《伏安特性曲線與電表內(nèi)阻的測(cè)定》教案eq\a\vs4\al(綜合提能一)eq\a\vs4\al(對(duì)伏安特性曲線的理解)【知識(shí)貫通】1．U-I圖像與I-U圖像(1)坐標(biāo)軸意義不同：I-U圖線為導(dǎo)體的伏安特性曲線，表示電流I隨電壓U的變化規(guī)律，橫軸表示U為自變量，縱軸表示I為因變量；U-I圖線的橫軸表示電流I，縱軸表示電壓U。(2)圖像上任意一點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率的意義不同：在圖習(xí)2-1甲中，R1＞R2；而在圖乙中R2＞R1。圖習(xí)2-12．非線性元件電阻的確定如圖習(xí)2-2所示，非線性元件的I-U圖線是曲線，導(dǎo)體電阻Rn＝eq\f(Un,In)，即電阻等于圖線上點(diǎn)(Un，In)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)，而不等于該點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)。圖習(xí)2-2eq\a\vs4\al(典例1)(多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖習(xí)2-3所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線。下列說法正確的是()圖習(xí)2-3A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)[解析]圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的倒數(shù)等于電阻大小，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電阻的定義式可知，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)，故C正確；此電阻是非線性元件，其電阻不等于圖線切線斜率的倒數(shù)，所以小燈泡的電阻R≠eq\f(U1,I2－I1)，故D錯(cuò)誤。[答案]BC(1)導(dǎo)體的伏安特性曲線不是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線時(shí)，其斜率不再是導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。某一狀態(tài)的電阻應(yīng)是圖線上該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)。(2)隨著電壓的升高，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率變小，電阻變大，所以該導(dǎo)體的電阻不是一個(gè)固定的值，其電阻隨電壓的升高逐漸變大。【集訓(xùn)提能】1．某同學(xué)對(duì)四個(gè)電阻各進(jìn)行了一次測(cè)量，把每個(gè)電阻兩端的電壓和通過它的電流在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)如圖習(xí)2-4所示，分別用Ra、Rb、Rc、Rd代表電阻的阻值，則()圖習(xí)2-4A．Ra>Rd B．Rd>RaC．Rc>Rb D．Rb>Rc解析：選A連接aO、bO、cO、dO，U-I圖線的斜率表示電阻的大小，故Ra>Rd，A正確，B錯(cuò)誤，又因?yàn)镺、b、c三點(diǎn)在一條直線上，故Rb＝Rc，故C、D錯(cuò)誤。2.如圖習(xí)2-5所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，下列說法正確的是()圖習(xí)2-5A．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是4V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是10ΩB．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是4V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是0.1ΩC．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是8V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是10ΩD．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是2V時(shí)，通過導(dǎo)體的電流是0.2A解析：選A根據(jù)R＝eq\f(U,I)，可知，當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是4V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是10Ω，A正確，B錯(cuò)誤；由圖像可知I-U圖像不是線性關(guān)系，也就是不同電壓下，電阻值不同，而圖像沒給出其他數(shù)據(jù)，因此無法算出其他電壓下的電阻值，C、D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al(綜合提能二)eq\a\vs4\al(伏安法測(cè)電阻)【知識(shí)貫通】1．伏安法測(cè)電阻原理由歐姆定律R＝eq\f(U,I)可知，用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過電阻的電流，就可求出待測(cè)電阻的阻值。2．電流表的兩種接法(1)內(nèi)、外接法的區(qū)別比較項(xiàng)目?jī)?nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)UV＝UR＋UA>UR電流表示數(shù)IA＝IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)>eq\f(UR,IR)＝R真電壓表示數(shù)UV＝UR電流表示數(shù)IA＝IR＋I(xiàn)V>IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)<eq\f(UR,IR)＝R真誤差來源電流表的分壓作用電壓表的分流作用兩種電路選擇條件R越大UR越接近UV，R測(cè)越接近R真，該電路適合測(cè)大電阻R?RAR越小，IR越接近IA，R測(cè)越接近R真，該電路適合測(cè)小電阻R?RV(2)選擇內(nèi)、外接的判斷方法①直接比較法：當(dāng)Rx?RA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時(shí)，采用外接法。②公式計(jì)算法：當(dāng)Rx>eq\r(RARV)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(Rx,RA)>\f(RV,Rx)))時(shí)，用內(nèi)接法，當(dāng)Rx<eq\r(RARV)時(shí)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(Rx,RA)<\f(RV,Rx)))，用外接法，當(dāng)Rx＝eq\r(RARV)時(shí)，兩種接法效果相同。③試觸法：如圖習(xí)2-6所示，把電壓表的接線端分別接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選用外接法。圖習(xí)2-6eq\a\vs4\al(典例2)用伏安法測(cè)某一電阻：電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，電阻測(cè)量值R＝eq\f(U,I)。如果采用如圖習(xí)2-7甲所示的電路，測(cè)量值為R1，如果采用如圖習(xí)2-7乙所示電路，測(cè)量值為R2，電阻的真實(shí)值為R真，它們之間的關(guān)系是：R1________R真，R2________(填“>”“＝”或“<”)R真，這種誤差屬于________誤差。圖習(xí)2-7[解析]題圖甲中電壓表測(cè)量值為真實(shí)值，由于電壓表分流作用，導(dǎo)致電流表測(cè)量值偏大，故電阻測(cè)量值偏??；題圖乙中電流表測(cè)量值為真實(shí)值，由于電流表分壓作用，導(dǎo)致電壓表測(cè)量值偏大，故電阻測(cè)量值偏大，所以有R1<R真，R2>R真，這種誤差屬于系統(tǒng)誤差。[答案]<>系統(tǒng)【集訓(xùn)提能】3．某同學(xué)用如圖習(xí)2-8甲所示電路測(cè)量電阻Rx，Rx的測(cè)量值比真實(shí)值________(填“偏大”或“偏小”)；若被測(cè)電阻Rx的阻值約為1Ω，應(yīng)采用圖習(xí)2-8________(填“甲”或“乙”)所示電路，誤差會(huì)比較小。圖習(xí)2-8解析：電流表采用外接法時(shí)，電壓表測(cè)量的電壓為電阻兩端的電壓，考慮到電壓表的內(nèi)阻，電流表測(cè)量的電流為電壓表和電阻的電流之和，即測(cè)得的電流偏大，根據(jù)歐姆定律，知測(cè)得的電阻偏小。若被測(cè)電阻Rx的阻值約為1Ω，該電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，故用電流表外接法測(cè)量誤差較小，應(yīng)采用題圖甲所示電路。答案：偏小甲4．在測(cè)金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，回答下列問題。(1)測(cè)得某金屬絲的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，兩端的電壓為U，通過它的電流為I，可以得到該金屬絲的電阻率ρ＝________(用題中所給的物理量符號(hào)表示)。(2)若金屬絲的電阻約為5Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為1kΩ，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該將電流表______(填“內(nèi)接”或“外接”)。(3)若實(shí)驗(yàn)中采取電流表內(nèi)接法，則金屬絲電阻率實(shí)際測(cè)量值________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)根據(jù)電阻定律有R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，又R＝eq\f(U,I)，所以可得ρ＝eq\f(πUd2,4IL)。(2)由題中數(shù)據(jù)可知Rx＝5Ω<eq\r(RARV)＝10eq\r(10)Ω，故應(yīng)采用電流表外接法。(3)若采用內(nèi)接法，因?yàn)榻饘俳z的電阻較小，由于電流表的分壓作用，電阻的測(cè)量值偏大，根據(jù)電阻定律可知金屬絲電阻率實(shí)際測(cè)量值也偏大。答案：(1)eq\f(πUd2,4IL)(2)外接(3)偏大eq\a\vs4\al(綜合提能三)eq\a\vs4\al(電表內(nèi)阻的三種測(cè)量方法)【知識(shí)貫通】1．伏安法用一個(gè)小量程的電壓表測(cè)出電流表兩端的電壓U，由歐姆定律可求出RA＝eq\f(U,I)(如圖習(xí)2-9甲所示)，沒有小量程的電壓表時(shí)可以用已知內(nèi)阻的電流表當(dāng)電壓表使用，電路如圖習(xí)2-9乙所示，RA＝eq\f(I′RA′,I)。圖習(xí)2-92．替代法(1)替代思想：測(cè)電壓表或電流表的內(nèi)阻時(shí)可以使用替代法，即用一個(gè)電阻箱來替代原電表，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱使電路效果與替換之前相同時(shí)，電阻箱的讀數(shù)即為被替換的電表的內(nèi)阻。(2)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖習(xí)2-10所示，實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接a，調(diào)節(jié)R′，使兩電表均有適當(dāng)?shù)氖緮?shù)，并記下電流表A的示數(shù)I；開關(guān)S2接b，保持R′不變，調(diào)節(jié)R使電流表A的示數(shù)仍為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R0，則待測(cè)電流表Ax的內(nèi)阻r＝R0。若測(cè)電壓表的內(nèi)阻，把圖中待測(cè)電流表換成待測(cè)電壓表即可，實(shí)驗(yàn)步驟同上。圖習(xí)2-10(3)替代法：如果測(cè)量某個(gè)物理量比較困難或不方便時(shí)，可以用比較容易測(cè)量或可以直接測(cè)量的物理量等效替代被測(cè)量的物理量。以上兩種實(shí)驗(yàn)中，常用電阻箱來替代待測(cè)電表(當(dāng)然也可以是待測(cè)電阻)。待測(cè)電表被替代后，圖中的R′要保持不變，其中電流表A起顯示電路工作狀態(tài)的作用。3．半偏法(1)“半偏法”測(cè)電流表的內(nèi)阻電路如圖習(xí)2-11甲所示。閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R1使電流表A的指針滿偏；再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使A的指針半偏，讀出R2的值，則RA＝R2。圖習(xí)2-11(2)“半偏法”測(cè)電壓表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖習(xí)2-11乙所示，閉合開關(guān)S之前，電阻箱R的阻值調(diào)到零，滑動(dòng)變阻器R′的滑片P滑到左端。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表V的示數(shù)為滿刻度值U0；保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，再調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表V的示數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)U0，讀取電阻箱的阻值R，則有RV＝R。eq\a\vs4\al(典例3)從表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。器材(代號(hào))規(guī)格電流表(A1)電流表(A2)電壓表(V)電阻(R1)滑動(dòng)變阻器(R2)電池(E)開關(guān)(S)導(dǎo)線若干量程0～10mA，內(nèi)阻r1待測(cè)(約40Ω)量程0～500μA，內(nèi)阻r2＝750Ω量程0～10V，內(nèi)阻r3＝10kΩ阻值約100Ω，做保護(hù)電阻用總阻值約50Ω電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小(不計(jì))(1)畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1＝________，式中各符號(hào)的意義是________________________________________________________________________。[解析](1)電壓表量程太大不能用于測(cè)電流表A1兩端的電壓。由于電流表A2的內(nèi)阻r2＝750Ω是準(zhǔn)確的，滿偏時(shí)其兩端電壓為500×10－6×750V＝0.375V，與電流表A1的滿偏電壓差不多，所以可以將電流表A2與電流表A1并聯(lián)，根據(jù)A2的讀數(shù)I2求出A1兩端的電壓等于I2r2，即把A2當(dāng)電壓表使用。因?yàn)锳1、A2允許通過的電流較小，滿偏時(shí)兩端的電壓分別約為0.4V和0.375V，所以要使電路安全工作，應(yīng)將保護(hù)電阻R1與A1、A2串聯(lián)起來，從而和A1、A2組成分壓電路，使兩電表兩端電壓保持在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，進(jìn)而限制通過A1、A2的電流，使其不超過電表量程?；瑒?dòng)變阻器可采用限流式接法，也可采用分壓式接法。本題中若采用限流式接法，對(duì)電流的調(diào)節(jié)范圍約為最大值的eq\f(1,3)，比分壓式接法的調(diào)節(jié)范圍小。根據(jù)題目中“能測(cè)得多組數(shù)據(jù)”的要求，采用分壓式接法較好。(2)計(jì)算r1的表達(dá)式為r1＝eq\f(I2r2,I1)，式中I2為通過電流表A2的電流，r2為電流表A2的內(nèi)阻，I1為通過電流表A1的電流。[答案](1)如圖所示(2)eq\f(I2,I1)r2I2為通過電流表A2的電流，r2為電流表A2的內(nèi)阻，I1為通過電流表A1的電流此題易誤認(rèn)為只能用電壓表來測(cè)定電流表A1兩端的電壓，其實(shí)，由于電壓表量程較大，而r1兩端的電壓很小，測(cè)量誤差太大，故不符合“有盡可能高的測(cè)量精度”的實(shí)驗(yàn)要求?！炯?xùn)提能】5．某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量定值電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材規(guī)格如下：A．待測(cè)電阻Rx(阻值約為100Ω)B．電流表G1(量程為10mA，內(nèi)阻RG1未知)C．電流表G2(量程為30mA，內(nèi)阻RG2未知)D．電阻箱R(最大阻值為9999.99Ω)E．電池組(2節(jié)干電池)F．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干該小組根據(jù)現(xiàn)有的器材設(shè)計(jì)了如圖習(xí)2-12所示的電路，實(shí)驗(yàn)過程如下：圖習(xí)2-12a．根據(jù)電路圖，連接實(shí)驗(yàn)器材。b．先將電阻箱的阻值調(diào)到最大，然后閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄電流表G1的示數(shù)I1和電流表G2的示數(shù)I2，及對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值b。c．多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，改變兩個(gè)電流表的示數(shù)，并記錄。d．?dāng)?shù)據(jù)處理：以eq\f(I2,I1)為縱坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值R為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)連線得到如圖習(xí)2-13所示的傾斜直線。圖習(xí)2-13(1)待測(cè)電阻Rx＝________Ω。電流表G1的內(nèi)阻RG1＝________Ω。(2)若將電流表G1與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為3V的電壓表，應(yīng)將電阻箱的阻值調(diào)為________Ω。解析：(1)根據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻的特點(diǎn)結(jié)合eq\f(I2,I1)-R圖像，可以得到：eq\f(I21,I11)＝eq\f(RG1＋Rx,Rx)＝eq\f(6,5)；eq\f(I22,I12)＝eq\f(RG1＋180＋Rx,Rx)＝eq\f(3,1)，聯(lián)立解得：Rx＝100Ω，RG1＝20Ω。(2)將電流表G1與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為3V的電壓表時(shí)，通過的電流為0.01A，故電阻箱接入的電阻為：R′＝eq\f(3,0.01)Ω－20Ω＝280Ω。答案：(1)10020(2)280[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．用伏安法測(cè)電阻有兩種連接方式，現(xiàn)測(cè)量阻值約為10Ω的電阻。使用的電流表內(nèi)阻約為100Ω，使用的電壓表內(nèi)阻約為10kΩ。關(guān)于測(cè)量電路的選擇，下列說法正確的是()A．應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量，且測(cè)量值大于真實(shí)值B．應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量，且測(cè)量值小于真實(shí)值C．應(yīng)采用電流表外接法測(cè)量，且測(cè)量值大于真實(shí)值D．應(yīng)采用電流表外接法測(cè)量，且測(cè)量值小于真實(shí)值解析：選D由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻，若采用電流表內(nèi)接法，誤差很大，故應(yīng)采用電流表外接法，此種接法由于電壓表的分流而使電流測(cè)量值偏大，則由歐姆定律可知，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值，選項(xiàng)D正確。2．金屬鉑的電阻值對(duì)溫度的高低非常“敏感”，如圖1的四個(gè)圖像中可能表示金屬鉑電阻的U-I圖像的是()圖1解析：選B金屬鉑導(dǎo)體的電阻對(duì)溫度的變化很敏感，電阻隨溫度的升高而增大，在電流逐漸增大時(shí)，溫度升高，其電阻逐漸增大，其U-I圖線是非線性的，且圖線的斜率越來越大，B正確、A、C、D錯(cuò)誤。故選B。3．(多選)一只標(biāo)有“220V、60W”的白熾燈泡，加上電壓U由零逐漸增大到220V。在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示。在如圖2所示的四個(gè)圖線中，肯定不符合實(shí)際的是()圖2解析：選ACD燈泡的電阻受溫度的影響，不同電壓下溫度不同，其電阻也不同，隨溫度的升高電阻增大，圖像斜率變大。故選A、C、D。4．分別用如圖3所示的甲、乙兩種電路測(cè)量同一待測(cè)電阻，圖3甲中兩電表的示數(shù)分別為3V、4mA；圖3乙中兩電表的示數(shù)分別為4V、3.8mA，則待測(cè)電阻Rx的真實(shí)值()圖3A．略小于1kΩ B．略小于750ΩC．略大于1kΩ D．略大于750Ω解析：選D由題給數(shù)據(jù)分析可知電流表的分壓效果較大，故應(yīng)采用電流表外接法，采用題圖甲電路，電流表示數(shù)含電壓表的分流，故電流的測(cè)量值比真實(shí)值大，則待測(cè)電阻的測(cè)量值R測(cè)＝eq\f(U,I測(cè))＝eq\f(3,4×10－3)Ω＝750Ω<R真，即真實(shí)值略大于750Ω，選項(xiàng)D正確。5.某種材料的導(dǎo)體的I-U圖像如圖4所示，圖像上A點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)的連線與橫軸正半軸成α角，A點(diǎn)的切線與橫軸正半軸成β角。下列關(guān)于導(dǎo)體的說法正確的是()圖4A．導(dǎo)體的電功率隨電壓U的增大而增大B．導(dǎo)體的電阻隨電壓U的增大而增大C．在A點(diǎn)，導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于eq\f(1,tanα)D．在A點(diǎn)，導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于eq\f(1,tanβ)解析：選A由題圖知，電壓U增大，電流I增大，則電功率增大，故A正確；由歐姆定律知，電阻R＝eq\f(U,I)，可知隨U增大，I增大得更快，故導(dǎo)體的電阻隨U的增大而減小，故B錯(cuò)誤；在物理圖像上，圖像的傾角決定于標(biāo)度的選取，不能用傾角的正切求斜率，且彎曲的伏安特性曲線本身誤差較大，故不能用正切值的倒數(shù)來表示電阻，只能用坐標(biāo)的比值和歐姆定律求解，因標(biāo)度可能不同，故也不能用eq\f(1,tanα)求解電阻，故C、D錯(cuò)誤。6．如圖5所示是某晶體二極管的伏安特性曲線，下列說法正確的是()圖5A．加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，且隨著電壓的增大而增大B．加反向電壓時(shí)，二極管電阻較大，無論加多大電壓，電流都很小C．無論是加正向電壓還是加反向電壓，電壓和電流都不成正比，所以二極管是非線性元件D．二極管加正向電壓時(shí)，電流隨電壓變化是一條直線解析：選C由題圖可知，二極管加正向電壓時(shí)電流較大，電阻較小，且隨電壓的增大，圖線與原點(diǎn)連線的斜率在增大，故電阻在減小，加反向電壓時(shí)開始電流很小，但當(dāng)反向電壓很大時(shí)，二極管被擊穿，電流劇增，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。7.在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10Ω，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上(如圖6所示)。圖6(1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線，由此求得該電阻的阻值Rx＝______Ω(保留兩位有效數(shù)字)。(2)畫出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。解析：(1)描出的I-U圖線如圖所示；直線的斜率代表電阻Rx的倒數(shù)，則Rx＝eq\f(2.4,1×10－3)Ω＝2.4×103Ω。(2)所測(cè)電阻阻值與電壓表內(nèi)阻值接近，且遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；根據(jù)題圖知電壓的調(diào)節(jié)范圍比較大，故應(yīng)采用分壓式接法，電路圖如圖所示。答案：(1)見解析圖2.4×103(2)見解析圖8．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中圖7(1)某同學(xué)測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)螺旋測(cè)微器如圖7甲所示，則該金屬絲的直徑為d＝________mm。(2)金屬絲的電阻Rx大約是3Ω，實(shí)驗(yàn)室提供的電流表A(量程2.5mA，內(nèi)阻約30Ω)、電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)。則金屬絲、電流表和電壓表的連接方式應(yīng)該采用圖7乙、丙中的________圖。解析：(1)由題圖甲所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為1.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為22.2×0.01mm＝0.222mm，螺旋測(cè)微器的示數(shù)為1.5mm＋0.222mm＝1.722mm。(2)由題意可知，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(3Ω,30Ω)＝0.1，eq\f(RV,Rx)＝eq\f(3000Ω,3Ω)＝1000，eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，則電流表應(yīng)采用外接法，應(yīng)選題圖丙所示電路圖。答案：(1)1.722(1.721mm～1.723mm都正確)(2)丙9.如圖8所示，有一未知電阻Rx，為了較準(zhǔn)確地測(cè)出其電阻值，某同學(xué)通過以下兩組測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷電壓表S端是接a點(diǎn)還是接b點(diǎn)。當(dāng)電壓表的S端接a點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電表的示數(shù)分別為11V、1.9A；當(dāng)電壓表的S端接b點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電表的示數(shù)分別為10V、2.0A，那么該電阻的測(cè)量值較為準(zhǔn)確的數(shù)值應(yīng)等于________Ω，測(cè)量值與真實(shí)值的偏差情況是________(填“偏大”或“偏小”)。圖8解析：分析題意可知，當(dāng)電壓表S端分別接a、b點(diǎn)的過程中，電壓表示數(shù)變化率為eq\f(11－10,11)×100%＝9.1%，電流表示數(shù)變化率為eq\f(2.0－1.9,1.9)×100%＝5.3%，比較可知，電壓表示數(shù)變化明顯，即電流表分壓作用明顯，電流表外接連接時(shí)，電阻測(cè)量較準(zhǔn)確，電阻的測(cè)量值Rx＝eq\f(U,I)＝5.0Ω，由于電壓表的分流作用，故測(cè)量值偏小。答案：5.0偏小10．用伏安法測(cè)量某電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：A．待測(cè)電阻Rx：范圍在5～8Ω，額定電流0.45AB．電流表A1：量程0～0.6A(內(nèi)阻0.2Ω)C．電流表A2：量程0～3A(內(nèi)阻0.05Ω)D．電壓表V1：量程0～3V(內(nèi)阻3kΩ)E．電壓表V2：量程0～15V(內(nèi)阻15kΩ)F．滑動(dòng)變阻器R：0～100ΩG．蓄電池：電動(dòng)勢(shì)12VH．導(dǎo)線，開關(guān)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量，并保證器材安全，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________。解析：待測(cè)電阻Rx的額定電流為0.45A，應(yīng)選電流表A1，額定電壓Umax＝0.45×8V＝3.6V，應(yīng)選電壓表V1。答案：BDeq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新11．某同學(xué)為了較精確的測(cè)量一阻值約為20Ω的電阻Rx的阻值。(1)在以下備選器材中電流表應(yīng)選__________，電壓表應(yīng)選________，變阻器應(yīng)選________。(只填寫器材對(duì)應(yīng)的字母代號(hào))電源E(電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻可忽略不計(jì))電流表A1(量程50mA，內(nèi)阻約12Ω)電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.12Ω)電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約15kΩ)滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，允許最大電流2.0A)滑動(dòng)變阻器R2(0～1000Ω，允許最大電流0.5A)定值電阻R(30Ω，允許最大電流1.0A)開關(guān)及導(dǎo)線若干(2)請(qǐng)?jiān)趫D9的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些，所選器材用對(duì)應(yīng)符號(hào)標(biāo)出)圖9(3)若某次測(cè)量中，電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式為Rx＝________。解析：(1)測(cè)量電阻的阻值一般利用伏安法，電壓表顯然應(yīng)選量程為3V的V1；根據(jù)歐姆定律容易求得電路中的最大電流I＝eq\f(E,Rx)＝150mA，顯然超過了電流表A1的量程，但電流表A2的量程又太大，故我們可以將定值電阻R(30Ω)與待測(cè)電阻Rx相串聯(lián)，此時(shí)電路中的最大電流I＝eq\f(E,Rx＋R)＝60mA，利用電流表A1測(cè)量電流即可。由于要求直接測(cè)量量的變化范圍盡可能大一些，故只能采用分壓電路，且滑動(dòng)變阻器使用電阻較小的R1。(2)最后我們確定電流表的接法，由于此時(shí)電路的臨界電阻R0＝eq\r(RARV)＝eq\r(12×3000)Ω＝190Ω>Rx＋R，則應(yīng)該利用電流表的外接法，由此得到實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(3)當(dāng)電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式Rx＝eq\f(U,I)－R。答案：(1)A1V1R1(2)見解析圖(3)eq\f(U,I)－R12．現(xiàn)要測(cè)量某未知電阻Rx(阻值約20Ω)的阻值，實(shí)驗(yàn)室有如下實(shí)驗(yàn)器材：A．電流表A1(量程為0～150mA，電阻R1約為10Ω)B．電流表A2(量程為0～20mA，電阻R2＝30Ω)C．定值電阻R0(100Ω)D．滑動(dòng)變阻器R(0～10Ω)E．直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻較小)F．開關(guān)S與導(dǎo)線若干(1)請(qǐng)?jiān)趫D10的虛線框中畫出測(cè)量電阻Rx的電路圖，并標(biāo)上相應(yīng)元件的符號(hào)，要求電表的示數(shù)大于其總量程的三分之一。圖10(2)寫出電阻Rx的表達(dá)式：Rx＝________(用已知量和一組直接測(cè)得的量的字母表示)。解析：(1)由于A2內(nèi)阻已知，將A2與定值電阻串聯(lián)，相當(dāng)于電壓表，測(cè)量待測(cè)電阻兩端電壓，由于待測(cè)電阻阻值較小，采用電流表的外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路如圖所示。(2)流過Rx的電流I＝I1－I2加在待測(cè)電阻兩端的電壓U＝I2(R2＋R0)因此，待測(cè)電阻的阻值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I2R2＋R0,I1－I2)。答案：(1)見解析圖(2)eq\f(I2R2＋R0,I1－I2)達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．1．關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說法，正確的是()A．在某電池的電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5VB．電源的路端電壓增大時(shí)，其電源電動(dòng)勢(shì)一定也增大C．無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源電動(dòng)勢(shì)保持不變D．電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所能提供的電能就越多【答案】C【解析】電路中通過q＝2C的電荷量，電池提供的電能W＝4J，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝eq\f(W,q)得電動(dòng)勢(shì)E＝2V，A錯(cuò)誤．電動(dòng)勢(shì)表征電源本身的特性，與外電路無關(guān)，當(dāng)電源的路端電壓增大時(shí)，其電源電動(dòng)勢(shì)不變，B錯(cuò)誤．電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定，當(dāng)內(nèi)電壓和外電壓變化時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變，C正確．電動(dòng)勢(shì)越大，電源將單位正電荷從負(fù)極移到正極提供的電能越多，D錯(cuò)誤．2．R1＝10Ω，R2＝20Ω，R1允許通過的最大電流為1.5A，R2兩端允許的最大電壓為10V．若將它們串聯(lián)，加在它們兩端的最大電壓可以是()A．45V B．5VC．25V D．15V【答案】D【解析】本題中R1、R2串聯(lián)，R1允許通過的最大電流為1.5A，經(jīng)計(jì)算，R2允許通過的最大電流僅為0.5A，則通過串聯(lián)電路的最大電流以最小值為準(zhǔn)，從而求得加在電路兩端的最大電壓是15V，故選D.3.如圖所示是四個(gè)電阻的I－U圖像，這四只電阻并聯(lián)起來使用時(shí)，通過各個(gè)電阻的電流強(qiáng)度分別是I1、I2、I3、I4，則()A．I1＞I2＞I3＞I4 B．I1＝I2＝I3＝I4C．I1＜I2＜I3＜I4 D．無法判斷【答案】C【解析】由于在I－U圖像中，直線的斜率的倒數(shù)等于導(dǎo)體的電阻值．R4斜率最大，電阻值最??；R1的斜率最小，電阻值最大．這四個(gè)電阻并聯(lián)起來使用時(shí)，它們兩端的電壓是相等的，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)，電阻值大的電阻，流過的電流小，所以I1＜I2＜I3＜I4.C正確．4．某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說法正確的是()A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1ΩD．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω【答案】B【解析】根據(jù)歐姆定律可得B點(diǎn)的電阻為RB＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可得A點(diǎn)的電阻為RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(3,1.0×10－1)Ω＝30Ω，則兩點(diǎn)間的電阻改變了(40－30)Ω＝10Ω，故C、D錯(cuò)誤．5．為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U－I圖像應(yīng)是() A B C D【答案】C【解析】由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨著燈泡兩端電壓逐漸增大，燈絲溫度逐漸升高，其電阻逐漸增大，則在U－I圖像中相應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率應(yīng)逐漸增大，故C正確．6．某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路，閉合S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()A．AB段斷路 B．BC段斷路C．AB段短路 D．多用電表選擋太大【答案】A【解析】由題意可得UAB＝UAC＝U，說明由A、B分別至電源的線路均已接通．若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好．又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況．7．由歐姆定律I＝eq\f(U,R)導(dǎo)出U＝IR和R＝eq\f(U,I)，下列敘述中不正確的是()A．由R＝eq\f(U,I)知，導(dǎo)體的電阻由兩端的電壓和通過的電流決定B．導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流的大小無關(guān)C．對(duì)于確定的導(dǎo)體，其兩端的電壓和流過它的電流的比值等于它的電阻值D．電流相同時(shí)，電阻越大，其電壓降越大【答案】A【解析】導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流大小無關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)R＝eq\f(U,I)對(duì)于確定的導(dǎo)體，其兩端的電壓和流過它的電流的比值等于它的電阻值，故C正確；電流相同時(shí)，根據(jù)U＝IR可知，電阻越大，其電壓降越大，故D正確．本題選不正確的，故選A.二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．8．把表頭G改裝成大量程電流表時(shí)，下列說法正確的是()A．改裝原理為并聯(lián)電阻能增大通過G的電流B．改裝成電流表后，表頭G本身允許通過的最大電流并不改變C．改裝后，表頭G自身的電阻減小了D．改裝后使用時(shí)，表頭G本身的參量都不改變，整個(gè)并聯(lián)電路允許通過的電流增大了【答案】BD【解析】把表頭G改裝成大量程的電流表時(shí)，只是并聯(lián)了一個(gè)分流電阻，使整體并聯(lián)電路允許通過的最大電流增大，但表頭的各特征量都不變．故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．9．滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下列說法中正確的是()A．若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值增大B．若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小C．將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入3個(gè)接線柱D．將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入3個(gè)接線柱【答案】AD【解析】若將a、c兩端連在電路中，左側(cè)部分將連入電路，則當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值將增大，A正確．若將a、d兩端連在電路中，也是將左側(cè)部分連入電路，則當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值將增大，B錯(cuò)誤．A、B兩個(gè)選項(xiàng)中均為限流式接法，可見在限流式接法中，a、b兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，C錯(cuò)誤．在滑動(dòng)變阻器的分壓式接法中，a、b兩個(gè)接線柱必須接入電路，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，D正確．10．如圖是伏安法測(cè)電阻的部分電路，開關(guān)先后接通a和b時(shí)，觀察電壓表和電流表示數(shù)的變化，那么()A．若電壓表示數(shù)有顯著變化，測(cè)量R的值時(shí)，S應(yīng)接aB．若電壓表示數(shù)有顯著變化，測(cè)量R的值時(shí)，S應(yīng)接bC．若電流表示數(shù)有顯著變化，測(cè)量R的值時(shí)，S應(yīng)接aD．若電流表示數(shù)有顯著變化，測(cè)量R的值時(shí)，S應(yīng)接b【答案】AD【解析】若電壓表示數(shù)有顯著變化，說明電流表分壓比較明顯，應(yīng)使用外接法比較準(zhǔn)確，故A正確；若電流表示數(shù)有顯著變化，說明電壓表分流較大，應(yīng)使用內(nèi)接法比較準(zhǔn)確，D正確．三、非選擇題：本題共4小題，共54分．11．(8分)(1)如圖甲所示的三個(gè)游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為10等分、20等分、50等分，它們的讀數(shù)依次為______mm，______mm，______mm.(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是________mm.【答案】(1)17.723.853.18(2)2.15012．(16分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有直流電源(電壓為4V)、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用_______