物理导体的电阻、闭合电路的欧姆定律、多用电表的原理、测定电池的电动势和内阻
- 格式:docx
- 大小:477.77 KB
- 文档页数:8
高二物理实验 多用电表 测电源的电动势和内电阻人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:实验 多用电表 测电源的电动势和内电阻二. 知识要点:1. 理解并掌握欧姆表的制作原理,会用多用电表测电流、电压和电阻2. 理解并掌握测电源的电动势和内电阻的方法,并学会用图像法处理实验数据。
[重点、难点解析]一、多用电表1. 欧姆表的原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表,可直接读出电阻值,比用伏安法测电阻要方便得多。
原理如图所示调零时,内R E R r R E I g g =++= 测量时,rR R E I +=内 只要将对应R x 值的电流刻度 I 改为阻值R x ,即为欧姆表。
由于I 与R 的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度却是不均匀的,电阻零刻度在电流满偏处。
注意:红表笔接欧姆表内部电源负极,而黑表笔接内部电源的正极。
2. 多用电表(1)性能:多用电表,通常叫万用表,它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用仪表,多用表具有用途多、量程广、使用方便等优点,它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻,而且每一种测量又具有多个量程。
虽然使用方便,但是其准确度稍低。
(2)原理:多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。
①直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电流表。
②直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电压表。
③多用表面板如图所示,直流电流、电压的刻度是均匀的,电压和欧姆挡刻度是不均匀的。
④使用步骤及注意事项:<1>用螺丝刀进行机械调零(左侧O )。
<2>选挡:测电流、电压时选择合适量程;测电阻时选择合适的倍率,以使指针在中央13刻度范围,可用比估计值低1个数量级的倍率,如估计为200 就应该选×10的倍率。
Ⅰ、多用电表●典型例题例1如图所示为欧姆表的原理图,表头内阻为R g,调零电阻为R,电池的电动势为E,内阻为r,则下列说法中正确的是:()A、它是根据闭合电路欧姆定律制成的B、接表内电池负极的应是红表笔C、电阻的“∞”刻度一般在刻度盘的右端D、调零后刻度盘的中心刻度值是r+R g+R答案A、B、D例2要安装如图所示的单量程欧姆表,电源电动势E=1.5V,内阻不计,同时还给出下列器材:⑴电流表μ,内阻1.5Ω)⑵电流表(量程0~1mA,内阻1KΩ)⑶变阻器(阻值范围0~300Ω,(量程0~10A额定电流1A)⑷变阻器(阻值范围0~800Ω,额定电流1A),则欧姆表内的电流表应选,变阻器应选。
答案:电流表应选用⑵,变阻器应选用⑷例3如图是某同学连接的实验实物图。
闭合开关后A、B两灯都不亮。
他采用下列两种方法对故障原因进行排查:(灯泡A、B的规格均为2.5V、1W,变阻器为10Ω、1A)⑴应用多用表的直流电压档进行检查,那么选择开关应置于档。
A、2.5VB、10VC、50VD、250V该同学的测试结果如表1所示,则在测试a、b间直流电压时,红表笔应当接触。
根据测量结果,可以判断的故障是:()A、灯A短路;B、灯B短路;C、c、d段断路;D、d、f段断路⑵将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表2所示,那么检查出的结果是:()A、灯A断路B、灯B断路C、灯A、B都断路D、d、e间导线断路答案:(1)B、a;(2)D。
●基础练习一、选择题:1、用多用表测直流电压U和电阻R时,若红表笔插入正(+)插孔,则:()A、前者(测电压U)电流从红表笔流入多用表,后者(测电阻R)电流从红表笔流出多用表B、前者电流从红表笔流出多用表,后者电流从红表笔流入多用表C、前者电流从红表笔流入多用表,后者电流从红表笔流入多用表D、前者电流从红表笔流出多用表,后者电流从红表笔流出多用表2、关于多用表表面的欧姆挡刻度线,下列说法正确的是:()A、零欧姆刻度线与零电流刻度线重合B、零欧姆刻度线与电流表满偏的刻度线重合C、欧姆挡表面的刻度线是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密D、欧姆挡表面的刻度线是不均匀的,欧姆值越小,刻度线越密3、多用表是电流表、电压表、欧姆表共用一个表头组装而成的。
实验十三用多用电表测量电学中的物理量一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造如图1所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
图1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.工作原理闭合电路的欧姆定律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。
二、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.外形如图2所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
图23.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(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)。
三、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3甲所示。
图32.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。
1.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。
实验:多用电表的原理一、欧姆表的原理1.欧姆表的构造:表头、电源和可变电阻三部分组成.2.原理:依据闭合电路欧姆定律制成,由电流表改装而成.3.测量原理如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻R x时,通过表头的电流I=Er+R g+R1+R x.改变R x,电流I随着改变,每个R x值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的R x值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.4.内阻:将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流I g,根据闭合电路的欧姆定律,I g=Er+R g+R1,故欧姆表内电阻R内=EI g=r+R g+R1.5.中值电阻:当外加电阻R x=r+R g+R1=R内时,电流为I=ER x+R1+R g+r=12I g,此时电流表指针指在刻度盘的中央,该电阻叫中值电阻.6.欧姆表刻度盘特点(1)如图所示,当红、黑表笔短接时,调节欧姆调零电阻,使电流表指针满偏,所以在电流满偏处标电阻“0”;当红、黑表笔断开时,电流表中电流为零,此时表笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流零处标电阻“∞”.(2)I与R x不成比例,欧姆表的刻度不均匀.(3)欧姆表偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“0”刻度而言的)越大,表明被测电阻越小.二、多用电表的构造和原理(1)多用电表由表头、电流测量电路、电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S 等组成.如图所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为电流表使用,接通2时,可作为欧姆表使用,接通3时,可作为电压表使用.(2)外形构造如图所示,表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,开关周围标有测量功能区域及量程.使用前应该调整“指针定位螺丝”,使其指针指到零刻度.不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置.(3)测量时,红表笔要插入+插孔、黑表笔要插入-插孔,并通过转换开关接入待测量相应的测量端.(4)电流进出电表的流向①电流挡串联接入电路,电流从红表笔流进电表,从黑表笔流出,即“红进、黑出”.②电压挡并联接入电路,红表笔接高电势点,黑表笔接低电势点,电流仍然是“红进、黑出”;③使用欧姆挡时,红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极.电流仍然“红进、黑出”.1如图所示是简化的多用电表的电路图.转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下列说法正确的是()A.S与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较小B.S与3或4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大C.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表2如图所示的电路为欧姆表原理图,把欧姆表调零后测量一个阻值为R=10 Ω的电阻时,指针偏转至满刻度的35处,现测量一个电阻R x,指针偏转至满刻度的15处,则电阻R x的阻值为()A.4 ΩB.20 ΩC.30 ΩD.60 Ω3如图所示是欧姆表的工作原理图.(1)若表头的满偏电流为I g=500 μA,干电池的电动势为1.5 V,求灵敏电流表的电流刻度值为50 μA、250 μA时对应的欧姆表的电阻值分别为________、________.(2)这个欧姆表的总内阻为________ Ω,表针偏转到满刻度的13时,待测电阻为________ Ω.4如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω;电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω,变阻器R0阻值为0~5 000 Ω.(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零.调零后R0阻值将变________(填“大”或“小”),若测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是________ Ω.(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”).练习使用多用电表1.测电压(1)选择直流电压挡合适的量程,并将选择开关旋至相应位置.(2)将多用电表并联在待测电路两端,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高.(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值,读数时注意最小刻度所表示的电压值.2.测电流(1)选择直流电流挡合适的量程.(2)将被测电路导线拆开一端,把多用电表串联在电路中.(3)读数时,要认清刻度盘上的最小刻度.注意:电流应从红表笔流入多用电表.3.测电阻(1)将选择开关旋至欧姆挡,此时红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极.电流从欧姆表的红表笔流入,从黑表笔流出,经过被测量电阻.(2)测量步骤:①选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适挡位.②欧姆调零:将红、黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0 Ω”.③测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值.④实验完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.4.研究二极管的单向导电性(1)认识二极管:如图所示,它由半导体材料制成,左端为正极,右端为负极.特点:电流从正极流入时电阻很小(填“很小”或“很大”),而从正极流出时电阻很大(填“很大”或“很小”).(2)多用电表测二极管的正反向电阻①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至低(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡,调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极.②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至高(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡,调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极.5.注意事项(1)电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出.(2)电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程,搞清楚每一小格表示多少,及应读到的有效数字位数.(3)测电阻时注意:①测电阻必须把待测电阻隔离.②两个调零过程,切记换挡需进行欧姆调零.③读数时应乘以相应的倍率.④合理选择量程,使指针尽可能指在中值附近.⑤欧姆表的表盘刻度不均匀,一般不估读.⑥电池用旧后,电动势会变小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池.1如图所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,表针指示如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”).(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为______ mA;当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________ mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为________ V.2某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:(1)检查多用电表的机械零点.(2)将红、黑表笔分别插入正、负插孔,将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处.(3)将红、黑表笔________,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将________表笔接二极管正极,将________表笔接二极管负极,读出多用电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让多用电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”),否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4).(6)测量完成后,将选择开关旋转到________位置.3用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:(1)旋动部件________,使指针对准电表的“0”刻线.(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件________.使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”).(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.A.将K 旋转到电阻挡“×1 k”的位置B.将K 旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准实验:多用电表的原理 1 答案 D解析 S 与1连接时,电阻R 1起分流作用,S 与2连接时,电阻R 1、R 2起分流作用,所以S 与1或2连接时,多用电表就成了电流表,由于前者分流电阻较小,所以前者量程较大;S 与3或4连接时,电流表与分压电阻串联,多用电表就成了电压表,由于R 3<R 4,所以前者量程较小;S 与5连接时,多用电表就成了欧姆表,R 6为欧姆挡调零电阻.综上所述,正确答案为D. 2 答案 D解析 设电动势为E ,内阻为R 内,满偏电流为I g ,欧姆表调零时:I g =E R 内,测一阻值为R =10 Ω的电阻时:35I g =E 10 Ω+R 内,测一未知电阻时:15I g =E R x +R 内,解得R x =60 Ω. 3 答案 (1)2.7×104 Ω 3×103 Ω (2)3 000 6 000解析 对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路的欧姆定律得,调零时:I g =E R g +r +R 0,所以欧姆表的总内阻R 内=R g +r +R 0=E I g=3 000 Ω.测量电阻R x 时:I =E R 内+R x ,R x =E I -R 内,当I =50 μA 时,R x = 1.550×10-6 Ω-3 000 Ω=3×104 Ω-3×103 Ω=2.7×104 Ω.同理可求出电流为250 μA 时,对应的电阻为3×103 Ω.当表针偏转到满刻度的13处时,R x =EI-R内=1.5500×10-63Ω-3 000 Ω=6 000 Ω.4答案(1)小290(2)准确解析(1)由闭合电路欧姆定律I g =ER g+r+R0得,R0=EI g-R g-r,因为式中E变小,r变大,故R0将减小.因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V刻度的,所以测得某电阻阻值为300 Ω时,电流表中的电流I=ER+RΩ,其中RΩ=EI g,当电池电动势下降到E′=1.45 V时,此时欧姆表的内阻RΩ′=E′I g.由闭合电路欧姆定律得I=E′R′+RΩ′,解得真实值R′=290 Ω.(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果准确.因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消.练习使用多用电表1答案(1)1.5×103×1 k(2)30.8(30.7~30.9都正确)154(3)6.2解析(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为15,倍率为“×100”,读数为1.5×103Ω;测2.0×104Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡.(2)选50 mA电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA(此时为110估读),指针对应的读数为30.8 mA;选择量程为250 mA的电流挡,则每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到1 mA(此时为15估读),指针对应的读数为154 mA.(3)选择10 V电压挡,则每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V(此时应为12估读),指针对应的读数为6.2 V.2答案(3)短接(4)红黑(5)中央(6)OFF挡或交流电压最高挡解析用多用电表测二极管的反向电阻时,应将红表笔接二极管正极,黑表笔接二极管的负极.为测量准确,应使指针尽量指向表盘的中央.测量完毕后,应将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡位置.3答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC解析用多用电表测量电阻时,在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上,若指针不在零刻度线上,用螺丝刀小心旋动指针定位螺丝S,使指针对准电表的“0刻线”.然后旋动选择开关K,选择量程,再将两表笔短接,调整欧姆调零旋钮T,使指针对准满偏刻度(即电阻的“0刻线”),接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,测量被测电阻的阻值.若在测量过程中,发现指针偏转角度过小,表明被测的电阻阻值很大,这时要换用更高倍率的挡位,例如,本题就要从“×100”挡位更换到“×1 k”挡位,换挡要重新进行欧姆调零.。
多用电表测电阻原理
电阻是指物体对电流的阻碍作用,因此电阻的大小通常用欧姆(Ω)表示。
在实际应用中,需要对电路或电子器件的电阻进行测量。
而多用电表测电阻正是一种常用的电阻测量方法。
多用电表测电阻的原理是利用欧姆定律进行测量。
欧姆定律是指电阻的大小等于电压与电流之比,即电阻=R=V/I。
在实际测量中,多用电表通常会使用恒定电流源来产生一个已知的电流,然后通过测量电压来计算电阻大小。
这个恒定电流源可以来自电池、电源等电路元件,也可以是内置于电表的电流源。
在测量电阻时,需要将多用表的旋钮调整到电阻档位,并将待测电阻器件的两个电极分别与电表的两个测量引脚相连。
此时电流会通过待测电阻器件,在两个测量引脚之间产生一个电压。
多用电表会测量这个电压,并根据恒定电流源的大小计算出电阻大小。
多用电表测量电阻的精度通常比较高,通常可以达到几个小数点的精度。
需要注意的是,在测量电阻时需要考虑一些可能对测量结果产生影响的因素。
例如,电源的电压波动、电路的分布电容等都可能对测量结果产生影响。
此外,待测电阻器件的质量和温度也可能对测量结果产生影响。
因此,在进行电阻测量时需要仔细掌握测量方法和技巧,以确保测量结果的精度和可靠性。
总之,多用电表测电阻是一种常用的电阻测量方法,采用欧姆定律进行测量,具
有测量精度高、测量范围广、使用方便等优点。
在实际应用中,多用电表测电阻被广泛用于电子电路、电工仪表等领域。
精做26 多用电表原理及使用1.(2017·新课标全国Ⅱ卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480Ω。
虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2。
5 mA挡,欧姆×100 Ω挡.(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0"位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。
若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________.(结果均保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2)B (3)160 880 (4)1。
47 mA 1 10 0 Ω 2.95 V【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。
在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同.2.(2016·上海卷)在“用多用表测电阻、电流和电压"的实验中(1)(多选题)用多用表测电流或电阻的过程中(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图所示位置。
第2讲闭合电路的欧姆定律整合教材·夯实必备知识一、电源电动势和内阻(必修三第十二章第2节)1.电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势。
(2)物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2.内电阻:电源内部导体的电阻。
二、闭合电路欧姆定律(必修三第十二章第2节)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=ER+r提醒:只适用于纯电阻电路。
3.其他表达形式E=U+U内或E=U外+Ir。
外提醒:适用于任意电路。
4.电源的U-I图像:(1)图像:根据U=E-Ir,图像如图所示,(2)含义:①纵轴截距:表示电路断路时的路端电压U=E。
②横轴截距:表示电路短路时的电流I=I0。
③斜率绝对值:表示电源内电阻r=EI0。
三、闭合电路的功率及效率问题(必修三第十二章第2节)1.电源的总功率(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E 2R+r。
2.电源内部消耗的功率P内=I2r=IU内=P总-P出。
3.电源的输出功率(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路:P出=I2R=E 2R(R+r)2。
4.电源的效率(1)任意电路:η=P出P总×100%=UE×100%。
(2)纯电阻电路:η=RR+r×100%。
【质疑辨析】角度1 电动势和闭合电路欧姆定律(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。
(×)(2)电动势就是电源的路端电压。
(×)(3)电源的重要参数是电动势和内阻。
电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。
(√)(4)在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大。
(√)角度2电路中的功率(5)外电阻越大,电源的输出功率越大。
1.下列哪一组全是绝缘体()A.纯净的水、丝线、橡胶B.盐水、空气、陶瓷C.玻璃、摩擦过的塑料棒、碳棒D.钨丝、水银、碳棒2.下列说法中正确的是()A.发生电中和现象时,物体所带的电荷都消失了B.金属里的电子都是自由电子C.非金属都是绝缘体D.绝缘体不容易导电是因为它几乎没有自由电荷3.关于绝缘体,下列说法中正确的是()A.不容易导电,也不能带电B.在任何情况下都不能导电C.不容易导电,但能够带电D.只能摩擦带电,不能接触带电4.下列关于电阻的几种说法中正确的是()。
A.长导线的电阻比短导线的电阻大B.粗导线的电阻比细导线的电阻大C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大D.电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性5.某导线长5m,它的电阻为2Ω,将它对折后,并起来使用,则它的电阻将()。
A.大于2ΩB.等于2ΩC.小于2ΩD.不能确定是否变化6.某导线长5m,它的电阻是10Ω,现用拉丝机将它均匀地拉长1倍,则它的电阻将()。
A.大于10ΩB.等于10ΩC.小于10ΩD.不能确定是否变化7.一根铜丝和一根铁丝的横截面积相同,电阻也相等,则它们的长度关系是()。
A.铜丝比铁丝长B.铜丝比铁丝短C.铜丝和铁丝一样长D.无法判断8.甲、乙两根铜导线,甲比乙长,乙比甲粗,则它们的电阻相比()。
A.甲大B.乙大C.一样大D.大小关系无法判断9.电阻R1与R2并联,若通过R1的电流小于通过R2的电流,则R1、R2对电流的阻碍作用是()。
A.R1对电流的阻碍作用大B.R2对电流的阻碍作用大C.R1和R2对电流的阻碍作用一样大D.大小关系无法判断10.关于导体电阻的大小,下列说法中正确的是()。
A .粗细相同的两条导线,长的电阻大B .长度相同的两条导线,细的电阻大C .同种材料制成的长度相同的两条导线,粗导线的电阻大D .对于大多数导体来说,当温度升高时,它的电阻就会增大11.为了研究电阻跟哪些因素有关,实验中必须()。
A .保持一个因素不变,改变其它因素,比较电阻中电流的大小B .同时变化多个因素,保持其它因素不变,比较每次电阻中电流的大小C .一次只改变某一因素,保持其它因素不变,比较每次电阻中的电流大小D .保持电阻两端的电压不变,同时改变某一个或几个因素,比较电阻中的电流大小12.如图14-57所示的电路,AB 是一段电阻丝,当导线夹由A 向B 移动的过程中,接入电路的电灯亮度将()。
A .变亮B .变暗C .不变D .无法判断是否变化13.下列用电器中,不需要变阻器的是()A .普通家用的白炽电灯B .电视机或收音机C .无级调光书写台D .调温电熨斗14.在图14-59的滑动变阻器的四种接法中,当滑片P 向左滑动时,电阻变大的是()。
15.如图14-60所示的电路,滑动变阻器的滑片向左移动时,若灯始终发光,则()。
A .灯变亮,电流表示数减小B .灯变亮,电流表示数增大C .灯变暗,电流表示数增大D .灯变暗,电流表示数减小16.一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A ”的字样它的意义是()。
A .电阻的最小值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5AB .电阻的最小值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5AC .电阻的最大值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5AD .电阻的最大值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A17.两根长度相等,横截面积不等的同种材料制成的电阻丝串联在电路中,则两根电阻丝中通过的电流()。
图14-57图14-59图14-60A .粗的较大B .细的较大C .一样大D .无法比较18.下列说法中正确的是( )。
A .镍铬合金的电阻一定比同长度的铜导线的电阻大B .导体的长度越长,横截面积越小,导体的电阻一定越大C .一段导体无论是否有电流通过,它的电阻总是存在的D .一段导体中通过的电流大时电阻小19.下列说法中不正确的是( )。
A .滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值B .电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值C .要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联D .滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样20.图8所示电路中,当滑动变阻器滑片P 向右移动时灯的亮度不变的是图21.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I —U 图象,则下述说法正确的是( )A .电动势E1=E2,发生短路时的电流强度I1>I2B .电动势E1=E2,内阻r1>r2C .电动势E1=E2,内阻r1<r2D .当两个电源工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大22.关于电源和直流电路的性质,下列说法正确的是( )A .电流总是由高电势流向低电势B .电源短路时,电路电流为无穷大,路端电压为零C .外电路断路时,路端电压为最大,外电阻为零D .外电路总电阻值增大时,路端电压也增大23.如图,A 、B 两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P 向下滑动时()A 、通过电源的电流减小B 、电阻R 中的电流减小C 、电灯A 将变暗一些D 、电灯B 将变暗一些24.如图电路中,电阻R1=10Ω,R2=8Ω,电源内阻r≠0.当S 接R1时,电P B R A压表示数为2V ,当S 接R2时,电压表示数可能为 ( )A .2.2VB .1.9VC .1.6VD .1.3V25、如图所示,直线A 和B 分别为电源a 、b 的路端电压和电流的关系图像,设两个电源的内阻分别为ra 和rb ,若将一定值电阻R0分别接到a 、b 两电源上,通过R0的电流分别为Ia 、Ib ,则()A 、ra=rb, Ia=IbB 、ra >rb, Ia >IbC 、ra >rb, Ia=IbD 、ra >rb, Ia <Ib26.如图所示,电池组的电动势为ε,内电阻为r ,R0为定值电阻,R 为变阻器,已知R0>r.为使R0上消耗的电功率最大,应将变阻器阻值调整到( )(A)R0 (B)R0+r (C)R0-r (D)027.如图所示,直线OAC 为某一直流电源的总功率P 随总电流I 变化的图线,抛物线OBC 为同一电源内部消耗的功率Pr 随总电流I 变化的图线,则当通过电源的电流为1A 时,该电源的输出功率为( )(A)1W (B)3W (C)2W (D)2.5W28.用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项,下列说法中哪些是错误的( )A .测量前必须调零,而且每测量一次电阻都要重新调零B .每次换挡后必须电阻调零C .待测电阻如果是连接在电路中,应把它先与其他元件断开,再进行测量D .两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确,因此,应当用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起E.笔与电阻两端紧紧捏在一起,就会将人体电阻连入电路.29.用多用电表欧姆挡(×100)测试三只二极管,其结果依次如图2-8-12①②③所示,关于二极管的说法正确的是( )图2-8-12V ABA.①是完好的,且a端为正极B.②是完好的,且a端为正极C.②是完好的,且b端为正极D.③是完好的,且b端为正极30.(2011年江苏模拟)如图2-8-13中B为电源,R1、R2为电阻,S为电键.现用多用电表测量流过电阻R2的电流.将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后,正确的接法是()图2-8-13A.保持S闭合,将红表笔接在a处,黑表笔接在b处B.保持S闭合,将红表笔接在b处,黑表笔接在a处C.将S断开,红表笔接在a处,黑表笔接在b处D.将S断开,红表笔接在b处,黑表笔接在a处31.(2011年鲁东南三市四县模拟)一只多用电表有4个欧姆挡,分别为×1、×10、×100、×1 k,欧姆挡表盘的中间刻度值为“15”.现用它来测量一未知电阻的阻值,先将选择开关置于“×100”挡处,接着将红表笔和黑表笔接触,发现表针指在“0”处,然后进行测量,结果发现表针指在欧姆挡刻度值为“200”的刻度线附近,为了使测量结果更准确,必须换挡并重新测量,下列说法正确的是() A.必须将选择开关改为置于“×10”挡处B.必须将选择开关改为置于“×1”挡处C.换挡之后必须重新调零才能进行测量D.换挡之后不必重新调零就能进行测量32.(2011年济宁模拟)图2-2-17为一正在测量中的多用电表表盘.图2-8-17(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻,则读数为________Ω.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流,则读数为______mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为________V.(2011年宜春高二检测)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________.a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 kd.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e.旋转S使其尖端对准OFF挡,并拔出两表笔(2)正确操作后,多用电表的指针位置如图2-8-18所示,此被测电阻Rx 的阻值约为________Ω.33.某同学测量一只未知阻值的电阻.(1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示,请你读出其阻值大小为,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答。
(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为5 kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为50Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线.(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.34.(2010·广东汕尾期末)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其他器材有:A.电压表V:0~3V~15VB.电流表A:0~0.6A~3AC.变阻器R1:(20Ω,1A)D.变阻器R2:(1000Ω,0.1A)E.电键S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为________(填“0~3V”或“0~16V”);电流表应选用的量程为________(填“0~0.6A”或“0~3A”);变阻器应选用________;(2)根据实验要求连接实物电路图;(3)实验测得的6组数据已在U-I图中标出,如图所示,请你根据数据点位置完成U-I图线,并由图线求出该电池的电动势E=________V,电阻r=________Ω.35、(2010·广州)在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中,提供的器材有:A.干电池一节B.电流表(量程0.6A)C.电压表(量程3V)D.开关S和若干导线E.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω,允许最大电流1A)F.滑动变阻器R2(最大阻值300Ω,允许最大电流0.5A)G.滑动变阻器R3(最大阻值1000Ω,允许最大电流0.1A)(1)①按如图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻,滑动变阻器应选________(填写代号).②为使测量尽可能精确,用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接成实验电路(已连接了部分线),要求变阻器的滑动触头滑至最右端时,其使用电阻值最大.(2)实验步骤:①按实验要求连接好电路.闭合开关前把变阻器的滑动触头滑至一端,使接入电路的阻值最大;②闭合开关,调节滑动变阻器,使________的指针有明显偏转,读取________和________的示数.用同样方法测量多组数据;③断开开关,整理好器材;④数据处理.(3)将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中,请作出U -I 图线,由此求得待测电池的电动势E =________V ,内电阻r =________Ω.(结果保留三位有效数字)36.如图所示的电路中,R1=3.5Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,电压表为理想电表,当开关S 断开时,电压表示数为5.7V ;当开关S 闭合时,电压表示数为3.5V ,求电源的电动势和内电阻37.如图所示,电阻R3=4 Ω,电表为理想表.开始时R1、R2、R3中都有电流通过,电压表示数为2 V ,电流表示数为0.75 A .后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2 V ,电流表示数变为0.8 A .(1)哪个电阻断路?(2)求电阻R1、R2的阻值各为多少?(3)电源电动势和内阻各为多少?R 1 R 2 R 3。