【正文】 。則 REIg ? ① 當測量 300Ω 的電阻時： 30032 ?? R EIg ② 當測量 RX 時：Xg RREI ??31 ③ 由①②③式可得 RX= 變式練習： 12． 一量程為 ，其刻度盤如圖所示。0RrREIgg ??? 當紅黑表筆間接電阻 Rx時，通過電流表電流Xgg RRrREI ????0，每一個 Rx對應一個電流 I，在刻度盤上標出與 I 對應的 Rx的值，這樣即可讀出待測電阻阻值，但由上式看出， I 與 Rx不成比例，故歐姆表刻度不均勻。 變式練習： ，求此電路中可變電阻 R0 消耗的電功率隨滑動變阻器上滑動觸頭P 由上端移到下端的過程中消耗的功率如何變化？流過可變電阻上的電流如何變化？ ， R１ =９ ? ， R２ 的全值電阻為 20? ，當滑動觸頭 P 滑到 R２的中點時， R2上獲得的電功率最大，其值等于 ，若將觸頭 P 滑至 A端，求：電源輸出電功率及電源總功率各多大？？ 考點 46： 電流、電壓和電阻的測量：電流表、電壓表和多用電表的使用．伏安法測電阻．（能力級別： Ⅱ ） 1． 電流表、電壓表和多用電表的使用 (1) 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的．小量程的電流表的電阻 Rg就是 其 電阻，一般為幾百到幾千歐．這個線圈允許通過的最大電流 Ig 叫做電流表的滿偏電流，這是因為電流表通過的電流為 Ig時它的指針偏轉到最大刻度處． Ig一般為幾十微安到幾毫安．電流如果超過 Ig，不但指針指示不出數(shù)值，電流表還可能燒毀．因為 IgRg一般很小，不能直接用電流表測量較大的電壓．如果被測電 壓 U 大于IgRg，通過電流表的電流將超過 Ig而把電流表燒毀．如果給電流表串聯(lián)一個分壓電阻，分擔一部分電壓，就可以用來測量較大的電壓了．加了分壓電阻并在刻度盤上標出電壓值，就把電流表改裝成了電壓表（ 如上圖所示 ）． 此時該電壓表所能測量的最大電壓為)( RRIU gg ?? 正像串聯(lián)電阻可以分擔一部分電壓一樣，并聯(lián)電阻可以分擔一部分電流．并聯(lián)電阻的這種作用叫做分流作用，作這種用途的電阻又叫分流電阻．為了使電流表能夠測量幾個安培甚至更大的電流，可以給它并聯(lián)一個分流電阻，分掉一部分電流，這樣 在測量大電流時通過電流表的電流也不致超過滿偏電流 Ig, 如右 圖 所示 ． 此時該電流表所能測量的最大電流為 RRIII ggg ?? (2) 歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，G + _ R0 紅 黑 E r Rg 第 21 頁 共 55 頁 可直接讀出電阻之值。錯解中對電鍵 K閉合和斷開兩種情況，電路結構差異沒有具體分析，此時隨燈所在支路電流強度不變，兩種情況干路電流強度是不同的，錯誤地將干路電流強度認為不變，導致了錯誤的結果。 變式練習： ，滑動變阻器的滑動觸片處在中央時，三只同樣規(guī)格的燈泡中哪一個最亮？當滑動觸片從中點向右移動時三盞燈泡消耗的功率將是： PL1＿， PL2 ， PL3＿．（填變大、變小、不變） ，滑動變阻器的總阻值 R1 = 12? ， R2= 12? ， R3= ? ，變阻器的滑動觸頭與中心點接觸，當開關 S 接通時，電壓表示數(shù)為 ，這時電源消耗的電功率為 9W，求開關斷開時，變阻器 R1上消耗的電功率． 【例題】 如圖所示的電路中已知電源電動勢 E=36V，內電阻 r=2Ω ，R1=20Ω ，每盞燈額定功率都是 2W，額定電壓也相同。 〖解析〗① R2=2Ω時，外電阻等于內電阻，電源輸出功率最大為 ；②R1 是定植電阻，電流越大功率越大，所以 R2=0 時 R1上消耗的功率最大為 2W；③把 R1也看成電源的一部分，等效電源的內阻為 6Ω，所以，當 R2=6Ω時，R2 上消耗的功率最大為 。 （ 2）電源的 功率和效率。 研究閉合電路，主要物理量有 E、 r、 R、I、 U， 前兩個是常量，后三個是變量 。 特別提示： 根據(jù)電源最大輸出功率的條件做出輸出功率與外電阻圖 (P－ R 圖如圖所示 )做定性分析，也可以得到同樣的結果。 【例題】把一個“ 10V、 ”的用電器 A（純電阻）接到某一電動勢和內阻都不變的電源上，用電器實際消耗的功率為 ；換上另一個“ 10V、 ”的用電器 B（純電阻）接到這一電源上，用電器 B 實際消耗的功率有沒有可能反而小于 ？你如果認為不可能，試說明理由．如果認為有可能，試求出用電器 B 實際消耗的功率小于 的條件（設電阻不隨溫度變化）． 〖解析〗 第 16 頁 共 55 頁 【錯解】 將 “ 10V ” 的用電器與電源連接，用電器正常工作說明用電器兩端電壓為 10V，現(xiàn)將 “ 10V ”的用電器 B 與電源連接，用電器兩端電壓是 10V， B也能正常工作，實際功率是 ，所以用電器的實際功率不會小于 。僅從文字的表面是看不出來的。如果進一步分析 K 合在 2時的情況就會發(fā)現(xiàn)矛盾：I1R1=390= （ V） ≠80V ，這就表明，電路中的電流表和電壓表并非理想的電表。畫出不同狀態(tài)下的電路圖，運用電阻串并聯(lián)的規(guī)律求出總電阻的阻值或阻值變化表達式是解電路的首要工作。此時刻外電阻 R 最小。外電路的 結構是 R′與 R2串聯(lián)、 （ R3R′） 與 R1串聯(lián)，然后這兩串電阻并聯(lián)。按下電鍵 K，調節(jié)滑動變阻器的觸點，求通過電源的電流范圍。請你將圖 2 圖 1 圖 2 (3)若用電壓表取代上述測量裝置中的電流表，將電路連成如圖 3 所示的電路亦可用來測量風力。質量為 m的小球 P系在一細長的輕金屬絲下，懸掛在 O點，圖中 CB是水平放置的光滑電阻絲。 ，甲電阻絲長為 L，直徑為 d，乙電阻絲長為 2Ｌ，直徑為 2d，要使兩電阻絲消耗的功率相等，加在兩電阻絲上的電壓比應滿足： Ａ．Ｕ 甲 ／Ｕ 乙 =１ Ｂ．Ｕ 甲 ／Ｕ 乙 = 2 ／ 2 Ｃ ． Ｕ 甲 ／Ｕ 乙 = 2 Ｄ．Ｕ 甲 ／Ｕ 乙 =2 ，通過 2C 的電量所消耗的電能是 8J，若在相同的時間內通過 4C 電量，電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是 Ａ．Ｕ =4V，Ｗ =16J Ｂ．Ｕ =8V，Ｗ =16J Ｃ．Ｕ =4V，Ｗ =32J Ｄ ． Ｕ =8V，Ｗ =32J?，F(xiàn)將該棒與一個可變電阻器 R 串聯(lián)在一起后 ，接在一個內阻可以忽略不計，電動勢為 的電源上。可以直接看出： B 圖總功率為200W， D 圖總功率為 320W，所以選 B。同時要注意非純電阻用電器是否正常工作，在未正常工作時，電功和電熱相等。求： （ 1）電動機正常工作時的輸出功率。 電功和電熱的區(qū)別： (1)純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、 白熾燈泡等。 ?不加聲明的情況下，不考慮電表對電路的影響。 ?計算電流，除了用 RUI? 外，還經常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關系： I=I1+I2 ?計算電壓，除了用 U=IR 外，還經 常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關系： U=U1+U2 ，一般情況下用等勢點法比較方便簡潔。 變式練習： （ ） A．電阻 A 和無窮大電阻 B 并聯(lián)，電阻不變 B．電阻 A 和無電阻導線 B 并聯(lián)，總電阻為零 C．并聯(lián)電路任一支路的電阻都大于此電路的總電阻 D．并聯(lián)電路中某一支路的電阻減小，則總電阻減小 ，是將滑動變阻器做分壓器使用的電路， A、 B 為分壓器的輸出端，若把滑動變阻器的 滑動片放在變阻器的中央，下列判斷哪些是正確的（ ） A．空載時輸出電壓為 UAB＝ UCD/2 B．當接上負載 R 時，輸出電壓 UAB＜ UCD/ 2 C．負載 R 越大， UAB 就越接近 UCD/2 D．負載 R 越小， UAB 就越接近 UCD/2 【例題】 如圖電路中：若①、②是電壓表，則讀數(shù)分別為 ________V和 ________V；如果①、②是電流表，則讀數(shù)分別為 ________A 和________A 〖解析〗若 ①、②是電壓表 則由于電壓表內阻很大， ①、② 所在電路可認為是短路，因而此 時兩電表讀數(shù)都為 ； 如果①、②是電流表 則由于電流表內阻很小， ①、② 所在電路可認為是導線短接，因而此時電表讀數(shù)都為 特別提示： 。 變式練習： L，可用樓上、樓下兩個電鍵 S S2 控制，撥動 S S2中的任何一個都能使燈 L 點亮或熄滅．滿足上述要求的電路是下列圖中四個電路中的哪一個？（ ） ，當電路的 a、 b 兩端加上 100V 電壓時， c、 d 兩端的開路電壓為 80V，則電阻 R 的阻值為 Ω；如果將 100V 的電壓加在 c、 d 兩端，則 a、 b 兩端的開路電壓為 V． 如果電路中有兩個或更多個電阻聯(lián)接在兩個公共的結點之間，則這樣的聯(lián)接法就稱為電阻的并聯(lián)?，F(xiàn)在科學家們正努力做到室溫超導。在此過程中，電壓 U 和電流 I 的關系可用圖線表示，圖中的圖線肯定不符合實際的是 考點 42： ． 半導體及其應用．超導及其應用．（能力級別： Ⅰ ） 有些物質當溫度接近 0 K 時，電阻率突然減小到零 —— 這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象 。 考點 41： 電阻率與溫度的關系．（能力級別： Ⅰ ） 1． 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 （可以理解為溫度升高時金屬原子熱運動加劇，對自由電子的定向移動的阻礙增大。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大， 溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大。 說明： （ 1）電阻的伏安特性曲線： 注意 IU 曲線和 UI 曲線的區(qū)別 。 ? 純金屬的電阻率小，合金的電阻率大 。求導線中自由電子的運動速度。假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質子束中與質子源相距 L 和 4L 的兩處，各取一段極短的相等長度的質子流，其中的質子數(shù)分別為n1 和 n2，則 n1∶ n2=_______。 （ 2） 在電解液導電時， 是正負離子向相反方向定向移動形成電流，在用公式 I＝ q/t計算電流強 度時應引起注意。 說明： （ 1） 對于金屬導體有 I=nqvS（ n 為單位體積內的自由電子個數(shù)， S 為導線的橫截面積， v 為自由電子的定向移動速率，約 10 5m/s，遠小于電子熱運動的平均速率 105m/s，更小于電場的傳播速率 3 108m/s）， 這個公式只適用于金屬導體，千萬不要到處套用 。這束質子流每秒打到靶上的質子數(shù)為 _________。 3．有一段橫截面積為 S=1mm2 的金屬導線，上面通有 1 安的電流，導線中單位體積內所具有的自由電子數(shù) n= 1028/m3。單位是Ω ?m。公式為： RUI? （適用于金屬導體和電解液，不 適用于氣體導電）。 【例題】實驗室用的小燈泡燈絲的 IU 特性曲線可用以下哪個 圖象來表示： 〖解析〗燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時 才 會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。 變式練習： 5．下圖所列的 4 個圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P 與電壓平方 U 2之間的函數(shù)關系的是以下哪個圖象 A. B. C. D. 6． 如右圖所示為兩條電阻絲的 U— I 圖線，甲、乙圖線分別與橫坐標軸A. B. C. D. I I I I o U o U o U o U P U2 o P U2 o P U2 o P U2 o 第 3 頁 共 55 頁 夾 角為α、β當兩條電阻絲加以相同的電壓時，其功率之比 P 甲 ∶ P 乙 ∶ tgβ ∶ tgα ∶ tg2β ∶ tg2α 7． 如下圖所示，變阻器的總電 阻是 10Ω，連線電阻不計，則當它的滑動片向右移動時，在 A、 B 間能獲得的最小電阻值為 ，最大電阻為 。 【例題】 金屬鈉的電阻值對溫度的高低非?！懊舾小?，下圖中 U— I圖中可能表示金屬鈉電阻的 u — I圖線是： ( ) 〖解析〗由于鈉隨溫度的升高電阻率變大，因而電阻變大，所以應選 B 變式練習：