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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七部分 电路,专题一,部分电路的欧姆定律、电功、电功率,专题二 闭合电路欧姆定律及其应用,专题三 测定金属的电阻率,专题四 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线,专题五 测定电源的电动势和内电阻,专题六 练习使用多用电表,专题一 部分电路的欧姆定律、电功、电功率,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,1.,本单元在高考中地位比较特殊，考点众多，电流、电压及部分电路欧姆定律等知识在历年高考命题中都有，单独命题以选择题为主，主要是对各知识点进行单独考查，重在理解层次,.,2.,欧姆定律、电功率和串并联电路等知识一般是同其他知识综合进行考查，涉及的知识点主要有牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、电磁学等内容，综合性较强,.,预计未来高考命题对本章的要求会保持相对的稳定性，考查的特点是以知识点覆盖为主的重在理解层次上的要求，与其他知识综合的则注重对综合能力考查,.,（二）过程与方法,在本专题复习时要注重知识的应用及问题的分析，特别注意区分定义式和决定式的运用、基本概念、基本规律的理解和应用,.,了解理想电表和非理想电表的区别，各种功率的相互联系和计算，纯电阻电路和非纯电阻电路的区别等,.,还在注意以现实生活为背景联系实际的题目要找出相对应的物理实质，建立恰当的物理模型,.,如下图所示，两个电路之间只有开关,K,的闭合和断开的差异，则,( ),A,当触头向下滑动时，两灯都变暗,B,两灯的最亮亮度不同,C,两灯的最暗亮度相同,D,当触头滑动时，甲图的灯变化明显,【,思路剖析,】,注意滑动变阻器的分压和限流，运用欧姆定律进行分析问题,.,解析：,当触头向下滑动时，两电路总电阻都增大，两灯分担的电压减小，都变暗，选项,A,正确；甲电路是分压式电路，当触头滑动时，整个电路电阻大小变化明显，甲图的灯两端电压变化明显，因此灯的亮度变化明显，选项,D,正确；当触头滑动在最上端时，两灯两端的电压相同，灯的最亮亮度相同，选项,B,错,误；当触头滑动在最下端时，甲灯短路，不发光，乙灯此时最暗，选项,C,错误；故本题选项,A D,正确,.,【,答案,】,A D,【,思维拓展,】,滑动变阻器在电路中有着广泛的应用，在解题过程中出如果判断答案不明显的问题，可画等效电路图，然后根据各等效电阻的变化判断电路中的电流或电压的变化情况,.,【,思路剖析,】,本题以,AB,两个节点为主，注意等效电路的简化,.,如下图所示，设,R,1,=R,2,=R,3,=R,4,=R,，求开关,S,闭合和开启时的,AB,两端的电阻比,解析：,利用节点法，开关闭合时，电路中各节点标称如下图,a,所示,.,其中,R,1,、,R,2,、,R,3,都接在,AB,两点间，而,R,4,两端都为,B,，即,R,4,被短路，所以其等效电路如图,b,所示，易得,R,AB,=R/3.,当开关开启时，电路中各节点标称如图,c,所示，其对应等效电路为下图,d,所示，易得,R,AB,=2R/5.,所以两次电阻比为,5/6.,【,答案,】,5/6,【,思维拓展,】,本题在解题过程中画出开关,S,闭合和开启时的等效电路最重要，但是，也并不是初中知识的简单重复，要求同学们能够仔细观察电路的结构，同时利用串并联的知识，以及对电压的实质,也就是对电势差有一个清楚的认识，这样，才能简化电路，得出答案,.,右图为一电路板的示意图，,a,、,b,、,c,、,d,为接线柱，,a,、,d,与,220V,的交流电源连接，,ab,间、,bc,间、,cd,间分别连接一个 电阻（温,馨提示：你注意了吗？）,.,发现电路中没有,电流，为检查电路故障，用一交流电压表,分别测得,b,、,d,两点间以及,a,、,c,间的电压均,为,220V,（温馨提示：这是关键）,.,由此可知,( ),A.ab,间电路通，,cd,间电路不通,B.ab,间电路不通，,bc,间电路通,C.ab,间电路通，,bc,间电路不通,D.bc,间电路不通，,cd,间电路通,【,思路剖析,】,掌握电路故障的常见类型，通过题目中的已知条件进行判断,.,解析：,“,由,ab,间、,bc,间、,cd,间分别连接一个电阻，现发现电路中没有电流,”,可知：原电路中必有一处断开；又由,“,用一交流电压表分别测得,b,、,d,两点间以及,a,、,c,间的电压均为,220V,”,可知，在这两种情况下均把电压表串联接入电路，即,b,、,d,两点间和,a,、,c,两点间的公共部分断开，所以,b,、,c,间电路不通，其余部分都通，对这样的故障分析选择题也可将选项逐一分析，看能否满足题设要求,.,对,A,选项,“,cd,间电路不通,”,情况下，,“,用电压表测,a,、,c,两点间电压时,”,电压表示数为零，故,A,选项不对；对,B,选项，,“,ab,电路间电路不通,”,的情况下，,“,用电压表测,bd,间电压,”,时，电压表示数也为零，故,B,选项也不对,.,对,CD,两选项，均满足题目要求，所以该题正确答案应为,CD,【,答案,】,C D,【,思维拓展,】,1.,断路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表指针有偏转，则该段电路有断点,.,2.,短路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，说明外路未全部发生短路，再依次与电路各元件并联,.,若电压表示数为零，则该段电路被短路；若电压表示数不为零则该电路没被短路或不完全被短路,.,如下图，,R,1,=30,，,R,2,=15,，,R,3,=20,，,AB,间电压,U=6V,，,A,端为正，,C=2F,，为使电容器带电量达到,Q=210,- 6,C,，应将,R,4,的阻值调节到多大？,【,思路剖析,】,要注意理解电容器两端的电压的求法，然后根据串联方法求解,.,解析：,由于,R,1,和,R,2,串联分压，可知,R,1,两端电压一定为,4V,，由电容器的电容知：为使,C,的带电量为,210,-6,C,，其两端电压必须为,1V,，所以,R,3,的电压可以为,3V,或,5V.,因此,R,4,应调节到,20,或,4.,两次电容器上极板分别带负电和正电,.,还可以得出：当,R,4,由,20,逐渐减小的到,4,的全过程中，通过图中,P,点的电荷量应该是,410,-6,C,，电流方向为向下,.,【,答案,】,R,4,应调节到,20,或,4,【,思维拓展,】,对于含容电路问题的处理，关键是把原电路简化，判断电容两端的电压的变化情况，在研究电压变化时，可以把电容当作短路进行处理，然后根据实际情况判断电容的电压等相关问题的变化情况,.,如右图所示是利用电动机提升,重物的示意图，其中,D,是直流电动机，,P,是一个质量为,m,的重物，它用细绳拴,在电动机的轴上,.,闭合开关,S,，重,物,P,以速度,v,匀速上升，这时电流表和,电压表的示数分别是,I,5.0A,和,U,110V,，重物,P,上升的速度,v,0.80m/s.,重物,P,的质量,m,45kg,（,g,取,10m/s2,）求：,(1),电动机消耗的电功率；,(2),绳对重物做功的机械功率；,(3),电动机线圈的电阻,r.,【,思路剖析,】,电动机为非纯电阻电路用电器，欧姆定律对它不适用，不能直接用其两端电压除以它的电阻来计算电流,解析：,由题意可知,电机两端的电压为,110V,流经电机的电流为,5A,所以,电机消耗的电功率为,:,P=UI=5110W=550W,重物匀速上升,绳子拉力与物体的重力等值反向，大小为,450N,则拉力的功率为,:,P,1,=mgv=4500.8W=360W,即绳对重物做功的机械功率；,电机的发热功率为,P,Q,=P-P,1,=550W,360W=190W.,再由公式：,P,Q,=I,2,r,，可算出,r,7.6.,【,答案,】,(1)550W (2)360W (3)7.6,【,思维拓展,】,关于电功率问题在解决过程中，可直接用电功率公式求解相关问题，但要注意纯电阻电路与非纯电阻电路的区别，要知道哪些功率可以转化为机械能，哪些问题功率可以转化为热能,.,对于有些题也可以通过力学知识求功或功率然后转化为电学知识进行计算,.,返回专题目录,专题二 闭合电路欧姆定律及其应用,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,1,理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题,.,2.,理解路端电压与电流,(,或外电阻,),的关系，知道这种关系的公式表达式，并能用来分析、计算有关问题,.,3,本专题是高考的热点，通常是与电磁感应、交变电流、电学实验、,U-I,图象等内容综合，涉及的全电路电流、路端电压计算和电源电动势、内阻的测量等,.,若单独命题，主要内容为电路分析与电路图计算，其题型为选择题、实验题和计算题,（二）过程与方法,本节的核心内容是研究闭合电路欧姆定律，在学习过程中，同学们首先要熟悉电源电动势、内阻、路端电压、内电压等相关的知识，熟练掌握闭合电路欧姆定律,.,如右图所示电路中，,R,1,=0.8,，,R,3,=6,，滑动变阻器的全值电阻,R,2,=12,，电源电动势,E=6V,，内阻,r=0.2,，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关,S,，电路中的电流表和电压表的读数各是多少,?,【,思路剖析,】,此题属于简单的闭合电路欧姆定律的应用,.,注意串并联电路的理解应用,.,如,R,2,与,R,3,组成的并联电路处理时要注意,.,解析,:,外电路的总电阻为,根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为,即电流表,A,1,的读数为,1.5A,对于,R,2,与,R,3,组成的并联电路，根据部分电路欧姆定律，并联部分的电压为,即电压表,V,2,的读数为,4.5V,对于含有,R,2,的支路，根据部分电路欧姆定律，通过,R,2,的电流为,即电流表,A,2,的读数为,0.75A,电压表,V1,测量电源的路端电压，根据,E=U,外,+U,内得,U,1,=E-Ir=6V-1.50.2V=5.7V,即电压表,V,1,的读数为,5.7V.,【,答案,】,1.5A, 0.75A, 5.7V, 4.5V,【,思维拓展,】,1.,电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大,.,2.,解答闭合电路问题的一般步骤：,（,1,）首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图,.,（,2,）解题关键是求总电流,I,，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（ ）直接求出,I,；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流,I,；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出,I.,（,3,）求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流,.,如下图所示，电灯,L,标有“,4V,，,1W”,，滑动变阻器,R,电阻为,50.,当滑片,P,滑至某位置时，,L,恰好正常发光，此时电流表示数为,0.45A.,由于外电路发生故障，电灯,L,突然熄灭，此时电流表示数变为,0.5A,，电压表示数为,10V,(,温馨提示：你注意了吗？,),若导线完好，电路中各处接触良好，试问：,（,1,）发生的故障是短路还是断路,?,（,2,）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻,值为多大,?,（,3,）电源的电动势和内电阻为多大,?,【,思路剖析,】,此题给出的条件较多，要注意认真分析题目给出的条件，如“由于外电路发生故障，电灯,L,突然熄灭，电流表示数为,0.5A,，电压表为,10V”,，能求什么量,.,解析,:,（,1,）电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压,U=U,2,=I,2,R2,也增大，因此外电路总电阻增大，一定在某处发生断路,.,由于电流表有读数，,R,2,不可能断路，电压表也有读数，滑动变阻器,R,也不可能断路，只可能灯,L,发生断路,.,（,2,）,L,断路后，外电路只有,R,2,，因无电流流过,R,，故电压表示数即为路端电压,L,未断路时恰好正常发光，,（,3,）根据闭合电路的欧姆定律,E=U+Ir,故障前,E=9,（,0.45,0.25,）,r,故障后,E=10,0.5 r,解得,r=5,，,E=12.5V,【,答案,】,(1),灯,L,发生断路,. (2)20(3) r=5,，,E=12.5V,【,思维拓展,】,对于电路中的动态问题，首先要找到变化的源头，然后采用顺水推舟的方法进行演算推理,.,如下图所示，直线,A,为电源的路端电压,U,与电流,I,关系的图象，直线,B,是电阻,R,的两端电压,U,与电流,I,的关系图象，用该电源与电阻,R,组成闭合电路，求电源的输出功率和电源的效率分别为多少,.,【,思路剖析,】,从图象中可看出电源电动势为,3V,，短路电流为,6A,，通过已知量求出电阻，再根据欧姆定律求解,.,解析：,由题中给的两个图象可以看出,:,电源的电动势为,3V,短路电流为,6A,可以求出电源的内电阻为,电阻,R,的阻值为,1,把电阻,R,和电源组成闭合电路，电路总电阻为,1.5,干路电流为,2A,路端电压为,2V,可以求出,电源的输出功率为,4W.,效率为,【,思维拓展,】,本例题着重考查了对图象的认识,.,在本章中，有两种图象需要学习，一个是用电器的伏安特性曲线，如本题中的曲线,B.,曲线的斜率代表了用电器的电阻,.,如果伏安特性曲线为直线，则该元件为线性元件，如果伏安特性曲线是曲线，则该元件是非线性元件,.,金属电阻、电解质溶液都是线性元件，导电的气体和半导体材料都是非线性元件,.,另一个是电源的输出电压和电流的关系图线，如本题中的曲线,A.,要注意学习该图线的几个特点：纵轴上的截距、横轴上的截距以及曲线的斜率分别代表了什么物理量,.,如右图所示的电路中，变阻器,R2,的最大阻值为,10,，,R1,5,，电源的内电阻,r,1,，当开关,S,闭合，变阻器的触头在中点时，电源总功率为,16W,，,电源输出功率为,12W,（温馨提示：你注意了吗？）,此时灯泡正常发光，求：,（,1,）灯泡的阻值为多少,; ,（,2,）若开关,S,断开，灯泡仍然正常发光，,应该将变阻器的阻值调整为多少；,（,3,）将变阻器的阻值调整为多大时，电源的输,出功率达到最大,.,【,思路剖析,】,理解电源的输出功率公式及应用，掌握串并联电路的应用求解,.,解析：,（,1),由题目中给出的关于电源功率的数据可知，此时，电源自身的内耗功率为：,P,Q,=P,P,出,=4W,流经干路的电流为：,路端电压为,流经,R,1,的电流为 ，流经,R,2,的电流为,R,2,上的电压为,4V,，灯泡上的电压为,2V.,这样就可以求出灯泡的电阻为,(2),由以上计算可知，当灯泡正常工作的时候，电流为,0.8A,电源的电动势为,E=U+Ir=8V.,若将开关,S,断开,灯泡依然正常发光,则,此时电路的干路电流为,0.8A,此时电路的总电阻为,:,变阻器的电阻为,:,所以,当开关,S,断开后,若要灯泡正常发光,则变阻器的阻值应为,6.5.,（,3,）设外电路电阻为,R,0,时，电源的输出功率达到最大，为,P,max,.,有,可以看出，当,R,0,=r,时，输出功率为最大，即,但是，根据题意可知，当滑动变阻器的阻值为零时，外电路的总阻值最小，为 ，所以，当滑动变阻器的阻值为零时，电源的输出功率最大为,15W.,【,答案,】,（1）RL=2.5（2）6.5（3）15W,【,思维拓展,】,在本题的第三问的解答过程中，证明了当外电路电阻和电源内阻相等时，电源的输出功率为最大,.,本题的证明过程中用到了数学中的重要不等式： 但是，由于本题中的外电路电阻最小时也比电源内电阻大，因此，电源的输出功率随外电路电阻的增大而单调递减，那么，当外电路电阻最小时，电源的输出功率为最大,.,返回专题目录,专题三 测定金属的电阻率,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,1.,学会使用电压表和电流表，并会利用伏安法测定电阻的阻值,.,2.,学会通过实验探究电阻定律，掌握测量方法：内接法、外接法,.,3.,本节的核心内容是通过实验探究出电阻与导体材料、长度、横截面积的关系，进一步探究电阻定律,.,通过本节内容学会实验探究，这是新课标理念下对同学们的学习提出的全新要求,.,（二）过程与方法,在复习过程中同学们要了解实验原理、知道实验目的，学会设计实验方法，能够得出正确的实验结论,.,此实验是高中物理电学的第一个实验，也是近年高考命题的热点，同学们必须熟练掌握,.,另外，螺旋测微器的使用和读数方法也是同学们必须掌握的重点内容,.,（,2002,广东）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径，示数如右图所示，这时读出的数值是,，单位是,.,【,思路剖析,】,本题解答的关键是掌握螺旋测微器的原理和读数规则，从固定部分可读出毫米和半毫米刻度，再从可动部分读出小数部分，千分位要估读一位,.,解析：,主尺读数,8.000mm,，半毫米刻度线未露出无读数,.,再从可动刻度上读出整刻度数,0.460mm,千分位估读数为,0.009mm.,三者读数相加,(8.000+0.460+0.009)mm=8.469mm.,（,8.467mm-8.470mm,都正确）,【,思路拓展,】,千分尺读数在有效数字上错读是高考中经常犯的错误，特别是读数为整数时，如所测直径为,8mm,，其读数应当是,8.000mm,而不能读为,8mm,或,8.00mm.,【,答案,】,8.469mm,用伏安法测电阻，由于不知道待测电阻的大约值及电流表、电压表的内阻，为了减少测量的误差，可接成如右图所示的电路，用电压表的一个接线柱的引线,K,先后试触,a,、,b,两点，若在两次试触过程中电流表的示数变化明显，则,K,应接在,点进行测量，若电压表示数变化明显，则,K,应接在,点进行测量,解析：,电流示数变化明显，说明电流的测量会出现较大的误差（电压表的分流作用较大），应优先保证对电流的准确测量，电流表应内接，,K,接,b,点,;,电压表示数变化明显，说明电压测量会,出现较大误差（电流表的分压作用较大），应优先保证对电压的准确测量，电流表应外接，,K,接,a,点,.,【,答案,】,b ; a,【,思路拓展,】,伏安法是测量电阻常用的方法之一，也是高考的热点，此类命题解题的难点是对电流表内接还是外接的判断，同学们应多做此类题，提高分析和判断能力,.,在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约为,0.8m,，直径小于,1mm,，电阻在,5,左右,.,实验主要步骤如下：,(1),用,测量金属导线的长度,L,，测,3,次，求出平均值；,(2),在金属导线的,3,个不同位置上用,测量直径,d,，求出平均值；,(3),用伏安法测量该金属导线的电阻,R.,在下图左边方框中画出实验电路图，并把下图中所给的器材连接成测量电路,.,安培计要求用,0-0.6A,量程，内阻约,1,；伏特计要求用,0-3V,量程，内阻约几,k,；电源电动势为,6V,；滑动变阻器最大阻值,20.,在闭合开关前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置,.,根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为,=,.,解析：,(1),用米尺测量金属导线的长度,L,，测,3,次，求出平均值；,(2),用螺旋测微器在金属导线的,3,个不同位置上测量直径,d,，求出平均值；,(3),由于 值约几百欧，故满足安培表外接的条件，即测量部分用安培表外接法；电源部分用限流电路或分压电路都可,以,.,在闭合开关前，限流电路滑动变阻器的滑动触点应处于电阻最大的位置，分压电路滑动变阻器的滑动触点应处于电阻最小的位置,.,电路图如下图所示,.,(4),根据电阻定律 有 由欧姆定律,有 整理得,【,答案,】,(1),米尺；,(2),螺旋测微器；,(3),测量部分用安培表外接法，电源部分用限流电路或分压电路都可以，限流式电路图和连线图如上图所示,.,电阻率,(2007,，山东卷,23 ),检测一个标称阻值为,5,的滑动变阻器,.,可供使用的器材如下：,A,待测滑动变阻器,R,x,，全电阻约,5,（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）,B,电流表,A,1,，量程,0.6A,，内阻约,0.6,C,电流表,A,2,，量程,3A,，内阻约,0.12,D,电压表,V,1,，量程,15V,，内阻约,15k,E,电压表,V,2,，量程,3V,，内阻约,3k,F,滑动变阻器,R,，全电阻约,20,G,直流电源,E,，电动势,3V,，内阻不计,H,游标卡尺,I,毫米刻度尺,J,开关,S,，导线若干,（,1,）用伏安法测定,Rx,的电阻值，所选电流表,(,填“,A,1,”,或“,A,2,”),，所选电压表为,(,填“,V,1,”,或“,V,2,”).,（,2,）在下图中的方框中画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图中实物连接成测量电路,.,（,3,）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式,.,解析：,(1),先估算电路中最大电流值：,，故电流表应选电流表,A,1,（量程,0.6A,，内阻约,0.6,）,.,电压表两端的最大电压为,3V,，故电压表应选电压表,V2,（量程,3V,，内阻约,3k,）,.,(2),临界电阻为：,故测量电路采用外接法,.,由于,故供电电路可采用限流式和分压式两种接法,.,电路原理图和实物连线如下图所示,.,(3),实验方案设计如下：,方案一：,需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺,主要操作步骤：,数出变阻器线圈缠绕匝数,n,用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度,L,，可得电阻丝的直径为,d=L/n,用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径,D,，可得电阻丝总长度 ，也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径,D,，得电阻丝总长度,重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值,方案二,:,需要的器材：游标卡尺,主要的操作步骤：,数出变阻器线圈缠绕匝数,n,用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径,D,1,和瓷管部分的外经,D,2,，可得电阻丝的直径为,电阻丝总长度,重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值,返回专题目录,专题四 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,描绘小灯泡的伏安特性曲线是高中电学的重要实验之一，同学们在复习过程中一定要了解实验目的、实验原理、实验器材和实验步骤，特别要熟悉实验原理,.,（二）过程与方法,1.,电学实验除考查实验原理步骤以外，对于实验器材选择和电路的设计问题的考查难度一般都较大，同学们一定要根据题目要求或实际情况进行灵活判断,.,2.,本专题是高考命题的热点，也是,考试说明,规定的少数几个实验之一，因此同学们必须给予足够的重视，最好能亲手按要求严格做一下实验，这对解答一些相关的实验探究题会有很大的帮助,.,实验室用的小灯泡灯丝的,I-U,特性曲线可用以下哪个图象来表示,( ),A B C D,【,思路剖析,】,掌握伏安特性曲线，注意,U-I,曲线和,I-U,曲线的区别,.,解析,:,灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，,U,越大,I-U,曲线上对应点与原点连线的斜率必然越小，选,A,【,思路拓展,】,部分电路欧姆定律的表达式为 （适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线,（,2006,北京）,某同学用下图所示电路，测绘标有“,3.8V,，,0.3A”,的小灯泡的灯丝电阻,R,随电压,U,变化的图象,（,1,）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表,A,1,（量程,100mA,，内阻约,2,）；,A,2,（量程,0.6A,，内阻约,0.3,）；,电压表,V1,（量程,5V,，内阻约,5k,）；,V,2,（量程,15V,，内阻约,15k,）；,滑动变阻器,R,1,（阻值范围,010,）；,R,2,（阻值范围,02k,）；,电源,E,1,（电动势为,1.5V,，内阻约为,0.2,）；,E,2,（电动势为,4V,，内阻约为,0.04,）,为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表,，电压表,，滑动变阻器,，电源,（填器材的符号）（,2,）根据实验数据，计算并描绘出的,R-U,图象如下图所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为,；,当所加电压为,3.00V,时，灯丝电阻为,，灯泡实际消耗的电功率,为,W,（,3,）根据,R-U,图象，可确定小灯泡耗电功率,P,与外加电压,U,的关系符合该关系的示意图是下列图中的,.,【,思路剖析,】,本题主要考查描绘小灯泡伏安特性曲线中实验器材的选择及利用图象读取数据和进行相关的计算,.,解析,（,1,）电源的电动势要略大于额定电压，所以电源应选,E2;,由小灯泡的标称值和其额定电流为,0.3A,，故安培表应选,A,2,;,为减小读数误差，在电压表量程满足条件的前提下，应尽量选择小量程的电压表，故电压表应选,V,1,;,为了调节电压方便，应选择小阻值的滑动变阻器，故滑动变阻器应选,R,1,.,（,2,）小灯泡不工作时的电阻，即其两端电压为零的阻值，由图中给出的,R-U,图象可以看出，当小灯泡两端电压为,0,时，所对应电阻值为,1.5;,由图象可以看出，当小灯泡两端电压为,3.00V,时，所对应的电阻阻值为,11.5;,小灯泡的功率为：,（,3,）当小灯泡两端电压为,0,时，小灯泡的功率也为零，所以,BD,均错,;,由 可在图象中选取几个特殊的点，分别计算在不同电压下电珠的功率，定性地作出,P-U,图象，可得图象,A,正确,.,【,答案,】,（,1,）,A,2,V,1,R,1,E,2,（,2,）,1.5 11.5 0.78,（,3,）,A,【,思路拓展,】,要求电压从零开始，所以只能用分压式接法,.,为测量时便于操作，电压表移动变化要均匀，需选小阻值变阻器,表格中所列数据是测量小灯泡,U-I,关系的实验数据：,(1),分析上表内实验数据可知，应选用实验电路图中的,（填“甲”或“乙”）,甲,丙,乙,（,2,）在下图方格纸内画出小灯泡的,U-I,曲线，分析曲线可知小灯泡的电阻值随,I,变大而,（填变大、变小或不变）,（,3,）如图丙所示，用一个定值电阻,R,和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为,3V,的电源上,.,已知流过电阻,R,的电流是流过灯泡,b,电流的两倍，则流过灯泡,b,的电流约为,A,解析,:,由表格中给出的,U,、,I,数据可以发现小灯泡的实验电压由,0,逐渐增加到,3.0V,，故控制电路应选用分压式接法，图甲所示电路符合要求,.,由绘出的,U-I,图线可知,U/,I,的值随着电压或电流的增大而增大，故小灯泡的电阻随,I,变大而变大,.,图丙所示电路中流过电阻,R,的电流是流过灯泡,b,的电流的两倍，令灯泡的电阻为,R,0,则,灯泡,b,与电阻,R,的并联电阻,故灯泡,a,所占电源电压的,3/4,，即,在,U-I,图中查得,U=2.25V,，约为,0.20A,，则流过灯泡,b,的电流,【,答案,】,（,1,）甲 （,2,）变大 （,3,）,0.07,返回专题目录,专题五 测定电源的电动势和内电阻,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,1.,闭合电路欧姆定律是电学的重要规律之一，测量电源电动势和内阻实验是通过闭合电路欧姆定律进行数据处理的，因此，要做好本实验必须在熟练掌握闭合电路欧姆定律的基础上进行,.,2.,实验题是高考的重要内容之一，尽管理综命题中实验可能不再以单独命题的形式出现，但高考对实验的考查要求并没有降低，实验依然是高考中竞争的焦点和热点之一,.,（二）过程与方法,在新课标理念下高考对实验的要求有所提高、探究性、设计性实验多次在命题中出现,.,要提高实验的应试能力，最好的办法是按实验要求按部就班的做一遍实验，通过亲自动手对实验原理、过程、所需器材全面掌握，通过对亲自获得的实验数据进行处理加深对实验的理解,.,利用如右图所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如下图所示，请用实线代表导线，将下图中器材连成实验用的电路,.,实验时经测量得出的数据如下表,请在方格纸上画出,U-I,图线,.,利用图线可求出电源电动势和内电阻分别,为,、,.,【,思路剖析,】,对于实物连接图，最好能根据实验原理先画出电路图，然后在根据电路图进行实物连接，这样比较准确,.,解析,:,实物连接图如下左图所示，把表中数据用描点法描到,U-I,坐标纸上，用一条直线穿过大多数的点，其图线如下右图所示,.,【,答案,】,E=1.46Vr=0.72,，如解析图所示,.,由图象可看出,E=1.46V,由公式 求得：,【,思维拓展,】,本实验数据处理用两种方法，一是由表格所给数据分别计算，然后求平均值,.,此种做法受个别误差较大的点影响误差较大,.,另一种方法是根据图象信息系统进行计算，此种方法误差较小,.,王红同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻,R,0,.,他设计了如下图所示的电路来测量,R,0,的阻值，实验时用,U,1,、,U,2,、,I,分别表示电表,V,1,、,V,2,、,A,的读数，并将滑动变阻器的滑片,P,移动到不同位置时，记录了,U,1,、,U,2,、,I,的一系列值,.,（,1,）他在同一坐标纸上分别作出,U,1,I,、,U,2,I,图线，则所作的直线斜率较大的是,.,（,2,）定值电阻,R0,的计算表达式是：,R,0,=,用测得的物理量表示,),，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得,R,0,值,（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值,.,（,3,）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻,r,A,，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及,R,0,的值,.”,请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和,E,、,r,、,R,0,三个物理量的计算式,.,解析,:,（,1,）对于,U,1,I,、,U,2,I,图线，在不考虑,V2,的分流作用情况下，通过两电阻的电流强度,I,相等，则电压表的读数分别为,U,1,=IR,U,2,=I(R,0,+R),（,3,）电路图如右图所示： ,实验步骤：按电路图连接好电路；,闭合开关,S,，移动滑片,P,使滑动变阻器短路，,测得两电表读数,U,1,、,I,1,；,移动滑片,P,使滑动变阻器不短路，测得两电表读数,U,2,、,I,2,；,整理器材，处理数据,.,计算公式：,由闭合电路欧姆定律,E=U,1,+I,1r, E=U,2,+I,2r,由部分电路欧姆定律,U,1,=I,1,(R,0,+r,A,),解得,【,答案,】,（,1,）,U,2,I,的图线,.,（,2,）,（,3,）见解析,.,某型号电池的电动势约,3.7V,，内阻约,2,，允许通过的最大电流为,300mA.,现欲测定其电动势,E,和内阻,r,，给定的器材有：待测电池,E,；电阻箱,R(,阻值,0,999.9),；定值电阻,R0(,阻值,3),；直流电压表,V(,量程,3V,，内阻约,6k),；直流电流表,A(,量程,0.3A,，内阻约,2),；开关,S,一个；导线若干,.,（,1,）如果在上述两个电表中只选用一个电表与其他器材组成测量电路，为使测量结果有尽可能高的精确度，应选用的电表是,，请在虚线框中画出测量电路图，图中要标明相关器材的字母符号,（,2,）用设计的电路读取两组数据，分别用,R1,、,U1,、,R2,、,U2,或用,R1,、,I1,、,R2,、,I2,表示，求得待测电池电动势,E=,，内阻,r,= .,（,3,）为使测量结果更精确，在不改变实验器材、实验电路的前提下，请你提出一条建议：,(,例如：多测几组数据，分别列方程组求出,E,、,r,，再求,E,、,r,的平均值,.) .,解析,:,（,1,）直流电流表,A(,量程,0.3A,，内阻,约,2),可调节范围较小，误差较大，因此，,应选用电压表,V(,量程,3V,，内阻约,6k),；,测量电路如右图所示,.,（,2,）调节电阻箱的电阻阻值，分别记录其阻值,R1,、,R2,和电压表的读数,U1,、,U2,，由闭合电路欧姆定律可列下列方程：,由以上方程解得：,（,3,）建议一：多测几组,R,、,U,数据，分别求出相应的,I,值，用,U,、,I,数据作出,U-I,图线，由图线的截距、斜率求出,E,、,r.,建议二：由 可推出 ，多测几组,R,、,U,数据，作 图线,(,为一直线,),，由图线的截距、斜率求出,E,、,r.,建议三：由 可推出 ，多测几组,R,、,U,数据，作 图线,(,为一直线,),，由图线的截距、斜率求出,E,、,r.,其他建议合理的同样正确,.,【,答案,】,（,1,）,V,测量电路如（解析）图所示,（,2,）,（,3,）见解析,【,思维拓展,】,本实验综合性较强，对能力要求较高，从误差分析、数据处理、电路设计等进行较全面的考查，还带有一定的开放性，这种开放性问题包括答案的不确定,.,这是新课改对未来高考提出的一个全新的课题，同学们要适当进行训练，以适应高考对实验可能带来的挑战,.,另外同学们在计算过程中若遇到从来没有过的和较复杂的结论，如本题的多字母新公式，最好的办法是用单位制的方式检查一下，看方程两边单位是否统一，这样就可初步确定结论正确与否,.,返回专题目录,专题六 练习使用多用电表,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,1.,了解多用电表的构造及原理，学会使用多用电表,.,掌握运用串联电路的分压作用、并联电路的分流作用及闭合电路的欧姆定律，将电流表改装成多用电表,.,2.,在,考试说明,中对练习使用多用表的说明部分要求会正确使用，知道误差的来源，会用有效数字表达直接测量的量，而有效数字是许多同学学习的弱项，应加强练习,.,（二）过程与方法,本节复习的是多用电表的构造及原理和使用方法，在复习过程中要根据闭合电路欧姆定律及电流表改装的基础上，对多用表的内部电路进行分析，了解电流表、电压表和欧姆表的工作原理，知道其构造，并通过实验与探究总结出多用表对电压、电流、电阻的测量方法，掌握二极管的测量方法和使用多用表检测电路中故障的方法,.,本节的重点是如何测量各物理量并准确地读出所测的物理量值,.,多用电表指针的指示位置如下图所示,.,（,1,）将多用电表选择开关置于“,100”,挡，示数为,；,（,2,）将多用电表选择开关置于直流“,50V”,挡，示数为,V,；,（,3,）将多用电表选择开关置于直流“,1mA”,挡，示数为,mA,；,（,4,）若正确操作后发现指针的偏转角,很小，那么接下来的正确操作步骤应,该依次为,:,；,（,5,）全部测量结束后，应将选择开关拨到,或,者,；,（,6,）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该,从,表笔经,插孔流入电表,.,解析,：（,1,）多用电表选择开关置于,“,100,”,挡，由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字，刻度值,15,乘以倍率,100,，即得,1500,；,（,2,）将多用电表选择开关置于直流,“,50V,”,挡，最小刻度值为,1V,应读到最小分度的,1/10,，故读数为,25.1V,25.2V,；,（,3,）将多用电表选择开关置于直流,“,1mA,”,挡，最小刻度值为,0.02mA,应读到最小分度的,1/2,，故读数为,0.50,0.51 mA.,（,4,）该用,1k,倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值,.,（,5,）,OFF,，交流电压,500V,挡位置,.,（,6,）红，正,【,答案,】,(1)1500,；,(2)25.1V,25.2V,；,(3)0.50,0.51 mA.,（,4,）该用,1k,倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的,两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值,.,（,5,）,OFF,，交流电压,500V,挡位置,.,（,6,）红，正,某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“,1”,挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是,.,如果要用这只多用电表测量一个约,200,欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是,.,改变挡位调整倍率后，要特别注意重新,.,【,思路剖析,】,对于多用电表的读数，要注意选择开关旋到什么挡，要测什么物理量；选择开关置于直流电流挡、直流电压挡，应由公共刻度线读数，注意量程及最小分度，按读数规则读数；选择开关置于欧姆挡时，要注意将刻度值乘以倍率,.,【,答案,】,12,，“,10,挡”，调节欧姆零点,【,思维拓展,】,1.,仪器的读数规则：有效数字的最后一位要与读数误差所在的一位取齐，因而测量误差出现在哪一位，读数就读到哪一位,.,中学阶段一般可根据测量仪器最小分度来确定读数误差出现的位置,.,对于常用仪器可以按下述方法读数,.,最小分度是,1,的仪器，测量误差出现在下一位，按最小分度的十分之一估读；,2.,最小分度为,2,或,5,的仪器，测量误差一般出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读,.,如下图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图,.,其中，电流表的满偏电流为,300,A,，内阻,r,g,=100,，调零电阻最大值,R=50k,，串联的定值电阻,R,0,=50,，电池电动势,E=1.5V.,用它测量电阻,R,x,，能准确测量的阻值范围是,( ),A.30,80 k B.3,8 k,C.300,800 D.30,80,解析,:,用欧姆挡测量电阻时，指针指在,表盘中央附近时测量结果比较准确,.,当,电流最大时，由 ，,其中,R,内,为欧姆表的内阻,.,【,答案,】,B,【,思维拓展,】,近年高考中选择题难度一般都不大，但这并不意味着选择题难度就没有分层，特别是在理综考试中，由于计算题量的减少及计算题与实验题界线的打破，通过选择题考查计算能力及实验与探究能力的命题还是有可能出现的,.,如下图所示，一个盒子外部有三个接线柱,A,、,B,和,C.,盒内有三个电学元件，利用红、黑表笔分别接触各接线柱，测量结果如下表所示：,【,思路剖析,】,明确输入与输出之间的因果关系，通过对实验测量结果的分析和推断，得到相应的猜想，再通过对猜想的不断修正和筛选，使猜想逐步向黑箱的内部结构靠近，最终得到答案,.,解析,:,由,B,红,C,黑为,0,、,B,黑,C,红为,1000.,可知,B,、,C,间为二极管，且,B,端为负极，同时可知,B,、,A,、,C,间另外两电阻总值为,1000.,再由,A,、,B,及,A,、,C,间的测量，可知盒内的结构如上图所示,.,【,思维拓展,】,黑箱问题近年高考命题中出现的较少，但对二极管考查的问题却时有出现，对于判断黑箱中元件的训练最好能从逻辑思维的角度去思考问题，这有利于提高同学们的应试能力,.,
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