河北省石家庄二中高中物理 第二章 恒定电流（试题+学案）（打包22套）新人教版选修3-1.zip

1第 9 节 实验 练习使用多用电表1．多用电表的使用基本方法．(1)表盘面上“＋” 、 “－”插孔，表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱．因此，不管测什么项目，首先将红表笔插入“＋”插孔，将黑表笔插入“－”插孔，那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；用电阻挡时由原理图可知，红表笔连接的是表内电源的负极，黑表笔连接的是表内电源的正极，因此，电流是从红表笔流入，从黑表笔流出．(2)测量前，应把选择开关旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘对应．直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样，要注意所选的量程应大于电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值．2．使用多用电表测量电压．(1)选择直流电压挡合适的量程．(2)将电表与被测电路并联．3．使用多用电表测量电流．(1)选择直流电流挡合适的量程．(2)将被测电路导线卸开一端，把多用表串联在电路中．(3)读数时，首先要认清刻度盘上的最小刻度．4．使用多用电表测量电阻．测量：先选挡．①选挡接着欧姆调零；② 换挡重新欧姆调零；③示数要乘倍率；④用毕将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡上或“OFF”挡上；⑤被测电阻要跟电源、其他元件断开．⑥欧姆表指针偏转角度越大时，说明流过欧姆表的电流越大，也说明待测电阻越小. 5．二极管的特点及其电阻测量．(1)特点：如图所示，它由半导体材料制成，有两个电极．(2)电阻测量：正向电阻较小，反向电阻较大，可用多用电表判断它的正、负极或区分它的好坏，二极管具有单向导电性．►基础巩固1．(多选)关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中不正确的是(D)A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一个刻度盘B．电阻刻度是不均匀的C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应解析：多用表中，直流电流和电压刻度是均匀的，但电阻刻度不均匀，A、B 选项正确；电阻零刻度对应 Ig.电阻∞刻度线对应 I＝0，故 C 选项正确．2．(多选)多用电表测电阻时，下列操作中正确的是(CD)A．测量前检查表针是否指在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零B．用“×1”欧姆挡，若指针恰好在刻度 30～50 的正中，则待测电阻为 40 ΩC．用“×1 k”挡，若指针偏转角度太大，应换成“×100”或“×10”或“×1”挡2D．每次换挡后都要重新欧姆调零解析：要区分欧姆调零与机械调零，A 错误；欧姆刻度不均匀，B 错误；用“×1 k”挡，若指针偏转角度太大，表明被测电阻很小，应换成“×100”或“×10”或“×1”挡，C 正确；每次换挡后都要重新欧姆调零，D 正确．3．甲、乙两同学使用多用电表欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到“×100”挡，并能正确操作．他们发现指针偏角太小，于是甲把选择开关旋到“×1k”挡，乙把选择开关旋“×10”挡，但乙重新调零，而甲没有重新调零．则以下说法正确的是(D)A．甲选挡错误，而操作正确B．乙选挡正确，而操作错误C．甲选挡错误，操作也错误D．乙选挡错误，而操作正确解析：在使用多用电表的欧姆挡时一定要先进行欧姆调零，再测量；同时为了减小误差，要尽量使指针指在中间刻度附近，即要合理地选择倍率挡位．4．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：(1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．(2)将 K 旋转到电阻挡“×100”位置．(3)将插入“＋” “－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(填“0 刻线”或“∞刻线”)．(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将 K 旋转到电阻挡“×1 k”的位置B．将 K 旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准解析：使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件 S；使指针对准电阻的3“0”刻线，应旋动欧姆调零部件 T；测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大倍率的挡位，因此A 合理；每换一次挡位应重新调零，则选 D；测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连，应选 C.答案：(1)S (3)T 0 刻线 (4)ADC5．(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻 Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中 S 为选择开关，P 为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上．a．将两表笔短接，调节 P 使指针对准刻度盘上欧姆挡的 0 刻度，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出 Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转 S 使其尖端对准欧姆挡×1 kd．旋转 S 使其尖端对准欧姆挡×100e．旋转 S 使其尖端对准交流 500 V 挡，并拔出两表笔________________________________________________________________________.根据图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为______Ω.(2)(多选)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________．A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关 S 拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零解析：(1)使用欧姆表时，指针指在“中值”附近较为准确．由图知中值电阻为 30 Ω，而被测电阻 Rx为几十千欧，故选用×1 k 挡．测量前必须欧姆调零，实验完毕后，将选择开关拨至交流最高挡，故操作顺序应为：c、a、b、e.(2)指针偏转过大，说明电阻示数太小，即选用倍率过高，应换用倍率较小挡位，且重新调零，A 正确．电阻的阻值与电流的流向无关，所以红、黑表笔接反，不影响测量结果，B 错误．利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测试，C 正确．只要不换挡位，就不用重新调零，D 错．答案：(1)c、a、b、e 30 k (2)AC6．(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图甲所示．请你简述接下来的测量操作过程：4①_________________________________________________________；②_________________________________________________________；③_________________________________________________________；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图乙所示．其中电压表内阻约为 5 kΩ，电流表内阻约为 5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．(3)图丙是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关 S 旋到位置 3 时，可用来测量__________；当 S 旋到位置__________时，可用来测量电流，其中 S 旋到位置__________时量程较大．5解析：(1)欧姆表读数时， 指针在中央位置附近时最准确，开关旋到“×1 k”挡时，指针偏角太大，所以改换成小挡位“×100” ；换挡后，应对欧姆表重新进行欧姆调零；所测电阻阻值等于表盘示数×倍数．(2)上一问可以粗略地知道被测电阻为几千欧，与电压表的内阻相近，因此安培表应用内接法．(3)多用电表测电阻时，电源内置；作电流表时，电阻与表头并联；并联电阻越小，电流表的量程越大．答案：(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮” ，使指针指向“0 Ω”③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值(2)连线如图所示：(3)电阻 1、2 1►能力提升7．如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6 为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各连接点．6(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点 1、2 已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点 1、2 同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．(2)在开关闭合情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，则表明________________________________________________________________________可能有故障．(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．________________________________________________________________________解析：(1)当连接点 1、2 已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路．当连接点 1、2 同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡．(2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的．当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间．答案：(1)电压 欧姆 (2)开关或连接点 5、6(3)①调到欧姆挡；②将红黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻．如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障．8．在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示，闭合开关后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为 E)．(1)若电流表示数为零、电压表示数为 E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)．(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至______________挡(填“欧姆×100” “直流电压 10 V”或“直流电流 2.5 mA”)，再将____________(填“红”或“黑”)表笔固定在 a 接线柱，把另一支表笔依次接 b、c、d 接线柱．(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________．解析：(1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为 E，说明电源与电压表之间的连接无断路，所以发生故障的一定是待测金属丝．(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路．因为电源两端有电压，所以不能用欧姆表来检测，只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的 10 V 直流电压挡来检查故障．多用电表的红表笔应和电源的正极相连．7(3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是 0、E、E.答案：(1)待测金属丝 (2)直流电压 10 V 红 (3)0 E E1第 8 节 多用电表的原理一 、 欧 姆 表1．内部构造：由表头、电源、可变电阻三部分组成．2．原理：欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，简单结构如图所示．当红、黑表笔间接入被测电阻 Rx时，通过表头的电流 I＝ ．改变 Rx，电ERg＋ R＋ r＋ Rx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 值对应的电阻值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 二 、 多 用 电 表1．用途：共用一个表头，可分别测量电压、电阻、电流等物理量．2．最简单的多用电表原理图：如图(1)所示，当单刀多掷开关接通 1 时，可作为电流表使用，接通 2 时，可作为欧姆表使用，接通 3 时，可作为电压表使用．3．外部结构名称：2如图(2)是一种多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到“OFF”挡，或交流电压最高挡．►基础巩固1．关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中错误的是(D)A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一个刻度B．电阻刻度是不均匀的C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应．2．(多选)下列说法中正确的是(AB)A．欧姆表的每一挡测量范围都是 0 到∞B．欧姆表只能用来粗略地测量电阻C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大D．用欧姆表测电阻，指针越靠近刻度右边误差越小解析：由于欧姆表刻度不均匀，只能对电阻粗略地进行测量．3．多用电表调到欧姆挡时，其内部等效电路是下列图中的(C)3解析：多用电表调到欧姆挡时，其内部有电源、电流表表头及调零可变电阻，并且黑表笔应与电池的正极相连接，红表笔应与电池的负极相连接，故内部等效电路是 C 图．4．利用多用电表不可以测量的物理量是(B)A．电流 B．电能 C．电压 D．电阻解析：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，当不能测量电能．故选 B.5．如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为 Rg，调零电阻为 R0，电池的电动势为 E，内阻为 r，则下列说法中错误的是(C)A．它是根据闭合电路欧姆定律制成的B．接表内电池负极的应是红表笔C．电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端D．调零后刻度盘的中心刻度值是 r＋R g＋R解析：多用电表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A 对；电流从黑表笔出，红表笔进，B 对；“∞”刻度在刻度盘的左端，C 错；当多用电表指针指在中间位置时， ＝Ig2，I g＝ .所以 Rx＝R g＋R＋r，即中心刻度值为 r＋R g＋R，D 对．ERg＋ R＋ r＋ Rx ERg＋ r＋ R6．(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，正确的做法是(AC)A．测电阻前要使红黑表笔相接，调节欧姆调零旋钮，使表头的指针指零B．红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相连接C．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接D．测电阻时，若所选量程相同，表针偏转角度越大，待测电阻值越大解析：测电阻前都要进行欧姆调零，A 正确；由欧姆表内部结构可知红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接，B 错误，C 正确；测电阻时，若所选量程相同，表针偏转角越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻越小，D 错误．7．用欧姆表测一个电阻 R 的阻值，选择旋钮置于“×10”挡，测量时指针指在 100与 200 刻度弧线的正中间，可以确定(C)A．R＝150 Ω B．R＝1 500 ΩC．1 000 Ω＜R＜1 500Ω D．1 500 Ω＜R＜2 000 Ω解析：表盘右疏左密，所以指针指在 100 与 200 刻度弧线的正中间，可以确定：1 000 Ω＜R＜1 500 Ω，故选 C.►能力提升48．下图所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流 Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻 R 的最大阻值为 10 kΩ，电池的电动势 E＝1.5 V，内阻 r＝0.5 Ω，图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是____________色．按正确使用方法测量电阻 Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则 Rx＝__________kΩ.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 Rx，其测量结果与原结果相比将__________(填“变大” 、 “变小”或“不变”)．解析：由 I＝ 及 Ig＝ ，指针指中央，I＝ Ig＝150 μA，R x＝5 ERg＋ R＋ r＋ Rx ERg＋ R＋ r 12kΩ；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大．答案：红 5 变大1第 7 节 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路．(1)闭合电路的组成：①内电路：电源内部的电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压．②外电路：电源外部的电路，其两端电压称为外电压或路端电压．(2)内、外电压的关系：E＝U 外 ＋U 内 ．2．闭合电路的欧姆定律．(1)内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)公式：I＝ 或 E＝I(R＋r)．ER＋ r(3)适用条件：外电路为纯电阻电路．3．路端电压随外电阻的变化规律．(1)R 增大，I 减小，U 增大，当 R 增大到无穷大(断路)时，I＝0，U＝E．(2)R 减小，I 增大，U 减小，当 R 减小到零(短路)时，I＝ ，U＝0．Er4．路端电压与电流的关系图象(U－I 图象)．如下图所示，U－I 图象是一条倾斜的直线，该图线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势，该线的绝对值斜率表示内阻．►基础巩固1．(多选)在闭合电路中，下列叙述正确的是(BD)A．当外电路断开时，路端电压等于零B．闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大D．当外电阻增大时，路端电压将增大解析：A.根据闭合电路欧姆定律 U＝E－Ir 可知，当外电路断开时，电流 I＝0，路端电压 U＝E.故 A 错误．B.根据闭合电路欧姆定律 I＝ 得知：闭合电路的电流跟电源的电ER＋ r动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比．故 B 正确．C.当外电路短路时，R＝0，短路电流 I 短 ＝ ，电源内阻 r＞0，I 短 ≠∞.故 C 错误．D.当外电阻增大时，电流减小，内电压Er减小，路端电压将增大．故 D 正确．2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是(D)A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量解析：A.如外电压增大，则内电压减小，电源电动势保持不变．故 A 错误．B.如外电压减小，内电阻不变，内电压将增大，电源电动势保持不变．故 B 错误．C.如外电压不变，则内电压也不变．故 C 错误．D.根据闭合电路欧姆定律得到，电源的电动势等于内电压与外电压之和，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒量．故 D 正确．3．一太阳能电池板，测得他的开路电压为 800 mV，短路电流为 40 mA.若将该电池板2与一阻值为 20 Ω 的电阻连成一闭合电路，则他的路端电压是(D)A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V解析：由已知条件得：E＝800 mV.又因 I 短 ＝ ，Er所以 r＝ ＝ Ω＝20 Ω.EI短 800×10－ 340×10－ 3所以 U＝IR＝ R＝ ×20 mV＝400 mV＝0.40 V，选项 D 正确．ER＋ r 80020＋ 204．在如图所示电路中，电源的电动势 E＝9.0 V，内阻可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻 R＝30 Ω；L 为一小灯泡，其额定电压 U＝6.0 V，额定功率 P＝1.8 W；S 为开关，开始时滑动变阻器的触头位于 B 端，现在接通开关 S，然后将触头缓慢地向 A 端滑动，当到达某一位置 C 时，小灯泡恰好正常发光．则 C、B 之间的电阻应为(B)A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω解析：本题中小灯泡恰好正常发光，说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流：I 额 ＝＝ A＝0.3 A，两端电压达到额定电压 U 额 ＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动变阻器P额U额 1.86.0的 AC 部分串联，则通过电阻 AC 的电流与通过小灯泡的电流相等，故 RAC＝ ＝E－ U额I额Ω＝10 Ω，所以 RCB＝R－R AC＝20 Ω.9.0－ 6.00.35．(多选)如图所示为某一电源的 U－I 图象，由图可知(AD)A．电源电动势为 2 VB．电源内阻为 Ω13C．电源短路时电流为 6 AD．电路路端电压为 1 V 时，电路中电流为 5 A解析：由 U－I 图象可知，电源电动势 E＝2 V；r＝ ＝ Ω＝0.2 Ω.|Δ UΔ I| 1.263当 U＝1 V 时，I＝ ＝ A＝5 A．选项 A、D 正确．E－ Ur 2－ 10.2►能力提升6．在如图所示的 U－I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻 R 的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路．则(ACD)A．电源的电动势为 3 V B．电源的内阻为 2 ΩC．电阻 R 的阻值为 1 Ω D．电路消耗的总功率为 6 W解析：A、B.根据闭合电路欧姆定律得 U＝E－Ir，当 I＝0 时，U＝E，由读出电源的电动势 E＝3 V，内阻等于图线的斜率大小，则 r＝ ＝ Ω＝0.5 Ω.故 A 正确，B 错误．C.根Δ UΔ I 36据欧姆定律，外电阻 R＝ ＝ Ω＝1 Ω.故 C 正确．D．电路消耗的总功率为：UI 22P＝EI＝3×2 W＝6 W．故 D 正确．7．如图是一火警报警电路的示意图．其中 R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器 R3所在处出现火情时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是(C)A．I 变大，U 变小 B．I 变小，U 变大C．I 变大，U 变大 D．I 变小，U 变小解析：当传感器 R3所在处出现火情时，温度升高电阻增大，回路的总电流减小，路端电压 U 变大，UR 2＝E－I 总 (r＋R 1)，则 UR2增大，通过 R2的电流 I 增大，C 正确．8．如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关 S 闭合后，在变阻器 R0的滑动端向下滑动的过程中(A)4A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：滑动变阻器 R0的滑片向下滑动，R 0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R 1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A 项正确．9．如右图所示，直线 A 为电源的 U－I 图线，直线 B 和 C 分别为电阻 R1和 R2的 U－I图线，用该电源分别与 R1、R 2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为 P1、P 2，电源的效率分别为 η 1、η 2，则(C)A．P 1＞P 2 B．P 1＜P 2C．η 1＞η 2 D．η 1＜η 210．如图所示的电路中，所用电源的电动势 E＝4 V，内电阻 r＝1.0 Ω，电阻 R1可调．现将 R1调到 3 Ω 后固定．已知 R2＝6 Ω，R 3＝3 Ω，求：(1)开关 S 断开和接通时，通过 R1的电流分别为多大？(2)为了使 A、B 之间电路的电功率在开关 S 接通时能达到最大值，应将 R1的阻值调到多大？这时 A、B 间消耗的最大电功率是多少？解析：(1)开关 S 断开时，I 1＝ ＝ A＝0.4 A；Er＋ R1＋ R2 41＋ 3＋ 65开关接通时，R 2、R 3并联的总电阻 R23＝ ＝2 Ω，I 1′＝ ＝ R2·R3R2＋ R3 Er＋ R1＋ R23 41＋ 3＋ 2A＝0.667 A.(2)开关接通时，A、B 之间的总电阻 R23＝2 Ω 为定值，所以，只有当 R1＝0 时，总电流最大，A、B 之间的电功率才最大．I 总 ＝ ＝ A＝ AEr＋ R1＋ R23 41＋ 0＋ 2 43PAB＝I RAB＝ ×2 W＝3.556 W.2总 (43)2 答案：(1)0.4 A 0.667 A (2)03．556 W1第 6 节 导体的电阻1．影响导体电阻的因素．(1)在导体横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比．(2)在导体长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比．(3)导体的电阻还与导体的材料有关，在长度、横截面积相同时，材料不同，其电阻值不同．通过实验探究电阻与长度、横截面积、材料三个因素的关系，采用控制变量法．2．电阻定律．(1)内容：同种材料的导体，其电阻 R 与它的长度 l 成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关．(2)公式：R＝ρ ，式中 ρ 为导体材料的电阻率．lS3．电阻率．(1)计算式：ρ＝R ．Sl(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量．(3)电阻率与温度的关系：①金属：电阻率随温度升高而增大．②半导体：电阻率随温度升高而减小．③一些合金：几乎不受温度的影响．►基础巩固1．(多选)关于导体电阻下列说法中正确的是(AD)A．由 R＝ρ 知，导体的电阻与长度 l、电阻率 ρ 成正比，与横截面积 S 成反比lSB．由 R＝ 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比UIC．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．电阻率往往随温度的变化而变化解析：导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B、C 错．电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率常随温度的变化而变化，D 对．2．关于电阻率，下列说法中正确的是(BCD)A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻解析：电阻率表示导体的导电性能的好坏，电阻率越小，导体的导电性能越好．3．金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是(B)2A．连接电路用的导线一般用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作解析：纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，A 错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，B 正确；有的金属电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用纯金属来制作，C 错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，D 错误；故选 B.4．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab＝10 cm，bc＝5 cm，当将 A 与 B 接入电压为 U 的电路中时，电流为 1 A，若将 C 与 D 接入电压为 U 的电路中，则电流为(A)A．4 A B．2 A C．0.5 A D．0.25 A解析：根据电阻定律公式 R＝ρ ，有：R AB＝ρ ；①lS LabSabRCD＝ρ ；②LadSab故 ＝ ＝ ，根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比．故两次电流之RABRCD LabSabLadSad 41比为 1∶4，故第二次电流为 4 A；故选 A.5．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感” ，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，下图的 I－U 图象中能表示金属铂电阻情况的图象是(C)解析：在 I－U 图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，由于铂电阻率随温度的升高而变大，所以斜率应减小，因此能反映金属铂电阻情况的图象为 C.6．如图所示， A、B、C、D 是滑动变阻器的 4 个接线柱，现把此变阻器接入电路中并要求滑片 P 向接线柱 D 移动时，电路中的电流增大，则接入电路的接线柱可能是(B)A．A 和 C B．B 和 C C．A 和 D D．C 和 D解析： A.接 A 和 C 时，连入电路中的电阻丝是 PA 部分．当滑片 P 向 D 滑动时，PA 电3阻丝长度变长，电阻变大，则电流变小，故 A 错误．B.接 B 和 C 时，连入电路中的电阻丝是 PB 部分．当滑片 P 向 D 滑动时，PB 电阻丝长度变短，电阻变小，则电流变大，故 B 正确．C.接 A 和 D 时，连入电路中的电阻丝是 PA 部分．当滑片 P 向 D 滑动时，PA 电阻丝长度变长，电阻变大，则电流变小，故 C 错误．D.接 C 和 D 时，滑动变阻器根本没连入电路，这种接法不符合基本的要求，故 D 错误．►能力提升7．当电路中的电流超过保险丝的熔断电流时，保险丝就要熔断，由于种种原因，保险丝的横截面积略有差别，那么保险丝熔断的可能性较大的是(B)A．横截面积大的地方B．横截面积小的地方C．同时熔断D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方解析：根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时电阻大的位置发热量大易熔断，B 正确．8．一个标有“220 V、60 W”的白炽灯泡，加上的电压 U 由零逐渐增大到 220 V，在此过程中，电压(U)和电流(I)的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，符合实际的是(B)解析：由题，白炽灯泡上的电压 U 由零逐渐增大到 220 V 时，白炽灯泡的温度不断升高，电阻增大，由欧姆定律得到 R＝ ，等于图线上的点与原点连线的斜率，电阻一直增大，UI斜率一直增大．所以 B 正确．9．如图所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的 I－R 图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则(C)A．甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析：若将两电阻丝串联接入电路中，由于通过两电阻丝的电流相同，由图象可知，此时甲的电阻大于乙的电阻，所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大，A 错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同，故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，B4错误；由 Q＝I 2Rt 可知，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，C 正确；由P＝I 2R 可知 D 错误．10．如图所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为 L，直径为 D，镀膜的厚度为 d，管两端有导电金属箍 M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为 U，通过它的电流为 I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？解析：由欧姆定律可得 R＝ ；沿着 L 的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一UI个电阻，其长为 L，横截面积为管的周长×厚度 d.由电阻定律 R＝ρ 可得：LSR＝ρ ＝ ，L2π D2·d ρ Lπ Dd则 ＝ ，UI ρ Lπ Dd解得：ρ＝ .Uπ DdIL答案： UI Uπ DdIL1第 5 节 焦 耳 定 律1．所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．2．电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I、通电时间 t 三者的乘积，即 W＝IUt．3．单位时间内电流所做的功叫做电功率．电流在一段电路上做功的功率 P 等于电流 I与这段电路两端的电压 U 的乘积，即 P＝IU．4．电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．5．电热 Q＝I 2Rt，热功率 P＝I 2R．6．若电路中有电动机或电解槽，电能除转化为内能外，还转化为机械能或化学能，它们之间遵从能量守恒．►基础巩固1．下列关于电功的说法中正确的是(C)A．电流通过用电器时，只有把电能转化为机械能时才做功B．电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻C．加在导体两端的电压越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流做的功越多D．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程解析：这是对电功概念的辨析．电功就是电流做功，电功的大小与导体两端的电压、电流和通电时间有关，与电阻无关．电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程．各种用电器做功时就是把电能转化为其他形式的能，如电饭锅是把电能转化为热能，电动机把电能转化为机械能．2．(多选)关于四个公式①P＝UI；②P＝I 2R；③P＝ ；④P＝ ，下列叙述正确的是U2R Wt(AB)A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B．公式②适用于任何电路的热功率的计算C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D．以上均不正确解析：P＝UI、P＝ 适用于任何电路的电功率的计算，而 P＝I 2R、P＝ 只适用于纯电Wt U2R阻电路的电功率的计算，故 A 正确，C 错误．P＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝ 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故 B 正确．U2R3．甲、乙两只普通照明灯炮的铭牌如图所示，下列说法中不正确的是(A)A．甲灯的实际功率一定总是 40 W2B．将乙灯接入 110 V 电路中，它的额定功率仍为 60 WC．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少解析：照明灯泡的铭牌上标记的是额定电压和额定功率，由于灯泡随着电压的升高电流增大，灯丝的电功率将会增大，于是温度升高，灯丝电阻率也随之增大，所以电阻增大．当工作电压不是 220 V 时，灯泡的实际功率不再是额定功率，但额定功率不会随电压变化而变化．4．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为 36 W 与 36 V．若把此灯泡接到输出电压为 18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率(B)A．等于 36 W B．小于 36 W，大于 9 WC．等于 9 W D．小于 9 W解析：白炽灯在正常工作时的电阻为 R，由 P＝ 得 R＝36 Ω，当接入 18 V 电压时，U2R假设灯泡的电阻也为 36 Ω，则它消耗的功率为 P＝ ＝ W＝9 W，但是当灯泡两端接入U2R 1823618 V 电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于 36 Ω，其实际功率要大于 9 W，故 B 项正确．5．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是(A)A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I 2Rt＝ t 只适用于纯电阻电路U2RC．在不是纯电阻的电路中，UI＞I 2RD．焦耳热 Q＝I 2Rt 适用于任何电路解析：电功率公式为 P＝ ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有WtP＝IU，I＝ ，焦耳热 Q＝ Rt，可见 Q 与 P、U、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，PU (PU)2 A 错．W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而 I＝ 只适用于纯电阻电路，B 对．在UR非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以 WQ，即 UII2R，C 正确．Q＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．6．(多选)关于电功和电热．以下说法正确的是(CD)A．外电路电流做的功一定等于电热B．外电路中电流所做的功一定大于电热C．只有在外电路是纯电阻的情况下电功才等于电热D．当外电路不是纯电阻时，电功大于电热解析：对于非纯电阻电路，电流做的功转化为电热和其他能量，A 错；当外电路为纯电阻电路时，电流做的功等于电热，B 错；同理 CD 对；故选 CD.►能力提升7．两盏额定功率相同的灯泡 A 和 B，其额定电压 UAUB，则下列说法正确的是(D)A．两灯正常发光时，灯泡的电流 IAIBB．两灯电阻 RARB，由 P＝UI 可知额定电流 IAPB；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知 P∝ ，所以 PA′P B′.1R8．有两盏电灯 L1和 L2，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压 U 相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯 L1的亮度，则(B)A．甲图的电路中灯 L1较亮B．乙图的电路中灯 L1较亮C．两个电路中灯 L1一样亮D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断解析：因为电压 U 相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配．两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为 U ，因此并联后的灯泡较亮，选项 B 正确．9．(多选)如图所示，电阻 R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻 R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是 0. 5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数 I 和电路消耗的电功率应是(BD)A．I＝1.5 A B．I＜1.5 A C．P＝15 W D．P＜15 W解析：电路两端的电压为：U＝I 1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I R2，所以 I2 ＝1 A．电流表的示数 I＝I 1＋I 2＜1.5 A，A 错误、B 正确．电路总2UR2功率为 P＝U(I 1＋I 2)＜15 W，C 错误、D 正确．10．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻 r＝1 Ω，电动机两端电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，重物 A 重 20 N．不计摩擦力，求： 4(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s 内，可以把重物 A 匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？解析：(1)根据焦耳定律，热功率为：PQ＝I 2r＝1 2×1 W＝1 W.(2)电动机的输入功率为：P 入 ＝UI＝5×1 W＝5 W.电动机的输出功率为：P 出 ＝P 入 －P Q＝5 W－1 W＝4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，则：P 出 t＝Gh.解得：h＝ ＝ m＝2 m.P出 tG 4×1020(4)机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝80%.P出P入 4 W5 W答案：(1)1 W (2)5 W 4 W(3)2 m (4)80%