高二物理恒定电流五个学生实验1
第二章恒定电流实验一：测绘小灯泡伏安特性曲线探究式导学类教学设计
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人：第二章恒定电流实验一：测绘小灯泡的伏安特性曲线探究式导学类教学设计1．实验器材：小灯泡、开关、导线、坐标纸、铅笔、。
2．实验电路：3．实验步骤：①按实验电路图所示连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的最端。
②闭合开关，移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下的示数。
③依据实验数据作出小灯泡的图线。
4．应注意的问题：①由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用接法。
②滑动变阻器的接法：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从零开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用连接。
③接线顺序为“先串后并”，即先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻组成串联电路，再将电流表和小灯泡串联后两端接滑动变阻器的滑动触点和另一固定接线柱，最后把并联到小灯泡两端。
④电表量程选择的原则是在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的精确度通常越高。
因此也要保证测量值不低于。
⑤电路接好后合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，通常在开始实验时，应通过调整滑动变阻器的滑动触头位置，使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流。
5．分组实验完成下列问题（1）请在虚线框中画出实验电路图（2）根据实验电路图连接下面的实物图（3）根据连接的实物图，连接好电路，测绘小灯泡的伏安特性曲线，将相关数据填入下表，并根据数据作图/V【典题强化】1．为研究小灯泡的伏安曲线的特性，选用小灯泡额定值为“3.0 V ，0.6 A ”，实验中有仪器：安培表、伏特表、电键、导线若干外；还需要 ________、__________、 。
（1）实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流时，电路怎样连接才能使测得灯泡的电阻误差较小?为什么?（2）为使加在小灯泡的电压从零开始，能在较大的范围调节，滑动变阻器应采用怎样方式连接?画出相关的电路图。
（3）请根据你画的电路图，把图中的实验器材连成符合要求的实验电路。
高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学
第1节 电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．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．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为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( )A ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解1．电流的形成(1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压．(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合．2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．3．电流的大小(1)定义式：I ＝qt．用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．(2)两点说明①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 ＝q t求电流时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．4．电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量，而是标量．命题视角1 对电流定义的理解(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零[解析] 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝（n 1－n 2）e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确． 电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体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 ．2．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ．总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq ．所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝lv ．根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小和导体的横截面积．4．结论：从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系 由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此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可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ． 答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝q t，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，选项A 错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B 、C 错误；选项D 正确．2．金属导体内电流增强，是因为( ) A ．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C ．导体内电场的传播速率增大 D ．导体内自由电子的热运动速率增大解析：选B ．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确；导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9．375×1019个 C ．9．375×1021个 D ．9．375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ． 二、多项选择题8．关于电流的方向，下列说法中正确的是 ( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反解析：选AD ．在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．9．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A ．粗的地方电流大，细的地方电流小B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ． 三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个． 答案：0．35 C 2．19×1018个。
高二物理教案 第二章 恒定电流教案
选修 3-1 科目◆物理 编制人：
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3、电阻 （1）定义式： 导体的电阻 R 与 U 和 I ，只由 的性质决定 （2）决定式： 导体的电阻 R 跟长度 L 成正比,跟横截面积 S 成反比 二、基本规律 1、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 ，跟导体的电阻成 （2）表达式： （3）适用范围： 电路 （4）伏安特性曲线：I—U 图线 2、闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比 （2）表达式： （3）适用范围：纯电阻电路 （4）路端电压 U 随电流 I 变化的图象 ①在纵轴上的截距表示电源的 ． ②在横轴上的截距表示电源的 ③图象斜率的绝对值表示电源的 ， 内阻越大， 图线 倾斜得越厉害． 3.电阻定律 （1）内容：导体的电阻 R 跟长度 l 成正比,跟横截面积 S 成反比 （2）表达式： （3）电阻率ρ：反映材料导电性能的物理量 (1)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。 (2)材料的电阻率与温度有关系： ①金属的电阻率随温度的升高而 ②有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 ③半导体的电阻率随温度的升高而减小 4、焦耳定律 （1）内容：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）表达式： （3）电功：W= （4）电热：Q= (5)纯电阻电路：电功 电热 非纯电阻电路：电功 电热:W>Q 电功只能用 W= 计算,电热只能用 Q= 计算,两式不能通用. 三、应用 1. 串联与并联电路
态度决定高度，落实产生差距 2
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高二 第八讲 恒定电流实验(一)(精英班 教师版)
第八讲 恒定电流实验（一）（精英班 教师版）实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线与测定金属的电阻率自主·夯实基础 自主预习 轻松过关 名师点金在高考电学实验中，电阻测量出现的频率最高.本讲两实验都以伏安法测电阻为核心，同学们在学习电阻测量的方法时，应先研究掌握好伏安法中器材的选择、电路的连接、数据处理、误差分析，在此基础上再进行拓展创新，去探究一些新的测量电阻的方法. 知识梳理（一）描绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律. 二、实验原理1.用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表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，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线.2.小灯泡（3.8 V ，0.3 A ）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A ）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U 、I 的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法. 三、实验器材小灯泡（3.8 V ，0.3 A ）或（9 V ，0.7 A ）一只，电压表（0~3 V~15 V ）、电流表（0~0.6 A~3 A ）各一只，滑动变阻器一只，学生低压直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔. 四、实验步骤 1.连接电路将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图50-1所示的电路.2.测出小灯泡在不同电压下的电流（1）闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片应移到最左端，以使开关闭合时灯泡两端的电压能从零开始变化.同时，这样做也可防止开关刚闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝.（2）改变滑动变阻器滑片的位置，测出14组左右不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格.3.画出伏安特性曲线（1）在坐标纸上以U 为横轴、I 为纵轴建立坐标系.（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点.（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. 4.拆除电路，整理仪器 五、实验注意事项1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法.2.因本实验要作出I-U 图线，要求测出电压从零变化至U 额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A 端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值.4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大.5.画I-U 曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃.（二）测定金属的电阻率 一、实验目的1.掌握电流表、电压表的使用原理及读数方法，滑动变阻器在电路中的两种连接方法.2.练习使用螺旋测微器.3.测定金属的电阻率. 二、实验原理 由电阻定律可知，金属的电阻率 .因此测出金属导线的长度l 和它的直径d ，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R ，即可算出金属导线的电阻率. 三、实验器材被测金属导线、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关及导线若干. 四、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一次直径，求出d 的平均值.2.按图50-2所示的电路图连接好电路.3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度L .4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路的阻值最大的位置，电路经检查无误后，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数I 和U 的值，记录在下表中.断开S ，求出电阻R 的平均值.5.将测得的R 、L 、d 的值代入电阻率的计算公式 ，计算出金属导线的电阻率.RSρ=l 2d Rρ=4L6.拆除实验线路，整理器材. 五、实验注意事项1.用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值.2.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此采用电流表外接法.3.用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大.4.无论滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择.5.为了准确地求出电阻R 的平均值，可采用U-I 图象法求出其阻值. 六、误差分析1.测量电路中电流表和电压表对电阻测量的影响.由于本实验采用电流表外接法，所以R 测＜R 真，由，所以 ρ测＜ρ真.2.通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化.3.另外直径测量、长度测量、读数等人为因素也是误差的来源之一. 创新·方法探究 提炼方法 展示技巧 题型方法一、仪器的选择与电路的设计 1.电学实验中仪器的选择方法 （1）基本原则①安全——不损坏实验器材.②精确——尽可能减少实验误差.③方便——便于实验操作、读数和数据处理. （2）实验仪器的选取①电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.②用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流.③电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值，一般两表的指针应指到满偏刻度的12至满偏之间的位置为宜. 2.滑动变阻器的两种接法及选择方法RS ρ=l例1 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有标有“6 V 1.5 W ”字样的小灯泡、导线和开关外，还有下列器材： A.直流电源（6 V ，内阻不计）；B.直流电流表（量程为3 A ，内阻0.1 Ω以下）；C.直流电流表（量程为300 mA ，内阻约为5 Ω）；D.直流电压表（量程为10 V ，内阻约为15 k Ω）；E.滑动变阻器（10 Ω，2 A ）；F.滑动变阻器（1 k Ω，0.5 A ）.实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.（1）实验中电流表应选用_______，滑动变阻器应选用______.（均用序号表示）（2）在虚线框内画出实验电路图.（3）试将图50-3甲所示的器材连成实物电路.【解析】由于I 额 ==250 mA，故电流表应选C ；因要求小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，应选小阻值的E.（1）实验中电流表应选C ，滑动变阻器应选用E. （2）实验电路图如图50-3乙所示. （3）实物连接图如图50-3丙所示.【答案】（1）C E （2）如图50-3乙所示 （3）如图50-3丙所示 二、螺旋测微器1.构造：图50-4为常用的螺旋测微器，它的测砧A 和固定刻度G 固定在框架F 上，旋钮K 、微调旋钮K ′和可动刻度H 、测微螺杆P 连在一起，通过精密螺纹套在G 上.2.原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm ，即K 每旋转一周，P 前进或后退0.5 mm ，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm ，即可动刻度每转过一等份，P 前进或后退0.01 mm.因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm ，还可以估读到0.001 mm （即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千分尺.3.读数方法：先从固定刻度G 上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读），即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度（注意单位为mm ）.如图50-5所示，固定刻度示数为2.0 mm ，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为14.5格，最后的读数为：2.0 mm+14.5×0.01 mm=2.145 mm.4.注意事项（1）测量前需校对零点：先使测砧A 与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零P U刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度是否重合，否则应加以修正.（2）读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.（3）测量时，当螺杆P 快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K ，改用微调旋钮K ′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K ′，并拧紧固定旋钮.这样做既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确. 三、伏安法测电阻1.原理：部分电路欧姆定律.2.电流表外接法，如图50-6所示.（1）R 测 =系统误差使得测量值偏小. （2）系统误差原因：电压表分流.（3）适用于测小阻值电阻.因为Rx 相对于R V 越小， 表分流越小，误差越小.3.电流表内接法，如图50-7所示.（1）使得测量值偏大.（2）系统误差原因：电流表 分压. （3）适用于测大阻值电阻，因为R x 越大，表分压越小，误差越小.4.内外接法的选用方法（1）在知道R x 、R V 、R A 的大约值时，可用估算法：时，选外接法； 时，选内接法.（2）在不知道R x 、R V 、R A 的大约值时，可用试触法.如图50-8所示，触头分别接触a 、b ，如 表变化大，说明表分压大，应选外接法；如 表变化大，说明 表分流大，应选内接法.例2 在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm ，长度约为80 cm ，阻值约为3 Ω.使用的电压表有3 V （内阻约为3 k Ω）和15 V （内阻约为15 k Ω）两个量程，电流表有0.6 A （内阻约为0.1 Ω）和3 A （内阻约为0.02 Ω）两个量程；供限流用的滑动变阻器有最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1500 Ω的三种，可供选择的实验电路有如图50-9甲、乙所示的两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如图50-9丙真＝V r V A A V x A V R R U U =<R I R +R I -I 测真V V A x A A AU U -UR ==R +R >R =I I x A V x R R <R R x AV xR R >R R所示，则：（1）螺旋测微器的示数是____mm.（2）为减小电阻的测量误差，应选用____图所示的电路.（3）为在测量中便于调节，应选用最大阻值为____Ω的滑动变阻器. （4）电压表的量程应选用____V . （5）电流表的量程应选用____A.【解析】（1）固定尺上的读数为2 mm ，可动尺上的读数为25.0（±0.1）格×格，所以螺旋测微器的示数为2.0 mm+0.250（±0.001） mm=2.250（±0.001） mm.（2）由于金属丝的电阻小，所以应采用电流表外接法，即选用乙图所示电路. （3）由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E =1.5 V ，所以用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器作限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化时操作方便. （4）加在电压表两端的电压不超过1.5 V ，所以电压表的量程应选用3 V .（5）当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，I max 0.5A ，所以电流表的量程应选用0.6 A. 【答案】（1）2.250（±0.001） （2）乙 （3）10 （4）3 （5）0.6【点评】电学实验中，要熟练掌握如何选用电流表的内接与外接、滑动变阻器的限流与分压，要注意选择仪器的安全原则、读数的准确原则和操作的方便原则.体验成功1.（徐州市2010届第一次质检）在探究“决定导线电阻因素” 的实验中，需要进行以下测量.（1）用螺旋测微器测得导线的直径如图50-10 甲所示.其示数是____mm（2）欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12 Ω，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些.下列器材中电流表应选用的是（填选项代号，下同）____，电压表应选用的是____，滑动变阻器应选用的是____.在50-10乙给出的方框内画出应采用的电路图. A.电池组E （6 V ，内阻很小）B.电流表 （0～3 A ，内阻0.0125 Ω）C.电流表 （0～0.6 A ，内阻0.125 Ω）D.电压表 （0～3 V ，内阻3 k Ω）0.5mm50格 1.5=A =3E.电压表 （0～6 V ，内阻6 k Ω）F.滑动变阻器R 1（0～5 Ω，2 A ） G .滑动变阻器R 2（0～1000 Ω，1 A ） H.开关、导线 【答案】（1）0.700 （2）C D F 电路图如图50-10丙所示2.（2007年重庆理综卷）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 按如图50-11所示的方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后： （1）若电压表的示数为2 V ，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为____. （2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A ，小灯泡亮，则断路的导线为____.（3）若反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为____.【解析】（1）电压表的示数为2 V ，电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明电压表与小灯泡没有并联好（可能是d 、h 导线断路），但电压表又与其他部分组成了闭合电路，故断路的导线只可能是d .（2）小灯泡亮，但电压表的示数为零，同样说明电压表与小灯泡没有并联好（可能是d 、h 导线断路），也可能说明电压表没有接入电路中，故断路的导线只可能是h .（3）反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，说明滑动变阻器在实际电路中没有起到如连接电路中应起到的分压作用，而仅起到限流作用，故可断定断路的导线为g . 【答案】（1）d （2）h （3）g 金典·预测演练 经典创新 展望高考 1.在用伏安法测电阻时，若电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5000 Ω，R x 约为10 Ω，则图甲、乙两个电路中哪个测量结果较为准确？该电路的系统误差使得测量值比真实值偏大还是偏小？（ ）A.甲电路，偏大B.甲电路，偏小C.乙电路，偏大D.乙电路，偏小【解析】因为，应选用甲电路；若不考虑偶然误差，，测量值偏小.【答案】BV x x A R R >R R 测x V x VR RR =R +R2.在如图所示的电路中，电流表和电压表的示数分别为10 mA 和2 V ，电压表的内阻为1000 Ω，则待测电阻Rx 的真实值应为（ ） A.150 Ω B.200 Ω C.250 Ω D.300 Ω【解析】即解得：Rx =250Ω. 【答案】C3.许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中R 1、R 2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R 0（阻值约为500 Ω）两端的电压进行粗调和微调.已知两滑动变阻器的最大阻值分别为200 Ω和10 Ω，下列关于R 1、R 2的说法正确的是（ ）A.如果R 1=200 Ω，R 2=10 Ω，则调节R 1起粗调作用B.如果R 1=10 Ω，R 2=200 Ω，则调节R 11起微调作用C.如果R 1=200 Ω，R 2=10 Ω，则调节R 2起粗调作用D.如果R 1=10 Ω，R 2=200 Ω，则调节R 2起微调作用【解析】若R 1=200 Ω，R 1=10 Ω，则R 2与R 0组成的部分电路的电阻远小于R 1，移动R 1上的滑片很不方便调节R 2两端的电压.当R 1=10 Ω，R 2=200 Ω时，移动R 1上的滑片使R 1两端的电压变化较快，移动R 2上的滑片使R 0两端的电压变化相对较慢，故选项D 正确. 【答案】D 4.在“测定金属的电阻率”的实验中，用刻度尺测得电阻丝的长度为60.00 cm ，测得电阻丝的直径如图甲所示，运用伏安法测得的电压、电流如图乙所示.根据图中示数计算出电阻率ρ的大小为____ Ω·m.（结果保留两位有效数字）【解析】由题图可得：d =0.400 mm U =2.20 V ，I =0.44 A可得：ρ= =1.0×10-6 Ω·m.【答案】1.0×10-65.某同学测绘标有“4.8 V0.3 A”字样的小灯泡的电功率P 随电压U 变化的图象，要使小灯泡两端的电压从0到4.8 V 连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有： A.电流表（量程为0.6 A ，内阻约为1 Ω）； B.电流表（量程为3 A ，内阻约为0.2 Ω）； C.电压表（量程为6 V ，内阻约为2 k Ω）； D.电压表（量程为15 V ，内阻约为4.5 k Ω）；测x V x V x V R R U R ==I +I R +R ×10002=0.01+1000x x R R 2πUd 4ILE.滑动变阻器（阻值范围为0~20 Ω，额定电流为2 A ）；F.滑动变阻器（阻值范围为0~2 k Ω，额定电流为0.5A ）； G .电池组（电动势为6 V ，内阻约为1 Ω）. （1）选用的器材代号为________.（2）在图甲所示的虚线框中画出实验电路图.（3）根据实验测量的数据描出P-U 图象，如图乙所示，小灯泡在1.5 V 电压下的阻值为________Ω.甲 乙【解析】根据小灯泡的额定电压为4.8 V ，额定电流为0.3 A 可知，电流表 选择A ，电压表选择C.要使小灯泡两端的电压由0到4.8 V 连续变化，应采用分压电路，滑动变阻器的阻值不宜太大，应选E.小灯泡正常发光时的电阻，因此选用电流表外接法，电路如图丙所示.由图甲可得，小灯泡在 1.5 V 电压下的功率为1.0 W ，故此时小灯泡的电阻【答案】（1）ACEG（2）如图丙所示 （3）2.256.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，通过实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡的电流和电压）：（1）该同学漏填了U =1.20 V 时对应的电流I ，请根据如图甲所示的指针位置，读出电流表的示数，并在上表空格中填上相应的示数.（2）在如图乙所示的虚线框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围为0~10 Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干.4.8Ω=16Ω0.3V U R ==,R <<R I 丙（3）在图丙所示的坐标中画出小灯泡的U-I 曲线.【答案】（1）0.42 （2）如图丁所示（3）如图戊所示7.需要测量电流表的内阻r 1，实验室中有下列器材可供选用：在下列设计的四个电路图中，选出你认为最合适的在对应的横线上写出r 1的表达式，并说明所用符号的物理意义；认为不合适的在对应的横线上写出理由.A 图：_______________________________B 图：_______________________________；C 图：_______________________________；D 图：__________________________ ____.用下列器材测量一待测电阻：电压表（量程为1.5 V，内阻r1=750 Ω）；电压表（量程为5 V，内阻r2=2500 Ω）；滑动变阻器R（最大阻值约为100 Ω）；单刀单掷开关S，导线若干.（1）测量中要求电压表的示数不小于其量程的，试画出测量电阻R x的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）.（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上连线.（3）若电压表的示数用U1表示，电压表的示数用U2表示，则由已知量和测得量表示R x的公式为：_____.【解析】（1）由于题目中要求电压表的示数不小于其量程的，所以必须采用分压式电路；而测量电阻R x的值还必须知道R x两端的电压和通过它的电流，由于电压表的内阻已知，所以可以用电压表充当电流表，可以选用下列两种中的任一种.（2）实物连接图如图丁或戊所示.（3）采用乙图，则：所以R x=采用丙图，则：，所以.，示数误差会很大由数据表可知，、时电压相近，故可将当电压表使用【答案】：图：图：、的示数图：、被短路用下列器材测量一待测电阻Ω）：1I=13 13121x21U U U=-R r r1122112U r rU r-U r1211xU U-U=r R21x11U-UR=rU【答案】（1）如图乙或丙所示 （2）如图丁或戊所示（3）9.要测量一长度为L 、直径为D 的电阻丝的阻值.（1）用多用电表粗测该段电阻丝的阻值.用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“_____”位置；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为_____Ω.（2）现在需要进一步精确测量该电阻丝的阻值.实验室备有下列器材：A.量程为0.6 A 、内阻为0.5 Ω的电流表；B.量程为3 A 、内阻为0.1 Ω的电流表；C.量程为3 V 、内阻为6 k Ω的电压表；D.量程为15 V 、内阻为30 k Ω的电压表；E.阻值范围为1 k Ω的滑动变阻器R1；F.阻值范围为50 Ω的滑动变阻器R2；G .蓄电池的电动势为6 V ，内阻很小；H.开关一个，导线若干.为使测量结果尽可能准确，电流表应选用_____，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_____.（填仪器的代号）若选择了最合适的器材，采用最恰当的实验电路进行实验测量，电流表的示数是I ，电压表的示数是U ，则该电阻丝的电阻率ρ=_____.【解析】（1）指针偏转角度太大，说明电阻值小，这时应使选择旋钮指向较小倍率，即欧姆挡的“×1”位置，多用电表欧姆挡的示数是表针示数乘以旋钮所在位置的倍率，所以电阻值为22×1 Ω=22 Ω.（2）测量电路中的最大电流约为，所以电流表应选择A ， 电压表应选择C ，滑动变阻器应选择F.由 和 联立解得： 【答案】（1）×122 （2）A C F 10.有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图甲所示.此样品的长L 约为3 cm ，电阻约为100 Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，且该样品的内径太小而无法直接测量.现提供以下实验器材：A.20等分刻度的游标卡尺；或11221x x 121121U r r U -U R =R =r U r -U r U 6A <0.3A 22E I ==R U R =I 2L 4L R =ρ=ρS πD 2πD U ρ=4LI 2πD U 4LIB.螺旋测微器；C.电流表 （量程为50 mA ，内阻r1=100 Ω）；D.电流表 （量程为100 mA ，内阻r 2约为40 Ω）；E.滑动变阻器R 1（0~10 Ω，额定电流为2 A ）；F.直流电源E （电动势为12 V ，内阻很小）；G .导电材料样品R 2（长L 约为3 cm ，电阻R 2约为100 Ω）；H.开关一只，导线若干.请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d 的实验方案，回答下列问题：（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L = _____mm ；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示，其示数D =_____ mm.（2）在虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材的字母.（3）用已知物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d （写出推导过程）.【答案】 （1）30.353.204~3.206（2）电路如图丁所示（3）设电流表 、 的示数分别为I 1、I 2，则： 根据电阻定律R 2= ，由几何知识得： 联立解得：d =L ρ11212I r =(I -I )R。
高中物理二级结论----恒定电流与电学实验
恒定电流：1、串联电路：U 与R 成正比，U R R R U 2111+=。
P 与R 成正比，P R R R P 2111+=。
2、并联电路：I 与R 成反比， I R R R I 2121+=。
P 与R 成反比， P R R R P 2121+=。
3、总电阻估算原则：电阻串联时，大的为主；电阻并联时，小的为主。
4、当有N 个完全相同的电阻R 并联时，总电阻为NR 5、路端电压（电源正负极之间的电势差）：ＩrE U －=，纯电阻时E r R R U +=。
6、画等效电路的办法：始于一点，止于一点，盯住一点，步步为营。
7、右图中，两侧电阻相等时总电阻最大。
8、纯电阻电路，内、外电路阻值相等时输出功率最大，rE P m 42=。
9、当两个电阻分别接同一电源，满足R 1 R 2 = r 2时,输出功率相等，即P 1 = P 2。
10、处理滑动变阻器的功率变化问题，往往将滑动变阻器之外的电阻等效为新电源的内阻。
（这样满足外阻从零开始，可以按照P-R 图像分析）11、纯电阻电路的电源效率：η＝R R r+。
12、动态电路分析：①程序法：在闭合电路里，某一支路的电阻增大（或减小），一定会导致总电阻的增大（或减小），总电流的减小（或增大），路端电压的增大（或减小）。
②结论法：纯电阻串联电路中，一个电阻增大时，它两端的电压也增大，流经它的电流减小。
“串反”与该增大电阻串联的用电器两端电压减小，流经电流增大；“并同”与该增大电阻并联的用电器两端电压增大，流经电流减小。
13、纯电阻串联电路中，一个电阻增大时，它两端的电压也增大，而电路其它部分的电压减小;其电压增加量等于其它部分电压减小量之和的绝对值。
反之，一个电阻减小时，它两端的电压也减小，而电路其它部分的电压增大;其电压减小量等于其它部分电压增大量之和。
14、含电容电路中，电容器是断路，电容不是电路的组成部分，仅借用与之并联部分的电压。
稳定时，与它串联的电阻是虚设，按导线处理。
高二物理恒定电流实验教案总汇
序：《电学实验仪器和电路的选择》在中学电学实验中，如用伏安法测电阻，测电源的电动势和内阻，测某一用电器的伏安特性曲线，都存在如何选择电学实验仪器，合理地设计电路。
如何学会电路设计和顺利进行实验，应从下面几方面考虑。
1、实验仪器的选择根据中学教学大纲要求，电学仪器的选择主要是：电表、滑动变阻器、电源等仪器。
〔1〕电表的选择原那么是：不使电表受损和尽量减少误差。
首先保证流过电流表的电流和加在电压表的电压均不超过使用量程，然后考虑电压表、电流表在使用时，指针有较大偏转〔一般取满偏度的2/3左右〕。
〔2〕滑动变阻器选择原那么：考虑被测对象要求的电流或电压变化X 围，并且方便、节能。
注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值。
对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，电流、电压变化很大的，不宜采用，应选用阻值小的变阻器。
在分压接法中应选择总阻值较小而额定电流较大的电阻；在限流接法中，变阻器的总阻值应与电路中其他电阻阻值比较接近。
[例1]： 有一电阻Rx ，其阻值大约在40Ω-50Ω之间，需进一步测定其阻值，现有以下器材： 电池组ε〔电动势为12V ，内阻约0.5Ω〕 电压表V 〔量程0-3-15V ，内阻20K Ω〕 电流表A 1〔0-50mA ，内阻20Ω〕 电流表A 2〔0-300mA ，内阻4Ω〕 电流表A 3〔0-1A ，内阻0.1Ω〕 滑动变阻器R 1〔0-100Ω，额定电流1A 〕 滑动变阻器R 2〔0-1700Ω，额定电流0.3A 〕开关K 及导线假设干，实验电路如图1所示，实验中要求多测几组电流、电压值。
在实验中电流表应选，电压表的量程应选，滑动变阻器应选。
解析：电源电动势为12V ，考虑耗电少，加在被测电阻两端电压可达12V ，故电压表量程应选取0-15V 。
估算被测电阻可达到最大电流值，假设选电流表A 1，那么10.20m X A I A R R ε≈≈+，超过了A 1的量程；假设选电流表A 2，那么20.27m X A I A R R ε'≈≈+，未超过A 2的量程，又从电流表读数精确度来考虑，应选电流表A 2。
高二物理电流教案(6篇)
高二物理电流教案（6篇）高二物理电流教案（精选6篇）教案能够帮助教师在教学中更好地组织和管理学生，促进学生的积极参与和主动学习。
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高二物理电流教案（精选篇1）教学目标：⒈通过类比理解电流的概念，知道电流的单位。
⒉知道电流表的用途的符号，会将电流表正确接入电路，会正确选择电流表的量程和正确读数。
⒊在实验探究中，培养学生实事求是的科学态度，认识交流与合作的重要性。
重点、难点：本节课重点是电流的概念、单位、电流表的.使用；难点是将电流表正确接入电路。
教学准备：演示用器材：教学电流表一只、学生电流表一只、小灯泡两只、电源一个、开关一个、导线若干、电流表活动挂图。
学生用器材：学生电流表一只、小灯泡一个、电源一个、开关一个、导线若干。
教学设计：教师活动学生活动说明：一、电流是什么？①复习提问：电流是如何形成的？电流的方向是怎样规定的？②引入新课：电流不但有方向，而且有大小，这节课我们就来探究电流的大小。
（板书课题）③教师提问：电流看不见、摸不着，怎样判断导体中电流的大小？④教师讲解：水管中的水，向一定方向流动，形成“水流”，与此类似，导体中的电荷向一定方向移动，就会形成电流。
电流同水流一样也有大小，物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷的量来表示电流的强弱。
板书：电流。
⑤指导学生阅读“信息窗”，了解常见电器的电流大小，并选择其中几个进行单位换算。
回忆，回答思考、回答认真听讲、领会阅读、思考电流定义的引出不必太复杂，用水流类比的方法学生很容易接受。
二、怎样使用电流表？①教师展示电流表实物，告知学生通常用电流表测量电流的大小，电流表在电路图中的符号是A。
②让学生观察学生用电流表，进行分组讨论，然后回答教材P72探究电流表的使用方法⑴—⑸条。
③教师检查探究结果，然后利用电流表活动挂图再次演示电流表的读数。
④提出问题：怎样才能把电流表正确接入电路呢？⑤指导学生阅读教材中的“电流表使用说明”和观察教材P73图13—36，了解电流表的使用规则。
高二物理恒定电流实验报告
高二物理恒定电流实验报告实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线[实验目的]掌握用伏安法研究非线性电阻伏安特性的方法[实验原理]1．据部分电路的欧姆定律知，在纯电阻电路中，电阻R两端的电压U与电流I成正比，即U=IR，其U—I图线是一条过原点的直线．由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线．2．实验中选用“3.8 V，0.3 A”的小灯泡，故电流表的量程选用0．6 A，电压表的量程选用15V．由于这种规格的小灯泡的电阻很小，当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，为了减小实验误差，应采用电流表“外接法”．本实验中，为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化，滑动变阻器应采用“分压接法”。
[实验器材]小灯泡(3.8 V，0.3 A)、电压表(0～3,0～15V)、电流表(0～0.6 0～3 A)、滑动变阻器(20Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。
[实验步骤]1.根据实验要求，设计实验的电路图如图所示．2.根据电路图连接实验电路．用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路．滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，电流表的量程用0.6 A，电压表的量程先用0～3 V，电压超过3V时，采用15 V的量程．3.测出小灯泡在不同电压下的电流值闭合电键S前，滑动变阻器的滑片P应位于最左端，这样闭合电键后，小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化，同时这样做也起到了保护用电器的作用，防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表．闭合电键S后，使滑动变阻器的滑片户由左向右移动，在0～3.8 V范围内读取大的误差．4．在坐标纸上画出伏安特性曲线在坐标纸上，以U为横轴，以I为纵轴，建立平面直角坐标系．根据实验测得的数据，描出各组数据所对应的点，将描出的各点用平滑的曲线连接起来，就得到了小灯泡的伏安特性曲线．坐标系中，横、纵轴的标度要适中，以使所描绘的图线占据整个坐标纸为宜。
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高二物理恒定电流五个学生实验实验六：描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律．【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I曲线是条过原点的直线。
但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲线就可能不是直线。
如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I、U值描绘到U--I坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。
图3-1 金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性。
【步骤规范】实验步骤操作规范一.连接实验电路1．对电流表、电压表进行机械调零2．布列实验器材，接图3-1连接实验电路，电流表量程0.6A，电压表量程3V 1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。
2．电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器的电阻置于阻值最大；电线连接无“丁”字形接线。
二．读取I、U数据1．将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动，读取一组电流表和电压表的读数2．逐渐移动滑动变阻器的阻值，在“0~3.8V”或“0~4V”范围内记录12组电压值U和相应的电流值I 1．使电路中灯泡两端电压从0开始逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据记录在表中。
调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压2．电流表和电压表读数要有估读（一般可估读到最小分度的101三．描绘图线将12组U、I值，描绘到I—U坐标上，画出I—U曲线在坐标纸上建立一个直角坐标系，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；要用平滑曲线将各数据点连接起来。
四．拆除电路，仪器复原【注意事项】1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．因本实验要作I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．3．电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端．4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，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；要用平滑曲线将各数据点连接起来。
【典型例题】例1某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下组U 和I 的数据：（1）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：________。
（3）这表明导体的电阻随温度升高而_________。
例2“220V100W ”的白炽灯泡A 和“220V60W ”的白炽灯泡B 的伏安特性曲线如图所示．若将两灯泡并联接在110V 的电源上时，两灯泡实际消耗的功率为多大？例3．（04上海）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，用实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）： （1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的U —I 曲线.（3）如果实验中已知电池的电动势是1.5V ，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）编号 1 2 3 4 5 6 78 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00I/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 微亮 逐渐变亮正常发光 I （A ） 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U （V ） 0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00U/VI/A 0例4（06上海卷）表格中所列数据是测量小灯泡U-I 关系的实验数据：(1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填“甲”或“乙”）；（2）在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随I 变大而（填“变大”、“变小”或“不变”）；（3）如图丙所示，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3V 的电源上．已知流过电阻R 的电流是流过灯泡b 电流的两倍，则流过灯泡b 的电流约为 A ．AV S图甲AVS图乙Rb a图丙实验六练习：描绘小电珠的伏安特性曲线一、选择题1．如图1所示是两个不同电阻的I－U图像，则图线1、2表示的电阻及两电阻串联或并联后的I－U图像所在的区域分别是（）A．1表示电阻大的图线，并联后在区域ⅢB．1表示电阻小的图线，串联后在区域ⅡC．2表示电阻小的图线，并联后在区域ⅠD．2表示电阻大的图线，串联后在区域Ⅲ2．如图2所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是 ( )A．特性曲线在Ⅰ区，P1<P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1<P2C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P23．（93全国）一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V．在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示．图3中的图线肯定不符合实际的是 ( )图34．小灯泡的伏安曲线不是直线，这是因为：A．小灯泡是非纯电阻用电器B．任何导体的电阻率均随温度的升高而增大C．金属导体的电阻率一般随温度的升高而增大D．以上说法均不正确5．在图4中，不论如何移动滑动滑片，电压表的读数几乎不变，下列情况中，可能发生的是：A．只有小灯泡的灯丝断B．只有A端断开了C．灯丝断了且变阻器的A端也断了D．电流表没接好图4 6．在实际情况中，能较正确反映通过灯泡的电流强度I与灯泡两端电压U之间变化关系的图线是图6所示中的哪一个？（）7.（06北京卷）某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择: 电流表：A1(量程100mA,内阻约2); A2(量程0.6A,内阻约0.3); 电压表：V 1(量程5V,内阻约5); V 2(量程15V,内阻约15);电源：E 1(电动势为1.5V ，内阻为0.2); E 2(电动势为4V,内阻约为0.04).为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________滑动 变阻器________________，电源___________________.(填器材的符号)②根据实验数据，计算并描绘出R-U 的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为___________；当所加电压为3.00V 时，灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.③根据R-U 图象，可确定小灯泡耗电功率P 与外加电压U 的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________．实验七:测定金属的电阻率【实验目的】1．练习使用螺旋测微器；2．学会用伏安法测电阻；3．测定金属的电阻率。
【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l ，横截面积S 和导线的电阻R ，就可以求出金属丝的电阻率ρ ①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U 和金属丝中的电流I ，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R②金属丝的长度l 可以用米尺测量．③金属丝的横截面积S 由金属丝的直径d 算出，即S=πd 2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大． 【步骤规范】实 验 步 骤操 作 规 范一．测量金属导线的直径 1．观察螺旋测微器两小砧合拢时，可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合，观察螺旋测微器的最小分度值 2．将金属导线放在螺旋测微器的小砧和测微螺杆之间，正确操作螺旋测微器，测出金属导线的直径3．在金属导线的不同位置、不同方向上，再测两次，求出平均值1．螺旋测微器的最小分度是0.01mm ，应估读到0.001mm2．⑴螺旋测微器的正确握法是：用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧，用右手大拇指和食指旋动旋钮⑵调节旋钮时，应先用粗调旋钮，使小砧与金属导线接近，然后改用微调旋钮推进活动小砧，当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时，才可读数 ⑶读数时，先读出固定刻度上的毫米整数部分（注意半毫米刻度线是否露出），再读出可动刻度的值（如半毫米刻度线已露出，应加上0.500mm ），作后读出估读值二．用伏安法测金属导线的电阻 1．对电流表、电压表进行机械调零 2．将金属导线拉直，固定在木条上 3．按图连接电路4．闭合电键，调节滑动变阻器，读取三组I 、U 值5．计算三组I 、U 值对应的电阻值，取其平均值1.若表针不在零位，用螺旋刀旋动机械调零螺钉，使其对正2．⑴连接电路前，先布列仪器，使其位置合适，然后先电阻、后电表依次连接电路，电源最后接 ⑵电键接入电路时，应处于断开位置 ⑶闭合电键前，变阻器阻值应最大⑷导线的连接处必须在接线柱上（无“丁”字形接线）3．⑴电流表、电压表量程合适 ⑵每次实验通电时间不宜过长，电流不宜过大，并应及时切断电源⑶I 、U 值读数准确，有估读。
三．测量金属导线的长度1．用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度2．以毫米刻度尺的不同起点再测两次 3．算出金属导线长度平均值 测量时，刻度尺的刻度应贴近金属导线；视线要跟尺垂直；有估读（即读出0.1mm ）四．拆除电路，仪器复原电源必须先拆【螺旋测微器的原理、操作与读数】螺旋测微器的螺距是0.5 mm ，可动刻度一周为50格；旋钮D 每旋转一周，测微螺杆F 前进或后退0．5 mm ．因此，旋钮D 每转过l 格，测微螺杆F 前进或后退0．01 mm ．可见螺旋测微器的精确度为0．01 mm ．A V使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．读数时，被测物体长度大于o．5 mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01 mm【练习螺旋测微器的读数】【典型例题】例1、（06四川卷）在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。