电路与电磁感应教案

电磁感应与电路

第一课时、电路分析

编写何发东邓峻峰审稿何发东

预习案

一、基础知识回顾

1、部分电路欧姆定律

(1).定律的内容：v

导体中的电流/跟导体电压成正比,跟导体的电阻成反比•,公式表示为/=F。

(2)定律的适用条件：

①金属导电和电解液导电；②纯电阻；③电阻保持恒定。

(3)欧姆定律不适用的几种情况：u

①电流/跟导体两端电压U不成正比，但仍满足/=万的情况:A.纯电阻金属导

电，电阻因温度变化而变化；B.半导体元件.u

②电流/跟导体两端电压U不成正比，且不再满足/=万：A.金属导电，但为非纯

电阻(如电动机)；B.气体导电.

2、闭合电路欧姆定律

(1).内容：通过闭合电路的电流，跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。

(2)电源路端电压U与电流/的关系式：U=ETr。

3、电功和电热的关系

(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路时，它所消耗的电能全部转化为内能，如电炉、

烙铁、白炽灯等。所以在纯电阻电路中，电能全部转化为内能.电功和电热相等，即卬=

=Pt=Ult=PRt=iP/Rt。电功率和热功率相等，HPP=P»=UI

=1R=IJ2/R。

(2).非纯电阻电路：电路中含有电动机、电解槽等.在非纯电阻电路中消耗的电能除转化

内能外，还转化成机械能(如电动机)和化学能(如电解槽)。

在非纯电阻电路中：电功大于电热，W>Q,即UIt>PRf；电功率大于热功率，即UI>12R

在计算电功和电热时只能用各自的定义式.

电功w=Uh电功率P=ui

电热。=PRt热功率PI2R

4,电源的输出功率随外电阻的变化规律电源的输出功率为P出=

=I~R=----7R=-----；----------

(R+中(R-r)-+4Rr。当R=r时，产出

E2

有最大值，即PH，m=4r.P出与外

电阻R的这种函数关系可用如图所示的图象定性地表

示.由图象还可知，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Ri和Ri，满足/?诉2=户.当R<r

时，若R增大，则PM增大：当R>/■时，若R增大,

则P出减小。

R

二、预习题

1.导体的电阻式导体本身的一种性质，对于同种材料的导体下列表示正确的是（AD）

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电阻一定，电流与导体两端的电压成正比

2.关于电源电动势和电压，以下说法正确的是（AB）

A.在某电路中每通过20c的电荷量，电池提供的电能是30J,那么这个电池的电动势是

1.5V

B.电源内，电源把其他形式的能转化为电能越多，其电源电动势一定越大

C.电动势就是电源两极间的电压

D.电动势公式£=一中的“8'和电压公式〃=一中的“是一样的，都是电场力做功

QQ

3.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、

U、E和Q表示。下列说法正确的是（AD）

A.保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半

B.保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍

C.保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半

I）.保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半

4.电源的效率〃定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在

测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为

路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的

效率分别为小、小.由图可知小、小的值分别为（D）

教学案

典例分析

例1.如图所示，电流表是完好的，合上开关S后，发现电流表的示数为零，在不拆开电路的

前提下，通过电压表测量各连接点间的电压值,可判断故障原因.电压表测量数据为%6=

=0,Ube次0,则该电路的故障原因可能是()

A.此断路B,分断路

C.A,断路D.后、尼、砌断路

【分析与解答】由电流表的示数为零可知，电路一定有某处断

路.由匾=0可知，断点可能为应或必；由&〃=0可知，断点可能为兄或兄；而4中0,说明A、

尼均不可能断开，故断路处一定是尼，所以正确答案为B.

例2.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

(0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.

【解析】电路的串并联关系是这样的：滑动变阻器的上下两部分电阻并联再与电阻R

串联.当上下两部分电阻相等时，并联电路阻值最大，干路电流最小，路端电压最高，即电

压表读数经历了先激小后增大的过程.所以只有A、C选项可能正确；当滑动变阻器的滑动

触头P在最高端时，电流表读数为雪，即电流表的读数是从零开始噌加的，因此，只能是£

选项不可能是C选项.

例3.如图所示电路，电源电动势£=18V,内阻r=l。，相距d=2cm的两平行金属板水平

放置，当变阻器A2的滑动片恰好滑动到中点时，一带电荷量g=-1X10-7C的液滴恰好静

止在电容两极板正中点，此时电流表的读数为2A.已知定值电阻用=2Q,求:

(D滑动变阻器的最大阻值：——

(2)带电液滴的质量；

(3)当把滑动变阻器的滑片0速移到c点后，液滴到达金属板E

时的动能为多少？J1

B

(1)当。在位的中点时，由全电路欧姆定律，有

E18

1=2A,

R,+^+r2+&+1

122

所以应=12Q.

(2)因为路端电压〃=A7r=18V-2XlV=16V,所以/、6间的电场强度

E=—=一3-vV/m,又因为Eq=mg,

d2x10-26

所以m=Eq/g=~kg=8xl0-6kg;

(3)当把滑动变阻器的滑动片尸速移到c点后.

£18

U'=--------------(/?,+/?,)=------------x(2+12)

R}+R2+r*2+12+1

=16.8V>16V

所以液滴将向上极板/移动.由动能定理，有

U'd12

-q-mg-=-mvA

LTW[=幺(。—U)=—°—(16.8-16)J=4x10-8j

222

例4.三只灯泡L、乙和4的额定电压分别为1.5V、

1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A。若将它们

连接成右图1、图2所示电路，且灯泡都正常发光。

(1)试求图1电路的总电流和电阻尼消耗的电功率;

图I图2

(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个

电路更节能。

【解析】(1)由题意，在图1电路中，电路中总电流J总

=/I+/2+/3=0.3A+0.3A4O.3A=0.9A

U=E—I3r=3V—0.9XO.5V=2.55V

UR2=U—^i3=2.55V—2.5V=O.O5V

JR2n©=0.9A

电阻比消耗的电功率Pn=UR2JR2=OQ5x0.9W=0.045W

(2)题图1电路电源提供的电功率丹=E"3=3X0.9W=2.7W

题图2电路电源提供的电功率P2=E2IS-6X0.3W=1.8W

由于三个灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P2＜丹,所以题图2的电路

比题图1的电路更节能。

【点评】灯泡正常发光、用电器正常工作隐含电器两端的电压等于额定电压，电器中通

过的电流等于额定电流，电器消耗的电功率等于额定功率

练习案

基础巩固题

1.当电阻两端加上某一稳定电压时;通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为

在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是

()

(A)3V,1.8J(B)3V,3.6J

(C)6V,1.8J(D)6V,3.6J

【答案】D

【解析】根据E=Uq,可知通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J时电阻两端

所加电压U=3V,在相同时间内通过0.6C的电荷量,则电流强度为原来的2倍,而根据I=U/R

电压也为原来的2倍，即为6V,这样消耗的电能E=Uq=3.6J

【考点定位】电场、恒定电流和电路

2一个7型电路如图所示，电路中的电阻A=10Q,尼=120Q,尼=40Q.另有一测试

电源，电动势为100V,内阻忽略不计.则

A.当cd端短路时，a6之间的等效电阻是40QRi&

a-

B.当油端短路时，cd之间的等效电阻是40Q当口

bd

C.当公两端接通测试电源时，cd两端的电压为80V

D.当cd两端接通测试电源时，a。两端的电压为80V

解析：本题考查电路的串并联知识。当cd端短路时，兄与吊并联电阻为30Q后与七串

联，间等效电阻为40Q,A对；若助端短路时，A与兄并联电阻为8。后与后串联，

cd间等效电阻为128Q,B错；但劭两端接通测试电源时，电阻尼未接入电路，cd两端的

40.

电压即为用的电压，为%=100V=80V,C对；但cd两端接通测试电源时，电阻用未

0U

,40

接入电路，a6两端电压即为用的电压，为匾=7诉*100V=25V,D错。

3.用电压表检查图3电路中的故障，测得如=5.0V,“d=0V,4=0V,Z=5.0V,则此故障可

能是（）

A./断路B.A断路L

C.R'断路D.S断路

——Rb~~R,

解析：由测得爆=5.0V和如=5.0V可知，电键S、灯泡L、电阻R'均为通路，由图=0V,乩=0V

可知电路为断路故障（电路中无电流），所以故障可能是彳断路，正确选项为B.

4.如图所示，电动势为反内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关

三个灯泡都能正常工作。如果再合上&,则下列表述正确的是

A.电源输出功率减小B.心上消耗的功率增大

C.通过吊上的电流增大D.通过此上的电流增大

答案：C

解析：在合上S：之前，三灯泡都能正常工作，合上冬之后，电路中的总电阻R.减小，则I

，增大，即流过也的电流噌大，由于不及内阻，电源的输出功率P==EI,可见电源的输出功

率增大,A错误；母两端的电压噌大,则并联部分的电压减小，匕减小，IZ减小，I工减小，

可见C正确.

5.如图4所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的

。点固定，。为与圆环良好接触的滑动头.闭合开关S,在滑动头尸缓

慢地由勿点经〃点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将（）

A.由小变大B.由大变小

C.先变小后变大D.先变大后变小

答案：C

6在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E,电容器的电容为C。当闪光灯两端电压

达到击穿电压U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U

B.电容器所带的最大电荷量一定为CE

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R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

答案：D

解析：理解此电路的工作过程是解决本题的关耀。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相

等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电

后闪光灯两端电压小于U,断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿,

电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光.要使得充电后达到电压U,

则电源电动势一定大于等于u,A项错误；电容器两端的最大电压为U,故电容器所带的最

大电荷量为CU,B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时

电荷通过R,通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻我的电荷量与通过闪光灯的电荷量

一定相等，D项正确.

7.在如图所示电路中，闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头户向下滑动时，四个理想电表

的示数都发生变化，电表的示数分别用/、U\、固和口表示，电表示数变化量的大小分别用

△/、△〃、△4和△“表示.下列比值正确的是

A.〃//不变，不变.

B.〃//变大，变大.

C.0/变大，△勿△/不变.

D.小/变大，△〃/△/不变.

答案：ACD【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，尼接入电路部分阻值增大,

由欧姆定律可知兄=，/7=因用为定值电阻，所以〃〃不变，A〃/△/不变选项A

正确；r//=是的阻值，所以变大；4〃等于外电路的总阻值，所以变大；由E=以用内

可知，△〃内/△/等于电源内阻不变；△〃/A/等于除尼以外的其它部分电阻之和,

所以A&/△/不变。综上所述可知，正确选项为ACD。

能力提升题

8：图示电路中，立=12。，尼=60,滑动变阻器用上标有“200,2A”字样，理想电压表的

量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和

0-3A两档。闭合电键S,将滑片P从最左端向右移动到某位置

时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动

滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针

指在满偏的1/4,则此时电流表示数为A,该电源的电动势为V。

答案：0.15,7.5

解析：由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置“电压表示数一定大于2.5V,电流表

示数一定小于0.3A,再结合电压表指针指在满偏的坨，电流表指针指在满偏的殖，可知电

压表的里程为0-15V,电流表的里程为0064因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为

2=1x0.6^4=0.15^；电压表的示数为5V；由串并联电路规律得：0.3x12=4x6,得

4

4=0.6上，由闭合电路欧姆定律得（0.3+0.6）r+2.5+0.3xl2=£；同理：

0.15xl2=/；x6,得=0.35，由闭合电路演姆定律（0.15+0.3）r+5+0.15x12=5以

上各式联立解得：£=7.5F.

9右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关

系.该电池组的内阻为Q.当电池组的输s50(

45120M

100)

出功率为120W时，电池组的输出电压是V.54080<

3560与

13040汨

2520景

答案：530解析：由电池组的输出电压一电流关20

O

234

电流（A）

系可知，该电池组的内阻为5Q.由输出功率一电流关系图线可知，当电池组的输出功率

为120W时，输出电流为4A,对应电池组的输出电压是30V.

10两个额定电压为220V的白炽灯L和L2的〃一/特性曲线如图所示。的额定功率约为

W；现将L和L?串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计.此时L的实际功率约为

答案：9917.5解析：由L2的UT特性曲线可知，当电压为220V时，对应电

流为O.45A,L2的额定功率约为P=Ui=22OX0.45W=99Wo现将J和L2串联后接在

220V的电源上，二灯泡电流相等，对应电流O.25A,两灯泡电压之和等于22OV。

此时1_2的实际电压为70V,实际功率约为P=UI=7OX0.25W=17.5W.o

11.在如图所示的电路中，电源的电动势田3.0V,内阻厂1.0Q；电阻旃=10Q,金=10Q,

%=30。，石=35Q；电容器的电容用lOOuF。电容器原来

不带电。求接通电键4后流过兄=的总电量。

解析：闭合电路的总电阻为庐与匡四+「,

7?i+R)+/?3

总电流仁E/R,

路端电压U=E-lr9

电阻用两端电压工一U,

2?2+《3

通过心的总电量就是电容器的带电量Q=CU,

代入数据解得Q=2.0X1L»C。

12.如图所示的电路中，电源电动势?6.00V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为

欣=2.妹Q、%=4.8kQ,电容器的电容6M.7nF.闭合开关S,待电流稳定后，用电压

表测用两端的电压，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，电容器的带电量变化了多少？

【解析】：（1）设电压表的内阻为测得用两端的电压为号与

R,并联后的总电阻为R,则有

1i1„

——------1-------①

R&（

由串联电路的规律②

&二—乙］

联立①②，得号、°空气、,一代人数据。得R=4.8kC

R1E-（R1+R：）U1

⑵电压表接入前，电容器上的电压/等于电阻段上的电压，与两端的电压为

%，则等等又E=—:

接入电压表后，电容器上的电压为U'C=E-UX

由于电压表的接入，电容器带电量增加了A0=。（夕-U）

由以上各式解得nJ

带入数据，可得AQ=2.35x10-6c

第二课时、电学实验(一)

编写何发东邓峻峰审稿何发东

预习案

一、基础知识回顾

测量仪器的读数方法：

1需要估读的测量仪器：在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、

天平、弹簧秤等读数时都需要估读.因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数

字的最后一位数字为估计数字，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的

精度(即最小分度值)和实验误差要求两个因素共同决定.

根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法，一般：

最小分度是2的，(包括0.2、0.02等)，采用1/2估读，如安培表0〜0.6A挡；

最小分度是5的，(包括0.5、0.05等)，采用1/5估读，如安培表。〜15V挡；

最小分度是1的，(包括0」、0.01等)，采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表

0〜3A挡、电压表0〜3V挡等，测量精度要求不高或仪器精度不够高时，可采用1/2估读.

2不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不

均匀，可以不估读或按半刻度估读.

(1)游标卡尺的读数：游标卡尺的测量值由主尺读数和游标尺读数两部分组成.按照游标的

精度不同可分为三种：(a)10等分游标，其精度为0.1mm；(b)20等分游标，其精度为0.05mm；

(c)50等分游标，精度为0.02mm.游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读

出整毫米数L1,再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以

下的小数L2,则总的读数为：L1+L2.

(2)机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是30s.因为机械表采用的齿轮传动，

指针不可能停留在两小格之间；所以不能估读出比0.1s更短的时间.位于秒表上部中间的

小圆圈里面的短针是分针，分针走一周是15min,每小格为0.5min.秒表的读数方法是：f

=短针读数(”)+长针读数”2).

(3)电阻箱：能直接在面版上读出接入电阻值大小的变阻器.读数方法是：各旋扭对应的指

示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值.使用电阻箱时

要特别注意通过的电流不能超过其允许的最大电流值.

二、预习题

1在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时.，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如图

所示.现需要精确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：

A.50等分的游标卡尺

B.螺旋测微器

(1)在所提供的仪器中应选用A.

(2)在测量过程中，某同学在小螺母中空部分360。范围内选取不同的位

置进行多次测量取平均值的目的是减少误差。

2.(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读

数为0.617mm.

(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数

如图2所示，读数为0.675cm.

012cm

III11IIIII11II111III1111III

I"111|||||"'||'|"|

01020

图2

3如图所示，甲为电流表的表盘，乙为电压表的表盘，分别按大小量程读数，正确的是

(AC)

A.0.70A0.14AB.0.73A0.146A

C.11.4V2.28VD.12.8V2.28V

4.多用电表是实验室和日常实验中常用的仪器之一，它具有测量电压、电流和电阻等多种

测量功能，如图所示，是多用电表的内部电路图，在进行电阻的测量时，应将单刀多掷开关

S拨到3或_」的位置；若测量电压时只有50V和250V的两个量程，测量时需250V

的量程，应将开关S拨到的_匚位置；若测量电流时只有25mA和100mA两个量程，测

量时需100mA的量程，应将开关S拨到1的位置..

教学案

典例分析

例1用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤

完成电阻测量：

①旋动部件S,使指针对

准电流的“0”刻线.

②将K旋转到电阻挡“X100”的

位置.

③将插入“+”、“一”插孔的表

笔短接，旋动部件T,使指针对准电阻的」（填

“0刻线”或“8刻线，）

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.

为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理

的步骤，并按的顺序进行操作，再完成读数测

量.（ADC）

A.将K旋转到电阻挡“X1k”的位置

B.将K旋转到电阻挡“X10”的位置

C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

【分析与解答】注意欧姆挡中指针从左向右偏转.指针偏角过小说明量程选择过小.

例2.一直流电压表，量程为1V,内阻为1000Q,现将一阻

值为5000~7000Q之间的固定电阻R与此电压表串联，以扩大

电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电

源（电动势E为6~7V,内阻可忽略不计），一阻值L=2000Q

的固定电阻，两个单刀开关&、&及若干线.

（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的

实验电路图.

（2）连线完成以后，当&与$均闭合时，电压表的示数为0.90V；当&闭合，S2断开时,

电压表的示数为0.70V,由此可以计算出改装后电压表的量程为V,电源电动势

为V.

.答案:⑴连线如图

⑵76.3

解析：（1）电压表与已知电阻串联，如图所示

⑵当土与笈均闭合时，£X1QO0=0.90

1000+&

£xl000

当土闭合，加断开时,-----------------------=D.7D,

1000+^+2000

两式相比，约去E,解得向=6000。.

代人任一式得:E=6.3V.

电压表满偏电流为1mA,改装后电压表的量程为U=1X10-X（1000+6000）V=7V.

例3.一毫安表头⑯满偏电流为9.90mA,内阻约为300c.要求将此毫安表头改装成量程

为1A的电流表，其电路原理如图所示.图中⑷是量程为2A的标准电流表，吊为电阻箱，

A为滑动变阻器，S为开关，£为电源.

⑴完善下列实验步骤：

①将虚线框内的实物图按电路原理图连线；

②将滑动变阻器的滑动头调至端（填“a”或电阻箱面的阻值调至零；

③合上开关；

④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，

使标准电流表读数为1A；

⑤调节电阻箱症的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时

标准电流表的读数会（填“增大”、“减小”或“不

变”）；

⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数

为，同时毫安表指针满偏.

⑵回答下列问题：

①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1

Q,由此可知毫安表头的内阻为.

②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为.

A.

③对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素：

答案：⑴①连线如图

②6

⑤减小

⑥1A

⑵①310Q

②0.495（0.494~0.496均可）

③例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准表和毫安

表的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比；等等

解析：（1）由于滑动变阻器采用限流接法，闭合电键前，将滑动变

阻器的滑动头调至阻值最大处，即b端。当干路电流为1A后，调节电阻箱为

的阻值，使毫安表指针接近满偏，电路中总电阻增大，总电流减小，此时标准电

流表的读数会减小。多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数为1A,同时毫

安表指针满偏.

（2）毫安表满偏时，通过电阻箱吊的电流为I-Ig,毫安表头的内阻为rg=^^——/-7UJ吊=310。。

g

改装成量程为1A的电流表，为毫安表并联一个3.1Q的电阻。电流表指针半偏时，总电流

0.5A,流过毫安表的电流为1x9.90mA=4.95mA,此时流过电阻箱的电流为500mA-4.95

2

mA=495mA=0.495A。

例4某同学利用如下图所示的电路，研究加在标有“3.8V,0.3A”的小电珠两端的电压和通

过它的电流的关系，得到如下表所示的数据.

序号123456789101112

U/V00.1000.2000.400.601.001.602.202.603.003.403.80

I/A00.0500.1000.1240.1400.1600.2000.2300.2580.2740.2900.310

UN

由这些数据：

(1)描绘出小电珠的仆/曲线；

(2)比较M=1.0V和62=3.0V时小电珠的电阻大小，并说明其不同的原因；

(3)小电珠两端的电压从零变化到额定电压时，小电珠的最大电阻是多少？最大电功率是多

少？

(4)通过小电珠的电流等于零时，这个小电珠的电阻是多少？

1.00

(2)4=-----£2=O.ZD£2

0.160

R=Q=10.9Q

2电压变大，电流变大，热功率也变大，温度升高，电阻变大.

0.27]4joon

⑶4皿=一=一。=12.3。

皿/0.31

PmM=t//=3.80x0.310W=l.178W

(4)由图线可知，电流很小时，是一条直线，电阻看作不变,

U_0.200

R20

0.100

练习案

基础巩固题

1.用游标卡尺测一金属管的内径和外径时，分别如图(a)(b)所示，则这根金属管的内径读数

是2.150cm,外径读数是4.290cm,管壁的厚度是1.070cm.

2cm344cm56

1山【111111出JJJJJ।11II111111111111111111

1111|llll|llllpl11

0102001020

(a)(b)

2.如图所示，螺旋测微器的读数为1.315mm,秒表的读数为104.6s.

3.如图所示为一只两用电表的原理图，下列说法正确的是(CD)

A.只合上51可作电流表

B.只合上53可作电流表

C.只合上53可作电压表

D.合上51和52可作电流表

4.(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十kQ的电阻R,以下给出的是可能的操作步骤，其

中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在

横线上cabe.

a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔

b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出RX的阻值后，断开两表笔

c.旋转S使其尖端对准欧姆挡X1k

d.旋转S使其尖端对准欧姆挡X100

e.旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔

根据图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30kQ.

5.如图所示为多用表的刻度盘，若选用倍率为“X100”的电阻挡测电阻时，贝IJ：

(1)所测电阻的阻值为1300Q,如果用此多用表测量一个阻值为2.OX104Q的电阻，

为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是Xlk(选“X10”、“X100”、“Xlk”).

(2)用此多用表进行测量，当量程分别选用“50mA”和“250mA”的电流挡先后测量电流时，

表针如图所示，则所测电流分别为27.0mA,135mA.

(3)当选用“10V”的电压挡测量电压时，表针也指于图中位表针也指于图中位置，则所测电

压为5.4V.

能力提升题

6.有一个小灯泡标有“6V,0.6W”的字样，现在要描绘这个灯泡的/一〃图线，有下列器材可

供选择：

A.电压表（0〜5V,内阻10kQ）

B.电压表（0-10V,内阻20kQ）

C.电流表（0〜0.3A,内阻1Q）

D.电流表（0〜0.6A,内阻0.4Q）

E.滑动变阻器（30Q,2A）

F.学生电源（直流9V）,还有开关和导线

（1）实验中电压表应选B,电流表应选」.（用序号字母表示）

（2）为使实验误差尽可能减小，在图中画出实验电路图.

,P0.6……

【解析】（1）电压表选6;小灯泡的额定电流为Z=y=V»电流表选C小灯泡电阻

R=「=^C=60C,比较小与去大小，采取安培表外接法.一〃图象电压从零开始，滑动

rU.OKxAA

变阻器采用分压接法.（2）略.

8现要描绘一个额定电压为4V,额定功率为1.6W的小灯泡的伏安特性曲线，要求所测电压

范围为0.1〜4V.现有器材：A.直流电源（电动势E=4V,内阻不计）；B.电压表；C.电流表;

D.滑动变阻器用（0〜30Q）；E.滑动变阻器位（0〜200Q）,开关S一个，导线若干.

（1）如果既要满足要求，又要方便，应选用的滑动变阻器是D.

（2）请在虚线框内画出实验电路图.

U242

【分析与解答】⑴灯泡的电阻时=7=.。=1°。。若采用限流接法，滑动变阻器选用

时，小灯泡上电压的调压范围是F4-WUWE,*=罂=WX）.1V,滑动变阻器选用时，同

理，得［/向.=a_=0』9丫＞0』x都不符合要求.采用分压接法，都符合，但石的阻值小，

m,n10+200

调节方便，故选公（2）略

第三课时、电学实验（二）

编写何发东邓峻峰审稿何发东

预习案

二、基础知识回顾

测定电池电动势和内阻的方法及相应方法的原理和误差分析

一、用电压表、电流表测E、r

1.原理和图象

[E=t/i+/Ir

£=t/+/r=>

[E=U2+l2r

2.误差分析

说明：用E表示电池电动势的测量值，E表示电池电动势的真实值；用〃表示电池内阻

的测量值，r表示电池内阻的真实值.

（1）外接法误差分析：（电路如图所示）

I.等效法

Rv,8=>电压表分流

Rv

E'=-F—~^-<E

Rv+r1+方

<AV

Rvr

~;-v—<r

Rv+r]I21

1十Rv

r《Rv=白0=£=E,f

AV

⑵内接法误差分析：（电路如图所示）

I.等效法

R#O0电流表分压

l/=r+/?A>r

由于「和RA相差不大，所以该方法的测「时的误差很大.

II.图象法

电源的U-/测量线和真实线如图所示.测量图线为实线，真实图线为虚

线.由图线可以看出后测=£我,r测>「我.

二、用电压表、电阻箱测E、r

1.电路图：

2.原理和图象

E=U+^r

K

E=U\+~^r

lE=Uz+替八2

3.误差分析

该方法系统误差产生的原因是电压表分流，与上述“伏安法”中的外接情况相同，所

以

E'<E,/</•

r《》1=>E'~E,r'-r

Kv

三、用电流表、电阻箱测E、r

E'r'

2.原理和图象

fE=/i(/?!+r)

E=/(R+*,

出=/2(R2+r)

3.误差分析

该方法系统误差产生的原因是电流表分压，与上述“伏安法”中的内接情况相同，所以

E'=E,r'=r+RA>r.

二、预习题

1如图所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A,已知电流表的内阻&为

0.2那么待测电阻的测量值比真实值偏大,真实值为99.8。。

八区

°----(2)--IZZHK>

—©—

2.某同学备有一段导线，现要测量这导线材料的电阻率.

(1)写出需要通过何种仪器直接测量的物理量(物理量用字母表示):用游标卡尺测导线长度/“

用螺旋测微器测导线直径d,用电压表和电流表分别测电压U和电流/。

(2)推导电阻率的表达式

L4LRUnd2U

⑵〜一新''’好工?

3.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中（如图）:

（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止电表过载而把滑动片尸放在大处。

（2）现备有以下器材：

A.干电池1个B.滑动变阻器（0~50Q）C.滑动变阻器0~1750。）

D.电压表（0~3V）E.电压表（0~15V）F.电流表（0-0.6A）

G.电流表(0-3A)

其中滑动变阻器应选__B_,电流表应选F,电压表应选D。

（3）右图是根据实验数据画出的S/图像。由此可知这个干电池的电

动势E=1.5V,内电阻1.0

教学案

典例分析

例1用多用电表测得铜导线电阻值约为IQ,现为提高测量的精度，需从下列器材中挑选一

些元件，设计电路，重新测量这段导线（图中用心表示）的电阻.

A.电源E（电动势为6.0V,内阻不计）

B.电压表VI（量程为0〜0.6V,内阻约为2kQ）

C.电压表V2（量程为0〜6.0V,内阻约为6kQ）

D.电流表Al（量程为。〜0.6A,内阻约为1Q）

E.电流表A2（量程为0〜3.0A,内阻约为0.1Q）

F.滑动变阻器R1（最大阻值5Q,额定电流1.0A）

G滑动变阻器R2（最大阻值10Q,额定电流0.2A）

H.定值电阻R0（阻值为9Q）

I.开关S一个，导线若干

（1）实验时电压表选—，电流表选—，滑动变阻器选—（只填代号）.

（2）为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程的1/3,某同学设计了部分电路如图，请

你在此基础上将电路补充完整，使实验可以完成.

ES

解析（1）待测电阻阻值太小，必须有保护电阻，用R0.当滑动变阻器连入的阻值为零时，电

E6

路中最大电流为/,“=G—-=-=0.6A,以两端电压为0.6V,所以电压表选B,电流

1+9

表选D,滑动变阻器选F.

采用电流表外接法.

例2在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约为3Q,为尽可能减小误差,

要求金属丝发热功率P<0.75W.

（1）实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到mm,用毫米刻度尺测量导线长

度时，可估读到mm.

（2）下述备用器材中应选用的是（用字母代替）；

A.6V电池组

B.电流表（0〜0.6A,电阻0.5Q）

C.电流表（0〜3A,电阻0.01Q）

D.电压表（0〜3V,内阻1ZQ）

E.电压表（0〜15V,内阻5AQ）

F.滑动变阻器（0〜100Q,额定电流1A）

G滑动变阻器（0〜50Q,额定电流1A）

（3）在虚线框内画出电路图；

(4)实物图中，将各器材连成实验电路.

【分析与解答】

(1)0.001mm,0.1mm.(2)由待测电阻约3Q,功率小于0.75W,可知待测电阻两端的电流、电

U2

压分别是：尸=/2R,得/=0.5A,0=/得U=1.5V,故选BD.滑动变阻器按方便的原则

选G

(3旦=3=6,殳=侬。330,故电流表外接.考虑调节范围大一点，滑动变阻器采

砥0.5&3

用分压接法.

(4)如图.用限流接法也可.

例3某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.

(1)将电阻箱接入心b之间，闭合开关.适当调节滑动变阻器R'

后保持其阻值不变.改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U

与R的数据如下表

电阻R/Q5.010.015.025.035.045.0

电压U/V1.001.501.802.142.322.45

请根据实验数据作出U-R关系图象.

(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V.利用(1)中测绘的U-R图象可得Rx

=20(19—21都算对)C.

(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大.若仍用本实验装置和(1)中测绘

的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将偏小(选填“偏大”或“偏小”).现将一已知阻

值为10。的电阻换接在小人之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)

中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？改变滑动变