（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流课件（打包11套）新人教版选修3-1.zip

第 10节 实验 ： 测 定 电 池的 电动势 及内阻[研究学考 ·明确要求 ]知识内容实验 ： 测 定 电 池的 电动势 和内阻考 试 要求学考基本要求1.知道伏安法 测 定 电 池 电动势 、内 电 阻的原理和 电路 图 。2．会用伏安法 测 定 电 池的 电动势 和内 电 阻。3．会利用 U－ I图 象求出 电 池的 电动势 和内 电 阻。发展要求1.领 会利用 图 象求 电 池 电动势 、内 电 阻的 优 点。2．了解 测 定 电 池 电动势 和内 电 阻的其他方法。说明不要求分析 测 量 电 池的 电动势 和内 电 阻 实验 的 误 差。[基 础 梳 理 ]1． 实验方案(1)伏安法：由 E＝ U＋ Ir知，只要 测 出 U、 I的 数据，就可以列出两个关于 E、 r的方程，从而解出 E、 r，用到的器材有 、 、 、 、， 电 路 图 如 图 1所示。图 1两 组电 池 开关 滑 动变 阻器 电压 表电 流表(2)安阻法：由 E＝ IR＋ Ir可知，只要能得到 的两 组 数据，列出关于 E、 r的两个方程，就能解出 E、 r，用到的器材有 、 、 、 ， 电 路 图 如 图 2所示。图 2I、 R电 池 开关 电 阻箱 电 流表图 3U、 R电 池开关 电 阻箱 电压 表2．实验步骤(1)电 流表用 0.6 A量程，电压表用 3 V量程，按实验原理图连接好电路。(2)把滑动变阻器滑片移到使其阻值最大的一端。(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据 (I、 U)。用同样的方法测量几组 I、 U值，填入表格。(4)断开开关，整理器材。图 4次数 1 2 3 4 5 6I(A)U(V)3．数据处理(1)公 式法：把测量的几组数据分别代入 E＝ U＋ Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组 E、 r的值，最后对 E、 r分别求平均值作为测量结果。(2)图象法① 以 I为 横坐 标 ， U为纵 坐 标 建立直角坐 标 系，根据几 组I、 U的 测 量数据在坐 标 系中描点；② 用直尺画一条直 线 ，使尽量多的点落在 这 条直 线 上，不在直 线 上的点，能大致均衡地分布在直 线 两 侧 ；图 54．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，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。(2)电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 E会明显下降，内阻 r会明显增大，故长时间放电电流不宜超过 0.3 A，短时间放电电流不宜超过 0.5 A。因此实验中不宜 将 I调得过大，读电表的示数时要快，每次读完后应立即断电。(3)当干 电 池的路端 电压变 化不很明 显时 ，作 图 象 时 ， 纵轴单 位可取得小一些，且 纵轴 起点可不从零开始。图 6(4)为 了提高 测 量的精确度，在 实验 中 I、 U的 变 化范 围 要大一些， 计 算 E、 r时 ， U1和 U2、 I1和 I2的差 值 要大一些。(5)用伏安法 测电动势 E和内 电 阻 r时 ，可以 设计 成两种 电 路。图 7如 图 7所示，在 实验 中我 们选择 甲 图 的原因有：依据 闭 合电 路的欧姆定律 E＝ U＋ Ir，在 实验 中需要 测 路端 电压 U和通 过电 源中的 电 流 I，可以看出，甲 图 中由于 电压 表的分流作用，使 电 流表 测 得的不是真 实 的通 过电 源的 电 流，乙 图中由于 电 流表的分 压 作用， 电压 表 测 得的不是真 实 的路端电压 ， 这 两个 电 路都存在系 统误 差，由于 电 流表的 电 阻和电 源的内阻差不多大，故 电 流表的分 压 作用不能忽略，所以选 用甲 图 。(6)仪 器的 选择① 电 流表量程的 选择 ：量程要大于 电 源允 许 通 过 的最大 电流， 对 于 电 池来 讲 允 许 通 过 的最大 电 流是 0.5 A，故需要 选0～ 0.6 A。② 电压 表量程的 选择 ：量程要大于 电 源 电动势 ， 对 一 节 干电 池来 讲 ，在大于 1.5 V的情况下 电压 表量程越小越好。 ③滑 动变 阻器的 选择 ：滑 动变 阻器的最大 电 阻 为 待 测电 阻的几倍 时较 好，在 该实验 中因 电 源内阻比 较 小，故滑 动变 阻器 选择较 小一点的即可。[典 例 精 析 ]在 “ 用 电 流表和 电压 表 测 定 电 池的 电动势 和内 电 阻 ” 的 实验 中。(1)备 有如下器材A．干 电 池 1节 B．滑 动变 阻器 (0～ 20 Ω) C．滑 动变 阻器 (0～1 kΩ) D． 电压 表 (0～ 3 V) E． 电 流表 (0～ 0.6 A) F． 电 流表(0～ 3 A) G．开关、 导线 若干其中滑 动变 阻器 应选 ________， 电 流表 应选 ________。 (只填器材前的序号 )(2)为 了最大限度的减小 实验误 差， 请 在虚 线 框中画出 该实验 最合理的 电 路 图 。(3)某同学根据 实验 数据画出的 U－ I图 象如 图 8所示，由 图 象可得 电 池的 电动势为 ________ V，内 电 阻 为 ________ Ω。图 8解析 (1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选 B。 (也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器。 )电流表的量程要大于电源允许通过的电流，对于电池来讲允许通过的最大电流一般是 0.5 A，故需要选择 0～ 0.6 A，所以电流表应选 E。(2)电路图如图所示。答案 (1)B E (2)见 解析 (3)1.5 1[即 学 即 练 ]某 实验 小 组 利用如 图 9所示 电 路 测 定一 节电 池的 电动势 和内阻， 备 有下列器材：图 9① 待 测电 池， 电动势约为 1.5 V(小于 1.5 V)② 电 流表，量程 0.6 A③ 电压 表，量程 1.5 V④ 滑 动变 阻器， 0～ 20 Ω⑤ 开关一个， 导线 若干(1)按 电 路 图 将 实 物 (如 图 10甲所示 )连 接起来。(2)小 组 由 实验 数据作出的 U－ I图 象如 图 乙所示，由 图 象可求得 电 池 电动势为 ________V，内阻 为 ________Ω。图 10答案 (1)如 图 所示(2)1.45 2.91.在 测 量 电 源 电动势 和内阻的 实验 中，某同学根据 实验 数据，作出了正确 U－ I图 象，如 图 11所示，其中 图线 斜率绝对值 的物理含 义 是 ( )图 11A．短路 电 流 B． 电 源内阻C． 电 源 电动势 D．全 电 路 电 阻解析 由测量电源电动势和内阻的实验所作出的 U－ I图象，图线斜率的绝对值表示电源的内阻。答案 B2．在 测 定 电 池的 电动势 和内阻的 实验 中，通常有三种 测 定方案，即 “ 伏安法 ” 、 “ 电 流表 —电 阻箱法 ” 、 “ 电压表 —电 阻箱法 ” 。下面所 给 出的四种 电 路中，能完成此实验 的是 ( )答案 C甲 乙 图 12第 1节 电 源和 电 流[研究学考 ·明确要求 ]知 识内容 电 源和 电 流考 试 要求学考 b 选 考 c基本要求1.知道 电 荷的定向移 动 形成 电 流，知道 电 流方向的 规 定。2．知道 电 流的定 义 式，并会用来解决 导线 中的 电 流 问题。发 展要求1.了解 电 源在 电 路中形成 电 流的作用。2．了解恒定 电场 ，知道恒定 电 流的定 义 。3．能区 别导 体中自由 电 子的定向移 动 速率和建立 电场 的速率。4．能根据 电 流的定 义 式 计 算 电 荷运 动 所 产 生的等效 电 流。说 明1.不要求 计 算液体 导电时 的 电 流。2．不要求解决与 导线 内部自由 电 子定向运 动 速率相 联 系的 问题 。[基 础 梳 理 ]1． 电流(1)电 流： 导 体中的自由 电 荷在静 电 力的作用下 移 动 形成 电 流。(2)电 流形成的条件： ① 有自由移 动 的 ； ② 两端有 。定向电 荷 电压2． 电源(1)电 源是不断地把 从正极搬运到 负 极从而 维 持正、 负 极之间 一定 的装置。(2)电 源的作用电 源的作用是移送 电 荷， 维 持 电 源正、 负 极 间 有一定的，从而保持 电 路中有持 续电 流。 电 源 P在内部能把 电子从正极 A搬运到 负 极 B，如 图 1所示。电 子电势 差电势 差图 1[典 例 精 析 ]【 例 1】 关 于 电 源以下 说 法正确的是( )A． 电 源的作用是在 电 源内部把 电 子由 负 极不断地搬运到正极，从而保持两极之 间 有 稳 定的 电势 差B． 电 源的作用就是将其他形式的能 转 化 为电 能C．只要 电 路中有 电 源， 电 路中就一定有 电 流D． 电 源 实质 上也是一个用 电 器，也需要外界提供能量解析 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，外电路中自由电子在静电力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A错误；从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能， B正确；电路中有电流不仅需要电源，还需要自由移动的电荷及闭合电路，故 C错误；电源是为电路提供能量的装置，故 D错误。答案 B解答本题时要把握以下三点：(1)明确电源在电路中的作用；(2)电源工作时能量转化的方向；(3)形成持续电流的条件。[即 学 即 练 ]1． 将 一些 电 学元件用 导线连 接在某 电 源的两端，下列描述正确的是( )A． 电 源的作用是使 电 源的正、 负 极两端保持一定的 电势 差B． 电 源的作用是能 为电 路持 续 地提供自由 电 荷C． 导 体中的 电场 是由 电 源正、 负 极上的 电 荷形成的D． 电 源内部 电 流的方向是从高 电势 一端流向低 电势 一端解析 电源将负电荷从正极搬到负极，维持正、负极间有一定的电势差， A正确， B错误；导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而成的， C错误；电源内部电流的方向是从低电势一端流向高电势一端， D错误。答案 A[基 础 梳 理 ]1．恒定电场(1)恒 定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的 的电场，叫恒定电场。(2)特点：任何位置的电荷分布和 都不随时间变化。电 源、 导线稳 定电场 强 度方向电 荷量单 位电 流 强 弱程度电 荷量安培 A103 106正 电 荷相反[典 例 精 析 ]【 例 2】 下 列 说 法中正确的是( )A． 导 体中 电 荷运 动 就形成了 电 流B．在国 际单 位制中， 电 流的 单 位是 AC． 电 流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端 电势 差不 为 零，就有 电 流存在解析 电荷定向移动才形成电流，仅有电荷运动但不是定向移动则不会形成电流，故选项 A错误；形成电流的条件是导体除了两端有电势差外，还应有可自由移动的电荷，因此必须是导体而非任何物体，故选项 D错误；电流有方向，但它是标量，故选项 C错误。答案 B导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事。导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的。电流是描述电流强弱的物理量，它有方向但是个标量。[即 学 即 练 ]2． 电 路中每分 钟 有 60万 亿 个自由 电 子通 过 横截面 积为0.64×10－ 6 m2的 导线 ，那么 电 路中的 电 流是 (电 子 带电量 为 1.6×10－ 19 C)( )A． 0.016 μA B． 1.6 mAC． 16 μA D． 0.16 μA答案 D答案 D2．将 图 2中的 铜导线 和右 边 的 铝导线连 接起来，已知截面 积 S铝 ＝ 2S铜 。在 铜导线 上取一截面 A，在 铝导线 上取一截面 B，若在 1 s内垂直地通 过 它 们 的 电 子数相等。那么，通 过这 两截面的 电 流的大小关系是 ( )图 2A． IA＝ IBB． IA＝ 2IBC． IB＝ 2IAD．不能确定答案 A3．关于 电 流，以下 说 法正确的是 ( )A．通 过 截面的 电 荷量多少就是 电 流的大小B． 电 流的方向就是 电 荷定向移 动 的方向C．在 导 体中，只要自由 电 荷在运 动 ，就一定会形成 电 流D． 导 体两端没有 电压 就不能形成 电 流解析 根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，知 A项错误；规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知 B项错误；自由电荷定向移动才会形成电流， C项错误；形成电流的条件是导体两端有电压，故 D项正确。答案 D第 2节 电动势[研究学考 ·明确要求 ]知 识内容 电动势考 试 要求学考 b 选 考 c基本要求1.从能量角度理解 电 源的作用。2．知道 电动势 是描述 电 源特性的物理量，知道 电动势的 单 位。3．了解 电 源内阻概念，知道 电动势 和内阻是 电 源的重要参数。发 展要求1.知道 电动势 定 义 式中， E跟 W、 q无关。2．会用 电动势 定 义 式 进 行 简单计 算。[基 础 梳 理 ]1． 非 静 电 力的作用：把正 电 荷从 搬运到 ，同 时在 该过 程中非静 电 力做功，使 电 荷的 增加。2．非静 电 力特例：在 电 池中，非静 电 力是化学作用，它使转 化 为电势 能；在 发电 机中，非静 电 力是 电磁作用，它使 转 化 为电势 能。负 极 正极电势 能化学能机械能3． 电 源是通 过 非静 电 力做功把 转 化为 的装置。4． 电 源的工作原理：在 电 源内部 做功，使其他形式的能 转 化 为电势 能；在 电 源的外部 电 路， 做功，把 电势 能 转 化 为 其他形式的能。其他形式的能电势 能非静 电 力静 电 力[典 例 精 析 ]【 例 1】 以 下 说 法中正确的是 ( )A．在外 电 路中和 电 源内部，正 电 荷都受静 电 力作用，所以能不断定向移 动 形成 电 流B．静 电 力与非静 电 力都可以使 电 荷移 动 ，所以本 质 上都是使 电 荷的 电势 能减少C．在 电 源内部正 电 荷能从 负 极到正极是因 为电 源内部只存在非静 电 力而不存在静 电 力D．静 电 力移 动电 荷做功， 电势 能减少，非静 电 力移 动电 荷做功， 电势 能增加解析 无论电源内部还是外部都存在着电场。在外电路中只有静电力做功，电荷电势能减少，电能转化为其他形式的能。而在电源内部，电荷受静电力和非静电力共同作用，而非静电力移动电荷做功将其他形式的能转化为电能，电荷电势能增加。故 D正确。答案 D非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能再转化为其他形式的能，不能认为静电力只在外电路做功，因为电源有内阻，在内电路上有部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现。[即 学 即 练 ]1． 下 列关于 电 源的 说 法中正确的是 ( )A． 电 源是提供持 续电 流的装置B． 电 源把化学能 转 化 为电 能C．只要物体 带电 就可以作 为电 源D．只要能提供 电 荷，就能作 为电 源解析 电荷的定向移动形成电流，电压使电荷定向移动，电源是提供电压的装置，即电源是提供持续电流的装置；电源是把其它形式的能转化为电能的装置，故 A对，B、 C、 D错。答案 A非静电力 1 C电荷量 q非静电力做功相同 伏特负 正2． 电源的内阻(1)定 义 ： 电 源的内部也是由 导 体 组 成的，所以也有 ， 这 个 电 阻叫做 电 源的内阻。(2)注意： 电 源的内阻在使用 过 程中 变 化 较 大，使用 时间越 长 ，内阻越大。电阻3． 电源的容量(1)定 义 ： 电 源的容量就是 电 源放 电时 能 输 出的 。(2)单 位：通常以安培 时 (A·h)或毫安 时 (mA·h)为单 位。(3)特点：① 电 池的容量与放 电 状 态 有关，同 样 的 电 源，小 电 流、 间断性放 电 要比大 电 流、 连续 放 电 的容量大。 ② 对 同一种 电池来 说 ，体 积 越大， 电 源容量越大。 ③ 电动势 大，表明每移 动 1 C的 电 荷量， 电 源 转 化的能量多，不表明 电 源容量大。总电荷量4． 电势差与电动势的对比理解[典 例 精 析 ]【 例 2】 下 列关于 电 源 电动势 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．同一 电 源接入不同的 电 路， 电动势 就会 发 生 变 化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 越大解析 电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关，所以电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大，故选项 A错误；电源的电动势取决于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关，选项 B、 C错误；电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，电动势越大，移动同样电荷量的电荷，非静电力做功越多，转化成的电能越多， D正确。答案 D[即 学 即 练 ]2． 关 于 电动势 E的 说 法中 错误 的是 ( )A． 电动势 E的大小，与非静 电 力所做的功 W的大小成正比，与移送 电 荷量 q的大小成反比B． 电动势 E是由 电 源本身决定的，跟 电 源的体 积 和外电 路均无关C． 电动势 E是表征 电 源把其他形式的能 转 化 为电 能本领 强 弱的物理量D． 电动势 E的 单 位与 电势 差的 单 位相同，但两者在本质 上不同解析 电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故 B、 C、 D正确， A错误。答案 A1．关于 电动势 ，下列 说 法中正确的是 ( )A．在 电 源内部把正 电 荷从 负 极移到正极，非静 电 力做正功， 电势 能减少B． 对 于 给 定的 电 源，移 动 正 电 荷非静 电 力做功越多， 电动势 就越大C． 电动势 越大， 说 明非静 电 力在 电 源内部把 单 位 电 荷量的正 电 荷从 负 极移送到正极所做的功越多D． 电动势 越大， 说 明非静 电 力在 电 源内部把正 电 荷从负 极移到正极 时 ，移送的 电 荷量越多解析 电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以，非静电力做功，电势能就增加，因此选项 A错误；电源的电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以选项 C正确，选项 B、 D错误。答案 C3． (多选 )随着 MP4播放器的出 现 ，人 们 可以在旅途中 观 看电 影， 让 原本枯燥的旅途 变 得充 满乐 趣。 MP4的充 电电池多 为锂电 池，假 设锂电 池的充 电电 流 为 500 mA， 则以下 说 法正确的是 ( )A． 1 s通 过电 池某一横截面的 电 荷量 为 500 CB． 1 s通 过电 池某一横截面的 电 荷量 为 0.5 CC．充 电过 程把其他形式的能 转 化 为电 能D．充 电过 程把 电 能 转 化 为 其他形式的能解析 由电流的定义式得 q＝ It＝ 0.5 C，故选项 A错误，选项B正确；充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故选项 C错误， D正确。答案 BD第 3节 欧姆定律[研究学考 ·明确要求 ]知识内容欧姆定律考 试 要求学考 c 选 考 c基本要求1.理解欧姆定律，并会用来解决有关 问题 。2．了解 电 阻的作用和定 义 式。3．理解 导 体的 U－ I图 象和 I－ U图 象 (伏安特性曲 线 )。发展要求知道欧姆定律的适用范 围 。阻碍欧姆 欧 Ω103106正比反比答案 D[基 础 梳 理 ]1． 伏 安特性曲 线 ：在 实际应 用中，常用 纵 坐 标 表示 、横坐 标表示 ， 这样 画出的 I－ U图 象叫做 导 体的 曲 线。2． 线 性元件： 对 于金属 导 体，在温度没有 显 著 变 化 时 ， 电 阻几乎是不 变 的 (不随 电 流、 电压 改 变 )，它的伏安特性曲 线 是一条，具有 这 种伏安特性的 电 学元件叫做 元件。3．非 线 性元件： 对 气 态导 体 (如日光灯管、霓虹灯管中的气体 )和， 电 流与 电压 不成正比， 这类电 学元件叫做元件。电 流 I电压 U 伏安特性直 线 线 性半 导 体元件非 线 性[典 例 精 析 ]【 例 2】 某 同学做三种 电 学元件的 导电 性 实验 ，他根据所 测 量的数据分 别绘 制了三种元件的 I－ U图 象，如 图 1所示， 则 下述判断正确的是 ( )图 1A．只有乙 图 正确B．甲、丙 图 的曲 线 肯定是偶然 误 差太大C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定 错误D．甲、乙、丙三个 图 象都可能正确，并不一定有 较 大 误 差解析 由于三种电学元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其 I－ U图象可能是直线，也可能是曲线，故 D正确。答案 D[即 学 即 练 ]2． 某 导 体中的 电 流随其两端的 电压变 化，如 图 2实线 所示， 则下列 说 法中正确的是 ( )图 2A．加 5 V电压时 ， 导 体的 电 阻是 0.2 ΩB．加 12 V电压时 ， 导 体的 电 阻是 8 ΩC．由 图 可知，随着 电压 增大， 导 体的 电 阻不断减小D．由 图 可知，随着 电压 增大， 导 体的 电 阻不 变答案 B1．欧姆定律适用于 ( )A．金属 导 体B．所有 电 器元件C．稀薄气体 导 体D．半 导 体元件解析 欧姆定律是一个实验定律，它是通过金属导体总结出来的，但通过实验表明它也适用于电解液导体，但不适用于气态导体和半导体元件，故选项 A正确， B、 C、 D错误。答案 A2．一只 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 图线 表示。在如 图 所示的四个 图线 中，肯定符合实际 的是 ( )答案 B答案 C4．小灯泡的伏安特性曲 线 如 图 4中的 AB段 (曲 线 )所示，由图 可知，灯 丝 的 电 阻因温度的影响改 变 了 ( )图 4A． 5 Ω B． 10 ΩC． 1 Ω D． 6 Ω答案 B第 4节 串 联电 路和并 联电 路[研究学考 ·明确要求 ]知 识内容 串 联电 路和并 联电 路考 试 要求学考 c 选 考 c基本要求1.知道串 联电 路和并 联电 路中 电 流、 电压 的关系。2．会推 导 串 联电 路和并 联电 路的 总电 阻公式，并会用来 进 行有关 计 算。发 展要求1.理解串、并 联电 路的 电 流关系和 电压 关系。2．了解 简单 的混 联电 路及其 简 化方法。3．知道表 头 在 电 路中相当于一个 电 阻，知道 满 偏 电流、 满 偏 电压 及其关系。4．了解 电压 表和 电 流表的 电 路 结 构，理解将表 头 改装成 电压 表和大量程 电 流表的原理。5．能定性分析 电 流表和 电压 表的内阻 对电 路 测 量的影响。说 明 1.不要求解决无 穷 网 络 等复 杂电 路的 问题 。2． 电 表改装只限于改装成 单 量程 电压 表和 电 流表。[基 础 梳 理 ]1． 串联电路图 1(1)串 联 的定 义如 图 1所示，把几个 导 体依次首尾相 连 ，接入 电 路， 这样 的 连接方式叫 。(2)特点① 电 流：串 联电 路中，各 处 的 ，即I总 ＝ I1＝ I2＝ … ＝ In。② 电压 ：串 联电 路两端的 等于各部分 电 路 ，即U总 ＝ U1＋ U2＋ … ＋ Un。③ 电 阻：串 联电 路的 等于各部分 电 路 ，即 R总 ＝ R1＋ R2＋ … ＋ Rn。④ 电压 分配：串 联 分 压 ，串 联电 路中各 电 阻两端 电压 跟它 们 的阻 值 成正比，即 U1∶U2∶… ∶Un＝ R1∶R2∶… ∶Rn。串 联电 流相等总电压 电压 之和总电 阻 电 阻之和2．并联电路(1)并 联的定义图 2如图 2所示，把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫 。并 联电 流 电 流之和电压 相等总电 阻的倒数 电 阻的倒数之和3． 常用结论(1)串 联电 路的 电 阻① n个相同的 电 阻串 联 ， 总电 阻 为 一个 电 阻的 n倍，即R总 ＝ nR。② 若几个不同的 电 阻串 联 ， 总电 阻大于其中最大的一个电 阻。③ 当一个很大的 电 阻与一个很小的 电 阻串 联时 ， 总电 阻略大于大 电 阻。④ 若某一个 电 阻增大， 则总电 阻也增大。[典 例 精 析 ]【 例 1】 如 图 3所示三个完全相同的 电 阻阻 值 R1＝ R2＝ R3，接在 电 路中 则 它 们 两端的 电压 之比 为 ( )图 3A． 1∶1∶1B． 1∶2∶3C． 1∶4∶4D． 2∶1∶1答案 D电路简化的原则(1)无电流的支路简化时可去掉。(2)两等势点间的电阻可省去或视作短路。(3)理想导线可长可短。(4)节点沿理想导线可任意移动，但不得越过电源、用电器等。(5)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。(6)电路电压稳定时，电容器可认为断路。[即 学 即 练 ]1． 如 图 4所示的 电 路中， R1＝ 2 Ω， R2＝ 3 Ω， R3＝ 4 Ω。图 4(1)电 路的 总电 阻是多少？(2)若流 过电 阻 R1的 电 流 I1＝ 3 A， 则 通 过 R2、 R3的 电 流分 别为 多少？(3)在 满 足 (2)的条件下，干路 电 流 为 多少？[基 础 梳 理 ]1．小量程电流表 G(表头 )的三个参数(1)电 流表的内阻：电流表 G的电阻 Rg叫做电流表的内阻。(2)满偏电流：指针偏转到 时的电流 Ig叫做满偏电流。(3)满偏电压：电流表 G通过 时，加在它两端的电压 Ug叫做满偏电压。由欧姆定律可知， 。最大刻度满 偏 电 流Ug＝ IgRg2． 改装原理(1)电 压 表： 给 表 头 一个 电 阻。(2)电 流表： 给 表 头 一个 电 阻。3． 常用结论(1)表 头 的 满 偏 电压 和 满 偏 电 流一般都很小， 测 量 较 大的 电压时 要串 联 一个 电 阻把它改装成 电压 表； 测 量 较大的 电 流 时则 要并 联 一个 电 阻，把小量程的 电 流表改装成大量程的 电 流表。串 联并 联(2)电压 表、 电 流表的改装分析 见 下表项 目 小量程 电 流表 G改装成大量程 电压 表 V小量程 电 流表 G改装成大量程 电 流表 A电 路 结 构R的作用 分 压 分流[典 例 精 析 ]【 例 2】 有 一 电 流表 G，内阻 Rg＝ 10 Ω， 满 偏 电 流 Ig＝ 3 mA。(1)要把它改装成量程 为 0～ 3 V的 电压 表， 应 串 联 一个多大的 电 阻？改装后 电压 表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程 为 0～ 0.6 A的 电 流表，需要并 联 一个多大的 电 阻？改装后 电 流表的内阻是多大？答案 见 解析关于电表的改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决。(1)先明确小量程电流表 G的两个参数： Ig、 Rg，并算出满偏电压Ug＝ IgRg。(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻① 改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻来分压，它的阻值用它分担的电压 (改装后的电压表量程减去 Ug)除以最大电流 (即 Ig)确定。② 改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，它的阻值用它两端的电压 (即表头的 Ug)除以通过它的电流 (即改装后的电流表量程减去 Ig)确定。[即 学 即 练 ]2． 如 图 5所示甲、乙两个 电 路，都是一个灵敏 电 流 计 G和一个 变阻器 R组 成，它 们 之中一个是 测电压 的 电压 表，另一个是 测电 流的 电 流表，那么以下 结论 中正确的是 ()图 5A．甲表是 电压 表，乙表是 电 流表B． R增大 时 甲表量程增大C． R增大 时 乙表量程增大D．上述 说 法都不 对解析 串联分压、并联分流分别是电压表、电流表的改装原理，故 A错；甲图中， R增大，总电流减小，故 B错；乙图中， R增大，总电压增大，乙表量程增大，故 C对。答案 C1．把表 头 G改装成大量程 电 流表 时 ，下列 说 法正确的是 ( )A．改装原理 为 并 联电 阻能增大通 过 G的 电 流B．改装成 电 流表后，表 头 G本身允 许 通 过 的最大 电 流 变小C．改装后，表 头 G自身的 电 阻减小了D．改装后使用 时 ，表 头 G本身的参量都不改 变 ，整个并联电 路允 许 通 过 的 电 流增大了解析 把表头 G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各参量都不变，故 D正确， A、 B、 C错误。答案 D2．用两只完全相同的 电 流表分 别 改装成一只 电 流表和一只 电压表，将它 们 串 联 起来 连 入 电 路中，如 图 6所示，此 时 ( )图 6A．两只 电 流表的指 针 偏 转 角相同B．两只 电 表的指 针 都不偏 转C． 电 流表指 针 的偏 转 角小于 电压 表指 针 的偏 转 角D． 电 流表指 针 的偏 转 角大于 电压 表指 针 的偏 转 角解析 两只电表还原后的电路图如图所示，由串并联电路的特点知，流经第一个表头的电流小于流经第二个表头的电流。答案 C3．由四个 电 阻 连 接成的 电 路如 图 7所示。 R1＝ 8 Ω， R2＝ 4 Ω， R3＝ 6 Ω， R4＝ 3 Ω。图 7(1)求 a、 d之 间 的 总电 阻；(2)如果把 42 V的 电压 加在 a、 d两端， 则 通 过 每个 电 阻的 电 流是多少？答案 见 解析第 5节 焦耳定律[研究学考 ·明确要求 ][基 础 梳 理 ]1． 电功(1)定 义 ： 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 I、通 电时间 t三者的 。(2)公式： W＝ qU＝ 。(3)单 位：国 际单 位 为 ，符号 为 。常用 单 位 为 (kW ·h)。亦称 为 “ 度 ” ， 1度＝3.6×106 J。电 流 乘 积UIt焦耳 J千瓦 时(4)实质 ： 电 流通 过 一段 电 路所做的功， 实质 是 _________在这 段 电 路中 对电 荷做的功。(5)意 义 ： 电 流做功的 过 程是 电 能 转 化 为 其他形式能的 过 程。 电 功的大小量度着 电 能的 转 化，它 标 志着有多少 电 能转 化 为 其他形式的能。电场 力UIW1 000 W快慢额 定 电压特别提醒 用电器上标注的功率是它们的额定功率，是用电器的额定电压下 (或通过额定电流时 )长时间正常工作的最大功率。用电器在实际工作时的电功率为实际功率，实际功率可能大于、小于或等于额定功率，为保护用电器，实际功率应小于或等于额定功率。[典 例 精 析 ]【 例 1】 如 图 1所示 电 路中， R1＝ R3P1P3P4C． P2P1P4P3 D． P1P2P3P4图 1解析 设 R1、 R2、 R3、 R4的电流分别为 I1、 I2、 I3、 I4，则 I1＝ I2＝ I3＋ I4，故 P1＝ IR1P3＝ IR3，即P2P1P3又因为 U3＝ U4， R3I4，即 P3P4故P2P1P3P4，综上选 项 B正确 。答案 B[即 学 即 练 ]1． (2018·浙江名校协作体模拟 )如 图为 某智能手机 电 池上的信息， 电 池支持 “9V 2A”快充技 术 ， 电 池充 满仅 需 约 1.3小时 ， 轻 度使用状 态 可使用一天。下列 说 法正确的是 ( )A． 9.88 Wh 为该电 池的 电 荷量B． 4.35 V为该电 池的 电动势C． 轻 度使用 时 的平均功率 约 1 WD．根据数据可以 计 算得到 该电 池的容量 约为 2 600 mAh答案 D[基 础 梳 理 ]1． 焦耳定律(1)内 容： 电 流通 过导 体 产 生的 热 量跟 电 流的二次方成，跟 导 体的 电 阻及通 电时间 成 。(2)公式： Q＝ 。(3)单 位：焦耳，符号是 。(4)实质 ： 电 流的 热 效 应实质 上是 电 能通 过 转化 为 。正比 正比I2RtJ电 流做功内能特别提醒 电热是电能转化为内能的量度。只要电路中有电阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式。I2R3． 纯电阻电路和非纯电阻电路(1)纯 电 阻 电 路： 电 流通 过纯电 阻 电 路做功 时 ， 电 能全部 转 化 为导 体的内能。(2)非 纯电 阻 电 路：含有 电动 机或 电 解槽的 电 路称 为 非纯电 阻 电 路。在非 纯电 阻 电 路中， 电 流做的功将 电 能除了 转 化 为 内能外， 还转 化 为 机械能或化学能。(3)两种 电 路的比 较[典 例 精 析 ]【 例 2】 如 图 2所示的 电 路中， 电 源 电压为 60 V，内阻不 计， 电 阻 R＝ 2 Ω， 电动 机的内阻 R0＝ 1.6 Ω， 电压 表的示数为 50 V， 电动 机正常工作，求 电动 机的 输 出功率。图 2答案 210 W【 例 3】 规 格 为 “ 220 V 36 W ” 的排气扇， 线 圈 电 阻 为 40 Ω，求：(1)接上 220 V的 电 源后，排气扇 转 化 为 机械能的功率和 发热 的功率；(2)如果接上 (1)中 电 源后，扇叶被卡住，不能 转动 ，求 电动 机消耗的功率和 发热 的功率。答案 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W[即 学 即 练 ]2.电 阻 R和 电动 机 M串 联 接到 电 路中，如 图 3所示，已知 电阻 R跟 电动 机 线 圈的 电 阻 值 相等，开关接通后， 电动 机正常工作。 设电 阻 R和 电动 M两端的 电压 分 别为 U1和 U2， 经过时间 t， 电 流通 过 R做功 为 W1，产 生的 热 量 为 Q1， 电 流通 过电动 机做功 为 W2， 产 生的热 量 为 Q2， 则 有 ( )图 3A． U1Q2 D． W1IR＝ U1， B错误；电流做的功 W1＝ U1It， W2＝ U2It故 W1W2， C错误。产生的热量 Q＝ I2Rt可得 Q1＝ Q2， A正确， D错误。答案 A1． 额 定 电压 、 额 定功率均相同的 电风 扇、 电 烙 铁 和日光灯，各自在 额 定 电压 下正常工作了相同的 时间 。比 较 它 们产 生的 热 量， 结 果是 ( )A． 电风 扇最多 B． 电 烙 铁 最多C．日光灯最多 D．一 样 多解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故选项 B正确。答案 B2． (2018·嘉兴模拟 )太阳能路灯是采用晶体硅太阳能 电 池供电 ，用于代替 传统 公用 电 力照明的路灯，白天太阳能 电池 对 蓄 电 池充 电 ，晚上蓄 电 池的 电 能供 给 路灯照明。某一太阳能路灯供 电 系 统对 一 盏 LED灯供 电 ，太阳能 电 池的光 电转换 效率 为 15% 左右， 电 池板面 积为 1 m 2。采用24 V蓄 电 池 (总 容量 为 300 Ah)， LED路灯 规 格 为 “ 40 W， 24 V” 。下列 说 法正确的是 ( )A．一 盏 LED灯正常工作 时 ， 电 流 约为 0.6 AB．一 盏 LED灯每天晚上正常工作，消耗的 电 能 约为 0.96 kWhC．若太阳光 单 位面 积 的 辐 射功率 为 1.0× 103 W ，太阳能 电 池 获得 电 能的功率 约为 150 WD．完全充 满电 的 该 蓄 电 池 对 一 盏 LED灯供 电 最多能供 48 h答案 C