复习课件七：恒定电流

恒定电流复习课件七考纲预览内容要求欧姆定律Ⅱ电阻定律Ⅰ电阻的串联、并联Ⅰ电源的电动势和内阻Ⅰ闭合电路的欧姆定律Ⅱ电功率、焦耳定律Ⅰ实验(一)：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）实验(二)：描绘小电珠的伏安特性曲线实验(三)：测定电源的电动势和内阻实验(四)：练习使用多用电表近几年新课标高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主．选择题主要考查基本概念(电动势、电流、电压、电阻与功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系．如电阻的计算，电功与电热、电功率与热功率的计算，电路的动态变化，故障分析，电流表、电压表、多用电表的使用，与电场综合的含电容电路的分析和计算，与电磁感应综合的电路中能量转化问题等．

考纲解读

物理实验是高考物理的必考题，也是考生失分较多的题型。一般围绕力学和电学两部分命题，特别是电学实验题更是高考命题的重头戏，是高考的热点，电学实验题考查包括：基本仪器的读数及应用、器材选择、电路连接、数据处理和误差、方案设计等．其中设计性实验一般比较难、分值高，且灵活多变，能力要求高，出现的可能性大，在高考备考中应予以高度重视．第一部分部分电路的欧姆定律串、并联电路电阻定律5、单位：1A＝103

mA＝106

μA一、电流1、定义：电荷的定向移动形成电流．2、产生条件：⑴有自由电荷；⑵有电势差．3、电流强度定义式：其中q为在时间t内通过导体任一横截面的电荷量．4、方向：规定与正电荷定向移动的方向相同，电流是标量．注意：①电流虽然有大小、方向，但电流是标量，其方向是人为规定的；②在电解液导电和气体导电中，q应为通过该截面的正负电荷量的绝对值之和．微观表达式I＝neSv如图所示为某种带有一价离子的水溶液中，正负离子在定向移动，方向如图。如果测得2s内有1.0×1018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？解：I=q/t=(q1+q2)/t=2×(1.0×1018×1.6×10-19)/2A=0.16A。例与练在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()例与练B若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度

=______；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=_______。(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力恒量用k表示)例与练⑴线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件．适用欧姆定律．⑵非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件．不适用欧姆定律．二、欧姆定律1、内容：导体中电流强度跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．2、表达式：3、适用范围⑴金属导体导电和电解液导电(对气体导电不适用)；⑵纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)．4、导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I画出的I—U关系图线．决定式IUOabIUOc⑶图象：Ra<RbRc随U的增大而增大IUOIUO注意：在I—U（或U—I）图象中图线是曲线的各点所表示的电阻应由各点同原点的连线的斜率大小来判断，而不是由各点的切线斜率来判断。实验室用的小灯泡的伏安特性曲线可用图象表示的是()C例与练如图所示I-U图象所对应的两个导体，(1)电阻之比R1:R2为多少？(2)若两个导体两端的电压相等(不为零)

时，电流之比I1:I2为多少？答案：R1:R2=3:1I1:I2=R2:R1=1:3。在如图(甲)所示的电路中，电源电动势为3.0V，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S闭合后(

)A．L1电流为L2电流的2倍B．L1上的电流为0.20AC．L2上的电流为0.20AD．此时L2的电阻为12ΩC例与练两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图所示．L2额定功率约为________W．现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计．此时L2的实际功率约为________W.解析：由图象可得，U2＝220V时，I2＝0.45A，故L2的额定功率P2＝U2I2＝99W，由串联电路的特点知L1和L2串联后电流相等，同时两者电压之和为220V，由图象可知符合上述条件的电流为I＝0.25A，此时L2对应的电压为U2′＝70V，则L2的实际功率为P2′＝U2′I＝17.5W.例与练9917.5⑴物理意义：反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度、横截面积无关，但与导体的材料有关，还与导体的温度有关．三、电阻定律1、内容：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关．2、表达式：(其中ρ为导体的电阻率)3、电阻率ρ⑵电阻率与温度的关系：金属的电阻率一般会随温度升高而增大；绝缘体和半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．决定式如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q

为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q

加上电压后，其U－I

图线如图乙所示，当U＝10V

时，求电解液的电阻率ρ是多少？答案：ρ＝40Ω·m.例与练两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，设其电阻为R1；把另一根导线对折后绞合起来，设其电阻为R2，则它们的电阻R1与R2之比是多少？答案：16:1例与练思考：若把R1、R2串联起来并加一定的电压，则它们的电压U1、U2之比为多少？若把R1、R2并联起来并加一定的电压，则相同时间通过它们的电量q1、q2之比为多少？提醒：当导体的长度改变时，导体的横截面积也发生改变，但导体的体积不变，导体的电阻可写成：1、串联电路特点⑴串联电路各处的电流相同；I1=I2=I3‥‥‥=In⑵串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和U=U1+U2+‥‥‥+Un⑶串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和四、串、并联电路的性质和特点⑷串联电路的电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比。⑸串联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比。注意：⑶⑷⑸三个关系只适用于纯电阻电路。2、并联电路的特点⑴并联电路中各支路的电压相等：U1=U2=‥‥‥=Un⑵并联电路的总电流等于各支路的电流之和I

=I1+I2+‥‥‥+

In⑶并联电路的等效总电阻R的倒数等于各支路电阻的倒数之和⑷并联电路的电流分配关系是：⑸并联电路的功率分配关系是：注意：⑶⑷⑸三个关系只适用于纯电阻电路。⑴不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．⑵串联电路的总电阻大于电路中任一电阻，并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻．提醒注意：几个有用的结论⑶串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理．如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB=100V，R0=40

,滑动变阻器总电阻R=20

，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为_____V，通过电阻R0的电流为_____A。802R0ABCD例与练等效电路由5个1Ω的电阻，连接成如图所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻是（）A、5ΩB、2ΩC、1ΩD、0.5Ω例与练D等效电路

电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的．3、电流表、电压表的改装⑴电流表G改装为电压表①原理：串联较大电阻分压。②改装原理图：③分压电阻：④改装后电表内阻：RV＝Rg＋R＝nRg>Rg

n为量程扩大倍数⑵电流表G改装为大量程电流表①原理：并联较小电阻分流。②改装原理图：③分流电阻：④改装后电表内阻：n为量程扩大倍数如果两个电流表的满偏电流Ig均为3mA，内阻Rg均为100Ω，欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则：(1)分别串联的电阻R1和R2有多大？(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角θ1和θ2有何关系，示数U1和U2有何关系？如果并联呢？解：⑴①改装成3V电压表时应串联的电阻：②改装成15V电压表时应串联的电阻：例与练答案：(1)900Ω

4900Ω

(2)θ1＝θ2，U1∶U2＝1∶5

并联时：θ1＝5θ2，U1＝U2⑵将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角θ1＝θ2，而电压表内阻之间的关系为RV1/RV2＝1/5，故电压表示数之比也为U1∶U2＝1∶5.如果并联，则流过两个电流表的电流不同，故偏角不同，且θ1＝5θ2，但电压(即示数)相同，即U1＝U2。第二部分闭合电路的欧姆定律2、大小：电源电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压，在闭合电路中，电源电动势在数值上等于内、外电压之和．一、电动势1、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，是电路中电能的提供者．⑵从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量．

从能量的角度说：电源电动势数值上等于将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极的过程中非静电力所做的功（其他形式的能转化为电能的多少）注意：⑴电源的电动势由电源本身决定。电源电动势的类比理解：AB水池抽水机⑵公式(只适用于纯电阻电路)。也可以表示为E＝IR＋Ir＝U外＋U内，即电源电动势等于内、外电压之和．二、闭合电路的欧姆定律1、闭合电路的组成⑴内电路：电源内部的电路，内电阻两端的电压称为内电压．⑵外电路：电源外部的电路，其两端的电压称为外电压或路端电压．2、闭合电路的欧姆定律⑴内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比．⑴外电路断开时，电源两极间的电压等于电源电动势，外电路闭合时，电源两极间的电压往往小于电源电动势．注意：⑵对于公式的理解适用于任何闭合电路只适用于纯电阻闭合电路R为纯电阻时，U=IR3、路端电压与外电阻的关系⑴根据可知，当R增大时U增大，R减小时U减小

.⑵外电路断开时，R为无限大，I变为零，路端电压等于电源电动势．⑶外电路短路时，R＝0

U＝0

，(称为短路电流)路端电压跟电流的关系是U＝E－Ir，用图象表示如图所示4、路端电压跟电流的关系⑷图线上每一点对应的U、I比值为此时电路的外电阻。此图象的物理意义是：⑴图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势。⑵图线斜率的大小表示电源的内电阻，若图线的纵轴不从零开始时，直线的斜率。⑶图中Im代表短路电流，两个U—I图象的比较；路端电压与电流的关系（U=E-Ir）一段导体两端电压与通过的电流的关系（U=IR）U—I图象说明①图象表示在E、r不变的前提下，U随I单调递减，U是I的一次函数②图中表示电流为I1时，路端电压为U，对应内电压为U/③过E点的平行于横轴的虚线表示r=0，就是理想电源的情况④斜率绝对值表示电源内阻的大小①图象表明在电阻R不变的条件下，U与I成正比②斜率表示导体的电阻，且R=U1/I1UIOU1I1如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是（）A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻例与练ACU/VI/AOU0I0甲乙在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图乙．其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值．例与练如图电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则（）A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电阻R2

两端的电压减小D．路端电压增大B例与练三、动态电路的分析如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是()A.电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大。B.电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小。C.电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大。D.电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小。AD例与练如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0V，内阻r＝1.0Ω；电阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝35Ω；电容器的电容C＝10μF.电容器原来不带电．求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量．答案：2.0×10-5C四、含电容器的电路问题答案：⑴RV=4.8k

。⑵Q=2.35×10-6C。如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R1=2.4k

、R2=4.8k

，电容器的电容C=4.7

F。闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V。(1)该电压表的内阻为多大？(2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？例与练五、电路故障问题判断如图所示，电源电动势为6V，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=6V，Uab=6V，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C解析：由题给条件知，电路中有的地方没有电压。由Uad=0，Ucd=6V可知电路是断路。由Uab=6V，Ucd=6V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。如图所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路的电阻可能是()A．R1B．R2C．R3D．R4

AD例与练第三部分电路中的能量⑴意义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢．一、电功、电功率和焦耳定律1、电功⑴定义：电路中电场力移动电荷所做的功．⑵公式：W＝qU＝UIt(适用于任何电路)⑶实质：电能转化为其他形式的能2、电功率⑵公式：3、焦耳定律⑴内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。⑵表达式：(适用于任何电路)(适用于任何电路)(2)电路中消耗电能一部分转化为焦耳热，另一部分转化为其他形式能的电路叫非纯电阻电路，即:

W＝Q＋E其他，UIt≠I2Rt，得U≠RI.按电功与电热的关系可将电路分为纯电阻电路和非纯电阻电路：(1)将电能全部转化为焦耳热的电路叫纯电阻电路．即:⑵热功率：单位时间内热量的表达式(适用于任何电路)．4、电热与热功率⑴电热：电流通过导体产生的热量，由焦耳定律来计算，即Q＝I2Rt(适用于任何电路)．纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、压缩机、日光灯等电功与电热电功率与热功率

判断是否为纯电阻电路最直接的方法是看用电器是否将电能全部(或主要)转化为内能.区分纯电阻电路和非纯电阻电路把6个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路消耗的功率分别用P甲和P乙所示，则下列结论中正确的是()

A.P甲=P乙

B.P甲=3P乙

C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲例与练B5、电源的效率：，在纯电阻电路中当外电路总电阻为R时，.二、闭合电路的功率1、电源的总功率：指电源提供电能的功率．公式为

P总＝EI2、电源内部的发热功率：指电源内电阻消耗的功率公式为P内＝I2r.3、电源的输出功率：指电源供给外电路的功率．公式为P出＝UI.4、三者的关系：P总＝P内＋P出．即EI＝I2r＋UI

如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM

＝0.50Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A．电动机的输入功率为12WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为2.0WD．整个电路消耗的电功率为22WAC例与练6、闭合电路中的电功率的极值问题⑴电源的总功率：P总＝EI＝UI＋I2r＝P出＋P内．若外电路是纯电阻电路，则有:

P总＝I2(R＋r)＝E2/（R+r)⑵电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝P总－P出．⑶电源的输出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．若外电路是纯电阻电路，则有：⑤P出与R的关系如图所示．①当R＝r时，电源的输出功率最大为：②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小．③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大．④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.由上式可以看出：总之，当R越接近r时，输出功率越来越大。电动势为E，内阻为r的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示。设R0=r，Rab=2r，当变阻器的滑片自a端向b端滑动时，下列各物理量中随之减小的是（）A、电池的输出功率B、变阻器消耗的功率C、固定电阻R0上消耗的功率D、电池内阻上消耗的功率ErR0RabB例与练方法提示：⑴闭合电路中，电源输出功率可根据外电阻R越接近内电阻r时，输出功率越大（R=r

时输出功率最大）来判断；⑵电路中的固定电阻（如图中的R0、r）消耗的功率可根据P=I2Rx来判断，I越大P越大；⑶讨论变阻器消耗的功率时，可把固定电阻等效为电源内阻，而变阻器视为外电路，按以上方法讨论。UIO12如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的U—I图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2B、R1>R2C、P出1<P出2D、P内1>P内2若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（）例与练ACDBC如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的U—I图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2B、R1>R2C、P出1<P出2D、P内1>P内2变形练习若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（）21UIOCBC第四课时电学实验基础2．滑动变阻器的选择：滑动变阻器在电路中主要是起调节电压或电流的作用，其额定电流不能小于实验电路中最大电流．同时根据电路类型来选择，如果接成限流电路，往往选择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器，如果接成分压电路，往往需要选择阻值较小的滑动变阻器．一、电学实验仪器的选择1．电流表、电压表的选择：对于电表，量程首先要达到测量的范围，电流表或电压表量程要大于等于所测量的最大值，同时量程又不能太大，务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3)，以减小读数带来的误差．3．电源或保护电阻也要根据实验原理进行判断．1．电流表的内、外接法根据电流表和待测电阻相对于电压表的位置，分为电流表外接法和电流表内接法，分别如图(甲)和(乙)所示，简称外接法和内接法．二、电路的选择测量中，电阻的测量值定义为实验得到的电压值和电流值比值，表达式为⑴电流表外接法电压表示数:电流表示数:<AVRX测量值偏小②误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．③当Rx<<RV时，R测越接近R真，误差越小。应采用电流表的外接法，所以该电路适合测量小电阻①电阻测量值为电阻真实值和电压表内阻的并联电阻值。⑵电流表内接法电压表示数：电流表示数：AVRX>测量值偏大③当Rx>>RA时，R测越接近R真，误差越小。应采用电流表的内接法，所以该电路适合测量大电阻。②误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小。①电阻测量值为电阻真实值和电流表内阻的串联电阻值。电流表的内、外接法的选择可总结为三种方法：⑴阻值比较法：这是一种定性判断方法，多数问题中的电路选择均可依此判断．方法是若Rx<<RV，宜采用电流表外接法；若Rx>>RA，宜采用电流表内接法．若待测电阻阻值为几百欧以上的大电阻用电流表内接法，若待测电阻阻值为几欧以下的小电阻用电流表外接法．⑵用临界值计算法：若待测阻值为中等大小，不易定性判断，且知道电流表和电压表的阻值约为多大时，可用此方法：当时内、外接法均可．当(即Rx为小电阻)时用外接法．当(即Rx为大电阻)时用内接法．②如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，即：应采用外接法．⑶试触法：不知道电流表和电压表的大约阻值，也不知待测电阻阻值大约是多少时采用此法．电路如图所示．分别将导线a端与b、c点接触：①如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，即：应采用内接法。方法提示：“内大外小”，即内接法测量值比真实值偏大，内接法适合测量较大的电阻；外接法测量值比真实值偏小，外接法适合测量较小的电阻。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=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，如图所示。由此可知电压表应接到

点误差较小，测得Rx的值为

Ω。AVbaRx例与练解析：可见电流表示数的变化比电压表示数的变化明显，说明电压表的分流作用较大。为了减小误差应采用电流表内接法，即接在a点。a10002．滑动变阻器的分压、限流接法为了改变待测电阻两端的电压(或通过的电流)，常把滑动变阻器与电源连接作为供电控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式，如图(甲)、(乙)所示，分别叫限流式接法和分压式接法．②待测电阻供电电压的最大调节范围：(不计电源内阻)

⑴滑动变阻器的限流式接法：如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻．①电路连接特点：它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联．③该电路的优点是电路耗能小，操作简单．一般适用于用大阻值滑动变阻器测量小阻值电阻．从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，Rx比R大得越多，变化范围越小．⑵滑动变阻器的分压式接法：③该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操作也复杂，耗能也较大．一般适用于用小阻值滑动变阻器测量大阻值电阻．①电路连接特点：接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联．②待测电阻供电电压的调节范围是：0～E(不计电源内阻)如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻．③采用限流式接法时，电路不能安全工作，如电路中的最小电流(电压)仍超过电流表(电压表)的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用分压式接法．⑶实际选择的原则：以下几种使用分压式接法：（其余情况用限流式接法）①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．②待测电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法．

在这种情况下，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电路中的电流变化仍极小，待测电阻的电流（电压）变化范围很小。选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。“可行”是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行；“精确”是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差（如电表的指针偏转要求较大）；“方便”是指选用的实验器材要便于操作。⑶对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑片上．三、电路图的连接1、基本方法⑴画出实验电路图．⑵分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程．⑶画线连接各元件．连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路．2、注意事项⑴连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错．⑵各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉．用伏安法测量某一电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5Ω，额定功率为1W)；电流表A1(量程0～0.6A，内阻0.2Ω)；电流表A2(量程0～3A，内阻0.05Ω）电压表V1(量程0～3V，内阻3kΩ)；电压表V2(量程0～15V，内阻15kΩ)；滑动变阻器R0(0～50Ω）蓄电池(电动势为6V)、开关、导线．为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选______________，并在下面画出实验电路图．V1、A1例与练在用伏安法测电阻（待测电阻约为2KΩ）的实验中，所用电压表的内阻约为20KΩ，电流表的内阻约为10Ω，使用滑动变阻器的总电阻为50Ω，选择能够减小误差的电路进行实验，画出此实验的电路原理图。例与练解析：故电流表应采用内接法。滑动变阻器的总电阻R=50Ω远小于待测电阻的阻值，故采用滑动变阻器的分压接法。若采用限流式接法，待测电阻上电流和电压的变化很不明显，测量误差较大。AVRxR用伏安法测金属电阻Rx（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压表内阻为几KΩ，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0~6Ω，额定电流为5A，试画出测量Rx的原理图。例与练解析：故电流表应采用外接法。如果采用变阻器限流接法，待测电阻Rx的电压变化范围约为45/12~9V，显然所提供的电压表量程不够，所以变阻器采用分压接法。RVARxRVARx根据电路图，用实线代替导线在所给的实验器材图中连成电路。某电压表的内阻在20KΩ~50KΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程3V）电流表A1（量程200μA）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）滑动变阻器R（最大阻值1KΩ）电源E（电动势4V）电键S和导线若干⑴所提供的电流表中应选用哪个？⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画好，如图所示）解析：被测电压表的最大电流约为I=4/20000A=200μA，故选A1。要求测多组数据，应采用分压电路。ES例与练RVA1【例与练】一阻值约为30kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值。备选器材有:

A.电源(E=16V,r=2Ω);

B.电源(E=3V,r=0.5Ω);

C.电压表(量程0~15V，内阻50kΩ);

D.电压表(量程0~3V，内阻10kΩ);

E.电流表(量程0~500μA，内阻500Ω);

F.电流表(量程0~1mA，内阻250Ω);

G.滑动变阻器(阻值0~200Ω);

H.电键一只，导线若干.

(1)从上述器材中选出合适的有用的器材:______________.(用字母表示)

(2)画出实验电路图.ACEGH用电流表和电压表测金属丝的电阻时，不论使用电流表内接法还是外接法，都会产生系统误差．按如图所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行实验的主要操作过程是：第一步：将R2的滑头调到最左端，S2向1闭合，再闭合S1，调节R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过其量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。写出由以上记录数据计算Rx的表达式：Rx＝【例与练】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω)：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干.

(1)测量中要求电压表的读数不少于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).

(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=________.【例与练】答案（1）（2）已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有

（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。A、量程是0.6A，内阻是0.5Ω的电流表；B、量程是3A，内阻是0.1Ω电流表；C、量程是3V，内阻是6kΩ电压表；D、量程是15V，内阻是30kΩ电压表E、阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F、阻值为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G、蓄电池（6V）；H、开关一个，导线若干；例与练若选B表，会有以下不足：首先0.6A电流太小，指针偏转范围不足刻度盘的三分之一，读数时误差较大，其次电流表满偏电流越大，最小刻度即精确度越低，故不选B。①先选电源：G。②选电流表电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器时干路电流最大值：Imax=6/10A=0.6A因此电流表选A③选电压表若选C表，量程3V，则干路总电流要被控制在0.3A以下，由上所选A电流表，指针偏转可较大。若选D表，量程15V，电源6V，6/15=1/2.5，此时电压表指针偏转范围不满足指针在1/3~2/3刻度盘范围，加之15V量程时，精确度太低，为实现电压和电流表精确度的匹配，应选C表而不选D表。解析：④选变阻器由上已选量程是3V的电压表，滑动变阻器用限流接法时，选0~10Ω的阻值太小（待测电阻的电压超电压表量程），选用0~1000Ω的阻值太大（调节不方便）。因此决定滑动变阻器采用分压电路连接方式。由于电阻丝阻值约为10Ω，为在3V、0.3A以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值，滑动变阻器应选0~10Ω的。不应选用0~1000Ω的滑动变阻器，一是因为其阻值太大，调压不灵敏，二是满足要求的情况下，应尽量选用小规格的器材。由Rx=10Ω，RA=0.5Ω，Rv=6kΩ可得。为减小RA分压带来误差，应选电流表外接。⑤确定电流表的接法选择的器材为：G、A、C、F、H。RVARx⑥画电路图：第五课时实验：测定金属的电阻率

(同时练习使用螺旋测微器)游标卡尺的主要部分是主尺(附有左边上爪和下爪)和一条可以沿着主尺滑动的游标尺(附有右边上爪和下爪以及深度尺)．如图所示．一、游标卡尺1．游标卡尺的构造⑴外测量爪：可测量物体厚度或外径.⑵内测量爪：可测量槽宽或内径.⑶深度尺：可测量筒的深度．2．游标卡尺的使用内测量爪外测量爪固定螺丝主尺游标尺深度尺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份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则其读数为(x＋K×精确度)mm.29.8mm温馨提示：主尺上的整毫米数应为游标尺“0”刻线之前的整数部分，切勿读成游标尺左棱之前的整数部分。50分度0.15mm23.22mm如图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F上，旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在B上．二、螺旋测微器1．螺旋测微器的构造测微螺杆P与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。2．螺旋测微器的原理测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)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．6.725mm8.464mm8.470mm三、测定金属的电阻率1．实验原理⑴用毫米刻度尺测出金属丝的长度L⑵用螺旋测微器测出金属丝的直径d⑶用伏安法测出金属丝的电阻R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．2．实验器材3．实验步骤⑴测长度L：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，重复测量三次，求出平均值L；欧姆定律和电阻定律①依照图中所示的电路图用导线把器材连接好，并把滑动变阻器的有效阻值调至最大；⑵测直径d：用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测一次，取直径的平均值d.⑶测电阻R：⑷整理好实验器材，实验结束．②电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S，求出电阻的平均值R；①第一种是用算出各次的数值，再取平均值．4．数据处理⑴在求R的平均值时可用两种方法：⑵计算电阻率：将记录的数据R、L、d的值，代入电阻率计算公式②第二种是用U—I图线的斜率求出．说明：也可把各次的U、I值代入公式求出ρ，再求平均值。(3)金属丝的电阻=__________

。(4)金属丝材料的电阻率

==_________

·m。(1)金属丝的长度=_____cm=______m；数据处理：根据上面记录的数据，完成以下表格内容：实验次数长度l/cm长度平均/cm直径d/mm直径平均/mm横截面积S/mm2123实验次数电压U/V电流I/A电阻R/

/

123(2)金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。⑴为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。⑵本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法和滑动变阻器限流法。⑶电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。⑷测量被测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两个并入点间的部分，测金属丝长度时应将其拉直。⑸闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻最大的位置。5．注意事项⑴测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差．⑵由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)⑶通电电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化．6．误差分析在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω.实验室备有下列实验器材：A．电压表V1(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为11Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～200Ω，0.6A)G．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．ADEGH【例与练】(2)为减小实验误差，应选用图中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如下图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.乙0.6355.42【例与练】在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约3Ω，为减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75W，备有部分仪器有:

A.6V电池组

B.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)

C.电流表(0~3A,内阻0.01Ω)

D.电压表(0~3V,内阻1kΩ)

E.滑动变阻器(0~20Ω),额定电流1A)

(1)上述器材中电流表应选用的是________(用字母代替).

(2)画出实验电路图.B若变阻器限流接法，Rx电压变化范围：0.78V~1.5V，较小，所以变阻器采用分压接法。解析：RVARx【例与练】有一根圆台状匀质合金棒如图所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率

、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：(1)测量该合金棒电阻的实物电路如图所示(相关器材的参数已在图中标出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是______。(用标注在导线旁的数字表示)(2)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72

。根据电阻定律计算电阻率为

、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3

、RD=3.38

。他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=____________。(用

、L、d、D表示)⑥4L/(dD)【例与练】有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属管线长约30cm，电阻约10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：A.毫米刻度尺B.螺旋测微器C.电流表A1(600mA,1.0Ω)D.电流表A2(3A,0.1Ω)E.电压表V(3V,6kΩ)F.滑动变阻器R1(2KΩ,0.5A)G.滑动变阻器R2(10Ω，2A)H.蓄电池E(6V,0.05Ω)I.开关一个，带夹子的导线若干(1)以上器材中，应选用的器材有___________(只填代号字母)(2)画出你所设计的电路图，并把图的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值.(3)实验中要测量的物理量有：______________________(4)计算金属管线内部中空截面积S0

的表达式为：

S0

＝_______ABCEGHI(1)ABCEGHI(2)电路图及实验测量电路分别如图甲和乙所示．答案：(3)用螺旋测微器测横截面边长a，用毫米刻度尺测金属管线长度L，电压表示数U，电流表示数I.(4)【例与练】在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，滑动变阻器的电阻约为20Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示．(1)根据各点表示的数据描出I－U关系图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________Ω.(保留两位有效数字)(2)画出此实验的电路原理图．解析：作出图线，选点（3V，1.3mA)比较各电阻的大小关系，可确定电流表内接，滑动变阻器分压接法。第六课时实验：描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验原理（P101）二、实验器材小电珠、电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸三、实验步骤（P101）IUO四、注意事项1．电路的连接方式：⑴因为小电珠的电阻很小，与0～0.6A的电流表串联时，应采用电流表外接法．⑵因为该实验要求小电珠两端电压能从0开始连续变化，所以滑动变阻器采用分压式连接．2．闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为0的一端．3．电流表选择0.6A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定．4．所测数据中误差较大的点要舍去，U—I图象应是平滑曲线而非折线．5．作图时最小单位与电表分度一致，并且大小要适宜．五、误差分析1．由于电压表不是理想电表，对电路的影响带来误差．2．测量时读数不准，在坐标纸上描点不准引起误差．【例与练】(2010年高考重庆理综卷)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A和电压表V、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开始变化．(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．⑵解析：在电路接好并检查是否正确连线之前，电键应处于断开状态，以免因接线错误而导致仪表损坏；接为分压电路时，滑动变阻器的有效电阻应从最小值开始调节，故滑片应先处于b端．分压【例与练】有一个小灯泡标有“6V、1.5W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的U－I图线，除导线和开关外，有下列器材可供选用：A．直流电源9V(内阻约1Ω)B．直流电流表A1（3A，内阻约0.1Ω)C．直流电流表A2（300mA，内阻约5Ω)D．电压表V1（5V，内阻约10kΩ)E．电压表V2（10V，内阻约20kΩ)F．滑动变阻器R1（10Ω，2A）G．滑动变阻器R2（1kΩ，0.5A.）(1)实验中应选的器材是

．(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图．R1V2A2ACEF01002003002I/mAU/V46(3)按电路图将图中所示器材连成电路．(4)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将该小灯泡与另一电源组成闭合电路，该电源两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图所示，则小灯泡与电源连接后的实际功率为

W。R1V2A20.63(5)小灯泡的U-I图象不是直线的原因是

。灯丝的电阻随温度的升高而增大【例与练】现用伏安法研究某电子器件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：A、直流电源（6V，内阻不计）B、电流表G（满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=10Ω）C、电流表A（0~0.6A，内阻未知）D、滑动变阻器（0~20Ω，5A）E、滑动变阻器（0~200Ω，1A）F、定值电阻R0（阻值1990Ω）G、开关与导线若干①根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）。②在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用

。（填写器材序号）③将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图（甲）所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Ob、Oa所示。电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时R3接入电路的阻值为

Ω。D4第七课时实验：测定电源的电动势和内阻一、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律2．实验电路：如图所示．(1)解方程组法：利用测得的两组数据，得解得3．E、r的求解方法(2)图象法：多测几组数据，然后在U—I图中描点作图，所得直线与纵轴交点为电动势E的值，图线斜率的绝对值即为内阻r的值．，如图所示．电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路．如图所示．三、实验步骤2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样方法测量几组I、U值，记录在表格中．4.断开开关，拆除电路，整理好器材．二、实验器材5.取坐标纸，以电流I为横轴，路端电压U为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U—I图线．延长U—I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E、I短，进一步可以算出四、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的旧干电池)．2.在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r变化明显．3.测出不少于5组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值．4.在画UI图线时，要让尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．5.干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标系中数据点将呈现如图(甲)所示的状况，使下部大面积空间得不到利用．为此，可使纵坐标不从零开始，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)，如图(乙)所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用计算出电池的内阻r.五、误差分析1．读数误差和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．如图是某电源的路端电压与电流的U—I图象，下列说法中正确的是（）A．该电源的电动势是