专题02 电路及其应用（期末复习知识清单）高二物理上学期教科版

专题02 电路及其应用 考点01 电流 电压 电阻 考点02 练习使用多用电表 考点03串并联电路 考点04闭合电路欧姆定律 考点05 焦耳定律 考点06 测量电池的电动势和内电阻 ▉考点01电流 电压 电阻 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用 (1)维持电路两端有一定的电势差。 (2)使闭合电路中保持持续的电流。 二、恒定电流 1．恒定电场 当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向)。 (2)公式：I＝。其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。 (3)单位：安培，简称安，符号A；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A＝103mA＝106μA。 3．电流的微观表达式I＝nevS (1)I＝是电流的定义式，I＝nevS是电流的决定式，因此电流I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小e、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关。 (2)v表示电荷定向移动的速率。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 三、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流之比。 2．定义式：R＝。 3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。 4．U－I图像中表示电阻：在导体的 U－I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 四、影响导体电阻的因素 导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，而且当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。 五、导体的电阻率 1．电阻的大小：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2．电阻公式：R＝ρ。 3．电阻率：影响电阻率的两个因素是材料和温度。 4．电阻率与温度的关系 (1)金属铂的电阻率随温度的升高而增大。利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计。 (2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作标准电阻。 (3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 六、伏安特性曲线 1．伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件。如金属导体、电解质溶液。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，电流与电压不成正比，欧姆定律不适用的元件。如气态导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。 ▉考点02练习使用多用电表 一、实验目的 1．通过实际操作学会使用多用电表，测量电压、电流和电阻。 2．会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极。 二、实验原理 1．指针式多用电表 (1)如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或欧姆挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。 (2)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率。读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值。 2．测量小灯泡的电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。 (3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。 3．测量通过小灯泡的电流 (1)选择直流电流挡合适的量程。 (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。 (3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。 4．测量电阻 (1)要将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。选好量程后，先调零，然后测量。测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡。 (2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 三、实验步骤 1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 4．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，测小灯泡两端的电压。 5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。 6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。 7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。 四、注意事项 1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。 2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。 3．测量电阻时应注意 (1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。 (2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。 4．测量过程中，不准带电旋转开关。 5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。 6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。 ▉考点03 串并联电路 一、串、并联电路中的电流 1．串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。 二、串、并联电路中的电压 1．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。 2．并联电路的总电压与各支路电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 三、串、并联电路中的电阻 1．串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 2．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 四、电压表和电流表的电路结构 1．常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。 小量程电流表G(表头)的三个参数 (1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫作电流表的内阻。 (2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。 (3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。 2．改装原理 (1)改装为电压表：将表头串联一个电阻。 (2)改装为电流表：将表头并联一个电阻。 ▉考点04闭合电路欧姆定律 一、电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 2．电源 (1)非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加。 (2)电源概念：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 3．电动势 (1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势，用E表示，即E＝。 (3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特。 (4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，对于常用的干电池来说，跟电池的体积无关。 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成 (1)内电路：如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。 (2)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻，在外电路中，沿电流方向电势降低。 2．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)表达式也可以写为：E＝U外＋U内，即电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir。 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。 (2)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。 (3)两种特殊情况 ①断路：当外电路断开时，电流I为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源电动势。 ②短路：当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝。 ▉考点05 焦耳定律 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝I2Rt。 (3)适用范围：任何电路。 2．热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)公式：P热＝＝I2R。 三、电路中的能量转化 1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。 ▉考点06测量电池的电动势和内电阻 一、实验目的 1．进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用。 2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。 3．学会利用图像处理实验数据。 二、实验原理 1．原理图如图所示。 2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r。 即 联立求解可得 三、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。 四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按电路原理图把器材连接好，如图所示。 2．把变阻器的滑片移到一端使阻值最大。 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。 4．断开开关，整理好器材。 五、数据处理 1．代数法：运用方程组，求解E和r。 为了减小实验的偶然误差，应该利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值。 2．图像法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U－I图像是一条直线，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻r。在读图时应注意图像的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图甲所示，则r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则r＝。　 六、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发生明显变化。 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。 七、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 (1)电流表内接时电路如图甲所示，产生实验误差的原因是电压表的分流，测量值与真实值的关系为： E测<E真；r测<r真。 (2)电流表外接时电路如图乙所示，产生实验误差的原因是电流表的分压，测量值与真实值的关系为： E测＝E真；r测>r真。 八、实验创新(测电源E、r的其他方案) 主要方法 原理 电路图 伏阻法(电压表、变阻箱) E＝U1＋r E＝U2＋r 安阻法(电流表、变阻箱) E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r 一、单选题 1．在如图所示电路中，已知电阻、、、、，当AB端、CD端分别接电动势为、内阻不计的电源时，下列说法正确的是（　　） A．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为 B．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为 C．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为 D．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为 2．如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与U轴夹角，下列说法正确的是（　　） A．随着电压的增大，元件乙的电阻变大 B．在A点对应的状态时，元件甲的电阻小于乙的电阻 C．元件甲的电阻为 D．若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为的电源上，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为 3．如图所示为多用电表欧姆档的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法错误的是（　　） A．a孔插黑表笔 B．更换倍率测量电阻时，必须重新进行欧姆调零 C．要测量电路中某电阻的阻值，必须将该电阻与其他元件断开 D．用“”挡测量时，若指针指在表盘右端零刻度线附近，应换用“”挡 4．两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y长为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则x、y导线的横截面积之比为（　　） A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 5．某同学采用如下器材测量阻值约为20Ω的金属丝电阻：电流表A（量程0~200mA，内阻约2.0），电压表V（量程0~3V，内阻约10kΩ），滑动变阻器R（阻值范围0~100Ω，允许通过的最大电流2.0A），直流电源E（电动势3V，内阻不计）、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是（　　） A． B． C． D． 6．一灯泡的电流与其两端电压的关系如图中实线所示，虚线是电压为5V时曲线的切线，下列判断错误的是（    ） A．灯泡的电阻率随温度的升高而增大 B．电压为5V时，灯泡的电阻为 C．电压为5V时，灯泡的功率为5W D．将该灯泡与电动势为15V、内阻为的电源连接，灯泡的功率为18W 7．在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5,0.75），曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为（1.0,0），用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源内阻为0.5Ω B．此时电源总功率为4W C．小灯泡L接入电源时的电阻为1.5Ω D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W 8．实验室有两个变阻箱R1、R2，只能看到每个倍数刻度的0刻度线，其余倍数刻度磨损不清，其它功能正常。小明为了测量每个倍数刻度所对应的阻值，利用如图所示的测量电路，设计了两套方案。方案1：调节R1至待测刻度，保持不变，多次改变R2，进行测量，电压表、电流表的读数分别为U、I，作出U-I关系图，测得R1待测刻度对应的阻值；方案2：调节R2至待测刻度，保持不变，多次改变R1，进行测量，同理，测得R2的阻值。下列表述正确的是（　　） A．方案1，R1测量值偏大 B．方案1，R1测量值准确 C．方案2，R2测量值准确 D．方案2，R2测量值偏小 二、多选题 9．我国汽车产业取得举世瞩目的历史性成就，2023年成为全球最大的汽车出口国。国产某品牌电动汽车的质量m=1000kg，驾驶员的质量m0=50kg，电动机正常工作的额定电流I=40A，额定电压U=400V，电池的容量为200A·h。一次电动汽车性能测试中，测得电动汽车在水平地面上由静止开始以额定功率运行t=5s的时间内，通过的距离x=10m，速度达到v=10m/s。已知电动汽车行驶时所受阻力的大小为人和车总重力的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。忽略电动机转动时的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．该过程中电动机的输出功率为12.6kW B．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为5小时 C．电动汽车能达到的最大速度为15m/s D．电动机线圈的电阻为2.125Ω 10．在如图所示的电路中，R₁、R₂和R4皆为定值电阻，R₃为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A₁的读数为电流表的读数为，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U，当照射到的光强增大时，电压表V、电流表A₁示数变化分别为△U、△I₁，则（　　） A．I₂变大 B．光强增大后，电源效率降低 C．液滴带正电，光强增大后将向上运动 D． 11．近几年世界上对新材料的研究和发现,有很多新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料，长为a，宽为b，厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．样品的电阻率为 C．电流沿EF方向时样品的电阻为 D．电流沿CD方向时样品的电阻为 12．如图电路中，定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　） A．V3的示数减小 B．ΔU1小于ΔU2 C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．电源的输出功率先增大后减小 三、实验题 13．(1)如图多用电表的表盘，若测的是直流电流，用的是100mA的量程，指针所示电流值为 mA；若测的是直流电压，用的是25V量程，则指针所示的电压值为 V； (2)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为 mm。 (3)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则 mm。 14．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有： A．电压表V：0~3V，0~15V B．电流表A：0~0.6A，0~3A C．滑动变阻器：（，1A） D．滑动变阻器：（，0.1A） E.开关S和导线若干 (1)实验中电流表应选用的量程为 （选填“0~0.6A”或“0~3A”）；滑动变阻器应选用 （选填“”或“”）。 (2)实验测得的6组数据已在图像中标出，如图所示。请你根据数据点位置完成图线 ，并由图线求出该电池的电动势 V，内阻 。 四、解答题 15．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。来自质子源的质子（初速度为零），经加速器加速后，在人体组织液中形成速率为的细柱形质子流，其横截面积为S，等效电流为I；已知质子电荷量为e，质量为m，求： (1)加速器的电压大小； (2)加速后这束质子流内单位体积的质子数； (3)若人体组织液的电阻率为，求单位长度质子流两端的电压大小。 16．图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某兴趣小组同学对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示．查阅资料得知该电动车的电源电动势，内阻，电动机的线圈电阻，车灯电阻（不变），电流表内阻忽略不计。 (1)当只有接通时，求电流表示数及此时车灯的两端电压； (2)当、都接通时，电流表示数为，此时电动机正常工作。求电动机正常工作5分钟，电动机的线圈电阻产生的热量Q。 17．某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求： (1)电动机的内阻； (2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小； (3)重物匀速上升的速度大小v。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 电路及其应用 考点01 电流 电压 电阻 考点02 练习使用多用电表 考点03串并联电路 考点04闭合电路欧姆定律 考点05 焦耳定律 考点06 测量电池的电动势和内电阻 ▉考点01电流 电压 电阻 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用 (1)维持电路两端有一定的电势差。 (2)使闭合电路中保持持续的电流。 二、恒定电流 1．恒定电场 当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向)。 (2)公式：I＝。其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。 (3)单位：安培，简称安，符号A；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A＝103mA＝106μA。 3．电流的微观表达式I＝nevS (1)I＝是电流的定义式，I＝nevS是电流的决定式，因此电流I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小e、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关。 (2)v表示电荷定向移动的速率。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 三、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流之比。 2．定义式：R＝。 3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。 4．U－I图像中表示电阻：在导体的 U－I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 四、影响导体电阻的因素 导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，而且当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。 五、导体的电阻率 1．电阻的大小：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2．电阻公式：R＝ρ。 3．电阻率：影响电阻率的两个因素是材料和温度。 4．电阻率与温度的关系 (1)金属铂的电阻率随温度的升高而增大。利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计。 (2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作标准电阻。 (3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 六、伏安特性曲线 1．伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件。如金属导体、电解质溶液。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，电流与电压不成正比，欧姆定律不适用的元件。如气态导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。 ▉考点02练习使用多用电表 一、实验目的 1．通过实际操作学会使用多用电表，测量电压、电流和电阻。 2．会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极。 二、实验原理 1．指针式多用电表 (1)如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或欧姆挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。 (2)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率。读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值。 2．测量小灯泡的电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。 (3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。 3．测量通过小灯泡的电流 (1)选择直流电流挡合适的量程。 (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。 (3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。 4．测量电阻 (1)要将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。选好量程后，先调零，然后测量。测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡。 (2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 三、实验步骤 1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 4．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，测小灯泡两端的电压。 5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。 6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。 7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。 四、注意事项 1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。 2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。 3．测量电阻时应注意 (1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。 (2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。 4．测量过程中，不准带电旋转开关。 5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。 6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。 ▉考点03 串并联电路 一、串、并联电路中的电流 1．串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。 二、串、并联电路中的电压 1．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。 2．并联电路的总电压与各支路电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 三、串、并联电路中的电阻 1．串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 2．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 四、电压表和电流表的电路结构 1．常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。 小量程电流表G(表头)的三个参数 (1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫作电流表的内阻。 (2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。 (3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。 2．改装原理 (1)改装为电压表：将表头串联一个电阻。 (2)改装为电流表：将表头并联一个电阻。 ▉考点04闭合电路欧姆定律 一、电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 2．电源 (1)非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加。 (2)电源概念：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 3．电动势 (1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势，用E表示，即E＝。 (3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特。 (4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，对于常用的干电池来说，跟电池的体积无关。 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成 (1)内电路：如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。 (2)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻，在外电路中，沿电流方向电势降低。 2．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)表达式也可以写为：E＝U外＋U内，即电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir。 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。 (2)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。 (3)两种特殊情况 ①断路：当外电路断开时，电流I为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源电动势。 ②短路：当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝。 ▉考点05 焦耳定律 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝I2Rt。 (3)适用范围：任何电路。 2．热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)公式：P热＝＝I2R。 三、电路中的能量转化 1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。 ▉考点06测量电池的电动势和内电阻 一、实验目的 1．进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用。 2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。 3．学会利用图像处理实验数据。 二、实验原理 1．原理图如图所示。 2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r。 即 联立求解可得 三、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。 四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按电路原理图把器材连接好，如图所示。 2．把变阻器的滑片移到一端使阻值最大。 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。 4．断开开关，整理好器材。 五、数据处理 1．代数法：运用方程组，求解E和r。 为了减小实验的偶然误差，应该利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值。 2．图像法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U－I图像是一条直线，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻r。在读图时应注意图像的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图甲所示，则r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则r＝。　 六、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发生明显变化。 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。 七、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 (1)电流表内接时电路如图甲所示，产生实验误差的原因是电压表的分流，测量值与真实值的关系为： E测<E真；r测<r真。 (2)电流表外接时电路如图乙所示，产生实验误差的原因是电流表的分压，测量值与真实值的关系为： E测＝E真；r测>r真。 八、实验创新(测电源E、r的其他方案) 主要方法 原理 电路图 伏阻法(电压表、变阻箱) E＝U1＋r E＝U2＋r 安阻法(电流表、变阻箱) E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r 一、单选题 1．在如图所示电路中，已知电阻、、、、，当AB端、CD端分别接电动势为、内阻不计的电源时，下列说法正确的是（　　） A．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为 B．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为 C．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为 D．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为 【答案】D 【解析】AB．因为理想电压表内阻无穷大，所以CD端接理想电压表时，相当于导线，所以当AB端接电源时，电路的总电阻为 所以CD两端电压即为电阻两端电压，所以电压表示数为 故AB错误； CD．同理当AB端接理想电压表时，相当于导线，所以当CD端接电源时，电路总电阻为 所以AB两端电压即为电阻两端电压，所以电压表示数为 故C错误，D正确。 故选D． 2．如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与U轴夹角，下列说法正确的是（　　） A．随着电压的增大，元件乙的电阻变大 B．在A点对应的状态时，元件甲的电阻小于乙的电阻 C．元件甲的电阻为 D．若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为的电源上，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为 【答案】A 【解析】A．随电压的增大，元件乙的图象割线的斜率越来越小，根据欧姆定律可知，其电阻随电压的增大而增大，故A正确； B．在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，则电阻相等，故B错误； C．I-U图象的斜率表示电阻的倒数，元件甲的电阻 故C错误； D．将甲、乙两元件并联接到5V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两元件两端的电压均为5V，由图象可知通过两元件的电流分别为 I乙=1.0A 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以总电流 I=I甲+I乙=1.625A 根据电荷量定义可知，每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625C，故D错误。 故选A。 3．如图所示为多用电表欧姆档的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法错误的是（　　） A．a孔插黑表笔 B．更换倍率测量电阻时，必须重新进行欧姆调零 C．要测量电路中某电阻的阻值，必须将该电阻与其他元件断开 D．用“”挡测量时，若指针指在表盘右端零刻度线附近，应换用“”挡 【答案】D 【解析】A．多用电表的黑表笔连接内部电源的正极，红表笔连接内部电源的负极，由图可知a孔插黑表笔，故A正确，不满足题意要求； B．更换倍率测量电阻时，由于不同倍率对应的欧姆内阻不同，所以要重新进行欧姆调零，故B正确，不满足题意要求； C．要测量电路中某电阻的阻值，必须将该电阻与其他元件断开，故C正确，不满足题意要求； D．用“”挡测量时，若指针指在表盘右端零刻度线附近，可知待测电阻阻值较小，应换用“”挡，故D错误，满足题意要求。 故选D。 4．两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y长为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则x、y导线的横截面积之比为（　　） A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 【答案】B 【解析】在串联电路中电流处处相等，则根据欧姆定律可知两导体两端的电势差之比等于导体的电阻之比。根据图像x、y导线两端的电势差分别为 ， 则 根据电阻定律可得x、y导线的横截面积之比为 故选B。 5．某同学采用如下器材测量阻值约为20Ω的金属丝电阻：电流表A（量程0~200mA，内阻约2.0），电压表V（量程0~3V，内阻约10kΩ），滑动变阻器R（阻值范围0~100Ω，允许通过的最大电流2.0A），直流电源E（电动势3V，内阻不计）、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】因为 所以电路应该选用外接法，由于滑动变阻器R的最大至大于待测电阻阻值，所以滑动变阻器要用限流式接法，故选D。 6．一灯泡的电流与其两端电压的关系如图中实线所示，虚线是电压为5V时曲线的切线，下列判断错误的是（    ） A．灯泡的电阻率随温度的升高而增大 B．电压为5V时，灯泡的电阻为 C．电压为5V时，灯泡的功率为5W D．将该灯泡与电动势为15V、内阻为的电源连接，灯泡的功率为18W 【答案】B 【解析】A．图像上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，图像上的点与原点的连线的斜率逐渐减小，故随温度的升高灯丝电阻增大，由电阻定律可知，灯丝的电阻率增大，故A正确； B．电压为5V时，灯泡的电阻为 故B错误； C．电压为5V时，灯泡的功率 故C正确； D．由闭合电路欧姆定律可得 得 在灯泡的伏安特性曲线中做出该图像，如图所示 由图可知，灯泡两端的电压为 灯泡中电流 则灯泡消耗的功率为 故D正确。 选错误的，故选B。 7．在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5,0.75），曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为（1.0,0），用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源内阻为0.5Ω B．此时电源总功率为4W C．小灯泡L接入电源时的电阻为1.5Ω D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W 【答案】D 【解析】A．设该电源电动势为E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律有 代入题图直线Ⅰ中数据有 解得 ， 故A错误； BCD．根据题意可知，当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为 流过灯泡的电流为 所以此时电源总功率为 由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为 小灯泡L实际消耗的电功率为 故BC错误，D正确。 故选D。 8．实验室有两个变阻箱R1、R2，只能看到每个倍数刻度的0刻度线，其余倍数刻度磨损不清，其它功能正常。小明为了测量每个倍数刻度所对应的阻值，利用如图所示的测量电路，设计了两套方案。方案1：调节R1至待测刻度，保持不变，多次改变R2，进行测量，电压表、电流表的读数分别为U、I，作出U-I关系图，测得R1待测刻度对应的阻值；方案2：调节R2至待测刻度，保持不变，多次改变R1，进行测量，同理，测得R2的阻值。下列表述正确的是（　　） A．方案1，R1测量值偏大 B．方案1，R1测量值准确 C．方案2，R2测量值准确 D．方案2，R2测量值偏小 【答案】A 【解析】AB．方案1，改变R2，R1保持不变 电流表电阻未知，将U-I关系图的斜率当成R1待测刻度对应的阻值，测量结果偏大，故A正确，B错误； CD．方案2，R2保持不变，多次改变R1 整理得 电源电阻未知，将U-I关系图的斜率当成R2待测刻度对应的阻值，测量结果偏大，故CD错误。 故选A。 二、多选题 9．我国汽车产业取得举世瞩目的历史性成就，2023年成为全球最大的汽车出口国。国产某品牌电动汽车的质量m=1000kg，驾驶员的质量m0=50kg，电动机正常工作的额定电流I=40A，额定电压U=400V，电池的容量为200A·h。一次电动汽车性能测试中，测得电动汽车在水平地面上由静止开始以额定功率运行t=5s的时间内，通过的距离x=10m，速度达到v=10m/s。已知电动汽车行驶时所受阻力的大小为人和车总重力的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。忽略电动机转动时的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．该过程中电动机的输出功率为12.6kW B．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为5小时 C．电动汽车能达到的最大速度为15m/s D．电动机线圈的电阻为2.125Ω 【答案】ABD 【解析】A．由动能定理可得 解得 故A正确； B．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为 故B正确； C．根据可知，电动车能达到的最大速度为 故C错误； D．根据可知 解得驱动电动机的内阻为 故D正确。 故选ABD。 10．在如图所示的电路中，R₁、R₂和R4皆为定值电阻，R₃为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A₁的读数为电流表的读数为，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U，当照射到的光强增大时，电压表V、电流表A₁示数变化分别为△U、△I₁，则（　　） A．I₂变大 B．光强增大后，电源效率降低 C．液滴带正电，光强增大后将向上运动 D． 【答案】BC 【解析】A．当照射到的光强增大时，R₃阻值减小，总电阻减小，总电流变大，R1、R2以及内阻r上的电压变大，则R4所在的并联支路电压减小，可知R4电流减小，I2减小，选项A错误； B．电源效率 光强增大后，外电阻减小，电源效率降低，选项B正确； C．电容器下极板带正电，可知液滴带正电，光强增大后R1上的电压变大，电容器两板间场强变大，则液滴将向上运动，选项C正确； D．由闭合电路的欧姆定律可知 可得 选项D错误。 故选BC。 11．近几年世界上对新材料的研究和发现,有很多新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料，长为a，宽为b，厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．样品的电阻率为 C．电流沿EF方向时样品的电阻为 D．电流沿CD方向时样品的电阻为 【答案】BD 【解析】A．根据电阻定律，可得 解得 故A错误；B正确； C．电流沿EF方向时样品的电阻为 故C错误； D．电流沿CD方向时样品的电阻为 故D正确。 故选BD。 12．如图电路中，定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　） A．V3的示数减小 B．ΔU1小于ΔU2 C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．电源的输出功率先增大后减小 【答案】AC 【解析】A．电流表、电阻R与滑动变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R两端的电压、路端电压和滑动变阻器两端电压，电流表A测量电路电流。当滑片向下滑动时，接入电路的有效电阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，根据 可知V3的示数减小，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律，可得 则有 由题意得 则 故 故B错误； C．根据闭合电路欧姆定律，可得 则得 则ΔU3与ΔI的比值大于r，故C正确； D．电源输出功率与外电阻间的关系图像如图所示 当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,所以随着滑动变阻器阻值减小，外电路电阻减小，阻值减小接近，电源输出功率增大，故D错误。 故选AC。 三、实验题 13．(1)如图多用电表的表盘，若测的是直流电流，用的是100mA的量程，指针所示电流值为 mA；若测的是直流电压，用的是25V量程，则指针所示的电压值为 V； (2)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为 mm。 (3)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则 mm。 【答案】(1) 47 11.8 (2)0.696 (3)30.00 【解析】（1）[1]选用量程为100mA的电流挡，由图示表盘可知，其分度值为2mA，指针指在刻度23.5处，所以读数为47mA； [2]选用量程为25V的电压挡，由图示表盘可知，其分度值为0.5V，指针指在刻度23.5处，读数为11.8V。 （2）金属丝的直径为 （3）游标卡尺的读数为 14．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有： A．电压表V：0~3V，0~15V B．电流表A：0~0.6A，0~3A C．滑动变阻器：（，1A） D．滑动变阻器：（，0.1A） E.开关S和导线若干 (1)实验中电流表应选用的量程为 （选填“0~0.6A”或“0~3A”）；滑动变阻器应选用 （选填“”或“”）。 (2)实验测得的6组数据已在图像中标出，如图所示。请你根据数据点位置完成图线 ，并由图线求出该电池的电动势 V，内阻 。 【答案】(1) 0～0.6A (2) 1.5 0.50 【解析】（1）[1][2] 由图像的数据可知电压在1.5V以内，电流在0.6A以内，则实验中电流表应选用的量程为0～0.6A；干电池内阻较小，滑动变阻器采用限流连接，应选用最大阻值较小的。 （2）[1][2][3]由实验得到的数据作图 由闭合电路欧姆定律得 U=−Ir+E 在U-I图线中，纵轴截距表示电池的电动势，因此可得电池的电动势为1.5V； 斜率的大小表示电池的内阻，电池的内阻为 =0.50Ω 四、解答题 15．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。来自质子源的质子（初速度为零），经加速器加速后，在人体组织液中形成速率为的细柱形质子流，其横截面积为S，等效电流为I；已知质子电荷量为e，质量为m，求： (1)加速器的电压大小； (2)加速后这束质子流内单位体积的质子数； (3)若人体组织液的电阻率为，求单位长度质子流两端的电压大小。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据动能定理 加速器的电压大小为 （2）根据 则加速后这束质子流内单位体积的质子数为 （3）根据欧姆定律可得 假设形成的质子流的长度为，根据电阻定律可得 则长度为的质子流两端的电压大小为 单位长度质子流两端的电压大小为 16．图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某兴趣小组同学对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示．查阅资料得知该电动车的电源电动势，内阻，电动机的线圈电阻，车灯电阻（不变），电流表内阻忽略不计。 (1)当只有接通时，求电流表示数及此时车灯的两端电压； (2)当、都接通时，电流表示数为，此时电动机正常工作。求电动机正常工作5分钟，电动机的线圈电阻产生的热量Q。 【答案】(1)， (2) 【解析】（1）当只有接通时，由闭合电路欧姆定律得 代入数据解得 此时车灯的两端电压为 （2）当、都接通时，电流表示数为，此时电动机正常工作，由闭合电路欧姆定律得 解得路端电压为 此时通过车灯的电流为 因此通过电动机的电流为 则电动机正常工作5分钟，电动机的线圈电阻产生的热量为 17．某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求： (1)电动机的内阻； (2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小； (3)重物匀速上升的速度大小v。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，可知 解得 此时电动机不转动，根据欧姆定律 （2）根据能量关系 当 电动机取极大功率 （3）对电动机根据功率关系 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 $$