第一節(jié)常見的電路元器件第二節(jié)閉合電路的歐姆定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．識別常見元器件及其在電路中的應(yīng)用，知道電動勢、外電路、內(nèi)電路，理解閉合電路歐姆定律．2．會運用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關(guān)系，能從公式和圖像兩個角度解決與閉合電路歐姆定律相關(guān)的物理問題．3．能用實驗探究路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律，學(xué)會與他人交流合作，提高科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)的精神．知識點一識別幾種常見元器件1．電阻器(1)分為阻值固定的電阻器和阻值可變的電阻器．(2)在電路圖中，用字母“R”及符號“”表示．2．電感器(1)由絕緣導(dǎo)線繞成，通過電磁感應(yīng)能把外部電路的電能儲存在電感器內(nèi)部的磁場中．(2)在電路圖中用字母“L”及符號“”或“”表示．3．二極管(1)在電路中，它只允許電流由單一方向通過，反向時阻斷．(2)在電路圖中，用字母“D”及符號“”表示，箭頭表示正向電流的方向．知識點二電路和電動勢1．閉合電路：用導(dǎo)線把電源、用電器連成的電路叫作閉合電路．電源外部的電路叫作外電路，電源內(nèi)部的電路叫作內(nèi)電路．2．非靜電力的作用：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極搬運到正極，在該過程中非靜電力做功，使電荷的電勢能增加，將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能．3．電動勢(1)定義：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值．(2)公式：E＝Wq(3)單位：伏特，簡稱：伏，符號：V．(4)物理意義：反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量．(5)影響電動勢大小的因素只有電源本身的性質(zhì)．4．內(nèi)阻：通常在電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路中的電阻叫作內(nèi)阻．(1)電動勢的單位與電壓的單位相同，但兩者是截然不同的兩個概念．(2)電動勢和內(nèi)阻是電源的兩個重要參數(shù)．知識點三閉合電路歐姆定律1．內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．2．表達式：I＝3．適用條件：外電路為純電阻電路．外電路與內(nèi)電路中電流的方向是一致的，外、內(nèi)電路構(gòu)成了閉合回路．知識點四路端電壓與負載的關(guān)系1．負載和路端電壓：負載是外電路中的用電器，路端電壓是外電路的電壓，有時也叫電路兩端的電壓．2．路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)路端電壓U與電流I的函數(shù)關(guān)系式：U＝E－Ir．(2)U-I圖像：如圖所示，該直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)表示電動勢，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻．3．路端電壓與外電阻的關(guān)系：當(dāng)R增大時，路端電壓U增大；當(dāng)R減小時，路端電壓U減?。?．兩種特殊情況(1)當(dāng)外電路斷路時，外電阻R為無窮大，I為零，Ir也為零，可得U＝E，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢的大小．(2)當(dāng)外電路短路時，外電阻R＝0，此時電路中的電流最大，即Im＝Er，路端電壓為零，E＝U1．思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)電動勢越大，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大． (√)(2)在閉合回路中電流總是從高電勢流向低電勢． (×)(3)電源一定時，負載電阻越大，電路電流越?。?(√)(4)閉合電路歐姆定律I＝ER+r的應(yīng)用是有條件的． (√(5)外電路斷路時，電源兩端的電壓就是電源電動勢． (×)2．填空一臺發(fā)電機用0.5A的電流向外輸電，在1min內(nèi)有180J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機的電動勢為6_V．日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，如干電池、手機電池，它們有的標(biāo)有“1.5V”字樣，有的標(biāo)有“3.7V”字樣．(1)如果把5C的正電荷從1.5V干電池的負極移到正極，電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把2C的正電荷從3.7V的手機電池的負極移到正極呢？(2)是不是非靜電力做功越多，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大？如何描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)？提示：(1)把5C的正電荷從1.5V干電池的負極移到正極，電勢能增加了7.5J，非靜電力做功7.5J；把2C的正電荷從3.7V手機電池的負極移到正極，電勢能增加了7.4J，非靜電力做功7.4J．(2)不是．非靜電力對電荷做功多少與電荷的數(shù)量有關(guān)．若把相同數(shù)量的正電荷從電源的負極移到正極，非靜電力做功越多，電荷獲得的電勢能越多，表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大．可以用非靜電力做的功與電荷量的比值來反映非靜電力做功的本領(lǐng)．考點1對電動勢的理解1．對電動勢的理解(1)電動勢是標(biāo)量，電源內(nèi)部電流的方向由電源負極指向正極．(2)公式E＝Wq是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q(3)電動勢的粗略測量：E的數(shù)值等于沒有接入外電路時電源正、負兩極間的電壓，可以用阻值較大的電壓表直接接在電源正、負極兩端粗略測量，其示數(shù)近似為電源電動勢E．2．電動勢與電壓的區(qū)別項目電動勢電壓物理意義不同表示非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)數(shù)值大小不同數(shù)值上等于將單位正電荷從電源負極移到正極非靜電力所做的功數(shù)值上等于將單位正電荷從導(dǎo)體一端移到另一端電場力所做的功決定因素不同由電源本身決定由電源、導(dǎo)體的電阻及導(dǎo)體的連接方式?jīng)Q定聯(lián)系電路閉合：E＝U內(nèi)＋U外；電路斷開：E＝U外【典例1】下面對電源電動勢概念的認識正確的是()A．電源電動勢等于電源兩極間的電壓B．在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和C．電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大D．電動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同思路點撥：(1)電動勢與電壓雖然單位相同，但含義不同．(2)電路閉合：E＝U內(nèi)＋U外．B[電源電動勢在數(shù)值上等于電路開路時電源正、負極間的電壓，電路閉合時由于存在內(nèi)電壓，此時電源兩極間的電壓小于電源電動勢，故A錯誤；在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，故B正確；電源電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，即在電路中通過一定電荷量時，電源提供的電能越多，電動勢越大，并不是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大，故C錯誤；電動勢和電勢差意義不同，電勢差是表示把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)的物理量，故D錯誤．]理解電動勢的三點注意(1)電動勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)．(2)電動勢是標(biāo)量，但有方向，物理學(xué)中規(guī)定方向為由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，即電源內(nèi)部電流的方向．(3)電源的內(nèi)部也有電阻(即內(nèi)電阻)，當(dāng)電流經(jīng)電源內(nèi)部時也有電壓降落(即內(nèi)電壓)．[跟進訓(xùn)練]1．下列關(guān)于電源電動勢的說法不正確的是()A．電源電動勢反映了電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)B．在電源內(nèi)部正電荷從高電勢處向低電勢處移動C．電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置D．把同一電源接在不同的電路中，電源的電動勢不會變化[答案]B考點2閉合電路的理解及應(yīng)用1．閉合電路的組成2．閉合電路歐姆定律的表達形式表達式物理意義適用條件I＝E電流與電源電動勢成正比，與總電阻成反比純電阻電路E＝I(R＋r)①E＝U外＋Ir②E＝U外＋U內(nèi)③電源電動勢在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和①式適用于純電阻電路②③式普遍適用【典例2】如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為1.6V和0.4A．當(dāng)S斷開時，它們的示數(shù)分別改變了0.1V和0.1A，求電源的電動勢和內(nèi)阻．[解析]當(dāng)S閉合時，R1、R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路的歐姆定律得U＝E－Ir，即E＝1.6V＋0.4r， ①當(dāng)S斷開時，只有R1接入電路，由閉合電路的歐姆定律得U′＝E－I′r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)r， ②由①②式解得E＝2V，r＝1Ω．[答案]2V1Ω[跟進訓(xùn)練]2．在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，當(dāng)開關(guān)S閉合后，理想電壓表示數(shù)為23E，則外電阻R與電源內(nèi)阻rA．Rr＝12 B．RC．Rr＝23 D．B[據(jù)題意可知外電阻R兩端電壓為UR＝23E＝IR，內(nèi)阻上的電壓Ur＝13E＝Ir，可得Rr＝考點3路端電壓與外電阻的關(guān)系1．路端電壓和外電阻的關(guān)系對某一給定的閉合電路來說，電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電阻的改變而改變，變化情況如下(↑表示增大，↓表示減小)．外電阻變化情況R↑R→∞R↓R→0電流I＝EI↓I→0I↑I→E內(nèi)電壓U′＝Ir＝E－IRU′↓U′→0U′↑U′→E路端電壓U外＝IR＝E－IrU外↑U外→EU外↓U外→02．外電壓U與電流I的關(guān)系由U＝E－Ir可知，U-I圖像是一條斜向下的直線，如圖所示．(1)圖像中U軸截距表示電動勢E．(2)I軸截距I0等于短路電流．(3)圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，即r＝ΔU注意：圖像的縱坐標(biāo)不從零開始時，圖線與縱軸的交點仍表示電源電動勢E，但圖線與橫軸的交點不表示短路電流．【典例3】(多選)如圖所示為某一電源的U-I圖線，由圖可知()A．電源電動勢為2VB．電源內(nèi)電阻為13C．外電路短路時，電流為6AD．電路的路端電壓為1V時，電流為5A思路點撥：解此題關(guān)鍵是理解U-I圖像中“截距”“斜率”的物理意義．AD[由U-I圖線知，電源的電動勢E＝2V，A正確；r＝ΔUΔI＝2-0.86Ω＝0.2Ω，B錯誤；當(dāng)U＝1V時，I＝E-Ur＝2-1電阻的U-I圖像與電源的U-I圖像的區(qū)別項目電阻電源U-I圖像研究對象對某一固定電阻而言，兩端電壓與通過的電流成正比關(guān)系對電源進行研究，路端電壓隨干路電流的變化關(guān)系圖像的物理意義表示導(dǎo)體的性質(zhì)R＝UI，R不隨U與I表示電源的性質(zhì)，圖線與縱軸的交點表示電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻聯(lián)系電源的電動勢和內(nèi)電阻是不變的，正是由于外電阻R的變化才會引起外電壓U外和總電流I的變化[跟進訓(xùn)練]3．(多選)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，下列結(jié)論正確的是()A．電源的電動勢為6.0VB．電源的內(nèi)阻為12ΩC．當(dāng)外電阻為12Ω時，電源的電流0.5AD．電流為0.4A時的外電阻是13ΩAD[對比閉合電路歐姆定律U＝E－Ir，可知，圖線與縱軸交點表示電動勢，即E＝6.0V，圖線的斜率表示內(nèi)阻，大小為r＝ΔUΔI＝6.0-5.00.5Ω＝2Ω，故A正確，B錯誤；當(dāng)外電阻為12Ω時，電源的電流I＝合電路歐姆定律可得電流為I＝ER+r，代入數(shù)據(jù)解得R＝13Ω，故D正確．回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．電動勢的物理意義是什么？單位又是什么？提示：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量．單位：伏特，符號：V．2．試寫出閉合電路歐姆定律的內(nèi)容及其表達式．提示：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動勢成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比．表達式：I＝ER+r3．試寫出閉合電路中路端電壓與電流的關(guān)系式及路端電壓與外電阻的關(guān)系式．提示：U＝E－Ir，U＝E－Er+Rr課時分層作業(yè)(十二)常見的電路元器件閉合電路的歐姆定律題組一對電動勢的理解1．下列有關(guān)電動勢的說法正確的是()A．電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比B．電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是電源兩極間的電壓C．非靜電力做的功越多，電動勢越大D．電動勢的大小由電源內(nèi)非靜電力的特性決定[答案]D2．(多選)一組鉛蓄電池的電動勢為4.8V，內(nèi)阻不為零，下列說法正確的是()A．電路中每通過1C電荷量，鉛蓄電池能把4.8J的其他形式能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．體積大的鉛蓄電池比體積小的鉛蓄電池的電動勢大C．電路中每通過1C電荷量，鉛蓄電池內(nèi)部非靜電力做功為4.8JD．該鉛蓄電池把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5V)的強ACD[由W＝Eq可知，電路中每通過1C的電荷量時，電池將4.8J的其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；電池的電動勢只與電池中非靜電力的特性有關(guān)，與體積無關(guān)，故B錯誤；電路中每通過1C的電荷量，電池內(nèi)部非靜電力做功為W＝Eq＝4.8J，故C正確；電動勢反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小，故D正確．]3．鋰離子電池已被廣泛地用于智能手機、智能機器人、電動自行車、電動汽車等領(lǐng)域，鋰離子電池以碳材料為負極，以含鋰的化合物為正極，依靠Li＋在電池內(nèi)部正極和負極之間移動來工作．圖示為鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，某過程中Li＋從負極向正極移動．已知某鋰電池的電動勢為3.6V，則()A．電池處于充電狀態(tài)B．在鋰電池內(nèi)部，依靠靜電力搬運Li＋C．該電池單位時間內(nèi)把3.6J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能D．該電池未接入電路時，電池兩端的電壓為3.6V[答案]D題組二閉合電路的理解與應(yīng)用4．如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω．?dāng)嚅_S后，理想電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，理想電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為()A．1Ω B．2ΩC．3Ω D．4ΩA[當(dāng)S斷開后，電壓表讀數(shù)為U＝3V，則電動勢E＝3V，當(dāng)S閉合后，由閉合電路歐姆定律知，E＝U′＋Ir，且I＝U'R，整理得電源內(nèi)阻r＝E-U5．下列說法正確的是()A．電源電動勢等于路端電壓B．外電阻越大，內(nèi)電壓越大C．當(dāng)外電壓增大時，內(nèi)電壓一定減小D．無論外電路如何變化，只要電源的內(nèi)阻不變，則內(nèi)電壓一定不變C[由E＝U外＋U內(nèi)可知，A錯誤，C正確；由I＝ER+r和U內(nèi)＝Ir得U內(nèi)＝Er6．(多選)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)活動中自制了一臺電子秤，其簡化電路圖如圖所示．用理想電壓表的示數(shù)指示物體的質(zhì)量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計，滑動變阻器的滑片與彈簧上端連接．當(dāng)托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在滑動變阻器的最上端，此時電壓表示數(shù)為0；當(dāng)所放物體質(zhì)量為m時，電壓表示數(shù)為E6．已知電源電動勢為E，電源內(nèi)阻忽略不計，定值電阻R0的阻值為R，滑動變阻器的總電阻也為RA．該電子秤可稱量物體的最大質(zhì)量為6mB．該電子秤電壓表各刻度對應(yīng)的質(zhì)量是均勻的C．當(dāng)稱量物體的質(zhì)量為2m時，電壓表示數(shù)為27D．當(dāng)電壓表示數(shù)為38E時，稱量物體的質(zhì)量為3CD[當(dāng)電壓表示數(shù)為E6時，有E6＝ER1R+R1，解得R1＝R5，設(shè)滑動變阻器的總長為L，則彈簧被壓縮L5，有mg＝kL5，故彈簧被壓縮L時，有mmaxg＝kL，則mmax＝5m，故A錯誤；因電壓表讀數(shù)U＝ER'R+R'＝ERR'+1，而R'R＝xL(x為滑片以上部分滑動變阻器的長度)，且Mg＝kx，即U＝EkLMg+1，可知M與U并非線性關(guān)系，則該電子秤電壓表各刻度對應(yīng)的質(zhì)量是不均勻的，故B錯誤；當(dāng)稱量物體的質(zhì)量為2m時，有2mg＝kΔx，解得Δx＝25L，則滑動變阻器接入電路的阻值為R2＝25R，電壓表示數(shù)為U＝ER2R+R2＝題組三路端電壓與外電阻的關(guān)系7．電動勢為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源與一個阻值為9Ω的電阻構(gòu)成閉合回路，理想電壓表和電流表的示數(shù)為()A．3V13A C．3V0.3A D．2.7V13B[根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝ER+r，理想電流表的示數(shù)為I＝0.3A，理想電壓表的示數(shù)為U＝IR＝0.3×8．(多選)如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖像(U為路端電壓，I為電路總電流)，則下列說法正確的是()A．電動勢E1＝E2，短路電流IB．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＞r2C．電動勢E1＞E2，內(nèi)阻r1＜r2D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化量較大AD[由題圖可知兩電源的U-I圖線交縱軸于一點，則說明兩電源的電動勢相同，交橫軸于兩不同的點，很容易判斷電源1的短路電流大于電源2的短路電流，故A正確，C錯誤；又由兩圖線的傾斜程度可知圖線2的斜率的絕對值大于圖線1的斜率的絕對值，即電源2的內(nèi)阻大于電源1的內(nèi)阻，B錯誤；由題圖可判斷當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓的變化量大于電源1的路端電壓的變化量，故D正確．]9．如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點時，標(biāo)有“4V8W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1A，這時電阻R兩端的電壓為5V．求：(1)電阻R的阻值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻．[答案](1)5Ω(2)6V1Ω10．如圖所示，已知R1＝R2＝R3＝1Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1V；當(dāng)開關(guān)S斷開后，電壓表的讀數(shù)為0.8V，則電池的電動勢等于()A．1V B．1.2VC．2V D．4VC[當(dāng)開關(guān)S閉合時，I＝UR1＝1A，故有E＝I(1.5＋r)；當(dāng)開關(guān)S斷開時，I′＝U'R1＝0.8A，故有E＝I11．(多選)某實驗小組發(fā)現(xiàn)一個滑動變阻器發(fā)生了斷路故障，為了檢測斷路的位置，實驗小組設(shè)計了如圖所示的電路，a、b、c、d、e是滑動變阻器上間距相同的五個位置(a、e為滑動變阻器的兩個端點)．某實驗小組將滑動變阻器的滑片P分別置于a、b、c、d、x、e(x是d、e間某一位置)進行測量，把相應(yīng)的電流表示數(shù)記錄在下表中．已知定值電阻阻值為R，電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻可忽略．下列說法正確的是()P的位置abcdxe電流表示數(shù)/A1.800.900.600.451.80A．滑動變阻器cd間發(fā)生了斷路B．滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.85AC．滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.40AD．若滑動變阻器未斷路時，其電阻絲的總電阻為4RCD[若是滑動變阻器cd間發(fā)生了斷路，P的位置在d點時電流應(yīng)大于在c點的電流；若x在斷路位置的下方，則是滑動變阻器下方部分被接入電路，且總電阻大于滑片接d位置時的電阻，電流就比滑片接d點時的電流要小，所以電流表示數(shù)可能是小于0.45A；若x在斷路位置的上方，則滑動變阻器是xe部分被接入電路，此時電路中的總電阻應(yīng)該小于滑片接b點時的電阻，所以電路中的電流應(yīng)該大于滑片接b點時的電流，即大于0.90A，但是要小于滑片接a點或接e點時的電流，因為接a點和e點時滑動變阻器接入電路中的電阻為零，故C正確，A、B錯誤；若滑動變阻器未斷路時，滑動變阻器接a端I＝1.80A，有I＝ER，設(shè)滑動變阻器電阻為R′，接c端時I′＝0.60A，有I′＝ER+12R'12．(源自魯科版教材改編)交警使用的酒精測試儀工作原理如圖所示，傳感器電阻R的阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電表均為理想電表。當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法正確的是()A．電壓表的示數(shù)變大B．小燈泡變暗C．電容器上的電荷量增加D．電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比保持不變D[當(dāng)酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，R的阻值減小，電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電路中電流I變大，則小燈泡變亮，R兩端電壓為U＝E－I(RL＋r)變小，故電壓表的示數(shù)變小，AB錯誤；根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，電容器兩端的電壓減小，則電容器上的電荷量減少，故C錯誤；電壓表示數(shù)為U＝E－I(RL＋r)，電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比為ΔUΔI＝RL13．如圖所示，甲圖中滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示．不考慮電表對電路的影響．(1)電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像應(yīng)分別為U-I圖像中的哪一條直線？(2)定值電阻R0、滑動變阻器的總電阻R分別為多少？(3)求出電源的電動勢和內(nèi)阻．[解析](1)電流增大，路端電壓減小，定值電阻R0分壓增大，V1測量電阻R0兩端電壓，示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像應(yīng)為直線AC，V2測量路端電壓，示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像應(yīng)為直線BC．(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，由題圖乙可知R0＝ΔUACΔ當(dāng)電流取最小值I0＝0.5A時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，此時滑動變阻器兩端電壓UR＝UB－UA＝(7.5－1.5)V＝6V則滑動變阻器的總電阻R＝URI0(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，路端電壓與電流的關(guān)系是U＝E－Ir所以直線BC斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，即r＝ΔUBCΔ電動勢E＝UB＋I0r＝(7.5＋0.5×1)V＝8V．[答案](1)見解析(2)3Ω12Ω(3)8V1Ω第三節(jié)測量電源的電動勢和內(nèi)阻[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．能用伏安法測量電源電動勢和內(nèi)阻，同時了解測電動勢和內(nèi)阻的另外兩個方案．2．學(xué)會根據(jù)圖像合理外推進行數(shù)據(jù)處理的方法．3．嘗試進行電源電動勢和內(nèi)阻測量誤差的分析，了解減小誤差的方法．一、實驗原理和方法如圖所示，通過改變滑動變阻器的阻值，測出至少兩組I、U數(shù)據(jù)，代入方程E＝U＋Ir，得到方程組E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，解方程組可求得電動勢E＝I2U1-I二、實驗器材待測電池一節(jié)，電流表(0～0.6A)、電壓表(0～3V)各一塊，滑動變阻器一只，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干，鉛筆，坐標(biāo)紙．三、實驗步驟1．確定電流表、電壓表的量程，按圖連接好電路，并將滑動變阻器的滑片移到左端．2．閉合開關(guān)S，接通電路，將滑動變阻器的滑片由左端向另一端移動，從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)．3．同樣的方法，依次記錄多組U、I值，填入表格中．4．?dāng)嚅_開關(guān)S，拆除電路．四、數(shù)據(jù)處理1．計算法實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分別將1、4組，2、5組，3、6組數(shù)據(jù)代入，聯(lián)立方程組，解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值．E＝E1+E2+2．圖像法把測得的多組U、I值，在U-I圖像中描點畫圖像，使U-I圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示．由U＝E－Ir可知：(1)縱軸截距等于電源的電動勢E，橫軸截距等于外電路短路時的電流Im＝Er(2)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻r＝ΔUΔI五、誤差分析1．偶然誤差主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時描點不準(zhǔn)確．2．系統(tǒng)誤差主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實際的總電流(即流過電源的電流)要小一些．U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大，將測量結(jié)果與真實情況在U-I坐標(biāo)系中表示出來，如圖所示，可見E測＜E真，r測＜r真．六、注意事項1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，宜選用舊電池和內(nèi)阻較大的電壓表．2．電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電，電流不宜超過0.3A，短時間放電，電流不宜超過0.5A．因此實驗中不宜將I調(diào)得過大，讀電表的示數(shù)時要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電．3．當(dāng)干電池的路端電壓變化不是很明顯時，作圖像時，縱軸單位可取的小一些，且縱軸起點可不從零開始．如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，求內(nèi)阻時要在直線上取相隔較遠的兩點，用r＝ΔU4．為了提高測量的精確度，在實驗中I、U的變化范圍要大一些，計算E、r時，U1和U2、I1和I2的差值要大一些．5．用伏安法測電動勢E和內(nèi)電阻r時，可以設(shè)計成兩種電路．甲乙如圖所示，在實驗中我們選擇甲圖的原因是：依據(jù)閉合電路的歐姆定律E＝U＋Ir，在實驗中需要測路端電壓U和電源中的電流I，可以看出，甲圖中由于電壓表的分流作用，使電流表測得的不是真實的電源中的電流；乙圖中由于電流表的分壓作用，電壓表測得的不是真實的路端電壓．這兩個電路都存在系統(tǒng)誤差，由于電流表的電阻和電源的內(nèi)阻差不多大，則乙圖測量的電源內(nèi)阻阻值和真實值相差太大．故電流表的分壓作用不能忽略，所以選用甲圖電路較好．6．儀器的選擇(1)電流表量程的選擇：量程要大于電源允許通過的最大電流，對于一節(jié)干電池來講，允許通過的最大電流是0.5A，故選0～0.6A．(2)電壓表量程的選擇：量程要大于電源電動勢，對一節(jié)干電池來講，電壓表量程在大于1.5V的前提下越小越好．(3)滑動變阻器的選擇：滑動變阻器的最大電阻為待測電阻的幾倍時較好，在該實驗中因電源內(nèi)阻比較小，故滑動變阻器選擇較小一點的即可．七、其他案例設(shè)計1．用電流表和電阻箱測E、r(又叫安阻法)如圖所示，由E＝IR＋Ir可知，如果能得到I、R的兩組數(shù)據(jù)，也可以得到關(guān)于E和r的兩個方程，于是能夠從中解出E和r．這樣，用電流表、電阻箱可以測定電源的電動勢和內(nèi)阻．1I＝1ER＋rE，R為橫軸，1I為縱軸，得到2．用電壓表和電阻箱測E、r(又叫伏阻法)如圖所示，由E＝U＋UR·r可知，如果能得到U、R的兩組數(shù)據(jù)，同樣能通過解方程組求出E和r．這樣可以用電壓表、電阻箱來測定電源的電動勢和內(nèi)阻．1U＝rE·1R+類型一實驗器材和誤差分析【典例1】在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗中，供選用的器材有：A．電流表(量程：0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω)B．電流表(量程：0～3A，內(nèi)阻約0.6Ω)C．電壓表(量程：0～3V，內(nèi)阻約5kΩ)D．電壓表(量程：0～15V，內(nèi)阻約10kΩ)E．滑動變阻器(0～10Ω，額定電流1.5A)F．滑動變阻器(0～2kΩ，額定電流0.2A)G．待測電源(一節(jié)一號干電池)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)請在題中虛線框中畫出能使本實驗測量精確程度高的實驗電路圖．(2)電路中電流表應(yīng)選用__________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．(用字母代號填寫)(3)如圖所示為實驗所需器材，請按原理圖連接出正確的實驗電路．(4)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是______________________________________________________________________________________________________．[解析](1)電路如圖所示．(2)考慮到待測電源只有一節(jié)干電池，所以電壓表應(yīng)選C；放電電流又不能太大，一般不超過0.5A，所以電流表應(yīng)選A；變阻器不能選擇太大的阻值，從允許最大電流和減小實驗誤差來看，應(yīng)選擇電阻較小而額定電流較大的滑動變阻器E，故器材應(yīng)選A、C、E．(3)如圖所示．(4)系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，該實驗中的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流作用使得電流表讀數(shù)(即測量值)總是比干路中真實電流值小，造成E測<E真，r測＜r真．[答案](1)見解析圖(2)ACE(3)見解析圖(4)電壓表的分流作用[跟進訓(xùn)練]1．在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中：(1)部分連線如圖甲所示，導(dǎo)線a端應(yīng)連接到______(選填“A”“B”“C”或“D”)接線柱上．正確連接后，某次測量中電壓表指針位置如圖乙所示，其示數(shù)為________V．(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖丙所示U-I坐標(biāo)系上，用作圖法求干電池的電動勢E＝________V和內(nèi)阻r＝________Ω．(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))[答案](1)B1.20(2)1.501.04類型二實驗原理與數(shù)據(jù)處理【典例2】在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，兩組同學(xué)分別設(shè)計了不同的電路來進行實驗．(1)第一組同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路，多次測量并記錄對應(yīng)的電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并繪制了如圖乙所示的U-I圖線．①由圖乙可得出電源的電動勢E＝_____________________________V，內(nèi)阻r＝________Ω．(結(jié)果均保留兩位小數(shù))②下圖中實線為某同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制的圖線，虛線為在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，電壓表兩端電壓與通過電源電流的關(guān)系圖線，能正確反映兩者關(guān)系的是________．ABCD(2)第二組同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示的電路，單刀雙擲開關(guān)S2分別接1、2時記錄電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并繪制出圖丁所示的A、B兩條U-I圖線(其中開關(guān)S2接1時對應(yīng)圖線A)．分析A、B兩條圖線可知，此電源的電動勢E＝______，內(nèi)阻r＝______．(均用圖中EA、EB、IA、IB表示)[解析](1)①由閉合電路歐姆定律得E＝U＋Ir化簡可得U＝－r·I＋E由題圖乙可知，圖線與縱軸的交點就是電源的電動勢，即E＝1.50V內(nèi)阻為r＝ΔUΔI＝1.50-1.00②實驗中，由于電壓表分流，使得電流表示數(shù)小于通過電源的電流，故理想圖像應(yīng)在測量圖像的右側(cè)；當(dāng)外電路短路時，沒有電流經(jīng)過電壓表，故理想圖像和測量圖像的短路電流相同．故選D．(2)單刀雙擲開關(guān)S2接1時，電流表相對于電源內(nèi)接，因電流表的分壓作用，會導(dǎo)致E測＝E真，I短測＜I短真單刀雙擲開關(guān)S2接2時，電流表相對于電源外接，因電壓表分流作用，會導(dǎo)致E測＜E真，I短測＝I短真結(jié)合所給圖像，可知E＝EA，I短真＝IB則內(nèi)阻r＝EI短真＝[答案](1)①1.500.83②D(2)EAE[跟進訓(xùn)練]2．小明用如圖甲所示的電路測量電池組的電動勢和內(nèi)阻．(1)開關(guān)閉合前，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)．(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，小明用多用電表的直流電壓擋來檢測故障，保持開關(guān)閉合，將________(選填“紅”或“黑”)表筆始終接觸a位置，另一表筆依次試觸b、c、d、e、f、g六個接線柱，發(fā)現(xiàn)試觸b、c、d、e時，多用電表均有示數(shù)，試觸f、g時多用電表均無示數(shù)．若電路中僅有一處故障，則故障是__________．A．接線柱bd間短路B．接線柱de間斷路或沒有接好C．定值電阻斷路或沒有接好(3)排除故障后按規(guī)范操作進行實驗，改變電阻箱R的阻值，分別讀出電壓表和電阻箱的示數(shù)U、R．某一次測量，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)為________V．(4)作出1U-1R圖線如圖丙所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得電池組的電動勢E＝______V，內(nèi)阻[答案](1)最大值(2)黑C(3)2.50(4)2.980.493．某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，如圖所示，所給的實驗器材有：A．電壓表V：0～3V～15VB．電流表A：0～0.6A～3AC．滑動變阻器R1：(20Ω，1A)D．滑動變阻器R2：(1000Ω，0.1A)E．電阻箱R(0～999.9Ω)F．開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)實驗中電壓表應(yīng)選用的量程為________(選填“0～3V”或“0～15V”)，電流表應(yīng)選用的量程為________(選填“0～0.6A”或“0～3A”)，滑動變阻器應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”)．(2)根據(jù)實驗要求在圖甲虛線框中畫出電路圖，并補充連接實物電路圖乙．(3)測出幾組電流、電壓的數(shù)值，并畫出U-I圖像如圖丙所示，由圖像知該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω．[解析](1)由題圖丙可知，電流小于0.6A，故電流表應(yīng)選用的量程為0～0.6A；而電池的電動勢約為1.5V，故電壓表應(yīng)選用的量程為0～3V；為了調(diào)節(jié)方便并能減小誤差，故滑動變阻器應(yīng)選用R1．(2)對照電路原理圖，連接實物圖．(3)U-I圖像的縱軸截距表示電池的電動勢，故該電池的電動勢E＝1.5V；斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻，故r＝1.5-1.00.2[答案](1)0～3V0～0.6AR1(2)見解析圖(3)1.52.5類型三創(chuàng)新實驗設(shè)計【典例3】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值．實驗器材有：待測電源E(不計內(nèi)阻)；待測電阻R1，定值電阻R2；電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻不計)；電阻箱R(0～99.99Ω)；單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干．(1)先測電阻R1的阻值(R1只有幾歐姆)．請將小明同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r1和對應(yīng)的電流表示數(shù)I；將S2切換到b，調(diào)節(jié)電阻箱，使________________________________，讀出此時電阻箱的示數(shù)r2，則電阻R1的表達式為R1＝________．(2)該同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1＝1.5Ω，繼續(xù)測電源電動勢E．該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電流表示數(shù)I，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的1I-R圖線，則電源電動勢E＝______V，電阻R2(3)若實際電流表A內(nèi)阻不可忽略，則R2的真實值________(選填“大于”“等于”或“小于”)測量值．[解析](1)結(jié)合電路原理有：將S2換到b，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表示數(shù)不變．由題意可知E＝I(R2＋r1)E＝I(R2＋r2＋R1)解得R1＝r1－r2．(2)由題意可知，電源電動勢為E＝I(R2＋R＋R1)整理得1I＝1ER由圖示1I-Rk＝1E＝6.0-4.04.0-0電源電動勢為E＝2V截距R1解得R2＝6.5Ω．(3)若實際電流表A內(nèi)阻不可忽略E＝I(R2＋R＋R1＋RA)整理得1I＝與以上比較可知，則R2的真實值小于測量值．[答案](1)電流表示數(shù)不變r1－r2(2)2(或2.0)6.5(3)小于[跟進訓(xùn)練]4．一個物理興趣小組的同學(xué)準(zhǔn)備測定某電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室可供選用的實驗器材有：電流表A1、A2，滑動變阻器R，電阻箱R0，待測電池E，開關(guān)S，導(dǎo)線等．(1)興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路來測定電流表A1的內(nèi)阻：將電阻箱的阻值調(diào)整到R0＝50Ω，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，得到多組電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，并用描點法得到I2-I1圖像為過原點的傾斜直線，如圖乙所示，可得電流表A1的內(nèi)阻RA1＝________Ω．(2)興趣小組的同學(xué)利用上述實驗器材設(shè)計了如圖丙所示的電路來測定電池的電動勢和內(nèi)阻．實驗中，他們通過改變R0的阻值，記錄了多組數(shù)據(jù)(電阻箱阻值R0和電流表A1示數(shù)I)．(3)甲同學(xué)以IR0為縱坐標(biāo)U，以I為橫坐標(biāo)作圖像處理數(shù)據(jù)；乙同學(xué)以I(R0＋RA1)為縱坐標(biāo)U，以I為橫坐標(biāo)作圖像處理數(shù)據(jù)，他們在同一坐標(biāo)紙上畫出圖像如圖丁所示．由圖可知，甲同學(xué)繪制的圖線為________(選填“a”或“b”)，電源電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω．(4)丙同學(xué)以1I為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)作1I-R0[解析](1)由題圖甲得I1RA1R0＋I1＝I2，得I2＝RA1R0＋1I1，結(jié)合題圖乙可得(3)在閉合電路中，由閉合電路的歐姆定律有E＝IR0＋RA1＋r)，整理得IR0＝E-IRA1+r，I(R0＋RA1)＝E－Ir，IR0-I圖像的斜率絕對值大于I(R0＋RA1)-I圖像的斜率絕對值，由題圖丁可知，甲繪制的圖線是a，由題圖丁可知E－100×10-3×(5.0＋r)＝0，E(4)在閉合電路中E＝I(R0＋RA1＋r)，則1I＝1ER0＋RA1+rE，則[答案](1)5(3)a1.510(4)見解析圖第四節(jié)練習(xí)使用多用電表[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、測量原理以及刻度特點，掌握多用電表的使用方法．2．能夠使用多用電表測量電壓、電流及電阻，并能正確讀數(shù)．3．掌握用多用電表測電壓、電流和電阻的操作步驟，能夠分析實驗數(shù)據(jù)，會分析實驗誤差，提升實驗數(shù)據(jù)處理能力和交流討論能力．知識點一多用電表1．構(gòu)造多用電表的核心是一只直流靈敏電流計G，即“表頭”．表頭與電阻、選擇開關(guān)等組成不同的測量電路．2．多用電表測直流電流、電壓的原理(1)表頭與電阻串聯(lián)組成測直流電壓的分壓電路．(2)表頭與電阻并聯(lián)組成測直流電流的分流電路．3．歐姆表測電阻的原理(1)原理：依據(jù)閉合電路歐姆定律制成，它是由電流表改裝而成的．(2)內(nèi)部構(gòu)造：由表頭、電源和可變電阻三部分組成．如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測電阻Rx時，通過表頭的電流I＝Er+Rg+R+Rx，改變Rx，電流I隨著改變，每個Rx值都對應(yīng)一個電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對應(yīng)的Rx值就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值．當(dāng)Rx＝r＋Rg＋R4．多用電表的外形圖用多用電表測電阻時，要注意讀數(shù)乘以倍率才是所測電阻的數(shù)值．知識點二多用電表的使用1．實驗原理與設(shè)計如圖所示是一種測量直流電流、電壓和電阻的多用電表原理示意圖．多用電表原理示意圖用多用電表測直流電流和電壓的原理，實質(zhì)上就是我們學(xué)過的分流和分壓原理．在圖中，若將選擇開關(guān)撥至觸點“1”或“2”，可構(gòu)成不同量程的電流表；若將選擇開關(guān)撥至觸點“3”或“4”，可構(gòu)成不同量程的電壓表；若將選擇開關(guān)撥至觸點“5”，可構(gòu)成歐姆表．在圖中，R6為可變電阻，稱為調(diào)零電阻．2．實驗步驟(1)用多用電表測量電路元件的電壓值①按如圖所示電路圖連接實驗器材，給小燈泡供電．②觀察多用電表指針是否在零刻度．若不在零刻度，則用螺絲刀轉(zhuǎn)動機械調(diào)零旋鈕，使指針停于左端零刻度．③將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電壓擋，使其量程大于小燈泡兩端電壓的估計值．④將兩表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，讀出小燈泡兩端的電壓．(2)用多用電表測量通過電路元件的電流值參照(1)中電路圖，寫出用多用電表測量小燈泡工作時電流值的實驗步驟，并完成相關(guān)操作．(3)用多用電表測量電阻的電阻值①檢查多用電表指針是否仍在左端零刻度．②估測待測電阻的電阻值，將多用電表的選擇開關(guān)旋至合適倍率的歐姆擋．③將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在右端電阻零刻度處．④將表筆搭在待測電阻兩端，讀取被測電阻的阻值．⑤實驗完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關(guān)旋到“OFF”位置或交流電壓最高擋；若長期不用，應(yīng)取出電池．3．多用電表使用的注意事項(1)測量前，先機械調(diào)零，再將紅、黑表筆分別插入正、負測試筆插孔．(2)測量時，應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的測量項目和量程上，讀數(shù)時，要讀跟選擇開關(guān)的擋位相應(yīng)的刻度盤上的示數(shù)．(3)測電流、電壓時，選擇恰當(dāng)?shù)牧砍?，使指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的12(4)測電阻時，先估測電阻阻值，將選擇開關(guān)撥到適當(dāng)倍率，將紅、黑兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針恰好停在“歐姆擋”刻度線的零刻度處，然后將紅、黑表筆搭在電阻兩端，讀取表盤指針?biāo)笟W姆擋刻度線的示數(shù)，電阻值等于示數(shù)乘以倍率．1．思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的負極． (√)(2)測電阻時，指針偏角很小，說明電阻很小． (×)(3)測電阻時，每次測電阻前都要進行歐姆調(diào)零． (×)2．填空如圖所示為一正在測量中的多用電表表盤．(1)如果是用“×10”擋測量電阻，則讀數(shù)為60Ω．(2)如果是用直流10mA擋測量電流，則讀數(shù)為7.2mA．(3)如果是用直流5V擋測量電壓，則讀數(shù)為3.60V．家電維修的師傅利用如圖所示的一塊多用電表便能檢查出家用電器出現(xiàn)的各種故障，如電視機無光、無聲，收音機收不到無線電信號，洗衣機不轉(zhuǎn)等．請問多用電表有哪些用途？怎樣用它判斷一段有包皮的導(dǎo)線內(nèi)部有無斷點？提示：測電壓、電流、電阻等；測其電阻，如電阻無限大則有斷點，否則無．考點1多用電表的結(jié)構(gòu)與原理1．多用電表的內(nèi)部構(gòu)造如圖所示是簡化的多用電表電路圖．它由表頭G、直流電流測量電路、直流電壓測量電路、電阻測量電路以及轉(zhuǎn)換開關(guān)S等部分組成．其中1、2為電流測量端，3、4為電壓測量端，5為電阻測量端．測量時，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應(yīng)的測量端．使用時，電路只有一部分起作用．2．多用電表測直流電流和電壓的原理測直流電流和直流電壓的原理，就是分流和分壓原理，其中轉(zhuǎn)換開關(guān)接1或2時測直流電流，其中接1時量程較大；接3或4時測直流電壓，其中接電阻較大的一端時量程較大；轉(zhuǎn)換開關(guān)接5時，測電阻．3．多用電表歐姆擋原理(1)“調(diào)零”原理：當(dāng)紅、黑表筆短接時(如圖甲所示)，相當(dāng)于被測電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R的阻值，使Er+Rg+R＝I甲乙當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(如圖乙所示)，相當(dāng)于被測電阻Rx→∞，電流表中沒有電流，表頭的指針不偏轉(zhuǎn)，此時指針?biāo)傅奈恢檬菤W姆表刻度的“∞”點．(2)中值電阻：R＋Rg＋r是多用電表歐姆擋的內(nèi)阻，當(dāng)被測電阻Rx＝R＋Rg＋r時，通過表頭的電流I＝ER+Rg(3)刻度不均勻：由I＝ER+Rg+r+Rx可以知道，不同的Rx對應(yīng)不同的電流I，若在刻度盤上直接標(biāo)出與電流I對應(yīng)的電阻R【典例1】如圖所示是歐姆表的工作原理圖．(1)若表頭的滿偏電流為Ig＝500μA，干電池的電動勢為1.5V，把靈敏電流表的電流刻度值對應(yīng)的歐姆表電阻值填在下表中：電流刻度0200μA300μA500μA電阻刻度∞0(2)這只歐姆表的總內(nèi)阻為______Ω，表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的13思路點撥：(1)電阻刻度值標(biāo)的都是外電阻數(shù)值．(2)當(dāng)電流表滿偏時，此時對應(yīng)外電阻為0，由閉合電路歐姆定律計算出的電阻為總內(nèi)阻．[解析](1)對應(yīng)電流“0”刻度的電阻刻度為“∞”，對應(yīng)滿偏電流“500μA”刻度的電阻刻度為“0”，所以調(diào)零時，由閉合電路的歐姆定律有：Ig＝E得歐姆表總內(nèi)阻R內(nèi)＝Rg＋r＋R0＝EI測量電阻Rx時有I＝E得Rx＝EI－R當(dāng)I＝200μA時，Rx＝1.5V200當(dāng)I′＝300μA時，Rx′＝1.5V300(2)當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的13I″＝500μA3＝Rx″＝EI″－R[答案](1)4500Ω2000Ω(2)30006000掌握多用電表原理的兩點注意(1)多用電表歐姆擋是根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝ERx+R+Rg+r(2)R＋Rg＋r為歐姆表的內(nèi)阻．[跟進訓(xùn)練]1．(多選)圖為多用電表的電路原理圖，A為公共接線柱，則正確的是()A．B接線柱接1、2都是電流擋，接1時量程更大B．B接線柱接3是歐姆擋C．B接線柱接4、5都是電壓擋，接4時量程更大D．A接線柱應(yīng)該與紅表筆連接AB[B接線柱接1、2表頭與電阻并聯(lián)，電阻起分流作用，是電流擋，接到位置1時，并聯(lián)的電阻阻值小，所以接位置1時的量程大，故A正確；B接線柱接3表頭與電表中的電源相連接，是歐姆擋，故B正確；B接線柱接4、5表頭與電阻串聯(lián)，都是電壓擋，電阻起分壓作用，電阻越大，分壓越大，量程越大，接4時量程更小，故C錯誤；電流都是從紅表筆流入多用電表，B接線柱應(yīng)該與紅表筆連接，故D錯誤．]考點2多用電表的讀數(shù)1．讀數(shù)時要注意讀表盤上的哪條刻度線：歐姆表刻度不均勻，讀最上一排刻度線；直流電流、直流電壓刻度均勻，讀中間刻度線．2．電壓表、電流表的讀數(shù)要看清選擇開關(guān)所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少及應(yīng)讀到的有效數(shù)字位數(shù)．【典例2】如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時，表針指示如圖所示，則：(1)所測電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋倍率是________(選填“×10”“×100”或“×1k”)．(2)用此多用電表進行測量，當(dāng)選用量程為50mA的直流電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA；當(dāng)選用量程為250mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA．(3)當(dāng)選用量程為10V的直流電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________V．思路點撥：(1)測電阻時，讀數(shù)要乘以對應(yīng)的倍率．(2)測電流、電壓時要注意不同的量程，對應(yīng)著不同的精確度．[解析](1)歐姆表讀數(shù)：對應(yīng)刻度值為15，倍率為“×100”，讀數(shù)為1500Ω；測2.0×104Ω的電阻時應(yīng)選“×1k”的歐姆擋．(2)選50mA電流擋，則每一小格表示1mA，測量的精確度為1mA，應(yīng)估讀到0.1mA此時為110估讀(3)選擇10V電壓擋，則每一小格表示0.2V，測量的精確度為0.2V，指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.2V．[答案](1)1500×1k(2)30.8(30.7～30.9都正確)154(3)6.2[跟進訓(xùn)練]2．某實驗興趣小組為了研究電表的改裝原理和練習(xí)使用多用電表，設(shè)計了如下實驗．(1)圖甲為某同學(xué)隨意設(shè)計的電流表、電壓表兩用表的電路圖，已知電流計G的量程是300mA，內(nèi)阻是220Ω，電阻R1＝11Ω，R2＝100Ω，則選擇開關(guān)接到________(選填“1”或“2”)時是電流表，電流表、電壓表的量程分別是________A、________V．(2)某同學(xué)用多用電表測量電阻時采用“×100”倍率，結(jié)果多用電表表盤指針位置如圖乙中虛線所示，為了測量更加準(zhǔn)確，這時應(yīng)該采用________(選填“×10”或“×1k”)倍率，換完倍率以后需要________，如果此時讀數(shù)如實線所示，則讀數(shù)是________Ω．(3)一個多用電表的電池用久了，電動勢由1.5V降成1V，內(nèi)阻r由1.5Ω變成5Ω，現(xiàn)用此電表歐姆調(diào)零后測量一未知電阻，測得Rx＝240Ω，則其真實值為________．[答案](1)16.3696(2)×10歐姆調(diào)零120(3)160Ω考點3科學(xué)探究：用多用電表測量電學(xué)量1．測電壓、電流(1)檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度處．若不指零，則可用螺絲刀進行機械調(diào)零．(2)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔．(3)如圖甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測量小燈泡兩端的電壓．(4)如圖乙所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流．甲乙2．測電阻(1)機械調(diào)零：使用前若表針沒有停在左端刻度處，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動調(diào)零定位螺絲，使指針指零．(2)選擋：估計待測電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位．(3)歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右端零刻度處．(4)測量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻阻值．(5)實驗完畢，應(yīng)將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋．【典例3】在練習(xí)使用多用電表的實驗中：(1)某同學(xué)連接的電路如圖所示．①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過________的電流；②若斷開電路中的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時測得的是________的電阻；③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合開關(guān)，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是________兩端的電壓．(均選填“R1”“R2”或“R1和R2”)(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時，若________．A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大B．測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調(diào)零后再進行測量C．選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30刻度的正中間，則測量值小于25ΩD．歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大思路點撥：(1)尖端對準(zhǔn)直流電流擋時，由電路關(guān)系知R1與多用表串聯(lián)，此時測流過R1的電流．(2)開關(guān)斷開無外電源，此時測電阻．(3)使用多用電表時不能用雙手捏住兩表筆金屬桿，測電阻時指針指在中央附近較準(zhǔn)確．[解析](1)①多用電表作為電流表測電流時應(yīng)與待測電阻串聯(lián)，因此測的是通過R1的電流；②斷開開關(guān)，兩個電阻串聯(lián)，此時多用電表作為歐姆表測量的是滑動變阻器R1接入電路的阻值與R2串聯(lián)之后的總電阻；③滑動變阻器的滑片移到最左端時，R1無阻值接入，外電阻就剩R2，此時多用電表測的就是R2分得的電壓或路端電壓．(2)若雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將是人體與待測電阻并聯(lián)之后的總電阻，測量值將偏小，A選項錯誤；測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，分兩種情況：若偏轉(zhuǎn)角過大，應(yīng)減小倍率；若偏轉(zhuǎn)角過小，應(yīng)增大倍率，B選項錯誤；由于歐姆表刻度線右側(cè)稀左側(cè)密，選擇“×10”倍率擋，在20與30刻度正中間的電阻值應(yīng)小于250Ω且大于200Ω，C選項錯誤；只有D選項正確．[答案](1)①R1②R1和R2③R2(2)D多用電表的歐姆擋使用的三點注意(1)選擇適當(dāng)?shù)膿跷唬x擋時若無法估計待測電阻的阻值，應(yīng)將選擇開關(guān)先旋到“×1”擋，歐姆調(diào)零后，將紅、黑表筆分別接到電阻兩端，若指針偏角較小，再逐漸增大擋位，直到指針指在中值電阻附近為止．(2)每改變一次擋位，要重新進行歐姆調(diào)零，使用同一擋位測量不同的電阻時，無須重新調(diào)零．(3)測量待測電阻時要跟其他元件、電源斷開．[跟進訓(xùn)練]3．某中學(xué)實驗小組的同學(xué)在“練習(xí)使用多用電表”時，進行了如下的探究：(1)該小組的同學(xué)利用多用電表測量某蓄電池的電壓時，下列操作過程正確的是________．A．歐姆調(diào)零→選擇合適的擋位→紅、黑表筆分別與蓄電池的正、負極相連接→讀數(shù)B．機械調(diào)零→選擇合適的擋位→紅、黑表筆分別與蓄電池的正、負極相連接→讀數(shù)C．選擇合適的擋位→機械調(diào)零→紅、黑表筆分別與蓄電池的負、正極相連接→讀數(shù)D．選擇合適的擋位→歐姆調(diào)零→紅、黑表筆分別與蓄電池的負、正極相連接→讀數(shù)(2)若該小組的同學(xué)想利用多用電表測量插孔的電壓，如圖甲所示，則應(yīng)將旋鈕扳到圖乙中的________(填寫擋位所對應(yīng)的字母)擋位；經(jīng)檢查，操作無誤并選擇合適的擋位后，多用電表的指針位置如圖丙所示，則該插孔的電壓大小為________V．甲乙[答案](1)B(2)H2054．圖甲為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭?的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω．虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(1)圖甲中的A端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流的零刻度處B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻的零刻度處C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝_____________________________________Ω，R4＝________Ω．(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示．若此時B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為______________；若此時B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為__________；若此時B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為__________(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)．[解析](1)當(dāng)B端與“3”連接時，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接．(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流的零刻度處，選項A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻的零刻度處，選項B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項C錯誤．(3)根據(jù)題給條件可知：當(dāng)B端與“2”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為量程1mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，RgR1+R2＝1-0.250.25＝3當(dāng)B端與“4”連接時，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時為量程1V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120Ω，兩端電壓為0.12V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知，R4兩端電壓為0.88V，則R4電阻為880Ω．(4)若此時B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程2.5mA，讀數(shù)為1.50mA．若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100Ω＝1.10kΩ．若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5V，讀數(shù)為3.00V．[答案](1)黑(2)B(3)160880(4)1.50mA1.10kΩ3.00V回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．試寫出多用電表表盤上機械調(diào)零旋鈕和歐姆調(diào)零旋鈕的作用．提示：用螺絲刀轉(zhuǎn)動機械調(diào)零旋鈕，使指針停在左端零刻度．測電阻時，先將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在右端電阻零刻度處．2．試寫出測電阻的步驟．提示：測電阻時，先機械調(diào)零，再估測電阻阻值，將選擇開關(guān)撥到適當(dāng)倍率，將黑、紅兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針恰好停在“歐姆擋”零刻度處，然后將紅、黑表筆搭在電阻兩端，讀取表盤指針?biāo)笟W姆擋刻度線的示數(shù)，電阻值等于示數(shù)乘以倍率．課時分層作業(yè)(十三)練習(xí)使用多用電表題組一多用電表的構(gòu)造與原理1．(多選)關(guān)于使用多用電表歐姆擋測電阻，下列說法正確的是()A．測量電路中某個電阻的阻值時，應(yīng)該把該電阻與電路斷開B．測量電阻時，若雙手手指分別與兩表筆金屬部分接觸，則會導(dǎo)致測量值偏大C．測量電阻時，若指針偏角較小，應(yīng)換較大倍率后重新歐姆調(diào)零，再進行測量D．用多用電表歐姆擋可以直接測量帶電電阻的阻值[答案]AC2．關(guān)于多用電表上的刻度，下列說法錯誤的是()A．直流電流刻度是均勻的B．電阻刻度是不均勻的C．交流電壓刻度是均勻的D．電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度相對應(yīng)[答案]C3．如圖為歐姆表的內(nèi)部構(gòu)造電路圖．已知靈敏電流計的量程為Ig＝500μA，電源的電動勢為E＝1.5V，則將表盤上的電流值所對應(yīng)的電阻的刻度值填入下表：電流/μA050100200250300400500電阻/Ω∞0該歐姆表的內(nèi)電阻為________Ω，當(dāng)歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)角度為表盤的13[解析]對應(yīng)電流“0”刻度和滿偏電流“500μA”的電阻刻度分別為“∞”和“0”．由閉合電路歐姆定律得，歐姆調(diào)零時，Ig＝ERg+r+R0，所以歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)＝Rg＋r＋R0＝EIg＝3000Ω．測量電阻Rx時，I＝ER內(nèi)+Rx，Rx＝EI－R內(nèi)，當(dāng)I＝50μA時，Rx＝1.550×10-6Ω－3000Ω＝3×104Ω－3×103Ω＝2.7×104Ω，同理可求出100μA、200μA、250μA、300μA、400μA對應(yīng)的電阻分別為1.2×104Ω、4.5×103Ω、3×103Ω、2×[答案]2.7×1041.2×1044.5×1033×1032×10375030006000題組二多用電表的讀數(shù)4．(多選)關(guān)于多用電表表盤上的刻度，下列說法正確的是()A．電阻刻度不均勻且左密右疏B．直流電流表的刻度和直流電壓表的刻度都是均勻的，可以共用一個刻度C．電阻刻度線是均勻的，且每一擋的測量范圍都是0～∞D(zhuǎn)．直流電流表的刻度和電阻的刻度可共用一個AB[多用電表歐姆擋刻度是不均勻的，且刻度值越大刻度越密，A正確，C錯誤；直流電流表與直流電壓表刻度都是均勻的，可以共用，B正確，D錯誤．]5．根據(jù)歐姆表的工作原理回答問題：某同學(xué)在測量某一定值電阻的阻值時，他分別用“×1”“×10”“×100”的擋位進行了測量，其中指針在表盤的偏轉(zhuǎn)情況如圖所示．如果歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)如A所示，則該同學(xué)選用的是________擋，如果歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)如B所示，則該同學(xué)選用的是________擋，如果歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)如C所示，則該同學(xué)選用的是________擋，該同學(xué)進行的三次操作中，最精確的操作是選用________擋，被測電阻阻值約為________．[答案]×1×10×100×10300Ω題組三科學(xué)探究：用多用電表測量電學(xué)量6．多用電表在選擇不同的擋位時，在電路中有不同的連接方式，則下列說法正確的是()①②③④A．當(dāng)多用電表調(diào)至電壓擋時按電路圖①連接，然后閉合開關(guān)B．當(dāng)多用電表調(diào)至電流擋時按電路圖②連接，然后閉合開關(guān)C．當(dāng)多用電表調(diào)至歐姆擋時按電路圖③連接，然后閉合開關(guān)D．當(dāng)用多用電表測量二極管的反向電阻時，按電路圖④連接[答案]B7．用多用電表測直流電壓U和測電阻R時，若紅表筆插入多用電表的正(＋)插孔，則()A．測電壓時電流從紅表筆流入多用電表，測電阻時電流從紅表筆流出多用電表B．測電壓、測電阻時電流均從紅表筆流入多用電表C．測電壓、測電阻時電流均從紅表筆流出多用電表D．測電壓時電流從紅表筆流出多用電表，測電阻時電流從紅表筆流入多用電表[答案]B8．由歐姆表的構(gòu)造和工作原理可知，下列選項正確的是()A．表盤刻度是不均勻的，從零刻度處開始，刻度值越大處，刻度線越疏B．測電阻時，首先要把紅、黑表筆短接進行調(diào)零，應(yīng)使指針指在電阻為0刻度處C．用歐姆表測電阻時，指針偏角越小，測量的誤差越小D．用歐姆表測電阻時，電流從紅表筆流出[答案]B9．如圖所示是某同學(xué)連接的實驗實物圖，合上開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈A、B都不亮．他采用下列兩種方法檢查故障：(1)用多用電表的直流電壓擋進行檢查：①那么選擇開關(guān)應(yīng)置于下列量程的________擋．(用字母序號表示)A．2.5VB．10VC．50VD．250V②在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應(yīng)接觸______(選填“a”或“b”)．③該同學(xué)測試結(jié)果如表所示，根據(jù)測試結(jié)果，可以判定故障是________(只有下列中的某一項有故障)．測試點電壓表示數(shù)a、b有示數(shù)c、b有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)A．燈A斷路 B．燈B短路C．c、d段斷路 D．d、f段斷路(2)用歐姆擋檢查：①測試前，應(yīng)將開關(guān)S________(選填“斷開”或“閉合”)．②測量結(jié)果如下表所示，由此可以斷定故障是________．測試點表頭指針示數(shù)c、d有示數(shù)e、f有示數(shù)d、e無窮大A．燈A斷路 B．燈B斷路C．燈A、B都斷路 D．d、e間導(dǎo)線斷路[解析](1)①用多用電表的直流電壓擋進行測量時，實質(zhì)上是用電壓表測量，而電壓表內(nèi)阻很大，當(dāng)并聯(lián)在斷路處(設(shè)有一處發(fā)生斷路)時，電壓表示數(shù)應(yīng)為電源電壓，因此，用多用電表的直流電壓擋檢查電路時，電壓表的量程必須大于電源電壓，為了使示數(shù)明顯，選擇量程不宜過大，而電源電壓約為6V，故選10V量程即可．②測試時紅表筆應(yīng)接電勢高的a點．③因合上開關(guān)S后，A、B燈都不亮，又只有某一項有故障，所以只可能發(fā)生斷路的故障．根據(jù)測試結(jié)果，a、b間有示數(shù)，說明a→電源→b完好；c、b間有示數(shù)，說明c→a→電源→b完好；d、f有示數(shù)，說明d→c→a→電源→b→f完好；c、d無示數(shù)，結(jié)合以上分析可知d、f段斷路．(2)①用歐姆擋檢查時，測試前應(yīng)首先將開關(guān)S斷開．②根據(jù)測試結(jié)果，接c、d時有示數(shù)，說明不是燈A斷路；接e、f時有示數(shù)，說明也不是燈B斷路；接d、e時電阻無窮大，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路．[答案](1)①B②a③D(2)①斷開②D第五節(jié)家庭電路與安全用電[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道常見的家用電器、總空氣開關(guān)和電能表，了解其工作原理．知道家庭電路的組成，能解釋相關(guān)的現(xiàn)象．2．理解總空氣開關(guān)和電能表在電路中的作用，能根據(jù)實際用電功率選擇合適的電能表等，學(xué)會科學(xué)用電．3．能體會科技發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展的影響，能將安全用電和節(jié)約用電的知識應(yīng)用于生活實際，知道保護環(huán)境、科學(xué)用電的重要意義．知識點一家庭用電1．家用電器(1)簡稱家電，包括電視機、空調(diào)機、電冰箱、洗衣機、錄像機、音響系統(tǒng)、微波爐、電磁爐、電熱水壺、電飯煲、電風(fēng)扇、電暖器等．(2)家電的總體發(fā)展趨勢是逐步實現(xiàn)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化．(3)家電一般包含控制部分、工作部分和安全部分．控制部分用于控制家電的運轉(zhuǎn)，工作部分是實現(xiàn)家電功能的核心，安全部分則用于防止各種原因損害家電或者造成事故．2．家庭電路的組成一般由供電線路、電能表、總開關(guān)、保險設(shè)備、插座、導(dǎo)線、用電器等組成，如圖所示．家庭電路示意圖3．電能表供電線路在接其他元件之前，首先接在電能表上．電能表用來測量用戶在一定時間內(nèi)消耗的電能．4．總空氣開關(guān)空氣開關(guān)又叫空氣斷路器，是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的裝置．總空氣開關(guān)安裝在電能表之后，專線空氣開關(guān)之前．5．插座在家庭電路中插座是為了給可移動電器供電，分為固定插座和可移動插座，又可分為兩孔插座和三孔插座，三孔插座的兩個孔分別接火線和零線，另一孔是接地的，這樣在把三腳插頭插入時，會把用電器的金屬外殼和大地連接起來．6．用電器各用電器之間并聯(lián)連接，使各用電器兩端的電壓均為220V，用電器的控制開關(guān)要接在火線上，不允許接在零線上，大功率家電需要用專線連接．空氣斷路器及觸電保護器，都對用電安全有重大作用，因而電路中必須安裝．知識點二安全用電和節(jié)約用電1．安全用電(1)電能表和供電導(dǎo)線應(yīng)與所用的家電匹配．(2)為安全起見，最好使用固定插座．(3)電源插頭應(yīng)該與插座匹配．(4)使用三腳插頭的電器比兩腳插頭的電器更安全．2．節(jié)約用電與環(huán)境保護(1)節(jié)約用電家用電器的選擇要根據(jù)家庭人口和實際需要，不要盲目地追求大型化；應(yīng)該參考能效標(biāo)識，選擇高能效節(jié)能產(chǎn)品，減少能源消耗和對環(huán)境的污染；合理配置照明電器，盡量選用發(fā)光效率高的節(jié)能光源．家電的使用應(yīng)符合節(jié)約用電的原則，養(yǎng)成良好習(xí)慣，例如電器停止使用時要及時切斷電源等．(2)環(huán)境保護科學(xué)地回收和循環(huán)利用被淘汰的家電，既可以減少環(huán)境污染，又能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益．1．思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)觸電保護器可檢測到觸電或漏電． (√)(2)選擇熔絲時，應(yīng)該使它的額定電流等于或稍小于電路的最大正常工作電流． (×)(3)在選擇電線時，應(yīng)該使電線的安全電流稍大于最大正常工作電流． (√)2．填空小明家的限電器允許通過的最大電流是10A，他家有2個標(biāo)有“220V40W”的日光燈，4只標(biāo)有“220V15W”的燈泡，1個標(biāo)有“220V1000W”的熱水器，1臺合計起來有160W的電腦，1臺制冷時耗電為140W的電冰箱，1臺耗電為80W的電視機，1臺標(biāo)有“220V1200W”的空調(diào)．由此可知：小明家的這些用電器不可以(選填“可以”或“不可以”)同時使用．如圖所示為常用的插座，上面為兩孔插座，下面為三孔插座．試探究：什么情況下要求用三孔插座？提示：三孔插座一般是用于金屬外殼的用電器，比如冰箱等．金屬外殼導(dǎo)電，有時由于漏電，使金屬外殼上帶電，很容易傷人，用三孔插座可以接地線，把漏的電導(dǎo)走，更安全．考點1家庭電路組成1．一般組成框圖2．進戶線(1)火線：火線跟零線間的電壓是220V．(2)零線：零線是與大地相連的，正常情況下零線跟大地之間的電壓是0V．(3)地線：在家庭電路中直接與大地相通的導(dǎo)線，這是為了安全另外加接的．火線與地線之間的電壓是220V，零線與地線之間的電壓是0V．3．電功的國際單位是焦耳(J)，焦耳這個單位太小，通常用較大的單位千瓦時(kW·h)，1kW·h＝3.6×106J．千瓦時俗稱度．【典例1】某家庭電路簡化后如圖所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)線是零線，b線是火線B．電能表是測量用電器總功率的C．電路中的用電器都是并聯(lián)在電路中的D．三孔插座中上邊的那個孔可以不接地C[用電器的開關(guān)應(yīng)該接在火線上，所以和開關(guān)相連的那根線是火線，即a線是火線，b線是零線，故A錯誤；電能表是測量電路中消耗的電能的儀器，不是測量電功率的，故B錯誤；家庭電路中各個用電器是并聯(lián)的關(guān)系，故C正確；三孔插座的上邊的那個孔必須接地，防止帶有金屬外殼的用電器漏電時發(fā)生觸電事故，故D錯誤．][跟進訓(xùn)練]1．如圖所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷．某同學(xué)測試燈頭的兩根電線C、D，發(fā)現(xiàn)這兩處都能使測電筆的氖管發(fā)光，再用測電筆測試火線A和零線B時，氖管在測火線A時能發(fā)光，在測零線B時不發(fā)光．那么可以判定故障是()A．火線和零線短路B．電燈L短路C．電線AC段某處斷路D．電線BD段某處斷路[答案]D考點2安全用電及節(jié)約用電1．家庭安全用電必須注意以下幾點(1)高度重視，謹防觸電：接觸、搬運電器時頭腦中要時刻想著避免觸電，不能大意，要定期檢查用電器的插頭，大功率用電器的插頭極易因過熱而損壞，更要注意．(2)避免短路：短路時電路中的電流非常大，輕則電源、電線燒毀，重則發(fā)生火災(zāi)，釀成大禍．從插座拔出插頭時要手握插頭，切勿用力拉扯電線，以免電線絕緣皮破損或插座接頭脫落，形成短路．(3)電器金屬外殼應(yīng)該接地線，容易潮濕的電器如洗衣機等更要接地．(4)不要在同一插座上同時使用多個大功率的用電器，以免流過插座的電流太大，容易引起火災(zāi)．(5)不要讓紙張等易燃物過分靠近電燈、電飯鍋、電爐等．2．節(jié)約用電(1)養(yǎng)成良好的用電習(xí)慣，記住隨手關(guān)閉不使用的用電器．(2)節(jié)約用電，堅持可持續(xù)發(fā)展．3．常見故障處理(1)短路故障的處理：查明短路原因并排除故障后換上同樣的熔絲，絕對不能換用比原來粗的熔絲或者其他材料的金屬絲．(2)斷路故障的處理：一般情況是接線螺絲松脫、電線接頭處接觸不良、導(dǎo)線斷裂等．在確認電源沒有停電的情況下，可以使用測電筆逐段排查斷路點．使用測電筆時要注意安全，手絕對不能接觸筆尖的金屬部分．(3)漏電故障的處理：仔細檢查燈座、吊線盒、開關(guān)、插座等容易漏電處，再檢查電線連接處、電線穿墻處、電線轉(zhuǎn)彎處等電線絕緣層容易受損的部位．【典例2】現(xiàn)代家庭電