物理学案专题5- 电动势 闭合电路的欧姆定律

1、物理学案专题5-电动势 闭合电路的欧姆定律A1、 基本概念 电动势在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。电源的电动势正是由此定义的，即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势。 闭合电路欧姆定律(1)内、外电路 内电路：电源两极（不含两极）以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等内电路的电阻叫做内电阻 外电路：电源两极，包括用电器和导线等外电路的电阻叫做外电阻(2) 闭合电路的欧姆定律 内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=E/（R+r） 由EUIr可知，电源电势能等于内外压降之和； 适用条件：纯电阻电路(3)

2、路端电压跟负载的关系UEOR 路端电压：根据UIRER/（Rr）E/(1+r/R)可知，当R增大时，U增大；当R减小时，U减小。表示为UR图象如上图 U一I关系图由闭合电路欧姆定律知：UEIr , 路端电压随着电路中电流的增大而减小； U一I关系图线如图示，当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电动势E；当外电路电压为U0时，横坐标的截距I短=E/r为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻 基本门电路1）与门实现与逻辑关系的电路称为与门。由二极管构成的双输入与门电路及其符号如图3-1所示。图中A、B为输入信号，Y为输出信号。输入信号为5V或0V。图3-1 二极管构成的双输入与门电路及其符号输入

3、输出B0 00 11 0110 001 表3-1 双输入与门电路直值表： 由表3-1可知，Y与A、B之间的关系是：只有当A、B都是1时，Y才为1。否则Y为0，满足与逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：YA·B。2） 或门图3-2 二极管构成的双输入与门信号及其符号实现或逻辑关系的电路称为或门。由二极管构成的双输入或门电路及其符号如图3-2所示。图中图中A、B为输入信号，Y为输出信号。输入信号为5V或0V。表3-2双输入或门的逻辑真值表：输入输出000 110110111由表3-2可知，Y与A、B之间的关系是： A、B中只要有一个或一个以上是1时， Y就为1，只有当A、B全为0时Y才为0，

4、满足或逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：YAB3） 非门双极型三极管非门的原理电路如图3-3（a）所示，逻辑符号如图3-3(b)所示，真值表如表16所示。 图3-3 双极型三极管非门的原理电路和逻辑符号 由表3-3可知，Y与A之间的关系是： A时， Y1；A时， Y，满足非逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：Y。输入输出 A0110表3-3非门逻辑真值表：复合门电路 图3-4 DTL与非门的电路和逻辑符号与门、或门、非门是三种基本逻辑门，二极管与门和或门电路简单，缺点是存在电平偏移、带负载能力差、工作速度低、可靠性差。非门的优点恰好是没有电平偏移、带负载能力强、工作速度高。因此常将二极管与门、或门和

5、三极管非门连接起来，构成二极管、三极管复合逻辑门电路。这种门电路称为与非门和或非门，简称DTL电路。 1） 与非门图3-4为DTL与非门的电路和逻辑符号。电路由两部分组成，虚线左边是二极管与门，右边是三极管非门。因此，输入和输出之间是与非关系，其真值表如表3-4所示。逻辑表达式为：。 2 ）或非门图3-5为或非门的电路和逻辑符号。电路由两部分组成，虚线左边是二极管或门，右边是三极管非门。因此，输入和输出之间是或非关系，其真值表如表3-5所示。逻辑表达式为：。001011101110表110表3-4双输入与非门的真值表：表3-5双输入或非门的真值表：001010100110 图3-5 DTL或非

6、门的电路和逻辑符号二、常规题型例1. 如图7220所示电路中，R14 ，R26 ，电源内阻不可忽略，当开关S2闭合时，电流表的示数为3 A，则当开关S2断开时，电流表示数可能为图7220A3.2 A B2.1 AC1.2 A D0.8 A解析当S2闭合时，路端电压为12 V；当S2断开后，路端电压增大，将大于12 V，此时电流表示数I1.2 A，所以电流表示数在1.2 AI3 A范围内，故选B.答案B即时练习：1.某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是图4中的图4解析A、B、D图中电路的电压表读数变大，表示

7、电源(或等效电源)的路端电压变大，则内电压变小，电流表的读数一定减小，与题目已知条件相矛盾，可排除C图中电压表示数为定值电阻两端的电压，由欧姆定律可以判断电流、电压可以同时增大，选项C正确答案C2. 图5甲为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V则该电路可能为图乙中的图5解析由UI图线的斜率及截距可得该电源E6 V，r0.5 .当U4.8 V时，I2.4 A，RU/I2 ，B正确答案B 图72153.在如图7215所示的UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻R的伏安特性曲线用该电源直接与电阻R相连

8、组成闭合电路，由图象可知A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为2 WD电源的效率为66.7%解析由直线知E3 V，r0.5 ，A正确；由直线知，R1 ，B正确；两直线交点的坐标值的乘积表示电源的输出功率P出IU4 W，C错；电源效率×100%66.7%，D正确4. 用电压表检查图7218电路中的故障，电路中只有一处故障，测得Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，则此故障可能是图7218AL断路 BR断路 CR断路 DS断路解析在只有一处断路的情况下，Uad5.0 V，S不可能断；Ucd0 V，Ubc0 V，说明L、R不可

9、能断；再考虑Uab5.0 V，断点只能是R.答案B5. (2011·江苏南京一模)在如图7223甲所示电路中，闭合电键S，在滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况以下说法正确的是图7223A图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况B图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况C此过程中电压表示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D此过程中电压表示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变解析电压表测量定值电阻R1的电压，其UI图象是过原点的直线，B正确；示数的变化量和电流表

10、示数的变化量的比值为r是电源内阻，C错误；示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为rR1是确定值，D正确；根据图中a、b图线的斜率可判断，a图线的斜率大，其斜率大小为rR1，b图线的斜率为电源内阻r，即a图线是电压表的示数随电流表示数变化的情况，A正确答案ABD6. (2011上海)如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(A)电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大(B)电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小(C)电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大(D)电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小答案：A小结：闭合电路欧姆定律：电源有

11、内阻分压分消耗能量。B1、 “双基”针对性精讲释疑，解析题步骤归纳总结闭合电路的输出功率 功率关系：P总=EI=U外I十U内I= UII2r， 电源的输出功率与电路中电流的关系:P出=EII2r，当时,电源的输出功率最大， 电源的输出功率与外电路电阻的关系:，当Rr时也即I=E/2r时,电源的输出功率最大, ，由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻Rl和R2，不难证明由图象还可以看出：当R<r时，若R增大，则P出增大；当R>r时，若R增大，则P出减小应注意:对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小 电源的供电效率 2、 常规题型例1.

12、(2010·重庆理综)(12分)在”探究小灯泡的伏安特性”实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表和电压表、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0 V开始变化图12(1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填”分压”或”限流”)(2)某同学已连接如图12所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正A_B_图13(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图13中和所示然后将灯泡L1、L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图14所示电路多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30 A和

13、0.60 A.图14A在图13中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线B由该曲线可知电池组的电动势为_ V，内阻为_.(取2位有效数字)解析(1)由于灯泡两端的电压从0 V开始变化，所以电路应采用分压接法(2)连接电路的基本原则是安全性原则要求连接电路时电键是断开的，滑动变阻器的滑动触头应置于电压最小的位置，即本题应置于b端(3)A.在图中画出一条直线，要求直线与图线、的交点对应电流分别为0.3 A和0.6 A.BA中画出的图线与U轴的交点对应电源的电动势，图线的斜率表示电源的内电阻答案(1)分压(2)A.电键S不应闭合，应处于断开状态B滑动变阻器滑动触头P位置不当，应将其置于b端(3)A.路

14、端电压U与电流I的关系曲线见下图B4.62.7即时练习：图31 某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图3所示的电路接通电源后，可能出现的情况是A电流表烧坏B电压表烧坏C小灯泡烧坏 D小灯泡不亮解析电压表内阻很大，所在支路电流非常小，电压表和电流表均不会被烧坏，所以A、B错电流表内阻远小于小灯泡的电阻，通过小灯泡的电流几乎为零，故小灯泡可能不亮，选项C错，D对答案D2. 如图8甲所示，为理想电流表，R为电阻箱(099.9 )，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻：(1)断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图8乙所示的R图线(2)断开S

15、2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I11.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I20.8 A，据以上数据可知图8A电源电动势为3.0 VB电源内阻为0.5 CRx的阻值为0.5 DS1断开、S2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小解析由I得Rr则R图象的斜率kE2.0 V，A选项错误；R轴截距的绝对值等于内阻r，即r0.5 ，B选项正确；S2断开、S1闭合时，Rr；S1断开、S2闭合时，RxRr，所以Rx0.5 ，C选项正确因Rxr，所以电路中的外电阻大于内电阻，随R的减小，电源输出功率将增大，R0时，电源输出功率最大，D选项错误答案BC3.(20

16、10·广州市期中测试)(10分)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 的保护电阻R0，实验电路如图9所示图9(1)连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_(2)按电路原理图，用多用电表的电压挡检查电路，试把两表笔分别接c、d时的实物电路图以画线代替导线连接起来图10(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测量得到下列数据，请根据数据在图11

17、所示的坐标图中画出UI图线，由图知：电池的电动势为_，内阻为_.I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60图11(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是_(5)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较：E测_E真，r测_r真(填”、”、”)答案(1)R断路(2)如图甲所示(3)如图乙所示1.5 V0.5 (4)电压表内阻分流(5)4.（2011天津）（4）某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻

18、约为100 k）；D电流表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：【解析】：电学实验选择仪器的一般步骤如下： 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小； 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻

19、值； 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25k，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。（2）根据本题解析的第、两条原则可知电路图的问题为：电流表应采用内接的方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。5. (2011·浙江宁波期末)(14分)某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图7224所示一个劲度系数k120

20、 N/m、自然长度L01 m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的迎风板面积S0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好定值电阻R1.0 ，电源的电动势E12 V，内阻r0.5 .闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U19.0 V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U26.0 V(电压表可看做理想表)求：图7224(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时作用在迎风板上的风力解析设无风时金属杆接入电路的电

21、阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得(1)无风时：U1R1得R14.5 所以金属杆单位长度的电阻r /m4.5 /m.(2)有风时：U2R2得R21.5 此时，弹簧长度L m压缩量xL0L m m.由二力平衡得此时风力：Fkx120× N80 N.答案(1)4.5 /m(2)80 N小结： 伏安法测电阻以及应用 图2例2(2011·金考卷)如图2所示，R1、R2为可调电阻，R3为一般电阻，R4为热敏电阻(电阻随温度升高而减小)当环境温度升高时，下列说法中正确的是A电容器所带电荷量增大B若R1的阻值减小，电容器的带电荷量可能保持不变C若R2的阻值增大，电容器的带电荷

22、量可能保持不变D若R2的阻值减小，电流表的示数可能保持不变解析当环境温度升高时，R4的电阻减小，整个回路电阻减小，干路电流增大，电流表示数增大，并联电路电压增大即电容器两端电压增大，所以电容器带电荷量也增大，A正确；若R1的阻值减小，对电路无影响，B错误；若R2的阻值增大，则干路电流减小，则R4和内阻分压减小，并联电路电压变大，电容器带电荷量增大，C错误；若R2的阻值减小，整个回路电阻减小，干路电流增大，则R4和内阻分压增大，并联电路电压可能与温度升高前相等，电流表示数可能不变，D正确答案AD即时练习：1. 如图7216所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为

23、定值电阻，A、B接监控装置，则图7216A当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D当仅减少R2的阻值时，可增大A、B之间的电压解析当有人通过而遮蔽光线时，R1变大，则R2两端电压减小，故A错，而B对；当R2阻值增大时，A、B之间的电压增大，故C对，而D错答案BC2. 在如图6所示的电路中，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则图6A电源的总功率变小B电容器贮存的电量变大C灯L1变暗D灯L2变亮解析RR总IUUCIL2由此电路的变化可知：电源的总功率(PEI)变大；电容器贮存的电量(QCUC)变小；灯L1变

24、亮；灯L2变亮所以正确 答案为D. 图73(2010·安徽合肥一模)如图7所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，为灵敏电流计则以下说法正确的是A在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，中有从b到a的电流B在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，中有从b到a的电流C在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，中有从a到b的电流D在将S断开后，油滴仍保持静止状态，中无电流通过解析滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电

25、流减小，因UEI(rR1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，中电流方向从b到a，A正确，B、C错误；将S断开后，电容器放电，中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误答案A4. 在如图7221所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数增加由此推断，这故障可能是图7221AL1灯丝烧断 B电阻R2断路C电阻R2短路 D电容器被击穿短路解析电压表读数增大，说明路端电压增大，外电阻增大，不可能短路，故C、D错误若L1灯丝烧断，总电阻增大，总电流减小，L2两端电压减小，L2变暗，

26、A选项错误若R2断路，总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，B正确答案B5.(8分)如图15所示，电源电动势E10 V，内阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F，图15(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量(3)如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在010 范围内变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率解析(1)稳定时，电容器看做断开状态，电路中的电流：I A1 A.(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：UIR21×6

27、V6 V断开后，电容器两端的电压为10 V所以U4 V流过R1的总电量为：QU·C4×30×106 C1.2×104 C.(3)当R2R1r4 时，R2消耗的电功率最大，P26.25 W.答案(1)1 A(2)4 V1.2×104 C(3)6.25 W6. (10分)如图17所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d40 cm.电源电动势E24 V，内电阻r1 ，电阻R15 .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v04 m/s竖直向上射入板间若小球带电荷量为q1×102 C，质量为m2×

28、102 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g10 m/s2) 图17解析小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零设两板间电压为UAB，由动能定理得mgdqUAB0mv解得UAB8 V滑动变阻器两端电压U滑UAB8 V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I1 A滑动变阻器接入电路的电阻R滑8 电源的输出功率P出I2(RR滑)23 W.答案8 23 W小结： 含电容器的电路，闭合电路滑动变阻器的电阻改变，电流改变，电容器的电压改变，电场改变，放入内部的带电体受力改变。例3(2010·北京海淀区

29、期末)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则A电动机消耗的总功率为UIB电动机消耗的热功率为C电源的输出功率为EID电源的效率为1解析电动机消耗的总功率PUI，选项A正确；电动机是非纯电阻，消耗的热功率只能用I2R来求，选项B错误；电源的总功率为EI，输出功率为UI，且UIEII2r，电源效率为1或，选项C错而D对答案AD即时练习：1. 某同学设计了一个转向灯电路(图7219)，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源当S置于位置1时，以下判断正确的是图721

30、9AL的功率小于额定功率BL1亮，其功率等于额定功率CL2亮，其功率等于额定功率D含L支路的总功率较另一支路的大解析S接1时，因电源有内阻，各灯均不能达到额定功率，B、C错含L支路的电阻大于另一支路电阻，其电压与另一支路相同，其功率小于另一支路功率，D错L功率小于额定频率，A正确答案A2. (2011·金考卷)”嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒发射，入轨后”嫦娥二号”卫星展开太阳能帆板”嫦娥二号”卫星上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应卫星上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池在正常照射下，每秒从太阳

31、获得能量为0.26 J，单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，内阻为4 .则该太阳能电池的光电转化率和机械效率分别为A23%23% B23%67%C7.7%33% D23%7.7%解析设光电转化率为1，由能量守恒与转化可得：P光1EI可求得123%；该电池输出的机械功率为：P机EII2r，所以机械效率为：2×100%7.7%，D正确答案D3. (2011·合肥八中月考)如图7217所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑动触头P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为图7217A电流表的读数一直减小BR0的功率先增大后减小C

32、电压表的读数先减小后增大D电源的总功率先减小后增大解析设想把电压表从电路中拆去，可看出电路的结构为滑动变阻器的左右两侧并联，再与R0串联，构成闭合回路滑动变阻器两侧的电阻之和为定值，当滑动触头滑至中点时，整个回路的电阻最大，电流最小，电源的路端电压最大，所以电流表的读数先减小后增大，电压表的读数先增大后减小，A、C错误；R0是定值电阻，所以R0的功率先减小后增大，B错误；电源的总功率PEI，电源的电动势不变，所以电源的总功率先减小后增大，D正确答案D4. (2011·福建南平二模)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系中

33、，如图7222中的a、b、c所示以下判断错误的是图7222A直线a表示电源的总功率B曲线c表示电源的输出功率C电源的电动势E3 V，内电阻r1 D电源的最大输出功率Pm9 W解析电源的总功率为PEEI，电源的输出功率为PREII2r，电源内部的发热功率PrI2r，所以直线a表示电源的总功率，选项A正确；曲线b表示电源内部的发热功率，曲线c表示电源的输出功率，选项B正确；直线a的斜率表示电动势E，解得E3 V，由曲线b上某点坐标可得电源内阻为1 ，选项C正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm2.25 W，对应曲线c的最高点，选项D错误 答案D5.(10分)在如图16所示的电路中

34、，R12 ，R24 ，当电键S接a时，R2上消耗的电功率为4 W当电键S接b时，电压表示数为4.5 V试求：图16(1)当电键S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻解析(1)当S接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得通过电源的电流I1 1 A电源两端的电压U1 4 V.(2)当S接a时，有EU1I1r4r当S接b时，R1和R2串联，R外R1R26 通过电源的电流I20.75 A这时有：EU2I2r4.50.75r解得：E6 V，r2 .答案(1)1 A4 V(2)6 V2 6. (2011·金考卷)(16分)如图7225所示，R1、R2为定

35、值电阻，R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图a所示的方式接在电源上，已知R13 、R212 .现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系，任意滑动R3上的滑片，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的UI图象为如图b所示的一条直线(实线部分)试求：图7225(1)电源的电动势和内电阻(2)R3的最大阻值(3)R3消耗的最大功率解析(1)电压为0的时候电流为1.5 A，此时R3阻值为零，有IE/(R1r)根据图线，若R3无限制变化，电压4.5 V的时候电流为0，此时R3视为断路有由以上两式可得：E6 V，r1 (2)根据图线和电路图

36、的动态变化判断，R3可获得的最大电压是3 V，此时R3最大得R36 (3)由PUII当I A0.75 A时功率最大，即P3m1.69 W.答案(1)6 V1 (2)6 (3)1.69 小结：总功率 输出功率 热功率之间的关系例4（2011上海）(9 分)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表(，内阻约300)，电流表 (，内阻约100)，定值电阻(300)，定值电阻(10)，滑动变阻器 ()，滑动变阻器 ()，干电池(1.5V)，电键S及导线若干。 (1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)(2)用连线

37、连接实物图。(3)补全实验步骤：按电路图连接电路， ；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，； ；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。(4) 根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。答案.(1)， (各1分)(2)见图 (2分) (3)将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分) 多次移动滑动触头，记录相应的，读数 (1分) (4) (3分) C一、“双基”针对性精讲释疑，解析题步骤归纳总结1.电压表（1）电压表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。UgGRgIgU

38、-UgRI-IgUgGRgIgR（2）电压表的内阻：Rv=Rg+R2.电流表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。G+RE r红表笔黑表笔图1（2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)3.电流表改装成欧姆表原理：闭合电路的欧姆定律如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：当两表笔间接入电阻Rx时，电流表的电流为：G+RE r红表笔黑表笔Rx当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值，就构

39、成了欧姆表。中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中R内R+Rg+r因Ix与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。4. 半偏法测电阻首先闭合S1,调节滑动变阻器R使得G带测灵敏电流表示数最大(满偏). 然后保持S1闭合,滑动变阻器不动,闭合S2,并调节变阻器R',使得G带测灵敏电流表示数为最大示数的一半,即电流为之前的一半(半偏). 记下此时变阻器R'的电阻大小(可以直接读出),该电阻即为G带测灵敏电流表的电阻大小. 误差分析:由于该过程中,R的电阻较大,我们近似的把整个过程中的干路电流当作不变的. 但是实际情况中,随着S2的闭合,整个电路中的电流将会变大,但实际上我们仍然按

40、照电流不变时的电流来计算的,所以将导致通过G带测灵敏电流表的电流为原来一半时(半偏),通过变阻器R'的电流将比通过G带测灵敏电流表的电流要大,又因为R'与G 并联,电压一样,所以实际的变阻器读数R'将小于G带测灵敏电流表的电阻(内阻). 所以,半偏法测电阻测出的电阻要小于实际电阻,原因是电流将要改变.电压表的半偏法原理相似。2、 常规题型例1.（2011海南）.图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为Ig=600内阻为Rg，A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。（1） 图1中分流电阻Rp的阻值为_。（2） 在电表改装成后的某次校准

41、测量中，a表的示数如图所是，由此读出流过a电流表的电流为_ mA。此时流过分流电阻R跑的电流为_mA（保留一位小数）即时练习：1有两只完全相同的电流计，分别改装成量程为3V和5V的两只电压表改装后再把两电压表串联起来接入电路，则（）A将电流计与电阻并联才能改装成电压表B将电流计与电阻串联才能改装成电压表C两表指针的偏转角相等D两表指示的电压值相等解析析：A、将电流计与电阻串联才能改装成电压表，故A错误，B正确C、因是串联关系，通过两表的电流大小相同，故偏转角相同，示数为两表的分压，因量程不同，内阻不同，分压不同，则示数不同故C正确，D错误故选BC2.一电压表由灵敏电流表G与电阻R串联而成，如图

42、所示若在使用中发现此电 压表的读数总比准确值稍大一些，采用下列哪种措施可加以改进（）A在R上串联一比R小得多的电阻B在R上串联一比R大得多的电阻C在R上并联一比R小得多的电阻D在R上并联一比R大得多的电阻分析：示数稍大说明所串联的电阻分压过小，即串联电阻稍小，要增加串联电阻阻值解析答：解析：A、在R上串联一个比R小得多的电阻，可实现电流表的分压稍小些故A正确；B、在R上串联一个比R大得多的电阻，会使电流表的分压过小，示数又偏小故B错误；C、在R上并联一个比R小得多的电阻会使其分压更小，电流表分压变大，示数更大故C错误；D、在R上并联一个比R大得多的电阻会使其分压更小，电流表分压变大，示数更大故

43、D错误故选：A点评：考查的电压表的改装原理，明确串联电阻的分压作用，会分析串联电阻阻值3有一只电流表，其内阻Rg为100，满偏电流Ig为3mA若要把它改装成量程为15V的电压表，应（）A串联490B并联49C串联4900D并联4.9分析：电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压解析答：解析：电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压U=Ig（Rg+R）15V=3×10-3×（100+R）得：R=4900故选：C点评：电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R=U/Ig-Rg4一量程为100A的电流表内阻为100，现串联一个9900的电阻将它改装为电压表，该电压表的量程是（）

44、A1VB1.2VC2VD3V分析：电流表改装成电压表串联电阻分压，改装后的量程为电流表和串联电阻上的电压之和：U=Ig（Rg+R）解析答： 改装后的电压表的量程为：U=Ig（Rg+R）=100×10-6×（100+9900）=1V故选：A点评：本题考查电表的改装原理，明确改装后的量程为U=Ig（Rg+R）5由相同的电流表改装而成的三个电压表按如图所示的方式接入电路，已知V3 的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，当电路导通时，三个电压表的示数分别为U1、U2、U3，指针偏转的角度分别为1、2、3，则有（）A. U1U2，12BU1U2，1=2CU

45、1+U2=U3，1+2=3DU1+U2=U3，1+2=23分析：把电流表改装成电压表，需要给电流表串联一个分压电阻，改装后的量程：U=Ig（Rg+R串）=IgR内，电流表指针偏转角度与电流大小乘正比，据此根据题意分析答题解析：相同的电流表改装而成的三个电压表，则满偏电流Ig相同，V3的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，则R1内R2内R3内，R3内=R1内+R2内；A、由图示可知，电压表V1与V2串联，则流过两电表的电流I相等，电表指针偏转角度相等，即1=2，由于R1内R2内，电压表示数U=IR内，则U1U2，故A错误，B正确；C、由图示可知，电压表V1与V2串联，

46、然后与V3并联，由串并联电路特点可知，电压表示数关系为：U1+U2=U3，由于并联电路电压相等，R3内=R1内+R2内，则两支路电流相等，各电表指针偏转角度相等，1=2=3，1+2=23，故C错误，D正确；故选：BD点评：本题考查了比较电压表示数大小关系、电压表指针偏转角度关系，知道电压表的改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点即可正确解题6一电流表并联一个分流电阻后就改装成一个电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准表读数为1A时，而改装表的读数为1.1A，稍微偏大些，为了使它的读数准确，应（）A在原分流电阻上再并联一个较大的电阻B在原分流电阻上再串联一个较小的

47、电阻C在原分流电阻上再串联一个较大的电阻D在原分流电阻上再并联一个较小的电阻分析：电流表示数偏大，说明所并联电阻的分流太小，则分流电阻阻值偏大让分流电阻变的稍小些即可解析；A 在原分流电阻上再并联一个较大的电阻，可使其并联值稍小，分流稍大，可以故A正确 B 串联后分流电阻更大，分流更小，示数更大故B错误 C 原分流电阻上再串联一个较大的电阻，分流更小，示数更大故C错误 D 原分流电阻上再并联一个较小的电阻，可使其并联值变小，但小的太多，会使分流过大，示数又偏小故D错误故选 A点评：考查的电流表的改装原理，明确分流与电阻成反比，电阻大，分流小，反之电阻小则分流大7用甲、乙两个完全相同的电流表表头

48、改装成量程分别为05V和010V的电压表，串联后接在12V的电压上，则（）A两表的电压示数相同，均为6 VB两表头的指针的偏角相同C两表头的指针的偏角不相同D两表的电压示数不同分析：串联后两表的分压即示数与其电阻成正比，因电流大小一样，故指针偏转角度相同解析：A、因量程不同，内阻不同，则分压不同，故示数不同故A错误，D正确；B、因是串联关系，通过表头的电流大小一样，则指针偏转角度相同故B正确，C错误；故选：BD点评：考查的串联电路电压与电阻的关系及电压表的内部原理，明确电压与电阻成正比8用两个相同的G表改装成量程不同的电流表A1和A2，其中A1的量程是A2的2倍，现将它们接入电路，下列说法正确

49、的是（）A若两表串联，则指针偏角12，两表示数相等B若两表串联，则指针偏角1=2，A1示数大于A2示数C若两表并联，则指针偏角1=2，两表示数相等D若两表并联，则指针偏角12，两表示数相等分析：明确改装的原理，再根据串并联电路的规律分析表头中电流的大小关系，进一步明确示数及偏角的关系解析：将表头改装成电流表时，应并联一个小电阻；此时表头中刻度表示流过表头及小电阻的总电流；A、若将两电表串联，则流过G表及小电阻的电总电流相等故示数相等，但由分流关系可知，流过表头G的电流不相等，故偏角不等，量程越大，则小电阻分流越多，流过G表的电流越少，故A1表中的偏角小于A2表中的偏角；故A正确，B错误；C、若

50、将两表并联，则可以看作四个用电器并联，则各用电器两端的电压相等，故流过表头的电流相等，故偏角一定相等，但示数不同，故CD错误；故选：A点评：本题要求学生明确改装原理，知道改装电表时是采用了串并联电路的电流及电压原理，在分析时应作为能显示读数的电阻进行处理9如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一 阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度4/5处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的1/5处，则该电阻的阻值为（）A4RB5RC10RD16R10有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA，要把它改装成为量程为03V的电压表，关于改装方法和改装后的电压表内阻，下列说法正确的是（）A并联一个0.05的电阻，电压表内阻是0.05B并联一个2970的电阻，电压表内阻是3000C串联一个0.05的电阻，电压表内阻是0.05D串联一个2970的电阻，电压表内阻是3000小结：电流表改装电压表需串联大电阻，电流值偏大需再串联一个小电阻分压减小电流；改装成大电流表需并联小电阻，电流值偏大后需并联一个大电阻分一部分电流。例2.（2012天津）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流 和内阻他设