第十 恒定電流
恒定電流是高中物理電學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，占有很重要的地位。該部分知識(shí)可分為兩大部分：第一部分以部分電路歐姆定律為中心，包括了六個(gè)基本物理量（電壓、電流、電阻、電功、電功率、電熱）、三條定律（部分電路歐姆定律、電阻定律和焦耳定律）、電路若干基本規(guī)律（串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律）；第二部分以閉合電路歐姆定律為中心，討論電動(dòng)勢(shì)概念，閉合電路中的電流，路端電壓，以及閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化等。另外，本單元知識(shí)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)合緊密，因而往往通過(guò)實(shí)驗(yàn)考查該部分知識(shí)的運(yùn)用情況。
本及相關(guān)內(nèi)容知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
專(zhuān)題一 部分電路
【考點(diǎn)透析】
一、本專(zhuān)題考點(diǎn)： 電流、歐姆定律，電阻和電阻定律，電阻的串、并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用，電功，電功率、串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配是Ⅱ類(lèi)要求，電阻率與溫度的關(guān)系，半導(dǎo)體及其應(yīng)用，超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)的研究和應(yīng)用是Ⅰ類(lèi)要求。高考的考查方向主要是實(shí)驗(yàn)和電路的計(jì)算，側(cè)重點(diǎn)在于知識(shí)的運(yùn)用。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1．幾點(diǎn)說(shuō)明�、龠@部分知識(shí)的重點(diǎn)在于用電勢(shì)的觀點(diǎn)分析電路和對(duì)電功，電功率和焦耳定律的理解和應(yīng)用，而串、并聯(lián)電路的電流、電壓和功率分配由于在初中時(shí)已經(jīng)滲透，此處不是高考的重點(diǎn)內(nèi)容。②歐姆定律的適用范圍是純電阻電路，也可以說(shuō)成是線性元。③要善于用能量守恒的觀點(diǎn)研究電路中的能量關(guān)系。例如，在非純電阻電路中，消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，但總能量是不變的。④做描述小燈泡的伏－安特性曲線的實(shí)驗(yàn)時(shí)要采用電流表的外接法。
2．難點(diǎn)釋疑�、僭谟霉絀＝q/t計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)，很多學(xué)生把“單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量”錯(cuò)誤地理解為“單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體單位橫截面積的電量”，從而認(rèn)為在時(shí)間和電量相同的情況下，導(dǎo)線越細(xì)，電流越大。這是受到了公式I=nqsv的影響。也有的同學(xué)在計(jì)算電解槽中的電流時(shí)，只把正電荷通過(guò)某一橫截面的電量做為計(jì)算電流的總電量，從而造成了答題的失誤。②電阻率ρ反映了的導(dǎo)電性能，ρ的大小與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。③要注意電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別。電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。因此，電功W=qU=UIt和電功率P=W/t=UI是計(jì)算電功和電功率普遍適用的公式。當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，計(jì)算電阻發(fā)熱的焦耳定律Q=I2Rt和計(jì)算熱功率的P=I2R也是普遍適用的公式，但是，只有在純電阻電路中，電功和電熱以及電功率和熱功率才相等，否則，電功要大于電熱，電功率也要大于熱功率。
【例題精析】
例1 一只“220V、100W”的燈泡，用歐姆表測(cè)量它的電阻應(yīng)該是（ �。�
A．等于484Ω B．大于484Ω C．小于484Ω D．無(wú)法確定
解析：燈泡的電阻是指其中金屬燈絲的電阻，由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，因此正常發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻一定比它在不工作時(shí)的電阻值要大。故答案是C。
思考拓寬：通常給定的電阻由于溫度的變化幅度不大，我們一般都按固定電阻去處理，如絕大部分電路的分析，我們都不考慮由于通電升溫造成的電阻變化。但是在溫度變化范圍很大時(shí)，比如白熾燈正常工作與常溫下，再認(rèn)為某一電阻（特別是純金屬的電阻絲）的阻值不發(fā)生變化，那就不合適了。例如：一個(gè)標(biāo)有“220V 60W”的白熾燈泡，加上的電壓由零逐漸增大到220V的過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示，在圖10－1中給出的四個(gè)圖線中，符合實(shí)際的只有Ｂ圖。
例2 微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3V的電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.0V時(shí)，電流為0.8A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，求吸塵器的效率為多少？
分析：解答該題時(shí)，先要明確用電器是否是純電阻電路。當(dāng)加0.3V電壓時(shí)，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻電路；當(dāng)加2.0V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，有機(jī)械能輸出，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻電路，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化的機(jī)械能和內(nèi)能之和。轉(zhuǎn)化的內(nèi)能由焦耳定律計(jì)算。
解析：當(dāng)加上0.3V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，可求得電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻：
R=U1/I1=0.3/0.3Ω=1.0Ω
當(dāng)加上2V的電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)，輸入功率P=U2I2=2.0×0.8W=1.6W
此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為 P?=I22R=0.82×1W=0.64 W
因此，電動(dòng)機(jī)的效率為 η＝（P－P?）/P＝（1.6－0.64）/1.6＝60%
【能力提升】
Ⅰ．知識(shí)與技能
1．一只普通的實(shí)用照明白熾燈正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)它的電流強(qiáng)度與下列哪一個(gè)值較為接近？（ �。�
A．20A B．2A C．0.2A D．0.02A
2．神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無(wú)髓鞘兩大類(lèi)，現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為髓鞘是由多層類(lèi)脂物質(zhì)－髓質(zhì)累積而成，具有很大電阻。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得髓質(zhì)的電阻率ρ=8×106Ωm,其中生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看作高20cm，半徑4cm的圓柱體，當(dāng)在其兩端加上電壓U＝100V時(shí)，該神經(jīng)產(chǎn)生反應(yīng)，則引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺(jué)的最小電流是（ �。�
A．0.31μA B．0.62μA C．0.5μA D．0.43μA
3．如圖10—2所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶(hù)居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等等。停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，如圖所示，則計(jì)算該幢居民樓的總功率可以用的公式是（ �。�
A．P＝I2R B．P＝U2/R C．P＝IU D．P＝UI-I2R
4．超導(dǎo)材料電阻率為零的溫度稱(chēng)為臨界溫度，1987年我國(guó)科學(xué)家制成了臨界溫度為90的高溫超導(dǎo)材料，利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電，現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4Ω，它提供給電器的電功率為40kW，電壓為800V。如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為（ �。�
A．1w B．1.6×103kW C．1.6kW D．10kW
５．兩個(gè)電阻R1＝８Ω，R2＝２Ω并聯(lián)在電路中，欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等，可行的辦法是（ ）
A．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)
B．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)
C．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)
D．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)
Ⅱ.能力與素質(zhì)
6．某實(shí)驗(yàn)小組用三只相同的小燈泡，連接如圖10—3所示電路，研究串并聯(lián)電路特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是（ ）
A．2斷開(kāi)，1與a連接，三只燈泡都熄滅
B．2斷開(kāi)，1與b連接，三只燈泡亮度相同
C．2閉合，1與a連接，三只燈泡都發(fā)光，L1、L2亮度相同
D．2閉和，1與b連接，三只燈泡都發(fā)光，L3亮度小于L2的亮度
7．如圖10—4電路中，電阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω，R4、R5的阻值都是0.5Ω，ab端輸入電壓U＝6V。當(dāng)cd端接電壓表時(shí)，其讀數(shù)是＿＿＿＿V。
8．小燈泡的伏－安特性曲線如圖10—5所示中的AB段曲線所示。由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了＿＿＿＿Ω。
9．某大樓安裝了一臺(tái)升降機(jī)，該升降機(jī)在電壓為380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以1m/s的恒定速度沿豎直方向上升，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為9.1kW。不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為5A，若載人時(shí)升降機(jī)的速率和不載人時(shí)相同，則這臺(tái)升降機(jī)載10人時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為＿＿＿＿kW，這臺(tái)升降機(jī)可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為＿＿＿＿人（設(shè)人的平均質(zhì)量為60kg,g=10m/s2，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻和一切摩擦不計(jì)）。
【拓展研究】
10.一臺(tái)國(guó)產(chǎn)XQB30－13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說(shuō)明書(shū)中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算：
額定電壓220V
額定頻率50Hz
額定洗衣、脫水功率360W
額定洗衣、脫水容量3kg
整機(jī)質(zhì)量33kg
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）(540×550×920)mm2
（1）這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時(shí)，通過(guò)洗衣機(jī)的電流強(qiáng)度是多大？
（2）如洗衣、脫水的累計(jì)時(shí)間為40min，則洗衣機(jī)耗電多少？
專(zhuān)題二 閉合電路歐姆定律
【考點(diǎn)透析】
一、本專(zhuān)題考點(diǎn)： 電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，閉合電路的歐姆定律，路端電壓是Ⅱ類(lèi)要求，高考中考查的主要形式有動(dòng)態(tài)電路的分析和與電磁感應(yīng)知識(shí)相聯(lián)系的題目分析等。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1．幾點(diǎn)說(shuō)明
（1）合電路歐姆定律的表達(dá)式可以有：Ｉ＝Ｅ/（Ｒ＋r）、Ｅ＝Ｕ＋Ｉｒ和Ｅ＝Ｕ＋Ｕ1，但第一個(gè)公式僅適用于純電阻電路，后兩個(gè)公式才適用于任何電路。
（2）在測(cè)電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，安培表必須在支路上。本實(shí)驗(yàn)還可以用電阻箱和電流表或電阻箱和電壓表代替滑動(dòng)變阻器、電流表和電壓表。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)均可使用公式法或圖象法。
（3）要能區(qū)分電動(dòng)勢(shì)、電勢(shì)差和電壓的區(qū)別。電的電動(dòng)勢(shì)等于從負(fù)極搬運(yùn)單位正電荷至正極時(shí)，電所做的功。它表征電把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。電勢(shì)差表示導(dǎo)體兩點(diǎn)間把單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功。而電壓實(shí)際上就是電勢(shì)差，它表示電路中兩點(diǎn)間單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電流所做的功，也就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，電流做功實(shí)際上是電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功。上面所述的問(wèn)題弄清楚了，對(duì)于電的路端電壓、內(nèi)電壓與電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別也就不容易搞錯(cuò)了。電的路端電壓是指電加在外電路兩端的電壓，是指電場(chǎng)力把單位正電荷從正極經(jīng)外電路移到負(fù)極所做的功。電的電動(dòng)勢(shì)對(duì)一個(gè)固定電說(shuō)是不變的，而電的路端電壓都是隨外電路的負(fù)載而變化的。它的變化規(guī)律服從全電路歐姆定律。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為U＝E－Ir，其中Ir為電的內(nèi)電壓，也叫內(nèi)壓降。它的物理過(guò)程雖然也發(fā)生在電兩端，但與電動(dòng)勢(shì)的意義不同，它是由電場(chǎng)力所引起的，在電內(nèi)部起著消耗電能的作用。對(duì)一個(gè)固定的電說(shuō)，它的內(nèi)阻r一般認(rèn)為是不變的，但通過(guò)電的電流是隨外電路而變化的，因此內(nèi)電壓也是一個(gè)隨外電路而變化的量。
2．難點(diǎn)釋疑
（1）電的電動(dòng)勢(shì)是描述電把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的。例如，E＝1.5V，是指電路閉合后，電通過(guò)電流時(shí)，每通過(guò)1c電量，干電池就把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
（2）要會(huì)用定律分析動(dòng)態(tài)電路，判斷電表示數(shù)的變化或者燈的亮暗的變化。判斷時(shí)要注意，對(duì)整個(gè)電路講，任一電阻增大或減小，全電路的總電阻都跟著增大或減小。分析電流時(shí)要注意，先分析干路上的電流變化，再分析支路上的電流變化；先分析固定電阻的電流變化，再分析可變電阻的電流變化。
（3）要善于用能量的觀點(diǎn)分析電路：電的總功率為P＝EI，輸出功率為P1＝UI（電路為純電阻電路時(shí)，還可以寫(xiě)成P1＝I2R）電內(nèi)部的損耗功率為P′＝I2r，電的效率為η＝U/E，對(duì)純電阻電路而言，內(nèi)外電阻相等時(shí)，電的輸出功率最大，此時(shí)電的效率為50%。
【例題精析】
例1 如右圖10—6所示，閉合電鍵S并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使A、B、C三燈亮度相同，若繼續(xù)將P向下移動(dòng)，則三燈亮度變化情況為（ �。�
A．A燈變亮 B．B燈變亮
C．A燈最亮 D．C燈最亮
解析：當(dāng)滑片向下移動(dòng)時(shí)，根據(jù)外電阻的變化，由I＝ε/（R+r），確定各部分電流，電壓變化，進(jìn)一步判定各燈消耗的功率情況。具體思路是：
當(dāng)滑片向下移動(dòng)時(shí)
R↓→R總↓→I↑→UB↓→IB↓→IC↑
↓ ↓ ↓
PA↑PB↓ PC↑
由于P＝I2R，三燈的功率相同時(shí)，IA＞IC ，可得RC＞RA，當(dāng)滑片向下移動(dòng)后，△IC＝△IA＋?△IB?＞△IA。因此PC＞PA，故選A、D。
思考拓寬：由電鍵的開(kāi)合或變阻器電阻的變化而引起電燈泡亮度的變化或電表讀數(shù)的變化是典型的“局部電路的變化”→“整個(gè)電路中各部分電流、電壓的變化”問(wèn)題。此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)明確各用電器或電表所對(duì)應(yīng)的電流、電壓的基礎(chǔ)上，按局部（R的變化）→全局（I總U端的變化）→局部（U分I分的變化）邏輯思維進(jìn)行分析推論。
例2 如圖10—7所示，電的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R1＝0.5Ω，求：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R2為多大時(shí)，電阻R1消耗的功率最大？（2）當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，變阻器消耗的功率最大？（3）當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電的輸出功率最大？
解析：電阻R1消耗的功率P1＝I12R1，僅由I1決定。變阻器消耗的功率最大，可以將R1視作電的內(nèi)阻，即R2＝R1＋r時(shí)，變阻器有最大功率。電的最大輸出功率與上面分析類(lèi)似。
（1）定值電阻R1消耗的電功率P1＝I12R1＝E2R1/（R1＋R2＋r）2，可見(jiàn)當(dāng)變阻器R2＝0時(shí)，R1的消耗功率最大。
（2）將電阻R1等效到電內(nèi)部，則當(dāng)變阻器阻值R2?＝R1＋r＝0.5Ω＋2Ω＝2.5Ω時(shí)，變阻器消耗功率最大。
（3）將R1＋R2＝r.即R2=r-R1=（2-0.5）Ω=1.5Ω時(shí),電有最大輸出功率。
思考拓寬：本題在分析第二問(wèn)時(shí)，是將電阻R1“等效”到電內(nèi)部再進(jìn)行處理的，這種電路的等效變換在電路的分析中運(yùn)用得非常廣泛。例如：在圖10—8中，當(dāng)電阻R=R0r/（R0+r）時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，也是把R0看成了電，但是，這里一定要注意，在研究可變電阻的功率時(shí)，可以把固定電阻看成電，但研究固定電阻的功率時(shí)，絕對(duì)不可以把固定電阻看成電。
同學(xué)們可以試著用等效的思想，將虛線框內(nèi)的部分看成一個(gè)等效電分析下面的兩個(gè)題目。
1．用如圖10—9所示電路測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法不正確的是（ ）
A．因?yàn)殡娏鞅碛袃?nèi)阻而分流，使電壓表的測(cè)量值小于真實(shí)值
B．因?yàn)殡妷罕碛袃?nèi)阻而分流，使電流表的測(cè)量值小于真實(shí)值
C．實(shí)驗(yàn)中得到的電動(dòng)勢(shì)小于真實(shí)值
D．實(shí)驗(yàn)中得到的電池內(nèi)阻的值小于真實(shí)值
答案：A
2．用如圖10—10所示的電路（R1、R2已知）測(cè)定一個(gè)電的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，由于沒(méi)有考慮電流表的內(nèi)阻，因而測(cè)量結(jié)果是（ ）
A．E偏大，r偏小 B．E偏小，r偏大
C．E準(zhǔn)確，r偏大 D．E準(zhǔn)確，r偏小
答案：C
【能力提升】
Ⅰ.知識(shí)與技能
1.一盞電燈,直接接在恒定的電上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線后,再接在同一電上,在導(dǎo)線上損失的功率為9W,那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的功率將( )
A.等于91W B.小于91W
C.大于91W D.條不足,無(wú)法確定
2.將阻值相等的兩段金屬絲R1和R2串聯(lián)后接在一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻恒壓電上,設(shè)R1溫度不變,對(duì)R2加熱或冷卻,則R2的電功率變化說(shuō)法正確的是( )
A.加熱變大,冷卻變小 B.加熱變小,冷卻變大
C.加熱、冷卻都變小 D.加熱、冷卻都變大
3．如圖10—11所示的電路中，電電阻不可忽略，已知R1=10Ω，R2=8Ω，當(dāng)電鍵置于1時(shí)，安培表讀數(shù)為0.2A;當(dāng)電鍵置于2時(shí),安培表的讀數(shù)可能為( )
A．0.19A B．0.22A
C．0.25A D．0.28A
4．在如圖10—12所示電路中，當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭向b端移動(dòng)時(shí)，（ �。�
A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小
B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大
C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大
D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小
5．如圖10—13所示，直線OAC為某一直流電的總功率P總隨電流I變化的圖線，拋物線OBC為同一直流電內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線，若A、B橫坐標(biāo)為1/A。那么AB線段表示的功率等于（ ）
A．1W B．3W
C．2W D．2.5W
Ⅱ.能力與素質(zhì)
6．如圖10—14電路中，電池電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表V1的讀數(shù)U1與電壓表V2的讀數(shù)U2的變化情況是（ ）
A．U1變大，U2變小 B．U1變大，U2變大
C．U1變小，U2變小 D．U1變小，U2變大
7．某太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開(kāi)路電壓為800mV，短路電流為40mA若將該電池與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是（ ）
A．0.10V B．0.20V C．0.30V D．0.40V
8．在如圖10—15所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U。當(dāng)R5的滑動(dòng)觸頭向圖中a端移動(dòng)時(shí)（ �。�
A．I變大，U變小 B．I變大，U變大
C．I變小，U變大 D．I變小，U變小
9．一個(gè)蓄電池輸出電壓為12V，若輸出的電能為4.3×106J，則它放出的電量為＿＿＿＿C。
【拓展研究】
10.手電筒的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用了很長(zhǎng)時(shí)間，燈光只能發(fā)出微弱的光，把它們?nèi)〕觯秒妷罕頊y(cè)電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一個(gè)臺(tái)式電子鐘的電，電子鐘能正常工作，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．這兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)減小了很多
B．這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻減小了很多
C．這臺(tái)電子鐘的額定電壓一定比手電筒里的小燈泡額定電壓小
D．這臺(tái)電子鐘正常工作時(shí)電流一定比小燈泡正常工作時(shí)電流小
專(zhuān)題三 電路的分析和計(jì)算
【考點(diǎn)透析】
一、本專(zhuān)題考點(diǎn)： 歐姆定律，電阻的串并聯(lián)，路端電壓等有關(guān)電路的分析和計(jì)算是Ⅱ類(lèi)要求，要能夠分析清楚電路的結(jié)構(gòu)，會(huì)正確畫(huà)出等效電路圖，并進(jìn)行計(jì)算，電路出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)盡快查找出故障原因并給予排除。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1．幾點(diǎn)說(shuō)明
（1）電路中某兩點(diǎn)間電壓為零，可以是兩個(gè)原因造成的：第一個(gè)是電流為零的局部斷路情況。如與電容器相連的電阻，在電路穩(wěn)定時(shí)，電阻兩端電壓為零。第二是電阻為零的短路情況，如用導(dǎo)線相連的兩點(diǎn)間電壓為零。
（2）電路的故障有兩種：第一種是斷路故障，其表現(xiàn)為電的電壓不為零而電流強(qiáng)度為零。第二種是短路故障，其表現(xiàn)為電路中的某段電路中電流通過(guò)，但這段電路兩端的電壓為零。
2．難點(diǎn)釋疑
（1）對(duì)含有電容器的電路進(jìn)行分析要慎重，電容器是一種儲(chǔ)存電能的元，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于斷路元，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉它。
（2）尋找電路故障可以用以下兩種方法：第一種是儀器檢測(cè)法。判斷斷路故障可以用電壓表先與電并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)。判斷短路故障時(shí)也可以用電壓表與電并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則該電路不被短路或不完全被短路。第二種是假設(shè)法。已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用電流定律進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路；直到找出發(fā)生故障的所有可能為止。
（3）黑盒子中的元連接問(wèn)題是電學(xué)中非常棘手的內(nèi)容，它的特點(diǎn)是給出一個(gè)未知系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果，要求確定系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)要注意運(yùn)用電路的規(guī)律猜想、論證、修改，一步步完善�？梢园匆韵禄境绦蜻M(jìn)行分析：第一步，將電阻為零、電壓為零的接線柱短接；第二步，在電壓最大的兩接線柱間接電池，或根據(jù)測(cè)試結(jié)果，分析計(jì)算各接線柱之間的電阻分配；第三步，劃出電阻數(shù)目最多的兩接線柱之間的部分電路。然后一步步畫(huà)出全電路。最后，畫(huà)出最簡(jiǎn)電路。
【例題精析】
例1．如圖10—16所示的電路中，電的電動(dòng)勢(shì)恒定，要想使燈泡變暗，可以（ ）
A．增大R1 B．減小R1 C．增大R2 D．減小R2
解析：燈泡變暗，表示燈泡消耗的功率減小，欲使燈泡的功率較小，應(yīng)使燈泡兩端的電壓降低。C處相當(dāng)于電路斷路。據(jù)歐姆定律可以判斷出：要減小U，一定增大R1，或減小R2，故本題正確選項(xiàng)為A、D。
思考與拓寬：本題是一個(gè)電路動(dòng)態(tài)變化題，考查學(xué)生運(yùn)用歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行推理、判斷的能力。本題也可以利用極端假設(shè)法進(jìn)行解答或驗(yàn)證，因?yàn)轭}中對(duì)R1、R2的數(shù)值未作具體限制，若假設(shè)R2減小一直趨近于零時(shí)，即R2被短路，顯然燈泡不亮；當(dāng)R2不變，R1增大到無(wú)限大時(shí)，相當(dāng)于外電路斷路，燈泡也不亮，顯而易見(jiàn)，A、D正確。解答這類(lèi)問(wèn)題的一般方法為：首先，分析電路中的器、電表連接、確定電路結(jié)構(gòu)情況；其次，根據(jù)動(dòng)態(tài)變化的原因，分析電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；最后，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和題設(shè)條，運(yùn)用歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行推理、判斷各部分相應(yīng)物理量（所求）的變化情況。
例2 如圖10—17所示，電燈L標(biāo)有“4V，1W”，滑動(dòng)變阻器R總電阻為50Ω。當(dāng)滑片P滑至某位置時(shí)，L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,電壓表示數(shù)為10V,如導(dǎo)線完好,電路中各處接觸良好,試問(wèn)發(fā)生的故障是短路還是斷路?發(fā)生在何處?
解析:電路發(fā)生故障后,電流表讀數(shù)增大,路端電壓U=U2=I2R2也增大,因此外電路總電阻增大,一定在外電路某處發(fā)生斷路。由于電流表有讀數(shù),R2不可能斷路,電壓表也有讀數(shù),滑動(dòng)變阻器不可能斷路,只可能燈L發(fā)生斷路。
思考與拓寬：根據(jù)題中條也可以計(jì)算：
（1）發(fā)生故障前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?（20Ω）
（2）電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻為多大?（E=12.5V,r=5Ω）
【能力提升】
Ⅰ.知識(shí)與技能
1．如圖10—18所示為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、d與220V的交流電連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻�，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒(méi)有電流。為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測(cè)得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為220V，由此可知（ �。�
A．a(chǎn)b間電路通，cd間電路不通
B．a(chǎn)b間電路不通，bc間電路通
C．a(chǎn)b間電路不通，bc間電路不通
D．bc間電路不通，cd間電路通
2．如圖10—19所示電路中，燈L1發(fā)光，而燈L2、L3均不發(fā)光，理想電流表A1有示數(shù)，理想電流表A2無(wú)示數(shù)，假設(shè)只有一處出現(xiàn)故障，則故障可能是( )
A．燈L1斷路
B．燈L3斷路
C．燈L2短路
D．燈L3短路
3．如圖10—20所示電路中，由于某一電阻斷路，致使電壓表和電流表的示數(shù)均比該電阻未斷路時(shí)要大，則這個(gè)電路中斷路的電阻( )
A．可能是R1 B．可能是R2
C．可能是R3 D．一定是R4
4．如圖10—21所示的電路中，電的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，電容器電容為C，電阻R1：R2：R3：R4=3：2：1：1，電鍵斷開(kāi)，今將閉合，由閉合到電路穩(wěn)定的過(guò)程中通過(guò)R3的電量是( )
A．EC/5 B．2EC/5
C．3EC/5 D．EC
5．如圖10—22所示，ABCD是4只相同的燈泡，都額定電壓為110V，把它們按圖示連接后接到220V的電上，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，各燈正常發(fā)光，若斷開(kāi)，則( )
A．燈泡C和D正常發(fā)光
B．燈泡B、C、D正常發(fā)光
C．燈泡C被燒壞
D．燈泡B、C、D均被燒壞
Ⅱ.能力與素質(zhì)
6．某同學(xué)在測(cè)定標(biāo)有“3.8V”的小燈泡的電阻時(shí)采用伏安法進(jìn)行的，但它將電壓表、電流表位置顛倒了，接成了如圖10—23所示的電路，這將會(huì)使（ ）
A．小燈泡損壞 B．小燈泡不亮
C．電流表?yè)p壞 D．電壓表讀數(shù)約為0V
7．如圖10—24電路中，電E的電動(dòng)勢(shì)為3.2V，電阻R的阻值為30Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接位置1時(shí)，電壓表讀數(shù)為3V，那么當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置2時(shí)，小燈泡L的發(fā)光情況是（ ）
A．很暗，甚至不亮 B．正常發(fā)光
C．比正常發(fā)光略亮 D．有可能被燒壞
8．如圖10—25所示電路中，電鍵S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮一油滴P，斷開(kāi)哪一個(gè)電鍵P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)（ ）
A．S1 B．S2 C．S3 D．S4
9．如圖10—26中電電壓U=5V，內(nèi)阻不計(jì)，V1、V2、V3三個(gè)電壓表的內(nèi)電阻相同，其中V1、V2的讀數(shù)分別為3V、2V，電壓表V3的讀數(shù)是_____V。
【拓展研究】
10．一個(gè)盒子內(nèi)裝有導(dǎo)線和幾個(gè)相同阻值組成的電路，盒外的1、2、3、4是該電路的四個(gè)接線柱，已知1、2的電阻是1、3間的電阻的2倍，1、3間的電阻又等于2、4間的電阻，而3、4間沒(méi)有明顯的電阻，試在圖10—27中畫(huà)出盒內(nèi)最簡(jiǎn)單的一種電路圖。
專(zhuān)題四 電流、電壓、電阻的測(cè)量
【考點(diǎn)透析】
一、本專(zhuān)題考點(diǎn)： 電流、電壓和電阻的測(cè)量，電流表、電壓表和多用電表的使用，伏安法測(cè)電阻是Ⅱ類(lèi)要求，在高考中，既可以與普通試題相結(jié)合進(jìn)行電路的分析和計(jì)算，也可以以實(shí)驗(yàn)題的形式進(jìn)行考試，是本的重點(diǎn)內(nèi)容。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1．難點(diǎn)釋疑
（1）處理電路中的電壓表和電流表時(shí)，要弄清電表是否是理想電表，如果是，可以將電壓表看成是斷路元，而將電流表看成是短路元；如果電表不是理想電表（有內(nèi)阻），則可以將該電表看成是一個(gè)理想電表和一個(gè)與內(nèi)阻阻值相等的電阻串聯(lián)而成的電學(xué)儀器。
（2）伏安法測(cè)電阻有兩種連接方法：安培表的外接法適于測(cè)量阻值較小的電阻，如果考慮電表對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，其測(cè)量值比真實(shí)值偏小，測(cè)量值是真實(shí)值與伏特表內(nèi)阻的并聯(lián)值；安培表的內(nèi)接法適合于測(cè)量阻值較大的電阻，如果考慮到電表對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，其測(cè)量值比真實(shí)值偏大，測(cè)量值是真實(shí)值與安培表內(nèi)阻之和。
（3）判斷某一待測(cè)電阻ＲX是適合用安培表的內(nèi)接法還是外接法測(cè)量，一般有兩個(gè)思路：如果已知ＲX的大約值和電流表、電壓表的內(nèi)阻，可以比較：ＲX/ＲA與ＲV/ＲX哪個(gè)大，比值大的那塊表影響小。電流表影響小時(shí)，用內(nèi)接法，電壓表影響小時(shí)用外接法。也可以使用點(diǎn)觸法：如圖10—28所示，使線頭端點(diǎn)P點(diǎn)分別接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)，如果電流表變化明顯，用內(nèi)接法，如果電壓表變化明顯，用外接法。
（4）滑動(dòng)變阻器有兩種連入電路的方法：分壓法的優(yōu)勢(shì)是電壓變化范圍大，限流法的優(yōu)勢(shì)是電路連接簡(jiǎn)便，附加功率損耗小。當(dāng)兩種接法均能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法。當(dāng)負(fù)載電阻較小，變阻器總阻值較大時(shí)，限流接法對(duì)電流、電壓控制范圍較寬，控制作用顯著，宜用限流接法；但當(dāng)負(fù)載電阻較大，變阻器總阻值較小時(shí)，限流接法對(duì)電流、電壓控制范圍較窄，控制作用不明顯，宜用分壓接法。
2. 幾點(diǎn)說(shuō)明
高中階段遇到的電阻的測(cè)量，除上述伏安法外，還主要有以下幾種：①替代法：如圖10—29所示，連接電路后，先將電鍵S拔至1處，讀出電流表的示數(shù)；再將電鍵S拔至2處，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)與第一次相同。此時(shí)電阻箱的示數(shù)就是被測(cè)電阻Rx的阻值。②半偏法：電路10—30如圖所示，圖中的R用電位器，R?用電阻箱。合上電鍵S1，調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度（注意不要使通過(guò)電流表的電流超過(guò)它的滿(mǎn)偏電流，以免把電流表燒壞）。再合上開(kāi)關(guān)S2，調(diào)整R?的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿(mǎn)刻度的一半。當(dāng)R比R?大很大時(shí)，可以認(rèn)為Rx=R?。③使用多用電表。
【例題精析】
例1．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5Ω～8Ω，額定功率為1W
B．電流表A1：量程0～0.6A（內(nèi)阻0.2Ω）；
C．電流表A2：量程0～3 A（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：0～100Ω；
G．蓄電池：電動(dòng)勢(shì)12V；
H．導(dǎo)線，電鍵。
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 該題既要選擇線路結(jié)構(gòu)，又要選擇儀器。先確定測(cè)量電路：由額定電壓Um2＝PRx，可以算出U≈2.8V，應(yīng)選電壓表V1，由額定電流Im2＝P/Rx有Im=0.45A，應(yīng)選電流表A 1，由電阻關(guān)系可知，應(yīng)選用外接法。
再確定控制電路：由R＝100Ω＞10Rx知，應(yīng)選擇限流式電路。
思考與拓寬：對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和裝置的選擇，應(yīng)遵循以下幾條主要原則。
�、侔踩栽瓌t：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不產(chǎn)生由于器材或裝置選擇不當(dāng)而使儀器發(fā)生損壞等不良后果。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要表現(xiàn)為：使電流表實(shí)際通過(guò)的電流，電壓表接線柱間實(shí)際所加的電壓，均不得超過(guò)它們各自的量程；電表使用中，正、負(fù)接線柱不能接反；使滑動(dòng)變阻器、電阻等元通過(guò)的電流不超過(guò)其額定電流；電的最大輸出電流不超過(guò)其額定電流等。②準(zhǔn)確性原則：要求實(shí)驗(yàn)誤差盡量小，精度盡量高。即要求實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙M量減小系統(tǒng)誤差和偶然誤差。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)電器，選擇電流表、電壓表、歐姆表的適當(dāng)量程進(jìn)行測(cè)量。③方便性原則：在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行的條下，使實(shí)驗(yàn)方便易行。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要表現(xiàn)在滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇、分壓式電路與限流式電路的選擇等。④經(jīng)濟(jì)性原則：損耗最小為原則。
【能力提升】
Ⅰ.知識(shí)與技能
1．如圖10—31是描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)器材。先在線框內(nèi)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的線路圖，再在圖中連接實(shí)物圖。
2．用圖10—32中電路測(cè)定未知電阻Rx的值，圖中電電動(dòng)勢(shì)未知，電內(nèi)阻與電流表的內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，R為電阻箱：（1）若要測(cè)得Rx的值，R至少需要取＿＿＿個(gè)不同的數(shù)值；（2）若電流表每個(gè)分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過(guò)的電流成正比，則在用此電路測(cè)Rx時(shí)，R至少需�。撸邆�(gè)不同的數(shù)值；（3）若電內(nèi)阻不可忽略，能否應(yīng)用此電路測(cè)量Rx？答＿＿＿。
3．下列判斷正確的是（ ）
A．采用分壓法擴(kuò)大電壓表的量程時(shí)，串聯(lián)的電阻越小，表的量程越大
B．采用分流法擴(kuò)大電流表的量程時(shí)，并聯(lián)的電阻越大，表的量程越大
C．無(wú)論是分壓作用還是分流作用，都不能改變電表本身所承受的最大電壓和最大電流
D．測(cè)電阻兩端的電壓時(shí)，誤將電流表并聯(lián)在電阻兩端，接法雖錯(cuò)，但不會(huì)燒壞電流表
4.如圖10—33所示，電電動(dòng)勢(shì)6V、電阻R1=10Ω，R2=5Ω，三根導(dǎo)線有一根是斷的，另處兩根導(dǎo)線都是好的，為了查出斷導(dǎo)線，某同學(xué)先用多用電表紅表筆連接在電上的正極a，再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察多用電表的指針示數(shù)，在下列選檔中符合操作規(guī)程的是（ ）
A．歐姆檔 B．直流10V檔
C．直流0.5A檔 D．直流2.5V檔
5.如圖10—34所示，電流表的內(nèi)電阻不能忽略，R1，R2是兩個(gè)可變電阻，當(dāng)a、b間電壓為4V時(shí)，電流表的指針剛好滿(mǎn)偏（指針指在刻度盤(pán)最大值處）。當(dāng)a、b間電壓為3V時(shí)，如果仍要使電流表G的指針滿(mǎn)偏，下列方法中可行的是（ �。�
A．保持R2不變，增大R1 B．保持R2不變，減小R1
C．保持R1不變，增大R2 D．增大R2，減小R1
Ⅱ.能力與素質(zhì)
6．測(cè)兩個(gè)電池a、b的電動(dòng)勢(shì)得到如圖10—35所示的U－I圖線，則：（ �。�
A．電池a的電動(dòng)勢(shì)較大，內(nèi)電阻較小
B．電池a的電動(dòng)勢(shì)較小，內(nèi)電阻較大
C．電池b的電動(dòng)勢(shì)較小，內(nèi)電阻較小
D．電池b的電動(dòng)勢(shì)較大，內(nèi)電阻較大
7．做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”時(shí)所描繪的是曲線而不是直線，某同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)給出以下理由，其中正確的是( )
A．電電壓較高，降低電壓就一定會(huì)是直線
B．小燈泡燈絲電阻不是恒值，隨溫度升高會(huì)發(fā)生變化
C．電路中的連接點(diǎn)有接觸不良的現(xiàn)象
D．改描I－U曲線可能變?yōu)橹本�
8．圖10—36為多用表歐姆檔的原理圖，其中電流表的滿(mǎn)偏電流為300μA，內(nèi)阻r=100Ω，調(diào)零電阻最大阻值R=50kΩ,電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，用它測(cè)量電阻Rx，能準(zhǔn)確測(cè)量的阻值范圍是( )
A．30kΩ～80kΩ B．3kΩ～8kΩ
C．300Ω～800Ω D．30Ω～80Ω
9．用多用電表測(cè)量直流電壓U和電阻R時(shí)，若紅表筆插入多用表的正(+)插孔，則( )
A．前者(測(cè)電壓)電流從紅表筆頭流入多用表，后者(測(cè)R)從紅表筆頭流出多用表
B．前者電流從紅表筆頭流入多用表，后者電流從紅表筆頭流入多用表
C．前者電流從紅表筆頭流出多用表，后者電流從紅表筆頭流出多用表
D．前者電流從紅表筆頭流出多用表，后者電流從紅表筆頭流入多用表
【拓展研究】
10．計(jì)算機(jī)散熱用排風(fēng)扇的中心部是一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，此電動(dòng)機(jī)的基本工作原理是通電線圈在安培力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。一臺(tái)舊的計(jì)算機(jī)散熱用排風(fēng)扇，銘牌已模糊，只能看清其額定電壓為12V，現(xiàn)通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)定其在額定電壓下的輸出功率。(估計(jì)在6W左右)
(1)用多用表的歐姆檔粗測(cè)其轉(zhuǎn)子線圈的電阻r約為1.8Ω。
(2)用伏安法對(duì)r準(zhǔn)確測(cè)量(為保護(hù)線圈，實(shí)驗(yàn)中電流不能超過(guò)2A)，備用的器材有：
雙量程安培表：0-0.6A-3A，內(nèi)阻值均為零點(diǎn)幾歐
雙量程伏特表：0-3V-15V，內(nèi)阻均為幾千歐
滑動(dòng)變阻器：全電阻10Ω，額定電流3A
電：電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻很小
電鍵一只，導(dǎo)線若干
Ⅰ.其中安培表應(yīng)選量程_____________，伏特表應(yīng)選量程_____________；
Ⅱ.在右邊的方框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量所需的電路圖；(風(fēng)扇電機(jī)已畫(huà)出)
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上得到如圖10—37所示的U－I圖象。據(jù)此確定線圈電阻為_(kāi)________Ω；
Ⅳ.在對(duì)r進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)扇葉進(jìn)行控制，即___________。
(3)換用電動(dòng)勢(shì)為15V的電，測(cè)量該風(fēng)扇在額定電壓下的輸出功率，此時(shí)安培表應(yīng)選量程_____________，伏特表應(yīng)選量程_____________，若測(cè)得其額定電流為0.50A，則其輸出功率為_(kāi)_______W。
效果驗(yàn)收
１．關(guān)于電流強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是； �。ā 。�
Ａ．電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流強(qiáng)度越大
Ｂ．電流強(qiáng)度是矢量，其方向就是正電荷運(yùn)動(dòng)的方向
Ｃ．電流強(qiáng)度屬于標(biāo)量，電流強(qiáng)度的單位是安培，１Ａ＝１Ｃ／Ｓ
Ｄ．電流強(qiáng)度的測(cè)量使用安培表，使用時(shí)安培表與被測(cè)部分并聯(lián)
2．下列說(shuō)法正確的是： �。ā 。�
①電動(dòng)勢(shì)表示電把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)
②照明電路中使用的燈功率越大，電路總電阻越大，路端電壓越高
③外電路斷開(kāi)時(shí)電兩端電壓數(shù)值上等于電電動(dòng)勢(shì)
④電動(dòng)勢(shì)與電路結(jié)構(gòu)有關(guān)
Ａ．①②③ Ｂ．①③
Ｃ．①③④ Ｄ．②③④
３．如圖10—38所示，電電動(dòng)勢(shì)為ε，內(nèi)阻為r，R1 是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，電的輸出功率將： （ �。�
A．增大 B．減小 C．不變 D．不能確定
４．如圖10—39 當(dāng)R1的觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電壓表V1和電壓表V２的示數(shù)變化量分別為ΔU1和ΔU2（均取絕對(duì)值）則： �。ā 。�
A．ΔU1>ΔU2 B．ΔU1=ΔU2 C．ΔU1<ΔU2 D．無(wú)法確定
５．如圖10—40三個(gè)電阻R1 、R2 、R3 的阻值均相同，允許消耗的最大功率分別為10W、10W、4W，此電路允許消耗的最大功率為： �。ā 。�
Ａ．24Ｗ �。拢�16W Ｃ．15W D．12W
6．如圖10—41為某收音機(jī)內(nèi)一部分電路元的直流等效電路圖，各個(gè)等效電阻的阻值都是２Ω，Ａ為一只內(nèi)阻忽略不計(jì)的電流表，將它如圖所示接在電路中，若Ｂ、Ｃ兩點(diǎn)間加有６Ｖ的恒定電壓，則電流表的計(jì)數(shù)是： �。ā 。�
Ａ．３A Ｂ．２A Ｃ．1A �。模�0A
７．如圖10—42所示的電路是一只三用電表的原理圖，它的正確使用是：
①合上Ｋ１Ｋ4可當(dāng)電流表使用
②只合上Ｋ２可當(dāng)電壓表使用
③只合上Ｋ２可當(dāng)歐姆表使用
④只合上Ｋ３可當(dāng)電壓表使用
Ａ．①②③�。拢冖邰堋。茫佗邰堋。模佗冖�
８．如圖10—43電的電動(dòng)勢(shì)為ε，內(nèi)阻為ｒ，電鍵Ｋ原閉合，現(xiàn)把Ｋ打開(kāi)，則電流表和電壓表的是數(shù)變化情況為：、 �。ā 。�
Ａ．A 的是數(shù)增大，V的是數(shù)減小
Ｂ．A 的是數(shù)增大，V的是數(shù)增大
Ｃ．A 的是數(shù)減小，V的是數(shù)減小
Ｄ．A 的是數(shù)減小，V的是數(shù)增大
９．兩只電流表Ａ１、Ａ２串聯(lián)后連成如圖10—44甲所示電路，調(diào)節(jié)Ｒ使Ａ１滿(mǎn)偏時(shí)，Ａ２的示數(shù)為滿(mǎn)偏的2/3，將Ａ１和Ａ２并聯(lián)后連成圖乙的電路，重新調(diào)節(jié)Ｒ，當(dāng)Ａ２滿(mǎn)偏時(shí)，Ａ１的示數(shù)為滿(mǎn)偏的1/3，已知Ａ１的內(nèi)阻為0.45Ω,那么Ａ２的內(nèi)阻為：（ �。�
Ａ．0.1Ω Ｂ．0.3Ω Ｃ．0.45Ω Ｄ．1.5Ω
10．如圖10—45，為檢查電路故障，用電壓表測(cè)得ＵAE＝７Ｖ、ＵED＝０Ｖ、ＵCD＝０Ｖ、ＵCE＝６Ｖ則此故障是下列故障中的那一種： �。ā 。�
Ａ．Ｒ斷路�。拢虜嗦贰。茫�¬¬‘ 斷路�。模�‘ 與Ｌ同時(shí)斷路
11．在如圖10—46所示的電路中，Ａ、Ｂ、Ｃ分別表示電流表或電壓表，它們的示數(shù)以安或伏為單位，當(dāng)電鍵S閉合后，A、B、C三表的示數(shù)分別為1、2、3時(shí)，燈L1、L2正好均正常發(fā)光，已知燈L1、L2的額定功率紙幣為3:1，則可判斷：（ ）
A．A、B、C均為電流表
B．A、B、C均為電壓表
C．B為電流表，A、C為電壓表
D．B為電壓表，A、C為電流表
12．如圖10—47是測(cè)_________的電容式傳感器，是通過(guò)改變_______________ 而改變___________的。
13．現(xiàn)需要測(cè)一個(gè)內(nèi)阻較大的電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，只有兩塊伏特表V1、V2以及電鍵和一些導(dǎo)線，已知伏特表V1的內(nèi)電阻為R0，兩伏特表的兩程均略大于估計(jì)出的電的電動(dòng)勢(shì)：（1）在右邊的圖10—48虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電路
（2）列出求解方程（對(duì)使用的符號(hào)要有必要的字說(shuō)明）
14． 實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如圖10—49實(shí)物圖1所示，有：
電池E，電動(dòng)勢(shì)約10V，內(nèi)阻約1Ω；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻r1約為0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻r2約為5Ω；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻r3約為5Ω；電阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω；滑線變阻器R2，最大阻值100Ω；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干。
要求用圖2所示的電路測(cè)定圖中電流表A的內(nèi)阻。
（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？
（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。
（3）你要讀出的物理量是_______。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是_______。
15．在如圖10—50所示的電路中，、N間的電壓為6V，電燈L上標(biāo)有“4V、4W”字樣，滑動(dòng)變阻器總電阻Rab=13．５Ω，當(dāng)變阻器滑動(dòng)觸頭滑到Ｃ處時(shí)，電燈Ｌ恰能正常發(fā)光，則：①變阻器的ac段、bc段的電阻各位多少？②滑動(dòng)變阻器所消耗的總功率為多少？
16．如圖10—51所示，電阻Ｒ１＝8Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻Ｒ２＝2Ω，當(dāng)電鍵Ｋ斷開(kāi)時(shí)電阻Ｒ１消耗的電功率為2．88Ｗ，電效率（即電輸出功率與總功率之比）為80%；當(dāng)Ｋ接通后，電阻Ｒ１消耗的電功率為2Ｗ，設(shè)電動(dòng)機(jī)除內(nèi)阻外其它損耗不計(jì)，試求接通后電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。
17．把一個(gè)“１０Ｖ２Ｗ”的純電阻用電器Ａ接到某一電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都不變的電上，它消耗的實(shí)際功率為２Ｗ，將另一個(gè)“１０Ｖ５Ｗ”的純電阻用電器仍接在這個(gè)電上，什么情況下實(shí)際功率小于２Ｗ？（設(shè)用電器阻值不隨溫度變化）
18．如圖10—52所示Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ電鍵Ｋ閉合時(shí)，間距為ｄ的平行板電容器Ｃ的正中心恰好有一個(gè)質(zhì)量為ｍ帶電量為ｑ的小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，電鍵Ｋ斷開(kāi)時(shí)，小球向電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，碰撞后小球帶上與極板同性質(zhì)的電荷，碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，小球反彈后恰好能運(yùn)動(dòng)到電容器另一個(gè)極板，若不計(jì)電內(nèi)阻。
求：①電的電動(dòng)勢(shì)
②小球與極板碰撞后的帶電量
第十 恒定電流
專(zhuān)題一 1．Ｃ 2．Ａ�。常谩。矗痢。担痢。叮瓺�。罚病。福薄。梗�7.9，12 拓展研究 1.64A，8.64×105
專(zhuān)題二 1．B 2C．�。常瓸 ４．B�。担瓹�。叮瓵�。罚瓺 ８．D�。梗�3.6×105
拓展研究 D
專(zhuān)題三 1．D 2．C�。常瓵 ４．D�。担瓹�。叮瓸�。罚瓵�。福瓹�。梗�1 拓展研究 如右圖10—1為最簡(jiǎn)電路。
專(zhuān)題四 1．如下圖10—2為所求電路線路圖，10—3為所畫(huà)電路實(shí)物圖 2．2，2，否�。常瓹�。矗瓸 ５．A�。叮瓺 ７．B ８．B�。梗瓸 拓展研究 Ⅰ 0—3A，0—3V；
Ⅱ如圖10—4為所求電路線路圖；Ⅲ 2；Ⅳ 不讓扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)；(3)0—0.6A，0—15，5.5
效果驗(yàn)收 1．C 2．Ｂ３．Ｄ４．Ａ５．Ｃ６．Ｃ７．Ｃ８．Ａ９．Ａ10．Ｄ11．Ｄ
12． 閉合時(shí)V１的示數(shù)Ｕ１，Ｋ斷開(kāi)時(shí)Ｖ１的示數(shù)Ｕ２，Ｖ２的示數(shù)Ｕ３，設(shè)Ｖ２的內(nèi)阻為Ｒ′，電的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為 ε、ｒ， Ｕ１＝εR0／（R0＋ｒ）�。眨玻�εR0／（R0＋Ｒ′＋ｒ） Ｕ２／Ｕ３＝R0／Ｒ′ 13．（1）A2、A3
（3）A2、A3兩電流表的讀數(shù)I2、I3和電阻箱R1的阻值R1 。
14．1.5Ω 12Ω 4W 15．1.5W
16．r >10 Ω ε=10+0.2r 17．3mgd/2q 7q/6
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/53150.html
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