实验课件电学实验人教版
新教材人教版高中物理必修第三册 第11章 电路及其应用 精品教学课件

解析 正离子定向移动方向就是电流方向,负离子定向移动的反方向也是电流方 向;有正、负离子向相反方向经过同一截面时,公式 I=qt 中的 q 应是正、负离子 电荷量绝对值之和,故 I=(n1+t n2)e,电流方向由 A 指向 B,与正、负离子的 数量无关,A、B、C 错误,D 正确。
答案 D
谨防易错 电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移 动形成的电流方向是相同的,应用 I=qt 时,q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷 量的绝对值之和。
[试题案例] [例3] (多选)一横截面积为S的铜导线,流过的电流为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率为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.nvSΔt C.IΔq t
B.nvΔt D.ISΔqt
思路点拨 计算自由电子数目有以下两条思路: (1)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于Δt时间内通过导线横截面的电荷 量IΔt与自由电子电荷量q的比值。 (2)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线vΔt长度内所含的自由电子 数。
2.电源的作用 (1)在导体A、B两端维持一定的_电__势__差___。 (2)使电路中保持__持__续____的电流。
3.常见的电源
[思考判断] (1)电源能把其他形式的能转化为电能。( √ ) (2)必须有电源,自由电荷才能在电路中移动。( × )
[观图助学]
知识点二 恒定电流
雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而 手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是因为有持续的电流流过小灯泡,电流是 怎么形成的呢?
[针对训练1] (多选)下列关于电流方向的说法中,正确的是( ) A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向 C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 D.在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同 解析 人们规定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,A错误,B、D正确;金属导体中,自由电子的定向移动形成电流,故 在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,C正确。 答案 BCD
人教版教材高中物理《实验练习使用多用电表》PPT公开课课件

示数较小(正向电阻);当黑表笔接二极管“负”极,红表笔接二极管“正”
极时,电阻示数很大(反向电阻)。
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第十一章 电路及其应用
【思维脉络】
物理(必修 · 第三册 RJ)
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第十一章
电路及其应用
物理(必修 · 第三册 RJ)
课前预习反馈
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物理(必修 · 第三册 RJ)
知识点 2 多用电表的使用 1.机械调零:用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝,使指
针处于左端__零__刻__度____位置。 2.选好正确挡位及量程:测量前一定要明确测量的物理量,然后转
动___选__择__开__关___,确定挡位并选择一个合适的量程。 3.正确接入测量电路:正确选好挡位和量程后,将红、黑表笔接入
流从红表笔流出多用电表。( × )
(5)对于多用电表盘上的刻度线,直流电流刻度线和直流电压刻度线
都是均匀的,可以共用一刻度线,电阻刻度线是不均匀的,欧姆表指针
偏转角越大,表明被测电阻越小。( √ )
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人教版高二化学选修4教学课件:第四章4.3 电解池(共50张PPT)

第2课时 电解原理的 2 应用
• 1. 氯碱工业
• (1)概念 • 用电解饱和食盐水的方法来制取Cl2、NaOH、H2,并
以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业。
• 1. 氯碱工业
• (2)原理
• ①通电前,NaCl溶液中含有的离子是___________。
• 通电时,移向阴极的离子是______,移向Na阳+极C的l− 离H+子O是H−
Fe2+>Zn2+>H+(水)>
•
Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+
• 2. 电解产物的判断 • (3)电极产物的判断
离子 S2− 产物 S
SO32− SO42−
I− Br− Cl− OH−
I2
Br2 Cl2 O2
离子 Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+ 产物 Ag Hg Fe2+ Cu H2
借助于电流,反应进行是 不自发的氧化还原反应。
• 2. 构成条件
直流电源 两个电极 电解质溶液(或熔融电解质) 闭合回路
阴极
阳极
• 3. 工作原理
e-
e-
二、电解原理
• 1. 电解
• 使(直流)电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
电离与电解的比较
合金的方法。 • (2)电解槽构成 • 阴极——待镀金属 • 阳极——镀层金属 • 电镀液——含有镀层金属离子 • (3)特点 • ①阳极参与电极反应 • ②电镀液浓度保持不变
• 3. 电解精炼铜
• (1)电解槽构成 • 阳极:粗铜 (含Zn、Fe、Ni、Au、Ag等杂质) • 阴极:纯铜 • 电解液:CuSO4溶液
新人教版九年级物理上册 15第2节电流和电路课件 (7)

7.如图所示的四个电路图,开关S能使L1和L2同时发光
和熄灭的是( C )
A.甲、丙 B.乙、丁 C.甲、丁 D.丙、丁
8.请分析如下电路图,指出连错的导线,并 改正。
10.请根据电路图,用笔画线代替导线,连接 相应的实物电路。
①根据电路图实物对应的原则,从电源正极开始沿电 流方向顺次连接实物。 ②连接实物时,开关必须断开。
(4)元件位置安排要适当,分布要均匀,元件不要 画在拐角处,导线和元件之间不要断开。
☆动手动脑学物理1
M
☆动手动脑学物理2
电子门铃
☆动手动脑学物理3
四、电路的三种状态
1.通路 处处接通的电路 电路中有电流,用电器 正常工件。
四、电路的三种状态
2.开路 (断路) 断开的电路(断开 指断开开关、导线松 脱、电灯等烧坏…… 等) 电路中没有电流
(B)
(C)
(D)
则路2.电是断如路短(图是所通(示),路若) 是;断路 (若开;断开若开关)只开S路闭关2。、合S 闭开1 、合关S开S22关,则,S电则1 ,路电
S1 S2
11.请根据电路图,用笔画线代替导线,连接 相应的实物电路。
③对于并联电路,应“先串后并”连接。 ④导线不能交叉、重叠;导线的端点必须接在接线柱 上
12.如图所示的电路中,各元件都完好,但闭合S1、S2
后,只有L2发光,故障可能是( D )
A.干路部分电线断了
B.L1被短路了
C.S1被短路了
D.L1与灯座接触不良
提示: 不能把电池
的两端用导线直 接连在一起。
一、电流
1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流
2.电流的方向:正电荷定向移动的方向规定为电流 的方向。
人教版高中化学选修4第四章第三节 电解池 课件(共16张PPT)

湿润的 淀粉KI
试纸
滴几滴 酚酞
LOGO
【演示实验】
取一张用饱和NaCl溶液浸湿的滤纸,两根铅笔芯作电 极,接直流电源。
正极
负极
阳极
阴极
电解池 电解槽
电解:在直流电的作用下,两电极上分别发生氧化反应 和还原反应的过程叫做电解。
LOGO
Cl-
OH-
H+ OH-
发生还原反应
Cl-
Na+
H+
Na+
H+Cl-
CHl- + Na+
OH-
Na+Cl-
电解的总化学方程式:
阴极产物
阳极产物
2NLaOGCOl+2H2O 电解 2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑
探秘电解时离子的放电顺序
【小组合作实验】
1.每组选出记录员、板书展示员和口头展示员各一名。
HCl CuCl2 NaCl
CuSO4
电解
2HCl== Cl2 ↑+ H2 ↑
电解
CuCl2== Cl2 ↑+ Cu
电解
2NaCl+2H2O 2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
2CuSO4 +2H2O == 2Cu+O2↑ +2H2SO4
溶液变化 PH
减小 增大 不变
增大 增大
增大
减小
我比较
温 2.请按导学设计中的实验操作步骤,组装仪器,
馨
连接电路。认真观察实验现象,并做记录。
人教版高中物理选修31 第2章第10节实验:测定电池的电动势和内阻

②电流表G(I =3mA,内阻R =10Ω) E真=I1(R1+ RA+ r真) ③
请完成课堂检测1-3题。
g 由于电压表的分流作用,使r测<r真
g
(2)使用旧电池或保护电阻。
③电流表A(0~0.6A) ②电流表G(Ig=3mA,内阻Rg=10Ω)
确认后再用签字笔描好。
器材:量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表(具有一定内 阻)、
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干 要求: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= ______________
如图是测量电源电动V势和内电阻的电路,下列关于系统误差说法,正确的是
A.
( 1.4 ) 1.3
5号A或的字电母流标表出(A)具有一定内阻)、
1.2
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干
1.1
(如这图时是图测线量与电横源轴电的动交势甲点和不内再电是阻短的路电电路流,) 下列关于系统误乙差说法,正确的是
的点,使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧, 偏离直线太远的点可舍去。 (5)画U--I 图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,
横坐标必须从0开始 (这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
例3.下图为测电源电动势和内阻电路,备有器材:一节待测
最确由干变大定于阻 电 系阻电值流统:表误2和差器池0电导Ω,压致5有,0表ΩE测的,电R量1K1程Ω(,压E1按真图0表,示Ωr电测(路,把2器0材-r连A真3好?V。))和,电R2流(1表00(Ω0-,0.06.A1A. ,).r各.A=一1Ω只)。,滑动
(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义:电学实验

(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义:电学实验一、内容概述1、掌握电流表、电压表的改装原理,掌握伏安法测电阻的两种解法,并能够分析测量误差。
2、掌握滑动变阻器的两种用法。
3、理解多用电表的原理和读数方法。
二、重点知识讲解(一)电表的改装1、电流表:把表头G改装成电流表,即把表头的量程I g扩大到电流表的量程I,这时应并联一个电阻R,起分流作用。
若电流表的扩大倍数为,由并联电路的特点得:电流表的内阻:2、电压表:把表头G改装成电压表,即把表头的量程U g扩大到量程U,应串联一个电阻起分压作用。
若电压表的扩大倍数为,由串联电路的特点得:电压表的内阻为:R V=R+R g=nR g量程:U=nU g=I g R V例1、有一块满偏电流Ig=1mA、线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表;(1)把它改装成满偏电压U=10V的电压表;(2)把它改装成满偏电流I=10mA的电流表。
要求画出电路图,算出有关数据。
(二)电阻的测量1、伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)2、实验电路(电流表内外接法)的选择测量未知电阻的原理是R=,由于测量所需的电表实际上是非理想的,所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时,必然存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差,必须依照以下原则:(1)若>,一般选电流表的内接法。
如图(a)所示。
由于该电路中,电压表的读数U表示被测电阻R x与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I表示通过本身和R x的电流,所以使用该电路所测电阻R测==R x+R A,比真实值R x大了R A,相对误差a=(2)若<,一般选电流表外接法。
如图(b)所示。
由于该电路中电压表的读数U表示R x两端电压,电流表的读数I表示通过R x与R V并联电路的总电流,所以使用该电流所测电阻R测=也比真实值R x略小些,相对误差a=.例2、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)如测得电压表的读数为V,电流表的读数为I,则电流表A1内阻的表达式为:R A=______________。
人教版物理大一轮复习 第18课时 电学实验

第18课时 电学实验高考题型1 基本仪器的使用与读数1.电流表和电压表量程 精确度 读数规则电流表0~3 A 0.1 A 与刻度尺一样,采用110估读,读数规则较简单,只需要精确值后加一估读数即可电压表0~3 V 0.1 V 电流表0~0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位,采用12估读电压表0~15 V 0.5 V估读位与最小刻度在同一位,采用15估读2.多用电表的读数及使用 (1)电流的流向电流从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进黑出”. (2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.(3)倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,应使指针位于表盘中间附近,若表头指针偏角过大,则说明所测电阻偏小,应换用小倍率.(4)使用欧姆表测电阻时,换挡后需重新进行欧姆调零,读数之后要乘以倍率得阻值. (5)电池用久了,电动势变小,内阻变大,使测量结果偏大. 命题预测1.如图1所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示.图1(1)若使用的是0~3 V量程的电压表,读数为________ V.若使用的是0~15 V量程的电压表,读数为________ V.(2)若使用的是0~0.6 A量程的电流表,读数为________ A.若使用的是0~3 A量程的电流表,读数为________ A.(3)如图丙所示,电阻箱的读数为________.答案(1)1.68(1.67~1.69均正确)8.4(8.3亦可)(2)0.46 2.30(2.29~2.31均正确)(3)530.0 Ω解析(1)对于电压表,当选取0~3 V量程时,每小格为0.1 V,读数为1.68 V,当选取0~15 V量程时,每小格为0.5 V,读数为8.4 V;(2)对于电流表,当选取0~0.6 A量程时,每小格为0.02 A,读数为0.46 A,当选取0~3 A 量程时,每小格为0.1 A,读数为2.30 A.(3)电阻箱读数为100×5 Ω+10×3 Ω=530 Ω.高考题型2与电阻的测量相关的实验1.常见的电阻测量方法对比名称电路测量原理伏安法R=UI,“小外小;大内大”(小电阻采用电流表外接法,测量值小于真实值;大电阻采用电流表内接法,测量值大于真实值)安安法如果已知的内阻R1,则可测得的内阻R2=I1R1I2串联一定值电阻R0后,同样可测得的内阻R2=I1(R1+R0)I2伏伏法两电表的满偏电流接近时,若已知的内阻R1,则可测出的内阻R2=U2U1R1并联一定值电阻R0后,同样可得的内阻R2=U2U1R1+U1R0替代法双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等,则R1的读数即等于待测电阻的阻值半偏法测量电流表内阻闭合S1,断开S2,调节R1使G表满偏;闭合S2,只调节R2,使G表半偏(R1≫R2),则R2=R测,R测<R真测量电压表内阻使R2=0,闭合S,调节R1使V表满偏;只调节R2使V表半偏(R V≫R1),则R2=R测,R测>R真电桥法调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和R x 两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有:U1R1=U2R2,U1R3=U2R x.由以上两式解得:R1·R x=R2·R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻R x的阻值2.滑动变阻器分压式接法与限流式接法的选择(1)“以小控大用分压,相差无几用限流”①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器.②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器.(2)必须采用分压式接法的三种情况:①要求电压从零开始变化;②滑动变阻器阻值太小,不能起到限流的作用;③限流式接法不能获取有区分度的多组数据.考题示例例1(2019·江苏卷·11)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:(1)螺旋测微器如图2所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动______(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.图2(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.(3)图3甲中R x为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置.图3(4)为测量R x,利用图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:U2/V0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在图4方格纸上作出U2-I2图像.图4(5)由此,可求得电阻丝的R x=________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.答案(1)C(2)不同(3)如图所示(4)如图所示(5)23.5(23.0~24.0均可)解析(1)A起固定作用,便于读数;B为粗调,调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触;然后调节C,C起微调作用.(2)电阻丝电阻R=ρLS,测量一段电阻丝的电阻,S为这段电阻丝的横截面积,而不是某位置处的横截面积,故应在不同位置进行多次测量,取平均值作为电阻丝的直径以减小误差.(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点,用过原点的直线把它们连在一起,让尽可能多的点在直线上.(5)结合题图中图线的斜率可知R0+R x+R A=49.0 Ω,R0+R A=25.5 Ω,解得R x=23.5 Ω.例2(2019·天津卷·9(3))现测定长金属丝的电阻率.图5(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图5所示,其读数是________mm.(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号.电源E(电动势10 V,内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式R x=________.从设计原理看,则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”).答案(1)0.200(0.196~0.204均可)(2)如图所示(3)I1R1I2-I1相等解析(1)由螺旋测微器的读数规则可知,该金属丝的直径应为0 mm+20.0×0.01 mm=0.200 mm;(2)对提供的实验器材分析可知,滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多,因此滑动变阻器应采用分压式接法,由于没有提供电压表,因此可以用内阻已知的电流表充当电压表,即将A1作为电压表,由于A1的内阻已知,因此A2应采用外接法;(3)由电路图可知,R x=I1R1I2-I1;由于A1的内阻已知,因此该实验不存在系统误差,因此测量值与真实值相等.命题预测2.(2020·江苏苏锡常镇四市高三教学情况调研)合金材料的电阻率都比较大,某同学按如下步骤测量一合金金属丝的电阻率.实验操作如下:(1)用螺旋测微器在该金属丝上三个不同位置测量该金属丝的直径,结果都如图6所示,则该金属丝的直径为__________ mm.图6(2)按图7连接测量电路,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表有读数,而电流表读数总为零,已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的,则电路故障为导线__________断路(用图中导线编号表示).图7(3)排除电路故障后,改变滑动头在金属丝上的位置,测出金属丝长度l和接入电路的电阻R x 如下表:R x/Ω10.017.926.134.041.9l/cm1020304050请根据表中的数据,在图8方格纸上作出R x-l图像.图8(4)根据图像及金属丝的直径,计算该金属丝的电阻率ρ=__________ Ω·m (保留两位有效数字).(5)采用上述测量电路和数据处理方法,电表内阻对该金属丝电阻率测量的影响为________(选填“使结果偏大”“使结果偏小”或“对结果无影响”).答案 (1)0.380(0.379~0.381) (2)a 或c (3)见解析图 (4)9.1×10-6(8.5×10-6~9.9×10-6) (5)对结果无影响解析 (1)该金属丝的直径为0 mm +38.0×0.01 mm =0.380 mm.(2)只有a 或c 发生断路时,电压表相当于测电源电压,此时才会出现电压表有读数,而电流表读数总为零. (3)R x -l 图像如图所示:(4)根据公式R =ρl S 得R x =ρl π(d 2)2+R A =4ρπd2l +R A ,由(3)中作出的R x -l 图像可知,图像的斜率k =4ρπd2=80,代入数据解得ρ≈9.1×10-6 Ω·m ; (5)因为多次测量金属丝长度l 和接入电路的电阻,通过R x -l 图像的斜率求解电阻率,所以电表内阻对该金属丝电阻率测量结果无影响.3.(2020·江苏南京、盐城市一模)某同学设计测量电流表内阻的实验.待测电流表的内阻R g 约在1~2 kΩ之间,量程为250 μA.提供实验器材如下: 电源(4 V,0.6 Ω)电键S及导线若干一只电阻箱R(0~9 999 Ω)滑动变阻器R1(0~50 Ω,0.6 A)滑动变阻器R2(0~1 kΩ,0.3 A)某同学的测量过程如下:第一,选择实验器材,设计实验的电路图,如图9所示:图9第二,实验操作步骤如下:①先按电路图接好各元件,调节滑动变阻器R′的滑片P位置,再使电阻箱阻值为零②闭合电键S,调节滑动变阻器R′的滑片P于某一位置,使电流表达到满刻度I g③滑动变阻器R′的滑片P的位置保持不变,调节电阻箱使电流表读数为I g的一半,记下电阻箱读数R x,则待测电流表的内阻R g=R x,请回答以下问题:(1)为了精确测量电流表的内阻,该同学选择的滑动变阻器R′是________(选填“R1”或“R2”).(2)该同学在操作步骤①中,滑动变阻器R′的滑片P应置于________端(选填“a”或“b”),理由是________.(3)按照该同学所设计的实验思路,用笔画线代表导线在图10中替他完成正确规范的实验电路连接,导线不能交叉.图10(4)在实验步骤③中,确保滑动变阻器R′的滑片P的位置不变,其理由是________.答案(1)R1(2)a接通电路时,确保电流表安全(3)见解析图(4)保持aP间电压不变解析(1)根据题意要求精确测量电流表内阻及滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节分压,需要选择阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器,即R1.(2)滑动变阻器的滑片应置于a端,这样电流表所在支路开始时分压为0,电流为0,保证了电流表安全.(3)根据电路图,连接实物图如图所示:(4)在实验步骤③中,确保滑动变阻器R ′的滑片P 的位置不变,其理由是保持aP 间电压不变.高考题型3 电源电动势与内阻的测量1.电源电动势和内阻的测量方法方案 伏安法 伏阻法 安阻法 原理E =U +IrE =U +URrE =IR +Ir电路图关系式U =E -Ir1U =r ER +1E1I =R E +r E图像纵轴截距:E 斜率:-r纵轴截距:1E斜率:rE纵轴截距:rE斜率:1E2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法,一定要紧扣闭合电路欧姆定律E =U +Ir ,其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U 和电路中的总电流I .(2)利用图像求解电动势和内阻是常用的方法,对于不同的电路设计,一般采用化曲为直的方法,即得到有关电动势和内阻的一次函数关系,再利用图像中的斜率与截距求解.考题示例例3 (2018·江苏卷·10)一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)如图11所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处: ____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.图11(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ,以及计算的1I数据见下表:R /Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A -1 6.76.05.34.53.8根据表中数据,在图12方格纸上作出R -1I关系图像.图12由图像可计算出该干电池的电动势为________V ;内阻为________Ω.(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A 时,电压表的指针位置如图13所示,则该干电池的电动势应为________V ;内阻应为________Ω.图13答案 (1)①开关未断开;②电阻箱阻值为零(2)见解析图 1.34(1.30~1.44均可) 1.2(1.0~1.4均可) (3)1.34[结果与(2)问第一个空格一致] 1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2]解析 (1)在电学实验中,连接电路时应将开关断开,电阻箱的阻值调为最大,确保实验仪器、仪表的安全.(2)根据闭合电路欧姆定律,得E =I (R +r ) 即R =E I -r =E ·1I -r ,即R -1I 图像为直线.描点连线后图像如图所示.根据图像可知r =1.2 Ω. 图像的斜率为电动势E ,在R -1I 图像上取两点(2,1.59)、(5,5.61)则E =5.61-1.595-2 V =1.34 V.(3)根据欧姆定律,得电流表的内阻 r A =U I =66×10-30.33Ω=0.2 Ω,该干电池的内阻应为r ′=r -r A =1.0 ΩR -1I 图像的斜率仍为电动势E ,即E =1.34 V.命题预测4.(2020·江苏南泰扬徐淮连宿二模)标称3.7 V 的锂电池,充满电时电动势为4.2 V ,电动势低于3.4 V 时不能放电.某只该型号电池标注如下:标准放电持续电流170 mA ,最大放电电流850 mA ,内阻r ≤0.2 Ω.为测量其电动势和内阻,实验室提供下列器材: A .电压表V(量程0~3 V ,内阻3 kΩ) B .电流表(量程0~0.6 A) C .电流表(量程0~3 A) D .定值电阻R 1=2 kΩ E .定值电阻R 2=1 Ω F .滑动变阻器(0~5 Ω) G .滑动变阻器(0~20 Ω)H .待测电池,多用电表,开关、导线若干(1)设计测量电路如图14甲所示,电流表应选择________,滑动变阻器应选择________(填写器材序号);(2)按照设计电路完成实物电路的连接:图14(3)闭合开关S 前,应将滑动变阻器滑片P 移到________(选填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现电压表指针有偏转,而电流表指针不偏转,在不断开电路的情况下,应选择多用电表的________检查电路故障; A .电阻“×1”挡 B .直流电流250 mA 挡 C .直流电压2.5 V 挡D .直流电压10 V 挡(4)正确进行实验操作,根据电压表读数计算出电压表和定值电阻R 1两端的总电压U .读出对应的电流表示数,在坐标纸上描点作出U -I 图像如图15所示.则电池电动势E =________ V ,内阻r =________ Ω.图15答案 (1)B G (2)见解析图 (3)左 D (4)3.9 0.38(0.36~0.40) 解析 (1)由题知,该锂电池的最大放电电流850 mA ,故电流表应选择B ; 由题知,回路中的最大电阻R max =4.20.17 Ω≈24.7 Ω,故滑动变阻器选择G ;(2)按照设计电路完成实物电路的连接,如图所示(3)因滑动变阻器是限流式接法,为保护电路,故在闭合开关S 前,滑动变阻器接入电路的阻值要最大,故应将滑动变阻器滑片P 移到左端;闭合开关后,发现电压表指针有偏转,而电流表指针不偏转,说明电流表所在支路存在某处断路,在不断开电路的情况下,应选择多用电表的直流电压挡检查电路故障,又该电源的最大电动势为4.2 V ,故应选择直流电压10 V 挡检查电路故障,故D 正确.(4)由题知,U -I 图像的纵截距表示电池的电动势,则由图可得E =3.9 V 由U -I 图像,可得图像斜率的绝对值|k |=|3.9-3.10.58|≈1.38由电路图分析可知,|k |=r +R 2 解得r =0.38 Ω.5.(2020·江苏常州市期末)某实验小组设计了如图16甲所示的电路来测量蓄电池的电动势和内电阻.图16(1)定值电阻R 1=20 Ω,连接好电路,闭合开关S ,改变滑动变阻器滑片位置,发现电压表V 1有读数,电压表V 2始终无读数,经检查发现电路中存在断路故障,则该故障可能在________(选填“ab ”“bc ”或“cd ”)两点间.(已知连接电表的导线都是正常的)(2)排除故障后,闭合开关S ,调节滑动变阻器的阻值,记录多组电压表的示数U 1、U 2,如表所示,请根据表中数据在图乙中作出U 2-U 1图像.U 2/V 5.0 4.5 4.0 3.2 3.0 2.5 2.0 U 1/V0.661.001.331.802.002.322.68(3)由图可知,蓄电池的电动势E =_____ V ,内阻r =________ Ω.(结果均保留两位有效数字) (4)为减小系统误差,R 1可以选择比上述________(选填“较大”或“较小”)一些的阻值. 答案 (1)bc (2)见解析图 (3)6.0 10 (4)较小解析 (1)连接电表的导线都是正常的,若发生断路的是ab ,两电压表示数均为零;若发生断路的是cd ,电压表V 2有读数,电压表V 1无读数;若发生断路的是bc ,电压表V 1有读数,电压表V 2无读数,故发生断路的是bc ;(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图像如图所示:(3)根据电路图,由闭合电路欧姆定律可知: E =U 1+U 2+U 1R 1r整理可得:U 2=E -r +R 1R 1U 1由图可知,图像的纵截距表示电动势,则E =6.0 V ; 图像的斜率k =r +R 1R 1=6.0-2.52.32解得:r ≈10 Ω;(4)本实验中由于电压表V 1分流作用而使测量电流偏小,从而出现误差.为减小系统误差,R 1可以选择比上述较小一些的阻值.6.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,实验室提供了下列实验器材: A .干电池两节,每节电动势约为1.5 V ,内阻约几欧姆 B .电压表V 1、V 2,量程均为0~3 V ,内阻约为3 kΩ C .电流表,量程为0~0.6 A ,内阻小于1 Ω D .定值电阻R 0,阻值为5 Ω E .滑动变阻器R ,最大阻值为20 Ω F .导线和开关若干图17两位同学分别选用了上述部分实验器材设计了甲、乙两种实验电路.(1)一同学利用如图17甲所示的电路图组装实验器材进行实验,读出多组U 1、I 数据,并画出U 1-I 图像,求出电动势和内阻.这种方案测得的电动势和内阻均偏小,产生该误差的原因是________,这种误差属于________(填“系统误差”或“偶然误差”).(2)另一同学利用如图乙所示的电路图组装实验器材进行实验,读出多组U 1和U 2的数据,描绘出U 1-U 2图像如图丙所示,图线斜率为k ,在纵轴上的截距为a ,则电源的电动势E =________,内阻r =________.(用k 、a 、R 0表示) 答案 (1)电压表的分流 系统误差 (2)a 1-k kR 01-k解析 (1)误差主要来源于电压表的分流作用,使流过内阻的电流不等于流过电流表的电流,这种误差属于系统设计方面的误差,因此属于系统误差. (2)U 1+U 1-U 2R 0r =E则U 1=r R 0+r U 2+R 0ER 0+r故k =r R 0+r ,a =R 0ER 0+r解得E =a 1-k ,r =kR 01-k.高考题型4 其他电学实验1.“观察电容器的充、放电现象”(1)理解I -t 图线的形状产生的原因,及I -t 图线与两坐标轴所围成的面积的物理意义. (2)会按“四舍五入”法,计算“I -t 图线与两坐标轴包围面积”. (3)会结合电容器两端的电压,计算电容器的电容. 2.“探究影响感应电流方向的因素” (1)通过实验归纳出影响感应电流方向的因素.(2)会通过导体运动、磁体运动(磁场变化)或通过改变原线圈中的电流等方式判断出感应电流的方向.3.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”(1)本实验的科学方法是控制变量法,建议先保持原线圈电压不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响,然后再保持副线圈的匝数不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响.(2)注意人身安全.只能用低压交流电源,电源电压不能超过12 V .(3)误差分析:线圈绕组的电阻有铜损现象,变压器铁芯内有漏磁,铁芯因涡流发热. 命题预测7.用下列器材测量电容器的电容:一块多用电表,一台直流稳压电源,一个待测电容器(额定电压16 V),定值电阻R 1=100 Ω,定值电阻R 2=150 Ω,电流传感器、数据采集器和计算机,单刀双掷开关S ,导线若干,实验过程如下:实验次数 实验步骤第1次①将电阻R 1等器材按照图18甲正确连接电路,将开关S 与1端连接,电源向电容器充电②将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的i-t曲线如图乙中的实线a所示第2次③用电阻R2替换R1,重复上述实验步骤①②,测得电流随时间变化的i-t曲线如图丙中的某条虚线所示说明:两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同图18请完成下列问题:(1)第1次实验中,电阻R1两端的最大电压U=______ V.利用计算机软件测得i-t曲线和两坐标轴所围的面积为90 mA·s,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计,则电容器的电容为C=________ F.(2)第2次实验中,电流随时间变化的i-t曲线应该是图丙中的虚线________(选填“b”“c”或“d”),判断依据是:________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)9 1.00×10-2(2)c两次放电电荷量相等,图形与t轴围成的面积相等,另由于R2>R1,开关掷向2瞬间放电电流较小解析(1)由题图知,最大电流为I m=90 mA=0.09 A,因此最大电压为U m=I m R1=9 V;曲线下围的面积表示电容器的带电荷量Q=90 mA·s,根据电容器的定义式可得C=1.00×10-2 F.(2)根据i m=U mR,因第2次实验的最大放电电流小些,而曲线下围的面积相等,故电流随时间变化的曲线应该是虚线c.8.为探究变压器两个线圈的电压关系,张明同学设计如下实验,操作步骤如下:①将原线圈与副线圈对调,重复进行实验;②将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;③闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压; ④将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上.(1)以上操作的合理顺序是________(填步骤前数字序号);(2)如图19所示,在实验中,两线圈的匝数n 1=1 600,n 2=400,当将n 1做原线圈时,原线圈两端电压为16 V ,副线圈两端电压为4 V ;n 1与n 2对调后,原线圈两端电压为8 V 时,副线圈两端电压为32 V ,那么可初步确定,变压器两个线圈的电压U 1、U 2与线圈匝数n 1、n 2的关系是________(填写字母关系式).图19答案 (1)④②③① (2)U 1U 2=n 1n 2解析 (1)实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复进行实验.所以操作的合理顺序是④②③①.(2)根据法拉第电磁感应定律,原、副线圈的磁通量的变化率相同,则感应电动势的大小与匝数成正比,两线圈的匝数n 1=1 600,n 2=400,当将n 1做原线圈时,U 1=16 V ,副线圈两端电压U 2=4 V ;当原线圈和副线圈对调后,U 1′=8 V 时,U 2′=32 V ,此时U 2′对应线圈匝数为n 1,而U 1′对应线圈匝数为n 2;由以上数据可得:U 1U 2=n 1n 2.专题强化练保分基础练1.图1为探究影响感应电流方向的因素的实验装置,部分导线已连接.图1(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.(2)在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”).原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向右拉时,灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”);断开电键时,灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”).答案(1)见解析图(2)向右偏向左偏向左偏解析(1)将电源、电键、滑动变阻器、原线圈串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将灵敏电流计与副线圈串联成另一个回路,电路图如图所示.(2)在闭合电键时,穿过线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向右偏转;将原线圈迅速插入副线圈时,穿过线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针将向右偏.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向右拉时,线圈中的电流减小,穿过线圈的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏.断开电键时,线圈中的电流减小,穿过线圈的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏.2.(2020·江苏徐淮连宿期末)某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率,实验操作如下:图2(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,如图2甲所示的示数为________ mm.(2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值,如图乙所示的示数为________ Ω.(3)用电流表(内阻约为5 Ω)、电压表(内阻约为3 kΩ)测量该电阻丝的阻值R x,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,下列电路中符合要求的是________.(4)用第(3)问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l,测得相应的阻值R,并作出了R-l 图像,如图3所示中符合实验结果的图线是________(选填“a”“b”或“c”),该电阻丝电阻率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.图3答案(1)2.820(2.819~2.821)(2)7.0(或7)(3)D (4)a等于解析(1)电阻丝的直径为:d=2.5 mm+32.0×0.01 mm=2.820 mm;(2)R x=7.0×1 Ω=7.0 Ω(或7 Ω)(3)实验中获得较大的电压调节范围,则需要滑动变阻器选择分压式接法;而待测电阻满足:R x=7 Ω<R A·R V=5×3 000 Ω=50 6 Ω即待测电阻为小电阻,用电流表外接法可减小系统误差,故选D;(4)根据电阻定律R=ρS l,可知R-l图像应该是过原点的倾斜直线,但第(3)问中的C项电路采用的是电流表的内接法,因电流表分压导致电阻的测量值偏大,有:R测=R A+ρS l故图线不过原点,且纵截距大于零,故选a图线;由R-l图像求电阻率是利用斜率k=ρS求得,a图线和准确图线的斜率相同,故电阻率的测量值等于真实值.3.(2020·江苏南京、盐城市二模)某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ,设计了如图4所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2 Ω的保护电阻,导电夹子P 与电阻丝接触始终良好(接触电阻忽略不计).图4(1)该同学连接成如图所示实验电路.请指出图中器材连接存在的问题:________________________;(2)改正电路连接后,实验时闭合开关,调节P 的位置,将aP 长度x 和对应的电压U 、电流I 的数据记录如下表:x /m 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 U /V 2.18 2.10 2.00 1.94 1.72 1.48 I /A 0.28 0.31 0.33 0.38 0.43 0.49 U I/Ω 7.796.776.065.104.003.02①请你根据表中数据在图5中描点连线作UI和 x 关系图线;图5②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S =1.2×10-7 m 2,利用图线,可求得电阻丝的电阻率ρ=________ Ω·m ;根据图乙中的图线可求出电流表内阻r =________ Ω;(结果均保留两位有效数字)③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”).答案 (1)电压表应接3 V 量程,开始实验前开关应断开 (2)①见解析图②1.2×10-6 2.0 ③相同。
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例1. 为了研究一个“2.5V,0.1W”的小灯泡的伏安特性,现有
蓄电池一组,电键一个,导线若干,其他可供选择的器材如下:
A.量程为 0—3A,内阻为 0.025 Ω的电流表;
B.量程为 0—0.6A,内阻为 0.2Ω的电流表;
C.量程为 0—l00mA,内阻为 5Ω 的电流表;
2005年全国卷Ⅰ/22. 2005年全国卷Ⅱ/22. 2005年全国卷Ⅲ/22.
2005年上海卷16. 2005年上海卷17.
2005年北京卷22. 2005年北京春季理综22.
1. 用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表,在实验前
应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。方法是:将电流 表、电池、电阻、导线按图a或图b 连接,若R是阻值很大的 电阻,就按图a连接;若r是阻值很小的电阻,就按图b连接。 然后用导线的a端试触电流表的另一端,观察电流表指针的偏 转方向,就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
滑动变阻器阻值太小,用分压器接法,安培表用外接法。 返回
Байду номын сангаас
例2.为了测定一个“6.3V,1W”的小电珠正常发光时的电阻,
A. 电流表0.6A,0.2Ω
B. 毫安表200mA,0.5Ω
v
C. 电压表10V,1kΩ D. 电压表15V,1.5kΩ
A
E. 电源6V,2A
F. 电源9V,1A
G. 电源15V,0.1A
求出可变电阻及电灯的额定值
H. 可变电阻10Ω,1W
I. 可变电阻20Ω,0.8W J. 可变电阻50Ω, 0.5W
K. 导线若干,电键一个.
I1 ≤0.32A I 灯≤0.16A I2≤0.2A R 灯=40
I3≤0.1A 不能用分压接法
电学实验
吕叔湘中学 庞留根
2004年12月
1. 静电场的等势线的描绘 96高考 例A
2. 描绘小灯泡的伏安特性曲线 96年上海四.4
例1
例2
04年上海18
3. 测定金属的电阻率 原理说明 例B 思考 96年上海5
4. 把电流表改为电压表
a. 电流表量程的扩大 例3
93年高考
04年浙江理综22 04年天津理综22
I(A)
0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
灯泡发光情况
不亮
很亮
逐渐变亮 正常发光
①在右图上画出I-U 图线.
②从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情
况是: 开始不变,后来逐渐增大 . ③这表明导体的电阻随 温度升高而 增大 .
线。
Ga R
Ga r
B
A
探针
(a)
(b)
G
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1996年全国16、 在用电流场模拟静电场描绘电场等势线
的实验中,下列所给出的器材中,应选用的是 B__、__E__(用器
材前的字母表示):
(A)6V的交流电源 (B)6V的直流电源 (C)100V的直流电源 (D)量程0~0.5V, 零刻度在刻度盘中央的电压表 (E)量程0~300μA,零刻度在刻度盘中央的电流表 在实验过程中,要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上,它 们的顺序自上而下是: ①_导__电__纸_、 ② _复__写__纸_ ③__白__纸__ 在实验中,按下电键,接通电路,若一个 探针与基准点O接触,另一探针已分别在 基准点O的两侧找到了实验所需要的两点 a、b(如图6所示),则当此时探针与a点 接触时,电表的指针应__指__零__(左偏、指零、右偏); 当此探 针与b点接触时,电表的指针应_指__零___(左偏,指零,右偏)
本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与电池正极相 连的A电极相当于正点电荷,与电池负极相连的B相当于负点 电荷。白纸应放在最下面,导电纸应放在最上面(涂有导电 物质的一面必须向上),复写纸则放在中间。
只要电流表示数是零,就表示两根探针针尖对应的点电势相 等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来,就是等势
D.量程为 0—3V,内阻为 10KΩ 的电压表;
E.量程为 0—15V,内阻为 50kΩ 的电压表;
v
F.0—5Ω 的滑动变阻器,额定电流为1A。
(1)要正确地完成这个实验,
mA
电流表应选 C ,
电压表应选 D (填代号)。
(2)画出电路原理图:
解:I灯=0.1/2.5=0.04A=40mA R灯=62.5 Ω
4.若测出一个热敏电阻的U-I图线,正确的应是上图中的( C )
5.画出的U—I图象的斜率的物理意义是什么?
6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大? 返回
1996年上海四、4 4.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得 到如下一组U和I 的数据:
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U(V)
0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
b. 电压表量程的扩大 例4 校对、 2005年江苏高考12
c. 多用表的电原理图 例5 例C.
5. 测定的电源电动势和内阻 实物连线图
01年上海16 04年广东12
例6
例7 例8 2002年河南高考12、
6. 练习使用示波器、 03年江苏11 例9 示波器扫描原理
04年无锡市期末12. 例10.
例11. 例12.
返回
例A. 用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时,
下列哪些模拟实验的设计是合理的 A.如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源 的正极,模拟等量正点电荷周围的静电场
MN
图 1
B.如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极, 圆环形电极N接电源负极,模拟正点电荷
M
图2
N
周围附近的静电场 C.如图⑶所示两个平行的长条形电极
MN
图3
M、N分别接电源正、负极,模拟平行板
电容器间的静电场 D.如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极,
M
图4
模拟负点电荷周围的静电场
解:用电流场模拟静电场,在导电纸上必须形成电流。由于 ⑴、⑷两个方案在导电纸上不会形成电流,因此设计不合理。
⑵、⑶两个设计是合理的。选 B C。 返回
描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.画出实验电路图如图示 2.为什么电流表采用外接法?
A V
ACB
3.滑动变阻器为什么要用分压器接法?
1993年高考 描绘出一个“220V 60W”灯泡的U—I 图 象,肯定不符合实际的是下图中的 ( A C D )
U
U
U
U
0
A
I 0
I
0
B
C
I 0
I
D
上图中,若将 I、U对调,则选 ( A B D )