2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
（1）下列三种情况必须选用分压式接法
①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：
测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.
②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=
·Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.
③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.
（2）下列情况可选用限流式接法
①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.
③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.
【例9】用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：
待测电阻Rx（阻值约5Ω，额定功率为1W）；电流表A1（量程0~0.6A，内阻0.2Ω）；电流表A2（量程0~3A，内阻0.05Ω）；电压表V1（量程0~3V，内阻3kΩ）；电压表V2（量程0~15V，内阻15kΩ）；滑动变阻器R0（0~50Ω），蓄电池（电动势为6V）、开关、导线.
为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图.
【例10】某电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：
A．待测电流表A1（量程0.6A）；B．电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）
C．电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ）；D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）
E．定值电阻R2（阻值5Ω）F．电源E（电动势4V）
G．电键S及导线若干
（1）电压表应选用_____________；
（2）画出实验电路图；
（3）如测得电压表读数V，电流表读数I，则电流表A1内阻表达式为：
RA=____。
七、针对训练
1．在如图所示的电路中，R1=R2=R3，在a、c间和b、c间均接有用电器，且用电器均正常工作，设R1、R2、R3上消耗的功率分别为P1、P2、P3，则（）
A．P1＞P2＞P3B．P1＞P3＞P2
C．P1＞P2=P3D．因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小
2、如图所示的电路中，L1、L2为“220V、100W”灯泡，L3、L4为“220V，40W”灯泡，现将两端接入电路，其实际功率的大小顺序是（）
A．P4＞P1＞P3＞P2B．P4＞P1＞P2＞P3
C．P1＞P4＞P2＞P3D．P1＞P4＞P3＞P2
3、如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V。
调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（）
A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙
C．P甲=P乙D．无法确定
5、如图，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻。
关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是（）
A．使用电炉a时对电灯的影响最大
B．使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大
C．使用电炉c时对电灯几乎没有影响
D．使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样
6、一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，此时电灯实际消耗的电功率（）
A．等于91WB．小于91W
C．大于91WD．条件不足，无法确定
7、把两个标有“6V、3W”和“6V、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率是W；把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是W。
8、如图所示的电路中，R1=10Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，U=2.4V。
在ab间接一只理想电压表，它的读数是；如在ab间接一只理想电流表，它的读数是。
12.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开.红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯.分流电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计.
（1）分析电饭煲的工作原理.
（2）如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
（3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比
例7、（答案52.6；9944）；例8、解：
大于等于大于等于；
例9、解题方法与技巧：
由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为
U=
≈2.2V，I=
=0.45A.则电流表应选A1，电压表应选V1.
又因
=24.5Ω＞Rx，则电流表必须外接.
因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=
=0.11A＜I额，故可用限流电路.电路如图所示.
例10、解：
利用电压表指电压，电流表指电流的功能，根据欧姆定律R=
计算电流表的内阻。
由于电源电动势为4V，在量程为15V的电压表中有
的刻度没有利用，测量误差较大，因而不能选；量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势，但可在电路中接入滑动变阻器进行保护，故选用电压表V1。
由于电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，量程为0.6A，电流表上允许通过的最大电压为0.12V，因而伏特表不能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为5Ω的定值电阻R2与电流表串联再接到伏特表上，才满足要求。
滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式。
故本题电压表选用V1；设计电路图如图1所示；电流表A1内阻的表达式为：
RA=
-R2。
参考答案
1.A2、D3、A5、D6、BD7、21/4W、7W8、1.8V、2/3A
12、
（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态.
（2）如果不闭合开关S1，则不能将饭煮熟，因为只能加热到80℃.
（3）加热时电饭煲消耗的电功率P1=
，保温时电饭煲消耗的电功率P2=
，两式中R并=
Ω.从而有
P1∶P2=
=12∶1
第3单元闭合电路欧姆定律
一、电源
1、内部非静电力搬运电荷，对电荷做功
2、两极出现电势差
3、内部非静电力做功，把其他形式的能转化为电能，外部电流做功，把电能转化成其他形式的能
二、电动势
意义：
1、表示把其他形式的能量转化成电能的本领的物理量
2、等于电源没接入电路时两极间的电压
三、外电路和内电路
1、在任何电路中，有E＝U外＋U内（类比：
挣钱和花钱）
2、外电路和内电路电流的流向
四、闭合电路欧姆定律
E＝U外＋U内即E＝IR+Ir∴
闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟电路的总电阻成反比。
（比较两个欧姆定律的异同）
闭合电路欧姆定律的表达形式有：
①E=U外+U内②
（I、R间关系）③U=E-Ir（U、I间关系）
④
（U、R间关系）
五、路端电压跟负载的关系E＝IR+Ir
R变大，I减小，U内减小，U外变大
（1）R∞I0，Ir0，E＝U外
（2）R0，I0＝E/r，短路电流
六、U外～I的图象
U外＝－Ir+E
1、电动势
2、短路电流Io
3、r＝E/I0＝tanθ
七、闭合电路中的功率
EI＝U外×I+U内×I
总功率输出功率内耗功率
八、输出功率的最大值
输出P
得P
当
时，即R＝r时，输出P最大，此时
九电动势和内阻的测量
E＝I1（R1+r）
E＝I2（R2+r）
得E＝……
r＝……
E＝……r＝……
例题汇总
【例1】已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。
求：
①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。
【例2】电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值
A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A
【例3】如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2
【例4】如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。
现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_______W。
例5：
.滑动变阻器的两种特殊接法。
在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别引起重视：
⑴右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。
所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：
A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。
⑵右图电路中，设路端电压U不变。
当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I/先减小后增大、
【例6】.黑盒问题。
如图所示，黑盒有四个接线柱，内有4只阻值均为6Ω的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连。
测得Rab=6Ω，Rac=Rad=10Ω。
Rbc=Rbd=Rcd=4Ω，试画出黑盒内的电路。
十、电路故障问题的分类解析
1.常见的故障现象
断路：
是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。
短路:
是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）
2.检查电路故障的常用方法
电压表检查法：
当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。
在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。
电流表检查法：
当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。
在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。
欧姆表检查法：
当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。
在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。
试电笔检查法：
对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。
在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。
3.常见故障电路问题的分类解析
【例7】在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：
A．直流10V挡；B．直流0.5A挡；C．直流2.5V挡；D．欧姆挡。
【例8】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：
序号
A1示数（A）
A2示数（A）
V1示数（V）
V2示数（V）
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
①电路中E，
分别为电源的电动势和内阻，
，
，
为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）。
②由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是。
【例9】如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：
（A）R1断路（B）R2断路（C）R3短路（D）R4短路
针对训练
1.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是.
A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V
2.在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U0，当R5的滑动触点向图中a端移动时，
A.I变大，U变小B.I变大，U变大
C.I变小，U变大D.I变小，U变小
3.如图1—30—4所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是
A.L1灯灯丝烧断B.电阻R2断路
C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路
4.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中
A.通过R1的电流增加，增加量一定等于ΔU/R1
B.R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU
C.通过R2的电流减小，但减少量一定小于ΔU/R2
D.路端电压增加，增加量一定等于ΔU
5.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中
A.电阻R中没有电流
B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.电阻R中有从b流向a的电流
6.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图1—30—6所示，则电源的电动势为_______，内电阻为_______，当U=2V时，电源的输出功率为_______.
7.在如图所示的电路中，电源的内阻不可忽略不计，已知R1=10Ω，R2=8Ω.S与1连接时，电流表的示数为0.2A；将S切换到2时，可以确定电流表的读数范围是_______.
8.如图所示，电路中电阻R1=8Ω，R2=10Ω，R3=20Ω，电容器电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻r不计，开关S闭合，当滑动变阻器的阻值R由2Ω变至22Ω的过程中，通过A2的电荷量是_______，A1的读数变化情况是_______（选填“增大”“减小”“先增后减”“先减后增”）.
9.如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0V，内电阻r=2.0Ω，固定电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10Ω范围内调节，问：
取R2=______时，R1消耗的电功率最大.取R2=_______时，R2消耗的电功率最大..
10.“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知滑块质量为m，弹簧劲度系数为k，电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器总阻值R=4r，有效总长度为L.当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.
（1）写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式.
（2）确定该“加速度计”的测量范围.
例1、解：
①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；②R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为1.5W。
例2、解：
电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。
例3、解：
触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。
与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。
U1减小，U2增大，而路端电压U=U1+U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，选BD。
例4、解：
由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6Ω。
用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2Ω，因此输出功率最大为50W。
例6、解：
由于最小电阻是Rbc=Rbd=Rcd=4Ω，只有2只6Ω串联后再与1只6Ω并联才能出现4Ω，因此bc、cd、db间应各接1只电阻。
再于ab间接1只电阻，结论正合适。
例7、解析：
根据题给条件，首先判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开。
先考虑电压挡，将黑表笔接在b端，如果指针偏转，说明R1与电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动势6V。
基于这一点，C不能选，否则会烧毁万用表；如果指针不偏转，说明R1与电源连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，否则说明R2与电源间导线是断的，A项正确。
再考虑电流表，如果黑表笔接在b端，指针偏转有示数则说明R1与电源连接的导线是断的，此时指示数I=E/（R1+R2）=0.4A,没有超过量程；如果指针不偏转，说明R1与电源间连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，此时示数I=E/R2=1.2A,超过电流表量程，故B不能选。
例8、解析：
①先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r，=R1+r,则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E；由A2和V1的数据可求出电阻R3；由V2和A1、A2的数据可求出R2。
②当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻R2上，由此可推断Rp两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则Rp一定短路；若假设RP是完好的，则R2一定断路。
例9、解析：
首先应对电路进行标准化，如图所示为其标准化后的电路。
当R1断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯
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