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1、高三物理教学案选修3-1第二章恒定电流§2.1 电流 部分电路欧姆定律【知识要点】1 电流(1)电流的形成: 电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行(2)电流的宏观表达式: ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式Iqt计算电流强度时应引起注意(3)电流的微观表达式: I=nqvS(n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,

2、v为自由电荷的定向移动速率2部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比(2)公式 (3)适用条件:金属导电或电解液导电.不适用气体导电IO U O IU1 2 1 2(4)图像注意I-U曲线和U-I曲线的区别:对于电阻一定的导体,图中两图都是过原点的直线,I-U图像的斜率表示 -,U-I图像的斜率表示-还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线3 电阻定律(1)内容: 公式表示为(2)电阻率意义:是反映材料导电性能的物理量,数值上等于-。电阻率的单位:m 纯金属的电阻率小,合金的电阻率大材料的电阻率与温度有关系金属的电阻率

3、随温度的升高而增大(铂较明显,可用于做温度计);合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻;半导体的电阻率随温度的升高而减小(热敏电阻、光敏电阻)有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象能够发生超导现象的物体叫超导体材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC【典型例题】例1把两根同种材料电阻丝分连在两个电路中,甲电阻丝长度为,直径为;乙电阻丝长度为,直径为,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足A B C D例设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动,电子的电量为e,质量为m,静电力常量为k,试求等效电流的电流强度(提示:

4、电子绕核运动的向心力由库仑引力提供) 例实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律,其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V的电源上求:(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时,电路中的电流为0.16A?(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时,棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5?【当堂反馈】1在电解槽中,1 min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.125×1021和7.5×1020,则通过电解槽的电流为多少?2一根粗细均匀

5、的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速度为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则( )A通过导线的电流为 B通过导线的电流为C自由电子定向移动的平均速率为 D自由电子定向移动的平均速率为3如图所示,表示两个大小不同的电阻的IU图线,那么( )A电阻大的应是图线A,两电阻串联后的IU图线在区域B电阻大的应是图线B,两电阻串联后的IU图线在区域C电阻小的应是图线A,两电阻并联后的IU图线在区域D电阻小的应是图线B,两电阻并联后的IU图线在区域4在如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光二极管(电流

6、越大,发出的光越强),且R与D相距不变,下列说法正确的是( )A当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小C当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变【针对训练】1关于电流下列说法正确的是 A根据可知,电流I与电量q成正比 B根据可知,电流I与电量s成正比 C电流有方向,因而,电流是矢量 D电流的单位安培是国际单位制中的基本单位2若不考虑电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )A电流通过导体时,沿电流方向电势逐渐降低B由RU/I可知,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流强度成反比C由IU/R可知,通

7、过一段导体的电流强度跟加在它两端的电压成正比D对一段确定的导体来说,比值U/I恒定,不随U或I的改变而改变3计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流强度为 A0 B2ne/tC3ne/t D4ne/t3D4北京正负电子对撞机的储存环是长240m的近似圆形轨道,当环中的电流强度为10mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为( )A5×1011 B5×1019 C10×10-3 D10×1035关于电阻率,下列说法中不正确的是( )A电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量

8、,电阻率越大,其导电性能越好B各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它们制作标准电阻7下列说法正确的是 ( )A导体的电阻可以通过测量它两端的电压和电流而得到B导体的电阻由本身物理条件决定,与电压、电流无关C欧姆定律不适用交流电D某一电动机工作时两端电压为U,通过电流为I,则电动机电阻为R=U/I8在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流 I,铜的电阻率为,电子电量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场力大小为( ) A0 B C D9用电器由

9、距离它为L的电源供电,输电线上的电流为I,若要输电线上的电压损失不超过U,已知输电线的电阻率为,那么,输电线的横截面积最小为( ) A B C D10如图所示,电源可提供U=6 V的恒定电压,R0为定值电阻,某同学实验时误将一电流表(内阻忽略)并联于Rx两端,其示数为2 A,当将电流表换成电压表(内阻无限大)后,示数为3 V,则Rx的阻值为_. AVERS11在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中, 其中小电珠标有 “3V,0.3A”,电流表有3A、0.6A两档,电压标有15V、3V两档,内阻很大,实验的电路如左图,按要求在实物图上连线 12在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在104V的高

10、电压下被加速,形成1mA的平均电流电子束的强弱受图像信号控制,并按一定的规律在荧光屏扫描,形成电视画面电视机以每秒钟显现25张画面的速率进行扫描,由于画面更换较快和视觉暂留原因,我们便看到了活动的景象已知电子的质量为0.9×10-30kg, 电子的电量为e=1.60×10-19C. 求: (1)电子以多大的动能轰击荧光屏? (2)平均每幅画面有多少电子打在屏上?13相距20km的A、B两地用两根导线输电,由于受到暴风雨的影响,在两地之间某处有一棵树压在两根电线上,相当于在两根电线之间接上了一个电阻为迅速查明事故地点,先在A端加18V电压,在B处测得电压为6V;再在B端加18

11、V电压,在A处测得电压为15V,问A端距事故地点多远? §2.2 串并联电路 电功和电热【知识要点】1串、并联电路(1)串联电路的特征如下:I=I1=I2=I3= U=U1+U2+U3+ R=R1+R2+R3+=I =I2串联电路中各电阻两端的电压、消耗的功率均与其电阻成正比(2)并联电路的确良特征如下:I=I1+I2+I3+ U=U1=U2=U3=+ I1R1=I2R2=I3R3=IR=UP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2并联电路中能过各电阻的电流、消耗的功率均与其电阻成反比(3)混联电路其方法有:1分支法;2等势法 (4)电路中有关电容器的计算电容器充放电时形成电流,稳定时

12、视为断路,解题的关键是确定电容器两极间的电势差2电功与电热电功:电流所做的功,计算公式为W=qU=UIt.(适用于一切电路),考虑到纯电阻电路中有U=IR,所以还有W=I2Rt=U2tR(适用于纯电阻电路)电热:电流通过导体时,导体上产生的热量.计算公式为Q=I2Rt(适用于一切电路),考虑到纯电阻电路中有U=IR,所以也有Q=UIt=U2tR(适用于纯电阻电路)电功与电热的关系纯电阻电路:电流做功将电能全部转化为热能,所以电功等于电热 Q=W非纯电阻电路:电流做功将电能转化为热能和其它能(如机械能、化学能等)所以电功大于电热,由能量守恒可知或3电功率与热功率(1)电功率:单位时间内电流做的功

13、计算公式P=W/t=UI(适用于一切电路),对于纯电阻电路P=I2R=U2/R用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率;而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率(2)热功率:单位间内电流通过导体时产生的热量计算公式P=Q/t=I2R(适用于一切电路),对于纯电阻电路还有P=UI= U2/R(3)电功率与热功率的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率.非纯电阻电路中,电功率大于热功率【典型例题】例1如图所示,阻值较大的电阻R1和R2串联后,接入电压U恒定的电路,现用同一电压表依次测量R1与R2的电压 U1与U2,已知电压表内阻与R1、R2相差不大则:AU1+U2=U B.U1+U

14、2<UC. U1/U2=R1/R2 D.U1/U2R1/R2R2R1例2如图所示,把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V,乙电路所加的电压为14V调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙,下列关系中正确的是( ) AP甲 P乙 BP甲 P乙 CP甲 = P乙 D无法确定 例3一台电风扇,内阻为20,接上220伏的电压后,正常运转时它消耗的电功率是66W,求:(1)通过电动机的电流是多少?(2)转化为机械能和内能的功率各是多少?电机的效率多大?(3)如接上电源后,扇叶被卡住不能转动,这时通过电动机的电流为多大?电动机消耗的电功率和发

15、热功率又各是多少?例4电路连接如图所示,三只电流表的内阻都可忽略,已知这三只表的示数之比是I1I2I3=357,则这三个电阻阻值之比R1R2R3=_【当堂反馈】 1如图所示是演示位移传感器的工作原理,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的,则下列说法正确的是( )A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数2一平行板电容器C极板水平放置,它和三个可变电阻R1、R2、R3及电源连接,如图所示,今有一质量为m的带电油滴悬浮在

16、两极板之间静止不动,要使油滴上升,可采用的方法是 A增大R1 B增大R3 C增大R2 D减小R13一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数:规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍取g=10m/s2,求:(1)此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率;(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度【针对训练】1在图中电源电动势为E,内电阻不计,当滑动变阻器的滑片由a向b滑动过程中,下列说法

17、中正确的是( )A. 电阻R两端的电压增大B. 电容器C两端电压减小C. 电容器C上所带的电量增加D. 电路消耗的功率增大2如图甲所示电路中,电流表A1与A2内阻相同,A2与R1串联当电路两端接在电压恒定的电源上时,A1的示数为3A,A2的示数为2A;现将A2改为与R2串联,如图乙所示,再接在原来的电源上,那么()A.A1示数必增大,A2示数必增大 B.A1示数必增大,A2示数必减小C.A1示数必减小,A2示数必增大 D.A1示数必减小,A2示数必减小3如图所示,D为一插头,可接入电压恒定的照明电路中,a、b、c为三只相同且功率较大的电炉,a靠近电源,b、c离电源较远,而离用户电灯L很近,输电

18、线有电阻关于电炉接入电路后对电灯的影响,下列说法中正确的是( ) A使用电炉a时对电灯的影响最大 B使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大 C使用电炉c时对电灯几乎没有影响 D使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样4如图所示,将规格为“110V, 60W”和“110V, 40W”的A灯和B灯接到电路中去,既要使灯正常发光,又要使电路消耗的功率最小,如图所示四种电路中接法最合理的是 ( )5 一盏电灯直接接在恒压的电源上,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,在导线上损失的电功率是9W,那么此时电灯实际消耗的电功率 A等于91W B小于91WC大于91W D条件不足

19、,无法确定第15题6在图示的电路中,电源电压恒为U15V,电阻R1、R2、R3的阻值均为10,S为单刀三掷电键,求下列各种情况下电压表的读数:(1)电键S接B(2)电键S接A (3)电键S接C 7如图所示的电路中,U=12V,滑动变阻器AB的总电阻为42,现要使标着“6V 1.8W”的灯泡L正常发光,那么A、P间的电阻应为多少?此时滑动变阻器上消耗的功率多大? 8用直流电动机提升重物的装置如图所示,其中重物质量m=50kg,电源电压U0=110V且保持不变,电阻R=1,当电动机以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A 求电动机线圈电阻R/和电动机的效率.若电动机不慎被卡

20、住而静止,电动机的功率又为多大?(g取10m/s2)mVR§2.3 电动势 闭合电路欧姆定律【知识要点】1电动势(1)电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置;(2)电源电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量;(3) 电源电动势数值上等于非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功即有:E=W/q(4)电源电动势和内阻都由电源本身性质决定,与所接的外电路无关2闭合电路欧姆定律 (1) 内容:(2) 闭合电路欧姆定律的表达形式:或EU+Ir,(3) 适用范围: 纯电阻电路3闭合电路中的电压关系(1) 电源电动势等于内、外电压之和;注意:U不一定

21、等于IR (纯电阻电路中U=IR,非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系路端电压随总电流的增大而减小EIUOIm电流为零时,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E在图象中,UI图象在纵轴上的截距表示电源的电动势路端电压为零时(即外电路短路时),的电流Im(短路电流)图线斜率绝对值在数值上等于内电阻(3)纯电阻电路中,路端电压U随外电阻R变化关系外电路的电阻增大时,I减小,路端电压升高;外电路断开时,R,路端电压UE;外电路短路时,R0,U0,IIm =E/r4闭合电路中的功率关系(1).电源总功率、电源的输出功率、电源内消耗功率及关系(2) 电源提供的功率等于电源内部消耗的功率和各

22、用电器消耗功率之和(能量守恒)(3).电源输出功率.电源输出功率与外阻关系(纯电阻)(a) 数学关系式外电阻改变,恰有Rr时,输出功率最大,P=E2/(4r)R越接近电源的内阻r,输出功率越大.(b) P-R图像 电源输出功率与电流的关系P=IE-I2r当I=E/2r时,P最大(适用于一切电路).【典型例题】例如图所示电路中,R14 W,R26 W,电源内阻不可忽略,当电键S1闭合时,电流表A的示数为3 A,则当S1断开时,电流表示数可能为: A3.2 A B 2.1 AC1.2 A D0.8 A 例在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变

23、化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是 ( )A.U1/I不变,U1/I不变B.U2/I变大,U2/I变大C.U2/I变大,U2/I不变D.U3/I变大,U3/I不变例如图所示,电阻R34 ,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,电流表示数变为0.8 A(1)哪个电阻断路?(2)求电阻R1、R2的阻值各为多少?(3)电源电动势和内阻各为多少?E rR2R1例已知如图,E =6V,r =4,R1=2,R2的变化

24、范围是010求:电源的最大输出功率;R1上消耗的最大功率;R2上消耗的最大功率【当堂反馈】E,rSL1L2R1在如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内电阻为r,L1、L2是两个小灯泡闭合S后,两灯均能发光当滑动变阻器的滑片向右滑动时AL1变暗,L2变暗BL1变暗,L2变亮CL1变亮,L2变暗DL1变亮,L2变亮如图所示电路,开关S原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平行板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是()A把R1的滑片向左移动B把R2 的滑片向左移动C把R2的滑片向右移动D把开关K断开SVA R1R2R

25、33如图所示,R3=0.5,S断开时,两表读数分别为0.4A和2.4V, S闭合时,它们的读数分别变化了0.3A和0.3V,电压表、电流表均视为理想电表,求 R1、R2的阻值 电源的电动势和内阻4如图所示,电源的电动势为50V,电源内阻为1.0,定值电阻R=14,M为直流电动机,电枢电阻R=2.0,电动机正常运转时,电压表读数为35V,求在100s时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少?【针对训练】1关于电源电动势,下列说法中正确的是()A电动势与电压的单位相同,它们是同一个概念B电动势就等于电源正、负极间的电压C电动势是表示电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量 D电动势的大

26、小不仅与电源有关,还与外电路的组成有关2如图所示,电源电动势E=3.2V,电阻R1=30,R2=15,小灯泡L的额定电压为3.0V,额定功率为4.5W.当开关S接位置1时,电流表的读数为0.1A,那么当开关S接到位置2时小灯泡L的发光情况是: A正常工作 B比正常发光略亮 C不能正常发光 D有可能被烧坏3如图所示的电路中,闭合电键S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是( )A.L1灯灯丝烧断 B.电阻R2断路C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路E rR1R2ab4如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1,R1=4,R2=

27、2,电容C=40F,可变电阻器的阻值由15变为5的过程中( ) A流过R2的电流方向是由b到aB电容器充电C电容器的上极板一直带负电D电容器极板的带电量减小OCAB1 2 3963P/WI/A5如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I的变化图线;抛物线O为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线,则当通过电源的电流为1A时,该电源的输出功率为( )A1W B3WC2W D25W6调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大U,在这个过程中( )A.通过R1的电流增加,增加量一定等于U/R1B.R2两端的电压减小,减少量一定等于UC.通过R2的电流减小,但减少量一

28、定小于U/R2D.路端电压增加,增加量一定等于U2R1R21SA7如图,电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10,R2=8当电键S接位置1时,电流表的示数为0.20A那么当电键S接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A8图示的电路中,A、B两端电压恒定,电流表内阻可忽略不计,定值电阻与滑动变阻器的全部电阻相等,均为R,当滑动键P从变阻器的上端C一直移到下端D的过程中,电流表示数情况应是 () A先减小后增大B先增大后减小 C恒定不变D始终增大9. 如图所示,每个电池的电动势都为2V,内阻为025,R2 阻值为18,电流表A1的示数为

29、05A, 电流表A2的示数为03A,电压表示数为3V,求 R1、R3、R4的阻值 电池组的输出功率R1R2R3R4A1A2V10如图所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,已知电源的内阻 电炉的电阻 ,电动机绕组的电阻 ,当开并断开时,电炉的功率是475W,当开关S闭合时电炉的功率是402.04W求:(1)直流电路的电动势E;(2)开关S闭合时,电动机的机械功率多大?§7.4 电学实验的两个基本问题 电表改装与多用电表【知识要点】(一)电学实验的两个基本问题(1)伏安法测电阻中的内外接法内外接法的电路图 误差分析:外接法的系统误差是由电压表的分流引起的,电流的测量值大于真实值,由

30、R=U/I知电阻测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的,电压的测量值大于真实值由R=U/I知电阻测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法内外接法的选择若,则采用外接法若,则采用内接法(2)滑动变阻器的两种接法控制电路的选择滑动变阻器在实验电路中常用的两种接法:限流接法、分压接法 两种接法的比较:分压接法时,被测电阻RX上的电压调节范围大(电压从零开始逐渐增大),应该选用总阻值较小的滑动变阻器;采用限流接法时,RX上的电压不能从零开始调节,调节范围小,为使电压的调节范围大些,应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器限流接法、分压接法的选择限流接法耗能少、连接

31、方便,应优先使用,但下列情况必须采用分压接法(a)要求RX上的电压变化范围大(如从零开始变化)(b)采用限流接法时,电路中所能调节的最小电流超过电表的量程或用电器额定电流.(c) RX远大于变阻器的最大阻值,采用限流接法时,RX对电路调节能力差(调变阻器时RX两端电压变化小(二)电表的改装(1)电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场中受安培力作用发生偏转的原理制成的,且指什偏角与电流强度I成正比,即kI,故表的刻度是均匀的电流表的主要参数有,表头内阻Rg:即电流表线圈的电阻;满偏电流Ig:即电流表允许通过的最大电流值,此时指针达到满偏;满偏电压Ug:即指针满偏时,加在表头两端的电压,

32、故UgIgRg(2)电流表改装成电压表方法:串联一个分压电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即n,则根据分压原理,需串联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大(3)电流表改装成量程较大的电流表方法:并联一个分流电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即n,则根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小(三)用多用电表探索黑箱内的电学元件 1实验目的:(1)练习用多用电表测电阻(2)用多用电表探索黑箱内的电学元件2实验器材:多用电表,干电池,电阻箱,定值电阻,晶体二极管,导线3实验原理:多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度

33、磁电式电流表,其满度电流约几十到几百A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等4多用电表的使用:(1)使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处如不在,应进行机械调零;(2)根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度;(3)使用欧姆挡时,先选好倍率,再进行欧姆调零如果指针偏转角度太小(即指针所指的刻度值太大),应该增大倍率重新调零后再测;如果指针偏转角度太大(即指针所指的刻度值太小),应该减小倍率重新调零后再测测量中,两只手不能同时接触表笔上的金属部分测量完毕后,应将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡;(4)不论

34、使用多用电表的哪个挡,电流总是从多用电表的正接线柱(红表笔)进入电表,而从负接线柱(黑表笔)流出;(5)二极管全称晶体二极管,它是用半导体材料制成的电子元件二极管有二根引线,一根叫正极,一根叫负极(如图)将二极管和小灯泡按图所示的电路连接起来,即给二极管加上 正向电压,可以看到,小灯泡正常发光;将二极管的两极对调一下,即给二极管加上反向电压,可以看到,小灯泡不发光(如右图)这说明二极管具有单向导电性当二极管加上一定的正向电压时,它的电阻值很小,就像一个接通的开关一样;当给二极管加上反向电压时,它的电阻值变得很大,就像断开的开关一样例在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压,常

35、常采用如图所示电路通过两只滑动变阻器R1和R2对一阻值为500左右的电阻R0两端电压进行粗调和微调已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200和10关于滑动变阻器R1、R2的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是( )A. 取R1=200,R2=10,调节R2起粗调作用B. 取R1=10,R2=200,调节R2起微调作用C. 取R1=200,R2=10,调节R1起粗调作用D. 取R1=10,R2=200,调节R1起微调作用例要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA(约为40),除此多用电表外,还有下列器材:直流电源一个(电动势E约为1.5V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R约为150),电

36、键一个,导线若干要求:(1)写出实验步骤(2)给出RA的表达式 例3实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用表转换开关拔到R×100档,分别测它们的正反电阻加以鉴别:测甲元件时,R正=R反=0.5k,测乙元件时,R正=0.5 k,R反=100 k,测丙元件时,开始指针偏转到0.5 k,接着读数逐渐增加,最后停在100 k上,则甲、乙、丙三个元件分别是( )A. 电容、电阻、二极管 B. 电阻、电容、二极管C. 电阻、二极管、电容 D. 二极管、电阻、电容【当堂反馈】1读出图中电表的示数接0-3V量程时读数:_接0-15V量程时读数:_接0-0.6A

37、量程时读数:_ 接0-3A量程时读数:_G+R2 S1 S2R1 电流表G的内阻Rg=1000,满偏电流Ig=100uA,现把它改装为量程是6V的电压表和量程为0.6A的电流表,设计电路如图所示(1)S1 、S2均断开时是什么表?S1 、S2均闭合时是什么表?(2)R1和R2各应等于多少? (3) S1闭合S2断开时是什么表?量程多大?针对训练E rSA1A21关于欧姆表及其使用中的问题,下列说法中正确的是 A. 接表内电源负极的应是黑表笔B. 换档后,都要重新调节调零电阻,使指针指到满刻度C. 表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的D. 表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零2如图所示电路,将两个相

38、同的电流计分别改装成电流表A1(0-3 A)和电流表A2(0-0.6 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( )AA1的指针半偏时,A2的指针也半偏 BA1的指针还没有满偏时,A2的指针已经满偏CA1的读数为1 A时,A2的读数为0.6 A DA1的读数为1 A时,干路中的电流为1.2 ErRG红表笔黑表笔RxR0Ig3如图所示为欧姆表示意图,Ig=300A,rg=100,调零电阻最大值R=50K,串联固定电阻R0=50,E=1.5V.它能准确测量的阻值范围是( )A.30 K-80K B.3K-8K C.300 K-80 D.30-80b 10 R1c 5 R2a

39、6V4在图示电路中,三根导线中有一根是断的,电源、电阻器R1 、R2.为了查出断导线,某同学想先将多用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察多用表指针的示数在下列选项中,符合操作规程的是( )A. 直流10V档 B. 直流0.5A档 C. 直流2.5V档 D. 欧姆档5关于小量程电流表G改装成电压表和电流表后,因为G表原来内阻的大小,对电路进行测量时所产生误差的影响,正确的是 ( ) AG表的内阻越大,改装成的电压表在测量时产生的误差就越大 BG表的内阻越大,改装成的电流表在测量时产生的误差就越大 CG表的内阻大小对改装成的电压表和电流表在测量中

40、的误差没有影响 DG表的内阻越大,对改装成的电压表和电流表在测量中的误差就越小6有一多用电表,它的欧姆刻度线中心刻度值是15,当用R×10档去测量某待测电阻(阻值约为1000)时,指针偏转角度较小为了减小测量误差,应该重新测量其实验步骤的顺序是(填写字母)A. 将多用电表的选择开关扳至交流高压档B. 将待测电阻两端分别与两表笔连接,并读出数据C. 将选择开关扳至R×1档 D. 将选择开关扳至R×100档E. 调节调零电阻,使表头指针满偏 F. 将欧姆表两表笔短接7用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V的两个电压表,将它们串联接入电路,指针偏转角度之比为_,读数

41、之比为_1328有一只电流计,已知其Ig =500,Rg100,现欲改装成量程为的电压表,则应_联_的电阻由于所用的电阻不准,当改装表与标准表比较时,发现当标准值为时,改装表读数为.,则实际所用的电阻值偏_(填“大”或“小”)_.9一个盒子内装有由导线和两个阻值相同的电阻R和一个理想二极管组成的电路,理想二极管的正向电阻为0,反向电阻为盒外有三个接线柱,如图所示,现用多用表的欧姆挡去测量三个接线间的电阻值,结果如下表:1(红)2(红)3(红)1(黑)R2R2(黑)RR3(黑)10如图所示是双量程电流表电路图,当使用a、b两端点时量程为1A,使用a、c两端点时量程为0.1A,已知表头内阻为200

42、,满偏电流为2mA,求电阻R1和电阻R2的阻值§7.5 测定电池的电动势和内阻简单的逻辑电路【知识要点】(一)测定电源的电动势和内阻1实验目的理解测定电源的电动势和内阻的基本原理掌握用解析法和图象法求解电动势和内阻2实验原理用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻,如右图所示E = U + Ir用电流表和电阻箱测定电源的电动势和内阻,如右图所示E = IR + Ir 用电压表和电阻箱测定电源的电动势和内阻,如右图所示E = U +r 现用第一种方法测定电源的电动势和内阻,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值此

43、外,还可以用作图法来处理数据即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出UI图象(如图所示),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r的值3实验器材:待测电池,电压表(03V),电流表(00.6A),滑动变阻器(10),电键,导线4注意事项为了使电池的路端电压变化明显,可选用内阻大些旧的干电池;干电池在大电流放电时,电动势 E会明显下降,内阻r会明显增大,实验中不要将I调得过大;在画UI图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去;干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画UI图

44、线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)可减小误差5误差来源及分析:根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,电压表的示数准确,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以系统误差是由电压表的分流引起的根据全电路欧姆定律,由两次测量列方程为解得 ,考虑电流表和电压表的内阻,应用闭合电路的欧姆定律: 式中的E与r是电动势和内阻的真实值解得;比较得 E测< E,r测<r 为了减小这个系统误差, 滑动变阻器R阻值应该小一些,电压表的内阻应该大些.拓展:测高阻电源的电动势及内阻采用什么样的电路?用第二、三种方法测定测定电动势和内阻时,系统误差如何?

45、(二)简单的逻辑电路1“与”门电路符号输入输出00001010011l真值表1“或”门电路符号输入输出00001110111l真值表1“非”门电路符号真值表输入输出0110【典型例题】例某同学测定电源电动势和内电阻采用如图甲所示的电路,已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约1.0, 电压表(03V 3k),电流表(00.6A 1.0),滑动变阻器有R1(10 2A)和R2(100 0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”)AV图甲图乙 0.6 3(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的UI图线,由图可较准确求出

46、该电源的电动势E= V;电源内阻r= 例2如图所示,为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L为小灯泡光照射电阻R时,其阻值将变得远小于R该逻辑电路是 门电路(填“与”、“或”或“非”)当电阻R受到光照时,小灯泡L将 (填“发光”或“不发光”)例3要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r(约几欧),提供下列器材:电压表V(量程3V,内阻1k)、电压表V2(量程15V,内阻2k)、电阻箱(09999)、电键、导线若干某同学用量程为15 V的电压表连接成如图10-35所示的电路,实验步骤如下:(l)合上电键S,将电阻箱R阻值调到R110,读得电压表的读数为U1(2)将电阻箱R阻值调到R22

47、0,读得电压表的读数为U2,由方程组U1U1r/R1、U2U2/R2 解出、r为了减少实验误差,上述实验在选择器材和实验步骤中,应做哪些改进? 【当堂反馈】1用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1和1k,如图10-44为所需的器材(1)请你把它们连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大(2)一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出UI图线,根据图线求出电池的电动势 E_V,内阻r=_可变电阻热敏电阻电阻水发热器C+2. 如图所示,是热水系统的恒温器集成电路. 当温度低时,热敏电阻的电阻很大

48、,温度高时热敏电阻的电阻就很小只有当热水器中有水或水的温度低时,发热器才会开启并加热反之,便会关掉发热器如果热水器中没有水时,电路中BC部分就处于 路 这个逻辑电路是 门电路3在测定一节干电池(电动势约为1.5V,内阻约为2)的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选:A电压表量程为15V,B电压表量程为3V,A变阻器为(20,3A),B变阻器为(500,0.2A)电压表应该选_(填 A或B),这是因为_.变阻器应该选_(填 A或B),这是因为_.§7.5 测定电池的电动势和内阻简单的逻辑电路1有人把两节放在3V的手电筒中小灯泡仅发出微弱光的干电池装到额定电压为3V的收音机中

49、使用,还可以正常地使用一段时间,这个现象说明( )A旧电池与新电池的内电阻相差不大B旧电池比新电池的电动势明显小C旧电池比新电池的内电阻明显大D旧电池与新电池的电动势相差不大2如图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路,则图中X框,Y框中应是() AX为热敏电阻,Y为可变电阻; BX为热敏电阻,Y为开关; CX为可变电阻,Y为热敏电阻; DX,Y为热敏电阻3测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5)器材:量程3V的理想电压表,量程0.5A的电流表(具有一定内阻),固定电阻R=4,滑线变阻器R,电键K,导线若干.画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号

50、或字母标出.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)4现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50,已知该电池允许输出的最大电流为50mA为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围09999,R0是定值电阻,起保护电路的作用(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:A10,2.5WB100,1.0W C200,1.0W D2000,5.0W本实验应选哪一种规格?答:(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(b)所示的图线(已知该直线的截距为0.1V-1)则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E为_V,内阻r为_5如图所示为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯电路,晚上有人走动时,能够

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