高中物理必修三 学习笔记 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

第2课时路端电压与负载的关系欧姆表的原理[学习目标]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．一、路端电压与负载的关系1．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．(1)当外电阻R增大时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流I________，路端电压U＝E－Ir________.(2)当外电阻R减小时，由I＝eq\f(E,R＋r)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＝____________.二、欧姆表的原理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．当红、黑表笔接触时，电流表指针指在最大值Ig处．由Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R1)＝eq\f(E,RΩ)，得RΩ＝eq\f(E,Ig)；当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝________________________＝eq\f(E,RΩ＋Rx).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．()一、路端电压与负载的关系导学探究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？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．知识深化1．路端电压与负载的关系：U＝E－U内＝E－eq\f(E,R＋r)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．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表示例1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2(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2VB．电源内电阻为eq\f(1,3)ΩC．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针对训练1(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2(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二、欧姆表测电阻的原理导学探究如图所示，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．(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？(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？知识深化1．欧姆表的原理(如图所示)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＝∞电流为零处中值电阻Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接Rx，Ix＝eq\f(E,r＋R＋Rg＋Rx)，Rx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处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．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．例3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________．(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．(填“M”或“N”)(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________．(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”)．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．针对训练3(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＝20