《伏安特性曲线与电表内阻的测定》教案

《伏安特性曲线与电表内阻的测定》教案eq\a\vs4\al(综合提能一)eq\a\vs4\al(对伏安特性曲线的理解)【知识贯通】1．U­I图像与I­U图像(1)坐标轴意义不同：I­U图线为导体的伏安特性曲线，表示电流I随电压U的变化规律，横轴表示U为自变量，纵轴表示I为因变量；U­I图线的横轴表示电流I，纵轴表示电压U。(2)图像上任意一点与坐标原点连线的斜率的意义不同：在图习2­1甲中，R1＞R2；而在图乙中R2＞R1。图习2­12．非线性元件电阻的确定如图习2­2所示，非线性元件的I­U图线是曲线，导体电阻Rn＝eq\f(Un,In)，即电阻等于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数。图习2­2eq\a\vs4\al(典例1)(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图习2­3所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。下列说法正确的是()图习2­3A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)D．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2－I1)[解析]图线上的点与原点连线的倒数等于电阻大小，由数学知识可知，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故A错误，B正确；根据电阻的定义式可知，对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)，故C正确；此电阻是非线性元件，其电阻不等于图线切线斜率的倒数，所以小灯泡的电阻R≠eq\f(U1,I2－I1)，故D错误。[答案]BC(1)导体的伏安特性曲线不是过坐标原点的直线时，其斜率不再是导体电阻的倒数。某一状态的电阻应是图线上该点与坐标原点连线斜率的倒数。(2)随着电压的升高，图线上各点与坐标原点连线的斜率变小，电阻变大，所以该导体的电阻不是一个固定的值，其电阻随电压的升高逐渐变大。【集训提能】1．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U­I坐标系中描点如图习2­4所示，分别用Ra、Rb、Rc、Rd代表电阻的阻值，则()图习2­4A．Ra>Rd B．Rd>RaC．Rc>Rb D．Rb>Rc解析：选A连接aO、bO、cO、dO，U­I图线的斜率表示电阻的大小，故Ra>Rd，A正确，B错误，又因为O、b、c三点在一条直线上，故Rb＝Rc，故C、D错误。2.如图习2­5所示是某导体的伏安特性曲线，下列说法正确的是()图习2­5A．当导体两端的电压是4V时，导体的电阻是10ΩB．当导体两端的电压是4V时，导体的电阻是0.1ΩC．当导体两端的电压是8V时，导体的电阻是10ΩD．当导体两端的电压是2V时，通过导体的电流是0.2A解析：选A根据R＝eq\f(U,I)，可知，当导体两端的电压是4V时，导体的电阻是10Ω，A正确，B错误；由图像可知I­U图像不是线性关系，也就是不同电压下，电阻值不同，而图像没给出其他数据，因此无法算出其他电压下的电阻值，C、D错误。eq\a\vs4\al(综合提能二)eq\a\vs4\al(伏安法测电阻)【知识贯通】1．伏安法测电阻原理由欧姆定律R＝eq\f(U,I)可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值。2．电流表的两种接法(1)内、外接法的区别比较项目内接法外接法电路误差分析电压表示数UV＝UR＋UA>UR电流表示数IA＝IRR测＝eq\f(UV,IA)>eq\f(UR,IR)＝R真电压表示数UV＝UR电流表示数IA＝IR＋IV>IRR测＝eq\f(UV,IA)<eq\f(UR,IR)＝R真误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用两种电路选择条件R越大UR越接近UV，R测越接近R真，该电路适合测大电阻R≫RAR越小，IR越接近IA，R测越接近R真，该电路适合测小电阻R≪RV(2)选择内、外接的判断方法①直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法。②公式计算法：当Rx>eq\r(RARV)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(Rx,RA)>\f(RV,Rx)))时，用内接法，当Rx<eq\r(RARV)时eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(Rx,RA)<\f(RV,Rx)))，用外接法，当Rx＝eq\r(RARV)时，两种接法效果相同。③试触法：如图习2­6所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，应选用外接法。图习2­6eq\a\vs4\al(典例2)用伏安法测某一电阻：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻测量值R＝eq\f(U,I)。如果采用如图习2­7甲所示的电路，测量值为R1，如果采用如图习2­7乙所示电路，测量值为R2，电阻的真实值为R真，它们之间的关系是：R1________R真，R2________(填“>”“＝”或“<”)R真，这种误差属于________误差。图习2­7[解析]题图甲中电压表测量值为真实值，由于电压表分流作用，导致电流表测量值偏大，故电阻测量值偏小；题图乙中电流表测量值为真实值，由于电流表分压作用，导致电压表测量值偏大，故电阻测量值偏大，所以有R1<R真，R2>R真，这种误差属于系统误差。[答案]<>系统【集训提能】3．某同学用如图习2­8甲所示电路测量电阻Rx，Rx的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)；若被测电阻Rx的阻值约为1Ω，应采用图习2­8________(填“甲”或“乙”)所示电路，误差会比较小。图习2­8解析：电流表采用外接法时，电压表测量的电压为电阻两端的电压，考虑到电压表的内阻，电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和，即测得的电流偏大，根据欧姆定律，知测得的电阻偏小。若被测电阻Rx的阻值约为1Ω，该电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，故用电流表外接法测量误差较小，应采用题图甲所示电路。答案：偏小甲4．在测金属丝电阻率的实验中，回答下列问题。(1)测得某金属丝的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到该金属丝的电阻率ρ＝________(用题中所给的物理量符号表示)。(2)若金属丝的电阻约为5Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为1kΩ，则实验中应该将电流表______(填“内接”或“外接”)。(3)若实验中采取电流表内接法，则金属丝电阻率实际测量值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)根据电阻定律有R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，又R＝eq\f(U,I)，所以可得ρ＝eq\f(πUd2,4IL)。(2)由题中数据可知Rx＝5Ω<eq\r(RARV)＝10eq\r(10)Ω，故应采用电流表外接法。(3)若采用内接法，因为金属丝的电阻较小，由于电流表的分压作用，电阻的测量值偏大，根据电阻定律可知金属丝电阻率实际测量值也偏大。答案：(1)eq\f(πUd2,4IL)(2)外接(3)偏大eq\a\vs4\al(综合提能三)eq\a\vs4\al(电表内阻的三种测量方法)【知识贯通】1．伏安法用一个小量程的电压表测出电流表两端的电压U，由欧姆定律可求出RA＝eq\f(U,I)(如图习2­9甲所示)，没有小量程的电压表时可以用已知内阻的电流表当电压表使用，电路如图习2­9乙所示，RA＝eq\f(I′RA′,I)。图习2­92．替代法(1)替代思想：测电压表或电流表的内阻时可以使用替代法，即用一个电阻箱来替代原电表，当调节电阻箱使电路效果与替换之前相同时，电阻箱的读数即为被替换的电表的内阻。(2)实验原理图如图习2­10所示，实验中，闭合开关S1，开关S2接a，调节R′，使两电表均有适当的示数，并记下电流表A的示数I；开关S2接b，保持R′不变，调节R使电流表A的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R0，则待测电流表Ax的内阻r＝R0。若测电压表的内阻，把图中待测电流表换成待测电压表即可，实验步骤同上。图习2­10(3)替代法：如果测量某个物理量比较困难或不方便时，可以用比较容易测量或可以直接测量的物理量等效替代被测量的物理量。以上两种实验中，常用电阻箱来替代待测电表(当然也可以是待测电阻)。待测电表被替代后，图中的R′要保持不变，其中电流表A起显示电路工作状态的作用。3．半偏法(1)“半偏法”测电流表的内阻电路如图习2­11甲所示。闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏；再闭合开关S2，调节电阻箱R2，使A的指针半偏，读出R2的值，则RA＝R2。图习2­11(2)“半偏法”测电压表的内阻实验电路如图习2­11乙所示，闭合开关S之前，电阻箱R的阻值调到零，滑动变阻器R′的滑片P滑到左端。闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的示数为满刻度值U0；保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表V的示数变为eq\f(1,2)U0，读取电阻箱的阻值R，则有RV＝R。eq\a\vs4\al(典例3)从表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材(代号)规格电流表(A1)电流表(A2)电压表(V)电阻(R1)滑动变阻器(R2)电池(E)开关(S)导线若干量程0～10mA，内阻r1待测(约40Ω)量程0～500μA，内阻r2＝750Ω量程0～10V，内阻r3＝10kΩ阻值约100Ω，做保护电阻用总阻值约50Ω电动势1.5V，内阻很小(不计)(1)画出电路图，标明所用器材的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1＝________，式中各符号的意义是________________________________________________________________________。[解析](1)电压表量程太大不能用于测电流表A1两端的电压。由于电流表A2的内阻r2＝750Ω是准确的，满偏时其两端电压为500×10－6×750V＝0.375V，与电流表A1的满偏电压差不多，所以可以将电流表A2与电流表A1并联，根据A2的读数I2求出A1两端的电压等于I2r2，即把A2当电压表使用。因为A1、A2允许通过的电流较小，满偏时两端的电压分别约为0.4V和0.375V，所以要使电路安全工作，应将保护电阻R1与A1、A2串联起来，从而和A1、A2组成分压电路，使两电表两端电压保持在一个安全的范围内，进而限制通过A1、A2的电流，使其不超过电表量程。滑动变阻器可采用限流式接法，也可采用分压式接法。本题中若采用限流式接法，对电流的调节范围约为最大值的eq\f(1,3)，比分压式接法的调节范围小。根据题目中“能测得多组数据”的要求，采用分压式接法较好。(2)计算r1的表达式为r1＝eq\f(I2r2,I1)，式中I2为通过电流表A2的电流，r2为电流表A2的内阻，I1为通过电流表A1的电流。[答案](1)如图所示(2)eq\f(I2,I1)r2I2为通过电流表A2的电流，r2为电流表A2的内阻，I1为通过电流表A1的电流此题易误认为只能用电压表来测定电流表A1两端的电压，其实，由于电压表量程较大，而r1两端的电压很小，测量误差太大，故不符合“有尽可能高的测量精度”的实验要求。【集训提能】5．某实验小组要测量定值电阻Rx的阻值，实验室提供的器材规格如下：A．待测电阻Rx(阻值约为100Ω)B．电流表G1(量程为10mA，内阻RG1未知)C．电流表G2(量程为30mA，内阻RG2未知)D．电阻箱R(最大阻值为9999.99Ω)E．电池组(2节干电池)F．开关一只，导线若干该小组根据现有的器材设计了如图习2­12所示的电路，实验过程如下：图习2­12a．根据电路图，连接实验器材。b．先将电阻箱的阻值调到最大，然后闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记录电流表G1的示数I1和电流表G2的示数I2，及对应的电阻箱的阻值b。c．多次调节电阻箱的阻值，改变两个电流表的示数，并记录。d．数据处理：以eq\f(I2,I1)为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值R为横坐标，描点连线得到如图习2­13所示的倾斜直线。图习2­13(1)待测电阻Rx＝________Ω。电流表G1的内阻RG1＝________Ω。(2)若将电流表G1与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，应将电阻箱的阻值调为________Ω。解析：(1)根据并联电路电流与电阻的特点结合eq\f(I2,I1)­R图像，可以得到：eq\f(I21,I11)＝eq\f(RG1＋Rx,Rx)＝eq\f(6,5)；eq\f(I22,I12)＝eq\f(RG1＋180＋Rx,Rx)＝eq\f(3,1)，联立解得：Rx＝100Ω，RG1＝20Ω。(2)将电流表G1与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表时，通过的电流为0.01A，故电阻箱接入的电阻为：R′＝eq\f(3,0.01)Ω－20Ω＝280Ω。答案：(1)10020(2)280[课时跟踪检测]eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．用伏安法测电阻有两种连接方式，现测量阻值约为10Ω的电阻。使用的电流表内阻约为100Ω，使用的电压表内阻约为10kΩ。关于测量电路的选择，下列说法正确的是()A．应采用电流表内接法测量，且测量值大于真实值B．应采用电流表内接法测量，且测量值小于真实值C．应采用电流表外接法测量，且测量值大于真实值D．应采用电流表外接法测量，且测量值小于真实值解析：选D由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻，若采用电流表内接法，误差很大，故应采用电流表外接法，此种接法由于电压表的分流而使电流测量值偏大，则由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值，选项D正确。2．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，如图1的四个图像中可能表示金属铂电阻的U­I图像的是()图1解析：选B金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在电流逐渐增大时，温度升高，其电阻逐渐增大，其U­I图线是非线性的，且图线的斜率越来越大，B正确、A、C、D错误。故选B。3．(多选)一只标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上电压U由零逐渐增大到220V。在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示。在如图2所示的四个图线中，肯定不符合实际的是()图2解析：选ACD灯泡的电阻受温度的影响，不同电压下温度不同，其电阻也不同，随温度的升高电阻增大，图像斜率变大。故选A、C、D。4．分别用如图3所示的甲、乙两种电路测量同一待测电阻，图3甲中两电表的示数分别为3V、4mA；图3乙中两电表的示数分别为4V、3.8mA，则待测电阻Rx的真实值()图3A．略小于1kΩ B．略小于750ΩC．略大于1kΩ D．略大于750Ω解析：选D由题给数据分析可知电流表的分压效果较大，故应采用电流表外接法，采用题图甲电路，电流表示数含电压表的分流，故电流的测量值比真实值大，则待测电阻的测量值R测＝eq\f(U,I测)＝eq\f(3,4×10－3)Ω＝750Ω<R真，即真实值略大于750Ω，选项D正确。5.某种材料的导体的I­U图像如图4所示，图像上A点和坐标原点的连线与横轴正半轴成α角，A点的切线与横轴正半轴成β角。下列关于导体的说法正确的是()图4A．导体的电功率随电压U的增大而增大B．导体的电阻随电压U的增大而增大C．在A点，导体的电阻在数值上等于eq\f(1,tanα)D．在A点，导体的电阻在数值上等于eq\f(1,tanβ)解析：选A由题图知，电压U增大，电流I增大，则电功率增大，故A正确；由欧姆定律知，电阻R＝eq\f(U,I)，可知随U增大，I增大得更快，故导体的电阻随U的增大而减小，故B错误；在物理图像上，图像的倾角决定于标度的选取，不能用倾角的正切求斜率，且弯曲的伏安特性曲线本身误差较大，故不能用正切值的倒数来表示电阻，只能用坐标的比值和欧姆定律求解，因标度可能不同，故也不能用eq\f(1,tanα)求解电阻，故C、D错误。6．如图5所示是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是()图5A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D．二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线解析：选C由题图可知，二极管加正向电压时电流较大，电阻较小，且随电压的增大，图线与原点连线的斜率在增大，故电阻在减小，加反向电压时开始电流很小，但当反向电压很大时，二极管被击穿，电流剧增，故C正确，A、B、D错误。7.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，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如图6所示)。图6(1)根据各点表示的数据描出I­U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：(1)描出的I­U图线如图所示；直线的斜率代表电阻Rx的倒数，则Rx＝eq\f(2.4,1×10－3)Ω＝2.4×103Ω。(2)所测电阻阻值与电压表内阻值接近，且远大于电流表内阻，应采用电流表内接法；根据题图知电压的调节范围比较大，故应采用分压式接法，电路图如图所示。答案：(1)见解析图2.4×103(2)见解析图8．在“测定金属的电阻率”的实验中图7(1)某同学测量金属丝的直径时螺旋测微器如图7甲所示，则该金属丝的直径为d＝________mm。(2)金属丝的电阻Rx大约是3Ω，实验室提供的电流表A(量程2.5mA，内阻约30Ω)、电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)。则金属丝、电流表和电压表的连接方式应该采用图7乙、丙中的________图。解析：(1)由题图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为22.2×0.01mm＝0.222mm，螺旋测微器的示数为1.5mm＋0.222mm＝1.722mm。(2)由题意可知，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(3Ω,30Ω)＝0.1，eq\f(RV,Rx)＝eq\f(3000Ω,3Ω)＝1000，eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，则电流表应采用外接法，应选题图丙所示电路图。答案：(1)1.722(1.721mm～1.723mm都正确)(2)丙9.如图8所示，有一未知电阻Rx，为了较准确地测出其电阻值，某同学通过以下两组测量数据，判断电压表S端是接a点还是接b点。当电压表的S端接a点时，两个电表的示数分别为11V、1.9A；当电压表的S端接b点时，两个电表的示数分别为10V、2.0A，那么该电阻的测量值较为准确的数值应等于________Ω，测量值与真实值的偏差情况是________(填“偏大”或“偏小”)。图8解析：分析题意可知，当电压表S端分别接a、b点的过程中，电压表示数变化率为eq\f(11－10,11)×100%＝9.1%，电流表示数变化率为eq\f(2.0－1.9,1.9)×100%＝5.3%，比较可知，电压表示数变化明显，即电流表分压作用明显，电流表外接连接时，电阻测量较准确，电阻的测量值Rx＝eq\f(U,I)＝5.0Ω，由于电压表的分流作用，故测量值偏小。答案：5.0偏小10．用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：A．待测电阻Rx：范围在5～8Ω，额定电流0.45AB．电流表A1：量程0～0.6A(内阻0.2Ω)C．电流表A2：量程0～3A(内阻0.05Ω)D．电压表V1：量程0～3V(内阻3kΩ)E．电压表V2：量程0～15V(内阻15kΩ)F．滑动变阻器R：0～100ΩG．蓄电池：电动势12VH．导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________。解析：待测电阻Rx的额定电流为0.45A，应选电流表A1，额定电压Umax＝0.45×8V＝3.6V，应选电压表V1。答案：BDeq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新11．某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值。(1)在以下备选器材中电流表应选__________，电压表应选________，变阻器应选________。(只填写器材对应的字母代号)电源E(电动势3V、内阻可忽略不计)电流表A1(量程50mA，内阻约12Ω)电流表A2(量程3A，内阻约0.12Ω)电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A)滑动变阻器R2(0～1000Ω，允许最大电流0.5A)定值电阻R(30Ω，允许最大电流1.0A)开关及导线若干(2)请在图9的虚线框中画出实验电路图。(要求直接测量量的变化范围尽可能大一些，所选器材用对应符号标出)图9(3)若某次测量中，电压表读数为U，电流表读数为I，则计算待测电阻的阻值表达式为Rx＝________。解析：(1)测量电阻的阻值一般利用伏安法，电压表显然应选量程为3V的V1；根据欧姆定律容易求得电路中的最大电流I＝eq\f(E,Rx)＝150mA，显然超过了电流表A1的量程，但电流表A2的量程又太大，故我们可以将定值电阻R(30Ω)与待测电阻Rx相串联，此时电路中的最大电流I＝eq\f(E,Rx＋R)＝60mA，利用电流表A1测量电流即可。由于要求直接测量量的变化范围尽可能大一些，故只能采用分压电路，且滑动变阻器使用电阻较小的R1。(2)最后我们确定电流表的接法，由于此时电路的临界电阻R0＝eq\r(RARV)＝eq\r(12×3000)Ω＝190Ω>Rx＋R，则应该利用电流表的外接法，由此得到实验电路图如图所示。(3)当电压表读数为U，电流表读数为I，则计算待测电阻的阻值表达式Rx＝eq\f(U,I)－R。答案：(1)A1V1R1(2)见解析图(3)eq\f(U,I)－R12．现要测量某未知电阻Rx(阻值约20Ω)的阻值，实验室有如下实验器材：A．电流表A1(量程为0～150mA，电阻R1约为10Ω)B．电流表A2(量程为0～20mA，电阻R2＝30Ω)C．定值电阻R0(100Ω)D．滑动变阻器R(0～10Ω)E．直流电源E(电动势约6V，内阻较小)F．开关S与导线若干(1)请在图10的虚线框中画出测量电阻Rx的电路图，并标上相应元件的符号，要求电表的示数大于其总量程的三分之一。图10(2)写出电阻Rx的表达式：Rx＝________(用已知量和一组直接测得的量的字母表示)。解析：(1)由于A2内阻已知，将A2与定值电阻串联，相当于电压表，测量待测电阻两端电压，由于待测电阻阻值较小，采用电流表的外接法，滑动变阻器采用分压式接法，电路如图所示。(2)流过Rx的电流I＝I1－I2加在待测电阻两端的电压U＝I2(R2＋R0)因此，待测电阻的阻值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I2R2＋R0,I1－I2)。答案：(1)见解析图(2)eq\f(I2R2＋R0,I1－I2)达标检测卷一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．关于电源电动势的说法，正确的是()A．在某电池的电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5VB．电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势保持不变D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多【答案】C【解析】电路中通过q＝2C的电荷量，电池提供的电能W＝4J，根据电动势的定义式E＝eq\f(W,q)得电动势E＝2V，A错误．电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压增大时，其电源电动势不变，B错误．电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变，C正确．电动势越大，电源将单位正电荷从负极移到正极提供的电能越多，D错误．2．R1＝10Ω，R2＝20Ω，R1允许通过的最大电流为1.5A，R2两端允许的最大电压为10V．若将它们串联，加在它们两端的最大电压可以是()A．45V B．5VC．25V D．15V【答案】D【解析】本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5A，经计算，R2允许通过的最大电流仅为0.5A，则通过串联电路的最大电流以最小值为准，从而求得加在电路两端的最大电压是15V，故选D.3.如图所示是四个电阻的I－U图像，这四只电阻并联起来使用时，通过各个电阻的电流强度分别是I1、I2、I3、I4，则()A．I1＞I2＞I3＞I4 B．I1＝I2＝I3＝I4C．I1＜I2＜I3＜I4 D．无法判断【答案】C【解析】由于在I－U图像中，直线的斜率的倒数等于导体的电阻值．R4斜率最大，电阻值最小；R1的斜率最小，电阻值最大．这四个电阻并联起来使用时，它们两端的电压是相等的，根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)，电阻值大的电阻，流过的电流小，所以I1＜I2＜I3＜I4.C正确．4．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω【答案】B【解析】根据欧姆定律可得B点的电阻为RB＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故B正确，A错误；根据欧姆定律可得A点的电阻为RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(3,1.0×10－1)Ω＝30Ω，则两点间的电阻改变了(40－30)Ω＝10Ω，故C、D错误．5．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图像应是() A B C D【答案】C【解析】由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图像中相应点与原点连线的斜率应逐渐增大，故C正确．6．某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图所示的电路，闭合S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是()A．AB段断路 B．BC段断路C．AB段短路 D．多用电表选挡太大【答案】A【解析】由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通．若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好．又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况．7．由欧姆定律I＝eq\f(U,R)导出U＝IR和R＝eq\f(U,I)，下列叙述中不正确的是()A．由R＝eq\f(U,I)知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定B．导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C．对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值D．电流相同时，电阻越大，其电压降越大【答案】A【解析】导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流大小无关，故A错误，B正确；根据R＝eq\f(U,I)对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值，故C正确；电流相同时，根据U＝IR可知，电阻越大，其电压降越大，故D正确．本题选不正确的，故选A.二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8．把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A．改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B．改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变C．改装后，表头G自身的电阻减小了D．改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了【答案】BD【解析】把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变．故B、D正确，A、C错误．9．滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是()A．若将a、c两端连在电路中，则当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片向右滑动时，滑动变阻器的阻值减小C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入3个接线柱D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入3个接线柱【答案】AD【解析】若将a、c两端连在电路中，左侧部分将连入电路，则当滑片向右滑动时，该部分的导线长度变长，滑动变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确．若将a、d两端连在电路中，也是将左侧部分连入电路，则当滑片向右滑动时，该部分的导线长度变长，滑动变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误．A、B两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a、b两个接线柱中任意选一个，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误．在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两个接线柱必须接入电路，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D正确．10．如图是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，那么()A．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接aB．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接bC．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接aD．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b【答案】AD【解析】若电压表示数有显著变化，说明电流表分压比较明显，应使用外接法比较准确，故A正确；若电流表示数有显著变化，说明电压表分流较大，应使用内接法比较准确，D正确．三、非选择题：本题共4小题，共54分．11．(8分)(1)如图甲所示的三个游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为10等分、20等分、50等分，它们的读数依次为______mm，______mm，______mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm.【答案】(1)17.723.853.18(2)2.15012．(16分)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值．(1)现有直流电源(电压为4V)、滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)、开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用_______