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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 1 页【强烈推荐】高考物理复习资料大全第七章_恒定电流如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 2 页第七章恒定电流考纲要览考纲要览主题内容要求说明电路1欧姆定律2电阻定律3电阻的串联、并联4电源的电动势和内阻5闭合电路欧姆定律6电功率、焦耳定律实验7测定电源的电动势和内阻考向考向预测预测本章为历年高考考点分布的重点区域之一，历年考题中均有体现，特别是规定的学生实验，不论是实验知识的检查，还是器材连接、数据处理、误差分析等，每年试题中都有所涉及，考的既具体又灵活，稳恒电路分析，也是高考试题的计算题常考内容之一本章内容在高考中
2、主要考查电路的计算，包括电阻的计算，串并联电阻的计算，电功、电热的计算（纯电阻电路、非纯电阻电路、混联电路等），闭合电路欧姆定律的计算；电压、电流、电阻的测量其中电路分析包括含容电路分析、电路变化、动态问题分析，电功、电功率分配问题分析以及设计型实验题，都是考查中出现几率最大的部分，要重点加以掌握设计型实验题也是一种考查趋势，该种题型不仅要求对于本章规定实验的原理能够深入理解，还要求具有灵活的思路，能熟练的将所学知识运用于新的情景，解决新的问题更考查了学生的研究方法、掌握情况及创新思维能力的强弱所以对于该种问题的复习要引起足够的重视第第 1 1 课时课时电动势电动势 欧姆定律欧姆定律基础知识回
3、顾基础知识回顾1电流电流（1）电流的形成：电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压，导线中的自由电子就在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，移动的方向与导体中的电流方向相反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，导线内的电场线保持和导线平行（2）电流的宏观表达式：I=q/t，适用于任何电荷的定向移动形成的电流注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式 Iqt 计算电流强度时应引起注意（3）电流的微观表达式：I=nqvS（n 为单位体积内的自由电荷个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电荷的定向移动速率）2电动势电动势（1）物理意义：表示
4、电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小电动势越大，电路中每通过 1C 电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多（2）定义：在电源内部非静电力所做的功 W 与移送的电荷量 q 的比值，叫电源的电动势，用 E 表示定义式为：E=W/q 注意：电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压电动势在数值上等于非静电力把 1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功（3）电源（池）的几个重要参数电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关内阻（r）:电源内部的电阻容量
5、：电池放电时能输出的总电荷量其单位是：Ah，mAh.如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 3 页L4L质子源v1v2注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小3部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比（2）公式RUI（3）适用条件：金属导电或电解液导电、不适用气体导电（4）图像注意 I-U 曲线和 U-I 曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中两图都是过原点的直线，I-U 图像的斜率表示-，U-I 图像的斜率表示-还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线是一条曲线重点难点例析重点难点例析一对公式
6、一对公式 Iq/t 和和 I=nqvS 的理解的理解I=q/t 是电流强度的定义式，电流的方向规定为与电路中正电荷定向移动的方向相同；负电荷形成的电流，其方向与负电荷定向移动的方向相反；如果是正、负离子同时定向移动形成电流，q 应是两种电荷电荷量绝对值之和，电流方向仍同正离子定向移动方向相同I=nqvS 是电流的微观表达式，电流强度是标量，但习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向，电流的方向实际上反映的是电势的高低【例例 1】如图 7-1-2 所示的电解池接入电路后，在 t 秒内有 n1个 1 价正离子通过溶液内截面 S，有 n2个 1 价负离子通过溶液内截面 S，设 e 为元电荷，以下说法正
7、确的是A当 n1=n2时，电流强度为零B当 n1n2时，电流方向从 AB，电流强度I=（n1n2）e/tC当 n1RBB灯泡在状态 A 时的电阻等于曲线在该点斜率的倒数C灯泡在状态 A 时的电阻等于连线 OA 的斜率D该实验说明，对于灯丝材料钨，欧姆定律不能适用课后创新课后创新演练演练1 对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流（D）A有可以自由移动的电荷B导体两端有电压C导体内存在电场D导体两端加有恒定的电压2关于电流，下列说法中正确的是（C）A通过导线截面的电量越多，电流越大B电子运动的速率越大，电流越大C单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D因为电流
8、有方向，所以电流是矢量3某种导体材料的 IU 图象如图7-1-7 所示，图象上 A 点与原点连线与横轴成角，A 点的切线与横轴成角关于导体的下列说法正确的是（A）A导体的电功率随电压 U 的增大而增大B导体的电阻随电压 U 的增大而增大C在 A 点，导体的电阻为 tanD在 A 点，导体的电阻为 tan4.下列有关电压与电动势的说法中，正确的是（D）A电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B电动势就是电源两极间的电压C 电动势公式 EW/q 中的 W 与电压 UW/q 中的W 是一样的，都是电场力做的功D电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领强弱的物理量5.若
9、加在某导体两端的电压变为原来的 3/5 时，导体中的电流减小了 0.4 A.如果所加电压变为原来的2 倍，则导体中的电流多大?【解析解析】对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法，现列其一：依题意和欧姆定律得：4.05/3/0000IUIUR，所以 I01.0A又因为20002IUIUR，所以0.2202IIA6.在电解液导电时，若在 5s 内分别有 5C 的正离子和 5C 的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的截面，电路中电流是多少？若 5s 内有 5C 的正负离子分别在阴极和阳极放电，电路中的电流是多少？【解析解析】（1）在电解质溶液中，电流等于同一截面上正负电荷迁移
10、电荷量绝对值之和与所用时间 t 之比，所以 I=（|Q1|+|Q2|）/t=2A（2）电解质溶液中各种离子质量、电荷量都可能不同，它们在电场中所受电场力的大小、加速度的大小、速度的大小也各不相同，在同一时间内通过电解液某一截面的正负离子数可能不同，特别是在阳极附近的正离子可以认为刚被加速，速度为零，而负离子的速度却被加速至最大，所以在阳极附过的横截面上，在 5s 内只有 5C 的负电荷通过，故电流I=Q/t=1A（阴极附近同理为 1A）7.试研究长度为 l、横截面积为 S，单位体积自由电子数为 n 的均匀导体中电流的流动。在导体两端加上电压 U，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子
11、（-e）受匀强电场作用而加速而和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度 v 成正比，其大小可以表示成kv（k 是常数）（1）电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中电子的速率 v 成为一定值，这时 v 为AlekUBlkeUCkelUDkUe（2）设自由电子在导体中以一定速率 v 运动时，该导体中所流过的电流是_（3）该导体电阻的大小为_（用 k、l、n、s、e 表示）【解析解析】据题意可得 kv=eE，其中 E=U/l，因此v=eU/lk选顶 B 正确据电流微观表达式 I=neSv，可得 I=lkSUne2，再由欧姆定律可知 R=S
12、nelkIU28.如图 7-1-8 所示是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，B 接高压电源的负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极 A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附图 7-1-6图 7-1-7如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 6 页到正极 A 上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附 nmol 电子，每昼夜除尘的质量为 m，计算高压电源的电流 I（电子电荷量设为 e，阿伏伽德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t）【解析解析】根据电流强度定义式 Iq/t，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量 Q，就能够求解电流强度 I，
13、需要注意的是，流过电源的电荷量 Q 跟煤粉吸附的电荷量 Q/并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量 Q/Q/2因为 Q/mnNAe，QIt，所以 mnNAe=It/2，I2mnNAe/t第第 2 2 课时课时串、并联电路串、并联电路焦耳定律焦耳定律基础知识回顾基础知识回顾1串、并联电路串、并联电路（1）串联电路的特征如下：I=I1=I2=I3=U=U1+U2+U3+R=R1+R2+R3+11RU=22RU=33RU=RU=I11RP=22RP=33RP=RP=I2串联电路中各电阻两端的电压、消耗的功率均与其电阻成正比（2）并联电路的特征如下：I=I1+I2+I3+U
14、=U1=U2=U3=I1R1=I2R2=I3R3=IR=UP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2并联电路中能过各电阻的电流、消耗的功率均与其电阻成反比（3）混联电路其方法有：1分支法；2等势法（4）电路中有关电容器的计算：电容器充放电时形成电流，稳定时视为断路，解题的关键是确定电容器两极间的电势差2电功与电热电功与电热（1）电功：电流所做的功，计算公式为 W=qU=UIt（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有 U=IR，所以还有 W=I2Rt=U2tR（适用于纯电阻电路）（2）电热：电流通过导体时，导体上产生的热量计算公式为 Q=I2Rt（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有 U=IR，
15、所以也有 Q=UIt=U2tR（适用于纯电阻电路）（3）电功与电热的关系纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热 Q=W非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其它能（如机械能、化学能等）所以电功大于电热，由能量守恒可知 W=Q+E其它或 UIt=I2Rt+E其它3电功率与热功率电功率与热功率（1）电功率：单位时间内电流做的功计算公式P=W/t=UI（适用于一切电路），对于纯电阻电路P=I2R=U2/R用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率（2）热功率：单位间内电流通过导体时产生的热量 计算公式 P=Q/t=I2
16、R（适用于一切电路），对于纯电阻电路还有 P=UI=U2/R（3）电功率与热功率的关系：纯电阻电路中，电功率等于热功率非纯电阻电路中，电功率大于热功率重点难点例析重点难点例析一一电路中有关电容器的计算电路中有关电容器的计算（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，一般根据正极板电荷变化情况来判断电流方向（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每图 7-1-8如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 7 页根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化
17、前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量绝对值之和【例例1】已知如图7-2-1所 示，R1=30，R2=15，R3=20，AB 间电压 U=6V，A端为正电容 C=2F，为使电容器带电量达到 Q=210-6C，应将R4的阻值调节到多大？【解析解析】由于 R1和 R2串联分压，可知 R1两端电压一定为 4V，由电容器的电容知：为使 C 的带电量为210-6C，其两端电压必须为 1V，所以 R3的电压可以为 3V 或 5V 因此 R4应调节到 20或 4 两次电容器上极板分别带负电和正电还可以得出：当 R4由 20逐渐减小的到 4的全过程中，通过图中 P 点的电荷量
18、应该是 410-6C，电流方向为向下【答案答案】20或 4【点拨点拨】解决本题的关键是确定电容 C 两端电势的高低顺着电流方向通过一电阻，电势降低拓展拓展如图 7-2-2 所示的电路中，4 个电阻的阻值均为 R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪 一 极 是 正极平行板电容器两极板间的距离为 d 在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为 m，电量为 q 的带电小球当电键 K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点 O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所
19、带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷【解析解析】由电路图可以看出，因 R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论 K 是否闭合始终等于电阻 R3上的电压 U3，当 K 闭合时，设此两极板间电压为 U，电源的电动势为 E，由分压关系可得UU332E小球处于静止，由平衡条件得dqUmg当 K 断开，由 R1和 R3串联可得电容两极板间电压 U为U2E由得 U43UUU 表明 K 断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系mg2dq212Umv20因小球与下极板碰撞时无机械能损失
20、，设小球碰后电量变为 q，由功能关系得qUmgd=021mv2联立上述各式解得 q67q 球与下板碰后电荷符号未变，电量为原来的67二电流表的改装二电流表的改装1电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角与电流强度 I 成正比，即kI，故表的刻度是均匀的表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其它电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的描述表头的三个特征量：电表的内阻 Rg、满偏电流 Ig、满偏电压 Ug，它们之间的关系是 Ug=IgRg，因而若已知电表的内阻 Rg，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即用电流表
21、可以表示电压，只是刻度盘的刻度不同因此，表头串联使用视为电流表，并联使用视为电压表电表改装和扩程：要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流（Ig）或允许加的最大电压（Ug）是有限制的2电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻 R，如图 7-2-3 所示，若量程扩大 n 倍，即 ngUU，则根据分压原理，需串联的电阻值gggRRnRUUR)1(，故量R3R4AUB+R1R2CP图 7-2-1图 7-2-2图 7-2-3如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 8 页程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大3电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻 R，如图 7-2-4 所示，
22、若量程扩大 n 倍，即 ngII，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1nRRIIRggRg，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小4改装后的几点说明：改装后，表盘刻度相应变化，但电流计的参数（Rg、Ig并没有改变）电流计指针的偏转角度与通过电流计的实际电流成正比改装后的电流表的读数为通过表头 G与分流小电阻 R小所组成并联电路的实际电流强度；改装后的电压表读数是指表头 G 与分压大电阻 R大所组成串联电路两端的实际电压非理想电流表接入电路后起分压作用，故测量值偏小；非理想电压表接入电路后起分流作用，故测量值也偏小考虑电表影响的电路计算问题，把电流表和电压表当成普通的电阻，只是其读数反映了
23、流过电流表的电流强度，或是电压表两端的电压【例例 2】一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满偏电流）为 Ig=50A，表头电阻 Rg=1k，若改装成量程为 Im=1mA 的电流表，应并联的电阻阻值为 若将改装后的电流表再改装成量程为 Um=10V 的电压表，应再串联一个阻值为的电阻【解析解析】并联电阻为 Rx=Rg/（n-1），其中 n=Im/Ig=20，所以 Rx=1000/19=52.6；串联电阻 Rx=（n-1）Rg，其中 n=Um/IgRg=200，所以 Rx=199 k【答案答案】52.6；199k【点拨点拨】弄清改装的原理是解决本题的关键所在拓展拓展如图 7-2-5 所示，四个相同的
24、电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表安培表 A1的量程大于 A2的量程，伏特表 V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表 A1的读数安培表 A2的读数；安培表 A1的偏转角安培表 A2的偏转角；伏特表 V1的读数伏特表 V2的读数；伏特表 V1的偏转角伏特表 V2的偏转角【解析解析】A1、A2并联，说明两端电压相等，又知是相同的电流表改装而成，表头内阻相等，所以流过表头的电流相等，所以偏转角相同，但与它并联的分流电阻不同，量程大的电阻小，所以总电流是量程大的电流示数大，或者说量程大的扩大倍数大，由于偏转角相同，所以指示的电流大，即 A1的示数大于 A2的示数；V1、V2串联，由
25、改装原理可知是四个电阻串联起来，因此流过电压表的电流相等，所以两电压表的偏转角相同，但量程大的内阻大，所以示数也大，即 V1表的示数大于 V2表的示数【答案答案】大于、等于、大于、等于三电路中的能量转化三电路中的能量转化处于通路状态的电路，从能量观点看就是一个能的转化系统，应抓住两个问题：一是能量转化的方向；二是能量转化量的计算电功和电热都是电能和其他形式的能的转化的量度电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式的能（可以是磁场能、机械能、化学能或内能等）的量度电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度若从能量转化观点解释，当电流通过一段纯电阻电路时，电能全部转化为内能，电功等于电热（WQ
26、），即 UItI2Rt 当电流通过一段非纯电阻电路时，电能的一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，故电功大于电热（WQ），即 UItQE其他【例例 3】如图 7-2-6 所示，为用一直流电动机提升重物的装置，重物质量 m 为 50kg，恒定电压 U110V，不计摩擦 当电动机以 0.85m/s恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度 I5A，由此可知电动机线圈的电阻 R（g=10m/s2）【解析解析】该题是直流电路中能量的转化和守恒问题，总能量是电源做功，电源转化的电能，全部输入给电动机，电动机属非纯电阻电路；输给电动机的电能，其中一部分用于提升重物转化为机械能，另一部分消耗在电动机线
27、圈的电阻上，转化为内能电源的功率为 PUI对电动机由能量守恒，PP机PR又 P机mgv，PRI2R，则 UImgvI2R，得R5【答案答案】R5【点拨点拨】电动机不是纯电阻，流过电动机的电流和电压不满足欧姆定律，通常的方法是从电路的能量转化与分配入手，列出整个电路的能量关系后求解拓展拓展图 7-2-4图 7-2-5mU电动机图 7-2-6VMRR0图 7-2-7如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 9 页如图 7-2-7 所示的电路中，电源电压为 60V，内阻不计，电阻 R2，电动机的内阻 R01.6，电压表的示数为 50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率【解析解析】电压
28、表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得URU源U电（6050）V10V由欧姆定律：IUR/R5A对电动机，由能量关系有 P电P热P出所以 P出P电P热UII2R0505521.6=210W易错门诊易错门诊有一起重机用的直流电动机，如图7-2-8 所示，其内阻 r0.8，线路电阻R10，电源电压U150V，电压表示数为 110V，求：（1）通过电动机的电流；（2）输入到电动机的功率 P入；（3）电动机的发热功率 Pr，电动机输出的机械功率【错解错解】（1）IU/r110/0.8137.5A（2）P入IU137.5110=15.12KW（3）PrI2r137.520.815.12KWP机P
29、入Pr0【错因错因】IU/r 对电动机不适用【正解正解】（1）I（UUm）/R4A（2）P入UI1104440W（3）PrI2r420.812.8WP机P入Pr427.2W【点悟点悟】电功表示的是电流通过导体时消耗的全部电能都转化为其它形式的能，电热仅表示电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分电能，二者是不同的物理量，不能混淆计算公式不能通用，只有对纯电阻元件二者算出的结果才是一致的二者可通过能的转化与守恒定律联系起来课堂自主训练课堂自主训练1如图 7-2-9 所示，把两相同的电灯分别接成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为 8V，乙电路所加的电压为 14V调节变阻器 R1和 R2使两灯
30、都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别 为 P甲和 P乙，下列关系中正确的是（A）AP甲 P乙BP甲P乙CP甲=P乙D无法确定2一台电风扇，内阻为 20，接上 220 伏的电压后，正常运转时它消耗的电功率是 66W，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）转化为机械能和内能的功率各是多少？电机的效率多大？（3）如接上电源后，扇叶被卡住不能转动，这时通过电动机的电流为多大？电动机消耗的电功率和发热功率又各是多少？【答案答案】（1）0.3A；（2）P机64.2W，Pr1.8W，97.3（3）I11A，P电P热2420W课后创新课后创新演练演练1四个电热器连接如图 7-2-10所示，其中 R1R31
31、0，R2R440，今将输入端接在电压为 U 的电路中，那么，它们功率关系是（C）AP1P2P3P4BP1P3P2P4CP2P1P3P4DP4P3P2P13如图 7-2-11 所示，G 是电流表，R1、R2是两个可变电阻，调节可变电阻R1，可以改变电流表 G 的示数当 MN 间的电压为6V 时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度将MN 间的电压改为 5V 时，若要使电流表 G 的指针偏转到最大刻度，下列方法中一定可行的是（B）A保持 R1不变，增大 R2B增大 R1，减小 R2C减小 R1，增大 R2D保持 R2不变，减小 R13如图 7-2-12 所示，额定电压都是 110V，额定功率PL1100
32、W，PL240W，接在 220V 电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是（C）4 如图 7-2-13 所示，阻值较大的电阻 R1和 R2串联后，接入电压 U 恒定的电路，现用同一电压表依次测量R1与 R2的电压 U1与U2，已知电压表内阻与 R1、R2相差不大 则（BC）AU1+U2=UBU1+U2R2，求 A、B 间的电压为多大？【解析解析】因流入 D 点的电流与流出 D 点的电流一定是相等的，若设流过电压表 V1的电流为 5I，则由题意知流过电压表 V2的电流为 3I，而流过电压表 V3的电流为 2I，那么电压表 V3的示数为 2V，由此可知：UABU1U35V2V7
33、V第第 3 课时课时电阻定律电阻定律基础知识回顾基础知识回顾1电阻定律电阻定律（1）内容：同种材料的导体，其电阻 R 与导体的长度 L 成正比，与它的横截面积 S 成反比；导体的电阻与构成它的材料有关（2）公式sLR（3）材料的电阻率（描述材料的性质），与物体的长度和横截面积无关，与物体的温度有关，对金属材料，电阻率随温度的升高而增大，对半导体材料，电阻率随温度的升高而减小，有些材料当温度降低至某一温度以下时，电阻率减小到零的现象称为超导现象2电阻测量（探究）电阻测量（探究）（1）原理：欧姆定律因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电流，用 R=U/I 即可得到阻值（2）内、外接
34、的判断方法：若 Rx远远大于 RA，采用内接法；Rx远远小于 RV，采用外接法重点难点例析重点难点例析一对电阻定律的理解及应用一对电阻定律的理解及应用某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变、电阻率不变，当长度 L 和面积 S 变化时，应用 VSL 来确定 S、L 在形变前后的关系，分别用电阻定律即可求出 L、S 变化前后的电阻关系【例例 1】两根完全相同的金属裸导线 A 和 B，如果把导线 A 均匀拉长到原来的 2 倍，电阻为 R/A，导线 B对折后绞合起来，电阻为 R/B，然后分别加上相同的电压，求：（1）它们的电阻之比；图 7-2-14R2R1CABV1V2V3D图 7-2-17图
35、7-2-15如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 11 页（2）相同时间内通过导线横截面的电荷量之比【解析解析】（1）一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的 2 倍，则横截面积为原来的 1/2，设 A、B 导线原长为 L，横截面积为 S，电阻为 R，则L/A2L，S/AS/2，L/BL/2，S/B2S则 R/AR/B161（2）根据 Iq/t，q=ItUt/R（此步推导的方向是利用不变量 U 和已知量 R、t），由题意知：UAUB，tA=tB，则 qAqBR/BR/A161【答案答案】161161【点拨点拨】某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住要点：电阻率不变，总体积
36、不变拓展拓展A、B 两地间铺有通讯电缆，长为 L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻检查人员经过下面的测量可以确定损坏的位置：（1）令 B 端双线断开，在 A处测出双线两端的电阻 RA；（2）A 端双线断开，在 B处测出双线两端的电阻 RB；（3）在 A 端的双线间加一已知电压 UA，在 B 端的双线间用内阻很大的电压表测量出两线间的电压 UB试由以上测量结果确定损坏处的位置【解析解析】设双线电缆每单位长度的电阻为 r，漏电处电阻为 R，漏电处距 A 端为
37、x，则由电阻定律应有：RA2rx+R，RB=2r（Lx）+R由欧姆定律，可知ABUUrxRR，【答案答案】BAABAABAURURRUULRx2)()(二滑动变阻器的构造及原理二滑动变阻器的构造及原理1滑动变阻器的构造如图 7-3-1 所示 其原理是利用改变连入电路中的电阻丝的长度，从而达到改变电阻的目的2滑动变阻器的两种接法：限流：如图 7-3-2 甲所示，移动滑片 P 可以改变连入电路中的电阻值，从而可以控制负载 RL中的电流使用前，滑片 P 应置于变阻器阻值最大的位置分压：如图 7-3-2 乙所示，滑动滑片 P 可以改变加在负载 RL上的电压，使用前，滑片 P 应置于负载 RL的电压最小
38、的位置3通过调节变阻器的阻值（最大阻值为 R0）对负载RL的电压、电流都起到控制调节作用设负载两端电压为 UL（1）限流接法P 滑至 A 端，UmaxU；P 滑至 B 端，Umin=URRRLL0所以URRRLL0ULU，可见 RLR0时，UL变化范围大（2）分压接法P 滑至 C 端时，Umin0；P 滑至 D 端时，UmaxU所以 0ULU，负载两端的电压可以从零开始调节4两种接法的简单比较分压法的优势是电压变化范围大，且电压、电流可以从零开始调节；限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗小当两种接法均能满足实验要求时，一般选限流接法当负载 RL较小、变阻器总阻值较大时（RL的几倍），一
39、般用限流接法但以下三种情况必须采用分压式接法：要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节，只有分压电路才能满足如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须要采用分压接法电路伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据 为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器
40、的分压接法【例例 2】在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图 7-3-3 所示的电路通过两只滑动变阻器 R1和 R2对一阻值为500左右的电阻 R0两端进行粗调和细调已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为 200和 10关于滑金属棒滑片瓷筒线圈图 7-3-1图 7-3-2RLCDPR0URLABPR0U甲乙R1R2R0S图 7-3-3如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 12 页动变阻器 R1、R2的联接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是A取 R1=200，R2=10，调节 R1起粗调作用B取 R1=10，R2=200，调节 R2起微调作用C
41、取 R1=200，R2=10，调节 R2起粗调作用D取 R1=10，R2=200，调节 R1起微调作用【解析解析】该题看起来是一个直流电路问题，实际上是运用电路基本知识进行判断推理的问题首先应该知道，利用分压电路进行控制电路时，实际上是变阻器的一部分与另一部分在跟接在分压电路中的电阻并联之后的分压，如果并联的电阻较大，则并联后的总电阻接近变阻器“另一部分”的电阻值，基本上可以看成变阻器上两部分电阻的分压 由此可以确定 R1应该是阻值较小的电阻，R2是阻值较大的电阻，且与 R1的一部分并联后对改变电阻的影响较小，故起微调作用，因此选项 B 正确【答案答案】B【点拨点拨】利用分压电路进行电路控制时
42、，负载的电阻越大，使得在调节负载两端的电压接近于线性变化 同时应该知道，滑动变阻器的阻值越大，滑片移动的范围就越大，负载上电压变化就越可以调节的更精确一些拓展拓展如图 7-3-4 为分压器接法电路图，电源电动势为 E，内阻不计，变阻器总电阻为 r闭合电键 S 后，负载电阻 R 两端的电压 U 随变阻器本身 a、b 两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于 7-3-5 图中的哪条实线AB.CDrRabSRxUorE【解析解析】当 Rx增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以 R 两端的电压 U 应增大，排除；如果没有并联 R，电压均匀增大，图线将是；实际上并联了 R，对应于同一个 Rx值，
43、左半部分分得的电压将比原来小了，所以正确，选 C【答案答案】C三伏安法测电阻三伏安法测电阻1测量电路伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律（R=U/I）测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为：如图 7-3-6 甲图所示，由于该电路中电压表的读数 U 表示 R两端电压，电流表的读数 I 表示通过 R与 RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻 R测xVxVRRRRIU也比真实值 R略小些，相对误差 aVxxVxVxxxRRRRRRRRRR11测如图 7-3-6 乙图所示，由于该电路中，电压表的读数 U 表示被测电阻 R与电流表 A 串联后的总电
44、压，电流表的读数 I 表示通过本身和 R的电流，所以使用该电路所测电阻 R测IURRA，比真实值 R大了RA，相对误差 axAxxRRRRR测据以上分析可得：若：VAxxAVxRRRRRRR即此时被测电阻为小电阻，一般选用甲图所示的电流表的外接法若：VAxxAVxRRRRRRR即此时被测电阻为大电阻，一般选用乙图所示的电流表的内接法因而在运用伏安法测电阻时，可由题目条件首先计算临界电阻VARRR 0，比较0R与被测电阻的大约值的大小关系，然后据以上原则确定电路的连接方式当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图 7-3-7 所示，让电压表一端接在电路上的 a 点，另一端先后接到 b 点、
45、c 点，注意观察两个电表的示数若安培表示数有显著变化，则待测电阻跟电压表的内阻可比拟，电压表应接在 a c两点若电压表的示数有显著变化，则待测电阻跟安培表的内阻可比拟，电压表应接在 a b 两点综合以上分析，在测量电路的选择上我们可以用“大内大，小外小”的方法来处理伏安法测电阻时，“大内大，小外小”指内接法时测量值偏大，适用于测大电阻；外接法时测量值偏小，适用于测小电阻2供电电路供电电路的两种接法如图 7-3-8 所示图 7-3-4图 7-3-5AVabc图 7-3-7。S测量电路。S测量电路限流接法分压接法图 7-3-8如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第 13 页 滑动变
46、阻器的总电阻远小于负载电阻的阻值时，须用分压式电路；要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，一定要用分压式电路；滑动变阻器的总电阻与负载电阻的阻值相差不多，且电压电流变化不要求 从 零 调 起时，可采取限流接法；两 种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流接法总功耗较小；特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲，以更能减小误差的连接方式为好伏安法测电阻的可能电路如图图 7-3-9 所示3器材选择及电路设计原则（1）仪器的选择一般应考虑三方面的因素：安全性：如各电表的读数不能超过量程，电阻类元件的电流不应超过其最大允许电流等精确性：如
47、选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针应偏转到满刻度的 1/2 到 2/3 以上，使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率档位操作性：如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于操作（2）选择器材的步骤根据实验要求设计合理的实验电路估算电路中电流和电压可能达到的最大值，以此选择电流表和电压表及量程根据电路选择滑动变阻器（3）实物连线的一般步骤画出实验电路图；分析各元件连接方式，明确电流表和电压表的量程；依照电路图，把元件符号与实物一一对应
48、，再连接实物，一般的连接方式是：从电源正极出发，沿电流方向把元件一一连接，最后连到电源负极上，按先串联后并联，先干路后支路的顺序；检查纠正【例例 3】为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：A电流表（03A，内阻约 0.04）B毫安表（0300mA，内阻约 4）C电压表（010V，内阻 10K）D电压表（03V，内阻 10K）E电源（额定电压 6V，最大允许电流 2A）F电源（额定电压 9V，最大允许电流 1A）G可变电阻（阻值范围 010，额定电流 1A）H可变电阻（阻值范围 050，额定功率 0.5W）I导线若干根，电键一个（1）为使测量安全和尽
49、可能准确，应选用的器材是（用字母代号填写）（2）请画出电路图，并把图 7-3-10 所示实物图用线连接起来【解析解析】电表及内外接法的选取：小电珠的额定电流 I额P/U1/6.30.16A160mA300mA，电流表应选 BU额6.3V10V，电压表选 C，电源选 FR灯U2/P6.32/140比 10K小得多，仅比毫安表内阻大 10 倍，故选用电流表外接法滑动变阻器及连接方法的选取将可变电阻 H 接到电源两端，其上电流大致为 I9/50A0.18A，而 H 的额定电流HI505.00.1A0.18A，而 G 的额定电流为 1A，故从安全性上考虑不宜选用 H由于 40是可变电阻 G 的中值的
50、8 倍，故选用分压式连接方式若使用限流式，则在灯泡额定电压下，I额10/630.16A，具体操作时 I额0.16A应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约分压为 U额9V6.3V2.7V 故此时滑动变阻器调节的阻值 R63107.21710，因此 G 不可能用限流法，必须使用分压式【答案答案】（1）BCFGI；（2）电路图如图 7-3-10 所示，实物连接如图 7-3-11所示【点拨点拨】本题的关键是在“额定电压下”较准确测量这一要求使得变阻器 G 无法使用限流式，一般来说，若待测电阻比滑动变阻器阻值大得多时，一般采用分压式对电学实验器材的选择一般分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量电路，