高考物理選修知識(shí)點(diǎn)知識(shí)講解 恒定電流 復(fù)習(xí)與鞏固 基礎(chǔ)

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1、 恒定電流 復(fù)習(xí)與鞏固 編稿：張金虎 審稿：代洪 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．識(shí)別常見的電路元件，初步了解它們?cè)陔娐分械淖饔谩? 2．初步了解多用電表的原理學(xué)會(huì)使用多用電表。 3. 知道決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律。 4. 知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律。 5. 學(xué)習(xí)掌握測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻方法。 6. 知道焦耳定律，了解焦耳定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。 7. 初步了解門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動(dòng)控制中的應(yīng)用。 8. 初步了解集成電路的作用。 【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】 【要點(diǎn)梳理】 一、電路涉及的物理概念 電流：定義式，微觀

2、表達(dá)式 電壓：定義式，導(dǎo)體兩端電壓，是產(chǎn)生電流的必要條件之一。 電阻：定義式， 意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) 量值：電源開路時(shí)的路端電壓 單位：伏（V） 決定式（電阻定律） 電動(dòng)勢(shì)：，維持電路兩端的電壓→ 電功：純電阻電路中 電功率：純電阻電路中 電熱：由焦耳定律計(jì)算，在純電阻電路中電熱等于電功： 電源的總功率： 電源的輸出功率： 電源的消耗功率： 關(guān)系： 效率： 閉合電路中的功率 邏輯關(guān)系：輸入端全為“1”時(shí)，輸出端才為“1” 符號(hào)： ≥1 A B Y & A B Y “與”門： “或”門： 邏輯關(guān)系：輸入端只要

3、有“1”，輸出端就是“1” 符號(hào)： 邏輯關(guān)系：輸入端為“1”輸出端一定為“0” 輸入端為“0”輸出端一定為“1” “非”門： 符號(hào)： 1 A Y 邏輯電路 二、電路的特點(diǎn) 　　 三、基本規(guī)律 　　 　　 焦耳定律：,適用于電流通過任何用電器發(fā)熱的計(jì)算。 四、電路實(shí)驗(yàn) 　　 　　 　　描繪燈泡的伏安特性曲線 　　測(cè)定金屬的電阻率 　　測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 　　多用電表的使用 五、需要注意的問題 1．電流的計(jì)算 　　其難點(diǎn)在于對(duì)于任取的一個(gè)截面計(jì)算在一段時(shí)間內(nèi)通過該截面的電量，其技巧在于一段時(shí)間的選取。如一個(gè)做勻

4、速圓周運(yùn)動(dòng)的電荷對(duì)應(yīng)的等效環(huán)形電流的計(jì)算，取最好確定通過某截面的電量。 2．對(duì)閉合電路中能量轉(zhuǎn)化所涉及的諸多概念的理解 　　例如電源非靜電力做的功，表示時(shí)間內(nèi)其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少。 　　是電源的總功率，表示在一個(gè)具體電路中電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的快慢。 　　則表示電場(chǎng)力做功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的快慢。 3．在焦耳熱的計(jì)算中不能隨意地用 　　在焦耳熱的計(jì)算中不能隨意地用，只有保證焦耳定律的形式不變，才能用于任何電路中電熱的計(jì)算。如果將寫成，只能用于純電阻電路電熱的計(jì)算。 4．閉合電路歐姆定律與其它關(guān)系的區(qū)別必須引起注意 　　例如僅適用于純電

5、阻電路，而則適用于任何電路。是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的必然結(jié)果，所以它具有更廣泛的適用性。 5．電路的簡(jiǎn)化是電路計(jì)算的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 　　除了電路整形，等勢(shì)點(diǎn)合并分離外，電表的理想化、電表的等效、電容電路的處理必須理解和掌握。 6．對(duì)電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析是電路知識(shí)的綜合運(yùn)用 　　必須熟練地掌握動(dòng)態(tài)分析的順序，理解各電路量變化的原因。 7．電源的輸出功率存在極值 　　當(dāng)時(shí)，可以將視為等效電源內(nèi)阻以便解決更廣泛一些的問題。應(yīng)當(dāng)明確，電源輸出的功率最大，并非電源功率最大，也并非電源的效率最高。 8．伏安法測(cè)電阻時(shí)電流表內(nèi)外接法的判斷不可片面 　　要在比較與、

6、的關(guān)系后得出結(jié)論，不可只做與的比較后就決定電流表的接法。 9．滑動(dòng)變阻器的限流式和分壓式接法各有妙用 　　弄清它們各自接法的特點(diǎn)和區(qū)別選擇使用。 10．測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的多種方法 主要儀器 原理 電路圖 誤差分析 電壓表 電流表 變阻器 電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小 電壓表 變阻箱 電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小 電流表 變阻箱 電動(dòng)勢(shì)無偏差，內(nèi)阻偏大 一只電壓表 （粗測(cè)） （） 電動(dòng)勢(shì)偏小 兩只電壓表 無誤差 11．用電流表和電壓表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的誤差分析　　

7、 （1）偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作圖象時(shí)描點(diǎn)不很準(zhǔn)確。 　　（2）系統(tǒng)誤差：來源于電壓表的分流作用。導(dǎo)致電流表示數(shù)比干路電流略小。 　　中是通過電源的電流，而本實(shí)驗(yàn)用圖甲所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表分流，使電流表示數(shù)小于電池的輸出電流。 　　因?yàn)?，而，越大，越大：趨于零時(shí)，也趨于零。所以它們的關(guān)系可用圖乙表示，測(cè)量圖線為，真實(shí)圖線為． 　　　　　 　 　　由圖線可看出和的測(cè)量值都小于真實(shí)值。 　　，. 　　要點(diǎn)詮釋： 　　外電路短路時(shí)，電流表的示數(shù)等于干路電流的真實(shí)值，所以圖乙中、兩圖線交于短路電流處。 　　當(dāng)路端電壓為時(shí)，由于電流表示數(shù)小

8、于干路電流，所以、兩圖線出現(xiàn)了圖示的差異。 　　（3）伏安法測(cè)、還可接成如圖所示實(shí)驗(yàn)線路。 　　由于電流表的分壓作用，因?yàn)椋瑸殡娏鞅淼膬?nèi)阻，這樣在圖線上對(duì)應(yīng)每一個(gè)應(yīng)加上一修正值，由于很小，所以在很小時(shí)，趨于零，增大，也增大，理論與測(cè)量值的差異如圖丁所示。 　　　　　　　　　　　　 　　由圖可知：，（內(nèi)阻測(cè)量誤差非常大）。 　　要點(diǎn)詮釋： 一般電源的內(nèi)阻都較小，與電流表的內(nèi)阻相差不大，而電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于內(nèi)阻，也遠(yuǎn)大于測(cè)量電路中的外電阻，所以為減小誤差，我們采用如圖甲所示的電路，而不采用如圖丙所示的電路。 12．伏安法測(cè)電阻的兩種接法的選擇 　　為減小

9、伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差，應(yīng)對(duì)電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇，其方法是： 　?。?）阻值比較法：先將待測(cè)電阻的粗略值和電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若，宜采用電流表外接法；若，宜采用電流表內(nèi)接法。 　　（2）臨界值計(jì)算法：當(dāng)內(nèi)外接法相對(duì)誤差相等時(shí)，有，所以為臨界值。當(dāng)（即為大電阻）用內(nèi)接法；當(dāng)（即為小電阻）用外接法；，內(nèi)、外接法均可。 　　如與間不是關(guān)系，則可用：當(dāng)時(shí)，用電流表外接法；當(dāng)時(shí)，用電流表內(nèi)接法。 　?。?）實(shí)驗(yàn)試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線先后與處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化（電流表的分壓作用明顯），而電流表的示數(shù)變化不大（電壓表分流作用不大），則可采用電流表外

10、接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表的內(nèi)接法。 　　　　　　　　　　　 【典型例題】 類型一、直流電路的功率計(jì)算 直流電路有純電阻電路和非純電阻電路之分． 對(duì)于純電阻電路（如白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路），電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)有，即，顯然，計(jì)算電功或電熱時(shí)，可采用公式中的任一形式進(jìn)行計(jì)算．而對(duì)于非純電阻電路（如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等電路），電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等． 這時(shí)電功等于，產(chǎn)生的熱量等于，電功大于電熱．在這種情況下，不能用或來計(jì)算電功．根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，在非純

11、電阻電路上，電能的轉(zhuǎn)化為：電功=電熱+其他形式的能．即（轉(zhuǎn)化為其他形式的能）． 例1. 一直流電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為時(shí)，電流為．松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為時(shí)，電流為，電動(dòng)機(jī)正常工作．求該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少？電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少？ 【思路點(diǎn)撥】正確識(shí)別純電阻電路和非電阻電路，注意“使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)”時(shí)和“正常工作時(shí)”的根本區(qū)別。 【答案】 【解析】電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中起作用的只是電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻．電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能大部分要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一小部分要

12、在線圈的電阻上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． 其輸入的電功率為： ， 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率： ． 【總結(jié)升華】（1）正確識(shí)別純電阻電路和非電阻電路，不要認(rèn)為有電動(dòng)機(jī)的電路一定是非純電阻電路，要從其工作狀態(tài)及能量轉(zhuǎn)化來分析判定．當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．是純電阻電路． （2）在非純電阻電路里，歐姆定律不再成立，并要注意區(qū)別電功和電熱，搞清楚電路中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系．電熱為，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為．對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，輸入的功率；發(fā)熱的功率；輸出的功率，即機(jī)械功率． 舉一反三 【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固　例１ 】 【變式】如圖所示中的滑動(dòng)變阻器的總電阻，負(fù)載電阻，間的電壓為

13、，且保持不變，先斷開電鍵，移動(dòng)觸片，使電壓表讀數(shù)為，然后閉合，則通過的電流強(qiáng)度是？ 【答案】 【解析】當(dāng)先斷開電鍵，移動(dòng)觸片，使電壓表讀數(shù)為時(shí)，滑動(dòng)變阻器的部分的阻值為；然后閉合，間的總阻值為。 總電流為：通過的電流為 類型二、直流電路中的極值問題 極值問題在物理習(xí)題中經(jīng)常出現(xiàn)，處理這類問題的常見方法是：先找出物理量間的函數(shù)關(guān)系，再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值．在處理直流電路中的極值問題時(shí)，應(yīng)先分析電路結(jié)構(gòu)，并畫出等效電路，寫出含有變量的等效電阻或電流、電壓、功率的表達(dá)式。然后求極值． 例2．

14、如圖所示電路中，電阻，，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻．求： （1）當(dāng)電流表示數(shù)為時(shí)，變阻箱的阻值多大？ （2）當(dāng)阻值多大時(shí)，它消耗的電功率最大？ （3）當(dāng)阻值多大時(shí)，電源的輸出功率最大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】由電路圖可知，與并聯(lián)后再與串聯(lián)，電流表是測(cè)量通過電阻的電流，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及閉合電路歐姆定律可求出該題的答案． （1）設(shè)干路電流為，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理： ① 外電路的總電阻 ② 由閉合電路歐姆定律得

15、 ③ 由①②③式求得 ． （2）設(shè)阻值為時(shí)，它消耗的功率最大為，此時(shí)外電路總電阻為 ④ 干路電流 。 ⑤ ， ⑥ ． ⑦ 由④⑤⑥⑦式得： ． 當(dāng)時(shí)，消耗的功率最大，即 ． （3）設(shè)阻值為時(shí)，電源輸出功率最大為， ． 當(dāng)外電路的總電阻時(shí)，電源輸出功率最大．因，所以，當(dāng)越接近時(shí)輸出功率最大．故只有當(dāng)時(shí)，接近，此時(shí)電源輸出功率最大． 【總結(jié)升華】本題涉及閉合電路歐姆定律和電功率的知識(shí)，考查了運(yùn)用數(shù)學(xué)極值法處理

16、物理問題的能力，這是處理物理極值問題的基本方法。 類型三、含電容電路問題 電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件．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)，電容器就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大（只考慮電容器是理想的、不漏電的情況）的元件，在電容器處的電路可看做是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它．簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶的電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上．分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)： （1）電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓． （2）當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接

17、人電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等． （3）電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充（放）電．如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電． 例3． 如圖所示的電路中，，。 ①開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容器的電荷量大于的電荷量 ②開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容器的電荷量大于的電荷量 ③開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容器的電荷量大于的電荷量 ④開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容器的電荷量大于的電荷量 以上說法正確的是 （ ） A．① B．④

18、C．①③ D．②④ 【思路點(diǎn)撥】開關(guān)控制電路，使電容器和電阻有不同的連接狀態(tài)，判斷出電容兩端的電壓究竟是直流電路中哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差，是解題關(guān)鍵。 【答案】C 【解析】本例題通過開關(guān)控制電路，使電容器和電阻有不同的連接狀態(tài)，而求解電容器帶電荷量的關(guān)鍵是要通過電路結(jié)構(gòu)分析，判斷出電容兩端的電壓究竟是直流電路中哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差． 當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，電容器與，與分別串聯(lián)，然后再并聯(lián)，電源對(duì)電容器、充電完畢電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，兩條支路均無電流通過，因此電阻上不再分壓，兩電容器上的電壓均為電源電動(dòng)勢(shì)．所以，故①正確．當(dāng)開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)，電路結(jié)構(gòu)為電容器與并聯(lián)、與并聯(lián)支路再串聯(lián)，

19、當(dāng)電容器被充電完畢電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，直流電路通過、形成通路，電容器兩端的電壓與電阻兩端的電壓相等，電容器兩端的電壓與電阻兩端的電壓相等．所以，因此③是正確的． 【總結(jié)升華】對(duì)含容電路工作狀態(tài)分析，其關(guān)鍵是電路結(jié)構(gòu)分析和電容兩端電壓的判斷． 舉一反三 【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固　例４ 】 【變式】如圖所示的電路中，，電阻，，，電容器的電容、、求： （1）當(dāng)閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，和所帶的電量各是多少？ （2）然后把打開，打開后通過的電量是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】（1）關(guān)鍵是計(jì)算電容器兩端的電壓。 , ， . ， .

20、（2）兩個(gè)電容放電的電量都要經(jīng)過R2，且最終兩電容的帶電量均為零，故通過的電量. 類型四、電路故障問題 1．故障特點(diǎn) （1）斷路特點(diǎn)：電路中發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零．若外電路中無用電器的任意兩點(diǎn)間電壓不為零，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分無斷點(diǎn)． （2）短路特點(diǎn)：電路中發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而電壓為零． 2．故障的分析方法 這類題目要從已知條件出發(fā)，進(jìn)行嚴(yán)密地推理，找出故障的原因．具體分為兩種方法： （1）儀器檢測(cè)法： 斷點(diǎn)故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電

21、壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)． 短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，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，則該電路沒有被短路或不完全被短路． （2）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，然后假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(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．若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路．用此方法，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止． 例4．如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，燈、都發(fā)光．后來由于某

22、種故障使燈突然變亮（未燒壞），電壓表的讀數(shù)增大，由此可推斷，該故障可能是（ ） A．電阻斷路 B．電阻短路 C．燈兩接線柱間短路 D．電阻斷路 【答案】D 【解析】根據(jù)題設(shè)條件，電路中的某種故障產(chǎn)生兩個(gè)后果：一是燈突然變亮；二是電壓表的讀數(shù)增大．只有符合這兩個(gè)條件的故障才是可能的故障．因?yàn)殡妷罕淼淖x數(shù)增大，所以路端電壓增大，電源內(nèi)阻上的電壓減小，說明總電流減小，電路總電阻增大． 若電阻斷路，會(huì)導(dǎo)致總電阻增大，總電流減小，而此時(shí)燈兩端的電壓會(huì)減小，致使燈變暗，故選項(xiàng)A錯(cuò)． 若電阻

23、短路，燈將不亮，選項(xiàng)B錯(cuò)． 若燈兩接線柱間短路，電路的總電阻減小，總電流增大，電壓表的讀數(shù)減小，不符合題意，選項(xiàng)C也錯(cuò)． 若電阻斷路，電路的總電阻增大，總電流減小，電壓表的讀數(shù)增大，符合題意．而總電流減小，導(dǎo)致內(nèi)電壓和燈、并聯(lián)部分電壓減小，燈兩端電壓增大，燈變亮．故選項(xiàng)D正確． 【總結(jié)升華】電路故障的出現(xiàn)有多種可能，可采用提出某種可能，據(jù)此進(jìn)行推理，看結(jié)論是否與題設(shè)條件相符，這是物理學(xué)中重要的思維方法． 舉一反三 【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固　例3 】 【變式】?jī)傻亻g鋪有通訊電纜，長(zhǎng)為，它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的，通常稱為雙線電纜，在一

24、次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護(hù)層損壞，導(dǎo)致兩導(dǎo)線之間漏電，相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線間接了一個(gè)電阻，檢查人員經(jīng)過下面的測(cè)量可以確定損壞的位置： （1）令端的雙線斷開，在處測(cè)出兩端間的電阻； （2）令端的雙線斷開，在處測(cè)出雙線兩端間的電阻 （3）在端的雙線間加一已知電壓，在端用內(nèi)阻很大的電壓表測(cè)出兩線間的電壓。試由以上測(cè)量結(jié)果確定損壞處離的距離。 【答案】 【解析】設(shè)單位長(zhǎng)度電纜電阻為，故障處的電阻 為，則 ， ． 根據(jù)題意， ． 又因?yàn)? ， ． 類型五、關(guān)于電路中電流表、電壓表的處理技巧 1．電表可看做理想電表時(shí)的處理技巧

25、 理想電流表的內(nèi)阻可看作為零，理想電壓表的內(nèi)阻可看做無窮大，如果有理想電表接入電路，可先把該電表除去，凡電壓表處除去即可（看做斷路），凡電流表處用導(dǎo)線替代（看做短路）；在進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析或畫好等效電路后，再按電表所測(cè)的對(duì)象把電表接入電路． 電路中的滑動(dòng)變阻器，一般可以把它當(dāng)作兩個(gè)可變電阻來處理． 2．電表不能看做理想電表時(shí)的處理技巧 在這種場(chǎng)合下，要考慮到電表內(nèi)電阻對(duì)原電路的影響，可把電流表和電壓表分別看作能顯示出電流值或電壓值的電阻． V2 V1 如圖所示，電壓表 的內(nèi)阻， 的內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的總電阻，路端電壓，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，兩

26、電壓表就相當(dāng)于兩只阻值分別為和的電阻串聯(lián)后接在電路上，由串聯(lián)分壓規(guī)律可知，這時(shí)兩電壓表兩端的電壓，即其示數(shù)分別為和． 例5．如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，．滑動(dòng)變阻器總電阻，滑動(dòng)觸頭距兩端距離之比，求各電表的讀數(shù)． 【思路點(diǎn)撥】電路中電表較多，不易看清各元件間的串、并聯(lián)關(guān)系，先將各電表除去（理想電流表內(nèi)阻可看做零，理想電壓表內(nèi)阻可看做無窮大）。分別畫出兩種狀態(tài)下的電路圖，再根據(jù)閉合電路歐姆定律（注意串并聯(lián)關(guān)系）進(jìn)行計(jì)算。 【答案】的讀數(shù)分別為和． 【解析】本題電路中電表較多，不易看清各元件間的串、并聯(lián)關(guān)系，可先

27、將各電表除去，按前述處理技巧可將原電路畫成圖甲所示的形式，其中是的段電阻，是的段電阻，再將原電表按所測(cè)對(duì)象一一接入電路，如圖乙所示． 由題可知 ， ， 所以 ， 由閉合電路歐姆定律得： ， ， ， 所以的讀數(shù)分別為 和． 【總結(jié)升華】理想電流表內(nèi)阻可看做零，理想電壓表內(nèi)阻可看做無窮大． 舉一反三 【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固　例8 】 【變式】在如圖所示的電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從端向端滑動(dòng)過程中，安培表的讀數(shù)（ ）（安培表內(nèi)阻不計(jì)，電源內(nèi)阻小于滑動(dòng)變阻器總阻值） A．從小變到大 B．從大變到小

28、C．先變小再變大 D．先變大再變小 【答案】C 類型六、測(cè)量電路的電路設(shè)計(jì)、儀器選擇和實(shí)物圖連接 在有關(guān)恒定電流的實(shí)驗(yàn)中，常常要求測(cè)電阻的阻值、測(cè)導(dǎo)體的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線，測(cè)用電器的電功率、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等．這些待測(cè)量的值的測(cè)定，往往都要測(cè)待測(cè)元件的電壓和電流，所以對(duì)待測(cè)元件的電壓和電流的測(cè)量也就成了最基本的測(cè)量． 1．電路設(shè)計(jì) 要完成一個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，必須進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，而電路往往分測(cè)量電路和供電電路兩部分． （1）測(cè)量電路 測(cè)量電路有兩種方法：電流表內(nèi)接法和外接法． 確定內(nèi)接法還是外接法，有三

29、種判定方法： 直接比較法：當(dāng)用內(nèi)接法，當(dāng)用外接法． 臨界值計(jì)算法：當(dāng)內(nèi)、外接法相對(duì)誤差相等時(shí)，有，為臨界值．當(dāng)（即Rx為大電阻）時(shí)，用內(nèi)接法；當(dāng)（即Rx為小電阻）時(shí)，用外接法；當(dāng)時(shí)，內(nèi)、外接法均可． 當(dāng)時(shí)，用電流表外接法；當(dāng)時(shí)，用電流表內(nèi)接法． 測(cè)試判斷法：當(dāng)大約值都不清楚時(shí)用此法． 如圖所示，將單刀雙擲開關(guān)分別接觸點(diǎn)和點(diǎn)，若看到電流表讀數(shù)變化較大，說明電壓表分流影響較大，應(yīng)該選用電流表內(nèi)接法；若看到電壓表讀數(shù)變化較大，說明電流表分壓影響較大，應(yīng)該選用電流表外接法． 對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，測(cè)定金屬電阻率電路，由于電阻絲電阻較小，所

30、以實(shí)驗(yàn)室采用電流表外接法；而測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，通常只采用電流表內(nèi)接法． （2）供電電路 供電電路一般由電源和滑動(dòng)變阻器按一定的連接方式組成，滑動(dòng)變阻器在供電電路中有兩種接線方式：限流式和分壓式（如圖）．限流式可省一個(gè)耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)根據(jù)需要選用． 變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點(diǎn)，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣．選用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 負(fù)載電阻的阻值遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻，須用分壓式接法． 要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)

31、可調(diào)，須用分壓式接法． 負(fù)載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時(shí)，可采用限流式接法． 兩種接法均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偣β瘦^小． 特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復(fù)推敲，以更能減小誤差的連接方式為好． 注意：兩種接法的比較： 電路 負(fù)載RL上電壓 調(diào)節(jié)范圍 負(fù)載RL上電流 調(diào)節(jié)范圍 閉合開關(guān)前 觸頭所處位置 相同條件下 消耗總功率 限流 接法 端 分壓 接法

32、 端 比較 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 都為了保護(hù)負(fù)載電路 限流電路能耗小 2．實(shí)驗(yàn)儀器選用 （1）儀器的選擇一般遵從以下三個(gè)原則： 安全的原則，如通過電源和電阻的電流不能超過其允許的最大電流； 準(zhǔn)確的原則，如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，要盡可能使指針接近滿刻度的中間量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的之間，使用歐姆表時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位； 便于操作的原則，如選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻調(diào)

33、節(jié)時(shí)應(yīng)用大部分電阻線，否則不便于操作． （2）選擇儀器的一般步驟： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路； 根據(jù)電路選擇滑動(dòng)變阻器： 選定電源、電壓表和電流表以及所用的量程． 3．實(shí)物圖的連接 連接實(shí)物圖的基本方法： （1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 （2）分析各元件連接方式，明確電表量程。 （3）畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器等，按順序以單線連接方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去．連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電路是否按正確方法連線。 例6．一阻值約為的電阻，欲用

34、伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)出它的阻值，備選器材有： A．電源（，） B．電源（，） C．電壓表（量程，內(nèi)阻） D．電壓表（量程，內(nèi)阻） E．電流表（量程，內(nèi)阻） F．電流表（量程，內(nèi)阻） G．滑動(dòng)變阻器（阻值） H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干 （1）從上面器材中選出合適的器材________（用字母表示）． （2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖． 【答案】（1）ACEGH （2）見解析 【解析】選擇電路和器材的基本原則是：①安全：不能損壞實(shí)驗(yàn)器材．②精確：盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差．③方便：在保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的前提下，選用

35、的電路和器材應(yīng)便于操作，讀得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)便于處理． （1）先估算最大電流 若選A電源， 若選B電源， 使電流表不能達(dá)到滿刻度的一半，電流表讀數(shù)誤差較大，所以選A電源．由A電源的電動(dòng)勢(shì)可知電壓表選C．為了多讀幾組電壓和電流值，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器G．開關(guān)、導(dǎo)線必不可少，故選H．為了使多數(shù)電流值在滿刻度的之間，應(yīng)選電流表E．故選擇的器材為A、C、E、G、H． （2）由于，故選擇電流表內(nèi)接法．又因?yàn)楸粶y(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總阻值，若把變阻器接成限流電路，改變其阻值時(shí)幾乎對(duì)電路無影響，故變阻器應(yīng)接成分壓式．實(shí)驗(yàn)電路如圖所示． 【總結(jié)升華

36、】電學(xué)實(shí)驗(yàn)一直是高考命題的熱點(diǎn)和重點(diǎn)．同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)既要注意實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用，又要注意實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新思維、提升并拓展原理與方法的遷移能力．要做到根據(jù)題目的具體要求設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，即用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)原理和方法來解決有關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題． 舉一反三 【高清課堂：恒定電流復(fù)習(xí)與鞏固　例10 】 【變式】如圖 ()所示電路中，不計(jì)電表內(nèi)阻的影響，改變滑線變阻器的滑片位置，測(cè)得電壓表和。隨電流表的示數(shù)變化的兩條實(shí)驗(yàn)圖線如圖()所示，關(guān)于這兩條實(shí)驗(yàn)圖線（ ） A．圖線的延長(zhǎng)線不一定過坐標(biāo)的原點(diǎn)； B．圖線的延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值等于電源的電動(dòng)勢(shì)； C．圖線、交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值的乘積等于電源瞬時(shí)輸出功率； D．圖線、的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值的乘積等于電阻瞬時(shí)消耗的電功率 【答案】BC