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文檔簡介

1、恒定電流第一節(jié) 部分電路 電功和電功率 考點解析考點40:電流電阻和電阻定律歐姆定律(能力級別:)電流電流的定義式:,適用于任何電荷的定向移動形成的電流。說明:(1)對于金屬導(dǎo)體有I=nqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù),S為導(dǎo)線的橫截面積,v為自由電子的定向移動速率,約10 -5m/s,遠小于電子熱運動的平均速率105m/s,更小于電場的傳播速率3108m/s),這個公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬不要到處套用。(2)在電解液導(dǎo)電時,是正負離子向相反方向定向移動形成電流,在用公式Iq/t計算電流強 度時應(yīng)引起注意。L4L質(zhì)子源v1 v2【例題】來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800

2、kV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=1.6010-19C。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=_。(全國高考)解析按定義, 由于各處電流相同,設(shè)這段長度為l,其中的質(zhì)子數(shù)為n個,則由。而變式練習(xí):1在示波管中電子槍兩秒內(nèi)發(fā)射了61013個電子,則示波管中電流強度的大小為:( )10-6AB.310-13A10-6AD.310-6A2氫原子中的電子e繞原子核轉(zhuǎn)動的軌道半徑為r,轉(zhuǎn)動的周期為T,把其等效成環(huán)

3、形電流其值為_。3有一段橫截面積為S=1mm2的金屬導(dǎo)線,上面通有1安的電流,導(dǎo)線中單位體積內(nèi)所具有的自由電子數(shù)n=8.51028/m3。求導(dǎo)線中自由電子的運動速度。2電阻和電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。說明:是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì),不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì))。單位是m。純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。【例題】用某種金屬制成粗細均勻的導(dǎo)線,通以一定大小的恒定電流,過一段時間后,導(dǎo)線升高的溫度( )A、跟導(dǎo)線的長度成正比 B、跟導(dǎo)線的長度成反比C、跟導(dǎo)線的橫截面積成正比 D、跟導(dǎo)線的橫截面積平方成反比解析利用電流通過電阻產(chǎn)

4、生的電熱使導(dǎo)線的溫度升高,由能量守恒建立關(guān)系式求解。金屬導(dǎo)線的電阻為,通電后產(chǎn)生的電熱為Q=I2Rt=,設(shè)金屬導(dǎo)體升高的溫度T,由熱學(xué)知識可知導(dǎo)體吸熱為Q=cmT=cLST,電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)線吸收,即= cLST,解得T=,正確答案為D變式練習(xí):4.在截面積為S的粗細均勻銅導(dǎo)體中流過恒定電流I,銅的電阻率為,電子電量為e,則電子在銅導(dǎo)體中運行時受到的電場作用力為:( )A.OB.Ie/SC.IS/eD.Ie/S部分電路的歐姆定律導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比。公式為:(適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電)。 說明:(1)電阻的伏安特性曲線:注意I-U曲線和U-

5、I曲線的區(qū)別。還要注意:當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時,電阻的伏安特性曲線不再是過原點的直線。(2)公式R是電阻的定義式,而R=是電阻的決定式R與U成正比或R與I成反比的說法是錯誤的,導(dǎo)體的電阻大小由長度、截面積及材料決定,一旦導(dǎo)體給定,即使它兩端的電壓U0,它的電阻仍然照舊存在?!纠}】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:A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U 解析燈絲在通電后一定會發(fā)熱,當(dāng)溫度達到一定值時才會發(fā)出可見光,這時溫度能達到很高,因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高,電流增大,燈絲的電功率將會增大,溫度升高

6、,電阻率也將隨之增大,電阻增大,。U越大I-U曲線上對應(yīng)點于原點連線的斜率必然越小,選A。特別提示:要注意金屬電阻率隨溫度的變化關(guān)系。變式練習(xí):5下圖所列的4個圖象中,最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U 2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個圖象 PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.6如右圖所示為兩條電阻絲的UI圖線,甲、乙圖線分別與橫坐標軸夾角為、當(dāng)兩條電阻絲加以相同的電壓時,其功率之比P甲P乙A.tgtg B.tgtgC.tg2tg2D.tg2tg27如下圖所示,變阻器的總電阻是10,連線電阻不計,則當(dāng)它的滑動片向右移動時,在 A、B間能獲得

7、的最小電阻值為 ,最大電阻為 。考點41:電阻率與溫度的關(guān)系(能力級別:)1金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(可以理解為溫度升高時金屬原子熱運動加劇,對自由電子的定向移動的阻礙增大。)鉑較明顯,可用于做溫度計;錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變,可用于做標準電阻。2半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小(可以理解為半導(dǎo)體靠自由電子和空穴導(dǎo)電,溫度升高時半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大,導(dǎo)電能力提高)?!纠}】金屬鈉的電阻值對溫度的高低非常“敏感”,下圖中UI圖中可能表示金屬鈉電阻的u I圖線是:( )ABCD解析由于鈉隨溫度的升高電阻率變大,因而電阻變大,所以應(yīng)選B變式練習(xí):8.一個標有“220V,

8、60V”的白熾燈泡,加上的電壓由零逐漸增大到220V。在此過程中,電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示,圖中的圖線肯定不符合實際的是考點42:半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用(能力級別:)有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0 K時,電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國科學(xué)家在1989年把TC提高到130K?,F(xiàn)在科學(xué)家們正努力做到室溫超導(dǎo)??键c43:電阻的串、并聯(lián)串聯(lián)電路的分壓作用并聯(lián)電路的分流作用(能力級別:)1.電阻的串聯(lián)如果電路中由兩個或者更多個電阻一個接一個的順序相聯(lián),并且這些電阻中通過同一個電流,則這樣的連接就稱為

9、電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路特點電流強度:電壓:電阻:電壓分配:各電阻上電壓的大小與電阻值成正比 . . . .【例題】如圖電路中,已知I3A,I12A,R110,R230,R35,則通過電流表的電流強度為_A,方向_。解析根據(jù)電路的串并聯(lián)關(guān)系以及節(jié)點電流間的關(guān)系可得,流過電流表的電流為3A,方向為向右。變式練習(xí):9.有四盞燈,按法如右圖所示,L1和L2都標有“220V、100W”字樣,L3和L4都標有“220V、40W”字樣,把電路接通后最暗的燈是:( ) AL BL CL DL10.儀器中常用兩個組值不同的可變電阻(電位器)來調(diào)節(jié)電路中的電流,一個作粗調(diào),一個作細調(diào)(改變電流?。┻@兩個變阻器可按圖

10、中甲串聯(lián)起來或乙并聯(lián)起來,再串人電路R阻值較大,R2阻值較小則( ) A甲圖中是作粗調(diào)用 B乙圖中R2是作粗調(diào)用 C甲圖中R1是作細調(diào)用 D乙圖中R2是作細調(diào)用【例題】如右圖所示,電源電動勢為E內(nèi)阻不計,其中R1R,R2R32R,R46R,則電勢( )A.UA=E/3,UB=E/4B.UA=2E/3,UB=3E/4C.UA=-2E/3,UB=-3E/4D.UA=-E/3,UB=-E/4解析由于電源正極接地,因而此電路的最高電勢為0,由電阻的串并聯(lián)關(guān)系,及節(jié)點電壓計算方法可得正確答案應(yīng)為D。變式練習(xí):11.樓梯的照明燈L,可用樓上、樓下兩個電鍵S1、S2控制,撥動S1、S2中的任何一個都能使燈L

11、點亮或熄滅滿足上述要求的電路是下列圖中四個電路中的哪一個?( )12.如圖所示,當(dāng)電路的a、b兩端加上100V電壓時,c、d兩端的開路電壓為80V,則電阻R的阻值為 ;如果將100V的電壓加在c、d兩端,則a、b兩端的開路電壓為 V2.電阻的并聯(lián)如果電路中有兩個或更多個電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間,則這樣的聯(lián)接法就稱為電阻的并聯(lián)。在各個并聯(lián)支路(電阻)上受到同一電壓。并聯(lián)電路特點電流強度:電壓:電阻:電流分配:流過各電阻的電流與阻值成反比rRa bSRxUorE【例題】左圖甲為分壓器接法電路圖,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計,變阻器總電阻為r。閉合電鍵S后,負載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩

12、點間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于右圖中的哪條實線 A. B. C. D.解析當(dāng)Rx增大時,左半部分總電阻增大,右半部分電阻減小,所以R兩端的電壓U應(yīng)增大,排除;如果沒有并聯(lián)R,電壓均勻增大,圖線將是;實際上并聯(lián)了R,對應(yīng)于同一個Rx值,左半部分分得的電壓將比原來小了,所以正確,選C。變式練習(xí):13.下列說法正確的是( ) A電阻A和無窮大電阻B并聯(lián),電阻不變 B電阻A和無電阻導(dǎo)線B并聯(lián),總電阻為零 C并聯(lián)電路任一支路的電阻都大于此電路的總電阻D并聯(lián)電路中某一支路的電阻減小,則總電阻減小14.如圖所示,是將滑動變阻器做分壓器使用的電路,A、B為分壓器的輸出端,若把滑動變阻器的滑動片放在變阻器的

13、中央,下列判斷哪些是正確的( ) A空載時輸出電壓為UABUCD/2 B當(dāng)接上負載R時,輸出電壓UABUCD/ 2 C負載R越大,UAB就越接近UCD/2 D負載R越小,UAB就越接近UCD/2【例題】如圖電路中:若、是電壓表,則讀數(shù)分別為_V和_V;如果、是電流表,則讀數(shù)分別為_A和_A。解析若、是電壓表則由于電壓表內(nèi)阻很大,、所在電路可認為是短路,因而此時兩電表讀數(shù)都為2.5V;如果、是電流表則由于電流表內(nèi)阻很小,、所在電路可認為是導(dǎo)線短接,因而此時電表讀數(shù)都為2.5A特別提示:1.應(yīng)用歐姆定律須注意對應(yīng)性。選定研究對象電阻R后,I必須是通過這只電阻R的電流,U必須是這只電阻R兩端的電壓。

14、該公式只能直接用于純電阻電路,不能直接用于含有電動機、電解槽等用電器的電路。2.公式選取的靈活性。計算電流,除了用外,還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系:I=I1+I2計算電壓,除了用U=IR外,還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系:U=U1+U23.對復(fù)雜電路分析,一般情況下用等勢點法比較方便簡潔。凡用導(dǎo)線直接連接的各點的電勢必相等(包括用不計電阻的電流表連接的點)。在外電路,沿著電流方向電勢降低。凡接在同樣兩個等勢點上的電器為并聯(lián)關(guān)系。不加聲明的情況下,不考慮電表對電路的影響。變式練習(xí):15.如圖所示電路中,R1 = 1,R2= 2,R3 = 3,A、B間的電壓U 5V,當(dāng) S斷開時,C

15、、D兩端的電壓為 V,當(dāng)S閉合時,C、D兩端的電壓為 V。16.如圖所示,滑動變阻器R1的最大阻值是200,R2 = 300,A、B兩端電壓UAB = 8V,當(dāng)電鍵S斷開時,移動滑動片P,R2兩端可獲得電壓值的范圍為 V當(dāng)S閉合時,移動滑動片 P,R2兩端可獲得電壓值的范圍為 V17.如圖所示,3只電壓表完全相同,它們的接線柱的正負如圖,已知V1表的示數(shù)為2V, V3表的示數(shù)為 1V,則V2表的示數(shù)為多大?考點44:電功,電功率串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配(能力級別:)1電功、電功率電功就是電場力做的功,因此是W=qU=UIt.這是計算電功普遍適用的公式。單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,,這是計算電

16、功率普遍適用的公式。電功和電熱的區(qū)別:(1)純電阻用電器:電流通過用電器以發(fā)熱為目的,例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、 白熾燈泡等。(2)非純電阻用電器:電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的,發(fā)熱不是目 的,而是不可避免的熱能損失,例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等。在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱,即 是通用的,沒有區(qū)別,同理也無區(qū)別;在非純電阻電路中,電路消耗的電能,即W=UIt分為兩部分,一大部分轉(zhuǎn)化為其它形式的能;另一小部分不 可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt,這里W=UIt不再等于Q=I2Rt,應(yīng)該是W=E其它+Q,電功就只能用W=UIt計算,電熱

17、就只能用Q=I2Rt計算。 【例題】微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定,把它接入02V電壓的電路時,電動機不轉(zhuǎn),測得流過電動機的電流強度是04A,若把它接入2V電壓的電路中,電動機正常工作,工作電流是1A。求: (1)電動機正常工作時的輸出功率。(2)如在正常工作時,轉(zhuǎn)子突然被卡住,此時電動機的發(fā)熱功率多大?解析(1)、電動機的輸出功率就是電動機的機械功率,它等于電動機的總功率減去電動機內(nèi)阻消耗的熱功率。當(dāng)電機不轉(zhuǎn)時,它可以看成純電阻電路,由題意可知電機內(nèi)阻r=U1/I1=0.2/0.4=0.5,故當(dāng)電機正常工作時,其內(nèi)阻上消耗的熱功率為Pr=I22r=120.5=0.5W,電機的總功率P=U2I

18、2=2W,所以電機輸出的功率為P出=P-Pr=1.5W。(2)、當(dāng)正常工作的電機轉(zhuǎn)子被卡住后,加在電機兩端的電壓仍是2V,但流過電機的電流不再是1A,這時,電動機內(nèi)阻的熱功率P熱=U22/r=8W特別提示:在解決非純電阻電路時,一定要區(qū)別好電熱好電功。同時要注意非純電阻用電器是否正常工作,在未正常工作時,電功和電熱相等。如電動機在低壓未轉(zhuǎn)動時,消耗的電功就等于內(nèi)阻消耗的電熱。變式練習(xí):18.如右圖是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖電動機內(nèi)阻為0.6,R10,直流電壓U160V,伏特表示數(shù)為110V,則通過電動機的電流強度為 A ,輸入電動機的電功率為 W,電動機工作1h,所產(chǎn)生的熱量為

19、J. 2串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配串聯(lián)電路:并聯(lián)電路: 【例題】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?解析A、C兩圖中燈泡不能正常發(fā)光。B、D中兩燈泡都能正常發(fā)光,它們的特點是左右兩部分的電流、電壓都相同,因此消耗的電功率一定相等。可以直接看出:B圖總功率為200W,D圖總功率為320W,所以選B。變式練習(xí):19.下圖是4種亮度可調(diào)的臺燈的電路示意圖,它們所用的白熾燈泡相同,且都是“220,40”,當(dāng)燈泡所消耗的電功率都調(diào)到

20、20W時,哪種臺燈消耗的功率最小( )R1R2R3【例題】已知如圖,R1=6,R2=3,R3=4,則接入電路后這三只電阻的實際功率之比為_。解析本題解法很多,注意靈活、巧妙。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡單:電流之比是I1I2I3=123;還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2,因此電壓之比是U1U2U3=112;在此基礎(chǔ)上利用P=UI,得P1P2P3=126變式練習(xí):20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=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

21、電源上。求:當(dāng)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(dāng)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?21如圖所示(1)若電阻R1、R2、R3消耗的電功率相等,則R1R2R3 ; (2)若電阻R1R2R3,則它們在同樣的時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量之比Q1Q2Q3 。能力過關(guān)檢測題R1SR2AU1.如圖所示電路,電壓保持不變,當(dāng)電鍵S斷開時,電流表A的示數(shù)為0.6A,當(dāng)電鍵S閉合時,電流表的示數(shù)為0.9A,則兩電阻阻值之比R1:R2為( )A、1:2 B、2:1C、2:3 D、3:21U2I2.如圖所示,圖線1(與U成60度角)表示的導(dǎo)體電阻為R1,圖線2(

22、與U成30度角)表示的導(dǎo)體的電阻為R2,則下列說法正確的是( )R1:R2 =1:3R1:R2 =3:1將R1與R2串聯(lián)后接于電源上, 則電流比I1:I2=1:3將R1與R2并聯(lián)后接于電源上, 則電流比I1:I2=1:33電阻1 、2 并聯(lián)在電路中,R 和R電流和兩端電壓關(guān)系如圖所示,設(shè)兩電阻消耗的功率分別為1 、2 ,則: 12 、1 12 、1 2 、1 2 、14.電飯鍋工作時有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài),另一種是鍋內(nèi)水燒干后保溫狀態(tài),如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖,S是用感溫材料制造的開關(guān)。下列說法中正確的是A其中R2是供加熱用的電阻絲B當(dāng)開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷

23、開時為保溫狀態(tài)C要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)的一半,R1/R2應(yīng)為21D要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)的一半,R1/R2應(yīng)為(-1)1。5.把兩根同種材料的電阻絲分別連在兩個電路中,甲電阻絲長為L,直徑為d,乙電阻絲長為2,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩電阻絲上的電壓比應(yīng)滿足: 甲乙= 甲乙=2 甲乙= 甲乙=26.一根電阻絲,通過2C的電量所消耗的電能是8J,若在相同的時間內(nèi)通過4C電量,電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是 =4V,=16J =8V,=16J =4V,=32J =8V,=32J。abcdACBD7如圖所示,厚薄均勻的金屬片邊長ab=10cm,bc

24、=5cm,當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時,電流為1A,若將C與D接入同樣電壓的電路中,電流為A、4 AB、2 AC、0.5 AD、0.25 A8已知電阻12 ,下列關(guān)于它們消耗的電功率的說法中正確的是 由=2/可知,2 消耗的功率大 由=可知,1 消耗的功率大 由=可知,消耗的功率與電阻值無關(guān) 串聯(lián)時,12 ,并聯(lián)時,12 9有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流強度為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子,電子的電量為q,此時電子的定向移動速度為v,在t時間內(nèi),通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為 nvst nvt Itq Itsq10在總電壓不變的條件下,黃昏時電燈比深夜暗,是因為黃昏

25、時線路中總電阻變大,電流變小總電流一定,支路增多分去了電流干線電流過大,線路損失電壓增大總電阻變小,每支路電流增大。11一燈的額定功率為P,額定電壓為U,若將燈接在電動勢等于U的電源上,這時燈的實際功率為064P?,F(xiàn)將四個與它相同的燈并聯(lián)在該電源上,則每個燈的實際功率為 A064P B032P C025P D016P12理發(fā)用的電吹風(fēng)機中有電動機和電熱絲,電動機帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)動,電熱絲給空氣加熱,得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干,設(shè)電動機的線圈電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián),接到直流電源上,電吹風(fēng)機兩端電壓為U,電流為I,消耗的電功率為P,則有:A、UIP B、P=I2(R1+R2) C、UI=P D、P

26、I2(R1+R2)13某一用直流電機提升貨物的裝置,重物的質(zhì)量為m=50kg,電源電動勢為E=100V,不計電源內(nèi)阻及各處的摩擦,當(dāng)電機以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時,電路中的電流強度I=5A,由此可知電機線圈的電阻R= 14圖中AB和CD是長度均為2km,每千米電阻為1的兩輸電線,今發(fā)現(xiàn)在距離和C等距離的兩點E和F間發(fā)生漏電,相當(dāng)在兩點間接了一個電阻,現(xiàn)用電動勢為90V內(nèi)阻不計的電源接在AC間時,測得BD間電壓為72V,把此電源接在BD間時,測得AC間電壓為45V,由此可知與E相距多遠?15用電學(xué)方法測定風(fēng)力(風(fēng)對物體作用力的大小)的儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。質(zhì)量為m的小球P系

27、在一細長的輕金屬絲下,懸掛在O點,圖中CB是水平放置的光滑電阻絲。已知風(fēng)力方向水平向左,OC的距離為h,CB的長度為L。實際觀測中可以看到無風(fēng)時,P沿豎直方向處于靜止狀態(tài);有風(fēng)時,在風(fēng)力作用下,小球P會擺起一定的角度,而且風(fēng)速越大,角亦越大。小球在擺起的過程中,電阻絲CB與金屬絲始終保持良好的接觸,其接觸點D處的摩擦以及細金屬絲的電阻可以忽略不計。(1)設(shè)小球平衡時,CD的長度為x,則風(fēng)對球的作用力的大小為_。(2)取若干導(dǎo)線將一只電動勢為、內(nèi)阻不計的電源、一只電鍵、一只保護電阻和一只電流表連入基本結(jié)構(gòu)之中(在基本結(jié)構(gòu)中,O、B、C為接線柱),便可用來測量風(fēng)力的大小。請你將圖2中的實驗器材用導(dǎo)

28、線連接起來,使其能夠用來測量風(fēng)力的大小。圖1 圖2(3)若用電壓表取代上述測量裝置中的電流表,將電路連成如圖3所示的電路亦可用來測量風(fēng)力。為了能直接從表盤上讀出風(fēng)力的大小,需要對電壓表的表盤上的刻度重新標度。若在測量風(fēng)力時,電壓表的示數(shù)沒有超過其滿偏電壓值Ug,請在圖4所示的方框內(nèi)填入用m、L、h、Ug表示的風(fēng)力值。(表盤上刻度線下的標度值為原電壓表的標度值)第二節(jié) 閉合電路 電阻的測量 考點解析考點45:電源的電動勢和內(nèi)電阻閉合電路的歐姆定律路端電壓(能力級別:)1電源的電動勢和內(nèi)電阻,路端電壓電源的作用:從電流形成的條件講,電源能維持導(dǎo)體兩端的電壓;從能的轉(zhuǎn)化上講,電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)化

29、為電能的裝置電動勢:從向電路提供電壓的角度,電源的電動勢等于外電路斷路時電源兩極間的電壓,從能量轉(zhuǎn)化的觀點講,電動勢等于在電源內(nèi)部使1C電量的電荷所獲得的電能電動勢等于內(nèi)電路與外電路的電壓之和,即E = UU/(U表示閉合電路外電路上的電壓降,U/表示內(nèi)壓降)路端電壓:電源接入電路時電源兩極間的電壓,即外電路兩端的總電壓用U表示則路端電壓的數(shù)學(xué)表達式為U從上式可看出,當(dāng)外電阻R增大時,rR減小,U增大當(dāng)R時,rR0,U = E當(dāng)外電阻R減小時,rR增大, U減小當(dāng) R 0時, rR,U = 0【例題】如圖所示電路,已知電源電動勢E=6.3V,內(nèi)電阻r=0.5,固定電阻R1=2,R2=3,R3是

30、阻值為5的滑動變阻器。按下電鍵K,調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸點,求通過電源的電流范圍。解析【錯解】將滑動觸頭滑至左端,R3與R1串聯(lián)再與R2并聯(lián),外電阻再將滑動觸頭滑至右端R3與R2串聯(lián)再與R1并聯(lián),外電阻【錯解原因】由于平時實驗,常常用滑動變阻器作限流用(滑動變阻器與用電器串聯(lián))當(dāng)滑動頭移到兩頭時,通過用電器的電流將最大或最小。以至給人以一種思維定勢:不分具體電路,只要電路中有滑動變阻器,滑動頭在它的兩頭,通過的電流是最大或最小?!痉治鼋獯稹繉⒃瓐D化簡成下圖。外電路的結(jié)構(gòu)是R與R2串聯(lián)、(R3-R)與R1串聯(lián),然后這兩串電阻并聯(lián)。要使通過電路中電流最大,外電阻應(yīng)當(dāng)最小,要使通過電源的電流最小,外電阻

31、應(yīng)當(dāng)最大。設(shè)R3中與R2串聯(lián)的那部分電阻為R,外電阻R為因為,兩數(shù)和為定值,兩數(shù)相等時其積最大,兩數(shù)差值越大其積越小。當(dāng)R2+R=R1+R3-R 時,R最大,解得因為R1=2R2=3,所以當(dāng)變阻器滑動到靠近R1端點時兩部分電阻差值最大。此時刻外電阻R最小。通過電源的電流范圍是2.1A到3A。特別提示:不同的電路結(jié)構(gòu)對應(yīng)著不同的能量分配狀態(tài)。電路分析的重要性有如力學(xué)中的受力分析。畫出不同狀態(tài)下的電路圖,運用電阻串并聯(lián)的規(guī)律求出總電阻的阻值或阻值變化表達式是解電路的首要工作。變式練習(xí):1.單位電量的電荷在電場力作用下沿閉合電路移動一周,所釋放的電能決定于( ) A電源電動勢的大小 外電流強度的大小

32、C路端電壓的大小 內(nèi)外電阻之和2.如圖所示,當(dāng)滑線變阻器的滑動觸頭向上端移動時( ) A電壓表V的示數(shù)增大,電流表A的示數(shù)減小 B電流表 A和電壓表 V的示數(shù)都增大 C電流表A和電壓表V的示數(shù)都減小 D電壓表V的示數(shù)減小,電流表A的示數(shù)增大【例題】在如圖所示電路中,R1=390,R2=230,電源內(nèi)電阻r=50,當(dāng)K合在1時,電壓表的讀數(shù)為80V;當(dāng)K合在2時,電壓表的讀數(shù)為U1=72V,電流表的讀數(shù)為I1=0.18A,求:(1)電源的電動勢(2)當(dāng)K合在3時,兩電表的讀數(shù)。解析【錯解】(1)因為外電路開路時,電源的路端電壓等于電源的電動勢,所以E=U斷=80V;【錯解原因】上述解答有一個錯誤

33、的“替代假設(shè)”:電路中的電流表、電壓表都是理想的電表。事實上,問題并非如此簡單。如果進一步分析K合在2時的情況就會發(fā)現(xiàn)矛盾:I1R1=0.18390=70.2(V)80V,這就表明,電路中的電流表和電壓表并非理想的電表。【分析解答】(1)由題意無法判斷電壓表、電流表是理想電表。設(shè)RA、Rv分別為電壓表、電流表的內(nèi)阻,R為電流表與電阻器R1串聯(lián)后的電阻,R為電流表與電阻器R2串聯(lián)的電阻。則K合在2時:由上述兩式解得:R1=400 E=90V特別提示:本題告訴我們,有些題目的已知條件隱藏得很深。僅從文字的表面是看不出來的。只好通過試算的方法判斷。判斷無誤再繼續(xù)進行解題。變式練習(xí):3.如圖所示,A燈

34、與B燈電阻相同,當(dāng)變阻器滑動片向下滑動時,兩燈亮度的變化情況是() AA燈變亮,B燈變亮 BA燈變暗,B燈變亮CA燈變暗,B燈變暗 DA燈變亮,B燈變暗4.如圖所示,電阻R = R2 R3 = 1.0 ,當(dāng)電鍵S閉合時電壓表上讀數(shù)為1.0V,當(dāng)電鍵S斷開時電壓表的讀數(shù)為0.8V,則電源的電動勢E = V;電源的內(nèi)電阻r = 。【例題】把一個“10V、2.0W”的用電器A(純電阻)接到某一電動勢和內(nèi)阻都不變的電源上,用電器實際消耗的功率為2.0W;換上另一個“10V、5.0W”的用電器B(純電阻)接到這一電源上,用電器B實際消耗的功率有沒有可能反而小于2.0W?你如果認為不可能,試說明理由如果認

35、為有可能,試求出用電器B實際消耗的功率小于2.0W的條件(設(shè)電阻不隨溫度變化)解析【錯解】將“ 10V 2.0W”的用電器與電源連接,用電器正常工作說明用電器兩端電壓為10V,現(xiàn)將“ 10V 5.0W”的用電器B與電源連接,用電器兩端電壓是10V,B也能正常工作,實際功率是5.0W,所以用電器的實際功率不會小于2.0W?!惧e解原因】把路端電壓與電源電動勢混為一談,認為路端電壓是恒定的,不隨外電路改變而改變。【分析解答】越大,U也越大,所以與不同,U不是恒定的。以當(dāng)B連入時,用電器兩端的電壓將小于10V,它消耗的實際功率將小述條件時,B的實際功率小于2.0W。特別提示:根據(jù)電源最大輸出功率的條件

36、做出輸出功率與外電阻圖(PR圖如圖所示)做定性分析,也可以得到同樣的結(jié)果。由題意可知RA接入電路時,若電源的輸出功率達到最大輸出功率,則RB接入電路時,電源的輸出功率肯定小于最大輸出功率2W。若電源的輸出功率沒有達到最大輸出功率,RB接入電路時,電源的輸出功率有可能小于RA接入電路時輸出功率2W。變式練習(xí):5.如圖所示,電源的電功率為40W,電阻R1 = 4 ,R2 6,電源內(nèi)阻r = 0.6,電源的輸出功率為37.6W,求:a、b兩點的電壓和電源的電動勢? 2閉合電路的歐姆定律+ + RE rIRV1V2+探針(1)主要物理量。研究閉合電路,主要物理量有E、r、R、I、U,前兩個是常量,后三

37、個是變量。閉合電路歐姆定律的表達形式有:E=U外+U內(nèi) (I、R間關(guān)系)U=E-Ir(U、I間關(guān)系) (U、R間關(guān)系)從式看出:當(dāng)外電路斷開時(I = 0),路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時,讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動勢(有微弱電流)。當(dāng)外電路短路時(R = 0,因而U = 0)電流最大為Im=E/r(一般不允許出現(xiàn)這種情況,會把電源燒壞)。(2)電源的功率和效率。功率:電源的功率(電源的總功率)PE=EI 電源的輸出功率P出=UI 電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I 2r 電源的效率:(最后一個等號只適用于純電阻電路)o RP出Pmr電源的輸出功率,可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示,而

38、當(dāng)內(nèi)外電阻相等時,電源的輸出功率最大,為。E rR2R1【例題】已知如圖,E =6V,r =4,R1=2,R2的變化范圍是010。求:電源的最大輸出功率;R1上消耗的最大功率;R2上消耗的最大功率。解析R2=2時,外電阻等于內(nèi)電阻,電源輸出功率最大為2.25W;R1是定植電阻,電流越大功率越大,所以R2=0時R1上消耗的功率最大為2W;把R1也看成電源的一部分,等效電源的內(nèi)阻為6,所以,當(dāng)R2=6時,R2上消耗的功率最大為1.5W。變式練習(xí):6.如圖電源的電動勢為E,內(nèi)電阻為r,固定電阻R1=r,可變電阻R0的全值電阻為2r,若可變電阻的滑動觸頭P由A點滑到B點,則( ) A電源輸出功率先增大

39、后減小 B可變電阻消耗的功率由小變大再變小 C電源內(nèi)部的電勢降落由小變大 D電源的功率由大變小7.如圖所示,滑動變阻器AB的總電阻與圖中電阻R的阻值相同,電源電動勢為E,內(nèi)阻略去不計,當(dāng)滑動觸頭P從左端A點開始一直滑動到B點為止的過程中,下列說法正確的是( ) A電流表的示數(shù)逐漸增大 B電流表的示數(shù)逐漸減小 C電流表的示數(shù)先增大,后減小到原值 D電流表的示數(shù)先減小,后增大到原值ErR1R2【例題】如圖所示,已知電源內(nèi)阻r=2,定值電阻R1=0.5,求:(1)當(dāng)滑動變阻器的阻值R2為多大時,電阻R1消耗的功率最大?(2)當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時,滑動變阻器消耗的功率最大?(3)當(dāng)滑動變阻器的阻

40、值為多大時,電源輸出功率最大?解析(1)定值電阻R1消耗的電功率可見,變阻器R2=0時,R1消耗的功率最大。(2)將電阻R1等效到電源內(nèi)部,則當(dāng)變阻器阻值時,變阻器消耗功率最大。(3)當(dāng),即時,電源有最大輸出功率。變式練習(xí):8.如圖,滑動變阻器的滑動觸片處在中央時,三只同樣規(guī)格的燈泡中哪一個最亮?當(dāng)滑動觸片從中點向右移動時三盞燈泡消耗的功率將是: PL1, PL2 , PL3(填變大、變小、不變)9.如圖所示的電路,滑動變阻器的總阻值R1 = 12, R2= 12, R3= 2.5,變阻器的滑動觸頭與中心點接觸,當(dāng)開關(guān)S接通時,電壓表示數(shù)為3.0V,這時電源消耗的電功率為9W,求開關(guān)斷開時,變

41、阻器R1上消耗的電功率【例題】如圖所示的電路中已知電源電動勢E=36V,內(nèi)電阻r=2,R1=20,每盞燈額定功率都是2W,額定電壓也相同。當(dāng)K閉合調(diào)到R2=14時,兩燈都正常發(fā)光;當(dāng)K斷開后為使L2仍正常發(fā)光,求R2應(yīng)調(diào)到何值?解析【錯解】設(shè)所求電阻R2,當(dāng)燈L1和L2都正常發(fā)光時,即通過燈的電流達額定電流I?!惧e解原因】分析電路時應(yīng)注意哪些是恒量,哪些是變量。圖示電路中電源電動勢是恒量,燈L1和L2正常發(fā)光時,加在燈兩端電壓和通過每個燈的電流是額定的。錯解中對電鍵K閉合和斷開兩種情況,電路結(jié)構(gòu)差異沒有具體分析,此時隨燈所在支路電流強度不變,兩種情況干路電流強度是不同的,錯誤地將干路電流強度認

42、為不變,導(dǎo)致了錯誤的結(jié)果?!痉治鼋獯稹拷夥ㄒ唬涸O(shè)所求阻值R2,當(dāng)燈L1和L2正常發(fā)光時,加在燈兩端電壓力額定電壓UL。當(dāng)K閉合時,1=UL+I1(R1+r+R2)當(dāng)K斷開時,2=UL+I2(R1+r+R2),又 1=2= I1=2I2=2I,(I為額定電流)得= UL2I(R1rR2) =USLI(R1rR2) -I(R1r2R2-R2)=0 但I0,R1+r2R2=R2即R2=20+2+214=50解法二:設(shè)所求阻值R2,當(dāng)燈L1和L2正常發(fā)光時,加在燈兩端電壓為額定電壓UL,由串聯(lián)電路電壓分析可得:特別提示:電路中的局部電路(開關(guān)的通斷、變阻器的阻值變化等)發(fā)生變化必然會引起干路電流的變化

43、,進而引起局部電流電壓的變化。應(yīng)當(dāng)牢記當(dāng)電路發(fā)生變化后要對電路重新進行分析。變式練習(xí):10.如圖所示,求此電路中可變電阻R0消耗的電功率隨滑動變阻器上滑動觸頭P由上端移到下端的過程中消耗的功率如何變化?流過可變電阻上的電流如何變化?11.如圖所示,R=,R的全值電阻為20,當(dāng)滑動觸頭P滑到R的中點時,R2上獲得的電功率最大,其值等于0.9,若將觸頭P滑至A端,求:電源輸出電功率及電源總功率各多大?考點46:電流、電壓和電阻的測量:電流表、電壓表和多用電表的使用伏安法測電阻(能力級別:)1電流表、電壓表和多用電表的使用(1) 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的小量程的電流表的電阻

44、Rg就是其電阻,一般為幾百到幾千歐這個線圈允許通過的最大電流Ig叫做電流表的滿偏電流,這是因為電流表通過的電流為Ig時它的指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度處Ig一般為幾十微安到幾毫安電流如果超過Ig,不但指針指示不出數(shù)值,電流表還可能燒毀因為IgRg一般很小,不能直接用電流表測量較大的電壓如果被測電壓U大于IgRg,通過電流表的電流將超過Ig而把電流表燒毀如果給電流表串聯(lián)一個分壓電阻,分擔(dān)一部分電壓,就可以用來測量較大的電壓了加了分壓電阻并在刻度盤上標出電壓值,就把電流表改裝成了電壓表(如上圖所示)此時該電壓表所能測量的最大電壓為正像串聯(lián)電阻可以分擔(dān)一部分電壓一樣,并聯(lián)電阻可以分擔(dān)一部分電流并聯(lián)電阻的這種作

45、用叫做分流作用,作這種用途的電阻又叫分流電阻為了使電流表能夠測量幾個安培甚至更大的電流,可以給它并聯(lián)一個分流電阻,分掉一部分電流,這樣在測量大電流時通過電流表的電流也不致超過滿偏電流Ig, 如右圖所示此時該電流表所能測量的最大電流為G+_R0紅黑ErRg(2) 歐姆表:歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的,可直接讀出電阻之值。歐姆表的結(jié)構(gòu)如圖所示。其中G為靈敏電流計,滿偏電流Ig,線圈電阻Rg,電源電動勢E,內(nèi)阻rg,R0為調(diào)零電阻。當(dāng)紅黑表筆短接時,調(diào)節(jié)R0使指針滿偏。當(dāng)紅黑表筆間接電阻Rx時,通過電流表電流,每一個Rx對應(yīng)一個電流I,在刻度盤上標出與I對應(yīng)的Rx的值,這樣即可讀出待測電阻阻值

46、,但由上式看出,I與Rx不成比例,故歐姆表刻度不均勻。運用歐姆表測量電阻需注意以下幾點:選擋接著調(diào)零,換擋重新調(diào)零,被測電阻隔離,中值附近讀數(shù),示數(shù)要乘倍率,手勿接觸表尖,用畢撥至“交高”(交流電壓最高擋)此法只是對電阻的粗測要用多電表測量電流或電壓值時,只要根據(jù)旋鈕指示的量程看表盤相對應(yīng)的刻度弧線,根據(jù)讀數(shù)規(guī)則,直接讀出指針指示的讀數(shù)即可,而歐姆表的刻度指示弧線只有一根,讀出指針指示的讀數(shù)后必須再乘以旋鈕指示的擋次倍率,才是電阻的測量值?!纠}】用一歐姆表去測量某一阻值為300的電阻時,指針指在最大偏角的2/3處,現(xiàn)用同一歐姆表在條件不變時,去測另一電阻RX,指針指在最大偏角的1/3處,則被

47、測電阻RX的阻值多大?解析當(dāng)紅黑表筆短接時,歐姆表的指針應(yīng)指在最大偏角處(刻度0)。設(shè)歐姆表內(nèi)阻為R,滿偏電流為Ig,電源電動勢為E。則 當(dāng)測量300的電阻時: 當(dāng)測量RX時: 由式可得RX=1.2k變式練習(xí):12一量程為0.6安的電流表,其刻度盤如圖所示。今在此電流表的兩端間并聯(lián)一電阻,其阻值等于該電流表內(nèi)阻的1/2,使之成為一新的電流表,則圖示的刻度盤上的每一小格表示_安培。用萬用表測直流電壓測電阻時,若紅表筆插入萬用表的正(+)插孔,則( ) 測電壓時電流從紅表筆流入萬用表;測電阻時電流從紅表筆流出萬用表 測電壓、測電阻時電流均從紅表筆流入萬用表 測電壓、測電阻時電流均從紅表筆流出萬用表

48、 測電壓時電流從紅表筆流出萬用表,測電阻時電流從紅表筆流入萬用表。13用圖示的電路測定未知電阻Rx的值。圖中電源電動勢未知,電源內(nèi)阻與電流表的內(nèi)阻均可忽略不計,R為電阻箱。 (1)若要測得Rx的值,R至少需要取_個不同的數(shù)值。 (2)若電流表每個分度表示的電流值未知,但指針偏轉(zhuǎn)角 度與通過的電流成正比,則在用此電路測Rx時,R至少需取_個不同的數(shù)值。 (3)若電源內(nèi)阻不可忽略,能否應(yīng)用此電路測量Rx?答:_。 2伏安法測電阻伏安法測電阻的原理是部分電路歐姆定律(R=U/I)。測量電路可有電流表外接或內(nèi)接兩種接法,如圖甲、乙兩種接法都有誤差,測量值與真實值的關(guān)系為:ARxV甲AVRx乙如甲圖所示

49、,由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示R兩端電壓,電流表的讀數(shù)I表示通過R與RV并聯(lián)電路的總電流,所以使用該電流所測電阻R測也比真實值R略小些,相對誤差a如乙圖所示,由于該電路中,電壓表的讀數(shù)U表示被測電阻R與電流表A串聯(lián)后的總電壓,電流表的讀數(shù)I表示通過本身和R的電流,所以使用該電路所測電阻R測RRA,比真實值R大了RA,相對誤差a據(jù)以上分析可得:若:此時被測電阻為小電阻,一般選用甲圖所示的電流表的外接法若:此時被測電阻為大電阻,一般選用乙圖所示的電流表的內(nèi)接法因而在運用伏安法測電阻時,可由題目條件首先計算臨界電阻,比較與被測電阻的大約值的大小關(guān)系,然后據(jù)以上原則確定電路的連接方式。AVabc當(dāng)被

50、測電阻的阻值不能估計時可采用試接的辦法,如圖所示,讓電壓表一端接在電路上的a點,另一端先后接到b點、c點,注意觀察兩個電表的示數(shù)。若安培表示數(shù)有顯著變化,則待測電阻跟電壓表的內(nèi)阻可比擬,電壓表應(yīng)接在a c兩點。若電壓表的示數(shù)有顯著變化,則待測電阻跟安培表的內(nèi)阻可比擬,電壓表應(yīng)接在a b兩點。 【例題】有一未知電阻RX,為了較準確的測出電阻值,先后用如圖所示的甲乙兩種電路進行測試,利用甲電路測得的數(shù)據(jù)為2.8V、5.0mA,利用乙電路測得的數(shù)據(jù)為2.8V、4.0mA,那么該電阻測量值較準確的數(shù)值等于( ),測量值與真實值的偏差情況是( )。mARxV甲mAVRx乙解析從兩組數(shù)據(jù)可比較出,電流表變

51、化范圍較大,說明總電流與支路電流差別較大,亦即說明通過電壓表的電流不可忽略,從而得出待測電阻阻值與電壓表內(nèi)阻可比擬,屬于大電阻,根據(jù)伏安法測電阻中的“里(內(nèi))大外小”規(guī)律,可知采取電流表內(nèi)接法測大電阻較準確,由此得到因采用內(nèi)接法,由“內(nèi)大外小”得測量值偏大。特別提示:伏安法測電阻時,“內(nèi)大外小”指內(nèi)接法時測量值偏大,適用于測大電阻;外接法時測量值偏小,適用于測小電阻。甲乙變式練習(xí):14如圖所示,甲、乙是兩組同樣的器材實物圖,用來測量待測量電阻R的阻值,每組器材中包括:電池,電鍵,變阻器,電壓表,電流表,待測電阻R,若干導(dǎo)線。如果待測電阻R的阻值比電壓表的內(nèi)阻不是小很多,但R的阻值比電流表的內(nèi)阻

52、大很多,試在圖甲中連線使之成為測量電路;如果待測電阻R的阻值比電流表的內(nèi)阻不是大很多,但R的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多,試在圖乙中連線使之成為測量電路。如果已知上述電壓表的內(nèi)阻RV和電流表的內(nèi)阻RA,對圖甲和圖乙中連成的測量電路,分別寫出計算待測電阻的公式(用測得的量和給出的電表內(nèi)阻來表示)。【例題】一個電阻上標有“1/4W”字樣用歐姆表粗測,知其電阻約為10k,現(xiàn)在要較準確地測定其額定電壓,已有器材是: A直流電源(50V); B直流電源(3V); C電壓表(025V,25k); D電壓表(05V,5k);E電流表(00.6A,2;03A,0. 05); F電流表(3mA,50);G滑動變阻器

53、(10,1A);H滑動變阻(lk,0.1A),以及開關(guān)導(dǎo)線等,試設(shè)計出實驗電路,指出選用的器材規(guī)格和實驗開始前變阻器滑動鍵在電路圖中的位置解析由所給器材,可以用伏安法,測定電阻值,從而可以較準確地確定其額定電壓由電阻的額定功率值和電阻約值算得其額定電壓約為50(V),額定電流約為0.005(A)5(mA),若選用B電源,電阻上的電流不會超過(A)0.3(mA),遠小于所給電流表量程而選用A電源時,電阻上的最大電流約可達(A)2.5(mA)故電源選A,電流表選F,電壓表選C由于待測電阻值比所給變阻器G、H的阻值大得多,變阻器采用限流接法時,待測電阻電流、電壓調(diào)節(jié)范圍很窄,故應(yīng)采用分壓接法在用分壓

54、接法時,變阻器G上流過的電流不小于5(A),大于其允許電流,而變阻器H上流過的電流只在0.05(A)左右,小于其允許電流,故選變阻器H由于待測電阻值與電壓表C的內(nèi)阻相近,而為電流表F的內(nèi)阻的200倍左右,故選用電流表內(nèi)接的方法綜上所述,儀表器材應(yīng)選A、C、F、H,電路圖如圖所示,變阻器的滑動端應(yīng)處于變阻器的左端變式練習(xí):15如圖所示,P是一根表面均勻地鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜的長陶瓷管(其長度L為50cm左右,直徑D為10cm左右),鍍膜材料的電阻率已知,管的兩端有導(dǎo)電箍MN?,F(xiàn)給米尺、電壓表V、電流表A,電源E、滑動變阻器R、電鍵S和若干導(dǎo)線。請設(shè)計一個測定膜層厚度d的實驗方案。實驗中應(yīng)測定的物

55、理量是 。在虛線框內(nèi)用儀器相應(yīng)的符號畫出測量電路圖。計算膜層厚度的公式是 ?!纠}】用伏安法測小燈泡(4.5V3W)的功率與其中電流強度的關(guān)系,要求小燈泡兩端的電壓從零調(diào)整到4.5V,請將右圖所示的元件連接起來。解析由4.5V、3W可知,小燈泡的電阻為6.75,電壓表的量程應(yīng)選15V,根據(jù)電壓表的讀數(shù)范圍可知,流過小燈泡的最大電流強度,故電流表量程應(yīng)選3A,一般情況下,電壓表的內(nèi)阻為幾千歐,電流表的電阻為零點幾歐,由,得電流表應(yīng)外接。由電壓表讀數(shù)要求04.5V可知,滑動變阻器應(yīng)為分壓接法。電路圖如下圖所示。實物接線,根據(jù)電路圖選擇滑動變阻器上接線柱與右下接線柱,預(yù)設(shè)上為“+”,右下為“-”,從

56、“+”出發(fā),通過小燈泡,接電流表3A接線柱,電流表“-”接線柱接滑動變阻器右下接線柱,電壓表15V接線柱接滑動變阻器上接線柱,“-”接線柱接電流表3A接線柱。由滑動變阻器特點可知,左下a接線柱電勢高于b接線柱。從電源的正極出發(fā)接a接線柱,b接線柱通過開關(guān),接電源的負極,如下圖所示。變式練習(xí):16如圖所示為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需器材的實物圖,器材規(guī)格如下:待測電阻Rx(約100)直流電流表(量程010mA,內(nèi)阻50)直流電壓表(量程03V,內(nèi)阻5k)直流電源(輸出電壓4V,內(nèi)阻不計)滑動變阻器(阻值范圍015,允許最大電流1A)電鍵1個,導(dǎo)線若干條。根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求,在本

57、題的實物圖上連線。能力過關(guān)檢測題1一伏特計由電流表G與電阻R串聯(lián)而成,如圖所示若在使用中發(fā)現(xiàn)此伏特計的讀數(shù)總比準確值稍小一些,采用下列哪種措施可能加以改進( )A.在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻 B.在R上串聯(lián)一比R大得多的電阻C.在R上并聯(lián)一比R小得多的電阻 D.在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻2兩個電阻R18,R2=2,并聯(lián)在電路中欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是( )A.用一個阻值為2的電阻與R2串聯(lián) B.用一個阻值為6的電阻與R2串聯(lián) C.用一個阻值為6的電阻與R1串聯(lián) D.用一個阻值為2的電阻與R1串聯(lián)3兩個定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上,有人把

58、一個內(nèi)阻不是遠大于R1、R2的電壓表接在R1兩端(如圖),電壓表的示數(shù)為8V如果他把此電壓表改接在R2兩端,則電壓表的示數(shù)將( )A.小于4V B.等于4VC.大于4V小于8V D.等于或大于8V4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. I1I4 C. I2=2I1 D. I2I3+I4 5如圖,總電壓U保持不變爭滑動變阻器總電阻為2R滑動觸片位于變阻器中點O時,四個理想電流表A1、A2、A3、A4上的示數(shù)相同,且為I0,當(dāng)滑動觸片移到

59、變阻器的端點O時( )A.A1的示數(shù)大于Io B.A2的示數(shù)犬于Io C.A3的示數(shù)大于Io D.A4的示數(shù)等于Io6四個電燈泡連接如圖所示,當(dāng)將K2斷開,Kl接通12時L1最亮,L2與L4最暗且亮度相同;當(dāng)將K1接通13,K2閉合時,則( )A.Ll最亮L4最暗 B.L2最亮L3最暗 C.L3最亮L1最暗 D.L4最亮L1最暗7如圖所示,在此電路里,R1=R3R2R4,在A、B兩端接上電源后,試比較各個電阻消耗的電功率P的大小( )A.P1=P3P1P4P3 C.P2P1P3P4 D.P1P2P4P38如圖所示,已知a、b兩點電勢差為零,則電容C的值是( )A.F/3 B.2F/3 C. 2

60、FD.3F9如圖所示的電路中,當(dāng)可變電阻R的阻值增大時( )A.A、B兩點間的電壓U增大 B.通過R的電流I增大 C.通過R的電流I減小 D.通過R的電流I不變10如圖所示,當(dāng)滑線變阻器滑動觸點向b端移動時( )A.伏特表V的讀數(shù)增大,安培表A的讀數(shù)減小B.伏特表V和安培表A的讀數(shù)都增大 C.伏特表V和安培表A的讀數(shù)都減小D.伏特表V的讀數(shù)減小,安培表A的讀數(shù)增大11如圖的電路中,電池的電動勢為、內(nèi)阻為r,R1和R2是兩個阻值固定的電阻當(dāng)可變電阻及的滑片向a點移動時,通過R1的電流I1和通過R2的電流I2將發(fā)生如下的變化( ) A.I1變大,I2變小 B.I1變大,I2變大 C.I1變小,I2

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