的电流增大 d通过r3上的电流增大2.在如图1所示电路中,电源电动势为e,内阻为r,电流表a、电压表v1、v2、v3均为理想电表,r1为定值电阻,r2为滑动变阻器。闭合开关s,当r2的滑动触头p向上滑动的过程中: a电压表v1的示数增大,电压表v2的示数变小b电压表v3示数的变化量的绝对值与电压表v1、v2示数的变化量的绝对值之和相等 c电压表v1示数与电流表a示数的比值不变d电压表v3示数的变化量与电流表a示数的变化量的比值保持不变活动2:电路故障分析3.如图所示的电路中,闭合电键,灯l1、l2正常发光由于电路出现故障,突然发现灯l1变亮,灯l2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是( )ar1断路 br2断路cr3短路 dr4短路活动3:u-i图象4.某同学将一直流电源的总功率pe、输出功率pr和电源内部的发热功率pr随电流i变化的图线画在了同一坐标上,如右图中的a、b、c所示,根据图线可知( ) a、反映pr变化的图线是cb、电源电动势为8v c、电源内阻为2d、当电流为0.5a时,外电路的电阻为65.某电子元件的电压与电流的关系如图所示,将该电子元件与一个r=8的电阻串联,再接至电动势e=3 v、内阻r=2的电源上,试求电路中电流及电源的效率.活动4:与功率有关的极值问题6.如图所示,电阻r3=4,电表为理想表.开始时r1、r2、r3中都有电流通过,电压表示数为2 v,电流表示数为0.75 a,后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2 v,电流表示数为0.8 a.(1)哪个电阻断路?(2)求电阻r1、r2的阻值各为多少?(3)电源的电动势和内阻各为多少?活动5:含容电路分析7.如图所示的电路中,两平行金属板a、b水平放置,两板间的距离d=40 cm。电源电动势e=24v,内电阻r=1 ,电阻r=15 。闭合开关s,待电路稳定后,将一带正电的小球从b板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=110-2 c,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力。那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达a板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s2).【当堂检测】1.如图所示是一实验电路图,在滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是a路端电压变小 b电流表的示数变大c电源内阻消耗的功率变小 d电路的总电阻变大a1a2vsr1r2r3abe r2.在如图所示的电路中,e为电源电动势,r为电源内阻,r1和r3 均为定值电阻,r2为滑动变阻器。当r2的滑动触点在a端时合上开关s,此时三个电表a1、a2和v的示数分别为i1、i2和u。现将r2的滑动触点向b端移动,则三个 电表示数的变化情况是:ai1增大,i2不变,u增大 bi1减小,i2增大,u减小ci1增大,i2减小,u增大 di1减小,i2不变,u减小3.小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图所示,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。则下列说法中正确的是:a随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大b对应p点,小灯泡的电阻为rc对应p点,小灯泡的电阻为rd对应p点,小灯泡的功率为图中矩形pqom所围的面积4.如图甲所示电路,当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的ac、bc两直线所示,不考虑电表对电路的影响.(1)电压表v1、v2的示数随电流表示数的变化图象应分别为ui图象中哪一条直线?(2)定值电阻r0、变阻器的总电阻分别为多少?(3)试求出电源的电动势和内阻.(4)变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?5.如图所示,已知电源内阻r=2,定值电阻r1=0.5.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,电源输出功率最大?【巩固训练】1.在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为,电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定a电源的电动势一定小于击穿电压b电容器所带的最大电荷量一定为 c闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大d在一个闪光周期内,通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等vraa b2.如图所示,电源内阻不能忽略,安培表、伏特表都是理想电表,当滑动变阻器r的滑动头从a端滑到b端过程中( )av的示数先增大后减小,a示数增大 bv的示数先增大后减小,a示数减小 cv的示数先减小后增大,a示数增大 dv的示数先减小后增大,a示数减小3.如图所示的电路中,电池的电动势为e,内阻为r,电路中的电阻r1、r2和r3的阻值都相同.在电键s处于闭合状态下,若将电键s1由位置1切换到位置2,则:a.电压表的示数变大b.电池内部消耗的功率变大c.电阻r2两端的电压变大d.电池的效率变大4.如图所示,直线a为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线b为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线c为一个电阻r的两端电压与电流的关系图象.将这个电阻r分别接到a,b两电源上,那么:a.r接到a电源上,电源的效率较高b.r接到b电源上,电源的输出功率较大c.r接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低d.r接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高5.如图所示的电路中,a、b、c分别表示理想电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位.当电键s闭合后,a、b、c三表示数分别为1、2、3时,灯l1、l2正好均正常发光.已知灯l1、l2的额定功率之比为31,则可判断:a.a、b、c均为电流表b.a、b、c均为电压表c.b为电流表,a、c为电压表 d.b为电压表,a、c为电流表6.如图所示电路中,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,断开哪一个电键后p会向下运动:a.s1b.s2c.s3d.s47.如图所示,电源电动势为e=12 v,内阻r=3,r0=1,直流电动机内阻r0=1,当调节滑动变阻器r1时可使甲电路输出功率最大,调节r2时可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定功率为2 w),则r1和r2的值为:a.2,2b.2,1.5 c.1.5,1.5 d.1.5,2 电阻的测量 描绘小灯泡的伏安特性曲线【学习目标】.能描绘小灯泡的伏安特性曲线,并能分析曲线的变化规律.能处理相关的拓展性实验【自主学习】.实验原理本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来描述小灯泡中的钨丝在某一电压变化范围内的阻值变化,从而了解它的导电特性金属导体的电阻率随 的升高而 ,因此对小灯泡来讲,它的电阻会随着温度的升高而 ,它的伏安特性曲线不是一条直线,而是一条曲线,即灯丝的电阻是非线性的.实验步骤(1) 适当选择电流表、电压表的量程,采用电流表 ,按图中所示的电路原理图连接好实验电路图(2) 滑动变阻器采用 ,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的端,电路经检查无误后,闭合电键(3) 改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数和,记入记录表格内,断开电键(4) 在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流,横轴表示电压,用平滑曲线将各点连接起来,便得到小灯泡 曲线(5) 拆去实验线路,整理好实验器材【课堂探究】活动1伏安法测电阻1.检测一个标称值为5 的滑动变阻器。可供使用的器材如下:a待测滑动变阻器rx,全电阻约5 (电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数)b电流表a1,量程0.6 a,内阻约0.6 c电流表a2,量程3 a,内阻约0.12 d电压表v1,量程15 v,内阻约15 k e电压表v2,量程3 v,内阻约3 kf滑动变阻器r,全电阻约20 g直流电源e,电动势3 v,内阻不计h游标卡尺 i毫米刻度尺 j电键s、导线若干用伏安法测定rx的全电阻值,所选电流表_(填“a1”或“a2”),所选电压表为_(填“v1”或“v2”)。画出测量电路的原理图,并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率,需要测量电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,请设计一个实验方案,写出所需器材及操作步骤,并给出直径和总长度的表达式。活动2替代法测电阻uippmpompuompu1ompi1uompiuompnuomp2.(1)一只标有“18v,10w”的灯泡,正常工作时的电阻为 ;若用多用电表的欧姆档来测量这只灯泡的电阻,则测出的阻值应(填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作时的电阻。(2)在测定小灯泡电阻的实验中,得出小灯泡的伏安特性图线如图所示,图线上p点的横坐标和纵坐标分别为u1和i1,pn为图线中p点的切线,p、n两点横坐标之差和纵坐标之差分别为u和i。则下列说法中正确的是a小灯泡的电阻随着所加电压的增大而增大b小灯泡的电阻是定值,不随所加电压的增大而变化c电流为i1时,小灯泡的电阻ru1/i1 d电流为i1时,小灯泡的电阻ru/i 12v(3)请你用下列器材设计一个实验,测定一只标有“18v,8w”的灯泡l工作时的实际电阻值。a输出电压为12v的交流电源 b单刀双掷开关一只c电阻箱一只(0999,额定电流1a)d交流电流表一只(00.6a) e导线若干请在方框内画出实验电路图。简要写出实验步骤。活动3伏伏法测电阻3.(1)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图所示,该铜丝的直径为 mm(2)右图为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量特测电阻rx的阻值(约500)。图中两个电压表量程相同,内阻都很大。实验步骤如下:调节电阻箱,使它的阻值r0与待测电阻的阻值接近;将滑动变阻器的滑动头调到最右端。合上开关s。将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都具有明显偏转。记下两个电压表和的读数u1和u2。多次改变滑动变阻器滑动头的位置,记下和的多组读数u1和u2。求rx的平均值。回答下列问题:()根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图。()不计电压表内阻的影响,用u1、u2和r0表示rx的公式为 ()考虑电压表内阻的影响,且u1、u2、r0、的内阻r1、的内阻r2表示rx的公式 活动4安安法测电阻4.某待测电阻rx的阻值约为20,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:a电流表a1(量程150ma,内阻约为10)b电流表a2(量程20ma,内阻r2=30)c定值电阻r0=100d滑动变阻器r,最大阻值约为10e电源e,电动势e=4v(内阻不计)f电键s及导线若干(1)根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的,请你在线框内画出测量rx的一种实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。(2)实验时电流表a1的读数为i1,电流表a2的读数为i2,用已知的和测得的物理量表示rx=_。(用字母表示)ma待测元件opnre活动5描绘伏安特性曲线5要描绘某电学元件(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,图中定值电阻r为1 k,用于限流;电流表量程为10 m,内阻约为5 ;电压表(未画出)量程为10 ,内阻约为10 k;电源电动势e为12 ,内阻不计。实验时有两个滑动变阻器可供选择:a、阻值0到200 ,额定电流0.3 a b、阻值到20 ,额定电流0.5 a本实验应选的滑动变阻器是 (填“a”或“b”)正确接线后,测得数据如下表12345678910u(v).003.006.006.166.286.326.366.386.396.40i(ma)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50(a)根据以上数据,电压表是并联在m与 之间的(填“o”或“p”) (b)根据以上数据,画出该元件的伏安特性曲线。画出待测元件两端电压umo随mn间电压umn变化的示意图为(无需数值)umoumn【当堂检测】1.用伏安法测金属电阻rx(约为5)的值,已知电流表内阻为1,量程为0.6 a,电压表内阻为几千欧,量程为3 v,电源电动势为9 v,滑动变阻器的阻值为06,额定电流为5 a,试画出测量rx的原理图.2.某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为u1=3.0 v,i1=3.0 ma,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为u2=2.9 v,i2=4.0 ma,如图所示.由此可知电压表应接到 点误差较小,测得rx的值应为 .3.某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。可用的器材如下:电源(电动势3v,内阻1)、电键、滑动变阻器(最大阻值20)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。u/vi/a0.40.81.21.62.02.42.80 0.1 0.2 0.30.40.51)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的u-i图象如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。abc+2)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。3)若某次连接时,把ab间的导线误接在ac之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是 w(本小题若需要作图,可画在图a中)【巩固训练】1.欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:a.电池组(3 v,内阻1)b.电流表(03 a,内阻0.012 5)c.电流表(00.6 a,内阻0.125)d.电压表(03 v,内阻3 k)e.电压表(015 v,内阻15 k)f.滑动变阻器(020,额定电流1 a)g.滑动变阻器(02 000,额定电流0.3 a)h.开关、导线(1)上述器材中应选用的是 .(填写各器材的字母代号)(2)实验电路应采用电流表 接法.(填“内”或“外”)(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中i= a,u= v.(4)为使通过待测金属导线的电流能在00.5 a范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路.(5)用螺旋测微器测测量金属导线的直径,其示数如图所示,该金属导线的直径为_ mm。2.某同学用图2所示电路,测绘标有“3.8 v,0.3 v”的小灯泡的灯丝电阻r随电压u变化的图象.除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:a:(量程100 ma,内阻约2); a:(量程0.6 a,内阻约0.3);电压表:v1(量程5 v,内阻约5); v2(量程15 v,内阻约15);电源:e1(电动势为1.5 v,内阻为0.2 );e2(电动势为4 v,内阻约为0.04 ).为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表_,电压表_,滑动变阻器_,电源_.(填器材的符号)根据实验数据,计算并描绘出r-u的图象如图所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_;当所加电压为3.00 v时,灯丝电阻为_,灯泡实际消耗的电功率为_w.根据r-u图象,可确定小灯泡耗电功率p与外加电压u的关系.符合该关系的示意图是下列图中的_测定电源的电动势和内阻 多用电表的使用【学习目标】.理解测定电源的电动势和内阻的基本原理.学会用解析法和图像法求解电动势和内阻【自主学习】1.实验步骤(1) 连接电路,如图所示:电流表取.量程,电压表取量程,移动触头位置,使电键刚闭合时,连入电路中的有效阻值 最大(2) 测几组(,)值:闭合电键,移动变阻器触头位置,使电流表有明显示数,记下一组(,)值;断开电键,用同样方法,多次移动变阻器触头位置,记录多组(,)值,然后断开电键2.数据处理(1)解析法:.如二组数据和,和 可解得 (二组差值越大越有利于提高测量的精确度,尽可能多地测量几组、数据,分别求出每组测量数据的、值,最后求出 ,这样可以减小 误差)(2)作图法:处理数据即在坐标纸上以为 横坐标、为 纵坐标,用测出的几组、值画出-图象(如图),所得直线跟纵轴的交点即为 . 电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻的值(作图时应取合适的标度,使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上,必要时纵坐标可以不从零开始计数据描出的坐标点作出图象,应使图象尽量多地通过描出的点,不在图象上的点要尽量对称地分布于图线两侧对于个别离图线较远的点,误差很大,应舍弃)【课堂探究】活动1:用一只电表和电阻箱测电源电动势和内阻1某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势e 和内电阻,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999,科当标准电阻用) 一只电流表(量程=0.6a,内阻)和若干导线。请根据测定电动势e内电阻的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,读处与对应的电流表的示数i,并作记录当电阻箱的阻值时,其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值i 的倒数;再制作r-坐标图,如图6所示,图中已标注出了()的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。在图6上把描绘出的坐标点练成图线。根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势e= v,内电阻 2.给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻.(1)画出电路图.(2)实验过程中,将电阻箱拨到45时,电压表读数为0.90 v;若将电阻箱拨到如下图甲所示的 时,电压表的读数如图乙所示,是 v.(3)根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势e= v,内阻r= .活动2:电表改装测电源电动势和内阻3.现有一个量程为1 ma,内阻rg为100的电流表a,两个定值电阻r1=3,r2=5.9 k,开关s一个,导线若干.请用上述器材测量一个电源的电动势e(约5 v)和内电阻r(约1).(1)要求在方框中画出实验电路图,并把仪器或元件的符号标在相应的仪器或元件旁.(2)若电流表在开关s断开和闭合时读数分别为i1、i2,写出待测电动势及电源内阻的表达式,e= ,r= .活动3:测内阻较小的电源电动势和电阻4.测量电源电动势e及内阻r(e约为4.5 v,r约为1.5).器材:量程3 v的理想电压表 ,量程0.5 a的电流表(具有一定内阻),固定电阻r=4,滑动变阻器r,开关s,导线若干.(1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)实验中,当电流表读数为i1时,电压表读数为u1;当电流表读数为i2时,电压表读数为u2.则可以求出e= ,r= .(用i1、i2、u1、u2及r表示)图15.按图1所示的电路测量两节干电池串联组成电池组的电动势e和内阻r,其中r为电阻箱,r0为定值电阻,干电池的工作电流不宜超过0.5a。实验室提供的器材如下:电流表(量程00.63.0a),电阻箱(阻值范围0999.9), 定值电阻若干,电键、导线若干。在下面提供的四个电阻中,保护电阻r0应选用_a5 b20 c100 d1k根据电路图,请在图3中画出连线,将器材连接成实验电路。图2实验时,改变电阻箱r的值,记录下电流表a的示数i,得到若干组r、i的数据。根据实验数据绘出如图2所示的r-图线,由此得出电池组的电动势e=_v,内电阻r=_。按照此实验方法,电动势的测量值与真实值相比_,内电阻的测量值与真实值相比_。(填“偏大”“偏小”或“相等”)图3活动4:多用电表的使用6. 某同学在做多用电表测电阻的实验中:(1)测量某电阻时,用10档时,发现指针偏转角度过大,他应该换用_档(填1档或100档),换档后,在测量前要先_。(2)如图所示,a、b、c是多用表在进行不同测量时,转换开关分别指示的位置,d是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。若用a档测量,指针偏转如d,则读数是_;若用b档测量,指针偏转如d,则读数是_;若用c档测量,指针偏转如d,则读数是_。【当堂检测】1.在做测量干电池的电动势和内阻实验中,备有下列器材可以选用:a.干电池一节(电动势约1.5 v)b.直流电流表(量程为00.6 a3 a,0.6 a挡内阻为0.10,3 a挡内阻为0.02)c.直流电压表(量程为03 v15 v,3 v挡内阻为5 k,15 v挡内阻为25 k)d.滑动变阻器(阻值范围为015,允许最大电流为1 a)e.滑动变阻器(阻值范围为01 000,允许最大电流为0.5 a)f.开关g.导线若干h.电池夹(1)为使系统误差较小,选择合适的实验器材,并作出实验电路.(2)根据实验记录画出的ui图象(如下图所示),可求出待测电池的内阻r为 .2.为测定电池电动势和内阻,除待测电池、开关、若干导线外,选用下列哪组仪器能够完成实验目的:a.一直流电流表,一电阻箱b.一直流电压表,一电阻箱c.一直流电流表,一直流电压表d.一直流电流表,一滑动变阻器3()两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值阻r0、电源的电动势e和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时,一个同学记录了电流表a和电压表v1的测量数据,另一同学记录的是电流表a和电压表v2的测量数据并根据数据描绘了如图(b)所示的两条u-i直线回答下列问题:(1)根据两位同学描绘的直线,可知图线 (填“甲”或“乙”)是根据电压表v1和电流表a的数据所描绘的。(2)图象中两直线的交点表示 ( ) 滑动变阻器的滑动头p滑到了最右端 在本电路中该电源的输出功率最大定值电阻r0上消耗的功率为0.5w 在本电路中该电源的效率达到最大值(3)根据图(b),可以求出定值电阻r0= ,电源电动势e= v,内电阻r= 4如图所示的电路可用于测量电池e和内阻r.电池的电动势未知.图中a是电流表,其内阻并不是很小,v为电压表,其内阻亦不是很大,r是一限流电阻,阻值未知,3个电键s1、s2、s3都处于断开状态.(1)写出测量电池内阻的实验步骤,用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量: .(2)用所测得的物理量表示电池内阻的表达式为r .5用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻r0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:(a)电流表(量程0.6a、3a);(b) 电压表(量程3v、15v)(c) 定值电阻(阻值1、额定功率5w)(d) 定值电阻(阻值10,额定功率10w)(e) 滑动变阻器(阴值范围0-10、额定电流2a)(f) 滑动变阻器(阻值范围0-100、额定电流1a)那么(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 v,电流表的量程应选择 a; r0应选择 的定值电阻,r应选择阻值范围是 的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。【巩固训练】1.利用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材为:(a)干电池两节,每节电池的电动势约为1.5v,内阻未知(b)直流电压表v1、v2,内阻很大(c)直流电流表a,内阻可忽略不计(d)定值电阻r0,阻值未知,但不小于5w(e)滑动变阻器(f)导线和开关(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:u/v2.622.482.342.202.061.92i/a0.080.120.190.200.240.28试利用表格中的数据作出u-i图,由图像可知,该同学测得两节干电池总的电动势值为_v,总内阻为_w。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表_(选填“v1”或“v2”)(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记下两个电压表的示数,该同学利用表中的数据,以表v1的示数u1为横坐标、表v2的示数u2为纵坐标作图像,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,截距为b,则两节干电池总的电动势大小为_,两节干电池的总内阻为_(选填“可以”或“不可以”)求出。如果该同学希望通过利用图像的截距直接得到电源的电动势,保持为纵坐标不变,应该选用_作为横坐标作图。2.听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池他们猜想水果电池内阻可能较大,从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数,并算出电流的倒数,将数据填在如下的表格中外电阻r()电流 i(ma)电流倒数(ma-1)90000.050219.9280000.052818.9360000.059416.8450000.063315.8040000.068014.71(1)利用图像法处理数据可以减小实验误差在讨论作图方案时,甲同学认为应作r-i图,而乙同学认为应该作图,你认为哪个同学的想法更科学?_(填“甲”或“乙”),其简单理由是: (2)按照(1)中你选择的方案,在给出的坐标纸上作出图象(3)利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为 v,内阻为 (4)完成实验后,该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是: aver3(1)为测定一节干电池的电动势和内阻,用如图所示电路除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有:a电流表(量程0.6a 3a) b电压表(量程3v 15v)c滑动变阻器(阻值范围010 额定电流2a)d滑动变阻器(阻值范围0200 额定电流1a)请你完成下面的选择:电流表量程选_,电压表量程选_,滑动变阻器选_(填器材前面的字母代号)(2)某实验小组为测量一只微安表g1的内阻,采用了以下的方法:实验器材:一只待测的微安表g1;一只标准微安表g2;一节干电池;09999的电阻箱一只;单刀双掷开关一只;导线若干实验步骤一:将开关s断开,按图所示连接电路实验步骤二:使开关掷向b端,此时电路中通过微安表g1的电流较小,调节电阻箱r使微安表g1的示数接近满偏,记下此时电阻箱r的阻值r1和标准微安表g2的读数i实验步骤三:将开关掷向a端,并调节电阻箱r使标准微安表g2示数维持电流i不变,记下此时电阻箱r的阻值r2由以上步骤可以测得微
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