专题04 闭合电路（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（粤教版2019）

2023-2024学年上学期期中考点大串讲（必修三） 专题4　 闭合电路 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 知识清单 清单一　常见的电路元器件 常见的电路原件及作用 名称 电阻器 电感器 电容器 二极管 表示 R L C D 电路符号 在电路中的作用 调节电路中的 电流 和电压 ①电感器具有通 直流 、阻交流的作用 ②电感器具有电感性、能建立磁场储存磁场能，是储能元器件 ①电容器具有通 交流 、隔直流的作用 ②电容器在充、放电的过程中能够进行 电场能 与其他能的转换、可以作为储能元器件 作为各种逻辑电路的开关，或对高频交流电路进行滤波整流等 知识清单 清单一　常见的电路元器件 常见的电路原件及作用 二极管的单向导电性 1.晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。 2.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。 知识清单 清单二　常见的电路元器件 电路 将需要用到的电阻器、电感器、电容器等元器件装配在同一个电路板上，再通过金属导线将各个元器件连接组合成闭合回路，当输入端接入电源时，电子在闭合回路中循环流动，这个闭合回路称为电路。 知识清单 清单二　闭合电路欧姆定律 闭合电路是由导线、电源和用电器连成的电路。电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻,用R表示；电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻,用r表示。在电源外部，正电荷从正极运动到负极。在电源内部，正电荷从负极运动到正极。 电动势 ①电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。在干电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。 知识清单 清单二　闭合电路欧姆定律 电动势 ②非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值叫做电动势。电动势数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。定义式为。电动势的国际单位是伏特（V），1V＝1J/C。电动势是标量。 ③电动势反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小，由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。 知识清单 清单二　闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律：闭合电路中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。数学表达式： 或E=IR+Ir。 知识清单 清单二　闭合电路欧姆定律 路端电压与负载的关系 1.外电路上总的电势降落叫做路端电压，U外=IR；内电路上总的电势降落叫做内电压，U内=Ir。电源电动势等于内外电路电势降落之和，E=U外+U内。 2.电源的U-I图像的函数表达式是U=E-Ir，纵轴截距表示电动势E，横轴截距表示短路电流，，斜率的绝对值表示内阻r。 3.断路时，R→∞，I＝0，U路＝E。在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小。短路时，R＝0，I＝，U路＝0。 注意：判断闭合电路动态变化的常用结论是：“串反并同”。 知识清单 清单三　测量电源的电动势和内阻 实验原理 由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示。 实验步骤 1.电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路。 2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大。 3.闭合开关，调节滑动变阻器接入电阻的阻值，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。用同样的方法测量几组I、U值。 4.断开开关，整理好器材。 5.处理数据，用解析法和作图法求出电池的电动势和内阻。 知识清单 清单三　测量电源的电动势和内阻 数据处理 为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： 1.公式法 利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示： 实验序号 I/A U外/V 1 I1 U1 2 I2 U2 3 I3 U3 4 I4 U4 5 I5 U5 6 I6 U6 分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E＝，r＝3(r1＋r2＋r3)作为测量结果。 知识清单 清单三　测量电源的电动势和内阻 数据处理 为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： 2.图像法 把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知：  (1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的电流Im＝。 (2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝||＝＝。 知识清单 清单三　测量电源的电动势和内阻 误差分析 1.偶然误差 主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。 2.系统误差 由于电压表分流IV，使电流表示数I小于电池的输出电流I真。I真＝I＋IV，而IV＝，U越大，IV越大，它们的关系可用图表示。实测的图线为AB，经过IV修正后的图线为A′B，可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A′B，即实测的E和r都小于真实值。 知识清单 清单三　测量电源的电动势和内阻 注意事项 1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。 2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r明显变化。 3.若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出。 4.为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 知识清单 清单四　练习使用多用电表 多用电表构造及原理图 1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。 2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。 3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。 4.原理图: 知识清单 清单四　练习使用多用电表 多用电表使用 实验器材： 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 实验步骤： 1.机械调零:多用电表的指针若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。 2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 3.测量小电珠的电压和电流。 (1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小电珠两端的电压。 (2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小电珠的电流。 知识清单 实验步骤： 4.用多用电表测电阻 (1)调整定位螺丝,使指针指向电流的零刻度,插入表笔。 (2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。 (3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。 (4)选择开关改置于×100挡,重新进行欧姆调零。 (5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。 (6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 知识清单 注意事项： (1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。 (2)区分“两个零点”:机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。 (3)测电阻时: ①待测电阻与电源一定要断开。 ②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 ③指针指中值附近较准,否则换挡。 ④每换一挡必须重新欧姆调零。 ⑤读出示数要乘以倍率。 (4)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。 知识清单 测量二极管的正反向电阻 二极管的全称叫晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件，它有两根引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号如图所示。 (1)二极管的单向导电性。 电流从正极流入时电阻比较小，处于导通状态，相当于一个接通的开关；电流从负极流入时电阻比较大，相当于一个断开的开关。 (2)测量正向电阻。 将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的正向电阻。 (3)测量反向电阻。 将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，进行欧姆调零，将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，把读得的数值乘以电阻挡倍率，即为二极管的反向电阻。 1.概念理解 一、对电动势的理解 方法模型归纳 (1)在不同电源中，非静电力做功的本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同。 (2)电动势E是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流方向，即沿电源由负极指向正极。 (3)公式E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的。 (4)电动势的大小：等于在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值。一定要注意必须是“单位正电荷”，而不是“任意电荷”。 2.电动势和电压(即电势差)的区别与联系 一、对电动势的理解 方法模型归纳 [典例1]．有关电压与电动势的说法中正确的是 (　　) 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．电动势是电源两极间的电压 C．电动势公式E＝中W与电压公式U＝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他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 【答案】D 【详解】电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式E＝中W是非静电力做的功，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领。而电压U＝中W则是电场力做的功，电动势的大小也不一定等于电压的大小，故D正确。 二、对闭合电路的欧姆定律的理解 1．闭合电路的欧姆定律 (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：I＝。 (3)常用变形公式：E＝IR＋Ir，E＝U外＋U内，U外＝E－Ir。 (4)适用范围 I＝适用于外电路为纯电阻的闭合电路；U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路。 二、对闭合电路的欧姆定律的理解 2．路端电压与负载的关系 (1)公式(对纯电阻电路)：U外＝IR＝E－Ir＝E－r。 ①当外电路断开时，R→∞，U内＝0，U外＝E，此为直接测量电源电动势的依据。 ②当外电路短路时，R＝0，I＝(称为短路电流)，U外＝0。由于r很小，电路中电流很大，容易烧坏电源，这是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因。 二、对闭合电路的欧姆定律的理解 2．路端电压与负载的关系 (2)路端电压U外与外电阻R之间的关系。 对某一给定的闭合电路来说，电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变，变化情况如下(↑表示增大，↓表示减小)。 二、对闭合电路的欧姆定律的理解 2．路端电压与负载的关系 (3)路端电压与电流的关系图像。 ①由U外＝E－Ir可知，U外­I图像是一条斜向下的直线，如图所示。 当R减小时，I增大，路端电压减小，当外电路短路时，R等于零，此时电路中的电流最大，I0＝，路端电压等于零。 ②纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流，即I0＝。 ④图线中某点横、纵坐标的乘积UI为电源的输出功率，即图中矩形的面积表示电源在路端电压为U时的输出功率。 ③直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r＝＝||，||越大，表明电源的内阻越大。 [典例2]将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线，与标有“6 V　7.2 W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是 (　　) A．6V　　　　　　　　 B．7.5V C．9V D．10.5V 【答案】B 【详解】标有“6V　7.2 W”的小灯泡正常发光，故电路中电流I＝＝A＝1.2 A；根据闭合电路的欧姆定律，有E＝I(r＋R)＋U＝1.2×(0.5＋0.75)V＋6V＝7.5V。 [典例3]如图所示，电阻R1＝12 Ω，R2＝8 Ω，当开关S断开时，电流表A的示数为0.5 A，当S闭合时，A的示数为0.7 A，则电源的电动势和内电阻分别是多 少？ 【答案】14 V　8 Ω 【详解】根据闭合电路的欧姆定律得：当开关S断开时，有E＝I1(R1＋R2＋r) 代入得E＝0.5×(12＋8＋r),当开关S闭合时，有E＝I2(R1＋r),代入得E＝0.7×(12＋r) 联立可解得E＝14 V，r＝8 Ω。 [典例4]将总电阻R0＝22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻R′的阻值许可范围。 【答案】(1)12 V　2 Ω　(2)R′≥4.9 Ω 【详解】(1)闭合电路中路端电压为U＝IR＝＝，由此可见：①当外电路电阻R趋向无限大时，趋向0，路端电压趋向电源电动势E；②当R＝r时，路端电压U＝。根据上述结论，分析图像，可知电源电动势E＝12V，电源内电阻r＝2Ω。 (2)电源允许通过的最大电流值是2A，内电压的最大值是4V，外电压的最小值是8V，所以外电阻必须大于或等于4Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时，外电阻最小，此时，负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻，应有≥4Ω，由此可以求得负载电阻的阻值许可范围，R′≥Ω≈4.9 Ω。 三、测量电源的电动势和内阻的三种思路 思路1：伏安法测电动势E和内电阻r 如图所示，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组I和U的值，由U＝E－Ir可得：E＝，r＝。 三、测量电源的电动势和内阻的三种思路 思路2：用电流表、电阻箱测电动势E和内电阻r 由闭合电路的欧姆定律得：E＝I(R＋r) 用电流表测干路中的电流，通过改变电路中的电阻，测出两组R、I数据，就可以列出两个关于E、r的方程：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r) 联立就可以解出结果，实验电路如图所示。 三、测量电源的电动势和内阻的三种思路 思路3：用电压表、电阻箱测电动势E和内电阻r 由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋，用电压表测得路端电压，通过改变电路中的电阻，测出两组U、R数据，就可以列出两个关于E、r的方程： E＝U1＋，E＝U2＋ [典例5]在“电池电动势和内阻的测量”的实验中，已连接好部分实验电路。 (1)按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。 (2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)。 (3)如图丙是根据实验数据作出的U­I图像，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。 【答案】(1)见解析图　(2)B　(3)1.5　1.0 【详解】(1)电路连接如图所示。 (2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端。 (3)由U­I图像可知，电源电动势为1.5 V，内阻r＝Ω＝1.0Ω。 [典例6]有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用。 (1)本实验中的R0应选________(填字母)。 A．10 Ω　　　B．50 Ω C．150 Ω D．500 Ω (2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω。 【答案】(1)C　(2)10　45 【详解】(1)当电阻箱接入电路的阻值为0时，电路中的电流不能超过50mA，即电路中电阻的最小值约为180Ω，除去电源内阻、图中电流表的内阻，可知C选项最为合适。 (2)由U外＝E－Ir得I(R0＋R＋RA)＝E－Ir，变形得 ＝＋。 结合题图可得E＝10V，r＝45Ω。 四、多用电表的使用 [典例7](1)某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图1所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为50 V，则读数应为 V；一次测量电阻，记录的读数为1 600 Ω，则所选倍率为 （选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。 (2)在（1）中用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13 Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号 ； ①将红表笔和黑表笔接触 ②把选择开关旋转到“×1”位置 ③把选择开关旋转到“×10”位置 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 四、多用电表的使用 [典例7](3)常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。有一块满偏电流为50 μA、内阻为800 Ω的小量程电流表，现要将它改装成0～1 mA、0～10 mA两个量程的电流挡，某同学设计了如图2、图3所示的两个电路。在图2所示的电路中R1 R2（选填“>”或“＜”）；从保护表头的角度，请你分析说明图2、图3哪种设计更合理： 。 【答案】(1) 4.0 ×100 (2)②①④ (3)＜ 总电压不变，电流大的那一路电阻小，由欧姆定律知R1＜R2，图3更合理，因为图2电路在通电状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏 【详解】（1）[1][2]量程为50V，则读数应为24.0V；测电阻时，指针示数为16，而实际为1600Ω，所以为“×100”倍率。 （2）现在的欧姆表倍率太大，换成“×1”倍率时，恰好13Ω在中值电阻附近，所以先将开关转到“×1”位置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为②①④。 （3）总电压不变，电流大的那一路电阻小，由欧姆定律知R1＜R2，图3更合理，因为图2电路在通电状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏。 [典例8]如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作： （1）该小组先用多用电表直流挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示，则电表的读数为 V； （2）为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω）     B．电流表A（0～5mA，内阻为25Ω） C．电压表（0～3V，内阻约为1000Ω）      D．电压表（0～15V，内阻约为5000Ω） E.滑动变阻器（0～10Ω）    F.滑动变阻器（0～1500Ω） G.开关、导线各若干 [典例8]①应该选择的实验电路是图中的 （选填“丙”或“丁”）； ②实验中滑动变阻器应选 （填“R1”或“R2”）； （3）确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U-I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E= V，内电阻r= Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 1.50 丁 R2 2.25 1.07×103 【详解】（1）[1] 2.5V量程的直流电压的最小分度为0.05V，所以读数为1.50V。 （2）①[2]根据水果电池内阻较大，可以与电压表内阻相比拟，导致电压表分流作用较大，所以相对电源来说电流表应用内接法；故采用丁图。 ②[3]因为电池内阻很大，如果用R1则起不到调节作用，故选R2。 （3）[4][5] 根据闭合电路欧姆定律得 根据图像可知 ,内电阻 1.以下关于电阻、电感器、电容器对电流作用的说法正确的是(　) A．电阻对直流电和交流电都无阻碍作用 B．电感器对交流电有阻碍作用 C．电容器对直流电没有阻碍作用 D．电容器两极板间呈断路，因此串联着电容器的电路不能通过交变电流 巩固提升 【答案】B 【详解】A.电阻对直流和交流都有阻碍作用，A错误 B.电感线圈会阻碍电流的变化，所以电感对交流电有阻碍作用，B正确 C.电容器相当于直流中的断路，所以交流电对直流有阻碍作用，C错误 D.交流电周期性变化，导致电容器周期性充放电，回路中有电流，所以串联着电容器的电路能通过交变电流，D错误 2.如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。则三个盒子中的元件可能是（　　） A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器 B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器 C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻 D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻 【答案】C 【详解】根据电感器有通低频，阻高频的特点，电容器有通高频，阻低频的特点，电阻对高低频交流电无影响，所以将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变，则Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻，所以C正确；ABD错误； 故选C。 3.如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮.当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是（ ） A．甲灯串联的组件x是电容器，与乙灯串联的组件y是电感线圈 B．与甲灯串联的组件x是电感线圈，与乙灯串联的组件y是电容器 C．与甲灯串联的组件x是二极管，与乙灯串联的组件y是电容器 D．与甲灯串联的组件x是电感线圈，与乙灯串联的组件y是二极管 【答案】B 【详解】接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，说明x为电感线圈，B正确．故选B． 4.[多选]干电池的电动势为1.5 V，这表示 (　　) A．电路中每通过1C的电荷量，电源把1.5J的化学能转化为电能 B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能 C．干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5V D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强 【答案】AC 【详解】由电动势物理意义知，电源中每通过1 C电荷量，电源把1.5 J的化学能转化为电能，A正确，B错误；电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，一节干电池的电动势为1.5 V，外电路断开时，路端电压即两极间的电势差是1.5 V，C正确；电动势是表征电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，故1.5 V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池弱，D错误。 5.单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内、外电路中释放的总能量决定于 (　　) A．电源的电动势 B．通过电源的电流 C．路端电压的大小 D．内、外电阻之和 【答案】A 【详解】由E＝得W＝Eq，故单位电荷量的正电荷移动一周，在电路中释放的总能量决定于电源的电动势E。 6.一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是(　　) A．当外电阻增大时，路端电压增大 B．当外电阻减小时，路端电压增大 C．当外电阻减小时，电路中的电流减小 D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大 【答案】A 【详解】根据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。根据I＝，C错误，再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。 7.两个电源a、b的路端电压和电流的变化关系曲线如图所示，由图可知(　　) A．电源a的内阻较小，电动势较大 B．电源a的内阻较大，电动势较大 C．电源b的内阻较大，电动势较小 D．电源b的内阻较大，电动势较大 【答案】B 【详解】U­I图线的纵截距表示电源电动势，所以Ea>Eb，图线斜率的绝对值等于电源的内阻，所以ra>rb，故B正确。 8.火警报警器的电路示意图如图所示。其中，为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器。当传感器所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（    ） A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 【答案】C 【详解】当传感器所在处出现火情时，温度升高，的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流变大，路端电压变小，则报警器两端的电压U减小，电阻两端的电压增大，根据分压原理可知，电阻两端的电压变小，则流过的电流减小，即电流表示数变小。故选C。 9．用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1Ω和1kΩ，如图1为所需的器材。 (1)请完成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑片在左端时其电阻值最大。 (2)一位同学记录的6组数据见上表，试根据这些数据在图2中画出U­I图线，根据图线求出电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。 (3)上述实验的测量结果为E测________E真(选填“>”“<”或“＝”)。 【答案】(1)实物图见解析　(2)U­I图线见解析　1.46　0.75　(3)< 【详解】(1)根据要求，变阻器的滑动触头滑至最左端时，其电阻值最大，电源的内阻是比较小的，为了减小误差，采用电流表相对电源的外接法，按要求连接实物图，如下图所示： (2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作图如上图所示： 在U­I图像中图线与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.46V，图像中的斜率大小表示电源的内阻，所以电源的内阻为r＝Ω≈0.75 Ω。 (3)相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使所测电源电动势小于电动势真实值，内阻测量值小于真实值，即E测<E真。 10．（物理学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)同学们按照如图1所示的电路进行实验，发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表的示数变化很小（不为零），于是在电路中接入一个定值电阻R0（阻值为1Ω），之后电压表示数变化正常，R0的作用是______（填正确答案标号）。 A．增大电流表的量程 B．增大电压表的量程 C．增大滑动变阻器的阻值范围 D．增大电源的等效内阻 10．（物理学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。 (2)小明同学通过查阅说明书，得知电流表的内阻RA=0.8Ω，于是又对接入R0后的电路进行了改进，请在图2方框中画出改进后的电路图（仍包含R0） 。 (3)根据改进后的实验方案，测得多组电压U、电流I，作出U-I图像如图3所示，由图线可得电池的电动势E= V，r Ω。 (4)根据改进后的实验方案完成实验，电池内阻的测量值 真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1)D (2) 见详解 (3) 1.5 0.2 (4)等于 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,可得U=-Ir+E,可知电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是电源的内阻较小引起的。在电路中接入一个定值电阻R0，之后电压表示数变化正常，则R0的作用是增大电源的等效内阻。 故选D。 （2）电流表的内阻已知，为准确求出电池的电动势和内阻，电流表应相对于电源内接，出改进后的电路图如图所示： 【答案】(1)D (2) 见详解 (3) 1.5 0.2 (4)等于 【详解】（3）[1]根据闭合电路欧姆定律可得 ，可得 图像的纵截距表示电池的电动势，为E=1.5V,[2]图像的斜率为 解得: （4）实验处理数据时，已考虑了电表内阻，根据改进后的实验方案完成实验，电池内阻的测量值等于真实值。 11．下列关于欧姆表的使用和操作正确的是（　　）    A．欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，为了提高测量精度，应换用“×100”挡，重新调零后再测量 B．用多用电表测量不同的电阻R时，均需要重新欧姆调零 C．若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，可知该二极管的正极为B端 D．多用电表用完后，将红黑表笔拔出即可。 【答案】A 【详解】A．欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，说明电阻读数较大，量程挡位选小了，为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量，故A正确； B．换挡时需要重新欧姆调零，不换挡则不需要重新欧姆调零，故B错误； C．若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，由图内可知左图中电阻较大，所测的为二极管的反向电阻；右图中电阻较小，测的是正向电阻，则该极管的正极为A端，故C错误； D．为保护电路与多用电表，多用电表使用完后应把开关置于OFF挡，故D错误。 故选A。 12．二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B，某小组同学用实验研究其正、反向电阻： （1）先用多用电表的欧姆挡测量二极管电阻，多用电表的红表笔应接 （填“A”或“B”），选用“×1”的倍率，指针指示如图甲所示，则所测正向电阻为 Ω。 （2）若查元件型号其反向电阻约为30kΩ，则用多用电表的欧姆挡测其反向电阻时应选用的倍率为 。（填“×10”、“×100”或“×1k”） 12．（3）该小组同学进一步设计了如图乙所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40kΩ，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间。该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：①100μA，内阻约100Ω；②100mA，内阻约为50Ω；③0.6A，内阻约为10Ω。 则在测二极管的反向电阻时，电流表的量程应选用 （填“①”、“②”或“③”），单刀双掷开关S2应合向 （填“5”或“6”）。 【答案】 B 22 ×1k ① 6 【详解】（1）[1]用多用电表测电阻时红表笔与表内电池的负极相接，故测二极管的正向电阻时红表笔应与二极管的负极相连，即与B相连； [2] 选用“×1”的倍率，则所测正向电阻为22×1Ω=22Ω （2）[3]二极管反向电阻约为30kΩ，则用多用电表的欧姆挡测其反向电阻时应选用的倍率为 “×1k”； （3）[4]电压为2V时，二极管反向电阻约为30kΩ，其中通过的电流约为67μA，故适合选用量程①； [5]由于二极管反向电阻远大于电流表内阻，应采用电流表内接法，单刀双掷开关S2应合向6。 课堂小结