导学教程2017高考物理总复习 第七章 恒定电流（课件+试题）（打包13套）新人教版.zip

1电路 闭合电路欧姆定律[限时检测](限时 45 分钟，满分 100 分)一、选择题(每小题 6 分，共 54 分)1．下列关于电源电动势的说法中正确的是A．在某电池的电路中，每通过 2 C 的电荷量，电池提供的电能是 4 J，那么这个电池的电动势是 0.5 VB．电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析 由 E＝ 得 E＝2 V，则 A 错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质决定，则 B 错、CWq对；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源的电能取决于通过电源的电量与电动势的乘积，D 错误。答案 C2．在如图 7－2－11 所示的电路中，开关闭合后，灯泡 L 能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是图 7－2－11A．滑动变阻器 R 的阻值变小B．灯泡 L 变亮C．电源消耗的功率增大D．电容器 C 的电荷量增大解析 当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器 R 的阻值变大，灯泡 L 变暗，选项 A、B 错误；电路中的总电流减小，电源消耗的功率减小，路端电压增大，电容器 C 的电荷量增大，选项 C 错误、D 正确。答案 D3．(2016·甘肃联考)如图 7－2－12 所示是一火警报警器的一部分电路示意图。其中 R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器，电流表 A 为值班室的显示器， a、 b 之间接报警器。当传感器 R2所在处出现火情时，显示器 A 的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是2图 7－2－12A． I 变大， U 变大 B． I 变小， U 变小C． I 变小， U 变大 D． I 变大， U 变小解析 当传感器 R2所在处出现火情时，温度升高， R2阻值迅速减小，电路总电阻减小，干路电流 I 增大，R3两端电压 U3＝ E－ I(r＋ R1)减小，所以 IA＝ 变小，报警器两端的电压 U＝ E－ Ir 也减小，选项 B 正确。U3R3答案 B4．如图 7－2－13 所示，直线 A 为某电源的 U－ I 图线，曲线 B 为某小灯泡的 U－ I 图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路，下列说法中正确的是图 7－2－13A．此电源的内阻为 0.5 ΩB．电源的总功率为 10 WC．电源的输出功率为 8 WD．由于小灯泡的 U－ I 图线是一条曲线，所以欧姆定律不适用解析 由电源的 U－ I 图线 A 可知，此电源的电动势为 4 V，内阻为 0.5 Ω，选项 A 正确。用该电源和小灯泡组成闭合电路，电源输出电流为 2 A，电源的总功率为 P＝ EI＝8 W，电源的输出功率为 P＝ UI＝3×2 W＝6 W，选项 B、C 错误，虽然小灯泡的 U－ I 图线是一条曲线，但是欧姆定律仍适用，选项 D 错误。答案 A5．如图 7－2－14 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，如果将这个电阻 R 分别接到 a、 b 两电源上，那么有3图 7－2－14A． R 接到 a 电源上，电源的效率较高B． R 接到 b 电源上，电源的输出功率较大C． R 接到 a 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D． R 接到 b 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高解析 由题图判断电源 a 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 η ＝ ×100%，内阻越大，效率越低；电RR＋ r源的输出功率 P＝ UI 对应图线交点坐标的乘积，只有 C 正确。答案 C6．在某控制电路中，需要连成如图 7－2－15 所示的电路，主要由电动势 E、内阻为 r 的电源与定值电阻R1、 R2及电位器(滑动变阻器) R 连接而成，L 1、L 2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向 a 端时，下列说法中正确的是图 7－2－15A. L1、L 2两个指示灯都变亮B．L 1、L 2两个指示灯都变暗C．L 1变亮，L 2变暗D．L 1变暗，L 2变亮解析 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向 a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L 1灯变暗，通过其电流减小；由 U1＝ I1R1及 I1＝ I－ IL1可知 R1分担电压增大，则 L2和 R2两端电压减小，L 2将因功率减小而变暗，选项 B 正确。答案 B7． (多选) (2016·兰州模拟)如图 7－2－16 所示， R1为定值电阻， R2为可变电阻， E 为电源电动势， r4为电源内阻，以下说法中正确的是图 7－2－16A．当 R2＝ R1＋ r 时， R2上获得最大功率B．当 R2＝ R1＋ r 时， R1上获得最大功率C．当 R2＝0 时， R1上获得最大功率D．当 R2＝0 时，电源的输出功率最大解析 在讨论 R2的电功率时，可将 R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻 R2与电动势为 E、内阻为 R1＋ r 的电源(等效电源)连成的闭合电路如图所示，R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当 R2＝ R1＋ r 时， R2获得的电功率最大，选项A 正确。在讨论 R1的电功率时，由 I＝ 及 P1＝ I2R1可知， R2＝0 时， R1获得ER1＋ R2＋ r的电功率最大，故选项 B 错误，选项 C 正确，在讨论电源的输出功率时， R1＋ R2为外电阻，内电阻 r 恒定，由于题目没有给出 R1和 r 的具体数值，所以当 R2＝0 时，电源输出功率并不一定最大，故选项 D 错误。答案 AC8． (多选)如图 7－2－17 所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是图 7－2－17A．电源的电动势为 50 V B．电源的内阻为 Ω253C．电流为 2.5 A 时，外电路的电阻为 15 Ω D．输出功率为 120 W 时，输出电压是 30 V解析 电源的输出电压和电流的关系为： U＝ E－ Ir，显然直线①的斜率的绝对值等于 r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出截距为 50 V，斜率的大小等于 r＝ Ω＝5 Ω，A 正确、B 错误；当电流为50－ 206－ 0I1＝2.5 A 时，由回路中电流 I1＝ ，解得外电路的电阻 R 外 ＝15 Ω，C 正确；当输出功率为 120 W 时，Er＋ R外由题图中 P－ I 关系图线中看出对应干路电流为 4 A，再从 U－ I 图线中读取对应的输出电压为 30 V。D 正确。5答案 ACD9．(多选)某同学将一直流电源的总功率 PE、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上，如图 7－2－18 中的 a、 b、 c 表示，以下判断正确的是图 7－2－18A．直线 a 表示电源的总功率 PE－ I 图线B．曲线 c 表示电源的输出功率 PR－ I 图线C．电源的电动势 E＝3 V，内电阻 r＝1 ΩD．电源的最大输出功率 Pm＝2 W解析 电源的总功率 PE＝ EI，直线 a 表示电源的总功率 PE－ I 图线，选项 A 正确。电源的输出功率PR＝ UI＝( E－ Ir)I＝ EI－ I2r，曲线 b 表示电源的输出功率 PR－ I 图线，曲线 c 表示电源内部的发热功率 Pr－ I图线，选项 B 错误。由直线 a 的斜率可得电源的电动势 E＝4 V，选项 C 错误。当 I＝1 A 时，电源的输出功率最大， Pm＝2 W，选项 D 正确。答案 AD二、计算题(共 46 分)10． (15 分)如图 7－2－19 所示，电源内阻 r＝1 Ω， R1＝2 Ω， R2＝6 Ω，灯 L 上标有“3 V、1.5 W”的字样，当滑动变阻器 R3的滑片 P 移到最右端时，电流表示数为 1 A，灯 L 恰能正常发光。图 7－2－19(1)求电源的电动势；(2)求当 P 移到最左端时，电流表的示数；(3)滑动变阻器 Pb 段的电阻多大时，变阻器 R3上消耗的功率最大？最大值多大？解析 (1)滑片 P 移到最右端时， R2被短路，电阻 R3与灯 L 并联，然后与 R1串联。电源的电动势E＝ UL＋ IR1＋ Ir＝3 V＋1×2 V＋1×1 V＝6 V。(2)当 P 移到最左端时，灯 L、 R2和 R3都被短路，外电阻只有 R1。由闭合电路欧姆定律得 I1＝ ＝2 A。ER1＋ r6(3)灯 L 电阻 RL＝ ＝6 Ω。U2LP设滑动变阻器 Pb 段的电阻为 R3， Pa 段与 R2被短路， R3与灯 L 并联后与 R1串联。R3与 RL并联后的等效电阻 R3L＝ 。R3·RLR3＋ RL由闭合电路欧姆定律得 I2＝ 。ER1＋ r＋ R3L又 U3＝ I2R3L，所以 P3＝ ＝ ＝ 。U23R3 16R3R23＋ 4R3＋ 4 16R3＋ 4R3＋ 4当 R3＝2 Ω 时变阻器 R3上消耗的功率最大，且最大值为 2 W。答案 (1)6 V (2)2 A (3)2 Ω 2 W11． (15 分)(2016·济南模拟)如图 7－2－20 甲所示的电路中， R1、 R2均为定值电阻，且 R1＝100 Ω， 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 在变阻器的两个不同端点得到的，求：图 7－2－20(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻 R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值。解析 (1)题图乙中 AB 延长线交 U 轴于 20 V 处，交 I 轴于 1.0 A 处，所以电源的电动势为 E＝20 V，内阻 r＝ ＝20 Ω。EI短(2)当 P 滑到 R3的右端时，电路参数对应题图乙中的 B 点，即 U2＝4 V、 I2＝0.8 A，得 R2＝ ＝5 Ω。U2I2(3)当 P 滑到 R3的左端时，由题图乙知此时U 外 ＝16 V， I 总 ＝0.2 A，所以 R 外 ＝ ＝80 Ω。U外I总因为 R 外 ＝ ＋ R2，R1R3R1＋ R37所以滑动变阻器的最大阻值为： R3＝300 Ω。答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω12． (16 分)如图 7－2－21 所示的电路中，电源的电动势 E＝6 V，内阻 r＝1 Ω，电阻 R1＝3 Ω， R2＝6 Ω，电容器的电容 C＝3.6 μF，二极管 D 具有单向导电性，开始时，开关 S1闭合，S 2断开。图 7－2－21(1)合上 S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上 S2，待电路稳定以后再断开 S1，求断开 S1后流过 R1的电荷量是多少？解析 (1)设开关 S1闭合，S 2断开时，电容器两端的电压为 U1，干路电流为 I1，根据闭合电路欧姆定律有I1＝ ＝1.5 AER1＋ rU1＝ I1R1＝4.5 V合上开关 S2后，电容器两端电压为 U2，干路电流为 I2，根据闭合电路欧姆定律有 I2＝ ＝2 AER1R2R1＋ R2＋ rU2＝ I2 ＝4 VR1R2R1＋ R2所以电容器上电荷量减少了，减少量为 Δ Q＝( U1－ U2)C＝1.8×10 －6 C。(2)设合上 S2后，电容器上的电荷量为 Q，则Q＝ CU2＝1.44×10 －5 C再断开 S1后，通过 R1和 R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比。故流过电阻 R1的电荷量为 Q1＝ Q＝9.6×10 －6 C。R2R1＋ R2答案 (1)减少了 1.8×10－6 C (2)9.6×10 －6 C实验十 练习使用多用电表【 实验目的 】1． 了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。2．会用多用电表测电压、电流及电阻。3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。课前预习 · 基础落实【 实验原理 】1． 表盘多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。外形如图实 Ⅹ － 1所示：上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔。图实 Ⅹ － 1由于多用 电 表的 测 量 项 目和量程比 较 多，而表盘 的空 间 有限，所以并不是每个 项 目的量程都有 专门 的 标 度，有些 标 度就属于共用 标 度，如 图实 Ⅹ －1中的第二行就是交、直流 电 流和直流 电压 共用的 标度。2．挡位如 图实 Ⅹ － 2所示，其中 1、 2为电 流 测 量端， 3、 4为电压测 量端， 5为电 阻 测 量端， 测 量 时 ，黑表笔插入 “ － ” 插孔， 红 表笔插入 “ ＋ ” 插孔，并通过转换 开关接入与待 测 量相 对应 的 测 量端。图实 Ⅹ － 23．电流表与电压表的改装改装方案改装 为电压 表 改装 为 大量程的 电 流表原理 串 联电 阻分 压 并 联电 阻分流改装原理图图实 Ⅹ － 3【 实验器材 】多用 电 表、 电 学黑箱、直流 电 源、开关、 导线若干、小 电 珠、二极管、定 值电 阻 (大、中、小 )三个。【 实验步骤 】1． 观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置，若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3．将红、黑表笔分别插入 “ ＋ ” 、 “ － ” 插孔。4．如图实 Ⅹ － 4甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压。5．如 图实 Ⅹ － 4乙所示 连 好 电 路，将 选择 开关置于直流 电 流 挡 ， 测 量通 过 小 电 珠的 电 流。图实 Ⅹ － 46．用多用 电 表按下面步 骤测电 阻，并与 标 定阻值 相比 较① 调 整定位螺 丝 ，使指 针 指向 电 流的零刻度。② 选择 开关置于 “ Ω” 挡 的 “ × 1” ，短接 红 、黑表笔， 调节 欧姆 调 零旋 钮 ，然后断开表笔，再使指 针 指向 ∞ 。③ 将两表笔分 别 接触阻 值为 几十欧的定 值电 阻两端， 读 出指示的 电 阻 值 ，然后断开表笔。④ 选择 开关改置 “ × 100” 挡 ，重新 进 行欧姆 调零。⑤ 再将两表笔分 别 接触 标 定 值为 几千欧的 电 阻两端， 读 出指示的 电 阻 值 ，然后断开表笔。⑥ 测 量完 毕 ，将 选择 开关置于交流 电压 最高 挡或 “OFF”挡 。7．研究二极管的 单 向 导电 性，利用多用 电 表的欧姆 挡测 二极管两个引 线间 的 电 阻，确定正 负 极。8．探索黑箱内的 电 学元件判断目的 应 用 挡 位 现 象电 源 电压挡 两接 线 柱正、反接 时 均无示数， 说 明无 电源电 阻 欧姆 挡 两接 线 柱 间 正、反接 时 示数相同二极管 欧姆 挡 正接 时 示数 较 小，反接 时 示数很大电 容器 欧姆 挡 指 针 先指 “ 0 Ω” 后逐 渐 增大到 “∞” ，且越来越慢电 感 线 圈 欧姆 挡 示数由 “∞” 逐 渐 减小到某一 较 小固定示数【 数据处理 】1． 测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。2．测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为 1、 0.1、 0.01、 0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为 0.2、 0.02、 0.5、 0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。【 注意事项 】1． 在使用多用电表前，应观察指针是否指电流表的零刻度，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使多用电表的指针指向电流表的零刻度。2．测量前，应把选择开关旋转到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应，直流电流挡、直流电压挡要注意极性。课堂互动 · 考点突破考点一 电表的改装[例 1] 某同学用量程 为 1 mA、内阻 为 120 Ω 的表 头 按 图实 Ⅹ － 5甲所示 电 路改装成量程分 别为 1 V和 1 A的多用 电 表。 图 中 R1和 R2为 定 值电 阻， S为 开关。回答下列 问题 ：(1)根据 图实 Ⅹ － 5甲所示的 电 路，在 图 乙所示的实 物 图 上 连线 。(2)开关 S闭 合 时 ，多用 电 表用于 测 量 ________(填 “ 电 流 ” 、 “ 电压 ” ，或 “ 电 阻 ” )；开关 S断开时 ，多用 电 表用于 测 量 ________(填 “ 电 流 ” 、 “ 电压 ” 或 “ 电 阻 ” )。(3)表笔 A应为 ________色 (填 “ 红 ” 或 “ 黑 ” )。(4)定 值电 阻的阻 值 R1＝ ________Ω， R2＝________Ω。 (结 果取三位有效数字 )图实 Ⅹ － 5[解析 ] (1)实物连接如图所示(2)开关 S闭合时， R1与表头和 R2并联，为电流表，因此用于测量电流；当开关 S断开时， R2与表头串联，为电压表，因此用于测电压。(3)电流应从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，因此表笔 A应为黑色。(4)开关 S断开时为电压表， U＝ Ig(Rg＋ R2)，解得R2＝ 880 Ω；[答案 ] (1)见 解析 图 (2)电 流 电压 (3)黑 (4)1.00 880考点二 多用电表的使用及读数[例 2] (2013·新课标全国 Ⅰ )某学生 实验 小 组 利用 图实 Ⅹ － 6所示 电 路， 测 量多用 电 表内 电 池的 电动势 和 电 阻 “ × 1 k” 挡 内部 电 路的 总电 阻。使用的器材有：图实 Ⅹ － 6多用 电 表；电压 表：量程 5 V，内阻十几千欧；滑 动变 阻器：最大阻 值 5 kΩ；导线 若干。回答下列 问题 ：(1)将多用 电 表 挡 位 调 到 电 阻 “ × 1k” 挡 ，再将红 表笔和黑表笔 ________， 调 零点。(2)将 图实 Ⅹ － 6中多用 电 表的 红 表笔和________(填 “1”或 “2”)端相 连 ，黑表笔 连 接另一端。(3)将滑 动变 阻器的滑片 调 到适当位置，使多用电 表的示数如 图实 Ⅹ － 7甲所示， 这时电压 表的示数如 图实 Ⅹ － 7乙所示。多用 电 表和 电压 表的 读 数分 别为 __________kΩ和 ________V。图实 Ⅹ － 7实验七 测定金属的电阻率【 实验目的 】1． 掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。课前预习 · 基础落实【 实验原理 】1． 螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋 测 微器的构造如 图实 Ⅶ － 1所示是常用的螺旋 测 微器。它的 测砧 A和固定刻度 S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 S上。图实 Ⅶ － 1(2)螺旋 测 微器的原理测 微螺杆 P与固定刻度 S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 估 读 到毫米的千分位上，因此，螺旋 测 微器又叫千分尺。(3)读 数： 测 量 时 被 测 物体 长 度的整数毫米数由固定刻度 读 出，小数部分由可 动 刻度 读 出。测 量 值 (毫米 )＝固定刻度数 (毫米 )(注意半毫米刻线 是否露出 )＋可 动 刻度数 (估 读 一位 )× 0.01(毫米 )。2．游标卡尺的构造原理及读数(1)构造：主尺、游 标 尺 (主尺和游 标 尺上各有一个内外 测 量爪 )，游 标 尺上 还 有一个深度尺，尺身上还 有一个 紧 固螺 钉 。图实 Ⅶ － 2(2)用途： 测 量厚度、 长 度、深度、内径、外径。(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 尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的 总长 度比主尺上的同 样 多的小等分刻度少 1 mm。常 见 的游 标 卡尺的游 标 尺上小等分刻度有 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， 则记录结 果表达 为 (x＋ K× 精确度 ) mm。3．伏安法测电阻(1)电 流表的内接法和外接法的比 较内接法 外接法电 路 图误 差原因 电 流表分 压 U测 ＝Ux＋ UA电压 表分流 I测＝ Ix＋ IV③ 实验试 探法：按 图实 Ⅶ － 3所示接好 电 路，让电压 表一根接 线 柱 P先后与 a、 b处 接触一下，如果 电压 表的示数有 较 大的 变 化，而 电 流表的示数 变化不大， 则 采用 电 流表外接法；如果 电 流表的示数有 较 大的 变 化，而 电压 表的示数 变 化不大， 则 采用电 流表内接法。图实 Ⅶ － 3图实 Ⅶ － 4(1)0～ 3 V的 电压 表和 0～ 3 A的 电 流表 读 数方法相同，此量程下的精确度是 0.1 V或 0.1 A，看清楚指 针 的 实际 位置， 读 到小数点后面两位。(2)对 于 0～ 15 V量程的 电压 表，精确度是 0.5 V，在 读 数 时 只要求 读 到小数点后面一位，即 读 到 0.1 V。(3)对 于 0～ 0.6 A量程的 电 流表，精确度是 0.02 A，在 读 数 时 只要求 读 到小数点后面两位， 这时 要求“ 半格估 读 ” ，即 读 到最小刻度的一半 0.01 A。3．用毫米刻度尺 测 量接入 电 路中的被 测 金属 导线 的有效 长 度，反复 测 量 3次，求出其平均 值 l。4．把滑 动变 阻器的滑片 调节 到使接入 电 路中的电 阻 值 最大的位置， 电 路 经检查 确 认 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 ，填入 记录 表格内，断开开关 S，求出 导线电 阻 Rx的平均 值 。5．整理 仪 器。【 误差分析 】1．金属 丝 的横截面 积 是利用直径 计 算而得，直径的 测 量是 产 生 误 差的主要来源之一。2．采用伏安法 测 量金属 丝 的 电 阻 时 ，由于采用的是 电 流表外接法， 测 量 值 小于真 实值 ，使 电 阻率的 测 量 值 偏小。3．金属 丝 的 长 度 测 量、 电 流表和 电压 表的 读数等会 带 来偶然 误 差。4．由于金属 丝 通 电 后 发热 升温，会使金属 丝 的电 阻率 变 大，造成 测 量 误 差。【 注意事项 】1． 为 了方便， 测 量直径 应 在 导线连 入 电 路前进 行， 为 了准确 测 量金属 丝 的 长 度， 应该 在 连 入 电路之后在拉直的情况下 进 行。2．本 实验 中被 测 金属 丝 的 电 阻 值较 小，故 须采用 电 流表外接法。3． 电 流不宜太大 (电 流表用 0～ 0.6 A量程 )，通电时间 不宜太 长 ，以免金属 丝 温度升高， 导 致 电 阻率在 实验过 程中 变 大。课堂互动 · 考点突破考点一 基本仪器的读数[例 1] (1)如 图实 Ⅶ － 5所示的三把游 标 卡尺，它 们 的游 标 尺从上至下分 别为 9 mm长 10等分、 19 mm长 20等分、 49 mm长 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，示数如图实 Ⅶ － 6所示， 则 金属 丝 的直径是 ________mm。图实 Ⅶ － 5 图实 Ⅶ － 6(3)① 图实 Ⅶ － 7使用 0.6 A量程 时 ， 对应 刻度盘 上每一小格代表 ________A， 图 中表 针 示数是________A；当使用 3 A量程 时 ， 对应 刻度 盘 上每一小格代表 ________A， 图 中表 针 示数 为 ________A。② 图实 Ⅶ － 8使用 较 小量程 时 ，每小格表示________V， 图 中表 针 的示数 为 ________V。若使用的是 较 大量程， 则这时 表 盘 刻度每小格表示________V， 图 中表 针 示数 为 ________V。图实 Ⅶ － 7 图实 Ⅶ － 8(4)旋 钮 式 电 阻箱如 图实 Ⅶ － 9所示， 电 流从接线 柱 A流入，从 B流出， 则 接入 电 路的 电 阻 为________Ω。今欲将接入 电 路的 电 阻改 为 2 087 Ω，最 简单 的操作方法是 ________。若用两个 这样 的 电阻箱， 则 可得到的 电 阻 值 范 围为 ________。图实 Ⅶ － 9[解析 ] (1)最上面图读数：整毫米是 17，不足 1毫米数是 7× 0.1 mm＝ 0.7 mm，最后结果是 17 mm＋0.7 mm＝ 17.7 mm。中间图读数：整毫米是 23，不足 1毫米数是17× 0.05 mm＝ 0.85 mm，最后结果是 23 mm＋ 0.85 mm＝ 23.85 mm。最下面图读数：整毫米是 3，不足 1毫米数是9× 0.02 mm＝ 0.18 mm。最后结果是 3 mm＋ 0.18 mm＝ 3.18 mm。(2)固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为 15.0，最后的读数： 2.0 mm＋ 15.0× 0.01 mm＝ 2.150 mm。(3)① 使用 0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为 0.44 A；当使用 3 A量程时，每一小格为 0.1 A，表针示数为 2.20 A。② 电压表使用 3 V量程时，每小格表示 0.1 V，表针示数为 1. 70 V；使用 15 V量程时，每小格为 0.5 V，表针示数为 8.5 V。实验九 测定电源的电动势和内阻【 实验目的 】1． 掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法。2．学会用图象法求电动势和内阻。【 实验原理 】1． 实验 依据： 闭 合 电 路欧姆定律。课前预习 · 基础落实2． 实验电 路 (如 图实 Ⅸ － 1所示 )图实 Ⅸ － 14．用作 图 法 处 理数据，如 图实 Ⅸ － 2所示。图实 Ⅸ － 2【 实验步骤 】1． 电 流表用 0.6 A量程， 电压 表用 3 V量程，按实验电 路 图连 接好 实 物 电 路。2．把 变 阻器的滑片移 动 到使接入 电 路阻 值 最大的一端。3． 闭 合 电键 ， 调节变 阻器，使 电 流表有明 显示数。 记录 一 组电 流表和 电压 表的示数，用同 样 方法 测 量并 记录 几 组 I、 U值 ，并填入表格中。4.断开开关，拆除 电 路，整理好器材。【 数据处理 】方法一： 列方程 组 求解 电动势 和内阻的大小第 1组 第 2组 第 3组 第 4组 第 5组 第 6组U/VI/A【 误差分析 】1． 偶然 误 差(1)由 读 数不准和 电 表 线 性不良引起 误 差。(2)用 图 象法求 E和 r时 ，由于作 图 不准确造成的误 差。(3)测 量 过 程中通 电时间过长 或 电 流 过 大，都会引起 E、 r变 化。2．系统误差由于 电压 表和 电 流表内阻影响而 导 致的 误 差。(1)如 图实 Ⅸ － 1所示，在理 论 上 E＝ U＋ (IV＋IA)r，其中 电压 表示数 U是准确的 电 源两端 电压 。而实验 中忽略了通 过电压 表的 电 流 IV而形成 误 差，而且 电压 表示数越大， IV越大．当 电压 表示数 为 零 时， IV＝ 0， IA＝ I短 ，短路 电 流 测 量 值 ＝真 实值 。如 图实 Ⅸ － 3所示，可知 E测 ＜ E真 ， r测 ＜ r真 。图实 Ⅸ － 3(2)若采用如 图实 Ⅸ － 4甲所示的 电 路， IA为电 源电 流真 实值 ，理 论 上有 E＝ U＋ UA＋ IAr，其中 UA不可知而造成 误 差，而且 电 流表示数越大， UA越大。当 电 流 为 零 时 ， UA＝ 0， 电压为 准确 值 ，等于 E，如 图实 Ⅸ － 4乙所示，可知 E测 ＝ E真 ， r测 ＞ r真 。图实 Ⅸ － 4【 注意事项 】1． 为 了使 电 池的路端 电压变 化明 显 ， 电 池的内阻宜大些 (选 用已使用 过 一段 时间 的 1号干 电 池 )。2．干 电 池在大 电 流放 电时 ， 电动势 会明 显 下降，内 电 阻会明 显 增大，因此在 实验 中不要将 电 流 I调 得 过 大， 读 数要快，每次 读 完立即断 电 。3．在画 U－ I 图线时 ，要使 较 多的点落在 这 条直 线 上或使各点均匀分布在直 线 的两 侧 ，个 别 偏离直 线 太 远 的点可舍去不予考 虑 。4．干 电 池内阻 较 小 时 路端 电压 U的 变 化也 较 小，即不会比 电动势 小很多， 这时 ，在画 U－ I图线时， 纵轴 的刻度可以不从零开始，而是根据 测 得的数据从某一恰当 值 开始 (横坐 标 I必 须 从零开始 )。但这时图线 和横 轴 的交点不再是短路 电 流 Im，不 过 斜率的 绝对值 仍是 电 源的内 电 阻。课堂互动 · 考点突破考点一 实验原理与数据处理[例 1] (2015·四川理综 )用 实验测 一 电 池的内阻 r和一待 测电 阻的阻 值 Rx。已知 电 池的 电动势约 6 V，电 池内阻和待 测电 阻阻 值 都 为 数十欧。可 选 用的 实验 器材有：电 流表 A1(量程 0～ 30 mA)；电 流表 A2(量程 0～ 100 mA)；电压 表 V(量程 0～ 6 V)；滑 动变 阻器 R1(阻 值 0～ 5 Ω)；滑 动变 阻器 R2(阻 值 0～ 300 Ω)；开关 S一个， 导线 若干条。某同学的 实验过 程如下：Ⅰ .设计 如 图实 Ⅸ － 5所示的 电 路 图 ，正确 连 接电 路。图实 Ⅸ － 5Ⅱ .将 R的阻 值调 到最大， 闭 合开关，逐次 调 小 R的阻 值 ， 测 出多 组 U和 I的 值 ，并 记录 。以 U为纵轴， I为 横 轴 ，得到如 图实 Ⅸ － 6所示的 图线 。图实 Ⅸ － 6Ⅲ .断开开关，将 Rx改接在 B、 C之 间 ， A与 B直接相 连 ，其他部分保持不 变 。重复 Ⅱ 的步 骤 ，得到另一条 U－ I图线 ， 图线 与横 轴 I的交点坐 标为 (I0， 0)，与 纵轴 U的交点坐 标为 (0， U0)。回答下列 问题 ：(1)电 流表 应选 用 ________，滑 动变 阻器 应选 用________；(2)由 图 乙的 图线 ，得 电 源内阻 r＝ ________Ω；(3)用 I0、 U0和 r表示待 测电 阻的关系式 Rx＝________，代入数 值 可得 Rx；(4)若 电 表 为 理想 电 表， Rx接在 B、 C之 间 与接在A、 B之 间 ，滑 动变 阻器滑片都从最大阻 值 位置 调 到某同一位置，两种情况相比， 电 流表示数 变 化范 围________， 电压 表示数 变 化范 围 ________。 (选 填 “相同 ” 或 “ 不同 ” )考点二 仪器选择与电路连接[例 2] (2015·天津理综 )用 电 流表和 电压 表 测 定由三 节 干 电 池串 联组 成的 电 池 组 (电动势约 4.5 V，内 电 阻 约 1 Ω)的 电动势 和内 电 阻，除待 测电 池 组 、电键 、 导线 外， 还 有下列器材供 选 用：A． 电 流表：量程 0.6 A，内 电 阻 约 1 ΩB． 电 流表：量程 3 A，内 电 阻 约 0.2 ΩC． 电压 表：量程 3 V，内 电 阻 约 30 kΩD． 电压 表：量程 6 V，内 电 阻 约 60 kΩE．滑 动变 阻器： 0～ 1 000 Ω， 额 定 电 流 0.5 AF．滑 动变 阻器： 0～ 20 Ω， 额 定 电 流 2 A(1)为 了使 测 量 结 果尽量准确， 电 流表 应选 用________， 电压 表 应选 用 ________，滑 动变 阻器 应选 用 ________(均填 仪 器的字母代号 )。(2)如 图实 Ⅸ － 7为 正确 选择仪 器后， 连 好的部分 电 路。 为 了使 测 量 误 差尽可能小， 还 需在 电 路中用 导线 将 ________和 ________相 连 、 ________和________相 连 、 ________和 ________相 连 (均填 仪 器上接 线 柱的字母代号 )。图实 Ⅸ － 7(3)实验时发现电 流表坏了，于是不再使用 电 流表，剩余 仪 器中 仅 用 电 阻箱替 换 掉滑 动变 阻器，重新连 接 电 路，仍能完成 实验 。 实验 中 读 出几 组电 阻箱的阻 值 R和 对应电压 表的示数 U。用 图 象法 处 理采集到的数据， 为 在直角坐 标 系中得到的函数 图 象是一条直 线， 则 可以 ________为纵 坐 标 ，以 ________为 横坐 标 。(2)因电流表内阻 rA≈ 1 Ω与电源内阻大致相等且未知，故需采用电流表外接法，以避免电流表内阻引起的系统误差，原理图如图，故需将 a与 d、 c与 g、 f与 h相连。[答案 ] (1)A D F ② a d c g f h③ 见 解析实验八描绘小电珠的伏安特性曲线【 实验目的 】1． 描绘小电珠的伏安特性曲线。2．分析曲线的变化规律。【 实验原理 】1． 描绘小电珠的伏安特性曲线用 电 流表 测 出流 过 小 电 珠的 电 流，用 电压 表测 出小 电 珠两端的 电压 ， 测 出多 组 (U， I)值 ，在 I－ U坐 标 系中描出各 对应 点，用一条平滑的曲 线 将这 些点 连结 起来，就得到小 电 珠的伏安特性曲 线。课前预习 · 基础落实2． 滑动变阻器的限流接法和分压接法(1)两种接法比 较方式内容 限流接法 分 压 接法 对 比 说 明两种接法 电路 图串、并 联关系不同(2)分 压 和限流 电 路的 选择 原 则(3)两种接法的适用情况① 若采用限流式接法不能控制 电 流 满 足 实验 要求，即若滑 动变 阻器阻 值调 到最大 时 ，待 测电 阻上的 电 流 (或 电压 )仍超 过电 流表 (或 电压 表 )的量程，或超 过 待 测电 阻的 额 定 电 流 (或 电压 )， 则 必 须选 用分压 式 电 路。② 若待 测电 阻的阻 值 比滑 动变 阻器 总电 阻大得多，以致在限流 电 路中，滑 动变 阻器的滑片从一端滑到另一端 时 ，待 测电 阻上的 电 流或 电压变 化范 围不 够 大，此 时 ， 应 改用分 压 式 电 路。③ 若 实验 中要求 电压 从零开始 调节 ， 则 必 须 采用分 压 式 电 路。④ 两种 电 路均可使用的情况下， 应优 先采用限流式接法，因 为 限流式接法 电 路 简单 、能耗低。【 实验器材 】小 电 珠 (“ 3.8 V， 0.3 A” 或 “ 2.5 V， 0.6 A” )一个、 电压 表 (0～ 3 V～ 15 V)与 电 流表 (0～ 0.6 V～ 3 A)各一个、滑 动变 阻器 (最大阻 值 20 Ω )一个、学生低 压 直流 电 源 (或 电 池 组 )、开关一个、 导线若干、坐 标纸 、 铅 笔。【 实验过程 】1． 确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实 Ⅷ － 1所示的原理图连接好实验电路。图实 Ⅷ － 12．把滑 动变 阻器的滑 动 片 调节 到 图 中最左端，接 线经检查 无 误 后， 闭 合开关 S。3．改 变 滑 动变 阻器滑 动 片的位置， 读 出几 组相 应 的 电 流表、 电压 表的示数 I和 U， 记 入 记录 表格内，断开开关 S。4．在坐 标纸 上以 电 流 I为纵轴 ，以 电压 U为 横轴 建立坐 标 系，并 选 取适当的 单 位。用描点法在坐标纸 上 标 出各 组 U、 I值对应 点的位置。用平滑曲 线 将各点依次 连 接起来，便得到小 电珠的伏安特性曲 线 。分析小 电 珠伏安特性曲 线 的 变化 规 律。5．断开 电 源，整理好器材。【 误差分析 】1． 由于 电压 表不是理想 电 表，内阻并非无 穷 大， 对电 路的影响会 带 来 误 差， 电 流表外接， 则电 流示数偏大。2． 测 量 时读 数 带 来 误 差。3．在坐 标纸 上描点、作 图带 来 误 差。【 注意事项 】1． 本 实验 中被 测 小 电 珠灯 丝 的 电 阻 值较 小，因此 测 量 电 路必 须 采用 电 流表外接法。2．本 实验 要作出 I－ U图线 ，要求 测 出一 组 包括零在内的 电 流、 电压值 ，故控制 电 路必 须 采用分压 接法。3． 为 保 护 元件不被 烧 毁 ，开关 闭 合前 变 阻器滑片 应 位于 图 中的 a端。4．加在小 电 珠两端的 电压 不要超 过 其 额 定 电压 。5． 连图线时 曲 线 要平滑，不在 图线 上的数据点 应 均匀分布在 图线 两 侧 ， 绝对 不要画成折 线 。课堂互动 · 考点突破考点一 实验原理与操作[例 1] (2015·浙江理综 ) 图实 Ⅷ － 2是小 红 同学在做 “ 描 绘 小灯泡的伏安特性曲 线 ” 实验 的 实 物 连接 图 。图实 Ⅷ － 2图实 Ⅷ － 3(1)根据 图实 Ⅷ － 2画出 实验电 路 图 ；(2)调节 滑 动变 阻器得到了两 组电 流表与 电压 表的示数如 图实 Ⅷ － 3中的 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 所示， 电 流表量程 为 0.6 A， 电压 表量程 为 3 V。所示 读 数 为 ：① ________、 ② ________、 ③ ________、 ④ ________。两 组 数据得到的 电 阻分 别为 ________和 ________。[答案 ] (1)如 图 所示(2)① 0.10 A ② 0.24 A ③ 2.00 V ④ 0.27 V(8.3±0.1)Ω (2.7±0.1)Ω[如填 为 “ (2.7±0.1)Ω(8.3±0.1)Ω][特别提醒 ] “ 测定金属的电阻率 ” 与 “ 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 两个实验都是电阻的测量实验，但描绘小灯泡的伏安特性曲线必须要求电压从零开始调节，故滑动变阻器必须采用分压式接法，而测量金属的电阻率的实验电流表的内、外接和滑动变阻器的接法需要依据待测电阻的阻值大小来确定。考点二 器材、电路的选择与数据处理[例 2] (2013·天津理综 )要描 绘 一个 标 有 “ 3 V、 0.6 W ” 小灯泡的伏安特性曲 线 ，灯泡两端的 电压需要由零逐 渐 增加到 3 V，并便于操作。已 选 用的器材有：电 池 组 (电动势为 4.5 V，内阻 约 1 Ω)；电 流表 (量程 为 0～ 250 mA，内阻 约 5 Ω)；电压 表 (量程 为 0～ 3 V，内阻 约 3 kΩ)；电键 一个、 导线 若干。(1)实验 中所用的滑 动变 阻器 应选 下列中的________(填字母代号 )。A．滑 动变 阻器 (最大阻 值 20 Ω， 额 定 电 流 1 A)B．滑 动变 阻器 (最大阻 值 1 750 Ω， 额 定 电 流0.3 A)(2)实验 的 电 路 图应选 用下列的 图 ________(填字母代号 )。(3)实验 得到小灯泡的伏安特性曲 线 如 图实 Ⅷ －4所示。如果将 这 个小灯泡接到 电动势为 1.5 V，内阻 为 5 Ω的 电 源两端，小灯泡消耗的功率是________W 。图实 Ⅷ － 4(3)在灯泡的 I－ U图上作出电源的 I－ U图线，交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压，此时 P灯 ＝ IU＝ 0.1× 1 W ＝ 0.1 W 。[答案 ] (1)A (2)B (3)0.1考点三 创新实验剖析1． 电 阻元件的伏安特性曲 线 能反映 电 阻元件的电 流随 电压 的 变 化 规 律，能反映元件的 电 阻 变 化情况，也可利用伏安特性曲 线 求解 电压 、 电 流、功率等物理量。因此 实际问题 中常利用本 实验 的器材、实验 方法描 绘 二极管、 电动 机、 电 池等元件的伏安特性曲 线 。2． 实验 的控制 电 路一般用分 压 接法，但 测 量电 路 则 需要根据 电压 表、 电 流表的内阻与待 测 元件的 电 阻之 间 的大小关系确定。[例 3] (2015·广东理综 )某 实验 小 组 研究两个未知元件 X和 Y的伏安特性，使用的器材包括 电压 表 (内阻 约为 3 kΩ)、 电 流表 (内阻 约为 1 Ω)、定 值电 阻等。图实 Ⅷ － 5(1)使用多用 电 表粗 测 元件 X的 电 阻。 选择“ × 1” 欧姆 挡测 量，示数如 图实 Ⅷ － 5甲所示， 读数 为 ________Ω。据此 应选择图实 Ⅷ － 5中的________[填 “ 乙 ” 或 “ 丙 ” ]电 路 进 行 实验 。(2)连 接所 选电 路， 闭 合 S；滑 动变 阻器的滑片 P从左向右滑 动 ， 电 流表的示数逐 渐 ________(填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” )；依次 记录电 流及相 应 的 电压 ；将元件 X换 成元件 Y，重复 实验 。(3)图实 Ⅷ － 6是根据 实验 数据作出的 U－ I图线 ，由 图 可判断元件 ________(填 “X”或 “Y”)是非 线性元件。图实 Ⅷ － 6