基本概念：电流、电阻、电功（焦耳定律）

串并联电路 测定金属丝的电阻率 电学实验――伏安法测电阻

电动势 闭合电路欧姆定律关系讨论

描绘小灯泡的伏安特性曲线

电学实验――测量电源的电动势和内阻

部分电路欧姆定律、焦耳定律

大纲解读 主要通过对电路的分析和计算，并结合实际应 用，来考查电压、电流、电功率等基本概念、 基本规律的理解和掌握情况，考查的题型有选 择题、填空题，更多的是实验题或结合电磁感 应和交流电进行考查，热点是与实际相关的电 功率问题，串并联电路的分析与计算，难度一 般不大

欧姆定律 电阻定律 电阻的串联、并联 电功率、焦耳定律

【考点知识梳理】 一、电流

（1）物理意义：反映材料______的物理量，是导体材料本身 的属性，与导体的长度和横截面积无关.

（2）电阻率与温度的关系： ①金属的电阻率随温度升高而______； ②半导体的电阻率随温度升高而______； ③合金导体的电阻率随温度升高而几乎______； ④当温度降到一定程度时，有些导体的电阻率突然_________而变成超导体.

三、电功率、焦耳定律 1、电功

（1）定义：电路中，自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成_____， 电场力对自由电荷做功. （2）定义式：_____________ （3）实质：_____转化成其他形式能的过程.
（1）焦耳定律：电流流过导体产生的热量，跟电流的____成正比， 跟____成正比，跟_____成正比. (2) 定义式：Q=________

四、串并联电路 1、串联电路特点：

（1） 电流：串联电路的电流___________ (2) 电压： 串联电路的总电压等于各个导体两端的电压___________ （3）电阻：串联电路的总电阻等于各个导体的电阻_______________
(1)电流：并联电路干路中的总电流等于各支路电流_____________ (2) 电压：并联电路的总电压与各支路电压__________

（3）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数_____

【考点知识解读】 考点一、部分电路欧姆定律

1.设金属导体的横截面积为 S，单位体积内的自由电子数为 n，自由电子定向移动的速

率为 v，那么时间 t 内通过某一横截面的自由电子数为 nSvt.如果电子的电荷量为 e，那么 时间 t 内通过横截面积的电荷量为 q=neSvt.根据 q=It，就可以得到电流和自由电子定向移 动速率的关系式 I=neSv. 2.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.公式为 I ? （1） 、适用范围：适用于金属导电和电解液导电，对于气体导电不适用. （2） 应用公式 I ?

U 时注意， U、 三个物理量必须应对于同一段电路或者同一段导体， I、 R R

I、U 必须是同一时刻的电流和电压. （3） R ? 、

U 是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，但不可错误的认为“电阻 I L 是导体电阻的决定式，电阻率反映了材料对电流的阻碍作用，而 S

跟两端的电压成正比，跟电流成反比”或者“导体不存在电流就不存在电阻”. （4） 、电阻定律 R ? ?

电阻是长度、横截面积和材料都确定时的一段特定的导体对电流的阻碍作用.

（5） 、伏安特性曲线：描述导体的电压随电流怎样变化的曲线.若 I-U 曲线是过原点的一条 直线，这样的元件叫做线性元件；I-U 图线为曲线的元件叫做非线性元件. 【例题 1】 、一根铜线横截面积为 S，单位体积内自由电子数为 n，当通以恒定电流时，设自 由电子定向移动的平均速率为 v，设每个电子的电量为 e，则时间 t 内通过铜线横截面的电 量为 ，铜线中的电流强度为 . 解析：本题考查的是电流的微观表达式. t 时间内通过的电量为 n 与通过体积的乘积，即 q=neSvt，所以 I=q/t，即 I= neSv. 答案：neSvt，neSv. 【变式训练 1】 、关于材料的电阻率，下列说法正确的是（ ） A． 把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的 1/3 B． 材料的电阻率随温度的升高而增大 C． 纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D． 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大

考点二、电功和电热的关系

剖析: 1、电功是电能转化成其他形式能的量度.电热是电能转化成内能的量度.计算电功时用公式
2、从能量转化的角度看，电功和电热间的数量关系是： W ? Q ，具体的说： （1）纯电阻电路：如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路，电能全部转化成内能，此时有

式均可. （2）非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电能除转化成内能外，还转化为机 械能、化学能等，此时有 W ? Q ，电功只能用 W ? UIt 进行计算，电热只能用 Q ? I Rt 进

行计算. 提醒思考：含有电动机的电路一定是非纯电阻性电路吗？ 【例题 2】 、有一个直流电动机，把它接入 0.2V 电压的电路中时电机不转，测得流过电动机 的电流为 0.4A.若把电动机接入 2.0V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是 1.0A. （1）电动机正常工作时的输出功率多大？ （2）如果在电动机正常工作时转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？ 解析： 本题考查学生对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解和灵活运用， 电动机正常工作时是 非纯电阻性元件，但当电动机被卡住不转时就成了纯电阻性元件.具体解析如下： 2 （1）r=0.2/0.4=0.5Ω ；P=UI-I r=1.5W 2 （2）P’=U /r=8W

考点三、串并联电路的特点：

剖析: 1、串联电路干路电流处处相等，各电阻分担的电压和功率与电阻成正比，各电阻有分压作 用；并联电路各支路电压相等，各支路分担的电流与电阻成反比，各支路电阻有分流作用. 2、电压表、电流表的改装 （1）电流表 G（表头） 当线圈中有电流流过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转 的角度越大，可以证明 I ? ? ，所以根据表头的指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表 盘的刻度是均匀的.表头的内阻 Rg、满偏电流 Ig、满偏电压 Ug 三者的关系是 U g ? I g R g . （2）电压表及大量程电流表的改装 原理 改装成电压表 _______电阻分压 改装成大量程电流表 _______电阻分流

【例题 3】 、如图 8-1-2 所示，已知 R1=3kΩ，R2=６kΩ，电压 表的内阻为 9 kΩ，当电压表接在 R1 两端时，读数为 2 V，而 当电压表接在 R2 两端时读数为 3.6 V， 试求电路两端(AB 间的) 的电压和电阻 R 的阻值.? 解析：本题考查的是闭合电路欧姆定律的灵活应用. 在此处要把电压表看成一个大电阻， 然后分清电路的串并联结 构，根据闭合电路欧姆定律列出对应的方程即可求解. 具体解析为： U ?

已知如图，两只灯泡 L1、L2 分别标有“110V，60W”和“110V，100W” ，另外有一只

【考能训练】 A 基础达标

1.关于电阻率，下列说法中不正确的是（ ） ．．． A． 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B． 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大 C． 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 D． 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻 2．一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻 值（ ） A．接近于 807Ω B 接近于 0Ω C．明显大于 807Ω D．明显小于 807Ω 3.如图 8-1-4 所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24 户居民，所以整幢居民楼里 有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用多用电表测得 A、 B 间的电阻为 R；供电后，各家电器同时使用，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I，则 计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ ） A．P＝I2R C.P＝IU B.P＝

5．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内 水烧开后的保温状态， 如图 8-1-6 所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图， S 是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是（ ） A． 加热状态时是用 R1、R2 同时加热的． B． 当开关 S 接通时电饭锅为加热状态，S 断开时为保温状态

C． 要使 R2 在保温状态时的功率为加热状态时的 1/8，R1/R2 应为 7∶1 D． 要使 R2 在保温状态时的功率为加热状态时的 1/8，R1/R2 应为（2 2 －1）∶1 6、对一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，由零逐渐加大电压，直到 220V.此过程中，电压 U 和电流 I 的关系可用图线表示.在下图给出的四个图线中， 肯定不符合实际情况的是 （ ）

图 8-1-7 7、如图 8-1-8 所示是一电路板的示意图，a、b、c、d 为接线柱，a、d 与 220V 的交流电源 连接，ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障， 用一交流电压表分别测得 b、d 两点间以及 a、c 两点间的电压均为 220V，由此可知（ ） A．ab 间电路通，cd 间电路不通 a R1 B．ab 间电路不通，bc 间电路通

km 电阻值为 ρ 每 ＝1Ω 的两根输电线．若发现在距 离 A 和 A? 等远的两点 C 和 C? 间发 生漏电，相当于在两点间连接了一 个电阻． 接入电动势 E＝90V、 内阻 不计的电源：当电源接在 A、A? 间 时， 测得 B、 间电压为 UB＝72V； B? 当电源接在 B、B? 时，测得 A、A? 间电压为 UA＝45V.求 A 与 C 相距多远？ R2 S2 R3 B

10、 一直流动电动机线圈内阻一定， 用手握住转轴使其不能转动， 在线圈两端加电压为0.3V， 电流为0.3A，松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作，求该 电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?

B.能力提升 11、如图 8-1-11 所示，演示位移传感器的工作原理，物体 M 在导 轨上平移时， 带动滑动变阻器的金属滑杆 P， 通过电压表显示的数 据，来反映物体位移的大小 x，假设电压表是理想的，则下列说法 正确的是（ ） 图 8-1-11 A．物体 M 运动时，电源内的电流不会变化 B．物体 M 运动时，电压表的示数不会发生变化 C．物体 M 不动时，电路中没有电流 D．物体 M 不动时，电压表没有示数 12、如图 8-1-12（甲）所示电路，电源电动势为 E，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为 R， 负载电阻为 R0．当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时，R0 两端电压为 E/2，滑动变阻器上 消耗的功率为 P．若将 R0 与电源位置互换，接成图（乙）所示电路时，滑动触头 S 的位置 不变，则（ ） A．R0 两端的电压将小于 E/2 B．R0 两端的电压将等于 E/2 S C．滑动变阻器上消耗的功率一定小于 P E R R0 R D．滑动变阻器上消耗的功率可能大于 P R0 （甲） 图 8-1-12 13、传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器， 电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录象机、影碟机、空调机中有光电传感器……演 示位移传感器的工作原理如图 8-1-13 所示，物体 M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金 （乙）

M -x 属滑杆 P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小 X，假设电压表是理 V P 想的，则下列说法中正确的是（ ） A．物体 M 运动时，电源内的电流会产生变化 B．物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体 M 不动时，电路中没有电流 图 8-1-13 D．物体 M 不动时，电压表没有示数 14、如图 8-1-14 所示，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， 靠近电源， c 离电源较远， a b、 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 x

15、某一直流电动机提升重物的装置，如图 8-1-15 所示，重物的质量 m=50kg，电源提供 给电动机的电压为 U=110V，不计各种摩擦，当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物 时，电路中的电流强度 I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取 g=10m/s2）.

16、 下表是一辆电动自行车的部分技术指标， 其中额定车速是指自行车满载的情况下在平直 道路上以额定功率行驶的速度. 额定车速 整车质量 载 电源 电源输出电压 充电时间 电动机额定输出功率 电动机的额定工作电压、电流 请参考表中数据，完成下列问题： （取 g = 10 m/s ） （1）此车所配电动机的内阻是多少？ （2） 在行驶过程电动自行车受到的阻力是车重 （包括载重） k 倍， 的 试推算 k 的大小？ 若电动自行车以额定功率行驶，当速度为 3m/s 时的加速度是多少？

17.如图 8-1-16 所示是电饭煲的电路图，S1 是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度到 达居里点（103℃）时会自动断开，S2 是一个自动温控开关，当温度低于 70℃时会自动闭合， 温度 高于 80℃时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是限流状态时 指示灯，限流电阻 R1=R2=20KΩ，加热电阻丝 R3=50Ω，两灯电阻不计． （1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程：试简要回答若不闭合 开关 S1，电饭煲能否将饭煮熟？ （2）计算加热和保温状态下，电饭煲的消耗功率之比． S1 R3 S2

宽乘高（拓宽和拔高） 一次普通“闪电”值多少钱？ 在电闪雷鸣的雨天，我们看到一个个闪电放出耀眼的光芒，自然会想到，闪电，跟我们 平时用的电一样，是一个更大的电流。我们平常用的电是商品，那么闪电值多少呢？ 根据科学家推算，闪电的电压可达 5× 107V，放电电流约为 2× 105A。依据电功率的计 算公式可算出闪电的功率。不过，应考虑到放电时电压不是恒定的，而是从最大值一直降到 0。所以，电压应取其平均值，即最大值的一半。 电功率：P=0.5UI=0.5× 107V× 105A=5× 5× 2× 1012W=5× 109kw 这可是一个不小的数目，一个闪电一定会很值钱的。然而闪电的持续时间一般不超过千 万分之一秒，即 1/3.6× 106h，所以，闪电发生时释放出的电能： W=Pt=5× 109kw× 1/3.6× 106h=1.4× 103 度。 若按每度电 0.5 元计算， 一个闪电的价钱是：0.5× 1.4× 103=700 元。 可见，闪电并不跟想象的那么值钱。

第二节 闭合电路欧姆定律 【考情分析】

考试大纲 电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ Ⅰ 大纲解读 高考考查的重点：闭合电路的欧姆定律与力学 综合的大型计算；直流电路的动态分析；含电 容器电路的电量计算。

1. 电动势的物理意义：表征电源把

2. 电源的电动势大小：在数值上等于电源

两极间的电压.用符号____

3. 电动势由_________决定，与外电路无关. 二、闭合电路欧姆定律： 1．内容：闭合电路里的电流跟电源的

5. 路端电压与外电阻的关系 （1）当外电阻R增大时，电流I ，内电压 、路端电压 即R为无穷大时，I= ，U内= ，U外= . 这就是说：断路时的路端电压 电源电动势. （2）当外电阻R减小时，电流I ，内电压 ，路端电压 短路时，则电阻R= ，此时电流I= ，叫短路电流. 6.闭合电路中的能量转化: (1)内电路____________________________________

【考点知识解读】 考点一、直流电路

剖析: （一） 、电动势的理解 1、电动势是描述电源通过非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 例如一节干电池的电动势为 1.5V，物理意义是在闭合电路中，每通过 1C 的电量，电池就把 1.5J 的化学能转化成电能. 2、电动势在数值上等于电源开路时的正负极间的电势差. 3、电源的电动势由电源的本身决定，与电路及工作状态无关. （二） 、直流电路的动态分析 在闭合电路中， 某个电阻发生变化会对整个电路产生影响， 而整体的变化又制约着局部， 处理这类问题时，必须认清电路外电阻是自变量，根据闭合电路欧姆定律判断电压、电流的 变化.常见的步骤如下： 1．确定外电路的电阻 R 如何变化，根据闭合电路欧姆定律 I ? 电流如何变化. 2．由 U内 ? I内r ，确定电源的内电压如何变化. 3．由 U 外 ? E ? U 内 ，确定路端电压如何变化. 4．由部分电路欧姆定律、串并联电路的特点确定某一支路两端电压的变化以及通过各 支路的电流如何变化. 【例题 1】 如图 8-2-1 电路中， 、 在滑动变阻器的滑片 P 向上端 a 滑动过程中，两表的示数情况为（ ） a R1 A 电压表示数增大，电流表示数减少 R3 R2 V b B 电压表示数减少，电流表示数增大 A C 两电表示数都增大 D 两电表示数都减少 图 8-2-1

E ，确定电路的总 R?r

解析：本题考查闭合电路欧姆定律的应用，分析外电路动态变化问题． 具体解析如下：Ｒ３增大，外电路的电阻增大，干路电流减小，内电压减小，外电压增大， 即电压表示数增大，Ｕ１减小，Ｕ并增大，Ｉ２增大，所以电流表示数减小。选择Ａ。 答案：A 【变式训练 1】 、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Δ U1

考点二、闭合电路中的能量问题

剖析: 电源消耗的功率： P总 ? EI 外电路消耗的功率： P ? UI 出 内电路消耗的功率： P ? I r 内

电源输出功率随外电阻变化的关系 P ? UI ? 出

该函数的极值可知， R ? r 时，输出功率有极大值， P max ? 出

E2 .电源输出功率与外电路电 4r

阻的关系如图所示， R ? r 时，随 R 的增大输出功率增大； R ? r 时，随 R 的增大输出功率 减小.

有最大值，最大值为______； 图 8-2-3 (4)当 R2=______时，电源内部消耗的功率 P′有最小值，最小值为______ 解析： 本题考查闭合电路的外电阻的变化对电源输出功率的影响， 要求学生熟练应用闭合电 路欧姆定律.（1）R1 的功率有最大值，要求电流最大，即当 R2=0 时，I1 最大，P1 最大，

率为ＥＩ，所以当Ｉ最大，即当 R2=0 时， PE ? E (

E （４）电源内部消耗的功率为 )； R1 ? r

I r，所以当 R2=R2max 时，电流最小，内部消耗功率最小为 P ? (

【考能训练】 A 基础达标

1、关于电动势，正确的说法是（ ） A．电源的电动势等于电源的输出电压 B．电源的电动势等于电场力把单位正电荷沿闭合电路移动一周所做的功 C．电动势相等的大小不同的电池，它们把化学能转化为电能的本领相同 D．电动势相等的大小不同的电池，在单位时间内把化学能转化为电能的数值 相同 2、 2.如图 8-2-5 所示的电路中，电源的电动势 E 和内电阻 r 恒定不变，电灯 L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向 a 端滑动，则（ ） A． 电灯 L 更亮，安培表的示数减小 B. 电灯 L 更亮，安培表的示数增大 C. 电灯 L 更暗，安培表的示数减小 D. 电灯 L 更暗，安培表的示数增大

3、图 8-2-6 中是一个由电池、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 R b A.电阻 R 中没有电流 B.电容器的电容变大 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 C 图 8-2-6 4、如图 8-2-7 所示电路中，电键 S1、S2、S3、S4 均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容 器，板间悬浮一油滴 P，断开哪一个电键后 P 会向下运动（ ） R1 R2 C S3

6、在如图 8-2-9 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＞P3 C．P1＞P2=P3 B．P1＞P3＞P2 D．因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小 ）

7. 如图 8-2-10 所示，电阻 R3＝4Ω，电表为理想表，开始时 R1、R2、R3 中都有电流通过， 电压表示数为 2V，电流表示数为 0.75A，后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数 变为 3.2V，电流表示数变为 0.8A． （1）哪个电阻断路？ R1 R2 （2）求电阻 R1、R2 的阻值各为多少？ V R3 S E r A

（3）电源电动势和内阻各为多少？

8. 如图 8-2-11 所示的电路中，电源电动势 E ? 6.00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别 R1 R2 为 R1 ? 2.4k?、R 2 ? 4.8k? ，电容器的电容 C ? 4.7?F ．闭合开关 S，待电流稳定后，用电压表 测 R1 两端电压，其稳定值为 1.50V ． C （1）该电压表的内阻为多大？ （2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？ E S 图

7、有一种手电筒和台式电子钟都是使用 1 节干电池工作的. 将新电池装在手电筒中，使用 较长时间后，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电 压表测其两端电压，电压表示数略小于 1.5V. 把这节旧电池装在台式电子钟内仍能使电子 钟正常工作. 则下列说法中正确的是（ ）

A．旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多 B．旧电池的内电阻比新电池的内电阻大很多 C．台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D．台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小 8、如图 8-2-12 所示电路，闭合开关 S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表 指针有明显偏转，该电路的故障可能是（ A．电流表坏了或未接好 B．从点 a 经过灯 L1 到点 b 的电路中有断路 C．灯 L2 的灯丝断或灯座未接通 D．电流表和灯 L1、 L2 都坏了 图 8-2-12 ）

该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是

10. 如图所示，电源 E 的电动势为 3.2 V，电阻 R 的阻值为 30 Ω ，小灯泡 L 的额定电 压为 3.0 V，额定功率为 4.5 W，当电键 S 接位置 1 时，电压表的读数为 3 V，那么当电键 S 接到位置 2 时，小灯泡 L 的发光情况是

图 8-2-14 A.很暗，甚至不亮 B.正常发光 C.比正常发光略亮 D.有可能被烧坏

11、如右图所示，某同学设计了一个转向灯电路，其中 L 为指示灯，L1、L2 分别为左、右转 向灯，S 为单刀双掷开关，E 为电源.当 S 置于位置 1 时，以下判断正确的是 E（6V 1Ω） A.L 的功率小于额定功率 B.L1 亮，其功率等于额定功率 C.L2 亮，其功率等于额定功率 L1（6V 16W） × D.含 L 支路的总功率较另一支路的大 1 S × L（6V 1.2W） 2

12、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 10Ω 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 5Ω c b 数，在下列选档中，符合操作规程的是： R1 R2 A．直流 10V 挡； C．直流 2.5V 挡； B．直流 0.5A

13、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 14. 如图所示的电路中，定值电阻 R=3 Ω ，当开关 S 断开时，电源内、 外电路消耗的功率之比为 1∶3；当开关 S 闭合时，内、外电路消耗的功率 之比为 1∶1.求开关 S 闭合前和闭合后，灯泡 L 上消耗的功率之比（不计灯 泡电阻的变化）. 图 8-2-18 图 8-2-17

15.在如图所示的电路中，R1=2 Ω ，R2=R3=4 Ω ，当电键 K 接 a 时，R2 上消耗的电功 率为 4 W，当电键 K 接 b 时，电压表示数为 4.5 V，试求： （1）电键 K 接 a 时，通过电源的电流和电源两端的电压； （2）电源的电动势和内电阻； （3）当电键 K 接 c 时，通过 R2 的电流. 图 8-2-19

宽乘高（拓宽和拔高） 太阳能电池

把太阳能直接转变为电能的装置。 一般是在电子型硅单晶的小片上用扩散法 或离子注入法渗入一薄层的硼或磷，以得到 p-n 结，再加上电极而成。当光照射 到薄层表面时，两极间就产生电动势，一些小型电器如计算器等用灯光照射即可 工作，但主要还是用太阳光做为能源，因此也称为“日光电池”或“阳光电池” 。 可用作人造卫星上仪表的电源。除硅外，化合物半导体砷化镓等也是制作太阳能 电池的好材料。 实验七
考试大纲 测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器) 大纲解读 测定金属电阻率的实验前提是要测出金属的电 阻，因而伏安法测电阻的各种要求均可在本实 验中体现，螺旋测微器的使用也是重要的考 点， ，因此本实验历来是高考的重点，平均难度 中等，考查频率较高，未来的高考要注意电阻 测量方法的拓展
实验目的：1.学习使用螺旋测微器并掌握正确的________； 2.进一步熟练电压表、电流表的使用以及_______测定电阻，测定

出金属丝电阻率. 实验原理：用毫米刻度尺测出一段金属丝导线的长度L，用______________测量导线 的直径d，用伏安法测出导线的电阻R， 由 R ? ?

实验器材： 金属丝、 ________、 螺旋测微器、 电压表 （0―3V） 电流表 、 （0―0.6A） 电源 、 （3V） 、 滑动变阻器（0―20Ω ） 、开关一个、导线若干

【考点知识解读】 考点一、伏安法测电阻

剖析: （一） 、电流表的外接法和内接法： 1.电流表的外接法和内接法的对比讨论如下表所示

电压表分流作用 误差原因

测量值小于真实值 适用条件

2.电流表外接法和内接法的选择方法 （1）定量判定法： 若已知待测电阻的阻值为 R x ， 电流表的内阻为 R A ， 电压表的内阻为 RV ， 则当 RV ?? Rx 或 者

接法可以简单概括为“小外偏小，大内偏大”. （2）临界值法：令 R0 ?

（3）试触法： 如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图 8-3-1 将电压表的左端接 a 点，而将右端第一次接 b 点，第二次接 c 点，观察电流表和电压表示数的变化.若 电流表示数变化明显，说明电压表的分流作用大，被测电阻是大电阻，应该用内接法 测量；若电压表读数变化明显，说明电流表的分压作用大，被测电阻是小电阻，应该 图 8-3-1

用外接法测量.（这里所说的变化是指相对变化，即Δ I/I 和Δ U/U）. （二） 滑动变阻器的限流接法和分压接法 、 1.两种接法的对比

负载 R L 上 电压调节 范围（忽略 电源内阻） 负载 R L 上 电流调节 范围（忽略 电源内阻） 闭合开关 S 前滑动触 头的位置

都是为了保护 b端 a端 负载 R L

2.限流电路、分压电路的选择原则 如果滑动变阻器的额定电流足够用，在下列三种情况下必须采用分压接法： （1）负载的电压或电流要求从零开始连续可调； （2）当负载的电阻 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.这种接法线性关系越好，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，负载的实际电压（或电流）的最小值仍超过负载的额定值时， 只能采用分压接法. 在安全（ I 滑额 够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载） 、 有效（调节范围够用）的前提下，若 R x ? R0 ，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电 路结构简单，可优先采用限流接法；而若 Rx ?? R0 ，则只能采用分压接法. 【例题 1】 如图 8-3-2,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材 规格如下: A. 待测电阻 Rx(约 100Ω ) B.直流毫安表 ( 量程 0～10mA，内阻约 50Ω ) C. 直流电压表( 量程 0～3V，内阻约为 5KΩ ) D. 直流电源( 输出电压 4 V，内阻可不计)

E. 滑动变阻器(阻值范围 0～10 Ω ，允许最大电流 1A) F. 开关一个，导线若干条. 根据器材的规格和实验要求，在方框中画出实验的电路图，并在本题的实物图上连线.

解析：用伏安法测电阻主要就是测量电路和控制电路的选择.因为

接法；又因为 Rx ?? R0 ，所以滑动变阻器采用分压接法.电路图和实物连接图如下图 8-3-3 所示： 答案：

【变式训练 1】 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下： 待测电阻 Rx： （阻值约为 25kΩ ） 电流表 A1： （量程 100μ A，内阻约为 2kΩ ） 电流表 A2： （量程 500μ A，内阻约为 300Ω ）

电压表 V1： （量程 10V，内阻约为 100kΩ ） 电压表 V2： （量程 50V，内阻约为 500kΩ ） 电源 E： （电动势 15V，允许最大电流 1A） 滑动变阻器 R： （最大阻值 1kΩ ） 电键 S，导线若干 为了尽量减小实验误差，要求测多组数据 ①电流表应选 ，电压表应选 .

②画出实验电路图，并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母符号.

③根据实验原理图在图 8-3-4 中连接实物图.

考点二、测金属的电阻率

剖析: .（一） 、螺旋测微器的构造原理及读数 1、螺旋测微器的构造 如图 8-3-5 所示是常用的螺旋测微器， 它的小砧 A 和固定刻度 B 固定 在尺架上，测砧 F、可动刻度 E 固定在可旋转的套筒上。当套筒旋转 A F B

时，F 和 E 可前进和后退。 2、原理：精密螺纹的螺距为 0.5mm，即 D 每旋转一周， F 前进或后退 0.5mm.可动刻度 E 上的刻度为 50 等份，每一小格表示 0.01mm. 3、读数： 固定刻度 ? 精确度 ? 可动刻度 （估读一位）

(二)、游标卡尺的构造原理及读数 （1）构造：游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标 尺组成， 如图 8-3-6 所示.游标上部有一紧固螺钉， 可将游标固定在尺身上的任意位置.尺身 和游标都有量爪， 利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径， 利用外测量爪可以测量零件 的厚度和管的外径.深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度.

（2）原理：（根据游标尺不同有三种：以 10 分度为例） 如图 8-3-7 所示，主尺的最小分度是 1mm,游标尺上有 10 个小的等分刻度它们的总长等 于 9mm， 因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差 0.1mm.当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺 的零刻度线重合时， 只有游标的第 10 条刻度线与主尺 的 9mm 刻度线重合,其余的刻度线都不重合.当游标尺 的第一条刻度线和主尺的 1mm 刻度重合时， 游标的零 图 8-3-7 刻度线和主尺的零刻度线相差 0.1mm，依此类推，游 标的第几条刻度线与主尺的刻度线重合，就是零点几毫米.在测量大于 1 毫米的长度时，整 的毫米数要从游标“0”线与尺身相对的刻度线读出. （3）读数： 主尺刻度 ? 精确度? 对齐刻线数 （不估读）

(三)、电阻率的测定 本实验的基本原理是伏安法测电阻和电阻定律， 因此从知识考查的角度上， 主要是导体 横截面积测量的考查和基本的伏安法测电阻的方法； 从能力的角度， 考查学生的综合运用能 力， 比如可以拓展成测定电解溶液的电阻率， 或者根据已知的电阻率去求解截面不规则的导 体的横截面积，或者估算金属丝的长度等等. 在常规的高中学生实验条件下，选择电路时考虑到金属丝的电阻不是很大， 用电流表的外接法，滑动变阻器一般采用限流式接法来控制电路.如果各元件有 R 大致的规格范围，要根据具体的情况来选择电路的连接.本实验采用如图 8-3-8 所示的电路来测量金属丝的电阻. E

(四)、实验步骤 1、用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出

导线的横截面积S=πD2/4. 2、将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，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，反复测量3次，求出其平均值L. 3、按如图8-3-9所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，把滑动变阻 器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.先接干路，后接支路. 4、电路经检查确认无误后，闭合电键S.改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相 应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值. 图 8-3-9 5、将测得的R、L、d值，代入电阻率计算公式 ? ? 的电阻率. 6、拆去实验线路，整理好实验器材 (五)、注意事项 1． 测量被测金属导线的有效长度， 是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度， 亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直. 2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法. 3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、 滑动变阻器连成主干线路（闭合电路） ，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端. 4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置. 5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A 量程） ，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过程中逐 渐增大. 6．求 R 的平均值的方法：（1）用 R ?

U 算出各次的测量值，再取平均值；（2）用 U I

―I 图像的斜率求出.若采用图像法，在描点时，要尽量使各点之间的距离拉大一些，连线 时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑. (六)、误差来源及分析 1．测量金属丝直径、长度时出现的偶然误差； 2．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏小，导致电阻率偏小； 3．通电电流太大，时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化； 【例题 2】 、有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图 8-3-10 所示．此金 属材料重约 1~2N， 长约为 30cm， 电阻约为 10Ω ． 已知这种金属的电阻率为 ρ ， 密度为 ρ 0． 因 管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径 d，现有如下器材可选： A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表（600mA 1.0Ω ） D．电流表（3A 0.1Ω ） E．电压表（3V 6KΩ ） 图 8-3-10 F．滑动变阻器（2kΩ 0.5A） G．滑动变阻器（10Ω 2A） H．蓄电池（6V 0.05Ω ） I．开关一个，带夹子的导线若干 （1） 除待测金属材料外， 应选用的实验器材有 （只填代号字母） ． （2）画出你所设计方案的实验电路图，并把如图 8-3-11 所示所选仪器连成实际测量电路． （3）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径 d 的表达式．

解析： 该实验考查的是对教材的传统实验的变形拓展， 金属材料的内径是通过横截面积的测 量计算而求得的.因此通过伏安法测电阻，结合已知的电阻率和长度，计算得横截面积，再 转化过渡到内径.电压表量程为 3V，

势为 6V，电压表量程只有 3V，因此滑动变阻器控制电路选择分压式连接；根据阻值关系， 电流表选择外接法.因此还要选择的器材是 A、B、C、E、G、H、I；电路图和实物连接图如 图 8-3-12 所示；通过推导计算金属管线内径 d 的表达式为

答案： （1）A、B、C、E、G、H、I

图 8-3-12 【变式训练 2】用螺旋测微器测量某一物体的长度如图 8-3-13 所示为 用游标卡尺测量某一物体的长度如图 8-3-14 所示为

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