新(江苏专版)2016年高考物理大一轮总复习第七章恒定电流实验讲练36(含解析)
江苏专用版高考物理新增分大一轮复习第七章恒定电流第讲恒定电流讲义含解析.docx
恒定电流考试内容范围及要求高考统计高考命题解读内容 要求 2015 2016 2017 2018 1.考查方式 高考对本章内容的高频考点主要是电学实验的知识．同时也会考查电路的相关知识，一般难度较小，常以选择题的形式出题，而电学实验知识主要考查闭合电路欧姆定律、仪器的选取、电路的设计与创新知识，有一定的难度．常以实验填空、作图等形式出题． 2．命题趋势(1)应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路的动态分析．(2)非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功、电热的关系． (3)实验及相关电路的设计与创新.30.电阻定律 Ⅰ T 13 31.电阻的串联与并联Ⅰ32.电流 电源的电动势和内阻 Ⅰ33.欧姆定律 闭合电路欧姆定律 Ⅱ T 8 T 1134.电功 电功率 焦耳定律 Ⅰ T 13实验六：决定导线电阻的因素 T 10实验七：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验八：测量电源的电动势和内阻T 10 T 10实验九：练习使用多用电表T 11第1讲 电路的基本概念和规律一、电流 部分电路欧姆定律 1．电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压．(2)标矢性：电流是标量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．(3)三个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝UR；③导体中电流的微观表达式I ＝nqvS .2．部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比． (2)表达式：I ＝UR.(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气体导电或半导体元件． (4)导体的伏安特性曲线(I －U 图线)①比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图1中R 1＞R 2(选填“>”“<”或“＝”)；②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律； ③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．图1自测1 (多选)如图2所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出( )图2A ．通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比B ．电阻R ＝0.5ΩC ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α＝1.0Ω D ．在R 两端加上6.0V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C 答案 AD二、电阻及电阻定律 1．电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻．(2)公式：R ＝UI ，其中U 为导体两端的电压，I 为通过导体的电流．(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)．(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关． 2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比，导体电阻还与构成它的材料有关． (2)公式：R ＝ρlS.其中l 是导体的长度，S 是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液． 3．电阻率(1)计算式：ρ＝R Sl.(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小．自测2 (2018·兴化一中模拟)两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ) A ．1∶4 B ．1∶8 C ．1∶16 D ．16∶1答案 C三、电功、电功率、电热、热功率 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝Wt ＝IU (适用于任何电路)．3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)公式：Q ＝I 2Rt (适用于任何电路)． 4．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .(2)对于纯电阻电路而言：P 电＝P 热＝IU ＝I 2R ＝U2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P 电＝IU ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U2R＋P 其他．自测3 (多选)如图3所示，电阻R 1＝20Ω，电动机的绕线电阻R 2＝10Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )图3A ．I ＝1.5AB ．I <1.5AC ．P ＝15WD ．P <15W答案 BD 四、串、并联电路 1．串联电路的基本特点(1)电路中各处的电流相同，即I 1＝I 2＝…＝I n .(2)电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U ＝U 1＋U 2＋…＋U n . (3)总电阻：R ＝R 1＋R 2＋…＋R n . (4)电压分配：U1R1＝U2R2＝…＝UnRn .2．并联电路的基本特点(1)电路中各支路两端的电压相等，即U 1＝U 2＝…＝U n . (2)电路的总电流等于各支路电流之和，即I ＝I 1＋I 2＋…＋I n . (3)总电阻：1R ＝1R1＋1R2＋…＋1Rn.命题点一 电流与电阻利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路：设柱体微元的长度为L ，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，电荷定向移动的速率为v ，则： (1)柱体微元中的总电荷量为Q ＝nLSq . (2)电荷通过横截面的时间t ＝Lv.(3)电流的微观表达式I ＝Qt＝nqvS .例1 如图4所示，一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m 、电荷量为e .在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为( )图4A.mv22eLB.mv2Sne C ．ρnev D.ρevSL答案 C解析 由电流定义可知：I ＝q t ＝neSv .由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρLS ＝ρneLv ，又E ＝UL，故E ＝ρnev ，选项C 正确． 例2 (2018·东台创新学校月考)现有一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为( ) A.R 3B ．3R C.R9D ．R 答案 D解析 把这段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，整体的长度和横截面积与原来一样，电阻与原来一样，D 项正确． 变式1 (多选)(2018·盐城市三模)电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全．如图5所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220V ，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)，因而人体两端的电压不高于12V ，下列说法正确的是( )图5A ．曲长管道应选用导电性能好的材料制成B ．曲长管道应选用不易导电的材料制成C ．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联D ．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过 答案 BC命题点二 欧姆定律与伏安特性曲线1．欧姆定律(1)公式I ＝UR，电流正比于电压，反比于电阻．(2)公式中的I 、U 和R 三个量必须对应同一段电路或同一段导体．(3)适用范围：适用于金属导电、电解质溶液导电等纯电阻电路，对于气体导电、含有电动机、电解槽等非纯电阻电路不适用．2．对伏安特性曲线的理解(如图6甲、乙所示)图6(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件． (2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，R a ＞R e . 在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，R d ＜R f .(3)图线b 的斜率变小，电阻变小，图线c 的斜率变大，电阻变小．注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R ＝UI ，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数．例3 (多选)(2018·东台创新学校月考)如图7所示，图线1、2、3分别表示导体A 、B 、C 的伏安特性曲线，其中导体C 为一非线性电阻，当三导体串联接在电压恒为6V 的直流电源两端时，它们的电阻分别为R 1、R 2、R 3，则下列说法正确的是( )图7A ．此时流过三导体的电流均为1AB ．R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶2C ．若将三导体串联后改接在3V 的直流电源上，则三导体的阻值之比不变D ．若将三导体并联后接在3V 的直流电源上，则通过它们的电流之比为I 1∶I 2∶I 3＝3∶2∶1 答案 AB解析 由题图可知，R 1为1Ω，R 2为3Ω，当三个导体串联接在电压恒为6V 的直流电源两端时，通过各个导体的电流相等，三个导体两端的电压之和为6V ；由题图可知，此时三个导体中的电流均为1A ，对应电压分别为1V 、3V 、2V ；由欧姆定律可知，此时导体电阻之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶2，故A 、B 正确；若将三个导体串联后接在3V 的电源上时，两定值导体R 1、R 2阻值不变，而C 由于电压变化，则导体电阻R 3变化，三个导体的阻值之比变化，故C 错误；若将三个导体并联后接在3V 的电源上，由题图可知，三导体的电流分别为：3A 、1A 、2.2A ，故D 错误．变式2 (多选)(2018·东台创新学校月考)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图8所示，P 为图线上一点，PN 为图线在P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )图8A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U1I2C ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U1I2－I1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积大小 答案 ABD解析 由欧姆定律知，I －U 图线上任意一点的电阻为该点与坐标原点连线的斜率的倒数，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故A 正确．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U1I2，故B正确，C 错误．小灯泡的功率P ＝U 1I 2，即题图中矩形PQOM 所围面积大小，故D 正确．命题点三 串、并联电路及用电器功率问题1．并联电路电阻特点(1)R 总小于任一支路电阻，即R 总小于其中最小电阻(与最小电阻接近)； (2)多并一个支路，R 总减小(并的越多越小)； (3)n 个R 并联，R 并＝Rn；(4)其中一个支路电阻增大，R 总增大；相反，其中任一支路电阻减小，R 总减小． 2．非纯电阻电路分析方法 (1)抓住两个关键量：以含电动机的电路为例，确定电动机的电压U M 和电流I M 是解决所有问题的关键．若能求出U M 、I M ，就能确定电动机的电功率P ＝U M I M ，根据电流I M 和电动机的电阻r 可求出热功率P r ＝I M2r ，最后求出输出功率P 出＝P －P r .(2)坚持“躲着”求解U M 、I M ：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压U M 和电流I M .例4 (2018·高邮市段考)如图9所示的电路中，R 1＝R 2＝2k Ω，电压表的内阻为6k Ω，电压表的内阻为3k Ω.AB 间的电压U 保持不变．当开关S 闭合后，它们的示数变化是( )图9A.表的示数变大，表的示数变小B.表的示数变小，表的示数变大C.、表的示数均变小D.、表的示数均变大答案 B解析 S 断开时，两电阻串联，两电压表串联，然后两条支路并联，根据串联电路中电压与电阻成正比可得，的示数为RV1RV1＋RV2U ＝6k Ω6k Ω＋3k ΩU ＝23U ，的示数为U －23U ＝13U ；当S闭合时，相当于与R 1并联，R 2与并联，然后再串联，与R 1并联后的总电阻为2×62＋6k Ω＝1.5k Ω；R 2与并联后的总电阻为2×32＋3k Ω＝1.2k Ω，可得，电压之比为5∶4，故的示数为59U ，的示数为49U ，因此的示数变小，的示数变大，B 项正确．例5 如图10所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12V ，电解槽内阻r A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，示数为6A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，示数为5A ，且电动机输出功率为35W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，示数为4A ．求：图10(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？ 答案 (1)2Ω 72W (2)1Ω (3)16W 解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得R ＝U I1＝126Ω＝2Ω其发热功率为P N ＝I 12R ＝62×2W＝72W(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI 2t ＝I 22r M t ＋P 输出t所以r M ＝UI2－P 输出I22＝12×5－3552Ω＝1Ω(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P 化t ＝UI 3t －I 32r A t所以P 化＝(12×4－42×2) W＝16W.1．(多选)(2018·东台创新学校月考)下列说法正确的是( ) A ．由R ＝UI 知，导体两端的电压越大，电阻就越大B ．由R ＝UI知，导体中的电流越大，电阻就越小C ．由I ＝UR 知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．由I ＝UR 知，通过一段定值电阻的电流跟加在它两端的电压成正比答案 CD解析 导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，故A 、B 错误．由欧姆定律可知，通过一段导体的电流与导体两端电压成正比，与导体电阻成反比，故C 、D 正确．2．(多选)(2017·扬州市高三期末)关于电阻率，下列说法正确的是( ) A ．有些材料的电阻率随温度的升高而减小 B ．电阻率大的导体，电阻一定大C ．用来制作标准电阻的材料的电阻率几乎不随温度的变化而变化D．电阻率与导体的长度和横截面积无关答案ACD解析有些材料的电阻率随温度的升高而减小，如负温度系数半导体材料，A正确；电阻与电阻率、长度和横截面积都有关，故电阻率大的导体，电阻不一定大，B错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可以用来制成标准电阻，C正确；电阻率是描述材料导电能力的物理量，材料的电阻率由材料本身性质决定，受温度影响，与导体长度和横截面积无关，D正确．3.如图11所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10cm，bc＝5cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为( )图11A．0.5AB．1AC．2AD．4A答案 A解析设金属薄片厚度为d′，根据电阻定律公式R＝ρlS，有R CD＝ρlbclab·d′，R AB＝ρlablbc·d′，故RCDRAB＝12×12＝14，根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5A，选A.4.(2019·铜山中学月考)电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图12所示)，下列说法正确的是( )图12A．开关接通时比开关断开时电路消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，电路消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变答案 A5．(2018·徐州三中月考)A、B两盏电灯的额定电压都是110V，额定功率P A＝100W，P B＝40W，若接在电压是220V的下列电路上，则使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的是( )答案 C解析 由P ＝U2R 得，R A <R B .对于A 选项中电路，由于R A <R B ，所以U B >110V ，U A <110V ，无法满足题目要求；对于B 选项中电路，由于R A <R B ，A 灯与滑动变阻器并联，并联电阻更小于R B ，U B >110V ，U A <110V ，无法满足题目要求；对于C 选项中电路，B 灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于R A ，所以可能有U A ＝U B ＝110V ，两灯可以正常发光；对于D 选项中电路，若滑动变阻器接入电路的电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 选项中两个电路，由于C 选项中电路的滑动变阻器功率为P 1＝(I A －I B )×110V，而D 选项中电路的滑动变阻器功率为P 2＝(I A ＋I B )×110V，所以C 选项中电路消耗的功率最小，故选C.1．(2018·南京市多校第一次段考)下列说法正确的是( )A ．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功B ．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关C ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比D ．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由C ＝QU可知电容的大小是由Q (带电荷量)与U (电压)决定的答案 A2．(多选)下列说法正确的是( )A ．根据I ＝UR 可知，流过导体的电流与加在它两端的电压成正比，与其电阻的大小成反比B ．根据R ＝UI 可知，导体电阻的大小与加在它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比C ．欧姆定律适用于金属导电、电解质溶液导电、电离后气体导电和晶体二极管导电D ．欧姆定律只适用于纯电阻电路 答案 AD3．(多选)两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图1所示．从图线可判断( )图1A ．两电阻阻值的关系是R 1＞R 2B ．电阻一定时，电流随着电压的增大而减小C ．电压相同时，通过R 1的电流较大D ．两电阻串联接入电路时，R 1消耗的电功率小 答案 CD解析 I －U 图象的斜率k ＝I U ＝1R ，即图象的斜率越大，电阻越小，故有R 1＜R 2，A 错误；根据I －U 图象可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B 错误；从I －U 图象中可得电压相同时，通过电阻R 1的电流较大，C 正确；两电阻串联接入电路时，通过两电阻的电流相同，根据公式P ＝I 2R 可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D 正确．4.如图2所示均匀的长薄片合金电阻板abcd ，ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R 12∶R 34为( ).图2A ．L 1∶L 2B ．L 2∶L 1C ．1∶1D ．L 12∶L 22答案 D解析 设长薄片合金电阻板厚度为h ，根据电阻定律R ＝ρl S 得，R 12＝ρL1hL2，R 34＝ρL2hL1，则R12R34＝L12L22，故选D. 5.(2017·盐城市第三次模拟)甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在I －U 坐标系中描点，如图3所示．四个导体中电阻率最大的是( )图3A ．甲B ．乙C ．丙D ．丁 答案 A解析 由I －U 图象的斜率的倒数表示电阻，知甲的电阻最大，又根据电阻定律，知甲的电阻率最大，故选A.6.(多选)如图4所示的电路中，电阻R 1＝10Ω，R 2＝120Ω，R 3＝40Ω.另有一测试电源，电动势为100V ，内阻忽略不计．则( )图4A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80V 答案 AC7．(2018·淮安市、宿迁市学业质量检测)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l 和d ；乙电阻丝的长度和直径分别为2l 和2d .将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足( ) A.U 甲U 乙＝1 B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 答案 C 解析U 甲2U 乙2＝P 甲R 甲P 乙R 乙＝R 甲R 乙＝ρl π(d2)2∶ρ2lπ(2d 2)2＝2，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足U 甲U 乙＝2，故C 正确．8．如图5所示，电源电动势为12V ，电源内阻为1Ω，电路中的电阻R 0为1.5Ω，小型直流电动机M 的内阻为0.5Ω，闭合开关S 后，电动机转动，理想电流表的示数为2A ．则以下判断中正确的是( )图5A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7VC．电动机产生的热功率为4WD．电源输出的功率为24W答案 B解析由题意得电动机两端的电压U＝E－I(R0＋r)＝7V，则电动机的总功率P＝UI＝14W，热功率P热＝I2R M＝2W，输出功率P出＝P－P热＝12W．电源的输出功率P′＝EI－I2r＝20W，故B 正确，A、C、D错误．9．小亮家有一台电风扇，内阻为20Ω，额定电压为220V，额定功率为66W，将它接上220V电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动，则此时电风扇消耗的功率为( )A．66WB．2420WC．11WD．不确定答案 B10．(2019·伍佑中学模拟)某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，关于该导体的电阻，以下说法正确的是( )图6A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω答案 B解析A点电阻R A＝31.0×10－1Ω＝30Ω，B点电阻R B＝61.5×10－1Ω＝40Ω，故A错误，B正确．ΔR＝R B－R A＝10Ω，故C、D错误．11．(多选)(2018·东台创新学校月考)在如图7甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时( )图7A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为12ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4答案BD解析电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝3.0V×0.25A＝0.75W，选项B正确；根据并联电路规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V，L1两端的电压大约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律知，L2的电阻约为R2＝0.30.125Ω＝2.4Ω，选项C错误；L2消耗的电功率为P2＝0.3×0.125W＝0.0375W，L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确．。
2016年高考物理大一轮总复习(江苏专版 )题库 第七章 恒定电流 单元小结练2
单元小结练 电学实验综合练1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值，图甲中两表的示数分别为3 V 、4 mA ，图乙中两表的示数分别为4 V 、3.9 mA ，则待测电阻R x 的真实值为( )图1A ．略小于1 kΩB ．略小于750 ΩC ．略大小1 kΩD ．略大于750 Ω 答案 D解析 先判断采用的测量方法哪个较为合理，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是阻值较小的电阻，电流表分压较大，所以采用图甲进行测量比较准确．图甲中测量值为R 测＝U 测I 测＝750 Ω，较真实值偏小，故D 项正确．2.如图2所示电路可用来测量电阻的阻值，其中E 为电源，R 为已知电阻，R x 为待测电阻，可视为理想电压表，S 0为单刀单掷开关，S 1、S 2为单刀双掷开关．图2(1)当S 0闭合时，若S 1、S 2均向左闭合，电压表读数为U 1；若S 1、S 2均向右闭合，电压表读数为U 2，由此可求出R x ＝________.(2)若电源电动势E ＝1.5 V ，内阻可忽略；电压表量程为1 V ，R ＝100 Ω，此电路可测量的R x 的最大值为________Ω.答案 (1)U 1U 2R (2)200解析 (1)S 1、S 2均向左闭合，电压表读数U 1为R x 两端的电压；S 1、S 2均向右闭合，电压表读数U 2为R 两端的电压，由欧姆定律得电流I ＝U 2R ＝U 1R x ，所以R x ＝U 1U 2R .(2)R x 与R 串联，电压与电阻成正比，R x 上可测量的最大电压U 1为1 V ，此时R 上的电压U 2＝E －U 1＝0.5 V ，由R x ＝U 1U 2R 知，可测量的R x 的最大值为200 Ω.3．(1)在“测定金属的电阻率”的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图3所示，校零时的读数为________ mm ，合金丝的直径为________ mm.图3(2)若待测金属导线的电阻R x约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)E．滑动变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)H．开关S，导线若干①为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．②为了减小实验误差，应选用图4甲中________(选填“a”或“b”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把如图乙所示的实物图用导线连接起来．图4答案(1)0.0070.638(2)①A、D、E、G、H②b实物图连接见解析解析(1)校零时的读数为(0＋0.7×0.01)mm＝0.007 mm，测量时的读数为(0＋0.5＋14.5×0.01)mm＝0.645 mm，故合金丝的直径为(0.645－0.007)mm＝0.638 mm.(2)①由电池E决定了电压表选V1；结合R x粗略计算电流在600 mA内，故电流表选A2；由R x约为5 Ω确定滑动变阻器选R1，故应选用的实验器材有A、D、E、G、H.②因A2的内阻不能满足远小于R x的条件，电流表应外接，故选图b.实物连接如图所示．4．某学习小组的同学拟探究小电珠L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小电珠L：规格“4.0 V0.7 A”；电流表A1：量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2：量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；电压表V：量程3 V，内阻r V＝9 kΩ；标准电阻R 1：阻值1 Ω； 标准电阻R 2：阻值3 kΩ；滑动变阻器R ：阻值范围0～10 Ω； 学生电源E ：电动势6 V ，内阻不计； 开关S 及导线若干．(1)甲同学设计了如图5甲所示的电路来进行测量，当通过L 的电流为0.46 A 时，电压表的示数如图乙所示，此时L 的电阻为________Ω.图5(2)乙同学又设计了如图6所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L 上的电压值是________V .图6(3)学习小组认为要想更准确地描绘出小电珠L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路，请你在乙同学的基础上利用所提供的器材，在图7所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．图7答案 (1)5 (2)4 (3)见解析图解析 (1)电压表的示数U ＝2.30 V ，所以小电珠的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5 Ω.(2)由题图知电压表V 与R 2串联，根据串联分压，当电压表V 的示数为3 V 时，R 2两端的电压U 2＝U V R V R 2＝39×103×3×103V ＝1 V ，所以小电珠两端的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1)V ＝4 V . (3)要想更准确地描绘出小电珠L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为4.0 V ，电流表的量程为0.7 A ，因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装为量程为4.0 V 的电压表，将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装成量程为0.6 A ＋0.6×0.21 A ＝0.72 A 的电流表，故虚线框内实验电路如图所示．5．根据闭合电路欧姆定律，用图8所示电路可以测定电池的电动势和内阻．图中R 0是定值电阻，通过改变R 的阻值，测出R 0两端的对应电压U 12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的，根据实验数据在1U 12—R 坐标系中描出坐标点，如图9所示．已知R 0＝150 Ω，请完成以下数据分析和处理．图8 图9(1)图9中电阻为________Ω的数据点应剔除；(2)在坐标纸上画出1U 12—R 关系图线；(3)图线的斜率是________V －1·Ω－1，由此可得电池的电动势E x ＝________V.答案 (1)80 (2)见解析图 (3)4.44×10－3 1.50解析 由闭合电路欧姆定律得：E x ＝U 12＋I (R ＋r x )把I ＝U 12R 0代入上式得E x ＝U 12＋U 12R 0(R ＋r x )变形得1U 12＝1E x ＋r x R 0E x ＋1R 0E xR从上式看出1U 12和R 是线性关系，图象是直线，应剔除R ＝80 Ω的数据点，根据所描点画出的1U 12－R 图线是直线(大多数点落在直线上)，如图所示，图线的斜率k ＝1R 0E x，由图象取两点(0,0.72)和(180,1.52)，得出k ＝1.52－0.72180－0V －1·Ω－1≈4.44×10－3 V －1·Ω－1，E x ＝1kR 0＝14.44×10－3×150V ≈1.50 V .6．(2014·安徽·21Ⅱ)某同学为了测量一个量程为3 V的电压表的内阻，进行了如下实验．(1)他先用多用电表进行了正确的测量，测量时指针位置如图10所示，得出电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用电表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 V，则电压表的示数应为________ V(结果保留两位有效数字)．图10(2)为了更准确地测量该电压表的内阻R V，该同学设计了如图11所示的电路图，实验步骤如下：图11A．断开开关S，按电路图连接好电路；B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C．将电阻箱R0的阻值调到零；D．闭合开关S；E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V的位置；F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻R V的测量值；G．断开开关S.实验中可供选择的实验器材有：a ．待测电压表b ．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ωc ．滑动变阻器：最大阻值10 Ωd ．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωe ．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωf ．电池组：电动势约6 V ，内阻可忽略g ．开关、导线若干按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：①要使测量更精确，除了选用电池组、 线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“b ”或“c ”)，电阻箱中选用________(填“d ”或“e ”)．②电压表内阻R V 的测量值R 测和真实值R 真相比，R 测________R 真(填“>”或“<”)；若R V越大，则|R 测－R 真|R 真越________(填“大”或“小”)．答案 (1)1.0 (2)①c d ②> 小解析 (1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值．由欧姆挡中央刻度值为“15”可知欧姆表内阻为1.5×103 Ω，根据电阻分压原理可知，电压表的示数U ＝E R V ＋R 内·R V ＝ 1.53×103＋1.5×103×3×103 V ＝1.0 V.(2)①明确半偏法测电阻的实验原理．由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压式接法可知，滑动变阻器的阻值应远小于电压表的内阻，故滑动变阻器选 c.电阻箱的阻值应与电压表的内阻相近，故电阻箱选d.②调节电阻箱后，电路总电阻阻值变大，干路电流变小，变阻箱R 0和电压表分担的电压U ′变大，U ′＝UR 0＋UR V >3.0 V ，则UR 0>UR V ＝1.5 V ，故R 测>R 真．R V 越大，R 测越接近真实值，故|R 测－R 真|R 真越小．。
高考物理(新课标)一轮复习习题：第七章 恒定电流 课时作业36 含答案
描绘小电珠的伏安特性曲线[基础训练]1．“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验电路如图所示，所用小电珠的额定电压为3.8 V．关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是( )A．系统误差主要是由电压表的分流引起的B．系统误差主要是由电流表的分压引起的C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D．系统误差主要是由读数时的估读引起的答案：A 解析：由于小电珠的电阻比较小，所以采用电流表外接法，此时电压表的测量值是准确的，但是电流表的测量值和真实值相比要大，系统误差的主要原因是电压表分流，A正确．2．(20xx·广东湛江一模)现要测定一个额定电压为2.5 V、额定功率约为0.7 W的小灯泡的伏安特性曲线．(1)为了测量的电压能从零开始，测量误差较小，请在图甲中连好实物电路图．(2)合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的________(填“左端”或“右端”)．(3)根据实验数据，描绘出的UI图象如图乙所示，由图可知，当灯泡的电压为1.80 V时，小灯泡电阻为________Ω，小灯泡的功率为________W(结果保留两位有效数字)．甲乙丙(4)由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系，符合该关系的图象是图丙中的________．答案：(1)见解析(2)左端(3)7.2 0.45 (4)D解析：(1)实物电路图如图所示．(2)为了让测量电路中电压从零开始调节，则滑片开始时应滑到最左端．(3)由图可知，当电压为1.8 V时，电流为0.25 A，则电阻R＝＝Ω＝7.2 Ω；功率P＝UI＝1.8×0.25 W＝0.45 W.(4)由功率公式P＝可知，功率与电压的图象应为D.3．如图所示为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，________________________；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，____________________________；③断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．(2)在虚线框中画出与实物电路相对应的电路图．答案：(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表、电压表的多组读数，直到电压表达到小灯泡的额定电压(2)如图所示解析：闭合开关时，应该使电流表、电压表示数最小．要求电压、电流从零开始调节，滑动变阻器必须采用分压式接法，小灯泡电阻较小，必须外接，电路图如答案图所示．4．(20xx·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V 0.6 W”小灯泡的IU图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)C．滑动变阻器(10 Ω，2 A)D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)甲乙(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)．(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图．(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________(填“A”“B”或“AB正中间”)端．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为________．答案：(1)M C (2)见解析(3)A 小灯泡断路解析：(1)由实物图可知，电路采用了滑动变阻器分压接法，因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，故S1应接在M点；因采用分压接法，故滑动变阻器采用小电阻，应选用C.(2)根据实验原理图画出实物图如图所示：(3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是灯泡发生了断路故障．[能力提升]5．有一个小灯泡上标有“4.8 V 2 W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的二次方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：A．电压表V1(0～3 V，内阻3 kΩ)B．电压表V2(0～15 V，内阻15 kΩ)C．电流表A(0～0.6 A，内阻约1 Ω)D．定值电阻R1＝3 kΩE．定值电阻R2＝15 kΩF．滑动变阻器R(10 Ω，2 A)G．学生电源(直流6 V，内阻不计)H．开关、导线若干(1)实验中电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)．(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在虚线方框内画出满足实验要求的电路图．(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是________，下图的四个图象中可能正确的是________．答案：(1)A D (2)如图所示(3)U＝2UV C解析：(1)由于15 V的电压表量程较大，所以可以采用扩大电压表量程的办法，实验中所用电压表选用A，定值电阻应选用R1＝3 kΩ的D.(2)采用分压电路，电流表外接，如图所示．(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是U＝2UV.由P＝，R随温度升高(电压增大)而增大，小灯泡的电功率P与它两端电压的二次方U2的关系曲线可能是图C.6．二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性．其实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究，据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.(1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆挡来判断它的正、负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断________(填“左”或“右”)端为二极管的正极．(2)实验探究中他们可选器材如下：A．直流电源(电动势3 V，内阻不计)B．滑动变阻器(0～20 Ω)C．电压表(量程15 V，内阻约80 kΩ)D．电压表(量程3 V，内阻约30 kΩ)E．电流表(量程0.6 A，内阻约1 Ω)F．电流表(量程50 mA，内阻约50 Ω)G．待测二极管H．导线、开关为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________．(填字母序号)(3)实验中测得的数据如下表，请在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA0 0 0.2 1.8 3.9 8.6 14.021.8 33.550.0 电压U/V0 0.500.751.01.251.51.752.02.252.5(4)同学们将该二极管与阻值为100 Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________W.答案：(1)左(2)D F (3)如图所示(4)0.017(在0.015～0.019范围内均可)解析：(1)调到欧姆挡时，在多用电表的内部，电源的正极是接在黑表笔上，负极是接在红表笔上．(2)电源电压只有3 V，所以电压表选D；二极管允许通过的最大电流为50 mA，所以电流表选F.(3)如答案图所示．(4)在图中画出阻值为100 Ω的定值电阻的伏安特性图象，从图中找出两图象电流相同且电压之和等于3 V 时的电流值大约是13 mA，则定值电阻的功率P＝I2R≈0.017 W.。
(江苏专用)高考物理总复习 第七章 恒定电流讲义-人教版高三全册物理试题
第七章 恒 定 电 流考纲下载考向前瞻(1)电阻定律(Ⅰ)(2)决定导线电阻的因素(实验、 探究)(Ⅱ)(3)电阻的串联和并联 (Ⅰ)(4)电流 电源的电动势和内阻 (Ⅰ)(5)欧姆定律 闭合电路欧姆定律 (Ⅱ)(6)描绘小灯泡的伏安特性曲线(实验、探究)(Ⅱ)(7)测量电源的电动势和内阻(实验、探究)(Ⅱ)(8)电功 电功率 焦耳定律(Ⅰ)(1)预计在2016年高考中，多以考查知识的综合应用为主，突出分析问题能力的考查，实验题仍是主要考查题型，也常以选择题的形式考查本专题的根本规律的应用。
(2)在实验方面的命题重点为：根本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等；从根本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用于拓展型、迁移型实验题目的分析。
第1节电流__电阻__电功__电功率电 流 对应学生用书P106[必备知识]1．形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷。
(2)导体两端存在电压。
2．电流(1)定义式：I ＝qt。
①q 是某段时间内通过导体横截面的电量。
a ．假设是金属导体导电，如此q 为自由电子通过某截面的电量的总和。
b ．假设是电解质导电，如此异种电荷反向通过某截面，q ＝|q 1|＋|q 2|。
②带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动，带电粒子在磁场中的运动，此时I ＝q T，q 为带电粒子的电量，T 为周期。
(2)微观表达式：I ＝nqSv 。
(3)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。
3．电流的方向与正电荷定向移动的方向一样，与负电荷定向移动的方向相反。
电流虽然有方向，但它是标量。
[典题例析]有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q 。
此时电子的定向移动速度为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A ．nvSB ．nv Δt C.I Δt q D.I ΔtSq[解析] 选C 根据电流的定义式可知，在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q ＝I Δt ，所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝Q q ＝I Δtq，所以C 项正确，D 项错。
高考物理一轮复习题及答案解析 第七章 恒定电流
第七章恒定电流(1)从近三高考试题考点分布可以看出；高考对本章内容的考查重点有对电路基本概念和规律的考查以及对闭合电路欧姆定律的考查。
电路动态分析；故障判断题；以非常高的频率出现在各地的高考题中。
高考一直非常重视对四个实验的考查；电学实验除了考查大纲要求的实验；还有一些设计型的实验；考查学生独立完成实验的能力；包括理解实验原理、实验目的及要求；了解器材的使用；掌握实验步骤方法和数据的处理能力等。
(2)高考对本章内容主要以选择题和实验题形式出现；难中等。
(1)预计在高考中；多以考查知识的综合应用为主；突出分析问题能力的考查；实验题仍是主要考查题型；也可以以选择题的形式考查本专题的基本规律的应用。
(2)在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用；实验原理的理解；实验数据的处理等；以基本实验中总结出实验结论；实验设计思想；并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中；考查对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力。
高考考向前瞻第1节电流__电阻__电功__电功率电流[想一想]如图7－1－1所示；电子绕核运动可以看做一环形电流。
设氢原子中的电子以速v在半径为r的轨道上运动；用e表示电荷量；则其等效电流为多大？图7－1－1提示：氢原子的核外电子只有一个；电子绕核做圆周运动；圆轨道周长为2πr；电子运动速率为v；则每秒钟电子绕核转动转过的圈数为n＝错误!。
电流为每秒钟通过某横截面的电荷量；对电子绕核运动形成的等效电流而言；其等效电流为I＝ne＝错误!e。
[记一记]1．形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷。
(2)导体两端存在电压。
2．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同；与负电荷定向移动的方向相反。
电流虽然有方向；但它是标量。
3．电流(1)定义式：I＝错误!。
(2)微观表达式：I＝nqS v。
(3)单位：安培(安)；符号A；1 A＝1 C/s。
[试一试]1.如图7－1－2所示；一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷；每米电荷量为q；当此棒沿轴线方向做速为v的匀速直线运动时；由于棒运动而形成的等效电流大小为()图7－1－2A．v q B.错误!C．q v S D.错误!解析：选A在电荷的运动方向上假设有一截面；则在t时间内通过截面的电荷量为Q ＝v t·q；则等效电流为I＝错误!＝v q；故选项A正确。
【新步步高】2016年高考物理大一轮总复习课件(江苏专版) 7.1 恒定电流
(2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？ (g取10 m/s2)
[递进题组] 5．电阻R和电动机M 串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电 动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R 做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为 Q2，则有( ) A．U1<U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2 C．W1＝W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1<Q2 [解析]电动机是非纯电阻元件，其两端电压U2>IR＝U1； 电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1<W2； 电流产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2．
型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c.电
流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是( )
沿电流方向为:L 垂直电流方向为：S
电压U
电阻R
2．对伏安特性曲线的理解 (1)图甲中的图线a、b表示线性元件，图乙中 的图线c、d表示非线性 ______元件． (2) 图象的斜率表示电阻的 _____ 倒数 ，斜率越大， 小 ，故Ra____ 电阻越___ ＜ Rb(如图甲所示)． (3)图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d 的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)． (4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流 坐标的比值对应这一状态下的电阻．
电场力
IUt 电能
快慢 IU
热量
[例3]如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动 机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V， 电压表示数UV＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上 提升重物，求该重物的质量？(g取10 m/s2)
2016届高考物理第一轮复习总结(15-7) 第七章 恒定电流
本章实验较多，多年来特别是近几年的高考题中 实验题连年出现，尤其是电阻的测定，题越出越活， 难度也相当大.不论是对实验基础知识的考查，还是器 材的连接、仪器选择、电路设计、数据处理，都频频 出现.近几年来又特别重视对考生实验能力的考查，命 题已不局限于规定的实验，而更注重考查的是考生在 理解实验原理和实验方法的基础上的创新思维和灵活 运用. 1.本章知识是高考重点内容之一，复习时要切实 掌握用电器串联、并联及混联电路的分析方法，电压、 电流及电功率的分配规律，能灵活运用部分电路欧姆 定律和闭合电路欧姆定律分析解决实际问题，并掌握 电阻、电阻率、电源电动势和内电阻的测量方法.
【答案】(1)B (2)7、9 断路
1.(2014 天津)如图所示， 电路中 R1、R2 均为可变电阻，电源内阻 不能忽略，平行板电容器 C 的极 板水平放置，闭合开关 S，电路 达到稳定时，带电油滴悬浮在两 板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件，油滴仍 能静止不动的是( ) A.增大 R1 的阻值 B.增大 R2 的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开开关 S
【解析】 (1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值.由欧姆 挡中央刻度值“15”可知欧姆表内阻为 1.5×103 Ω， 根 E 据电阻分压原理可知，电压表的示数 U＝ ·RV RV＋R内 1.5 3 ＝ 3 3×3×10 V＝1.0 V. 3×10 ＋1.5×10 (2)① 明确半偏法测电阻的工作原理 . 由半偏法测电 阻和滑动变阻器的分压接法可知，滑动变阻器的阻值应 远小于电表内阻，故滑动变阻器选 c.电阻箱的阻值应与 电压表内阻近似，故电阻箱选 d. ②接入电阻箱后，电路总电阻阻值变大，干路电流 变小， 变阻箱 R0 和电压表分担的电压变大， 则 UR0>URV， 故 R 测>R 真. |R测－R真| RV 越大，R 测越接近真实值，故 越小. R真
新(江苏专版)2016年高考物理大一轮总复习第七章恒定电流实验讲练37(含解析)
实验学案37 测量电源的电动势和内阻实验目的 1．进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法． 2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U 与干路电流I 的关系图象(即U －I 图象)与纵、横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义．实验原理 本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图1所示．图11．公式法：改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U 、I 值，由U ＝________可得E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解之E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2、r ＝U 2－U 1I 1－I 2，多测几组数据，分别求出几组电动势E 和r 的值，然后求出它们的平均值．2．图象法：改变R 的阻值，多测几组U 、I 值．实验中至少测出6组U 、I 值，且变化范围要大些，图2然后在U －I 坐标系中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为____________，图线______的绝对值即为内阻r 的值．如图2所示．实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸． 实验步骤 1．连接电路电流表用0.6 A 量程，电压表用3 V 量程，按图1连接好电路． 2．测量与记录(1)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端．(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1、U 1)．用同样方法测量几组I 、U 值．3．数据处理、整理器材(1)断开开关，拆除电路整理好器材．(2)取坐标纸，以______为横轴，____________为纵轴，描绘出所记录的各组I 、U 值的对应点，连成U －I 图线．延长U －I 图线，它与坐标轴有两个交点，读取E ，进一步可以算出r ＝__________，如图2所示．注意事项1．本实验采用伏安法正确的实验电路为电流表内接法(如图1所示)，不要接成电流表外接法(如图3所示)．图32．合理选择电压表、电流表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V 量程，电流表选0.6 A 量程，滑动变阻器选0～10 Ω.3．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I 调得过大；每次读完I 和U 的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E 和r 明显变化．4．在作U －I 图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，不要顾及个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差．5．干电池内阻较小时，U 的变化较慢，此时，坐标图中数据点将呈现如图4甲所示的状况，为此，可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．另外，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r ＝|ΔUΔI|算出电池的内阻r.图4误差分析由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E 测<E 真，r 测<r 真．题型一 利用电流表和电压表测电源的电动势和内阻【例1】 某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E 和内阻r.A ．电流表A 1(量程0.6 A ，内阻约1 Ω)B ．电流表A 2(量程20 mA ，内阻约50 Ω)C ．电压表V 1(量程4 V ，内阻约4 k Ω)D ．电压表V 2(量程15 V ，内阻15 k Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～1 000 Ω)F ．滑动变阻器R 2(0～9 999.9 Ω)G ．待测“水果电池”(电动势E 约为4 V ，内阻r 约为200 Ω) H ．开关S ，导线若干(1)为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择________；电压表选择________；滑动变阻器选________．请在虚线方框中画出实验电路图；(2)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在图5中描点画出U －I 图线；由图线可得，“水果电池”的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.图5I/mA 4.0 5.0 8.0 10.0 12.0 14.0 U/V3.042.852.301.901.501.14(3)实验测得的“水果电池”的电动势和内阻与真实值相比，E 测________E 真，r 测________r真(选填“大于”、“小于”或“等于”)． [规范思维]题型二 安阻法(利用电流表、电阻箱)测电源的电动势和内电阻图6实验器材：一节干电池、电流表、电阻箱、电键． 依据的基本公式：________________________ 实验原理图：如图6所示用图象法处理实验数据，若作出R －1I 图象(或1I －R 图象)，图象在R 轴上的截距即为电源内阻的负值，图线的斜率即为电动势E.【例2】 (2009·北京理综·21(2))某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig ＝0.6 A ，内阻rg ＝0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求，设计图7中器件的连接方式，画线把它们连接起来．图7图8(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图8所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数1I ；再制作R －1I 坐标图，如图9所示，图中已标注出了(R ，1I )的几个与测量对应的坐标点，请你将与图8实验数据对应的坐标点也标注在图9上．图9(3)在图9上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图9描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.[规范思维]题型三 伏阻法(利用电压表、电阻箱)测电源电动势和内电阻 实验器材：图10一节干电池、电压表、电阻箱、电键． 依据的基本公式：E ＝U ＋U R r 或1U ＝1E ＋r E ·1R实验原理图：如图10所示用图象法处理数据，若作出1U －1R 图象，图象在1U 轴上的截距为电动势的倒数1/E ，斜率为r/E ，由斜率和截距可求得电动势和内电阻．图11【例3】 甲同学设计了如图11所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5 V ，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数r 和对应的电压表示数U 1，保持电阻箱示数不变，____________________，读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1＝________.图12(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.8 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值．该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图12所示的1U －1R 图线，则电源电动势E ＝______ V ，电阻R 2＝______Ω.[规范思维]题型四实验的设计和创新【例4】(2011·大纲全国·23)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA 的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：(1)仪器连线如图13所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；图13(2)若适当调节电阻箱后，图13中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图14(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；(a)(b)(c)图14(3)将图13中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)[规范思维]图151．如图15所示为某次测量电源的电动势和内阻所作的图象，有关这个图象的说法正确的是( )A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3 VB．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6 AC．根据r＝E/I短，计算出待测电源内阻为5 ΩD．根据r＝ΔU/ΔI，计算出待测电源内阻为1 Ω2．(2010·广东理综·34(2))某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图16(a)所示．(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示．读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V.③将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字)．(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．图163．现有一特殊电池，它的电动势E 约为9 V ，内阻r 约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测量这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图17甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA 已经测出，阻值为5 Ω，R 为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R 0为定值电阻，对电路起保护作用．(1)实验室备有的定值电阻R 0共有以下几种规格．A ．10 ΩB ．50 ΩC ．150 ΩD ．500 Ω 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好________．(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关K ，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.甲 乙图174．(2010·江苏单科·10)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图18所示的实物电路．图18(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R ，分别测出阻值R 0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R 的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点，绘出的1U －R 图象是一条直线．若直线的斜率为k ，在1U 坐标轴纵轴上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________.(用k 、b 和R 0表示)实验学案37 测量电源的电动势和内阻【基础自主落实】 实验原理1．E －Ir 2.电动势值 斜率 实验步骤3．(2)电流I 路端电压UΔU ΔI【热点题型精析】 例1 (1)A 2 V 1 R 1 实验电路图见解析 (2)U －I 图线见解析 3.80 190 (3)小于 小于解析 (1)实验电路图如下图所示(2)如下图所示，直线与纵轴的截距即为电动势，所以E ＝3.80 V ，直线斜率的绝对值即为电源的电阻，所以r ＝|ΔUΔI|＝190 Ω.(3)由于电流表A 2的示数是支路电流，而电压表的示数等于实际的路端电压，从而产生系统误差，导致的结果是：E 测小于E 真，r 测小于r 真．[规范思维] 本实验是一个对实际问题的探究，其实验方案是教科书上测量电源的电动势和内阻实验原理的拓展．例2 (1)如下图所示(2)、(3)如下图所示(4)1.52(1.46～1.54) 0.3(0.25～0.35)解析 首先应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知：得R ＝E I－(r ＋r g )．可知在R －1I图象中，图线的斜率就是E ，纵轴截距为－(r ＋r g )．(1)把它们直接串联即可．(2)当R ＝2.6 Ω时，由图可知，I ＝0.5 A ，1I＝2 A －1，点(2,2.6)见答图．(3)见答图，可见是一条倾斜的直线．注意连线时：a.不能连成折线，b.为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去．(4)由闭合电路的欧姆定律得E ＝I(R ＋r ＋r g )则R ＝EI －(r ＋r g )，故图线的斜率k 表示电池电动势E 的大小，纵轴截距的绝对值表示内阻(r ＋r g )．由答图可知：E ＝k ＝6.0－04.20－0.25V ≈1.52 V(1.46～1.54 V 范围内均正确)，r ≈0.3Ω(0.25～0.35 Ω均正确)．[规范思维] 本题处理数据时画出的不是R －I 图线(曲线)，而R －1I 图线(直线)，这样会很容易的求出电源的电动势和内电阻．这种方法跟研究加速度与质量的关系时，不是利用a －m 图线而是利用a －1m图线寻找结论是相同的．例3 (1)将S 2切换到bU 2－U 1U 1r (2)1.43(或107) 1.2 解析 (1)将S 2切换到a 时，电压表示数为U 1，电阻箱电阻为r ，则电路中电流I 1＝U 1r ；将S 2切换到b 时，电压表示数为U 2，则电路中电流为I 2＝U 2r ＋R 1，由于I 1＝I 2，解得R 1＝U 2－U 1U 1r.(2)由闭合电路欧姆定律得：E ＝U ＋UR(R 1＋R 2)整理得：1U ＝R 1＋R 2E ·1R ＋1E由题图可得1E＝0.7，则E ＝1.43 V 将1U ＝2.8，1R＝0.5代入得：R 2＝1.2 Ω. [规范思维] 本实验中虽缺少电流表，但有电阻箱，可利用“伏阻法”测电源电动势和内电阻的原理．体会用图象法处理数据的技巧：先写出纵、横坐标所表示物理量的表达式1U－1R关系式，然后从斜率的意义、截距的意义为突破口，求解未知量． 例4 (1)黑 (2)14.0 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54解析 (1)由多用电表电流“红表笔进，黑表笔出”，电流表“＋”接线柱电流流进，“－”接线柱电流流出知，a 表笔为黑色表笔．(2)根据题图读数，多用电表读数为14.0 Ω，电流表读数为53.0 mA ，电阻箱读数为4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.(3)从多用电表表盘来看，指针指在电流表“130”处时实际电流为53 mA ，故指针指到最右端“250”处时，实际电流为53×250130mA ≈102 mA. (4)由E －IR ＝Ir 知，E －14×0.053＝0.053×r ，又E r＝0.102，得E ≈1.54 V. [规范思维] 本题虽为实验题，但真正考查的还是闭合电路欧姆定律．理解好以下几点是解题关键：①多用电表的原理．②把多用电表看作能读出外电阻的电源．③串联电路的电流处处相等．【课时效果检测】1．AD2．(1)如下图所示 (2)①20 Ω ③闭合 (3)0.69 Ω (4)小解析 (1)见答案(2)由图(c)读得电阻箱阻值为R ＝20 Ω；将S 1闭合S 2断开，电压表示数为电源电动势E ＝1.49 V ，将S 2再闭合，电压表示数为R 两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I ＝UV R ＝1.1620A ＝0.058 A. (3)因为I ＝E R 0＋R ＋r ，所以r ＝E I －R 0－R ＝(1.490.058－5－20) Ω≈0.69 Ω. (4)若考虑电压表的内阻，则S 1闭合S 2断开时，电压表示数为该表两端电压小于电源电动势．3．(1)C (2)10 45解析 (1)回路中的最小电阻R 总＝＝950×10－3 Ω＝180 Ω，R 0为保护电阻，当R ＝0时，电源电流也不会超出50 mA ，此时R 0＝R 总－r －RA ＝135 Ω，C 最合适，A 、B 太小起不到保护作用，D 太大，会使电路中的电流测量范围太小．(2)由闭合电路的欧姆定律有E ＝I(r ＋R 0＋RA ＋R)得1I ＝r ＋R 0＋RA ＋R E ＝r ＋RA E ＋1E (R ＋R 0)＝r ＋5E ＋1E (R ＋R 0)，图线的斜率为1E，由图线知斜率k ＝45－54×102＝1E 得E ＝10 V ，与纵轴的截距为r ＋5E＝5，解得r ＝45 Ω. 4．(1)最大值 (2)2 (3)1kR 0 b k－R 0 解析 (1)电阻箱接入回路中的电阻越大，回路电流越小，起保护电源，防止烧坏电压表的作用，所以应将电阻箱的电阻调到最大．(2)方案1中电阻箱接入电路的电阻太大，电压表示数太小，误差太大．因此采用方案2.(3)由闭合电路欧姆定律可知E R 0＋R ＋r ＝U R 0，1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0， 所以1ER 0＝k ，R 0＋r ER 0＝b ， 解得：E ＝1kR 0，r ＝b k－R 0.。
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实验学案36 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析伏安特性曲线的变化规律．实验原理1．用________测出流过小灯泡的电流，用________测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用________的曲线将这些点连接起来．图12．电路的选择：本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线．由于使用的小灯泡是“3.8 V，0.3 A”的，正常发光时灯丝电阻约为13 Ω，阻值较小，因此应该用电流表________电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用________接法电路．电路图如图1所示．实验器材学生电源(4～6 V直流)、小灯泡“4 V，0.7 A”或“3.8 V，0.3 A”、电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)、开关和导线、____________、坐标纸、铅笔．实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，照图1连好电路．(注意开关应______，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为____)2．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I的值．3．用同样的方法测量并记录约12组U值和I值．4．断开开关S，整理好器材．5．在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，连接各点得到I－U图线．(注意：连接各点时，不要出现折线)数据处理根据测量的数据把电压表和电流表的各组数据填入下表中，然后作出I－U图线.次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12电压U/V电流I/A实验结论描绘出的图线是一条______．它的斜率随电压的增大而______，这表明小灯泡的电阻随电压(温度)升高而______．灯丝的电阻率随温度的升高而增大．灯丝不发光时温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的变化是很显著的，所以灯丝的阻值随小灯泡两端电压的升高而明显增大，其I－U图线不再是过原点的直线．注意事项1．本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式接法：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化．3．I－U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．误差分析1．测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值大．2．描绘I－U图线时作图不准确造成的偶然误差．3．测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误差．题型一实验仪器及电路的选择【例1】(2010·海淀模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小灯泡标有“3.8 V，0.3 A”字样滑动变阻器R1最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A电压表V 量程0～5 V，内阻约5 kΩ滑动变阻器R2最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A电流表A1量程0～100 mA，内阻约4 Ω直流电源E电动势约为6V，内阻约为0.5Ω电流表A2量程0～500 mA，内阻约0.4 Ω导线、电键等(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________，电流表应选________．(2)在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．图2图3(3)利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出了如图3所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)( )[规范思维]题型二伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用【例2】影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．(1)他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验．( )(2)①由(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据请在图4中作出元件Z的I－U图线.U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20②根据Z的I－U图线可判断元件Z是金属材料还是半导体材料？图5③把元件Z和电阻R接入如图5所示的电路中，由实验测得电阻R的I－U图线如图4所示．已知电源的电动势E＝1.5 V，内阻不计．闭合电键S，电路稳定时，元件Z消耗的电功率为________W.[规范思维][针对训练] (2011·广东·34(2))在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V，0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图6，结果为________Ω.图6②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图7完成实物图8中的连线．图7图8③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向______________端滑动．④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).数据点 a b c d e fU/V 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50I/A 0.000 0.122 0.156 0.185 0.216 0.244图91．(2009·天津理综·3)为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图9所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是( )2．(2009·浙江高考·22Ⅰ)如图10所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．图103．(2011·天津塘沽区模拟)表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：U(V) 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I(A) 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215(1)分析表格内实验数据可知，应选用的实验电路图是图11中的________(选填“甲”或“乙”)；图11(2)在如图12所示的方格纸内画出小灯泡的U－I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而________(选填“变大”、“变小”或“不变”)；图12图13(3)如图13所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡L2电流的两倍，则流过灯泡L1的电流约为________A.4．(2009·福建理综·19(2))某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．图14为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材(代号) 规格电流表(A1) 量程0～50 mA，内阻约为50 Ω电流表(A2) 量程0～200 mA，内阻约为10 Ω电压表(V1) 量程0～3 V，内阻约为10 kΩ电压表(V2) 量程0～15 V，内阻约为25 kΩ滑动变阻器(R1) 阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A滑动变阻器(R2) 阻值范围0～1 kΩ，允许最大电流100 mA直流电源(E) 输出电压6 V，内阻不计开关(S)、导线若干图14(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用______；电压表应选用________；滑动变阻器应选用__________．(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框图15中画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．图15(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：________________________________________________________________________.不同点：________________________________________________________________________.5．(2011·梅州模拟)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线．实验可供选择的器材有：A．小灯泡(规格为“2.5 V，1.2 W”)B．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻为1 Ω)C．电压表V(量程为0～3 V，内阻未知)D．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流为1 A)E．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流为0.5 A)F．电源(E＝3 V，内阻不计)G．定值电阻R0(阻值R0＝6 Ω)H．开关一个和导线若干(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在方框内画出实验电路图．(2)实验中，应该选用的滑动变阻器是______(填写器材前字母代号)．图16(3)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：(I是电流表A的示数，U是电压表V 的示数，U灯是小灯泡两端的实际电压)．请通过计算补全表格中的空格，然后在图16中画出小灯泡的伏安特性曲线．I/A 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48 U/V 0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00 U灯/V(4)该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是________W.6．(2011·济南市高三模拟)某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线．他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：U/V 0.00 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50I/A 0.00 0.10 0.20 0.30 0.36 0.38 0.40 现备有下列器材：A．低压直流电源：电压6 V，内阻不计B．电流表：量程为0～0.6 A～3 A，0.6 A内阻约为10 Ω，3 A内阻约为2 ΩC．电压表：量程为0～3 V～15 V，3 V内阻约为7.2 kΩ，15 V内阻约为36 kΩD．滑动变阻器：阻值为0～10 Ω，额定电流为3 AE．电键K，导线若干(1)按提供的器材，在实物图17(a)上连接正确的实验电路，要求测量误差尽可能小．图17(2)利用这些数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线如图17(b)所示，分析曲线说明通过电器元件Z的电流随电压变化的特点．(3)若把电器元件Z接入如图17(c)所示的电路中时，通过Z的电流为0.10 A，已知A、B 两端电压恒为1.5 V，则此时灯泡L的功率为________W.实验学案36 描绘小灯泡的伏安特性曲线【基础自主落实】实验原理1．电流表电压表一条平滑2．外接法分压式实验器材滑动变阻器实验步骤1．断开 零 实验结论曲线 减小 增大 【热点题型精析】例1 (1)R 1 A 2 (2)见解析图 (3)BD解析 (1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R 1；小灯泡正常工作时I 额＝0.3 A ＝300 mA>100 mA ，故电流表应选A 2.(2)因为要求小灯泡上的电压从0开始增大，滑动变阻器应选用分压式接法；而小灯泡正常工作时R 灯＝U I ＝3.80.3Ω≈13 Ω错误！未找到引用源。