第04讲 闭合电路欧姆定律 多用电表-高二物理上学期知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第04讲 闭合电路欧姆定律 多用电表 适用学科 物理 适用年级 高二 适用区域 江苏 本讲时长 120分钟 知识点 及学习目标 闭合电路欧姆定律，多用电表的原理及使用 理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题，理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、解决有关问题，理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式； 知道多用电表的构造及制作原理，掌握多用电表的操作规程，会用多用电表测量小灯泡的电压、电流，测量定值电阻及二极管的正、反向电阻。 一．对闭合电路的欧姆定律的理解 1．闭合电路的欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I（R＋r） ① E＝U外＋Ir ② E＝U外＋U内 ③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路； ②③式普遍适用 EIt＝I2Rt＋I2rt ④ W＝W外＋W内 ⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路； ⑤式普遍适用 2．路端电压U随电流I变化的图象（U－I关系图）： （1）U－I图象的函数表达式：U＝E－Ir。 （2）U－I图象特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示。 （3）几个特点。 ①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻。 ②两个特殊状态：当外电路断开时（R＝∞），I变为零。Ir＝0，U＝E；当电源两端短路时（R＝0），此时电流I短＝（短路电流）。 例1．如图所示电路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8 V，当S闭合时，电压表示数为1 V，求电源的电动势与内阻。 （变式训练1）（多选）如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是（　 　） A．电源的电动势为6.0 V B．电源的短路电流为0.5 A C．电流为0.2 A时的外电阻是28.4 Ω D．电源的内阻为12 Ω 二．闭合电路的动态分析方法 1．闭合电路动态分析的思路 闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的通断）引起各部分电压、电流（或灯泡明暗）发生变化，分析这类问题的基本思路是： →→→→→ 2．闭合电路动态分析的三种方法 （1）程序法：基本思路是“部分→整体→部分”， 即：R局→R总→I总→U外→。 （2）结论法——“并同串反”。 “并同”：指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 “串反”：指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 （3）特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。 特别提醒： （1）在闭合电路中，任何一个电阻的增大（或减小），都将引起电路总电阻的增大（或减小），该电阻两端的电压一定会增大（或减小）。 （2）理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。 例2．如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是（　 　） A．A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小 B．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小 C．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大 D．A1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大 （变式训练2-1）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），现增加光照强度，则下列判断正确的是（　 　） A．B灯变暗，A灯变亮 B．R0两端电压变大 C．电源路端电压不变 D．电源总功率不变 （变式训练2-2）（多选）如图所示，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器R2的滑动触头P向左滑动时，下列说法中正确的是（　 　） A．灯L变暗 B．电容器C上的电荷量变大 C．电阻R3消耗功率变大 D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值 三．闭合电路的功率分析 1．各部分功率关系分析 由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r 2．电源输出功率P出＝＝ 即当R＝r时，分母最小，即电源输出功率最大。 P出与外电阻R的函数关系图象 特别提醒： （1）当电源输出功率最大时，机械效率η＝50%。当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。 （2）对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同。 例3．在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问： （1）当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？ （2）当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？ （3）当R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？ （变式训练3-1）（多选）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。则下列判断正确的是（　 ） A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC B．反映Pr变化的图线是c C．电源电动势为8 V D．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω （变式训练3-2）（多选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么（　　） A．R接到b电源上时电源的效率高 B．R接到b电源上时电源的输出功率较大 C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高 四．欧姆表测电阻的原理及应用 1．工作原理 I＝，由于I∝θ，可根据Rx与θ的对应关系得到Rx的值。（如下图所示） 2．刻度标注 刻度 标注方法 标注位置 “0 Ω” 红黑表笔相接调节调零电阻使指针满偏被测电阻Rx＝0 满偏电流Ig处 “∞ Ω” 红黑表笔不接触表头指针不偏转被测电阻Rx＝∞ 电流为零处 中值电阻 Rx＝r＋R＋Rg 刻度盘正中央 “Rx” 红黑表笔接Rx　Ix＝，Rx与Ix一一对应 与Rx对应电流Ix处 3．使用方法 ①选择适当挡位，使指针在中值电阻附近。②将两表笔短接，调节R，使指针满偏。③读出示数并乘以倍率，即为被测电阻阻值。④若换挡要重新调零。⑤测完后将选择开关拨到交流电压最高挡或“OFF”挡上。 特别提醒： （1）使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大。 （2）流过欧姆表的电流是自己内部电源提供的，流过电压表和电流表的电流是外电路的电源提供的。 例4．如图所示是欧姆表的工作原理图。 （1）若表头的满偏电流为Ig＝500 μA，干电池的电动势为1.5 V，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中： 电流刻度 0 200 μA 300 μA 500 μA 电阻刻度 ∞ Ω Ω Ω （2）这只欧姆表的总内阻为 Ω，表针偏转到满刻度的时，待测电阻为 Ω。 （变式训练4）把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表，其结构如图所示，其中电源电动势E＝3 V。改装后，将原来电流表3 mA的刻度定为电阻的“0”刻度，将待测电阻接入AB间，发现指针半偏，则待测电阻的阻值为（　　） A．1000 Ω　 　 B．500 Ω C．100 Ω D．50 Ω 五．多用电表的应用 使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置。如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指零，再将红、黑测试表笔分别插入“＋”“－”插孔。 1．测量直流电压 实验步骤： ①将功能选择开关旋转到直流电压挡。 ②根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估测待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据试测的数值，重新确定适当的量程进行测量。 ③测量时，用红黑测试表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S。（如图所示） ④根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。 2．测量直流电流 按照下图，仿照电压的测量步骤进行测量。 注意：（1）多用电表直流电流挡的单位是毫安，不能测量比较大的电流。 （2）测电流时，选择适当的量程，使表针偏转角度尽量大一些，这样测量结果比较准确。 3．测量电阻 第一步：选择倍率挡。估计待测电阻阻值，选择适当的倍率挡，使测量时指针指在中央刻度附近，这样测量比较准确。 第二步：调零。测量前，将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指在欧姆挡刻度盘零刻度处。 第三步：测量。将红、黑表笔与待测电阻两端接触。读取指针示数再乘以倍率就是待测电阻阻值。 第四步：测量结束要将选择开关旋转至“OFF”挡或交流电压最高挡。 4．测量二极管的正、反向电阻 （1）二极管的单向导电性 二极管常用半导体材料制成，它有两个极，一个正极，一个负极，符号为“”。 （2）二极管具有单向导电性，加正向电压时电阻很小，加反向电压时，电阻值很大。 （3）将多用电表打到欧姆挡，进行欧姆调零，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接二极管“正”极，红笔表接二极管“负”极时，电阻示数较小（正向电阻）；当黑表笔接二极管“负”极，红表笔接二极管“正”极时，电阻示数很大（反向电阻）。 5．多用电表的使用注意事项 （1）使用多用电表“十三忌” ①忌不调零就使用多用电表。 ②忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联。 ③忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。 ④忌用手接触测试笔的金属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。 ⑤忌用直流电挡位测交流电。 ⑥忌用多用电表测不是50 Hz的交流电，普通多用电表的交流电挡位是按照50 Hz设计的，不能准确测量其他频率的交流电。 ⑦忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值。 ⑧忌只看读数不乘倍率。 ⑨改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。 ⑩忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。 ⑪忌把电池装反。 ⑫忌把电池装在多用电表内长期不用。 ⑬多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡。 （2）用多用电表测黑箱：一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量。 （3）用多用电表测电流和电压：要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率。 例5．图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 （1）图（a）中的B端与 （选填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）关于R6的使用，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用电压挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘左端电压为“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 D．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 （3）换挡开关接1时，对应的挡位是 ，换挡开关接3时，对应的挡位是 。 A．直流电压1 V挡 B．直流电压5 V挡 C．直流电流1 mA挡 D．直流电流2.5 mA挡 E．欧姆×100 Ω挡 （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为 （结果保留3位有效数字）；若此时B端是与“3”相连的，则读数为 。 （变式训练5）（1）如图所示，欧姆表刻度盘中，不使用时指针指A，两表笔短接时指针指B。若欧姆表的总内阻为24 Ω，C是A、B的中点，D是A、C的中点，则D两点的刻度为 Ω。 （2）如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图可以是图中的 。 六．用多用电表探究黑箱问题 1．常见元件的特性及测量 元件 特性 不分极性，正向、反向电阻大小相等 单向导电性，正向、反向电阻差值很大 直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转，又回到“∞”刻度 提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最大，说明两点间有电源 2．探究黑箱问题的基本思路 ①首先用电压表测量各接点电压，若电压不为零，则黑箱内有电源存在，且电压最大的接点间为电源。 ②若电压为零，则电路内无电源，改用欧姆表测量，若正反电阻恒定，则其间为定值电阻；若指针摆动一下又返回，则其间有电容器；若其间存在正、反向电阻差说明其间有二极管。 ③结合串、并联电路的特点，再加以判断。 例6．黑箱中有一个二极管，还有两个阻值均为1 kΩ的电阻，它们与黑箱的接线柱1、2、3接成电路，用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表所示，那么黑箱中的线路是哪一个（　　） 黑笔触点 1 1 2 红笔触点 2 3 1 表头读数 0 0.5 kΩ 2 kΩ （变式训练6）用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中的（　　） 1．关于闭合电路，下列说法正确的是（　　） A．电源短路时，放电电流为无限大 B．电源短路时，内电压等于电源电动势 C．用电器增加时，路端电压一定增大 D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势 2．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（　　） A．0.1 V　　　 B．0.2 V C．0.3 V D．0.4 V 3．如图所示电路中，当开关S闭合后，灯泡L1、L2均不发光，这时，用电压表测得B、C两点间有电压UBC＝0，C、D两点间的电压UCD＝4.5 V，A、D两点间电压UAD＝4.5 V，则此可判断（　　） A．L1短路　　　 B．L2短路 C．L1断路 D．L2断路 4．（多选）用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图所示的实验电路，其中电源电动势E＝9 V。下图是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时（　 ） A．电流表的示数为1 A　 B．电压表的示数约为6 V C．电路输出功率为4 W D．电源内阻为2 Ω 5．如图所示的电路，电源电动势为12V，内阻恒定且不可忽略。初始时刻，电路中的电流等于I0，且观察到电动机正常转动。现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半，观察到电动机仍在转动。不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．电源的热功率减为初始时的一半 B．电源的总功率减为初始时的一半 C．电动机的热功率减为初始时的一半 D．变阻器的功率减为初始时的四分之一 6．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是（　 ） A．伏特表V1的读数减小，安培表A1的读数减小 B．伏特表V1的读数增大，安培表A1的读数增大 C．伏特表V2的读数减小，安培表A2的读数增大 D．伏特表V2的读数增大，安培表A2的读数减小 7．在如图所示的U­I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U­I图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L的U­I曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为（1.5 A，0.75 V），该点的切线与横轴交点坐标为（1.0 A，0），用该电源直接与电阻R或小灯泡L连接成闭合电路，由图象可知（　　） A．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω B．R为定值电阻，其阻值为0.5 Ω C．L接入电源时的电阻为1.5 Ω D．R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率 8．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。 （1）将K旋转到电阻挡“×100”的位置； （2）将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，转动部件 （选填“S”“T”或“K”）；使指针对准电阻的 。（填“0刻度线”或“∞刻线”） （3）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按合理的顺序 进行操作。 A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，进行欧姆调零 （4）测量完毕后，把选择开关旋到 。 9．在练习使用多用电表的实验中，请完成下列问题： （1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“×100 Ω”挡，则测量的结果为 ；若开关拨至“10 V”，则测量结果为 。若开关拨至“5 mA”挡，则测量结果为 。 （2）将G改装成两种倍率 如“×1” “×10” 的欧姆表。现有两种备选电路，在图乙电路中，当开关S合向 端，这时的欧姆表是较大倍率挡。 （3）多用电表在正确选择倍率情况下测未知电阻阻值，设电池的电动势为E，内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，则电路中电流I与待测电阻的阻值Rx的函数关系式为 。 10．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为滑动变阻器，最大阻值为300 Ω。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求： （1）由图乙求电源的电动势和内阻； （2）定值电阻R2的阻值； （3）滑片P从左端滑至右端过程中，电源输出功率的最大值。 11．如图所示，一电荷量q＝3×10－4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。已知两板相距d＝0.1 m，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： （1）电源的输出功率； （2）两板间的电场强度的大小； （3）小球的质量。 第04讲 闭合电路欧姆定律 多用电表 适用学科 物理 适用年级 高二 完成情况 完成评分 1．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是（　　） A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B．各灯两端电压在灯多时较低 C．通过电池的电流在灯多时较大 D．电池输出功率灯多时较大 2．（多选）在如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时（　　） A．A灯变亮　 B．B灯变亮 C．C灯变亮 D．D灯变亮 3．（多选）如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是（　　） A．电流表示数变小，电压表示数变大。 B．小电珠L变亮 C．电容器C上电荷量增大 D．电源的总功率变大 4．（多选）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7 B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2 5．在练习使用多用表的实验中 （1）用多用表欧姆挡测量阻值Rx约为数十kΩ的电阻。以下是测量过程中的一些主要实验步骤： a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔 b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c．旋转选择开关至欧姆挡×1 k d．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔 以上实验步骤的正确顺序是 （填写步骤前的字母）。 实验中，多用表的指针位置如图（a）所示，则此被测电阻的阻值约为 kΩ。 （2）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry，采用图（b）所示的电路，电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。 ①用多用表测电路中的电流，则与a点相连的是多用表的 （选填“红”成“黑”）表笔。 ②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用表读数I，得到R－的关系如图（c）所示，则Ry＝ Ω，电源电压U＝ V。 答案 第04讲 适用区域 江苏 适用年级 高二 例1【答案】 2 V　0.5 Ω 解析：当S断开时，R1与R2串联组成外电路I1＝，E＝I1(R1＋R2＋r) 当S闭合时，R2与R3并联，然后与R1串联组成外电路，且电压表仍测R1两端电压I1′＝ E＝I1′(＋R1＋r) 代入已知数据联立解得E＝2 V，r＝0.5 Ω。 〔变式训练1〕【答案】AC 解析：图线在U轴的截距为电源的电动势，故A对；图线斜率的绝对值为电源的内阻，r＝ Ω＝1.6 Ω，故D错；电流为0.2 A时的外电阻是R＝－r＝28.4 Ω，故C对；电流为0.5 A时的路端电压为5.2 V，此时并非是短路电流，故B错。 例2【答案】　C　 解析：方法Ⅰ，程序法： 当R2的滑动片向右移动时，变阻器有效电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，故A1读数变大； V2测R3两端电压，因为电流增大，所以R3两端电压也增大，即 V2读数变大；电流增大，会使内电压增大，所以路端电压减小，即 V1读数变小；路端电压减小，而 V2增大，则R1和R2的并联电压减小，故通过R1的电流减小，即A2读数变小，所以选项C正确。 方法Ⅱ，结论法： ①“并同”：变阻器R2减小，与R2有并联关系的 V1、A2示数变小， ②“串反”：变阻器R2减小，与R2有串联关系的 V2、A1示数变大， 所以选项C正确。 〔变式训练2-1〕【答案】B　 解析：由题意，增加光照强度时，Rt减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，流过A灯的电流IA减小，则A灯变暗；通过R0电流I0＝I－IA，I增大，而IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，而路端电压减小，则知B的电压减小，所以B灯变暗；故B正确，AC错误。电源的总功率P＝EI，E不变，I增大，则P增大。故D错误。 〔变式训练2-2〕【答案】ABD 解析：当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，R2变小，外电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可得干路总电流变大，路端电压减小，所以R3两端电压变小，则电流变小，电阻R1消耗功率变小；根据并联分流可得R1上电流变大，电压变大，故电容器两端电压变大，Q＝CU，则电容器C上的电荷量变大；R1与R2电压之和等于路端电压，R1两端的电压变大，所以R2两端的电压变小，灯泡的电压变小，故灯L变暗，故A、B正确，C错误；R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，二者电压之和等于路端电压，由前面分析知路端电压变小，故R1两端增加的电压量小于R2两端减小的电压量，故D正确。 例3 【答案】(1)0.75 W　(2)2 W　(3)2 W 解析：(1)把R1视为内电路的一部分，则当R＝R1＋r＝3 Ω时，R消耗的功率最大，其最大值为：P max＝＝0.75 W。 (2)对固定电阻R1，当电路的电流最大时其消耗的功率最大，此时R＝0，所以P1＝I2R1＝()2R1＝2 W。 (3)当r＝R外时，电源的输出功率最大，但在本题中外电阻最小为2Ω，不能满足以上条件，所以当外电阻和内电阻越接近时越大，即R1＝0时电源的输出功率最大 P出＝I2R1＝2R1＝2×2 W＝2 W。 〔变式训练3-1〕【答案】 ABD 解析：电源消耗的总功率等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr之和，所以同一横坐标下，纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，故A正确；内电阻消耗的功率Pr＝I2r，与电流的平方成正比，所以图象应为c，故B正确；电源的总功率P＝EI，由图可知，I＝2 A时，P＝8 W，所以E＝4 V，故C错误；根据内电阻消耗的功率Pr＝I2r，由图可知，I＝2 A时，Pr＝8 W，所以r＝2 Ω。根据闭合电路欧姆定律I＝，当I＝0.5 A时，R＝6 Ω，故D正确。 〔变式训练3-2〕【答案】 AC 解析：由题图知Ea>Eb，内阻ra>rb，当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝＝，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错。由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对。 例4 【答案】 (1) 4.5×103Ω，2×103Ω，0；(2) 3000，6000。 解析：(1)对应电流“0”刻度的电阻刻度为“∞”，对应满偏电流“500 μA”刻度的电阻刻度为“0”，所以调零时，由闭合电路的欧姆定律有：Ig＝。 得欧姆表总内阻R内＝Rg＋r＋R0＝＝3 000 Ω。 测量电阻Rx时有I＝得Rx＝－R内 当I＝200 μA时，Rx＝－3 000 Ω＝4.5×103Ω 当I′＝300 μA时，Rx′＝－3 000 Ω＝2×103 Ω。 (2)当表针偏转到满刻度的处时，通过欧姆表的电流I″＝＝ A。 Rx″＝－R内＝6 000 Ω。 〔变式训练4〕【答案】 A　 解析：电流表3 mA的刻度定为电阻的“0”刻度，由全电路的欧姆定律可得I＝，解得R0＝＝1 000 Ω；而待测电阻接入AB间，发现指针半偏有：＝，可得：Rx＝R0＝1 000 Ω。故A项正确。 例5 【答案】 (1) 红 (2) D (3) D， E (4) 1.46－1.48mA， 1100Ω 解析：(1)根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，红表笔与内置电源负极相连，由图示电路图可知，B端与红表笔相连； (2)由电路图可知，R6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，D正确；(3)直流电流挡分为1 mA和2.5 mA，由图可知，当接1时为电流2.5 mA挡，D正确；换挡开关接3时，多用电表内置电源接入电路，此时测电阻，E正确；(4)若与1连接，则量程为2.5 mA，由图示表盘可知，其分度值为0.05 mA，读数为1.48 mA；选择开关接3时为欧姆×100 Ω挡，读数为11×100＝1 100 Ω。 〔变式训练5〕【答案】(1) 72Ω (2) A 解析：(1)两表笔短接时Rx＝0，此时电流为满偏电流Ig，设电池的电动势为E，欧姆表的总内阻为R，由闭合电路的欧姆定律得：Ig＝； 当指针恰指到D点时，为满刻度的四分之一，即Ig/4处，由闭合电路的欧姆定律得：Ig/4＝，所以RD＝3R＝72 Ω； (2)欧姆表的内部电源的正极与外部负极插孔相连，内部电源的负极与外部正极插孔相连，故BC错误；每次换挡都要短接表笔欧姆调零，所以内部应接可调电阻，故D错误，综合分析A正确。 例6　【答案】C　 解析：根据表头读数为零，二极管反接这一点可判断B是错误的；根据读数为0.5 kΩ，二极管正接电阻为0，两个电阻应是并联，可判断A是错误的；再根据读数为2 kΩ可判断D是错误的；只有C满足三次测量，故选C。 〔变式训练6〕【答案】 B　 解析：黑表笔接E，红表笔接F，阻值很小，此时二极管正向导通，电流方向为由E到F，只有B正确。 1．【答案】B　 解析：电源短路时，R＝0，放电电流I＝，U内＝E，A错误，B正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D错误。 2.　【答案】D　 解析：电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800 mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0.4 V，D项正确。 3.【答案】　D　 解析：根据电路图可知，两灯泡串联，闭合开关后L1、L2都不亮，电压表测断路两端时，电压表示数为电源电压，测量通路位置时，电压表示数为零；由题意可知，UBC＝0，UCD＝4.5 V，UAD＝4.5 V，因此CD之间有断路，即L2断路，故D正确。 4.　【答案】CD 解析：由题可知，若L1正常发光，I1＝＝ A＝0.5 A，若L2正常发光，I2＝＝ A＝1 A，两个小灯泡串联，只有一个灯泡正常发光，则为L1正常发光。故A项错误。电压表测量灯泡L2的电压，由图乙可知，曲线A对应灯泡L2，当电流为0.5 A时，此时电压为2 V，所以电压表示数为2 V，故B项错误。电路输出功率P输＝U1I＋U2I＝6×0.5＋2×0.5＝4 W，故C项正确。电源内阻为r＝＝ Ω＝2 Ω，故D项正确。 5.　【答案】B　 解析：电源的内阻和电动机的内阻不变，根据公式P＝I2R知：电路中的电流减小为I0的一半，则电源的热功率减为初始时的，电动机的热功率减为初始时的。故A、C错误。根据P＝EI知：电路中的电流减小为I0的一半，而电源的电动势不变，则电源的总功率减为初始时的一半，故B正确。电路中的电流减小为I0的一半，说明变阻器接入电路的电阻增大，所以由P＝I2R知变阻器的功率大于初始时的。故D错误。故选B。 6．【答案】　D　 解析：当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表 V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不变，则U1减小；通过电流表A2的电流I2＝，U1减小，则I2减小；通过电阻R2电流I2′＝I－I2，I增大，I2减小，则I2′增大，则伏特表 V2的读数增大，故D正确，故选D。 7. 【答案】D　 解析：直线Ⅰ在纵轴上的截距为电动势，即E＝3 V，斜率的绝对值为内阻，即r＝1.5 Ω，选项A错误；直线Ⅱ的斜率一定，为定值电阻，其阻值R＝＝1.5 Ω，选项B错误；曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为(1.5 A，0.75 V)，则阻值RL＝＝0.5 Ω，选项C错误；电源的输出功率可以用“面积”表示，由“面积”可得R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率，选项D正确。 8. (2) T，0刻度线；(3) ADC；(4) OFF挡 解析：(2)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，调节欧姆调零旋钮，即转动部件T；使指变式准电阻的0刻度线； (3)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，说明挡位选择过低，为了得到比较准确的测量结果，应将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置，然后将两表笔短接，旋动调零旋钮，进行欧姆调零，然后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接进行测量；即进行ADC步骤； (4)测量完毕后，把选择开关旋到OFF挡或交流电压最大挡。 9．【答案】(1) 1800Ω， 4.6V，2.3mA；(2) b ；(3) I＝ 。 解析：(1)选择开关拨至“×100 Ω”挡，则测量的结果为：18×100 Ω＝1 800 Ω； 开关拨至“10 V”，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，其读数为：4.6 V； 开关拨至“5 mA”，由图示可读出其电流为2.3 mA。 (2)在图乙中并联的R越大倍率越大。则开关S要与b端闭合。 (3)由闭合电路欧姆定律可知：I＝。 10. 【答案】 (1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)5 W 解析：(1)题中图乙中AB延长线，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝20 Ω。 (2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，得R2＝＝5 Ω。 (3)当外阻等于内阻时，电源输出功率最大为P出＝＝5 W。 11. 【答案】 (1)10 W　(2)100 N/C　(3)4×10－3 kg 解析：(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝6 Ω 由闭合电路欧姆定律得：I＝＝1 A 电源的输出功率为：P出＝IE－I2r＝10 W (2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23) 电容器两板间的电场强度E1＝＝＝100 N/C (3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：F＝mgtan α， 又有F＝qE1所以m＝ 解得m＝4×10－3 kg。 1.　【答案】D　 解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A、B、C正确，选项D错。 2.【答案】　BD 解析：当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，内电压增大，则路端电压减小，A灯的电压减小，故A灯变暗；总电流I增大，通过A灯的电流减小，所以B灯所在支路电流增大，则B灯变亮；B灯的电压增大，而路端电压减小，所以C灯的电压减小，C灯变暗。通过C灯的电流减小，而通过B灯的电流增大，所以通过D灯的电流增大，D灯变亮。故AC错误，BD正确。故选BD。 3. 【答案】 AC 解析：当滑动变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，由“串反并同”可知，与之并联的电压表示数增大，与之串联的灯泡L电流减小，同理判断电流表示数减小，电源总功率减小。路端电压增大，电容器两端电压增大，由Q＝CU可知电量增大。故AC正确，BD错误。 4.　【答案】ABC　 解析：由图可知，E1＝E2＝10 V，r1＝＝ Ω，r2＝＝ Ω，故选项A、B正确；由小灯泡的伏安特性曲线可知，R1＝＝0.6 Ω，R2＝＝ Ω，P1＝I1′U1′＝15 W，P2＝I2′U2′＝30 W，故选项C正确，D错误。 5. 【答案】 (1) cadb ，17 (2)①红 ②200Ω， 8V。 解析：(1)测阻值约为几十kΩ的电阻Rx，应选择×1 k挡，然后进行欧姆调零，用欧姆表测待测电阻阻值，读出其示数，最后要把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡上，因此合理的实验步骤是：cadb；由图可知，被测电阻阻值为17×1 k＝17 kΩ； (2)①多用电表红接线柱为正极接线柱，a点接电源正极，故a应接多用电表的红表笔； ②由图可知，电阻均采用的串联关系；则有： I＝变形可得：R＝U·－Ry 由图象可知，图象中的截矩为Ry，故Ry＝200 Ω； 图象的斜率表示U，故U＝＝8 V。 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$