高中物理 恒定电流.doc

恒定电流学案1电源和电流一、电源1定义：能把电子从正极搬运到负极的装置2作用： (1)维持电路两端有一定的电势差(2)使闭合电路中保持持续的电流二、恒定电流1恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化2恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(2)公式：I或qIt，其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量(3)单位：安培，符号A；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(A)1 A103 mA；1 A106 A.一、电源要点提炼1产生电流的条件：导体两端存在电压2形成持续电流条件：导体两端存在持续电压3电源的作用：维持电路两端始终有一定的电势差，使电路中保持持续的电流二、电流表达式I及其方向要点提炼1电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I，其中q是时间t内通过某截面的电荷量2电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I时，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和3在应用I计算时注意：(1)各个物理量的单位都用国际制单位电流的国际单位安培(A)是国际单位制中七个基本单位之一(2)电量q与时间t要对应4电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向相反三、电流的微观表达式问题设计如图2所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.试证明：导体内的电流可表示为InqSv.图2要点提炼1从微观上看，电流InqSv，即I决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、自由电荷定向移动速率v，导体的横截面积S.2电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷在电场力的作用下共同定向移动，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器3三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式IneSv的v，大小约为105 m/s(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流一、对电源作用的理解例1现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源，关于电源，以下说法正确的是(B)A电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C只要电路中有电源，电路中就一定有电流D电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量二、对电流的理解及计算例2关于电流的概念，下列说法中正确的是(CD)A导体中有电荷运动就形成电流B电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零例3某电解池中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(D)A0 B0.8 AC1.6 A D3.2 A针对训练一硫酸铜电解槽的横截面积为2 m2，在0.04 s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.6251018个和4.7351018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？答案82.88 A，方向与铜离子定向移动的方向相同1(对电源作用的理解)关于电源，下列说法中正确的是(D)A电源的作用是使绝缘材料体变成导体B电源是将电能转化为其他形式能的装置C电源是为电路产生并提供自由电荷的装置D电源是将其他形式的能转化为电能的装置2(对电流的理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是(C)A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同3(公式I的应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为(C)A1 500个B9.3751019个C9.3751021个D9.3751020个4(电流的微观表达式)导体中电流I的表达式为InqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是(D)A导体运动的速率 B电流传导的速率C电子热运动的速率 D自由电荷定向移动的速率学案2电动势一、电源1非静电力的作用：把正电荷由从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加2非静电力特例：在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能3电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置二、电源的重要参数电动势和内阻1电动势(1)大小：电动势在数值上等于非静电力把1_C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功(2)公式：如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E.单位：伏特，符号为V.(3)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关2内阻：电源内部导体的电阻一、电源要点提炼电源的工作原理：在电源内部非静电力做功，使其他形式的能转化为电势能；在电源的外部电路，静电力做功，把电势能转化为其他形式的能二、电动势要点提炼1电动势在数值上等于非静电力把1_C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功2公式：E是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如：蓄电池的电动势为2 V，表明在蓄电池内移送1 C的电荷量从负极到正极时，可以将2 J的化学能转化为电能3电动势的方向：电动势是标量，为研究问题的方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极一、对电动势的理解例1关于电动势E的说法中正确的是()A电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同解析本题考查了电动势的基本概念，关键要正确地理解电动势电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.答案BC针对训练关于电动势，下列说法中正确的是()A在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移动时，单位电荷量做功越多D电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极时，移送的电荷量越多答案AC解析电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以，非静电力做功，电势能就增加，因此选项A正确电源的电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以选项C正确，选项B、D错误二、对公式E的理解和应用例2由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电电路中的电流为2 A，在10 s内电源做功为180 J，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？答案9 V串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和三、电源电动势在生活、生产中的应用例3如图3所示是两个电池外壳的说明文字图中所述进口电池的电动势是_ V；国产电池最多可放出_ mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用_ h图中还提供了哪些信息：_.图3答案1.260020充电时间和充电电流等1(对电动势概念的理解)关于电压和电动势，下列说法正确的是(D)A电动势就是电源两极间的电压B电压和电动势单位都是伏特，所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法C电压UW/q和电动势EW/q中的W是一样的，都是静电力所做的功D电压和电动势有本质的区别，反映的能量转化方向不同2(对电源的理解)关于电源，下列说法正确的是(C)A当电池用旧之后，电源电动势减小，内阻增大B当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变C当电池用旧之后，电源电动势基本不变，内阻增大D以上说法都不对3(非静电力及其做功的特点)以下说法中正确的是(D)A电源内部和外电路，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加4(电池容量的理解)电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 Ah”的字样，则表示(C)A该电池在工作1 h 后达到的电流为15 AB该电池在工作15 h 后达到的电流为15 AC电池以1.5 A 的电流工作，可用10 hD电池以15 A 的电流工作，可用15 学案3欧姆定律一、欧姆定律1电阻(1)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用(2)定义式：R.(3)单位：欧姆，符号是.(4)换算关系：1 k103 ，1 M106 .2欧姆定律(1)公式：I.(2)适用条件：欧姆定律对金属导体和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用二、导体的伏安特性曲线1伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的IU图象叫做导体的伏安特性曲线2图线形状(1)直线：线性元件，例如，金属导体、电解质溶液等(2)曲线：非线性元件，例如，气态导体、半导体元件等一、欧姆定律要点提炼1I是部分电路欧姆定律的数学表达式，适用于金属导电和电解质溶液导电，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系2公式R是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关(填“有关”或“无关”)3在使用I、R两个公式计算时都要注意I、U、R三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量二、导体的伏安特性曲线要点提炼1IU曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而UI曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻2线性元件的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解液导体3非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件，如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件一、欧姆定律的理解和应用例1某电压表的量程是015 V，一导体两端电压为1.6 V时，通过的电流为2 mA.现在若给此导体通以20 mA的电流，能否用这个电压表测量导体两端的电压？答案不能二、导体的伏安特性曲线例2如图5所示的图象所对应的两个导体：图5(1)电阻R1R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，两端的电压之比U1U2为多少？(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2为多少？答案(1)31(2)31(3)13针对训练某导体中的电流随其两端电压的变化如图6所示，则下列说法中正确的是(AD)图6A加5 V电压时，导体的电阻为5 B加11 V电压时，导体的电阻为1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小1电阻的定义式：R.3导体的伏安特性曲线线性元件非线性元件1(公式R的理解)R的物理意义是(CD)A导体的电阻与电压成正比，与电流成反比B导体的电阻越大，则电流越大C加在导体两端的电压越大，则电流越大D导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值2(欧姆定律的理解)根据欧姆定律，下列判断正确的是(D)A导体两端的电压越大，电阻就越大B导体中的电流越大，电阻就越小C比较几只电阻IU图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D由I可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比3(导体的UI图象)有a、b、c、d四个电阻，它们的UI关系图象如图7所示，则电阻最大的是(A)图7AaBbCcDd4.如图8所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(B)图8A. B.C.D.学案4串联电路和并联电路一、串、并联电路1串联和并联(1)串联把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联(2)并联把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联2串联电路和并联电路的电流(1)串联电路各处的电流相等，即II1I2I3In.(2)并联电路的总电流等于各支路电流之和，即II1I2I3In.3串联电路和并联电路的电压(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即UU1U2U3Un.(2)并联电路的总电压与各支路电压相等，即UU1U2U3Un.4串联电路和并联电路的电阻(1)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即RR1R2R3Rn.(2)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即.二、电压表和电流表1小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻(2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流(3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压2改装原理(1)电压表：给表头串联一个电阻(2)电流表：给表头并联一个电阻一、对串联电路的理解要点提炼1串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻2几个相同电阻R串联时其总电阻为R总nR，两个相同电阻串联时，总电阻是分电阻的二倍3当一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻4串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即 I.二、对并联电路的理解要点提炼1并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻2几个相同电阻R并联时其总电阻为R总，两个相同电阻并联时，总电阻是分电阻的一半3多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大，总电阻也随之增大以两电阻R1、R2为例加以说明串联时RR1R2，并联时R.可见，当R1或R2增大时，R都随之增大4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I1R1I2R2InRnU.三、电压表和电流表的改装要点提炼电流表、电压表的改装分析见下表项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算UIg(RRg) RRgIgRg(IIg)RRRg电表的总内阻RVRgRRA使用并联在被测电路中，“”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“”接线柱流入一、串联电路例1一盏弧光灯的额定电压是40 V，正常工作时的电流是5 A，如何把它接入电压恒为220 V的照明线路上，使它正常工作？答案串联一个电阻，阻值为36 二、并联电路例2如图2所示的电路中，R12 ，R23 ，R34 .图2(1)电路的总电阻是多少？(2)若流过电阻R1的电流I13 A，则通过R2、R3的电流分别为多少？干路电流为多少？答案(1) (2)2 A1.5 A6.5 A三、电压表和电流表的改装例3有一电流表G，内阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA.(1)要把它改装成量程为03 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为00.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？所以分压电阻阻值R1 990 改装后电压表的内阻RVRgR11 000 .所以分流电阻R20.05 改装后电流表的内阻RA0.05 1(并联电路的特点)下列说法中正确的是(ABC)A一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小2(串联电路的应用)电阻R1、R2、R3串联在电路中已知R110 、R35 ，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则(ABC)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 V3(电表的改装)将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是(BD)A接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B接上分压电阻后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍D通电时，通过电流表和分压电阻的电流一定相等学案5实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线学习目标定位 1.会正确选择实验器材和实验电路.2.学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法1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2实验器材学生电源(4 V6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V0.7 A”或“3.8 V0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸3在虚线框中画出测小灯泡伏安特性曲线的电路图一、电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表的分压电压表的分流测量值和真实值的比较R测RxRA测量值大于真实值R测测量值小于真实值适用于测量测大(填“大”或“小”)电阻或测小(填“大”或“小”)电阻或二、滑动变阻器的两种接法比较限流式分压式电路组成变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“两下一上”的接法调压范围E(不计电源内阻)0E(不计电源内阻)适用情况负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R三、实验过程1实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图1所示的电路图连接好实物图(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零)图1(2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.次数12345678电压U/V电流I/A(4)断开开关，整理好器材2数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系(2)在坐标纸中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3实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线(2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大4误差分析(1)系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差(2)测量误差：测量时读数带来误差5注意事项(1)因IU图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法(3)画IU图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去例1有一个小灯泡上标有“4 V2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线现有下列器材供选择：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(015 V，内阻20 k)C电流表(03 A，内阻1 )D电流表(00.6 A，内阻0.4 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_.图2(2)实验中所用电压表应选用_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(3)把图3中所示的实验器材用实线连接成实物电路图图3答案(1)描绘小灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)ADE(3)如下图所示例2某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在图4中画出IU图象图4(2)从图象上可以看出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_(3)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而_答案(1)见解析图(2)开始时不变，后来增大(3)增大解析画出IU图象如图所示，曲线开始呈直线状说明开始时电阻不变，后来逐渐靠近U轴说明电阻增大要测绘一个标有“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)；电键一个、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)答案(1)A(2)B学案5学生实验：探究决定导体电阻的因素一、实验原理1把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R)电路原理如图1所示图12用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S)3由电阻定律R，得，求出电阻率二、实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器三、实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录图2(2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路(3)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，并记录(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材四、数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果(2)图像法：可建立IU坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的斜率来求出电阻值R.五、实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法；(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态(3)测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化六、螺旋测微器1构造及原理：如图3所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D，微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01_mm.图32使用方法：当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间，再顺时针旋转旋钮D，使A、F正好接触被测物在使用时，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D.3读数方法：L固定刻度示数可动刻度示数(估读一位)分度值注意(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出例如(如图4所示)图4甲图读数为：2 mm32.00.01 mm2.320 mm；乙图读数为：13.5 mm37.00.01 mm13.870 mm.一、仪器的选择和电路的设计例1在探究决定导体电阻的因素的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4 ，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程3 V，内阻约3 k)；电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 )；A2(量程3 A，内阻约0.05 )；电源：E1(电源电压为3 V)；E2(电源电压为12 V)；滑动变阻器：R(最大阻值约20 )；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5所示，读数为_mm.图5(2)若滑动变阻器采用限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选_(均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图答案(1)1.774(1.7721.776均正确)(2)A1E1见解析图二、数据处理和实物图的连线例2在探究决定导体电阻的因素的实验中，金属丝长约0.8 m，直径小于 1 mm，电阻在5 左右，实验步骤如下：(1)用米尺测量金属丝的长度，测三次，求出平均值l，在金属丝的不同位置用_测量直径，求出平均值d.(2)用伏安法测量金属丝的电阻R.试把图6中所给的器材连接成测量R的合适的电路图中电流表的量程为00.6 A，内阻接近1 ，电压表的量程为03 V，内阻为几千欧，电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为020 ，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于正确位置图6(3)用上面测得的金属丝长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式_，算出所测金属的电阻率答案(1)螺旋测微器(2)见解析图(3)图7在“探究决定导体电阻的因素”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7所示，用米尺测出金属丝的长度l，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻10 kB电压表015 V，内阻50 kC电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中某同学的实物接线如图8所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误图8错误1：_错误2：_(3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率_.答案(1)0.680(2)ACE导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法(3)学案6电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律目标定位 1.理解电源的电动势及内阻的含义.2.理解闭合电路欧姆定律，理解内外电路的电势降落.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算一、电源的电动势和内阻问题设计1如图1所示，图(a)中两导体之间有一定的电势差，当与小灯泡连在一起后，小灯泡发光，此过程中能量是如何转化的？随着两导体间电势差的减小，小灯泡亮度如何变化？图(b)中将蓄电池和小灯泡构成闭合电路，小灯泡能持续发光，是什么装置使小灯泡两端有持续的电压？此过程能量是如何转化的？用什么物理量描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小？ 图1答案两导体间储存的电势能转化为电路的电能，电能转化为光能亮度逐渐减小，直至熄灭是电源提供了持续的电压电源把化学能转化为电路的电能，电能又转化为光能用电动势描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小2用电压表测量一节干电池两端电压，然后把这节干电池与小灯泡构成闭合回路，再测量电池两端电压，比较两次测量结果，为什么第二次测量的电压较小？由此能否说明电源内部分得一部分电压，即电源内部有电阻？答案电源内部有电阻，电路闭合时，内电阻分得一部分电压要点提炼1电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，它等于电源没有接入电路时两极间的电势差2电源的内阻：电源内部电路上的电阻叫电源的内电阻，简称内阻二、闭合电路欧姆定律问题设计1把电池、开关、电阻R用导线连接组成闭合电路，仔细分析电路，闭合电路由哪几部分组成？答案内电路：电源；外电路：开关、导线、电阻2由部分电路欧姆定律知，各部分上电势降落各为多少？与电动势有什么关系？答案在内电路上，电流流过内阻r，电势降落UIr；在外电路上，电流流过电阻R，电势降落UIR.EUUIRIr.要点提炼1当电路中存在着电流时，电源电动势等于闭合电路总的电势降落之和，即EUU或EUIr.2闭合电路欧姆定律：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，即I.延伸思考闭合电路欧姆定律的三种表达形式的适用范围是否相同？答案不相同I和EIRIr只适用于外电路是纯电阻的电路EU外U内适用于任何电路三、路端电压与外电阻的关系问题设计1.在如图2所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、7 时所对应的路端电压通过数据计算，你发现了怎样的规律？再通过公式论证你的结论是否正确图2答案外电压分别为7.5 V、8 V、8.75 V随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大当外电阻R增大时，由I可知电流I减小，路端电压UEIr增大2如图3所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U与电流I的UI图像图线与纵轴交点的物理意义是什么？图线与横轴交点的物理意义是什么？直线斜率绝对值的物理意义又是什么？图3答案图线与纵轴的交点表示电源的电动势；图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r|.要点提炼1路端电压的表达式：UEIr.2路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时，由I可知电流I减小，路端电压UEIr增大(2)当外电阻R减小时，由I可知电流I增大，路端电压UEIr减小(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，UE.这就是说，断路时的路端电压等于电源电动势当电源两端短路时，外电阻R0，此时I.3.闭合电路的路端电压与电流的关系图像(UI图像)：由UEIr可知，闭合电路的路端电压与电流关系图像(UI图像)是一条倾斜直线，如图4所示， 该直线与纵轴交点的值表示电源电动势E，与横轴交点的值表示电源短路时的电流值I0，直线的斜率反映电源内阻r的大小在任何情况都有EU外U内图4一、电源电动势例1下列关于电动势的说法正确的是()A电动势就是电压，就是内、外电压之和B电动势不是电压，但在数值上等于内、外电压之和C电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D电动势的大小与外电路的结构无关答案BCD二、闭合电路欧姆定律的应用例2如图5所示，电源电动势为6 V，内阻为1 ，R15 ，R210 ，滑动变阻器R3阻值变化范围为010 ，求电路中的总电流的变化范围图5答案0.551 A针对训练图6如图6所示，R为电阻箱，电表为理想电压表当电阻箱读数为R12 时，电压表读数为U14 V；当电阻箱读数为R25 ，电压表读数为U25 V求：电源的电动势E和内阻r.答案6 V1 例3如图7所示为某一电源的UI图线，由图可知()图7A电源电动势为2 VB电源内电阻为C电源短路时电流为6 AD电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A答案AD1(电源的电动势)关于电源的电动势，下列说法正确的是()A电源的内阻越大，电动势越大B电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多C电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大D无论电源接入何种电路，其电动势是不变的答案D2.如图8所示的电路中，把R由2 改变为6 时，电流强度减小为原来的一半，则电源的内阻应为() 图8A4 B8 C6 D2 答案D3(路端电压与负载的关系)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)()AU随R的增大而减小B当R0时，U0C当电路断开时，I0，U0D当R增大时，U也会增大答案BD4(电源UI图像的理解和应用)如图9所示为闭合电路中两个不同电源的UI图像，则下列说法中正确的是()图9A电动势E1E2，短路电流I1I2B电动势E1E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大答案AD学案7学生实验：测量电源的电动势和内阻一、“伏安法”测E和r1实验步骤(1)电流表用00.6 A量程，电压表用03 V量程，按实验原理图连接好电路(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1，U1)用同样的方法测量几组I、U值(4)断开开关，整理好器材(5)处理数据，用公式法或作图法求出电池的电动势和内阻2实验数据的处理(1)求平均值法：由EU1I1r，EU2I2r可解得E，r.可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值(2)作UI图像作出电源的UI图像如图1所示图1图线纵轴截距表示电动势E，图线的斜率表示电池的内阻r，即r.3注意事项(1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化图2(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始如图2所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r|求出二、“安阻法”测E和r1实验原理由EIRIr可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.2实验器材电源、开关、变阻箱、电流表，电路图如图3所示图33数据处理(1)公式法由EI1(R1r)和EI2(R2r)可解出E和r.(2)图像法由EI(Rr)得：REr.由此作出R图像，由斜率和截距可求出E和r.三、“伏阻法”测E和r1实验原理由EUr知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.2实验器材电源、开关、变阻箱、电压表，电路图如图4所示图43数据处理(1)公式法：由EU1r和EU2r解方程组可求得E和r(2)图像法：由EUr得：.作出图线，由图像的斜率和截距可求得E和r.一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理例1在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中(1)备有如下器材A干电池1节B滑动变阻器(020 )C滑动变阻器(01 k)D电压表(03 V)E电流表(00.6 A)F电流表(03 A)G开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号)(2)为了最大限度