2020年高考物理一轮复习考点归纳专题8-恒定电流与电学实验
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档:第8单元 恒定电流 听课答案
第八单元 恒定电流第22讲 部分电路及其规律【教材知识梳理】一、1.定向 正电荷 2.(1)I= (2)I=nqSv二、1.电流 R= 2.(1)材料 (2)R=ρ三、2.气态导体 半导体 3.I=四、1.qU=IUt 2.=IU 3.I2Rt I2R辨别明理(1)(×) (2)(√) (3)(×) (4)(×) (5)(×)(6)(√)【考点互动探究】考点一例1 D [解析]电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向为电流的反方向,由图可知,电流方向是A→B,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流不为零,电流I==,故选项D正确,A、B、C错误.例2 C [解析]由电流定义可知I===neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,又E=,故E=ρnev,选项C正确.例3 C [解析]电子做圆周运动的周期T=,由I=得I=,电流的方向与电子运动方向相反,故为逆时针.考点二例4 C [解析]对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积变为原来的,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得I1=,I2==,由I=可知,在相同时间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C正确.考点三例5 ABD [解析]I-U图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小,说明电阻逐渐增大,A正确;对应P点,小灯泡的电阻为R=≠,B正确,C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=I2U1,此值恰为图中矩形PQOM的面积,D正确.[点评]伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应该状态下的电阻,因此图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.变式题 B [解析]根据I-U图像可知R b<R a,而根据电阻定律R=ρ可知S b>S a,选项B 正确.考点四例6 BC [解析]含有电动机的电路不是纯电阻电路,欧姆定律不再适用,A错误;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I2R,解得r=--R,B正确;如果电动机转轴被卡住,则E=I'(R+r),电流增大,较短时间内,电源消耗的功率变大,较长时间的话,会出现烧坏电源的现象,C正确,D错误.变式题 BD [解析]当开关S断开时,由欧姆定律得U=I1R1=10V,当开关闭合后,通过R1的电流仍为0.5A,通过电动机的电流I2<=1A,故电流表示数I<0.5A+1A=1.5A,B正确;电路消耗的电功率P=UI<15W,D正确.1.[2018·许昌模拟]一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上(其内阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是( )A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍[解析]C 由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1==44Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110W,其在1min 内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103J,其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.2.(多选)[2018·益阳模拟]有一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U0时,通过导线的电流为I0,导线中自由电子定向移动的速率为v.若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U0,则( )A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.导线中自由电子定向移动的速率为D.导线中自由电子定向移动的速率为[解析]AD 将金属导线均匀拉长,因半径变为原来的一半,则横截面积变为原来的,其长度变为原来的4倍,根据电阻定律R=ρ可知,电阻变为原来的16倍,又电压变为2U0,根据欧姆定律I=可知,电流变为,A正确,B错误;根据电流的微观表达式I=nevS,其中n、e不变,电流变为原来的,横截面积变为原来的,则自由电子定向移动的速率变为,C错误,D正确.3.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中所提供的数据,此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为( )额定容量54L最高水温75℃额定功率1500W额定频率50Hz额定电压220V电器类别Ⅰ类A.6.8AB.0.15AC.4.4AD.0.23A[解析]A 由P=UI可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为I==A≈6.8A,故选项A正确.4.如图22-1所示,有一电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端,灯泡正常发光,则( )图22-1A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W[解析]C 灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110V电压,且干路电流I=I灯==A,则电解槽消耗的电功率P=P灯=60W,选项A错误,选项C正确;电解槽的发热功率P热=I2R电≈1.3W,选项B错误;整个电路消耗的总功率P总=U总I=220×W=120W,选项D错误.5.[2018·福州质检]如图22-2甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,已知a=1m,b=0.2m,c=0.1m,在里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图像如图乙所示.当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?图22-2[答案]40Ω·m[解析]由图像可得,当U=10V时,电解液的电阻R==Ω=2000Ω电解液容器长l=a=1m截面积S=bc=0.02m2由电阻定律得R=ρ解得ρ==Ω·m=40Ω·m.第23讲 电动势 闭合电路的欧姆定律【教材知识梳理】一、1.(1)非静电力对电荷做的功W 电荷量q (2)E= V (3)电能 2.电源内阻二、1.电源的电动势 内、外电路中的电阻之和 2.I=辨别明理(1)(×) (2)(×) (3)(×) (4)(√) (5)(×)【考点互动探究】考点一例1 AC [解析]根据I-U图像知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3,A正确;把A拉长为原来的3倍后,横截面积减小为原来的,根据公式R=ρ可得,电阻变为原来的9倍,B错误;串联电路中电流相等,将A与B串联后接在电源上,根据公式P=I2R可得,消耗的功率之比P1∶P2=1∶3,C正确;并联电路两端的电压相等,电流与电阻成反比,所以将A与B并联后接在电源上,通过二者的电流之比I1∶I2=3∶1,D错误.例2 A [解析]等效电路如图所示.若R1断路,则总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,L1两端电压变大,L1变亮,ab部分电路结构没变,电流仍按原比例分配,总电流减小,通过L2、R4的电流都减小,故A正确;若R2断路,则总电阻变大,总电流减小,ac部分电路结构没变,电流仍按原比例分配,R1、L1中电流都减小,与题意相矛盾,故B错误;若R3短路或R4短路,则总电阻减小,总电流增大,ab部分电路两端电压减小,L2中的电流减小,则电流表A中的电流变大,与题意相矛盾,故C、D错误.例3 C [解析]电流表和电阻R1并联,R1的阻值为电流表内阻的,则由并联电路特点可知,通过电流表的电流I A是通过R1的电流的,则I A=I总,其中I总为干路电流,所以可以用电流表上表示0.02A的一个小格表示总电流0.06A,选项C正确.考点二例4 BD [解析]基础解法(程序法):将P由a端向b端滑动,R3接入电路的阻值减小,则总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,电压表示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I总(R1+r),I总增大,则U2减小,I2=减小,电流表的示数I A=I总-I2增大,B正确;由P2=R2知P2减小,C错误;U ab=φa-φb=φa=U2,故φa降低,D正确.能力解法一(结论法):由于R3减小,R2与R3并联,则U2、I2均减小,由P2=R2知P2减小,C错误;φa=φa-φb=U ab=U2减小,D正确;因为R1间接与R3串联,故I1、U1均增大,电压表示数增大,A错误;根据I A=I1-I2知I A增大,B正确.能力解法二(极限法):将滑片P滑至b点,则R3=0,φa=φb=0,D正确;R2上电压为零,则功率也为零,C错误;当R3=0时,总电阻最小,总电流最大,R1上电压最大,故A错误;由于I A=I1-I2,此时I1最大,I2=0最小,故I A最大,B正确.例5 ACD [解析]将滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻R变减小,由I= ,知电流表A的示数增大,A正确;电流表V2测量的是路端电压,U2=E-Ir减小, B错误;U3=E-Ir-IR,则有ΔU3=ΔI(R+r),ΔU3与ΔI的比值等于R+r,即大于r,C正确;ΔU2=ΔIr,ΔU1=ΔIR,又知R>r,故ΔU1大于ΔU2,D正确.[点评]分析ΔU时,根据电路中所有电阻两端的电压之和是不变的,一部分电路两端的电压减小多少,其余部分电路两端的电压就增大多少,分析时一定要根据电路的特点找电阻不变的部分进行分析.例6 C [解析]由已知条件及电容定义式C=可得,Q1=U1C,Q2=U2C,则=.S断开时等效电路如图甲所示,有U1=·E×=E;S闭合时等效电路如图乙所示,有U2=·E=E,则==,故C正确.甲乙考点三例7 AC [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)的电源连成的闭合电路(如图甲所示),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,A正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值电阻,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r,如图乙所示),R1获得的电功率最大,故B错误,C正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,电源内阻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,电源输出功率不一定最大,故D错误.变式题 BC [解析]当滑片位于中央时,并联电阻最大,并联电阻两端的电压最大,故并联电阻为==Ω=10Ω,解得R2=20Ω,B正确;当滑片位于中央时,电压表的示数最大,外电阻也最大,电源的效率η==最高,即当电压表示数为5.0V时,电源的效率最高,C正确;当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.25A,此时Pa部分电阻R aP=Ω=16Ω,Pb部分电阻R bP=R2-R aP=4Ω,通过Pb部分支路的电流为A=1.00A,干路电流为0.25A+1.00A=1.25A,根据闭合电路欧姆定律得E=4V+1.25A×(R1+r),E=5V+1A×(R1+r),联立解得R1+r=4Ω,E=9V,A错误;当R2两部分的并联电阻等于R1+r=4Ω时,R2消耗的功率最大,此时电压表的示数不是5.0V,D错误. [点评](1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R=分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解.(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,而是只有50%.考点四例8 B [解析]根据图像可知,E1=E2=10V,r1=Ω,r2=Ω,所以r1∶r2=3∶2,E1∶E2=1∶1,选项A错误,选项B正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出,此时小灯泡消耗的功率分别为P1=18.2W和P2=30W,小灯泡的电阻分别为R1=Ω,R2=Ω,选项C、D错误.变式题 BC [解析]P1=U1I1=4×2W=8W,P2=U2I2=2×4W=8W,A错误,B正确;η1=,η2=,可得η1>η2,C正确,D错误.图23-11.(多选)一个T形电路如图23-1所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω.另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则( )A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是40ΩB.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40ΩC.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为80VD.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80V[解析]AC 当c、d端短路时,等效电阻R=R1+=40Ω,A正确;当a、b端短路时,等效电阻R'=R2+=128Ω,B错误;当a、b两端接通测试电源时,根据欧姆定律得I==A=2A,所以U cd=IR3=80V,C正确;当c、d两端接测试电源时,I'==A=A,U ab=I'R3=25V,D错误.2.如图23-2所示,电源为“9V 1Ω”的电池组,要将“4V 4W”的灯泡接入虚线框中,在正常发光的条件下,最多能接( )图23-2A.2个B.3个C.4个D.5个[解析]D 要使灯泡正常发光,灯泡两端电压为4V,每个灯泡的工作电流为1A.当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,所接灯泡最多,此时电源内电压为5V,电路中的总电流为5A,所以最多能接5个灯泡.3.(多选)[2018·黑龙江大庆质检]如图23-3所示,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,C1、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值,则下列说法正确的是( )图23-3A.减小R1时,C1、C2所带的电荷量都增大B.增大R2时,C1、C2所带的电荷量都增大C.增大R3时,C1、C2所带的电荷量都增大D.减小R4时,C1、C2所带的电荷量都增大[解析]BD R1上没有电流流过,R1是等势体,故减小R1时,C1两端电压不变,C2两端电压不变,C1、C2所带的电荷量都不变,选项A错误;增大R2时,C1、C2两端电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增大,选项B正确;增大R3时,C1两端电压减小,C2两端电压增大, C1所带的电荷量减小,C2所带的电荷量增大,选项C错误;减小R4时,C1、C2两端电压都增大,C 1、C2所带的电荷量都增大,选项D正确.图23-44.(多选)如图23-4所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,电流表的示数为I,电容器带的电荷量为Q.在这个过程中,如图23-5所示的图像正确的是( )图23-5[解析]BD 表示电源内阻和R1之和,是不变的,A错误,B正确;电容器带的电荷量Q=CU R1=CIR1,C错误,D正确.图23-65.(多选)[2016·江苏卷]如图23-6所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有( )A.路端电压为10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A[解析]AC 设四个电阻的等效电阻为R路,由=+得R路=10Ω,由闭合电路欧姆定律知,I===1A,设路端电压为U,则U=IR路=1A×10Ω=10V,选项A正确;电源的总功率P=EI=12W,选项B错误;设电源负极电势为0,则a点电势φa=0.5A×5Ω-0=2.5V,b点电势φb=0.5A×15Ω-0=7.5V,则a、b两点的电势差U ab=φa-φb=2.5V-7.5V=-5V,所以a、b间电压的大小为5V,选项C正确;当将a、b两点用导线连接后,由于导线没有电阻,此时a、b两点电势相等,电路总电阻为9.5Ω,电流I'==A,故选项D错误.6.(多选)[2016·上海卷]如图23-7所示电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( )图23-7A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3[解析]BC 因电源内阻不计,故路端电压不变,电压表示数不变;当滑片位于中点时,滑动变阻器接入电路的电阻有最大值,电流表所在电路的电流有最小值,所以B、C正确.7.[2018·安徽江南十校联考]如图23-9所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S为单刀双掷开关.当开关由1位置打到2位置时,下列说法中正确的是( )图23-9A.电压表读数将变小B.L1亮度不变,L2将变暗C.L1将变亮,L2将变暗D.电源内阻的发热功率将变小[解析]A 开关在位置1时,外电路总电阻R总=R,电压表示数U=E=E,每个灯泡两端的电压U1=U2=U=E,电源内阻的发热功率为P热==.开关在位置2时,外电路总电阻R总'=R,电压表示数U'=E=E,灯泡L1的电压U1'=E,L2的电压U2'=E,电源内阻的发热功率为P热'==.综上所述,电压表读数变小,故A正确.L1亮度不变,L2将变亮,故B、C错误.电源内阻的发热功率将变大,故D错误.8.如图23-10所示电路中,灯L标有“6V 3W”,定值电阻R1=4Ω,R2=10Ω,电源内阻r=2Ω,当滑片P滑到最下端时,电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光.图23-10(1)求滑动变阻器最大值R;(2)当滑片P滑到最上端时,求电流表的读数;(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,求滑动变阻器消耗的功率.[答案](1)12Ω (2)2A(3)3.84W[解析](1)灯L的电阻R L==Ω=12Ω当P滑到下端时,R2被短路,灯L与整个滑动变阻器R并联,此时灯正常发光,通过灯L的电流为I L==A=0.5A通过滑动变阻器R的电流为I R=I-I L=1A-0.5A=0.5A即滑动变阻器最大值R=R L=12Ω.(2)电源电动势E=I=1×(4+2+6)V=12V当P滑到上端时,灯L、滑动变阻器R及电阻R2都被短路,此时电流表的读数为I'==A=2A.(3)P位于滑动变阻器的中点时,灯L与滑动变阻器的上半部分并联后再与R1串联,则此时R并==Ω=4ΩI总==A=1.2A并联部分的电压为U并=I总R并=1.2×4V=4.8V滑动变阻器上消耗的功率为P R==W=3.84W.专题六 电学实验专题【热点题型探究】热点一一、1.(1)0.01 (2)固定刻度 可动刻度2.9mm0.1mm0.1mm19mm0.05mm0.05mm49mm0.02mm0.02mm例1 (1)17.7 23.85 10.46 (2)2.150 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5(4)1987 将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0 0~19998Ω[解析](1)最上面图读数:整毫米数是17mm,不足1毫米数是7×0.1mm=0.7mm,最后结果是17mm+0.7mm=17.7mm.中间图读数:整毫米数是23mm,不足1毫米数是17×0.05mm=0.85mm,最后结果是23mm+0.85mm=23.85mm.最下面图读数:整毫米数是10mm,不足1毫米数是23×0.02mm=0.46mm,最后结果是10mm+0.46mm=10.46mm.(2)固定刻度示数为2.0mm,不足半毫米的从可动刻度上读,其示数为15.0×0.01mm,最后的读数是2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm.(3)①使用0~0.6A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02A,表针示数为0.44A;当使用0~3A量程时,每一小格为0.1A,表针示数为2.20A.②电压表使用0~3V量程时,每小格表示0.1V,表针示数为1.70V;使用0~15V量程时,每小格表示0.5V,表针示数为8.5V.(4)电阻为1987Ω.最简单的操作方法是先将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Ω,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9999Ω=19998Ω,故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为0~19998Ω.变式题 1.220 6.860[解析]20分度游标卡尺的精度为0.05mm,主尺读数为12mm,游标尺读数为4×0.05mm=0.20mm,游标卡尺的读数为12.20mm=1.220cm.螺旋测微器读数:固定刻度读数+可动刻度读数=6.5mm+36.0×0.01mm=6.860mm.热点二例2 (1)A (2)0~0.6A[解析](1)C与D电路图不符合电压从零开始调节.小灯泡的电阻R L==Ω=28.8Ω,=144,=520.8,由于<,故电流表应采用外接法, A正确,B错误.(2)小灯泡的额定电流I==A≈0.4A,故电流表量程选0~0.6A.变式题 R x1 大于 小于[解析]==10,==20,故<,应该采用电流表内接法,即图甲接法.由“大内偏大,小外偏小”的结论可知,电流表内接时测量值R x1大于真实值,外接时测量值R x2小于真实值.热点三例3 (1)乙 如图所示 (2)R1 (3)[解析](1)甲图中,因为电压表V2的内阻准确值不知,所以电压表V2与R0并联后的电阻准确值不知,根据=可知,无法求出R V1,而乙图中,根据=可知,可以求出R V1=,故用乙电路较合理,电路连接如图所示.(2)实验中滑动变阻器要用分压接法,故应选取阻值较小的R1.(3)根据欧姆定律可知R V1==.变式题 (1)如图所示 (2) (3)等于[解析](1)实物连线图如图所示.(2)第一次测量,由欧姆定律知,电压表与电流表的示数之比为电压表和R P的并联电阻,即=R并;第二次测量,电压表与电流表的示数之比为电压表、R x和R P的并联电阻,=,联立解得R x=.(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量,所以被测电阻的测量值等于真实值.【高考模拟演练】1.(1)如图所示(4)R0 (6)48.2[解析](4)开关S2掷于1端,由欧姆定律可得通过R x的电流I=,将开关S2掷于2端,R0和R x串联电路电压为U2,R x两端电压为U=U2-U1,由欧姆定律可得待测电阻阻值R x== R0=R0.(6)5次测量所得的平均值为×(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,则R x=R0=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω.2.(1)A D F (2)a d c g f h (3)-或U-或-R(横纵坐标互换亦可)[解析](1)若选用0~1000Ω的滑动变阻器,则电路中的电流太小,且移动滑动变阻器滑片时,电压表和电流表的示数要么变化得特别慢,要么变化得特别快,所以滑动变阻器选用F;电源的电动势为4.5V,所以电压表选用D;若电流表选用B,则移动滑动变阻器的滑片时,电流表的指针要么偏转得特别小,要么突然偏转得比较大,所以电流表选用A.(2)电压表测量路端电压,滑动变阻器接成限流式,电键要控制整个电路.(3)由闭合电路欧姆定律得(R+r)=E,变形得=·+,或U=-r·+E,或=·R+,则可以为纵坐标,为横坐标,或以U为纵坐标,为横坐标,或以为纵坐标,R为横坐标.3.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示(3)电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2 (4)R[解析](1)要测出待测电压表V1的内阻,可以将V1与阻值大致相当的定值电阻串联,通过测出串联电路的总电压和V1对应的电压,利用串联电路中电压之比等于电阻之比即可求出V1的内阻,所以测量电路部分是待测电压表V1与定值电阻R串联,然后再将其与电压表V2并联;由于滑动变阻器的总电阻远小于待测电压表内阻,所以滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图甲所示.(2)实物连接如图乙所示.(3)、(4)根据串联电路规律有=,解得R V1=,需要测得电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2.1.某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,有如下器材可供选择:电流表A1(量程0~300mA,内阻约为5Ω);电流表A2(量程0~600mA,内阻约为1Ω);电压表V(量程0~15V,内阻约为3kΩ);滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0~50Ω,额定电流为0.01A);电源E(电动势为3V,内阻较小);定值电阻R0(5Ω);单刀单掷开关S一个、导线若干.实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能地减小误差.(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选 .(2)在虚线框内画出测量A1内阻的电路原理图,并在图中标出所用仪器的代号.(3)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为r1= ;式中各符号的物理意义是 .[答案](1)R1 (2)如图Z6-1所示 (3)R0 I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值图Z6-1[解析](1)滑动变阻器要用分压式接法,选最大阻值较小的滑动变阻器R1.(2)要测出待测电流表A1的内阻,可将A1与阻值大致相当的定值电阻并联,通过测出并联电路的总电流和A1对应的电流,利用并联电路中电流与电阻成反比即可求出A1的内阻,电路图如图Z6-1所示.(3)通过定值电阻R0的电流为I2-I1,A1两端的电压等于R0两端的电压,所以r1=R0,I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值.2.某同学对有故障的电热毯进行探究,图Z6-2甲是电热毯的电路示意图,其中电热丝和导线通过金属接线片连接,图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表和电流表均可视为理想电表.图Z6-2(1)断开S1,用测试电路在1和1'之间检测得知电热丝无故障,然后测得电热丝的U-I图线如图丙所示.可求得此电热丝的电阻为 Ω.(2)在虚线框内画出与图乙对应的电路原理图.(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关S 1和S 2,用表笔A 和B 分别对图甲中的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在 (选填“1和2”“1'和2'”“2和3”或“2'和3'”)间. 测试点3和3'1和1'1和31和2'2'和3'电压表有有无有无电表指针有无偏转电流表无有有无有[答案](1)580(570~590均可)(2)如图Z6-3所示 (3)1'和2'图Z6-3[解析](1)由图线得电热丝的电阻R=580Ω.(2)如图Z6-3所示.(3)3和3'接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认3和3'间存在断路;1和1'接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和1'之间为通路;1和3接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和3之间为通路;再结合1和2'及2'和3'接入A、B之间时,两电表指针偏转情况,可知断路故障在1'和2'之间.3.为了测量一个阻值较大的未知电阻的阻值,某同学使用了干电池(1.5V)、毫安表(1mA)、电阻箱(0~9999Ω)、开关、导线等器材.(1)该同学设计的实验电路如图Z6-4甲所示,实验时,将电阻箱阻值调至最大,断开S 2,闭合S1,减小电阻箱的阻值,使毫安表的示数为I1=1.00mA;然后保持电阻箱阻值不变,断开S1,闭合S2,此时毫安表示数为I2=0.8mA.由此可得被测电阻的阻值为 Ω.图Z6-4(2)经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致,因此会造成误差.为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图乙所示的实验电路,实验过程如下:断开S1,闭合S2,此时毫安表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为I;断开S2,闭合S1,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为 ,记录此时电阻箱的阻值大小为R0.由此可测出R x= .[答案](1)375 (2)I R0[解析](1)设毫安表内阻为R mA,电流为I1时电阻箱的阻值为R,S2断开、S1闭合时,根据闭合电路的欧姆定律有E=I1(R+R mA+r),S1断开、S2闭合时,E=I2(R x+R+R mA+r),联立解得R x=·E=375Ω.(2)根据图乙所示电路测电阻,毫安表起指示作用,用以检测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性,根据等效替代法的测量原理,毫安表示数仍为I,所以R x=R0.4.研究小组利用下表中的实验器材测量电流表A1的内阻r1.器材规格电流表A1量程0~10mA,内阻r1待测(约为40Ω)电流表A2量程0~500μA,内阻r 2=750Ω电压表V量程0~6V,内阻r3=3kΩ电阻R1阻值为100Ω滑动变阻总电阻为10Ω器R2电池E电动势为1.5V,内阻很小开关S,导线若干(1)两位同学分别设计了如图Z6-5甲和乙所示电路,小组讨论后发现两电路均存在问题,请指出两电路存在的问题:图Z6-5 .(2)另一位同学对电路乙优化后进行实验,得到若干组数据,如下表所示.请你根据数据在图Z6-6中画出I1-I2的关系图线.I1/mA2.004.006.007.008.009.00I2/μ110210320370430480A图Z6-6(3)根据所描图线可知待测电流表的内阻为 Ω.(4)请你在虚线框中画出优化后的电路图.[答案](1)甲图电压表量程过大,测量中示数太小,测量精度较低;乙图两电流表量程均较小,调节过程中滑动变阻器调节范围过小,不易操作图Z6-7(2)图略 (3)40(38到42之间均可)(4)如图Z6-7所示。
高三一轮复习 恒定电流
高中物理复习08-恒定电流班级 姓名 得分知识网络:第1单元 基本概念和定律一、.电流条件:1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷方向:正电荷的定向移动的方向; 电源外部由高电势流向低电势, 电源外部由正极流向负极 二、电流强度——(I 标量)——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值,叫电流强度,简称电流。
1、定义式:tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位:1 C / s = 1 A 1 A = 10 3 mA 1 mA = 10 3 μA 2、电流的微观表达式已知:粒子电量q ,导体截面积s ,粒子定向移动的速率v ,单位体积的粒子的个数n推导: nqsv I tsvtnq t q I =⇒==三、欧姆定律1、内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:RU I =3、适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比,跟横截面积S 成反比。
sl R ρ= (1)ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。
单位是Ω m 。
(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
(3)料的电阻率与温度有关系: 五 .电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt ;由焦耳定律,电热Q=I 2Rt 。
其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。
1、电功和电功率电功:电场力对运动电荷所做的功,也叫做电流所做的功 UI p UIt W == 适用于任何电路;能量转化:把电能转化成其他形式的能 2、电热和热功率(焦耳定律)电流通过导体时,释放的热量 R I p RtI Q 22== 适用于任何电路6VU 1 U 2 3、纯电阻电路(一来一去,电能全部转化成内能(电阻、灯泡、电炉、电烙铁))真空中和电阻中电流作功把电能转变为其它形式的能的不同IRU Rt I UIt QW =⇒==24、非纯电阻电路(一来多去电能的一部分转化成热能(电动机、电解槽,电感,电容……)W =I 2 R t +其他形式的能量,即W>Q ,UIt>I 2Rt ,U>IR 5、对于电动机UI = I 2 R + 机械P 输入功率 内耗功率 输出功率 总功率 热功率 机械功率 6、关于用电器的额定值问题额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。
2020年高考一轮复习知识考点专题08《恒定电流与电学实验》
2020年高考一轮复习知识考点专题08 《恒定电流与电学实验》第一节 欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律【基本概念、规律】 一、电流、欧姆定律 1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动形成电流. (2)方向:规定为正电荷定向移动的方向. (3)三个公式①定义式:I =q /t ;②微观式:I =nqvS ;③I =UR .2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (2)公式:I =U /R .(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路. 二、电阻、电阻率、电阻定律 1.电阻(1)定义式:R =UI.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用越大. 2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.(2)表达式:R =ρl S .3.电阻率 (1)计算式:ρ=R Sl.(2)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. (3)电阻率与温度的关系①金属:电阻率随温度的升高而增大. ②半导体:电阻率随温度的升高而减小.③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体. 三、电功、电功率、焦耳定律 1.电功(1)实质:电流做功的实质是电场力对电荷做正功,电势能转化为其他形式的能的过程. (2)公式:W =qU =UIt ,这是计算电功普遍适用的公式.2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功叫电功率.(2)公式:P =Wt =UI ,这是计算电功率普遍适用的公式.3.焦耳定律电流通过电阻时产生的热量Q =I 2Rt ,这是计算电热普遍适用的公式. 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量. (2)表达式:P =Qt =I 2R .【重要考点归纳】考点一 对电阻、电阻定律的理解和应用 1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大小与导体的长度、横截面积及材料等有关,电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量,与导体长度、横截面积无关.(2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小. (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关. 2.电阻的决定式和定义式的区别3.某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点: (1)导体的电阻率不变.(2)导体的体积不变,由V =lS 可知l 与S 成反比. (3)在ρ、l 、S 都确定之后,应用电阻定律R =ρlS 求解.考点二 对伏安特性曲线的理解1.图甲中的图线a 、b 表示线性元件,图乙中的图线c 、d 表示非线性元件. 2.图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a <R b (如图甲所示). 3.图线c 的电阻减小,图线d 的电阻增大(如图乙所示).4.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻. 5.解决这类问题的两点注意:(1)首先分清是I -U 图线还是U -I 图线.(2)对线性元件:R =U I =ΔU ΔI ;对非线性元件R =U I ≠ΔUΔI ,即非线性元件的电阻不等于U-I 图象某点切线的斜率.考点三 电功、电热、电功率和热功率 1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.(1)无论是纯电阻还是非纯电阻,电功均可用W =UIt ,电热均可用Q =I 2Rt 来计算. (2)判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法:一是根据电路中的元件判断;二是看消耗的电能是否全部转化为内能.(3)计算非纯电阻电路时,要善于从能量转化和守恒的角度,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.【思想方法与技巧】“柱体微元”模型的应用1.模型构建:物质微粒定向移动,以速度方向为轴线从中选取一小圆柱作为研究对象,即为“柱体微元”模型.2.模型特点(1)柱体内的粒子沿轴线可认为做匀速运动. (2)柱体长度l =v ·Δt (v 为粒子的速度), 柱体横截面积S =πr 2(r 为柱体半径). 3.处理思路(1)选取一小柱体作为研究对象.(2)确定柱体微元中的总电荷量为Q =nv ΔtSq .(3)计算柱体中的电流I =QΔt=nvSq .4.“柱体微元”模型主要解决类流体问题,如微观粒子的定向移动、液体流动、气体流动等问题.第二节 电路 闭合电路的欧姆定律【基本概念、规律】 一、串、并联电路的特点 1.特点对比2.(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大. 二、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(2)表达式:E =Wq.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. 三、闭合电路欧姆定律1.内容: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.2.公式⎩⎪⎨⎪⎧I =E R +r 只适用于纯电阻电路E =U 外+U 内适用于任何电路3.路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. 【重要考点归纳】考点一 电路动态变化的分析1.电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,一处变化又引起了一系列的变化.2.电路动态分析的方法(1)程序法:电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I串联分压U →变化支路. (2)极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.3.电路动态分析的两个结论 (1)总电阻变化情况的判断①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小). ②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.(2)“串反并同”①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大.②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.考点二 电源的功率及效率问题电源总功率任意电路:P 总=EI =P 出+P 内纯电阻电路:P 总=I 2(R +r )=E 2R +r电源内部 P 内=I 2r =P 总-P 出纯电阻电路:P 出=I 2R =E 2R R +r2P U(1)大功率用P =I 2R =U 2R分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解. (2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%. 考点三 含容电路的分析和计算1.当含有电容器的直流电路达到稳定状态时,电容器处可视为断路,与之串联的电阻中无电流,不起降压作用.2.电容器电压等于与之并联的电阻的电压.3.电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时,电容器的电压等于路端电压. 4.在计算电容器所带电荷量的变化时,如果变化前后极板所带电荷的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和.【思想方法与技巧】利用U -I 图象解决非线性元件问题非线性元件有关问题的求解,关键在于确定其实际电压和电流,确定方法如下: (1)先根据闭合电路欧姆定律,结合实际电路写出元件的电压U 随电流I 的变化关系. (2)在原U -I 图象中,画出U 、I 关系图象. (3)两图象的交点坐标即为元件的实际电压和电流.突破电学设计性实验的思路和方法电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力,在高考中的考查频率很高.不少学生面对这类题感到无从下手.实际上,只要做到“三个明确”“三个选择”,问题便可迎刃而解.一、明确题目的要求认真审清题意,看清题目的要求.即审题时要看清题目要求测定什么物理量,验证、探究什么物理规律,或者要求设计达到何种标准的电路等.二、明确实验原理解决设计型实验题的关键在于选择实验原理.如果实验需要测定某些电学量,应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得,与哪些物理量有直接联系,可用哪些物理量定量地表示,用何种方法测定相关量,进而得出待求量.三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则,兼顾“运用仪器少,耗电少”等三条原则.1.安全性原则选用仪器组成电路,首先要保证实验正常进行.例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程,滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等.2.精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差,提高精确度.例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转,一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上,以减小因读数引起的偶然误差.“方便”是指实验中便于调节控制,便于读数.例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器.对大阻值的滑动变阻器,如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化,则不宜采用.对于滑动变阻器,还要权衡用分压式电路还是限流式电路.3.运用仪器少,耗电少原则在达到实验目的,各项指标均符合要求的前提下,还应注意运用的仪器尽量少和节约电能.例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路,若这两种调节电路均能满足要求,从消耗功率小,节约电能的角度,则应选用限流式电路.四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据:1.负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连续可调,应选分压电路.2.若负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总阻值R,应选分压电路.3.若负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器总阻值R或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流电路.4.两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路消耗的总功率小.五、测量电路的选择对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.1.阻值判断法:当R V≫R x时,采用电流表“外接法”;当R x ≫R A 时,采用电流表“内接法”. 2.倍率比较法: (1)当R V R x =R xR A,即R x =R V ·R A 时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”; (2)当R V R x >R xR A即R x <R V ·R A 时,采用电流表外接法; (3)当R V R x <R xR A即R x >R V ·R A 时,采用电流表内接法. 3.试触法:ΔU U 与ΔII 比较大小: (1)若ΔU U >ΔII,则选择电压表分流的外接法; (2)若ΔI I >ΔUU ,则选择电流表的内接法.六、实验器材的选择 1.安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流. 2.误差因素选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的13~23);使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近. 3.便于操作选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的. 4.关注实验的实际要求.实验七 测定金属的电阻率1.螺旋测微器(1)构造:如图甲,S 为固定刻度,H 为可动刻度.(2)原理:可动刻度H 上的刻度为50等份,旋钮K 每旋转一周,螺杆P 前进或后退0.5 mm ,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.甲 乙 (3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出. ②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm)③如图乙所示,固定刻度示数为2.0 mm ,不足半毫米,从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm +15.0×0.01 mm =2.150 mm.2.游标卡尺(1)构造(如图所示):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.(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.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是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.4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测=U x+U A电压表分流I测=I x+I V 电阻测量值R测=U测I测=R x+R A>R x测量值大于真实值R测=U测I测=R x R VR x+R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x一、实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法.3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率.二、实验原理用电压表测金属丝两端的电压,用电流表测金属丝的电流,根据R x =UI 计算金属丝的电阻R x ,然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l ,用螺旋测微器测量金属丝的直径d ,计算出金属丝的横截面积S ;根据电阻定律R x =ρl S ,得出计算金属丝电阻率的公式ρ=R x Sl =πd 2U4lI. 三、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.四、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d . 2.按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路.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,闭合电键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,断开电键S ,求出导线电阻R x 的平均值.5.整理仪器.一、伏安法测电阻的电路选择方法1.阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.2.临界值计算法R x <R V R A 时,用电流表外接法; R x >R V R A 时,用电流表内接法.3.实验试探法:按如图所示电路图接好电路,让电压表的一根接线柱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,则可采用电流表外接法;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,则可采用电流表内接法.二、数据处理1.在求R x 的平均值的两种方法(1)第一种是用R x =UI 算出各次的数值,再取平均值.(2)第二种是用U -I 图线的斜率求出.2.计算电阻率:将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U4lI .三、误差分析1.金属丝直径、长度的测量带来误差.2.若为内接法,电流表分压,若为外接法,电压表分流. 四、注意事项1.测量直径应在导线连入电路前进行,测量金属丝的长度,应在连入电路后拉直的情况下进行.2.本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.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.实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式. 2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线. 二、实验原理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U -I 坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来.三、实验器材小电珠“3.8 V ,0.3 A”、电压表“0~3 V ~15 V”、电流表“0~0.6 A ~3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.四、实验步骤1.画出电路图(如实验原理图所示).2.将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示的电路.3.测量与记录移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U 和电流值I ,并将测量数据填入自己设计的表格中.4.数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点.(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线.一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较电路图负载R上电压的调节范围RER+R0≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节范围ER+R0≤I≤ER0≤I≤ER1.限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压,分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压.2.要求电压从0开始逐渐增大,采取分压式接法.三、误差分析1.电流表外接,由于电压表的分流,使电流表示数偏大.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.四、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.滑动变阻器应采用分压式接法,目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.3.闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端.4.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.实验九测定电源的电动势和内阻一、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;进一步理解闭合电路的欧姆定律.2.掌握用图象法求电动势和内阻的方法.二、实验原理1.实验依据:闭合电路欧姆定律.2.E 和r 的求解:由U =E -Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1=E -I 1r U 2=E -I 2r,解得E 、r .3.图象法处理:以路端电压U 为纵轴,干路电流I 为横轴,建系、描点、连线,纵轴截距为电动势E ,直线斜率k 的绝对值为内阻r .三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔. 四、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.第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组U /V I /A4.断开开关,拆除电路,整理好器材.一、数据处理1.列多个方程组求解,再求E 、r 的平均值. 2.用作图法处理数据,如图所示.(1)图线与纵轴交点为E ; (2)图线与横轴交点为I 短=Er ;(3)图线的斜率表示r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI . 二、误差分析1.偶然误差:(1)电表读数不准引起误差.(2)图象法求E 和r 时作图不准确. 2.系统误差:(1)采取电流表内接法,由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小.(2)采取电流表外接法,由于电流表分压,造成内阻的测量值偏大.三、注意事项1.为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池.2.电流不要过大,应小于0.5 A ,读数要快.每次读数后立即断开电源. 3.要测出不少于6组的(U ,I )数据,且变化范围要大些.4.若U -I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定.5.电流表要内接(因为r 很小).实验十 练习使用多用电表一、电流表与电压表的改装 1.改装方案U =I (R +R ) I R =(I -I )R (1)电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示.(2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移动到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正.二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红、黑表笔组成.欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联. 外部:接被测电阻R x .全电路电阻R 总=R g +R +r +R x .2.工作原理:闭合电路欧姆定律I =ER g +R +r +R x.3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻R x =0)时,调节调零电阻R ,使I =I g ,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.(1)当I =I g 时,R x =0,在满偏电流I g 处标为“0”.(图甲) (2)当I =0时,R x →∞,在I =0处标为“∞”.(图乙)(3)当I =I g2时,R x =R g +R +r ,此电阻值等于欧姆表的内阻值,R x 叫中值电阻.三、多用电表1.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. 2.外形如“基础再现”栏目中的实验原理图所示:上半部为表盘,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.3.多用电表面板上还有:欧姆表的调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔).四、二极管的单向导电性1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示.2.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示.3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极.一、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.会使用多用电表测电压、电流及电阻.3.会使用多用电表探索黑箱中的电学元件.二、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个.三、实验步骤1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.2.机械调零: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.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.5.测量定值电阻(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.一、多用电表对电路故障的检测1.断路故障的检测方法(1)将多用电表拨到电压挡作为电压表使用.①将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏.。
2020年高考一轮复习专题八 恒定电流
第一节 电路的基本概念和规律知识点一、电流1.形成的条件:导体中有自由电荷;导体两端存在电压.2.标矢性:电流是标量,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.2.表达式:I =UR.3.适用范围:金属导电和电解液导电,不适用于气体导电或半导体元件.知识点三、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S 成反比,导体电阻还与构成它的材料有关.2.公式:R =ρlS3.适用条件:粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液. 4.电阻率(1) 物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性.(2) 金属:电阻率随温度升高而增大;半导体:电阻率随温度升高而减小.知识点四、电功、电功率、电热及热功率1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功. (2)公式:W =qU =IUt (适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢.(2)公式:P =Wt=IU (适用于任何电路).3.焦耳定律 (1)电热:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体电阻及通电时间成正比. (2)公式:Q =I 2Rt (适用于任何电路). 4.电功率P =IU 和热功率P =I 2R 的应用 (1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P 电=UI ,热功率均为P 热=I 2R .(2)对于纯电阻电路而言:P 电=P 热=IU =I 2R =U 2R.(3)对于非纯电阻电路而言:P 电=IU =P 热+P 其他=I 2R +P 其他≠U 2R+P 其他.1.导体的伏安特性曲线(I -U)图线(1)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律; (2)非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律. (3)对伏安特性曲线的理解①图甲中,图线a 、b 表示线性元件,图乙中,图线c 、d 表示非线性元件。
(浙江专用)2020版高考物理一轮复习专题八恒定电流课件
三年模拟
A组 2017—2019年高考模拟·考点基础题组
考点一 电场力的性质
1.(2019浙江名校协作体2月联考,2)很多物理量的取值,可正可负,下面说法正确的是 ( ) A.在直线运动中,加速度取负号,说明物体一定在做减速运动 B.物体克服重力做功5焦耳,说明重力一定对该物体做了负功 C.物体A带电荷量为+2C,物体B带电荷量为-3C,说明物体A带的电荷量多 D.电流有方向,所以电流是矢量 答案 B 加速度与速度异号时,物体做减速运动同号时做加速运动,A错误;电荷量的正负表 示电性,带电荷量的多少看绝对值,C错误;虽然电流有方向,但电流是标量,D错误;故本题选B。
解析 (1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标 值为短路电流。 (2)a.如图所示。
b.电源输出的电功率
P=I2R=
E R
r
2
R=
R
E2 2r
r
2
R
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
Pmax= E2 4r
(3)电动势定义式
以下为教师用书专用(3)
3.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照 前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的 电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线 柱。 已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。 (1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。 (2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E和内阻r。 (3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单 位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。请推导证 明:P=ΔEk。
2020版高考新课标一轮复习:第8章 恒定电流
第八章 ⎪⎪⎪恒定电流[全国卷5年考情分析]第1节 电流 电阻 电功 电功率一、电流及欧姆定律 1.电流的理解(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)条件:①有可以自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
(3)方向:电流是标量,为研究问题方便,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在外电路中电流由电源正极到负极,在内电路中电流由电源负极到正极。
[注1](4)三个表达式①定义式:I =qt,q 为在时间t 内通过导体横截面的电荷量。
②微观表达式:I =nqSv ,其中n 为导体中单位体积内自由电荷的个数,q 为每个自由电荷的电荷量,S 为导体的横截面积,v 为自由电荷定向移动的速率。
③决定式:I =UR ,即欧姆定律。
2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比。
[注2] (2)适用范围:适用于金属和电解液等纯电阻电路。
二、电阻定律 1.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S 成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。
(2)表达式:R =ρlS 。
[注3]2.电阻率(1)计算式:ρ=R Sl。
(2)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性。
(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小。
三、电功率、焦耳定律 1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力做的功称为电功。
(2)公式:W =qU =IUt 。
(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程。
[注4] 2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。
(2)公式:P =Wt =IU 。
3.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正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。
(2)公式:Q =I 2Rt 。
[注5] 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量。
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此( )A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量.电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多.故A、B错误,C正确.闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故D错误.2.(2021年龙岩质检)如图所示,电源内阻为r,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变.某同学合上开关后,将变阻器滑片P由a端向b端移动时,则( )A.若R2>R0,L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2>R0,电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2<R0,L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2<R0,电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2>R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻.当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻增大,所以总电流减小,通过灯L1的电流减小,L1变暗;通过L2的电流变大,L2变亮.因不知道电源内阻与外电阻的大小关系,所以电源的输出功率无法判断,故A、B错误.当R2<R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,L1先变暗后变亮,故C正确;外电阻先增大后减小,所以电源的效率先增大后减小,故D 错误.3.(2021年南通月考)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2都能发光.后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏),电压表的读数增大,由此可推断,这一故障的原因可能是( )A .电阻R 1断路B .电阻R 2短路C .灯L 1两接线柱间短路D .电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大,所以路端电压增大,电源内阻上的电压减小,说明总电流减小,电路总电阻增大.若电阻R 1断路,会导致总电阻增大,总电流减小,而此时灯L 2两端电压会减小,致使灯L 2变暗,A 错误.若电阻R 2短路,灯L 2将不亮,B 错误.若灯L 1两接线柱间短路,电路的总电阻减小,总电流增大,电压表的读数减小,C 错误.若电阻R 2断路,电路的总电阻增大,总电流减小,电压表的读数增大,符合题意,而总电流减小,导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小,灯L 2两端电压增大,灯L 2变亮,D 正确.4.(2021年济宁检测)如图,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,V 与A 分别为电压表与电流表.初始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则( )A .V 的读数变大,A 的读数变小B .V 的读数变大,A 的读数变大C .V 的读数变小,A 的读数变小D .V 的读数变小,A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开,相当于电阻变大,则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小,故路端电压增大,V 的读数变大.把R 1归为内阻,内电压减小,故R 3中的电压增大,由欧姆定律可知R 3中的电流也增大,电流表示数增大,故B 正确.5.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ,额定电流为I ,线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作.则( )A .电动机消耗的总功率为I 2R B .电动机消耗的热功率为U 2RC .电源的输出功率为EID .电源的效率为1-IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI ,A 错误.电动机消耗的热功率为I 2R ,B 错误.电源的输出功率为UI ,C 错误.电源的效率为U E =E -Ir E,D 正确. 6.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线.曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5).如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A .电源1与电源2的内阻之比是3∶2B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知,E 1=E 2=10 V ,r 1=54 Ω,r 2=56Ω,所以r 1∶r 2=3∶2,E 1∶E 2=1∶1,A 、B 正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1=18.2 W 和P 2=30 W ,小灯泡的电阻分别为R 1=3552 Ω,R 2=56Ω,故C 、D 错误. 7.(多选)(2021年信阳质检)如图所示,电源电动势为E ,内阻为r .闭合开关S ,在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,电压表示数的变化量为ΔU ,电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时,电容器的带电量为Q .则在这个过程中,下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量干路电流,根据闭合电路欧姆定律U=E -I (R 1+r )得ΔU =ΔI (R 1+r ),解得ΔU ΔI=R 1+r 不变,故A 错误,B 正确.在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大,电阻R 1两端电压增大.根据Q =UC =CR 1I 可知,Q -I 图像是过原点的倾斜直线.故C 错误,D 正确.综合提升练习8.(多选)如图所示的电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关S ,电压表示数为U ,电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A .U 先变大后变小B .I 先变小后变大C .U 与I 比值先变大后变小D .U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故A 错误.滑片滑动过程中,电阻R 1的阻值先增大后减小,电压不变,所以电流表示数先减小后增大,故B 、C 正确.由于电压表示数没有变化,D 错误.9.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S ,下列说法正确的有( )A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I =E R =1 A ,所以路端电压U R =IR =10 V ,A 正确.电源的总功率P =IE =12 W ,B 错误.由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ,所以U a b =0.5×(15-5) V =5 V ,C 正确.a 、b 间用导线连接后,根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω,回路的总电阻为9.5 Ω,D 错误.10.某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池.用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3,重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ,则P =UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则P r =I 2r ,代入数据解得P r =1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ,所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ,容积为V ,水的密度为ρ,则M =ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ,则ΔE p =Mgh .设电动机的输出功率为P 0,则P 0=P -P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%=ΔE p .代入数据解得t =2×104 s .。
高中物理高考 高考物理一轮总复习考点大全第八章核心考点稳恒电流课件19_1129111102
Байду номын сангаас
分析:本题电路是一个混联的 部分电路,当滑动健 P滑到R1的某一
位置时,把 P以上部分的电阻记为 R1 x,把P以下部分的电阻记为 x,
则电路总电阻应是
R 0、R1
x以及x与R
并联电阻三者之和,两
2
个电流
表的示数分别指示通过
x和R
的电流大小.只要求出
2
x与R
并联部
2
分的电压,根据欧姆定 律就可求出 I1及I2的大小.
I1
U Pb x
R2 (R0
R1 )
UR2 (R0
R1 ) x
x2
R2 (R0
R1 )
(R0
UR2 R2 )2
4
( R0
2
R1
x)2
③
当R0
R1 , 且x
R0
2
R1
时,I 1有极小值,
即x增大时,I1先减小后增大;
I1m in
R2 (R0
R2U R1) (R0
R1)2 4
当R0
R1时,随x的增大
④P = P1 + P2 ;
⑤I = U U1 U2 ; R R1 R2
⑥I 2 P P1 P2 . R R1 R2
• (2)并联电路的性质
①U = U1 = U2 ; ②I = I1 + I2 ;
③1= 1 + 1 ; R R1 R2
④P = P1 + P2 ; ⑤U = IR = I1R1 = I2 R2 ; ⑥U2 = PR = P1R1 = P2 R 2 .
5、焦耳定律
• 电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体的电 阻和通电时间成正比.用Q表示电流通过导体产生的 热量,则
高考物理一轮复习知识点总结-恒定电流
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!恒 定 电 流一、电荷定向移动形成电流。
1、形成电流的条件:要有自由电荷,导体两端存在电压。
即:自由电荷在电场力的作用下定向移动。
2、电流方向:正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的反方向。
3、电流(I ):单位时间内流过导体横截面积的电荷量。
I=q/t q 表示电荷量,t 表示通电时间I=nqvS n :单位体积内的自由电荷数 q :自由电荷的电荷量v :电荷定向移动的速率(非常小,数量级10—5m/s ) S :导体横截面积国际单位:安培(A ) 1AmA 1mA=103μA 4、电流I 是标量,不是矢量。
二、欧姆定律:1、部分电路欧姆定律:导体中的电流与这段导体的两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。
公式:I=U/R适用条件:金属、电解液、纯电阻,对气态导体、晶体管等不适用。
2、闭合电路的欧姆定律: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。
I=E/(R+r )当外电阻增大,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小,电流增大,路端电压减小。
当电路开路时,根据U=E-Ir ,此时,U=E ;当电路短路时,E=Ir 。
3、电阻(R ):导体对电流阻碍作用的大小。
公式: 。
R 与U 、I 无关,是导体的一种特性Sl R ρ=IU IU R ∆∆==决定导体电阻大小的因素——导体的电阻定律:ρ:导体的电阻率,ρ越大表示导体导电能力越差。
ρ的国际单位:Ω·ml表示导体的长度,S表示导体的横截面积。
相同条件下,温度越高导体的ρ越大。
超导现象:当温度足够低(有的接近于绝对零度),导体的ρ变为零。
半导体:相同条件下,温度越高导体的ρ越小。
三、串、并联电路基本关系式:电流关系电压关系电阻关系n个相同的电阻比例关系串联I=I1=I2U=U1+U2用电器分电压,电阻越大,分压越多。
R=R1+R2R总=nR0相当于增加导体长度总电阻大于分电阻并联I=I1+I2用电器分电流,电阻越大,分流越少。
2020高考物理月刊专版 专题8 电场和恒定电流恒定电流专题复习课件 精品
P出 5.0kW ,U 380V , I 5.0A
m 60kg, g 10m s1
由P出 UI nmg sin 300 得,
n 25.8 即25人.
2. 电功率
(1)定义:电流所做的功跟完成这些功所需时间 的比值叫功率。
(2)公式: P IU
(3)单位: 瓦
(W ) 1kw 103W
3. 电热 (1)定义:电流通过导体时所产生的热量 (2)公式: Q I 2 Rt (焦耳定律)
(3)单位:焦耳
(三)电阻的连接 1. 串联电路 (1)电路中各处的电流强度相等。
又叫电势降落,其大小
时,电阻两端的电势差值, U IR
(二)电功、电功率、电热 1. 电功
(1)概念:电场力对电荷所做的功,常说成电流 的功,简称电功。
(2)公式: W UIt
(3)单位:在国际单位制中是焦耳 ,实用单位是度
(kw h)
1kw h 3.6 106 J
(二)电功、电功率、电热
恒定电流
(一)电流、电阻、电压 1. 电流 (1)概念:电荷的定向移动形成电流。 (2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。 (3)电流强度
① 定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。
② 定义式: I Q
t
③ 单位:安培 ( A,) 1A 10 3 mA 10 6 A
④ 电流强度是标量。
I1
: I2
:
I 3
1 R1
:
1 R2
:
1 R3
:
(5)功率分配:P1:源自P2:P3
:
1 R1
:
1 R2
:
1 R3
2020版高考物理一轮复习单元质检08 恒定电流(含解析)
单元质检八 恒定电流(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E 等于( )A.3.0 VB.3.6 VC.4.0 VD.4.2 VI=A =0.6A,又由闭合电路的欧姆定律得E=I (R+r )=0.6×(5+1)V =3.6V 。
UR =352.右图为一玩具起重机的电路示意图。
电源电动势为6 V,内阻为0.5 Ω,电阻R=2.5 Ω。
当电动机以0.5 m/s 的速度匀速向上提升一质量为320 g 的物体时(不计一切摩擦阻力,g 取10 m/s 2),标有“3 V 0.6 W”的灯泡正好正常发光。
则电动机的内阻为( )A.1.25 Ω B.3.75 ΩC.5.625 ΩD.1ΩP 出=mgv=1.6W,灯泡中电流I L ==0.2A,干路电流I==1A,电动机中电P 额U 额U -U 额r +R流I M =I-I L =0.8A,电动机的功率P=I M U M =I M U 额=R M +P 出,计算得R M =1.25Ω,所以A 正确。
I M 23.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3均为定值电阻,V与A均为理想电表;开始时开关S 闭合,V与A均有读数,某时刻V和A的读数均变大,则电路中可能出现的故障是( )A.R1断路B.R2断路C.R1短路D.R3短路R1断路时,电流表示数变为0,A错误;当R2断路时,外电路的总电阻变大,故路端电压变大,即电压表读数变大,电路的总电流减小,故R1上的电压减小,R3两端电压变大,故电流表读数变大,与题目所给的现象吻合,故电路是R2断路,B正确;当R1短路或R3短路时,外电路电阻变小,路端电压变小,即电压表示数变小,C、D错误。
2020年高考物理一轮复习考点及考纲解读 恒定电流(8)
2020年高考一轮复习考点及考纲解读(八)恒定电流名师解读恒定电流部分是高考必考内容之一,特别是电学实验更是几乎每年必考。
常见题型有选择题、实验题、计算题,其中以实验题居多。
高考考查的重点内容有:欧姆定律,串、并联电路的特点,电功及电热,闭合电路的欧姆定律,电阻的测量(包括电流表、电压表内阻的测量)。
其中含容电路、电路动态变化的分析、功率分配问题是命题率较高的知识点,尤其电阻的测量、测量电源的电动势和内电阻更是连续多年来一直连考不断的热点。
复习时要理解串、并联电路的特点,闭合电路欧姆定律的含义,另外,要密切注意半导体、超导等与生产和生活相结合的新情景问题。
样题解读【样题1】(江都市2020届高三联考)一中学生为即将发射的“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置,其原理可简化如图8-1,连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,该装置在地面上静止时其电压表指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值。
关于这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是A .飞船在竖直加速升空的过程中,如果电压表的示数为正,则飞船在竖直减速返回地面的过程中,电压表的示数仍为正B .飞船在竖直加速升空的过程中,如果电压表的示数为正,则飞船在竖直减速返回地面的过程中,电压表的示数为负C .飞船在近地圆轨道上运行时,电压表的示数为零D .飞船在近地圆轨道上运行时,电压表的示数所对应的加速度应约为9.8m/s 2 [分析] 飞船竖直加速升空的过程和竖直减速返回地面的过程中都发生超重现象,弹簧被压缩,变阻器的滑动头向下滑动,所以电压表的示数正负情况相同,A 项正确,B 项错误;飞船在近地圆轨道上运行时,处于完全失重状态,加速度等于重力加速度,约为9.8m/s 2,C 项错误,D 项正确。
[答案] AD[解读] 本题是力电转换器的一种模型,涉及到电阻的串并联、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用、电压表、牛顿第二定律、超重和失重等知识点,考查理解能力和推理能力,体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。
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2020年高考物理一轮复习考点归纳 专题08 恒定电流与电学实验目录第一节 欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律 (1)【基本概念、规律】 .......................................................................................................................................... 1 【重要考点归纳】 . (3)考点一 对电阻、电阻定律的理解和应用 ............................................................................................... 3 考点二 对伏安特性曲线的理解 ............................................................................................................. 3 考点三 电功、电热、电功率和热功率 ................................................................................................... 4 【思想方法与技巧】 (4)“柱体微元”模型的应用 (4)第二节 电路 闭合电路的欧姆定律 (4)【基本概念、规律】 .......................................................................................................................................... 4 【重要考点归纳】 . (5)考点一 电路动态变化的分析 .................................................................................................................. 5 考点二 电源的功率及效率问题 .............................................................................................................. 6 考点三 含容电路的分析和计算 .............................................................................................................. 6 【思想方法与技巧】 (7)利用U -I 图象解决非线性元件问题 ........................................................................................................ 7 突破电学设计性实验的思路和方法.. (7)实验七 测定金属的电阻率 ...................................................................................................................................... 9 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线 .................................................................................................................... 12 实验九 测定电源的电动势和内阻 ........................................................................................................................ 13 实验十 练习使用多用电表 (15)第一节 欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律【基本概念、规律】一、电流、欧姆定律 1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动形成电流. (2)方向:规定为正电荷定向移动的方向. (3)三个公式①定义式:I =q /t ;②微观式:I =nqvS ;③I =UR .2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (2)公式:I =U /R .(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路. 二、电阻、电阻率、电阻定律 1.电阻(1)定义式:R =UI.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用越大. 2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.(2)表达式:R =ρlS .3.电阻率 (1)计算式:ρ=R Sl.(2)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. (3)电阻率与温度的关系①金属:电阻率随温度的升高而增大. ②半导体:电阻率随温度的升高而减小.③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体. 三、电功、电功率、焦耳定律 1.电功(1)实质:电流做功的实质是电场力对电荷做正功,电势能转化为其他形式的能的过程. (2)公式:W =qU =UIt ,这是计算电功普遍适用的公式. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功叫电功率.(2)公式:P =Wt =UI ,这是计算电功率普遍适用的公式.3.焦耳定律电流通过电阻时产生的热量Q =I 2Rt ,这是计算电热普遍适用的公式. 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量. (2)表达式:P =Qt=I 2R .【重要考点归纳】考点一对电阻、电阻定律的理解和应用1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大小与导体的长度、横截面积及材料等有关,电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量,与导体长度、横截面积无关.(2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小.(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.2.电阻的决定式和定义式的区别3.某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点:(1)导体的电阻率不变.(2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比.(3)在ρ、l、S都确定之后,应用电阻定律R=ρlS求解.考点二对伏安特性曲线的理解1.图甲中的图线a、b表示线性元件,图乙中的图线c、d表示非线性元件.2.图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a<R b(如图甲所示).3.图线c的电阻减小,图线d的电阻增大(如图乙所示).4.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻.5.解决这类问题的两点注意:(1)首先分清是I-U图线还是U-I图线.(2)对线性元件:R=UI=ΔUΔI;对非线性元件R=UI≠ΔUΔI,即非线性元件的电阻不等于U-I图象某点切线的斜率.考点三电功、电热、电功率和热功率1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.(1)无论是纯电阻还是非纯电阻,电功均可用W=UIt,电热均可用Q=I2Rt来计算.(2)判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法:一是根据电路中的元件判断;二是看消耗的电能是否全部转化为内能.(3)计算非纯电阻电路时,要善于从能量转化和守恒的角度,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.【思想方法与技巧】“柱体微元”模型的应用1.模型构建:物质微粒定向移动,以速度方向为轴线从中选取一小圆柱作为研究对象,即为“柱体微元”模型.2.模型特点(1)柱体内的粒子沿轴线可认为做匀速运动.(2)柱体长度l=v·Δt(v为粒子的速度),柱体横截面积S=πr2(r为柱体半径).3.处理思路(1)选取一小柱体作为研究对象.(2)确定柱体微元中的总电荷量为Q=nvΔtSq.(3)计算柱体中的电流I=QΔt=nvSq.4.“柱体微元”模型主要解决类流体问题,如微观粒子的定向移动、液体流动、气体流动等问题.第二节电路闭合电路的欧姆定律【基本概念、规律】一、串、并联电路的特点1.特点对比串联 并联 电流 I =I 1=I 2=…=I n I =I 1+I 2+…+I n 电压 U =U 1+U 2+…+U n U =U 1=U 2=…=U n 电阻R =R 1+R 2+…+R n1R =1R 1+1R 2+…+1R n2.(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大. 二、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功. (2)表达式:E =Wq.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. 三、闭合电路欧姆定律1.内容: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. 2.公式⎩⎪⎨⎪⎧I =E R +r 只适用于纯电阻电路E =U 外+U 内适用于任何电路3.路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.【重要考点归纳】考点一 电路动态变化的分析1.电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,一处变化又引起了一系列的变化.2.电路动态分析的方法(1)程序法:电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I串联分压U→变化支路.(2)极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.3.电路动态分析的两个结论 (1)总电阻变化情况的判断①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.(2)“串反并同”①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大.②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.考点二 电源的功率及效率问题纯电阻电路:P 出=I 2R =E 2R R +r2P U(1)P =I 2R =U 2R分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解. (2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%. 考点三 含容电路的分析和计算1.当含有电容器的直流电路达到稳定状态时,电容器处可视为断路,与之串联的电阻中无电流,不起降压作用.2.电容器电压等于与之并联的电阻的电压.3.电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时,电容器的电压等于路端电压.4.在计算电容器所带电荷量的变化时,如果变化前后极板所带电荷的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和.【思想方法与技巧】利用U-I图象解决非线性元件问题非线性元件有关问题的求解,关键在于确定其实际电压和电流,确定方法如下:(1)先根据闭合电路欧姆定律,结合实际电路写出元件的电压U随电流I的变化关系.(2)在原U-I图象中,画出U、I关系图象.(3)两图象的交点坐标即为元件的实际电压和电流.突破电学设计性实验的思路和方法电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力,在高考中的考查频率很高.不少学生面对这类题感到无从下手.实际上,只要做到“三个明确”“三个选择”,问题便可迎刃而解.一、明确题目的要求认真审清题意,看清题目的要求.即审题时要看清题目要求测定什么物理量,验证、探究什么物理规律,或者要求设计达到何种标准的电路等.二、明确实验原理解决设计型实验题的关键在于选择实验原理.如果实验需要测定某些电学量,应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得,与哪些物理量有直接联系,可用哪些物理量定量地表示,用何种方法测定相关量,进而得出待求量.三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则,兼顾“运用仪器少,耗电少”等三条原则.1.安全性原则选用仪器组成电路,首先要保证实验正常进行.例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程,滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等.2.精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差,提高精确度.例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转,一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上,以减小因读数引起的偶然误差.“方便”是指实验中便于调节控制,便于读数.例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器.对大阻值的滑动变阻器,如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化,则不宜采用.对于滑动变阻器,还要权衡用分压式电路还是限流式电路.3.运用仪器少,耗电少原则在达到实验目的,各项指标均符合要求的前提下,还应注意运用的仪器尽量少和节约电能.例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路,若这两种调节电路均能满足要求,从消耗功率小,节约电能的角度,则应选用限流式电路.四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据:1.负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连续可调,应选分压电路.2.若负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总阻值R,应选分压电路.3.若负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器总阻值R或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流电路.4.两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路消耗的总功率小.五、测量电路的选择对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.1.阻值判断法:当R V≫R x时,采用电流表“外接法”;当R x≫R A时,采用电流表“内接法”.2.倍率比较法:(1)当R VR x=R xR A,即R x=R V·R A时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”;(2)当R VR x>R xR A即R x<R V·R A时,采用电流表外接法;(3)当R VR x<R xR A即R x>R V·R A时,采用电流表内接法.3.试触法:ΔU U与ΔII比较大小:(1)若ΔUU>ΔII,则选择电压表分流的外接法;(2)若ΔII>ΔUU,则选择电流表的内接法.六、实验器材的选择1.安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流.2.误差因素选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的13~23);使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近.3.便于操作选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的. 4.关注实验的实际要求.实验七 测定金属的电阻率1.螺旋测微器(1)构造:如图甲,S 为固定刻度,H 为可动刻度.(2)原理:可动刻度H 上的刻度为50等份,旋钮K 每旋转一周,螺杆P 前进或后退0.5 mm ,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.甲 乙 (3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出.②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm) ③如图乙所示,固定刻度示数为2.0 mm ,不足半毫米,从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm +15.0×0.01 mm =2.150 mm.2.游标卡尺(1)构造(如图所示):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.(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.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是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.4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表分压电压表分流一、实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法.3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率.二、实验原理用电压表测金属丝两端的电压,用电流表测金属丝的电流,根据R x =UI 计算金属丝的电阻R x ,然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l ,用螺旋测微器测量金属丝的直径d ,计算出金属丝的横截面积S ;根据电阻定律R x =ρl S ,得出计算金属丝电阻率的公式ρ=R x S l =πd 2U4lI.三、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.四、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d . 2.按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路.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,闭合电键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,断开电键S ,求出导线电阻R x 的平均值.5.整理仪器.一、伏安法测电阻的电路选择方法1.阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.2.临界值计算法R x <R V R A 时,用电流表外接法; R x >R V R A 时,用电流表内接法.3.实验试探法:按如图所示电路图接好电路,让电压表的一根接线柱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,则可采用电流表外接法;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,则可采用电流表内接法.二、数据处理1.在求R x 的平均值的两种方法(1)第一种是用R x =UI 算出各次的数值,再取平均值.(2)第二种是用U -I 图线的斜率求出.2.计算电阻率:将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U4lI .三、误差分析1.金属丝直径、长度的测量带来误差.2.若为内接法,电流表分压,若为外接法,电压表分流. 四、注意事项1.测量直径应在导线连入电路前进行,测量金属丝的长度,应在连入电路后拉直的情况下进行. 2.本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.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.实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式. 2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线. 二、实验原理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U -I 坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来.三、实验器材小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0~3 V ~15 V”、电流表“0~0.6 A ~3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.四、实验步骤1.画出电路图(如实验原理图所示).2.将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示的电路.3.测量与记录移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.4.数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点.(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线.一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较1.限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压,分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压.2.要求电压从0开始逐渐增大,采取分压式接法.三、误差分析1.电流表外接,由于电压表的分流,使电流表示数偏大.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.四、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.滑动变阻器应采用分压式接法,目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.3.闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端.4.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.实验九测定电源的电动势和内阻一、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;进一步理解闭合电路的欧姆定律. 2.掌握用图象法求电动势和内阻的方法. 二、实验原理1.实验依据:闭合电路欧姆定律.2.E 和r 的求解:由U =E -Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1=E -I 1rU 2=E -I 2r ,解得E 、r .3.图象法处理:以路端电压U 为纵轴,干路电流I 为横轴,建系、描点、连线,纵轴截距为电动势E ,直线斜率k 的绝对值为内阻r .三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔. 四、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.第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组U /V I /A4.断开开关,拆除电路,整理好器材.一、数据处理1.列多个方程组求解,再求E 、r 的平均值. 2.用作图法处理数据,如图所示.(1)图线与纵轴交点为E ; (2)图线与横轴交点为I 短=Er ;(3)图线的斜率表示r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI . 二、误差分析1.偶然误差:(1)电表读数不准引起误差.(2)图象法求E 和r 时作图不准确.2.系统误差:(1)采取电流表内接法,由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小.(2)采取电流表外接法,由于电流表分压,造成内阻的测量值偏大.三、注意事项1.为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池.2.电流不要过大,应小于0.5 A ,读数要快.每次读数后立即断开电源. 3.要测出不少于6组的(U ,I )数据,且变化范围要大些.4.若U -I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定.5.电流表要内接(因为r 很小).实验十 练习使用多用电表一、电流表与电压表的改装 1.改装方案I R =(I -I )R2.校正(1)电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示.(2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移动到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正.二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红、黑表笔组成.欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联. 外部:接被测电阻R x .全电路电阻R 总=R g +R +r +R x .2.工作原理:闭合电路欧姆定律I =ER g +R +r +R x.3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻R x =0)时,调节调零电阻R ,使I =I g ,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.(1)当I =I g 时,R x =0,在满偏电流I g 处标为“0”.(图甲) (2)当I =0时,R x →∞,在I =0处标为“∞”.(图乙)(3)当I =I g2时,R x =R g +R +r ,此电阻值等于欧姆表的内阻值,R x 叫中值电阻.三、多用电表1.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.2.外形如“基础再现”栏目中的实验原理图所示:上半部为表盘,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.3.多用电表面板上还有:欧姆表的调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔).四、二极管的单向导电性1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示.2.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示.3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极.一、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.会使用多用电表测电压、电流及电阻.3.会使用多用电表探索黑箱中的电学元件.二、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个.三、实验步骤1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.2.机械调零: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.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.。