物理选修32鲁科版第四章闭合电路的欧姆定律和逻辑电路Word文件下载.docx

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如图所示是一条倾斜的直线，该线与

纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示内电阻

5、路端电压随外电阻的变化规律：

（1）外电阻R增大时，电流I减小，路端电压U增大，

当R增大到无限大（断路）时，I＝0,U＝E.

（2）外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小，

当R减小到零时，I＝I短，U＝0

当外电路短路时，如何求解电源的内电阻？

当外电路短路时，外电阻为零，路端电压等于零，内电压等于电动势，

内阻r=E/I短。

6、电动势与电压的区别及联系：

例题：

下列关于电源的说法中正确的是（　　）

A．电源的电动势就是电源两极的电压

B．电路中，如果每通过1C的电荷，电源能把2J的其他形式的能量转化为电能，

则电源的电动势就是2V

C．电源的电动势跟电源外部的电路有关

D．电源的输出电流越大，则电源的电动势也就越大

7、闭合电路的动态分析思路及步骤：

注：

（1）理想电流表可以认为短路，理想电压表可以认为断路．

（2）外电路的任何一个电阻增大（或减小）时电路的总电阻一定增大（或减小）．

（3）增加并联电阻个数总电阻减小,反之增大.

（4）含电容的支路电压稳定时可认为断路，电容两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压．

如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时（　A　）

A．电压表V的读数先变大后变小，电流表A的读数变大

B．电压表V的读数先变小后变大，电流表A的读数变小

C．电压表V的读数先变大后变小，电流表A的读数先变小后变大

D．电压表V的读数先变小后变大，电流表A的读数先变大后变小

8、电路中的功率：

①电源的功率P：

电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源总功率：

②电源内阻消耗功率P内：

电源内阻的热功率，也称电源的损耗功率：

③电源的输出功率P出：

外电路上消耗的功率：

由上可以看出：

（1）当R=r时，电源的输出功率最大，

，当时电源效率η=50%

（2）R>

r时，随着R的增大输出功率越来越小

（3）R<

r时，随着R的增大输出功率越来越大

（4）当P出<

Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·

R2=r2

9、电源的效率：

外电阻R越大，电源效率越高

如图所示，R1=8Ω，电源的电动势E=8V，内阻r=2Ω。

R2为变阻器，问：

（1）要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？

这时R2多大？

（2）要使R1得到最大的电功率，R2的取值多大？

R1的最大功率多大？

这时电源的效率多少？

（3）调节R2的阻值，能否是电源有最大的功率E2/4r输出？

为什么？

经典例题：

如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2kΩ，R2＝4kΩ，R3＝R4＝3kΩ，C＝10μF，E＝6V．求：

（1）电容器带电荷量为多少？

（2）哪板带正电？

习题：

1、关于电源的电动势,下面说法正确的是（　　）

A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量

B．电动势在数值上等于电路中通过1秒的电流时电源提供的能量

C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关

D．电动势有方向，因此电动势是矢量

2、如图所示，当可变电阻R的阻值增大时，则（　　）

A．UAB增大B．UAB减小

C．IR增大D．IR不变

3、有四个电源，电动势约为6V，内阻分别为r1＝1Ω、r2＝2Ω、r3＝3Ω、r4＝4Ω.今欲向R＝2Ω的电阻供电，选用哪种电源能使R得到的功率最大（　　）

A．内阻为r1＝1Ω　　　B．内阻为r2＝2Ω

C．内阻为r3＝3ΩD．内阻为r4＝4Ω

4、电动势为2V的电池在电路上输出1A的电流，可以断定（　　）

A．内、外电阻相差2Ω

B．外电阻是2Ω

C．内电阻是2Ω

D．内、外电阻之和是2Ω

．

5、关于电源电动势，下列说法中正确的是（　　）

A．同一电源接入不同的电路电动势会发生改变

B．电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压

C．电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，

与是否接外电路无关

D．电源电动势与电势差是一回事

6、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图象，下列判断正确的是（　　）

A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1>

I2

B．电动势E1＝E2，内阻r1>

r2

C．电动势E1>

E2，内阻r1<

D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化小

7、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　）

A．V的读数变大，A的读数变小

B．V的读数变大，A的读数变大

C．V的读数变小，A的读数变小

D．V的读数变小，A的读数变大

8、“神舟”七号飞船的成功发射、回收，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平．飞船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板开路电压是800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，它的路端电压多大？

电源的总功率多大？

答案：

1、B；

2、A；

3、A；

4、D；

5、C；

6、A；

7、B；

8、0.4V　0.016W；

第2节多用电表的原理与使用

1、多用电表的原理

功能：

多用电表曾叫“万用表”，是一种集测量交流

与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量

仪器，它具有用途多、量程广、使用方便等优点

构造：

多用电表的核心是一只直流灵敏电流计G，

即“表头”．表头与电阻、拨动开关等组成

不同的测量电路．

原理：

多用电表测直流电流和电压的原理,实质上是电阻的分流和分压原理．

多用电表电阻挡（欧姆挡）测电阻的设计原理是闭合电路欧姆定律

欧姆挡的零刻度线为什么在右端？

两表笔短接时，待测电阻Rx＝0，电路中电流最大，指针满偏，

所以欧姆挡零刻度线在右端

2、用多用电表电阻挡测电阻器的阻值

（1）选挡：

估测待测电阻阻值，将选择开关拨到适当倍率．

（2）调零：

将红、黑两表笔的金属部分直接相连（短接），然后调节调零旋钮，使偏转的指针恰好停在电阻挡刻度线的零刻度处

（3）测量：

将红、黑表笔搭在电阻两端（电阻要和别的元件或电源断开）．读取表盘指针所指“电阻挡”刻度线的示数，指针所指的示数乘以选择开关所指的倍率，其值就是被测电阻阻值

用多用电表测电阻时，怎样操作可使测量更准确？

选择合适的倍率，使指针指在刻度中央附近．

第3节测量电源的电动势和内阻

1、测量电源电动势和内电阻的原理

伏安法测电源电动势和内电阻原理：

E＝U+Ir

电路图：

如图所示．

方法：

只要能测出U和I的两组数据，就可以列出关于E、r的两个方程，

从中解出E、r.

实验器材：

干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线．

实验步骤

（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路图连接好电路，且使滑动变阻器阻值滑到最大

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有明显的读数，记录一组U、I值．

（3）用同样的方法，多测几组U、I值．

（4）断开开关，整理好器材．

（5）利用代数法或图象法进行数据处理．

原理图中，电流表是内接还是外接？

为什么用这种接法？

由于待测电阻在电源内部,阻值较小,与电流表内阻差不多,比电压表内阻小得多,故用电流表外接法．

2、测量数据处理方法：

1、代数法：

运用方程组

，求解E和r

领用所测U、I值多求机组E和r的值，最后算出平均值

2、图象法：

以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流，建立直角坐标系，将所测多组相应的U、I值进行描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来．

由U＝E－Ir知，U－I图象是一条斜向下的直线,如图所示，

直线与纵轴的交点表示电源电动势，

与横轴交点表示电源的短路电流（数轴刻度从零开始），

图线斜率的绝对值代表电源内阻

在上图中，如何求解电源的内电阻？

电源内阻等于电动势与短路电流的比值，即r=E/I0．

3、其他测量方法：

①用电阻箱和电流表测定实验电路如图甲所示．

②用电阻箱和电压表测定实验电路如图乙所示

4、误差分析：

（1）偶然误差

①由读数误差和电表线性不良引起的误差．

②由于导线与电池接触不好造成电池内阻不稳定．

③用图象法求E和r时，作图不准产生误差

（2）系统误差：

电压表的分流Iv，使电流表示数小于电池的输出电流I真,使实测的E和r都小于真实值。

5、注意事项

（1）为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些．（可选用旧的干电池）

（2）电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完后应立即断电；

（3）选用内阻适当大一些的电压表；

（4）电压表、电流表应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小读数时的相对误差；

（5）测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解，将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值，再求平均值；

（6）画出U－I图，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑．

测量电源电动势E和r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）．器材：

量程为3V的理想电压表V，量程为0.5A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R＝4Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干．

（1）画出实验电路原理图．

图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．

（2）实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；

当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝

，r＝

.（用I1、I2、U1、U2及R表示）

1．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差,又直观、简便的是（　　）

A．测出两组I，U的数据，代入方程E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r

B．多测几组I，U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值

C．测出多组I，U的数据，画出U－I图象，再根据图象求出E、r

D．多测几组I，U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r

2、如图所示，在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中

（1）请不要改动已接导线，在甲图中把还需要连接的导线补上．

（2）闭合电键前，应使变阻器滑片处在________位置上．

（3）测得该电源的伏安特性曲线如图乙所示，则纵坐标表示的是该电路的________电压，该电源的电动势为________V，内电阻为________Ω.

3、用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的UI图线，由图线可知下列选项错误的是（　　）

A．电池电动势为1.40V

B．电池内阻阻值为1Ω

C．外电路短路时的电流为0.40A

D．电压表的示数为1.20V时，

电流表的示数I′约为0.20A

4、在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U－I图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（　　）

A．短路电流

B．电源内阻

C．电源电动势

D．闭合电路

的总电阻

5、如图所示，把两个电源的U－I关系曲线取相同的坐标，画在同一坐标系中，由图象可得出的正确结论是（　　）

A．E1＝E2，内电阻r1>

B．E1＝E2，内电阻r1<

C．E1<

E2，内电阻r1>

D．E1<

E2，内电阻r1<

6、在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内电阻约为2Ω）的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：

A．电压表量程为15V

B．电压表量程为3V

C．变阻器为（20Ω，3A）

D．变阻器为（500Ω，0.2A）

（1）电压表应该选________（选填“A”或“B”），这是因为

________________________________________________________________________.

（2）变阻器应选________（选填“C”或“D”），这是因为

________________________________________________________________________

_____________________________________________________________

___________.

7、在测定一节

干电池（电动势

约为1.5V，内阻约为1Ω）的电动势和内阻的实验中，提供的器材有（　　）

A．电压表量程为3V

，内阻约为5

kΩ

B．电压表量程为15V，内阻约为10kΩ

C．电流表量程为0.6A，内阻约为0.1Ω

D．电流表量程为3A，内阻约为0.01Ω

E．变阻器R1（20Ω，3A）

F．变阻器R2（500Ω，0.2A）

G．开关、导线若干

为了较准确测量电池的电动势和内阻，电压表应该选________；

电流表应该选________；

变阻器应该选________；

（只要选相应字母）实验电路图应该选________图．

8、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．

（1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．

（2）在图

乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（选填“A”或“B”）．

（3）下图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

9、（2012·

福州高二期末）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：

A．电压表V2（量程0～3V）

B．电压表V2（量积0～15V）

C．电流表A1（量积0～3A）

D．电流表A2（量积0～0.6A）

E．变阻器R1（总电阻20Ω）

F．变阻器R2（总电阻100Ω）

G．电键S和导线若干．

（1

）应选择的器材有________；

（2）在虚线框中画出实验电路图；

（3）如下图所示的U－

I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E＝__________V，r＝________Ω。

10、（2012·

泉州高二期末）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）

B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω）

C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）

D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）

E．滑动变阻器R2（0～200Ω，1A）

F．定值电阻R0（990Ω）

G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是________图所示的电路；

在该电路中

，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________．（填写器材前的字母代号）

（2）下图为该同学根据

（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

11、给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内电阻．

（1）画出电路图；

（2）写出测量原理；

（3）实验过程中，将电阻箱拨到45Ω时，电压表读数为0.90V，若将电阻箱拨到图（a）所示的________Ω时，电压表的读数如图

（b）所示，是________V.

1、C；

2、

（1）见精讲精析图　

（2）阻值最大（3）路端　2.2　2；

3、D；

4、B；

5、B；

6、由于电源电动势约为1.5V，故选量程为0～3V的电压表B，读数既准确，又方便；

滑动变阻器D的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故选变阻器C；

7、A　C　E　乙；

8、

（1）

（2）B　（3）1.5　1.0；

9、

（1）ADEG；

（2）

（3）

；

1.5　0.5；

10、（

1）b　D；

（2）1.48（1.48±

0.02）　0.77（0.75～0.80）

11、

（1）

（2）闭合电路欧姆定律E＝U＋

r　（3）110　1.10