精讲精练 优化方案】2015届高考物理大一轮复习配套学案：第七章 恒定电流 word版含解析（2014高考）

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1、 考纲展示 热点视角 1.欧姆定律Ⅱ 2．电阻定律Ⅰ 3．电阻的串联、并联Ⅰ 4．电源的电动势和内阻Ⅰ 5．闭合电路的欧姆定律Ⅱ 6．电功率、焦耳定律Ⅰ 实验七：测定金属的电阻率 (同时练习使用螺旋测微器) 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验九：测定电源的电动势和内阻 实验十：练习使用多用电表 说明：不要求解反电动势的问题. 1.部分电路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、电路的串、并联规律仍为高考重点考查的内容之一，包括串、并联电路的计算(电流、电压、电阻的求解)、电功和电功率在串、并联电路中的分配以及含电容电路的分析与计算，特别是直流电路的动态问题分析

2、，是高考的热点，常以选择题的形式出现． 2．对电学实验(包括实验原理、实验方法的理解和实验的创新设计等)的考查，是热点中的热点，以填空题的形式出现． 3．本章知识常与电场、电磁感应、交流电等知识结合，考查学生的综合分析能力，这类题目常以计算题的形式出现. 第一节　欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律 一、欧姆定律 1．内容：导体中的电流跟导体两端的______成正比，跟导体的______成反比． 2．公式：I＝. 3．适用范围 (1)金属导电和________导电(对气体导电不适用)． (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)． 二、电阻、电阻率、

3、电阻定律 1．电阻 (1)定义式：R＝______. (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______. 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的______成正比，与它的__________成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关． (2)表达式：R＝________. 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝________. (2)物理意义：反映导体的__________，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______. ②半导体：电阻率随温度的升高而______. ③超导体：

4、当温度降低到__________附近时，某些材料的电阻率突然________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________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＝________，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＝＝______，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＝______，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＝＝_______

5、_.,1.(单选)对于欧姆定律，下列理解正确的是(　　) A．从I＝U/R中可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B．从R＝U/I中可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C．从U＝IR中可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大 D．从R＝U/I中可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 2－1.(单选)一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是(　　) A．0.4 A　　　　　　　　 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2

6、 A 2－2.(单选)(2014·哈尔滨统测)关于电阻率，下列说法中正确的是(　　) A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B．各种材料的电阻率大都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而减小 C．所谓超导体，是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为无穷大 D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻 3．(多选)如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法正确的是(　　) A．电能转化为化学能的功率为0.12 W B．充电器输出的电功率为

7、0.14 W C．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D．充电器把0.14 W的功率储存在电池内 　　　　　　　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，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好． (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，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小． (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 公式 R＝ρ R＝ 区别 电阻定律的决

8、定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 (单选)(2014·广州模拟)有两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后绞合起来，则其电阻之比为(　　) A．1∶16　　　　　　　 B．16∶1 C．1∶4 D．4∶1 [解题探究]　(1)导体被拉伸或绞合后不变的两个物理量是什么？ (2)A拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的多少？ (3)B对折绞合，长度变为原来的多少？横截面积变为原来的多少？ [尝试解答]　_

9、_______ [总结提升]　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＝ρ求解． 1. (单选)如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab＝10 cm，bc＝5 cm，当A与B之间接入的电压为U时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为U时，其电流为(　　) A．4 A B．2 A C．0.5 A D．0.25 A 　　　　　　　对欧姆定律及伏安特性曲线的理解 1．I＝与R＝的区别 (1)I＝是欧姆定律的数学表达式

10、，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比． (2)公式R＝是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”． 2．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Ra＜Rb(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． (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点

11、的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　) A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小 [尝试解答]　________ [思维总结]　解决这类问题的基本思路： (1)首先分清是I－U图线还是U－I图线． (2)对线性元件：R＝＝；对非线性元件R＝≠，即非线性元件的电阻不等于U－I图象某点切线的斜率． 2. (单选)(2014·湖北孝感统考)某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的

12、是(　　) A．B点的电阻为12 Ω B．B点的电阻为40 Ω C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 　　　　　　　电功、电热、电功率和热功率 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热

13、功率是多少？ [思路点拨]　电动机不转时为纯电阻还是非纯电阻？ 电动机正常工作时呢？ [课堂笔记] [规律总结]　(1)无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为W＝UIt，电热均为Q＝I2Rt. (2)处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解． (3)非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理，如电风扇卡住不转时即为纯电阻． 3. 如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6 Ω，电路中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端的电压U＝160 V，理想电压表的示数U′＝1

14、10 V，则通过电动机的电流是多少，电动机的输入功率和输出功率又各是多少？ 　“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)运用相关物理规律，结合柱体微元与整体对象的关系进行分析计算． 范例　来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kV的直线加

15、速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e＝1.60×10－19 C．这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为N1和N2，则N1∶N2等于多少？ [解析]　 质子流每秒打到靶上的质子数由I＝可知＝＝6.25×1015(个)． 建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v1、v2，在L和4L处作两个长为ΔL(极短)的柱体微元．因ΔL极短，故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1、v2.对于这

16、两个柱体微元，设单位体积内质子数分别为n1和n2，由I＝＝＝neSv可知，I1＝n1eSv1，I2＝n2eSv2，作为串联电路，各处的电流相等． 所以I1＝I2，故＝. 根据动能定理，分别有eEL＝mv，eE·4L＝mv， 可得＝，所以有＝，因此，两柱体微元中的质子数之比＝＝. [答案]　6.25×1015个　2∶1 [方法总结]　“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． 4. (单选)如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于

17、棒的运动而形成的等效电流大小为(　　) A．vq　　　　　　　　　 B. C．qvS D. 一 高考题组 1．(单选)(2012·高考上海卷)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J，为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　) A．3 V,1.8 J　　　　　　　　 B．3 V,3.6 J C．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J 2．(单选)(2012·高考浙江卷)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普

18、通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　) A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h 二 模拟题组 3．(多选)(2014·济南模拟)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法中正确的是(　　) A．R1中的电流小于R2中的电流 B．R1中的电流等于R2中的电流 C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定

19、向移动的速率 D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率 4．(单选) 酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，R0为定值电阻．以下关于电压表示数的倒数与酒精气体浓度的倒数之间关系的图象，正确的是(　　) 温馨提示 日积月累，提高自我　请做课后达标检测21 第二节　电路　闭合电路的欧姆定律 一、串、并联电路的特点 1．特点对比 串联 并联 电流 I＝__________ I＝________ 电压 U＝________ U＝______

20、__ 电阻 R＝__________ ＝________ 2.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻______其中任一部分电路的总电阻． (2)并联电路的总电阻______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________在电源内从______移送到______所做的功． (2)表达式：E＝______. (3)物理意

21、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______，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______，跟内、外电路的电阻之和成______. 2．公式 3．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝______. (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 ____________. ②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为________. ③图线的斜率的绝对值为电源的______.,1.(单选)电阻R1与R2并

22、联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为(　　) A．1∶2　　　　　　　　 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 2．(多选)关于电源的电动势，下列说法正确的是(　　) A．非静电力做的功越多，电动势就越大 B．E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的 C．电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势 D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大 3－1.(单选)一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4

23、 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为(　　) A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω 3－2.(单选)(2014·金华模拟)电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压的说法正确的是(　　) A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大 C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压下降 D．若外电路断开，则路端电压为零 3－3.(多选) 如图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知(　　) A．电源电动势为2 V B．电源内

24、电阻为 Ω C．电源短路时电流为6 A D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A 　　　　　　　动态电路的分析 1．电路动态分析类问题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→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)判定总电阻变化情况的规律 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

25、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． ③ 在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与灯泡并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致． (单选)(2013·高考江苏卷)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发生警报，此时(　　) A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM

26、变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 [尝试解答]　________ 1．(单选) 在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时(　　) A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 　　　　　　　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＝I2(R＋r)＝ 电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内

27、 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% (多选) (2012·高考上海卷)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的(　　) A．总功率一定减小 B．效率一定增大 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小 [解题探究]　(1)当外电阻增大时，试分析以下物理量如何变化：①电源总功率，②电源的内部损耗功率，③电源的效率． (2)当外电阻多大时，电源的输出功率最大？ [尝试解答]　________ [总结提升]　(1)电源的输出功率大，效率不一定大

28、；效率大，输出功率不一定大． (2)外电阻越接近电源内阻值，输出功率越大． 2．(2014·深圳模拟)如图所示，电源的电动势为6 V，内阻是0.5 Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5 Ω，电阻R0＝3 Ω，若理想电压表的示数为3 V，试求： (1)电源的功率和电源的输出功率； (2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率． 　　　　　　　含容电路的分析和计算 　电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑

29、电容器是理想不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看做是断路．分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体做法是： 1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压． 2．当电容器和某一电阻串联后，任何电阻其阻值都应视为零．接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压． 3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．电量的多少可根据ΔQ＝C·ΔU计算． (2014·长春模拟)如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝

30、20 μF，当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)闭合S时，电源的输出功率； (3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？ [课堂笔记] 3. (单选)(2014·安师大附中高三质检)如图所示，电源电动势为4 V，内阻为1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，电流表的内阻不计，闭合S，电路达到稳定状态后，电容器两极板间电压为(　　) A．0　　　　　　　　　 B．2.3 V C．3 V D．3.2 V 　利用U－I图象

31、解决非线性元件问题 范例　(10分)图甲为某元件R的U－I特性曲线，把它连成图乙所示电路．已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝1.0 Ω，定值电阻R0＝4 Ω.闭合电键S 后，求： (1)该元件的电功率； (2)电源的输出功率． [思路点拨]　(1)根据欧姆定律写出R两端的电压U与电流I的关系式． (2)画出U－I图象． (3)两图象交点表示什么？ ————————————该得的分一分不丢！ 　设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：U＝E－I(R0＋r)，代入数据得U＝5－5I(2分) 画出U＝E′－Ir′＝5－5I图线．(2分) 如图，两图线交点坐标为(0.4

32、,3.0)(2分) (1)该元件的电功率 PR＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W．(2分) (2)电源的输出功率 P＝PR0＋PR＝I2R0＋PR ＝0.42×4 W＋1.2 W＝1.84 W．(2分) [答案]　(1)1.2 W　(2)1.84 W [方法提炼]　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． 4．(单选)如图为小灯泡的U－I图线，若将该小灯

33、泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据(　　) A．1.5 W　1.0 W　　　　　　 B．0.75 W　0.5 W C．0.75 W　0.75 W D．1.5 W　0.75 W 一 高考题组 1．(单选)(2011·高考北京卷)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 2．(

34、2013·高考上海卷)如图，电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R.当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0.则电源电动势为________；当S1、S2都断开时，电源的总功率为________． 二 模拟题组 3. (单选)(2014·衡阳模拟)如图所示的U－I图象中，直线a为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为某一电阻R的伏安特性曲线，两图线相交于(2,2)．用该电源和该电阻组成闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是(　　) A．6 W,1 Ω　　　　　　　　 B．6 W,0.5 Ω

35、C．4 W,1 Ω D．4 W,0.5 Ω 4．(单选)(2014·福建三明联考)两电源电动势分别为E1、E2(E1＞E2)，内阻分别为r1、r2.当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R减小为R′，电源输出功率分别为P1、P2，则(　　) A．r1＜r2，P1＜P2 B．r1＞r2，P1＞P2 C．r1＜r2，P1＞P2 D．r1＞r2，P1＜P2 5．(单选)(2014·山东莘县质检)如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　　) A．电压表读数减小　

36、　　　 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 温馨提示 日积月累，提高自我　请做课后达标检测22 实验七　测定金属的电阻率 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． 实验原理 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，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

37、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(估读一倍)×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

38、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： 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (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．伏安法测电阻 电流表的内接法和外接

39、法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx，测量值大于真实值 R测＝＝＜Rx，测量值小于真实值 4. 电阻率的测定原理：把金属丝接入如图所示的电路中，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Rx＝计算金属丝的电阻Rx，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Rx＝ρ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝. 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

40、均值． 2．按右图所示的原理电路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Rx的平均值． 5．整理仪器． 数据处理 1．在求Rx的平均值时可用两种方法 (1)第一种是用Rx＝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Rx、l、d的

41、值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝. 误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来误差． 2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测

42、率在实验过程中变大． 拓展创新——替代法测电阻 1．原理：用电阻箱替代待测电阻，按右图连接好电路，调节电阻箱，使两次电流相等，则电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值． 2．误差分析：电阻的测量值不受电表内阻的影响，而取决电表的灵敏度、电阻箱的精度和读数的准确性． 　　　　　　　测量仪器、仪表的读数 (1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直

43、径是________mm. (3)①图丙使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A. ②图丁使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V. (4)旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法

44、是________．若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________． [解析]　(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm. 中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm. 最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm. (2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0

45、 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm. (3)①使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A. ②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V. (4)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的

46、电阻值范围为0～19 998 Ω. [答案]　(1)17.7　23.85　3.18　(2)2.150 (3)①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.70　0.5　8.5 (4)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω [总结提升]　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，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到

47、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. 　　　　　　　仪器的选择和电路的设计 (2012·高考山东卷)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)； A2(量程3 A，内阻约0

48、.05 Ω)； 电源：E1(电动势3 V，内阻不计)； E2(电动势12 V，内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线． (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________ mm. 　　　　 (2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图． [解析]　(1)螺旋测微器主尺读数为1.5 mm ，螺旋刻度读数为27.3×0.01 mm＝0.273 mm，读数应为：1.5 mm＋0.273 mm＝

49、1.773 mm. (2)由于待测电阻Rx阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故电流表选A1，电源选E1. [答案]　(1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1　E1　电路如图所示 [方法总结]　在选择电表时，要先估算测量电路中最大电压和电流，或明确元件的额定电压或电流，然后根据电表量程略大于或等于最大值的原则选择合适的电表． 　　　　　　　对电路连接及实验数据处理的考查 (2012·高考北京卷)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量

50、结果如图所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)． (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0

51、.520 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)． (3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏． (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)． (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___

52、_____(填选项前的符号)． A．1×10－2 Ω·m　　　　　　　 B．1×10－3 Ω·m C．1×10－6Ω·m D．1×10－8 Ω·m [解析]　(1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm. (2)由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 Ω.由题知Rx≪RV，故电流表A外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则Rx两端的电压最小值Umin＝E≈0.6 V，而从实验数据可知Rx两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压的形式． (3)实物连线如图所示． (4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，误差较大

53、的舍去，如图所示． 图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx＝4.4 Ω. (5)根据R＝ρ得金属丝的电阻率ρ＝＝＝Ω·m≈1.09×10－6 Ω·m，故选项C正确，选项A、B、D错误． [答案]　(1)0.398(0.395～0.399均正确)　(2)甲　(3)图见解析　(4)图见解析　4.4(4.3～4.7均正确)　(5)C 范例　(2012·高考广东卷)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻． (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________ cm，直径为________ mm.

54、 (2)按图丙连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器R1的阻值置于最______处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0. ②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω. (3)由此可知，圆柱体的电阻为________ Ω. [解析]　(1)游标卡尺的精度为0.1 mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01 cm，螺旋测微器的读数为d＝(5＋31.6×0.01)mm＝5.316 mm. (2)为了保护电流表，在接通电路之

55、前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻． (3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示． 当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示． 由闭合电路欧姆定律知I＝，当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，所以R圆柱体＝1 280 Ω. [答案]　(1)5.01　5.316(5.310～5.320)　(2)①大　②大 (3)1 280 [点评]　本题为实验方法的创新——用等效替代法测电阻，该法的关键是两种情况下电表的示数相同，这样才能保证圆柱体与电阻箱R2两端的电压相同． 1．分别用下图甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3 V

56、、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为(　　) A．略小于1 kΩ　　　　　 B．略小于750 Ω C．略大于1 kΩ D．略大于750 Ω 2．(2014·合肥模拟)在某小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为________同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字) 3．(2014·福州模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5

57、 Ω.实验室备有下列实验器材： A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ) B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ) C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω) D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω) E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A) F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A) G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω) H．开关S，导线若干 (1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________． (2)为了减小实验误差，应选用图甲中________(选填“a”或“b”)为该实验的电路图，并按所

58、选择的电路图把实物图乙用导线连接起来． 4．待测电阻Rx的阻值约为20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下： A．电流表A1(量程150 mA，内阻约为10 Ω) B．电流表A2(量程20 mA，内阻r2＝30 Ω) C．电压表V(量程15 V，内阻约为3 000 Ω) D．定值电阻R0＝100 Ω E．滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 A F．滑动变阻器R2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 A G．电源E，电动势E＝4 V(内阻不计) H．电键S及导线若干 (1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的

59、器材中选择合适的实验器材________(均用器材前对应的序号字母填写)； (2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号； (3)待测电阻的表达式为Rx＝________，式中各符号的物理意义为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 5．(2013·高考北京卷)某同学通过实验测定一个阻值约为5

60、 Ω的电阻Rx的阻值． (1)现有电源(4 V，内阻可不计)，滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)，开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω) B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω) C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ) 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用下图中的________(选填“甲”或“乙”)． (2)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电

61、路图，补充完成实物间的连线． (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx＝＝________Ω(保留两位有效数字)． (4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母) A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 (5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端

62、，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U－x关系的示意图中正确的是________． 实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线 实验目的 1．描绘小电珠的伏安特性曲线． 2．分析曲线的变化规律． 实验原理 1．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接起来． 2．滑动变阻器两种接法的对比 方式 内容　　 限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载R上电压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 分

63、压电路调节范围大 负载R上电流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 分压电路调节范围大 闭合S前触头位置 b端 a端 都是为了保护电路元件 3.电路设计 本实验采取电流表外接法，滑动变阻器采取分压式接法． 实验器材 　小电珠(“4 V　0.7 A”或“3.8 V　0.3 A”)、4～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔． 实验步骤 1．按右图连接好实验电路． 2．把滑动变阻器的滑片P调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S. 3．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，记入表格内，断开开关S. 4．在坐

64、标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线． 5．整理实验器材． 误差分析 1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大． 2．测量时读数带来误差． 3．在坐标纸上描点、作图带来误差． 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．本实验要作出U－I图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法． 3．为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于电路图中的a端． 4．加在小电珠两端的电压不要

65、超过其额定电压． 5．连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，绝对不要画成折线． 拓展创新 测小电珠电阻的另一种方法——等效替代法 1．实验原理：如图所示，两个电压表完全相同且内阻很大．移动滑动头，调节电阻箱的示数，使两个电压表示数相同，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压；多次移动滑动头，采用相同方法，记下相应电阻箱示数和电压表的读数．在坐标纸上画出R－U图线，并分析R随U变化的规律． 2．误差分析：小电珠电阻的测量值不受电表内阻的影响，测量误差取决于电压表的灵敏度、电阻箱的精度和读数的准确性． 　　　　　　　对实验原理和电

66、路设计的考查 (2012·高考四川卷)某学习小组的同学拟探究小电珠L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下： (2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V. (3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号． [解析]　(1)电压表的示数U＝2.30 V，所以小电珠的电阻RL＝＝ Ω＝5 Ω. (2)由题图知电压表V与R2串联，根据串联分压，当电压表V的示数为3 V时，R2两端的电压U2＝R2＝×3 V＝1 V，所以小电珠两端的电压U′＝UV＋U2＝(3＋1)V＝4 V. (3)要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为4.0 V，电流表的量程为0.7 A，因此将电压表V与标准电阻R2串联改装为量程为4.0 V的电压表，将电流表A2与标准电阻R1并联改装成量程为0.6 A＋ A＝0.72 A的电流表．故虚线框内实验电路如下图所示． [答案]　(1)5　(2)4　(