2026步步高六册同步物理必修3-第十二章　2　第2课时　路端电压与负载的关系　欧姆表的原理

LUDUANDIANYAYUFUZAIDEGUANXIOUMUBIAODEYUANLI第2课时

路端电压与负载的关系

欧姆表的原理梳理教材夯实基础/探究重点提升素养/课时对点练第十二章1.理解路端电压随负载的变化规律.2.了解欧姆表的原理，并能解决简单问题.学习目标内容索引梳理教材夯实基础Part1探究重点提升素养Part2课时对点练Part3梳理教材夯实基础Part

11.路端电压的表达式：U＝

.2.路端电压随外电阻的变化规律对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的.E－Ir一、路端电压与负载的关系(2)当外电阻R减小时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.(1)当外电阻R增大时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为

，U＝

，即断路时的路端电压等于

.当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝

.减小增大增大减小0E电源电动势欧姆表测电阻的原理是

定律，欧姆表内部电路结构如图所示.闭合电路欧姆二、欧姆表的原理当红、黑表笔接触时，电流表指针指在最大值Ig处.当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.判断下列说法的正误.(1)当外电阻增大时，外电压随之增大.(

)(2)当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势.(

)(3)当外电阻趋于无穷大时，外电压大小等于电动势大小.(

)(4)欧姆表的刻度盘是均匀的，因为电流I随外电阻线性变化.(

)即学即用√×√×返回探究重点提升素养Part

2一、路端电压与负载的关系1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V，内电阻r＝1Ω，试求当外电阻分别是3Ω、4Ω、9Ω时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？答案路端电压分别为7.5V、8V、9V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.导学探究2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像.答案由E＝U＋U内及U内＝Ir得U＝E－Ir，U－I图像如图所示导学探究1.路端电压与负载的关系：U＝E－U内＝E－

r，随着外电阻增大，路端电压增大.当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压U＝E，这也提供了一种粗测电源电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势.知识深化2.由U＝E－Ir知，电源的U－I图像是一条倾斜的直线，如图所示，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.知识深化

电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B.因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大C.因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D.若外电路断开，则路端电压为零例1√路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误.(多选)如图所示为某一电源的U－I图线，由图可知A.电源电动势为2V例2C.电源短路时电流为6AD.电路路端电压为1V时，电路中电流为5A√√在U－I图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确；横轴截距表示短路电流，C错误；(2021·济宁一中月考)某电源的路端电压与电流的关系图线如图所示，用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V，则该电路可能为针对训练1√由题图可知，E＝Um＝6V，当U＝4V时，I＝4A，因此有6V＝4V＋4A×r，解得r＝0.5Ω，当路端电压为4.8V时，U内＝E－U＝6V－4.8V＝1.2V.由电阻的串、并联知识可知正确答案为B.(多选)如图所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法正确的是A.电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B.电动势E1＝E2，内阻r1>r2C.电动势E1>E2，内阻r1>r2D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大针对训练2√√由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir.当I＝0时U＝E，即U－I图线中U轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等.当工作电流变化量相同时，因为r1<r2，则电源2的路端电压变化较大，D正确.二、欧姆表测电阻的原理如图所示，电源电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，电流表满偏电流Ig＝10mA，电流表的电阻Rg＝7.5Ω，A、B为接线柱.导学探究(1)若用一条导线把A、B直接连接起来，则此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？导学探究代入数据解得：R1＝142Ω.(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表指针指到多少刻度位置？导学探究答案由闭合电路欧姆定律得知识深化1.欧姆表的原理(如图所示)知识深化2.欧姆表表盘的刻度标注刻度标注方法标注位置“0Ω”红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx＝0满偏电流Ig处“∞”红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx＝∞电流为零处知识深化中值电阻Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接Rx，Ix＝

，Rx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处知识深化3.欧姆表的表盘刻度特点(1)欧姆表的表盘刻度不均匀且与其他电表(如电流表、电压表)的刻度是相反的.(2)从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度线是电流最大刻度，电阻“∞”刻度线是电流零刻度，欧姆表可测阻值为0～∞的电阻.知识深化4.欧姆表测电阻的误差分析使用旧电池给测量带来误差：电池使用较长时间后，电动势会下降，会使电阻测量值偏大，要及时更换新电池，由于调零电阻的存在，电池内阻的变化不会引起误差.

把一量程6mA、内阻100Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A.电源E＝3V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100Ω；C.滑动变阻器0～500Ω；D.红表笔；E.黑表笔.(1)滑动变阻器选用______.例3C解得R0＝400Ω，故滑动变阻器应选C.(2)红表笔接____端，黑表笔接____端.(填“M”或“N”)NM红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端.(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3mA刻度处，则电阻值应为________.1000Ω500Ω解得Rx＝1000Ω.解得Rx′＝500Ω.(4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______(填“偏大”“偏小”或“不变”).偏大1.如图，红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔，即红“＋”，黑“－”.2.电流方向为“红进黑出”.3.黑表笔与欧姆表内部电源正极相连，红表笔与负极相连.总结提升(2021·长沙一中期末)在如图所示的欧姆表示意图中，电流表的满偏电流Ig＝200μA，内阻Rg＝100Ω，R0＝0.9kΩ，电源电动势E＝1.5V，电源内阻不计，欧姆表的调零电阻的阻值R应是多大？当测量某电阻R1时，指针恰好在中间位置，则被测电阻R1是多大？当测量电阻R2时，指针恰好指针对训练3答案见解析为多大？对欧姆表调零时，指针指在0处，此位置为满偏电流的位置，那么欧姆表的内阻则调零电阻R＝R内－Rg－R0＝6.5kΩ.解得R1＝7.5kΩ.解得R2＝15.0kΩ.返回课时对点练Part

3考点一路端电压随外电阻的变化1.(多选)(2021·自贡市田家炳中学高二开学考试)某一电源的电动势为E，内阻为r，外电路(纯电阻电路)的电阻为R，此电路基础对点练12345678910111213√√123456789101112132.(多选)如图所示为某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω12345678910111213√√12345678910111213由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，得I＝0时U＝E，纵轴上的截距为电源的电动势，即E＝6.0V，故A正确；123456789101112133.(多选)(2021·铁岭一中月考)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则A.路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B.电流都是I1时，两电源内电压相等C.电路A的电动势大于电路B的电动势D.A中电源的内阻大于B中电源的内阻√√√在路端电压与总电流I的关系图像中，图线在U轴上的截距表示电动势E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知EA>EB，rA>rB，故C、D正确.12345678910111213由U内＝Ir，可知电流都是I1时，因内阻r不相等，故两电源内电压不相等，故B错误.4.(2022·内蒙古赤峰二中高二期末)如图所示，直线A、B分别为某电源的路端电压与通过它的电流的关系图线和某电阻两端的电压与通过它的电流的关系图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电路中通过的电流为A.1A B.1.5AC.2A D.2.5A√两图线的交点即表示此时电路中的电流和电源处电压，由题图可读出电流I＝2A.故A、B、D错误，C正确.123456789101112135.(多选)(2021·宜昌夷陵中学月考)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化.下列图像能正确表示其变化规律的是12345678910111213√√1234567891011121312345678910111213考点二欧姆表测电阻的原理6.以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是12345678910111213√选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错误；选项A、D电流表的负极接到了电源的正极，A、D错误；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C正确.7.(多选)下列关于多用电表欧姆挡的说法中，正确的是A.表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度线越疏B.红表笔是与表内的电源正极相连的C.测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻D.为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近12345678910111213√√12345678910111213在欧姆表内部黑表笔接的是电源的正极，故B错误；测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻，故C正确；当指针指在刻度盘的中间刻度附近时，测量的数据误差最小，所以为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近，故D正确.123456789101112138.(多选)(2021·温州中学月考)如图所示为欧姆表的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是A.它是根据闭合电路的欧姆定律制成的B.接表内电池负极的应是红表笔C.电阻的“∞”刻度一般在刻度盘的右端D.调零后刻度盘的中央刻度值是r＋Rg＋R√√√9.(2021·西南大学附中期末)如图为利用欧姆表测量电阻Rx的电阻值的电路，欧姆表内部表头的满偏电流为Ig＝3×10－4A、内阻rg＝100Ω，电源的电动势为E＝1.5V，电源的内阻不计，保护电阻的阻值为R0＝50Ω，滑动变阻器的最大电阻为R＝50kΩ.若用该欧姆表较精确地测量电阻Rx，则Rx的范围为A.0～50kΩ B.3～8kΩC.300～800Ω D.30～80Ω12345678910111213√欧姆表在中值电阻附近测量是较准确的.设中值电阻为R中，欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内阻R内；联立解得：R中＝R内＝

＝5kΩ，欧姆表的中值电阻为5kΩ，欧姆表能准确测量的阻值范围在5kΩ附近即为3～8kΩ，故选B.1234567891011121310.(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U－I图线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶212345678910111213能力综合练√√√12345678910111213电源的U－I图像的纵轴截距表示电动势，故E1＝E2＝10V，B正确；灯泡U－I图线与电源U－I图线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态，故P1∶P2＝1∶2，R1∶R2＝18∶25，C正确，D错误.11.如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的.求：(1)电源的电动势和内阻；12345678910111213答案20V

20Ω由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，结合题图乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr，代入数据，联立解得E＝20V，r＝20Ω.(2)定值电阻R2的阻值；12345678910111213答案5Ω当滑片P滑到R3的右端时，R1被短路，电路中总电阻最小，电流最大，对应题图乙中的B点，此时R2两端的电压U2＝UB＝4V，通过R2的电流I2＝IB＝0.8A，(3)滑动变阻器的最大阻值.12345678910111213答案300Ω12345678910111213当滑片P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16V，I总＝0.2A，解得R3＝300Ω，即滑动变阻器的最大阻值为300Ω.12.(2022·扬州中学高二开学考试)如图甲所示的电路，滑动变阻器与电源相连接，其中滑动变阻器的最大阻值Rm＝22Ω，电源的输出电压U随外电路总电阻R按图乙所示的规律变化，其中MN段与横轴平行，且与U＝12V的虚线接近重合.求：(1)电源的电动势E、内阻r；12345678910111213答案12V

2Ω1234567891