高中物理 第二章 21 電流、歐姆定律、焦耳定律知識梳理 新人教版選修3-1

1、2.1 電流、歐姆定律、焦耳定律【知識梳理】1電流：通過導體橫截面的電量跟所用時間的比值叫電流，表達式。電流的單位：安（A），1A1C/s，常用單位還有毫安（mA）、微安(A)，1A=103mA=106A。在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位之一。電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向。在金屬導體中，電流方向與電子定向移動的方向相反。但電流是標量，電流的方向表示的是電流的流向，電流的疊加是求代數(shù)和，而不是矢量和。電流的微觀表達式：。UIO圖12歐姆定律的內(nèi)容：導體中的電流I 跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。歐姆定律的適用范圍：金屬導電和電解液導電，對氣

2、體導電不適用。3導體的伏安特性曲線：導體中的電流I隨導體兩端的電壓U變化的圖線，叫做導體的伏安特性曲線，如圖1所示。圖線斜率的物理意義：斜率的倒數(shù)表示電阻，即4測量小燈泡伏安特性曲線的電路選擇：由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，可采用安培表外接法，本實驗教材中滑動變阻器采用限流接法，電阻R串聯(lián)在電路中，即使把R的值調(diào)到最大，電路中還有一定的電流，因此實驗繪出的伏安特性曲線缺少坐標原點附近的數(shù)據(jù)。 圖2若要求小燈泡的電壓變化范圍較大（從零開始逐漸增大到接近額定電壓），則滑動變阻器可采用分壓接法。教師要引導學生進行分析，讓學生知道電壓如何變化，并知道接通電路前，滑動觸點應(yīng)放在何處。滑動變阻器采用分

3、壓接法的實驗電路圖如圖2所示。5電功：（1）定義：導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程。（2）計算公式：。電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是（J）。6電功率：計算公式： 一段電路上的電功率P等于這端電路兩端的電壓U和電路中的電流I的乘積。電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是（W）。7焦耳定律：（1）定義：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導體電阻和通電時間成正比。（2）計算公式：Q=I2Rt。焦耳定律是電流熱效應(yīng)的實驗定律，凡是要計算電熱，都應(yīng)首選焦耳定律。

4、8電功與電熱的區(qū)別（1）區(qū)別：電功是從電場理論出發(fā)的概念，是電能減小的量度，所以不論是純電阻電路還是非純電阻電路，P=IU總是成立的。電熱是電路中的熱現(xiàn)象（電流的熱效應(yīng)），是電能轉(zhuǎn)化的一部分，焦耳定律Q=I2Rt是專門計算電熱的實驗定律，用Q=I2Rt來計算電熱，不管是純電阻電路還是非純電阻電路，都是適用的。（2）聯(lián)系：在純電阻電路中，電功與電熱相等，電能的減少全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時有： 在非純電阻電路中，電功大于電熱，電能的減少量等于轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分+轉(zhuǎn)化為其它形式的能的部分，即：W=IUt=I2Rt+E其它 P=UI>I2R因此P=IU是計算電功的唯一形式，P=I2R是計算電熱功率的唯

5、一形式，而在此沒有任何實際意義（除非U是專指R兩端的電壓）【典型例題】例1 有一橫截面積為s的銅導線，流經(jīng)其中的電流強度為I；設(shè)每單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電量為e，此電子的定向移動速率為v，在t時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)可表示為（ ）Anvs t Bnv·t C D A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U例2、實驗室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個圖象來表示：（） 例3、 已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正

6、常發(fā)光，并使整個電路消耗的總功率最小，應(yīng)使用下面哪個電路？（）L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 例4、電動機的額定電壓是110V，額定功率是2.2kW，線圈的電阻是0.5,求：（1）電動機正常工作時的電流多大？（2）1s時間內(nèi)線圈上產(chǎn)生的熱量是多少？（3）1s時間內(nèi)轉(zhuǎn)化的機械能有多少？（4）用此電動機提升質(zhì)量為100kg的重物，勻速運動時的速度多大？MAUR電動機例5、如圖所示的電路中，電爐電阻R=10，電動機線圈電阻r=1，電路兩端電壓U=100V，電流表的示數(shù)為30A，問通過電動機的電流為多少？通電1分鐘，電動機做的有用功是多少？【鞏固練習】

7、 _班 姓名_1關(guān)于電源的作用,下列說法正確的是 ( )A.電源的作用是能為電流提供自由電子B.電源的作用是使導體中形成電場C.電源的作用是能夠保持導體兩端的電壓D.電源的作用是使自由電荷定向移動起來2某一探測器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時間t內(nèi)有n個二價正離子到達陰極，有2n個電子到達探測器的陽極，則探測器電路中的電流為( )。 A0B2ne/t C3ne/t D4ne/t3在研究小電珠伏安特性曲線實驗中，某同學在坐標紙上以U為橫軸，以I為縱軸，畫出的IU曲線如圖所示，則下列說法正確的是 ( ) A歐姆定律對小燈泡導電不適用B歐姆定律對小燈泡導電仍然適用C小燈泡的電阻與電壓有關(guān)，且隨著電壓

8、的增大而增大D小燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大4如圖所示，a、b兩直線分別是用電器A和B的伏安特性曲線，則下列說法正確的是（ ）A通過用電器的電流與用電器兩端的電壓成正比B用電器中的電流、兩端的電壓和用電器的電阻不符合歐姆定律C用電器A的電阻值比B大D用電器A的電阻值比B小 5粗細均勻的金屬環(huán)上A、B、C、D四點把其周長等分成四分，如右圖所示。當A、B點接入電路中時，圓環(huán)消耗的電功率為P；當A、D點接入電路中時，圓環(huán)消耗的電功率為（電源內(nèi)阻不計）（ ）AP/4BPC4P/3D3P 6如圖所示電路中，已知電流表A中沒有電流，欲保持電流表中仍沒有電流，則下列改變中可行的是 （ ）A只增加R1的值

9、B只減少R2的值C只增加R3的值 D只增加R4的值7.已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個電路消耗的總功率最小，應(yīng)使用下面哪個電路？ ( )L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. E rSA1A28 如圖所示電路，將兩個相同的電流計分別改裝成電流表A1（0-3 A）和電流表A2（0-0.6 A），把這兩個電流表并聯(lián)接入電路中測量電流。則下列說法中正確的是（ ）AA1的指針半偏時，A2的指針也半偏BA1的指針還沒有滿偏時，

10、A2的指針已經(jīng)滿偏CA1的讀數(shù)為1 A時，A2的讀數(shù)為0.6 ADA1的讀數(shù)為1 A時，干路中的電流為1.2 A9. 來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2=_。 10.實驗表明，通過某種金屬氧化物制成的均勻棒中的電流I跟電壓U之間遵循I =kU 3的規(guī)律，其中U表示棒兩端的電勢差，k=

11、0.02A/V3?，F(xiàn)將該棒與一個可變電阻器R串聯(lián)在一起后，接在一個內(nèi)阻可以忽略不計，電動勢為6.0V的電源上。求：當串聯(lián)的可變電阻器阻值R多大時，電路中的電流為0.16A？當串聯(lián)的可變電阻器阻值R多大時，棒上消耗的電功率是電阻R上消耗電功率的1/5？2.2 電阻定律【知識梳理】1電阻定律的表述：導體的電阻R跟它的長度成正比，跟它的橫截面積S成反比。公式：。對于一確定的導體，其電阻與加在它兩端的電壓無關(guān)，只與導體的自身有關(guān)。2電阻率的意義：電阻率跟導體的材料有關(guān)，是反映材料導電性能好壞的物理量。在數(shù)值上等于用該材料制成的1m長、截面積為的導體電阻值。材料的電阻率越小，說明其導電性能越好。電阻率的

12、單位：歐姆米，簡稱歐米，符號是m。電阻率與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性可以制成電阻溫度計，但有的合金電阻率幾乎不受溫度的影響，可以制成標準電阻?！镜湫屠}】【典型例題】例1：一個標有“220V，100W”的白熾熱燈泡，兩端的電壓由零逐漸增大到220V的過程中，如圖1261所示的電壓U與電流I關(guān)系圖中，合理的是 （ ） 例2：兩根完全相同的金屬導線A和B，現(xiàn)將A拉伸到原來的兩倍長度，將B對折后并起來，則它們的電阻之比RA/RB= 。 例3：兩根同種材料制成的電阻絲a和b，a的長度和橫截面的直徑均為b的兩倍，要使兩電阻絲接入電路后消耗的電功率相等，則加在它們兩端的電壓之比

13、是多少？例4：若不考慮燈絲電阻隨溫度變化的因素，把一只標有“220V 100W”的燈泡接入電壓為110V的電路中，燈泡的實際功率是多少？正常發(fā)光時的電阻是多少？如果考慮到溫度對電阻的影響，情況又如何？【鞏固練習】 _班 姓名_1關(guān)于電阻率的說法,正確的是 ( ) A電阻率與導體的長度L和橫截面積S有關(guān) B電阻率表征了導體材料的導電能力的強弱，由導體材料決定,與溫度有關(guān) C電阻率越大的導體,電阻也越大 D超導材料的電阻率一定為零2一段粗細均勻的電阻絲，橫截面直徑為d，電阻為R，現(xiàn)把它拉成橫截面直徑為d/10的均勻細絲，它的電阻變?yōu)?（ ） A.100R B.1000R C.10000R D.R/

14、100003如圖所示為滑動變阻器的示意圖,為使變阻器的滑動觸點P向右滑動時,接入電路的電阻增大,下列連接正確的是 ( )Aa和b接入電路Ba和c接入電路Cc和b接入電路Dc和d接入電路4一只“220V，100W”的燈泡正常工作時電阻為484，拿一只這種燈泡來測量它不工作時的電阻，應(yīng)是 （ ） A等于484 B. 大于484 C小于484 D無法確定5一根粗細均勻的導線中，通過5A的恒定電流，經(jīng)過一段時間后，若導線散熱損失不計，則導線升高的溫度應(yīng)與 （ ）A導線長度成正比 B導線長度的平方成正比C導線的橫截面積成反比 D導線的橫截面積的平方成反比6如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖

15、甲方式接在電極A、B之間，測出它的電阻為R，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，這時它的電阻應(yīng)為 ( ) AR BR/2 CR/4D4R 7關(guān)于金屬材料的電阻率有以下特點:一般而言,純金屬的電阻率小,合金的電阻率大.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化,有的合金電阻率幾乎不受溫度的影響.根據(jù)以上信息,判斷下列說法中正確的是 ( ) A連接電路用的導線一般用合金來制作 B電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作 C電阻溫度計一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作 D標準電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制成8甲、乙兩根粗細相同的不同導線，電阻率之比為1

16、2，長度之比為41，那么兩根導線加相同的電壓時，其電功率之比P甲P乙=_；如果通過兩根導線的電流強度相同，則其電功率之比P/甲P/乙=_。9一個電動機的線圈，由直徑是0.29mm的銅導線繞成，估計每匝線圈的平均長度為12cm ，經(jīng)測量這個線圈的總電阻為10.5，試計算這個線圈的匝數(shù)。(已知銅的電阻率銅=1.8×10-8m) 10.A、B兩地相距11km,A地用兩根完全相同的平行導線向B地送電，若兩地間某處的樹倒了，壓在兩根導線上而發(fā)生故障，為了找出故障所在處，在A地給兩根導線上加上12V電壓時，B地測得電壓為10V；若在B地給兩根導線上加上12V電壓時，A地測得電壓為4V，求故障發(fā)生

17、在何處？ 2.3 閉合電路歐姆定律【知識梳理】1閉合電路的歐姆定律（1）閉合電路的組成：內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻所降落的電壓稱為內(nèi)電壓；外電路：電源外部的電路,其兩端電壓稱為外電壓或路端電壓；內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E=U+U/.(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容：閉合電路里的電流，跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比.公式：，公式的適用條件：外電路為純電阻電路。圖1（3）路端電壓與電流的關(guān)系圖象(UI圖象) 是一條直線該線與縱軸交點的值表示電源電動勢，該線的斜率表示內(nèi)阻；據(jù)U=E-Ir畫出電源的U一I圖象。如圖l所示。 2路端電壓U與外電阻R之間的關(guān)系： 當外電阻R增大時

18、，根據(jù)可知，電流I減小(E和r為定值)，內(nèi)電壓Ur減小，根據(jù)U外=E-Ur可知路端電壓增大 當外電阻R減小時，根據(jù)可知電流I增大，內(nèi)電壓Ur增大，根據(jù)U外=E-Ur可知路端電壓減小3關(guān)于全電路歐姆定律的動態(tài)應(yīng)用全電路歐姆定律之中的動態(tài)分析的具體步驟大體如下： (1)判斷動態(tài)源及動態(tài)源總電阻的變化進而判斷閉合電路總電阻的變化情況 (2)依據(jù)，判斷閉合電路干路電流的變化情況 (3)依據(jù)U=E-Ir，判斷外電路電壓(路端電壓)的變化情況 (4)依據(jù)分壓、分流原理判斷動態(tài)部分的物理量的變化 4關(guān)于電源的功率問題 (1)如圖2所示，電阻R與電源構(gòu)成的一個閉合電路電源的電動勢為E，內(nèi)電阻r，則：圖1272

19、E、rRS 電源消耗的總功率用P總=求解； 電源的輸出功率用P出=求解； 電源的內(nèi)耗功率用P耗=求解 定值電阻的發(fā)熱功率亦可用PR=I2R 電源的效率為%值得注意的是，若外電路是純電阻電路，部分電路的歐姆定律適用：P=I2R=U2R電源的輸出功率P外=UI=I2R=U2R同樣能量守恒的方程也就有：EI=UI+I2r或EI=I2R+I2r,或EI=U2/R+I2r。若外電路是非純電阻電路，能量守恒方程只有：EI=IU+I2r.(2)電源的輸出功率的變化：當R一r越大，電源的輸出功率P出越小_；R-r越小,電源的輸出功率P出越小 當Rr =0時，即R=r時電源的輸出功率最大為.【典型例題】例1如圖

20、所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表（均為理想電表）的示數(shù)各為1.6V和0.4A，當S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動勢和內(nèi)阻。例2 如圖所示的電路中，當滑動變阻器的滑動頭向上移動時，下列結(jié)論正確的是（ ）A電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小B電壓表和電流表的示數(shù)都增大C電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大D電壓表和電流表的示數(shù)都減小例3如圖所示，電阻，,電容。電源電壓不變，分別求電鍵S斷開和閉合兩種情況下，電路達穩(wěn)定狀態(tài)后電容器的帶電量和電源對電路提供的功率。例4如圖所示，電源的電動勢，內(nèi)阻，為變阻器，問：（1）要使變阻器獲得的電功率最大，的值應(yīng)是多大？這時的功率多

21、大？（2）要使得到最大的電功率，的取值多大？的最大功率多大？這時電源的效率多大？（3）調(diào)節(jié)的阻值，能否使電源有最大的功率輸出？為什么？例5 如圖所示，用直流電動機提升重物，重物的質(zhì)量，電源供電電壓為110V，不計各處摩擦，當電動機以的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流為5A，則電動機線圈的電阻為多大？（?。眷柟叹毩暋?_班 姓名_1.電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電.關(guān)于路端電壓，下列說法中正確的是 ( ) A因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變B因為U=IR，所以當R增大時，路端電壓也增大C因為U=IR，所以當I增大時，路端電壓也增大D因為U=E-Ir，所以當I增大時，路端電

22、壓下降2如圖所示的電路中，電鍵S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，極板間懸浮著一油滴P，欲使P向下運動，應(yīng)斷開電鍵( ) AS1 BS2 CS3 DS43.如圖所示，拋物線C1、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線，由該圖可知下列說法中錯誤的是( ) A電源的電動勢為4VB電源的內(nèi)電阻為1C電源輸出功率最大值為8WD電源被短路時，電源消耗的最大功率可達16W4、一電源當它和一標有“6V3W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時，小燈泡恰好正常發(fā)光。如果該電源與一標有“6V6W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路，則該燈泡( )A.正常發(fā)光B.比正常發(fā)光暗C.比正常

23、發(fā)光亮D.因不知電源內(nèi)阻的大小，故無法確定5、如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是()A.電動勢E1=E2，短路電流I1>I2B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1>r2C.電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1<r2D.當兩電源的工作電流變量相同時，電源2的路端電壓變化較大6.如圖所示的兩種電路中，電源相同，各電阻阻值相等，各電流表的內(nèi)阻相等且不可忽略不計。電流表A1、A2、A3、A4讀出的電流值分別為I1、I2、I3、I4，下列關(guān)系式中正確的是 ( )A. I1=I2 B. I1<I4 C. I2=2I1 D. I2<I3+I4 7.直

24、流發(fā)電機G的電動勢為13V，內(nèi)電阻r1=0.1，用它給一個蓄電池組充電，蓄電池組的內(nèi)電阻r2=0.2，充電電壓為12V，如圖所示，則:(1)發(fā)電機的總功率為_；(2)發(fā)電機內(nèi)阻損耗的功率為_；(3)供給電池組的總功率為_；(4)蓄電池組發(fā)熱消耗的功率為_；(5)轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學能的電功率為_.8如圖所示，電源電動勢為4V，電阻R1=4，R2=2，R3=10，R4=6，已知電流表的示數(shù)為0.3A，求：（1）電壓表V1的示數(shù)是多大？（2）電壓表V2的示數(shù)是多大？（3）電源的內(nèi)電阻r是多大？9如圖，已知變阻器最大阻值為100，R1=15，電源內(nèi)阻r=4，當開關(guān)S閉合，變阻器觸頭在中點位置處時電源消

25、耗總功率為16W，輸出功率為12W，此時燈泡L正常發(fā)光，求（1）燈泡的阻值為多少？（2）當S斷開時，要使電燈仍正常發(fā)光，變阻器的電阻應(yīng)為多少？10如圖所示電路中，R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F當開關(guān)S斷開時，電源所釋放的總功率為2W；當開關(guān)S閉合時，電源所釋放的總功率為4W，求:(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻；(2)閉合S時，電源的輸出功率；(3)S斷開和閉合時，電容器所帶的電荷量各是多少?2.4 實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻【知識梳理】1實驗原理圖1（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U=E-Ir，改變外電阻R，測得多組U、I，代入公式可求得多組E、r數(shù)值，取其平均值作為電池電動勢

26、和內(nèi)電阻。實驗原理如圖1所示。E rSR圖3VAE rSR圖2（2）由公式E=U+Ir可得E=IR+Ir，改變外電阻R可得到多組I、r，代入公式可得多組E、r的數(shù)值，取其平均值作為電池的電動勢和內(nèi)電阻。實驗原理如圖2所示。（3）由公式E=U+Ir可得E=U+r，改變外電阻R可得到多組U、r，代入公式可得多組E、r的數(shù)值，取其平均值作為電池的電動勢和內(nèi)電阻。實驗原理如圖3所示。2實驗方法圖4利用水果電池或選用已使用過一段時間的1號干電池做實驗效果較好，因為它們的內(nèi)阻較大。3數(shù)據(jù)處理公式U=E-Ir對于一定的電池來說E，r是常量，可將U、I看做一個一次函數(shù)的表達式，它的UI圖象是一條直線；以I為橫

27、坐標，U為縱坐標，用測定的幾組I、U值畫出U-I圖象，如圖4所示，直線跟縱軸的交點即為電動勢E值，直線斜率的絕對值即為內(nèi)電阻r的值。4注意事項（1）為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的1號干電池)。 （2）干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過O.3 A，短時間放電不宜超過0.5 A，因此，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。 （3）在畫U-I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精

28、確度。 （4）干電池內(nèi)阻較小時，路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時，在畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)，但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻。5誤差分析（1）第一種實驗電路（圖1）U=E-Ir中的I是通過電源的電流，U是電源兩端電壓；本實驗用圖1所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表分流IV，使電流表示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真。I真=I測+IV，而，U越大，IV越大，U趨于零時，IV也趨于零。它們的關(guān)系可用圖5表示，測量圖線為AB，真實圖線為A/B。由圖線可以看出

29、r和E的測量值都小于真實值，即r測<r真，E測<E真。（2）第二種實驗電路（圖6所示）圖7IUEU1U2I1I2UI測I真第二種實驗電路如圖6所示，由于電流表的分壓作用，所以U真=U測+UA=U測+IRA，RA為電流表的內(nèi)阻。這樣在UI圖線上對應(yīng)每一個I應(yīng)加上一修正值U=IRA，由于RA很小，所以在I很小時，U趨于零，I增大，U也增大，理論值與測量值的差異如圖7所示。由圖可知：E測=E真，r測>r真。（內(nèi)阻測量誤差非常大）AV圖6圖5IUIV1IV2E真E測U1U2I1I2ABA/【典型例題】例 用如圖所示的電路來測量電池電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的UI圖，

30、由圖可知 （ ）A.電池電動勢的測量值是1.40VB.電池內(nèi)阻的測量值是3.50C.外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AI/AU/V1.401.201.000I/0.4D.電壓表的示數(shù)為1.20V時電流表的示數(shù)I/=0.20AAV例2利用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，電路如圖所示，圖中R1為粗調(diào)滑動變阻器，R2為微調(diào)滑動變阻器，實驗中得到的四組數(shù)據(jù)如表中所示：I/mA50.075.0100.0150.0U/V1.351.351.201.05AVE，rSR1R2（1）表中數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，可以確定電動勢E=_V，內(nèi)阻r=_.（2）現(xiàn)有滑動變阻器：A（10，1A），B （500，0.5

31、A）, C（500，0.1A）,那么在本實驗中，滑動變阻器R1應(yīng)選用_,R2應(yīng)選用_.例3 用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖所示，一位同學測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。 （1）試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中作出U-I圖線。 （2）根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=_V，電池的內(nèi)電阻r= _ 。 （3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第_組和第_組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。 例4現(xiàn)有一阻值為10 的定值電阻，一個開關(guān)，若干根導線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設(shè)計一個能

32、測定某電源內(nèi)阻的實驗方案，（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）要求：（1） 在右邊方框中畫出實驗電路圖（2） 簡要寫出完成連線后的實驗步驟（3） 寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r=_。【鞏固練習】 _班 姓名_1在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關(guān)和導線配合下列哪組儀器，可以達到測定目的 （ ）A一只電流表和一個滑動變阻器 B一只電流表和一只電壓表C一只電流表和一個電阻箱 D一只電壓表和一個電阻箱2下面給出了幾種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中的數(shù)據(jù)處理方法，其中既科學、直觀，又能減小偶然誤差的方法是 （ ）A測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=

33、U1+I1r和E=U2+I2r中，既可求出E和rB多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E和r，最后分別求出其平均值 C測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，再根據(jù)圖象求E、rD多測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r3如圖所示為某一電源曲線，由圖可知 （ ）A電源電動勢為2V B電源內(nèi)電阻為1/3 C電源短路時電流為6A D電路路端電壓為1V時，電路中電流為5A 4在測定一節(jié)干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為 2）的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，下列可選用的變阻器和電壓表為 ( ) A電壓表量程為15V B電壓表量程為3V

34、C變阻器為20，1A D變阻器為500，0.1A 5如圖所示為“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路圖，通過變阻器阻值的改變得到兩組數(shù)據(jù)（U1,I1）和（U2,I2）， 則下列說法正確的是 ( )A如果兩個表的示數(shù)是準確的，則r=(U2-U1)/(I1-I2) B如果兩個表的示數(shù)是準確的，則r=（U1-U2）/(I1-I2) C受電壓表內(nèi)阻RV的大小影響，E、r的測量值比真實值偏小D電壓表內(nèi)阻RV越大，對E,r的測量影響越小6為了測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，先用下列器材：a1.5V干電池兩節(jié)；b電壓表（0-3v-15v）；c電流表（0-0.6A-3.0A）；d滑動變阻器（0-20）；e滑動變阻器（0

35、-1000）；f電阻箱（0-9999.9）；g開關(guān)，導線等，將下列實驗步驟按次序排列_。A斷開開關(guān)B按照電路圖接好電路，電壓表用0-3V，電流表用0-0.6A C移動滑鍵減小電阻，使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn)，記錄電壓表和電流表的讀數(shù) D把滑動變阻器的滑鍵滑到一端使其阻值最大E再移動滑鍵減少電阻，記錄多組電流表、電壓表的示數(shù)F閉合開關(guān)G斷開開關(guān)，整理器材7在用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，若線路器材接觸良好，某同學按圖 連接好電路合上開關(guān)以后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)很大，電壓表示數(shù)為零，移動滑動變阻器的觸頭，兩電表的示數(shù)均無變化，產(chǎn)生這樣故障的原因可能是_；又若在實驗中出現(xiàn)兩電表的示數(shù)正常，但移動

36、變阻器的觸頭時，兩電表的示數(shù)不變化，產(chǎn)生這樣的故障原因可能是_。8我們都有過這樣的體驗：手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅光，這就是我們常說的“電池沒電了” ，有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用。某同學為了檢驗此人的做法是否合理，設(shè)計了下面實驗：圖426（1）該同學設(shè)計了如圖甲所示的電路來分別測量新舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，并將測量結(jié)果描繪成如圖乙所示的UI 圖像，由圖線可知：新電池電動勢E1= V，內(nèi)阻 r 1 = ；舊電池電動勢E2 = V；內(nèi)阻 r 2 = 。（2）計算新舊電池各一節(jié)串聯(lián)作電源使用時的效率（手電筒的小燈泡上標有“3V 2W”） （3）計算上小

37、題中舊電池提供的電功率和它本身消耗的電功率分別是多少。 （4） 你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理，簡述理由。2.5 多用電表【知識梳理】1歐姆表（1）歐姆表的結(jié)構(gòu)：電流表、電源、調(diào)零電阻和紅、黑兩表筆組成。歐姆表的電路示意圖如圖所示。（2）歐姆表的刻度：如圖所示，當紅、黑表筆斷開時，電流表中電流為零，此時表筆間電阻無窮大，所以在表盤上電流零處標電阻“”，當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使電流表指針滿偏，所以在電流滿偏處標電阻“0”，此時回路總電阻為電源電動勢E除與電流表滿偏電流Ig，即R0=E/Ig。當在紅、黑表筆間接電阻值等于R0時，電流表指針指在Ig/2處，在該處標上電阻“R0”，當

38、在表筆間接2 R0時，電流表指針指在Ig/3處，在該處標電阻3 R0，如果在表筆間接nR0時，電流表指針指在Ig/（n+1）處，該處應(yīng)標上電阻nR0。當表筆接電阻R0/n時，電流表指針在nIg/（n+1），該處應(yīng)標上R0/n。R0稱為中值電阻。例如某歐姆表中值電阻為15,表盤刻度為如圖所示。2多用電表EEABS123456電流表、電壓表和歐姆表有一個共同特點是都有一個小量程的電流表作為表頭，因此，將它們的構(gòu)成元件進行組合，就組成一個可以測量電流、電壓和粗略測量電阻的多用電表，也稱萬用表；其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。開關(guān)1、2用于測量電流，且開關(guān)1量程較大；開關(guān)3、4用于測量電阻；開關(guān)5、6用于測量電壓

39、，且開關(guān)6的量程較大。3.關(guān)于多用電表的調(diào)零多用電表的調(diào)零有兩個，一個是電流調(diào)零，也叫機械調(diào)零；一個是電阻調(diào)零。電流調(diào)零是用小螺絲刀，輕輕轉(zhuǎn)動表盤下中間部位的調(diào)零螺絲，使在電流表中無電流時，指針指在電流“0”點。在實驗前調(diào)節(jié)完畢后，整個實驗過程中就不需要再調(diào)零了。電阻調(diào)零，是選用歐姆檔進行電阻測量前，讓紅、黑表筆短接（兩表筆之間電阻為零），調(diào)節(jié)電阻調(diào)零電位器，使表的指針指在電阻“0”處。由于歐姆表各檔位內(nèi)部電阻各不相同，每換一次檔位，都要重新進行電阻調(diào)零。4.歐姆表檔位的選擇歐姆表兩表筆斷開時，指針指在“”，兩表筆短接時，指針指在“0”，理論上講0的電阻都可以測量，但由于刻度的不均勻，讀數(shù)誤差

40、很大，例如在指針偏角較小時，刻度盤數(shù)值很密，根本無法讀數(shù)。歐姆表指針指在中值附近時比較精確。所以測量時應(yīng)選擇合適的檔位，使指針偏轉(zhuǎn)在中值附近時再讀數(shù)。5歐姆表測電阻的一般步驟：（1）機械調(diào)零；（2）估計被測電阻大小，選好擋位，進行調(diào)零，試測電阻大??；（3）若指針的偏角太大，說明所選的擋位較大，應(yīng)換成低倍率的擋位，反之，則要換成高擋位；（4）換擋后再次進行調(diào)零，進行測量，記錄數(shù)據(jù)；（5）測量結(jié)束后，應(yīng)把開關(guān)旋到“OFF”擋，或交流電壓最高擋。測量電阻時的注意事項：（1）當兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)R無法使指針指到電阻零刻度時，應(yīng)更換新電池；（2）測未知電阻時，應(yīng)將未知電阻跟其電路分開；（3）測量時不要

41、用手接觸表筆的金屬桿。 6二極管及其單向?qū)щ娦裕壕w二極管是由半導體材料制成的電學元件，熟悉圖中的二極管的外觀、種類和符號；在電路中的符號如圖所示，用圖中的實驗可以了解它的單向?qū)щ娦?。甲圖中小燈泡發(fā)光，說明二極管處于正向?qū)顟B(tài)，乙圖中小燈泡不發(fā)光，說明二極管加反向電壓時不導通?！镜湫屠}】例1：用多用電表測電阻。（1）每次換檔后，需重新_,再進行測量.(2)如果表的指針偏轉(zhuǎn)過大,為使測量比較精確,應(yīng)將選擇開關(guān)撥至倍率較_ (填大或小)的檔位上.(3)某次測電阻時,表的指針位置如圖所示,則該電阻的測量值是_. 例2 要測量一塊多用電表直流10mA檔的內(nèi)阻（約為40），除此多用電表外，還有下列器

42、材：直流電源一個（電動勢E約為1.5V，內(nèi)阻可忽略不計），電阻一個（阻值R約為150），電鍵一個，導線若干.要求（1）寫出實驗步驟；（2）給出的表達式.例3 有一只電阻和一只半導體二極管串聯(lián)，裝在盒子里。盒子外面只露出三個接線柱A、B、C，如圖所示，今用多用電表的歐姆檔進行測量，測量的阻值如下表所示，試在虛線框中畫出盒內(nèi)元件的符號和電路。ABCABC紅表筆ACCBAB黑表筆CABCBA阻值有阻值阻值同AC間測量值很大很小很大接近AC間電阻【鞏固練習】 _班 姓名_1關(guān)于多用電表刻度盤上的刻度，下列說法正確的是 （ ） A測量電壓、電流和電阻時，所用的刻度都是均勻的 B測電阻時，各檔位的測量范圍

43、都是0，所以測量時不需要選擇檔位 C電阻檔的零刻度線與電壓檔的零刻度線是重合的 D電阻檔的零刻度線與電流檔的滿刻度線重合2用多用電表測電壓和電阻時，若紅表筆插入多用電表的正插孔，黑表筆插入多用電表的負插孔，則 （ ） A測量電壓時，電流從紅表筆流入多用電表 B測量電壓時，電流從黑表筆流入多用電表 C測電阻時，電流從紅表筆流入多用電表 D測電阻時，電流從黑表筆流入多用電表3用多用電表的歐姆檔檢測一個二極管，將多用電表的紅表筆與二極管的a端連接，黑表筆與二極管的b端連接，測得二極管的電阻值為5，將多用電表的紅表筆接二極管的b端，黑表筆接二極管的a端，測得其電阻值為900，實驗說明二極管具有_；該二

44、極管的正極是_端.4一同學用多用電表的歐姆檔測量一個“220V、40W”的白熾燈泡的電阻值，測量結(jié)果為90，但用公式P=U2/R計算該燈泡的阻值是1210，下列說法準確的是 （ ）A兩個電阻值相差太大是不正常的，一定是實驗時讀錯了 B兩個電阻值不同是正常的，因為歐姆表測電阻的誤差大C兩個電阻值相差太大是不正常的，可能是出廠時把燈泡的功率標錯了 D兩個電阻值相差很大是正常的，1210一個是燈泡正常工作（溫度很高）時的電阻值，90是燈泡不發(fā)光（室溫）時的電阻值。5歐姆表由表頭、干電池和調(diào)零電阻等串聯(lián)而成，有關(guān)歐姆表的使用，下列說法正確的是 （ ） A測量電阻前，要使紅、黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使

45、表頭指示電流為零 B紅表筆與表內(nèi)電池正極那邊相連，黑表筆與表內(nèi)電池負極那邊相連 C測量電阻時，表頭指針偏角越大，則待測電阻越大 D測量電阻時，表頭指針偏角越大，則待測電阻越小6用多用電表歐姆檔測電阻時，下列說法錯誤的是 （ ） A測量前必須進行歐姆檔調(diào)零，且每一次換擋后都要重新調(diào)零 B測量大電阻時，為了使測量精確，應(yīng)用兩手將表筆和待測電阻兩端捏緊 C測量電路中的電阻時，要將待測電阻與其他元件斷開 D多用電表使用完畢，應(yīng)將選擇開關(guān)旋到“OFF”或交流電壓最高檔7用一個有“R×1”，“R×10”，“R×1k”三個歐姆檔的多用電表，粗測一個未知電阻Rx的值。測量前經(jīng)檢查，表的指針指在左端“0”位置上。某同學先將選擇開關(guān)旋到“R×10”檔上，并將兩表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位置上，然后用兩表筆分別與Rx的兩端相連，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很小，隨后他進行了一系列的操作，正確地測出了Rx的值。下面提供的操作步驟有： A將兩表筆短接 B根據(jù)表的指針讀數(shù) C將選擇開關(guān)旋到“R×1”檔 D將