2013高三物理第一轮总复习课件七：恒定电流

1、高三物理第一轮总复习,第七章 恒 定 电 流,（2013届）,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 物理实验是高考物理的必考题，也是考生失分较多的题型，分值占1719分，在整个主观题中约占25%左右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，福建省近三年实验题的

2、第（2）小题都考电学实验。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,考 纲 解 读,第一课时 部分电路的欧姆定律 串、并联电路 电阻定律,5、单位：1 A103 mA106 A,一、电流,1、定义：电荷的定向移动形成电流,2、产生条件：有自由电荷； 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：电流虽然有大小、方向，但电流是标量，其方向是人为规定的；,在电解

3、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 IneSv,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2 s内有1.01018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 (1.010181.610-19)/2A =0.16 A。,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l的电子束内的电子个数是( )

4、,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,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 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,金属导体导电和电解液导电(对气体导电不适用)； 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IU关系图线,决定

5、式,图象：,RaRg,n为量程扩大倍数,电流表G改装为大量程电流表,原理：并联较小电阻分流。,改装原理图 ：,分流电阻 ：,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3 mA，内阻Rg均为100 ，欲将其改装成量程分别为3 V和15 V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1和2有何关系，示数U1和U2有何关系？如果并联呢？,解：,改装成3V电压表 时应串联的电阻：,改装成15V电压表 时应串联的电阻：,例与练,答案：(1)900 4900 (2)12，U1U215 并联时：152，U1U2

6、,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12，而电压表内阻之间的关系为RV1/RV21/5，故电压表示数之比也为U1U215.,如果并联，则流过两个电流表的电流不同，故偏角不同，且152，但电压(即示数)相同，即U1U2。,如图所示电路中，三个完全相同的灯泡连入电路，下列说法正确的是（ ） AL1 亮度最亮 BL2 亮度最亮 CL3 亮度最亮 D只有 L1 发光，L2、L3 不发光,D,例与练,第二课时 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：

7、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,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：电源的电动势由电源本身决定。,电源电动势的类比理解：,抽水机,下列关于电源的说法，正确的是（ ） A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大 B电动势就是电源两端的电压 C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大 D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大,下列关于电动势的说法正确的是（ ） A电源是通过静电力把

8、其他形式的能转化为电能的装置 B在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动 C电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本领 D把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将发生变化,D,BC,例与练,公式 (只适用于纯电阻电路)。也可以表示为EIRIrU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,内电路：电源内部的电路，内电阻两端的电压称为内电压 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,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,外电路断开时，电源两极间的电压等于电源电动势，外电路

9、闭合时，电源两极间的电压往往小于电源电动势,注意：,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=IR,解析：由闭合电路欧姆定律 UEIr 和 知，当外电阻变小时，电流变大，则路端电压变小，A 错误；当接到位置2时，通过 R2的电流大于接到 R1时的电流，即 I2大于 0.2A ，则 R2的电压 U2大于0.2 A8 1.6 V，电压表示数可能小于2.0 V 大于 1.6 V，B、C 正确,如图所示电路，电源内阻不可忽略，R110，R28.当电键扳到位置1时，电压表示数为2.0V；当电键扳到位置2时，电压表示数 可能是（ ） A2.2V B1.9V C1.7V

10、 D1.4V,BC,例与练,3、路端电压与外电阻的关系,根据 可知， 当R增大时U增大，R减小时U减小 .,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,外电路短路时，R0 U0 ， (称为短路电流),路端电压跟电流的关系是UEIr， 用图象表示如图所示,4、路端电压跟电流的关系,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：,图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势。,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 。,图中Im代表短路电流，,两个UI图象的比较；,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

11、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,AC,在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，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,（06年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头

12、P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I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（ ） A、 不变， 不变 B、 变大， 变大 C、 变大， 不变 D、 变大， 不变,ACD,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.

13、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，L是小灯泡，C 是极板水平放置的平行板电容器有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动若滑动变阻器的滑片向下滑动，则( ) AL 变亮 BL 变暗 C油滴向上运动 D油滴向下运动,BD,例与练,如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是 ( ) A. 电源输出功率减小 B. L1上消耗的功率增大 C. 通过R1上的电流增大 D. 通过R3

14、上的电流增大,C,例与练,如图所示的电路中，电源的电动势E3.0V，内阻r1.0；电阻R110，R210，R330，R435；电容器的电容C10F.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：2.010-5C,四、含电容器的电路问题,如图所示电路，E=10 V，R1=4 ，R2=6 ，电池内阻不计，C1=C2=30 F。先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求断开S后通过电阻R1的电量。,答案：4.210-4 C,例与练,答案： RV=4.8 k。 Q=2.3510-6C。,如图所示的电路中，电源电动势E=6.00 V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R1=2.4

15、k、R2=4.8 k，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1.50 V。 (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6 V，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=6 V，Uab=6 V，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=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V，Ucd=

16、6 V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( ) AR1 BR2 CR3 DR4,AD,例与练,在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电压表和电流表的读数都增大，如果两只电表都可看做理想电表，则一定是（ ） AR1 断路 BR1 短路 CR2 短路 DR3 短路,D,例与练,如图所示是一部分电路，其中R1=5，R2=1，R3=3，I1=0.2A，I2=0.1A，则通过

17、电流表的电流大小多大？方向如何？,解析：,Uab=U1=I1R1=1V,Uac=U2=I2R2=0.1V,故 且Ucb=U3=0.9V,方向cb,对c点：I2+IA=I3,IA=I3-I2=0.2A,方向向左,例与练,第三课时 电路中的能量,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,定义：电路中电场力移动电荷所做的功,公式：WqUUIt(适用于任何电路),实质：电能转化为其他形式的能,2、电功率,公式：,3、焦耳定律,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。,表达式：,(适用于任何电路),(适用于任何

18、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: WQE其他，UItI2Rt，得URI.,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:,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,电热：电流通过导体产生的热量，由焦耳定律来计算，即QI2Rt (适用于任何电路),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,电位器是变阻器的一种，如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说

19、法正确的是( ) A连接 A、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B连接 A、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C连接 A、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D连接 B、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮,AD,例与练,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,B,5、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EI,2、电源内部的发

20、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EII2rUI,电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ) A.电动机消耗的电能为UIt B.电动机消耗的电能为I2Rt C.电动机线圈产生的热量为I2Rt D.电动机线圈产生的热量为U2t/R,AC,例与练,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 0.50 .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

21、为12W B电动机的输出功率为12W C电动机的热功率为2.0W D整个电路消耗的电功率为22W,AC,例与练,某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源。当S置于位置1时，以下判断正确的是( ) A. 含L支路的总功率较另一支路的大 B. L的功率小于额定功率 C. L1亮,其功率等于额定功率 D. L2亮,其功率等于额定功率,例与练,B,电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为

22、Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为 Q2.则有( ) AU1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,A,例与练,小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，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。则下列说法中正确的是( ) A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1/I2 C.对应P点,小灯泡的电阻为 D.对应P点,小灯泡的功率为图 中矩形PQOM所围的面积,例与练,ABD,如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12V，电解槽内阻rA2，当K1闭合，K2

23、、K3断开时，A示数6A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5A，且电动机输出功率为35W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4A.求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为 化学能的功率为多少？,例与练,答案：R=2； PR=72W rM=1 P化=16W,一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动

24、，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？,答案：(1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2420 W 2420 W,例与练,某一直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 m50 kg，电源提供给电动机的电压为 U110 V，不计各种摩擦，当电动机以 v0.9 m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I5.0 A，求电动机线圈电阻的大小(取g10 m/s2),例与练,解：电动机的输入功率： P=UI=1005.0W=550W,电动机的输出功率：P1=mgv=50100.9W=450W,电动机的发热功率：P2=P-P1=1

25、00W,又：,6、闭合电路中的电功率的极值问题,电源的总功率：P总EIUII2rP出P内,若外电路是纯电阻电路，则有: P总I2(Rr)E2/（R+r),电源内部消耗的功率：P内I2rP总P出,电源的输出功率：P出UIEII2rP总P内,若外电路是纯电阻电路，则有：,P出与R的关系如图所示,当Rr 时，电源的输出功率最大为：,当R r时，随着R的增大输出功率越来越小,当R R2 C、P出1P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（ ）,C,BC,有一家用电熨斗,其电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低中高三个不同的温度挡,图乙是它的四种不

26、同的连接方式,其中能获得高挡温度的是( ),例与练,D,某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( ) A. 6.48103 W，1.94102 W B. 1.8 W，5.410-2 W C. 0.6 W，1.810-2 W D. 3.6 W，0.108 W,例与练,C,如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则( ) A. 当温度降低到某一数值，衔

27、铁P将会被吸下 B. 当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下 C. 工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端 D. 工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,例与练,BD,3(2010年广州模拟)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为( ) A32 W B44 W C47 W D48 W,A,导与练中作业手册P256,4(2010年福建模拟)某同学将一直流电源的总功率PE、

28、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示以下判断错误的是( ) A直线a表示电源的总功率 B曲线c表示电源的输出功率 C电源的电动势E3 V，内电阻r1 D电源的最大输出功率Pm9 W,D,5(2011年东北三校联考)某家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗，车主将汽车启动时的电路图进行整理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示经测量，S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为10 A，S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为70 A，电源的电动势为13 V，内阻为0.1 .若电流表的内阻不计且假定

29、车灯灯丝电阻不变，则S1、S2均闭合时，车灯的功率为( ) A90 W B30 W C60 W D120 W,B,6将规格为“6 V，6 W”和“6 V，4 W”的A灯和B灯接入电压为12 V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图所示的四种接法最合理的是( ),D,7(2010年福建省三明一中高三第二次月考)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么( ) AR接到a电源上，电源的效率较高 BR接到b电源上，电源的输出功率较大

30、CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高,C,8(2010年海南一模)如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为1，R11，R26，电动机线圈电阻为0.5。若开关闭合后通过电源的电流为3A，则R1消耗的电功率为_ W，电动机消耗的功率为_ W.,9,12,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

31、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,电流表外接法,电压表示数:,电流表示数:,测量值偏小,误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小,当RxRA时，R测越接近R真，误

32、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。,误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小。,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：,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 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,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,如果前

33、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,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：,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，

34、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 。,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。,a,1000,2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,待测电阻供电电压的最大调节范围： (不计电源内阻),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,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

35、串联,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,滑动变阻器的分压式接法：,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,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,待测电阻供电电压的调节范围是：0E (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,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

36、电流(电压)时，应采用分压式接法,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）,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,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。,对于滑动变

37、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,画出实验电路图,分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程,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,连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错,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5，额定功率为 1W)； 电流表 A1 (量程 00.6A，内阻0.2)； 电流表 A2(量程 03A，内阻0.05） 电压表 V1(量程 03V，内阻3 k)

38、； 电压表 V2(量程 015V，内阻15 k)； 滑动变阻器 R0(050） 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2K）的实验中，所用电压表的内阻约为20K，电流表的内阻约为10，使用滑动变阻器的总电阻为50，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=50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。,用伏安法测金属电

39、阻Rx（约为5）的值，已知电流表内阻为1，量程为0.6A，电压表内阻为几K，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为06，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45/129V，显然所提供的电压表量程不够，所以变阻器采用分压接法。,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20K50K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200A） 电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0.6A） 滑动变阻器R（最大

40、阻值1K） 电源E（电动势4V） 电键S和导线若干 所提供的电流表中应选用哪个？ 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=200A，故选A1。,要求测多组数据，应采用分压电路。,例与练,【例与练】一阻值约为30k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=2); B.电源(E=3V,r=0.5); C.电压表(量程015V，内阻50 k); D.电压表(量程03V，内阻10k); E.电流表(量程0500A，内阻500); F.电流表(量程0

41、1mA，内阻250); G.滑动变阻器(阻值0200); 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

42、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(9001 000)：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0 V； 电压表V1，量程为1.5 V，内阻r1=750 ； 电压表V2，量程为5 V，内阻r2=2 500 ； 滑动变阻器R，最大阻值约为100 ； 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

43、Rx=_.,【例与练】,答案（1）,（2）,已知电阻丝的电阻约为10，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0.5的电流表； B、量程是3A，内阻是0.1电流表； C、量程是3V，内阻是6k电压表； D、量程是15V，内阻是30k电压表 E、阻值为01k，额定电流为0.5A的滑动变阻器； F、阻值为010，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

44、满偏电流越大，最小刻度即精确度越低，故不选B。,先选电源：G。,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A,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1/32/3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：,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010的阻值太小（待测电阻的电压超电压表量程），

45、选用01000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10，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010的。不应选用01000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=10，RA=0.5，Rv=6k 可得。为减小RA分压带来误差， 应选电流表外接。,确定电流表的接法,选择的器材为：G、A、C、F、H。,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

46、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,外测量爪：可测量物体厚度或外径. 内测量爪：可测量槽宽或内径. 深度尺：可测量筒的深度,2游标卡尺的使用,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1 mm.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：,4. 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(xK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

47、部分，切勿读成游标尺左棱之前的整数部分。,50分度,0.15mm,23.22mm,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0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，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0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。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

48、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,6.725mm,8.464mm,8.470mm,三、测定金属的电阻率,1实验原理,用毫米刻度尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,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,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,依照图中所示的电路图用导线 把器材

49、连接好，并把滑动变阻器 的有效阻值调至最大；,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.,测电阻R：,整理好实验器材，实验结束,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；,第一种是用 算出各次的数值，再取平均值,4数据处理,在求R的平均值时可用两种方法：,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,第二种是用UI图线的斜率求出,说明：也可把各次的U、I值代入公式 求出，再求平均值。,(3)金属丝的电阻 =_。,(4)金属丝材料的电阻率= =

50、_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：,(2)金属丝的横截面积S=_mm2=_m2。,为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。 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。 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。 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。 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,测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压

51、时出现读数误差 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) 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5 .实验室备有下列实验器材： A电压表V1(量程03 V，内阻约为15 k) B电压表V2(量程015 V，内阻约为75 k) C电流表A1(量程03 A，内阻约为0.2 ) D电流表A2(量程00.6 A，内阻约为11 ) E变阻器R1(0100 ，0.6 A) F变阻器R2(0200，0.6 A) G电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 ) H开关

52、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60.00 cm，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_.,乙,0.635,5.42,【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3，为减小误差，要求金属丝发热功率P0.75 W，备有部分仪器有: A.6 V电池组 B.电流表(00.6 A,内阻0.5 ) C.电流表(03 A,内阻0.01 ) D.电压表(0

53、3 V,内阻1 k) E.滑动变阻器(020 ),额定电流1 A) (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：0.78V1.5V，较小，所以变阻器采用分压接法。,解析：,【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

54、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=RdRD，由此推断 该圆台状合金棒的电 阻R=_。 (用、L、d、D表示),4L/(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10.已知这种金属的电阻率为，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,1.0) D.电流表A2(3A, 0.1) E.电压表V(3V,6 k)

55、F.滑动变阻器R1(2K, 0.5A) G.滑动变阻器R2(10，2A) H.蓄电池E(6V, 0.05) 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20 k，电流表的内阻约为10，滑动变阻器